現(xiàn)代分子生物學(第3版) 朱玉賢 課后答案(全)

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1、 第一章 1 簡述孟德爾、摩爾根和沃森等人對分子生物學發(fā)展的主要貢獻 答：孟德爾的對分子生物學的發(fā)展的主要貢獻在于他通過豌豆實驗，發(fā)現(xiàn)了遺傳規(guī)律、分離規(guī)律及自由組合規(guī)律；摩爾根的主要貢獻在于發(fā)現(xiàn)染色體的遺傳機制，創(chuàng)立染色體遺傳理論，成為現(xiàn)代實驗生物學奠基人；沃森和克里克在1953年提出DAN反向雙平行雙螺旋模型。 2寫出DNARNA的英文全稱 答：脫氧核糖核酸（DNA, Deoxyribonucleic acid）， 核糖核酸（RNA, Ribonucleic acid） 3試述“有其父必有其子”的生物學本質(zhì) 答：其生物學本質(zhì)是基因遺傳。子代的性質(zhì)由遺傳所得的基因決定，

2、而基因由于遺傳的作用，其基因的一半來自于父方，一般來自于母方。 4早期主要有哪些實驗證實DNA是遺傳物質(zhì)？寫出這些實驗的主要步驟 答：一，肺炎雙球菌感染實驗，1，R型菌落粗糙，菌體無多糖莢膜，無毒，注入小鼠體內(nèi)后，小鼠不死亡。2，S型菌落光滑，菌體有多糖莢膜，有毒，注入到小鼠體內(nèi)可以使小鼠患病死亡。3，用加熱的方法殺死S型細菌后注入到小鼠體內(nèi)，小鼠不死亡； 二，噬菌體侵染細菌的實驗：1，噬菌體侵染細菌的實驗過程：吸附→侵入→復制→組裝→釋放。 2，DNA中P的含量多，蛋白質(zhì)中P的含量少；蛋白質(zhì)中有S而DNA中沒有S，所以用放射性同位素35S標記一部分噬菌體的蛋白質(zhì)，用放射性同位素32P標

3、記另一部分噬菌體的DNA。用35P標記蛋白質(zhì)的噬菌體侵染后，細菌體內(nèi)無放射性，即表明噬菌體的蛋白質(zhì)沒有進入細菌內(nèi)部；而用32P標記DNA的噬菌體侵染細菌后，細菌體內(nèi)有放射性，即表明噬菌體的DNA進入了細菌體內(nèi)。三，煙草TMV的重建實驗：1957年，F(xiàn)raenkel-Conrat等人，將兩個不同的TMV株系（S株系和HR株系）的蛋白質(zhì)和RNA分別提取出來，然后相互對換，將S株系的蛋白質(zhì)和HR株系的RNA，或反過來將HR株系的蛋白質(zhì)和S株系的RNA放在一起，重建形成兩種雜種病毒，去感染煙草葉片。 5請定義DNA重組技術(shù)和基因工程技術(shù) 答：DNA重組技術(shù)：目的是將不同的DNA片段（如某個基因或

4、基因的一部分）按照人們的設計定向連接起來，然后在特定的受體細胞中與載體同時復制并得到表達，產(chǎn)生影響受體細胞的新的遺傳性狀。 基因工程技術(shù)：是除了包含DNA重組技術(shù)外還包括其他可能是生物細胞基因結(jié)構(gòu)得到改造的體系，基因工程是指技術(shù)重組DNA技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化設計與應用，包括上游技術(shù)和下游技術(shù)兩大組成部分。上游技術(shù)指的是基因重組、克隆和表達的設計與構(gòu)建（即重組DNA技術(shù)）；而下游技術(shù)則涉及到基因工程菌或細胞的大規(guī)模培養(yǎng)以及基因產(chǎn)物的分離純化過程。 6寫出分子生物學的主要研究內(nèi)容。 答：1，DNA重組技術(shù)；2，基因表達調(diào)控研究；3，生物大分子的結(jié)構(gòu)功能研究----結(jié)構(gòu)分子生物學；4，基因組、功能基因

5、組與生物信息學研究。 7.分子生物學的定義 答: 廣義的分子生物學：蛋白質(zhì)及核酸等生物大分子結(jié)構(gòu)和功能的研究都屬于分子生物學的范疇，即從分子水平闡明生命現(xiàn)象和生物學規(guī)律狹義的分子生物學：偏重于核酸（基因）的分子生物學，主要研究基因或DNA的復制、轉(zhuǎn)錄、表達和調(diào)控等過程，當然也涉及與這些過程相關的蛋白質(zhì)和酶的結(jié)構(gòu)與功能的研究 第二章 1，染色體具備哪些作為遺傳物質(zhì)的特性？ 答：1，分子結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定；2，能夠自我復制，使得親子代之間保持連續(xù)性；3，能夠指導蛋白質(zhì)的合成，從而控制整個生命活動的過程；4，能夠產(chǎn)生可遺傳的變異。 2，什么是核小體？簡述其形成過程。 答：核小體是染色質(zhì)

6、的基本結(jié)構(gòu)單位，由~200bpDNA和組蛋白八聚體組成。形成過程：核小體是由H2A、H2B、H3、H4各兩個分子生成的八聚體和由大約200bp的DNA組成的。形成核小體時八聚體在中間，DNA分子盤繞在外組成真核細胞染色體的一種重復珠狀結(jié)構(gòu)。 3簡述真核生物染色體的組成及組裝過程 答： 組成：蛋白質(zhì)+核酸。組裝過程：1，首先組蛋白組成盤裝八聚體，DNA纏繞其上，成為核小體顆粒，兩個顆粒之間經(jīng)過DNA連接，形成外徑10nm的纖維狀串珠，稱為核小體串珠纖維；2，核小體串珠纖維在酶的作用下形成每圈6個核小體，外徑30nm的螺旋結(jié)構(gòu)；3，螺旋結(jié)構(gòu)再次螺旋化，形成超螺旋結(jié)構(gòu)；4，超螺線管，形成絆環(huán)

7、，即線性的螺線管形成的放射狀環(huán)。絆環(huán)再非組蛋白上纏繞即形成了顯微鏡下可見的染色體結(jié)構(gòu)。 4，簡述DNA的一、二、三級結(jié)構(gòu)特征。 答：1，DNA的一級結(jié)構(gòu)，就是指4種核苷酸的連接及排列順序，表示了該DNA分子的化學成分；2，DNA的二級結(jié)構(gòu)是指兩條多核苷酸連反向平行盤繞所形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)；3，DNA的高級結(jié)構(gòu)是指DNA雙螺旋進一步扭曲盤繞所形成的特定空間結(jié)構(gòu)。 6，原核生物DNA與真核生物有哪些不同的特征？ 答：(1)DNA雙螺旋是由兩條互相平行的脫氧核苷酸長鏈盤繞而成的,多核苷酸的方向由核苷酸間的磷酸二酯鍵的走向決定，一條是5---3，另一條是3-----5。（2）DNA雙螺旋中

8、脫氧核糖和磷酸交替連接，排在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，堿基排列在內(nèi)側(cè)（3）其兩條鏈上的堿基通過氫鍵相結(jié)合，形成堿基對 意義：該模型揭示了DNA作為遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性特征，最有價值的是確認了堿基配對原則，這是DNA復制、轉(zhuǎn)錄和反轉(zhuǎn)錄的分子基礎，亦是遺傳信息傳遞和表達的分子基礎。該模型的提出是20世紀生命科學的重大突破之一，它奠定了生物化學和分子生物學乃至整個生命科學飛速發(fā)展的基石 7，DNA復制通常采取哪些方式。 答：一，線性DNA雙鏈的復制：1，將線性復制子轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)裝或者多聚分子；2，在DNA末端形成發(fā)卡式結(jié)構(gòu)，使分子沒有游離末端；3，在某種蛋白質(zhì)的介入下（如末端蛋白，terminal

9、protein），在真正的末端上啟動復制。二，環(huán)狀DNA的復制：1，θ型；2，滾環(huán)形；3，D—環(huán)形（D--loop）。 8，簡述原核生物的DNA復制特點。 答：1，與真核生物不同，原核生物的DNA復制只有一個復制起點；2，真核生物的染色體全部完成復制之前，各個起始點上DNA的復制不能在開始，而在快速生長的原核生物中，復制起始點上可以連續(xù)開始新的DNA的復制，變現(xiàn)為雖然只有一個復制單元，但可有多個復制叉； 9，真核生物的DNA的復制在那些水平上受到調(diào)控？ 答：1，細胞生活周期水平調(diào)控；2，染色體水平調(diào)控；3，復制子水平調(diào)控。 10，細胞通過哪些修復系統(tǒng)對DNA損傷進行修復？

10、 答：1，錯配修復，恢復錯配；2，切除修復，切除突變的堿基和核苷酸序列；3，重組修復，復制后的修復，重新啟動停滯的復制叉；4，DNA的直接修復，修復嘧啶二聚體和甲基化的DNA；5，SOS系統(tǒng)，DNA的修復，導致突變。 11，什么是轉(zhuǎn)座子？可以分為哪些種類？ 答：轉(zhuǎn)座子是存在于染色體DNA上可自主復制和移位的基本單位。轉(zhuǎn)座子可分為兩大類：插入序列和復合型轉(zhuǎn)座子。 12，請說說插入序列與復合型轉(zhuǎn)座子之間的異同。 答：插入序列是最簡單的轉(zhuǎn)座子，它不含有任何宿主基因，它們是細菌染色體或質(zhì)粒DNA的正常組成部分，一般插入序列都是很小的DNA片段，末端帶有倒置重復序列； 復合型轉(zhuǎn)座子是一

11、類帶有某些抗藥性基因的轉(zhuǎn)座子，其兩翼往往帶有兩個或者相同高度同源的IS序列，一旦形成復合轉(zhuǎn)座子，IS序列就不能移動，因為他們的功能被修飾了，只能作為復合體移動。 第三章 1，什么是編碼鏈？什么是模版鏈？ 答：與 mRNA 序列相同的那條 DNA 鏈稱為編碼鏈（或有意義鏈） ；另一條根據(jù)堿基互補原則指導 mRNA 合成 DNA 鏈 稱為模版鏈（或反義鏈） 。 2，簡述 RNA 轉(zhuǎn)錄的概念及其基本過程。 答：RNA 轉(zhuǎn)錄：以 DNA 中的一條單鏈為模板，游離堿基為原料，在 DNA 依賴的 RNA 聚合酶催化下合成 RNA 鏈的過 程。基本過程：模版識別—轉(zhuǎn)錄開始—轉(zhuǎn)錄延伸—轉(zhuǎn)錄終止

12、。 3，大腸桿菌的 RNA 聚合酶有哪些組成成分？各個亞基的作用如何？ 答：大腸桿菌的 RNA 聚合酶由 2 個α亞基、一個β亞基、一個β’亞基和一個ω亞基組成的核心酶，加上一個σ亞基后則 成為聚合酶全酶。α亞基肯能與核心酶的組裝及啟動子的識別有關，并參與 RNA 聚合酶和部分調(diào)節(jié)因子的相互作用； β亞基和β’亞基組成了聚合酶的催化中心，β亞基能與模版 DNA、新生 RNA 鏈及核苷酸底物相結(jié)合。 4，什么是封閉復合物、開放復合物以及三元復合物？ 答：模版的識別階段，聚合酶與啟動子可逆性結(jié)合形成封閉性復合物；封閉性復合物形成后，此時，DNA 鏈仍然處于雙 鏈狀態(tài)，伴隨著 DNA

13、 構(gòu)象的重大變化，封閉性復合物轉(zhuǎn)化為開放復合物；開放復合物與最初的兩個 NTP 相結(jié)合并在這 兩個核苷酸之間形成磷酸二脂鍵后即轉(zhuǎn)變成包括 RNA 聚合酶、DNA 和新生 RNA 的三元復合物。 5，簡述σ因子的作用。 答：1，σ因子的作用是負責模版鏈的選擇和轉(zhuǎn)錄的起始，它是酶的別構(gòu)效應物，使酶專一性識別模版上的啟動子；2，σ 因子可以極大的提高 RNA 聚合酶對啟動子區(qū) DNA 序列的親和力；3，σ因子還能使 RNA 聚合酶與模版 DNA 上非特異 性位點結(jié)合常數(shù)降低。 6，什么是 Pribnow box？它的保守序列是什么？ 答：pribnow box 是原核生物中中央大約位

14、于轉(zhuǎn)錄起始位點上游 10bp 處的 TATA 區(qū)，所以又稱作-10 區(qū)。它的保守序 列是 TATAAT。 7，什么是上升突變？什么是下降突變？ 答：上升突變：細菌中常見的啟動自突變之一，突變導致 Pribnow 區(qū)共同序列的同一性增加；下降突變：細菌中常見的 啟動子突變之一，突變導致結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄水平大大降低，如 Pribnow 區(qū)從 TATAAT 變成 AATAAT。 8，簡述原核生物和真核生物 mRNA 的區(qū)別。 答：1，原核生物 mRNA 常以多順反子的形式存在。真核生物 mRNA 一般以單順反子的形式存在；2，原核生物 mRNA 的轉(zhuǎn)錄與翻譯一般是偶聯(lián)的，真核生物轉(zhuǎn)錄的

15、 mRNA 前體則需經(jīng)轉(zhuǎn)錄后加工，加工為成熟的 mRNA 與蛋白質(zhì)結(jié)合生成 信息體后才開始工作；3，原核生物 mRNA 半壽期很短，一般為幾分鐘 ，最長只有數(shù)小時。真核生物 mRNA 的半壽期 較長， 如胚胎中的 mRNA 可達數(shù)日；4，原核與真核生物 mRNA 的結(jié)構(gòu)特點也不同，原核生物的 mRNA 的 5’端無帽 子結(jié)構(gòu)，3’端沒有或只有較短的 poly A 結(jié)構(gòu)。 9，大腸桿菌的終止子有哪兩大類？請分別介紹一下它們的結(jié)構(gòu)特點。 答：大腸桿菌的終止子可以分為不依賴于 p 因子和依賴于 p 因子兩大類。不依賴于 p 因子的終止子結(jié)構(gòu)特點：1，位于 位點上游一般存在一個富含 GC 堿基

16、的二重對稱區(qū)，由這段 DNA 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的 RNA 容易形成發(fā)卡式結(jié)構(gòu)。2，在終止位 點前面有一端由 4—8 個 A 組成的序列，所以轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的 3’端為寡聚 U。依賴于 p 因子的終止子的結(jié)構(gòu)特點： 10，真核生物的原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物必須經(jīng)過哪些加工才能成為成熟的 mRNA，以用作蛋白質(zhì)合成的模版。 答：加工包括：（1）5’端連接“帽子”結(jié)構(gòu)； （2）3’端添加polyA “尾巴”；（3）hnRNA被剪接，把內(nèi)含子（DNA上非編碼序列）轉(zhuǎn)錄序列剪掉，把外顯子（DNA上的編碼序列）轉(zhuǎn)錄序列拼接上(真核生物一般為不連續(xù)基因)。（4）分子內(nèi)部的核苷酸甲基化修飾 11，簡述Ⅰ、Ⅱ類內(nèi)含子的剪接特點

17、。 答： Ⅰ類內(nèi)含子的剪接主要是轉(zhuǎn)酯反應， 即剪接反應實際上是發(fā)生了兩次磷酸二脂鍵的轉(zhuǎn)移。 I 類內(nèi)含子的切除體系中， 在 第一個轉(zhuǎn)酯反應由一個游離的鳥苷或者鳥苷酸介導， 鳥苷或鳥苷酸的 3’—OH 作為親核基團攻擊內(nèi)含子 5’端的磷酸二 脂鍵，從上游切開 RNA 鏈。在第二個轉(zhuǎn)酯反應中，上游外顯子的自由 3’—OH 作為親核基團攻擊內(nèi)含子 3’位核苷酸 上的磷酸二脂鍵，使內(nèi)含子被完全切開，上下游兩個外顯子通過新的磷酸二脂鍵相連。 Ⅱ類內(nèi)含子主要存在于真核生物的線粒體和葉綠體 rRNA 基因中，在Ⅱ類內(nèi)含子切除體系中，轉(zhuǎn)酯反應無需游離鳥苷或 鳥苷酸，而是由內(nèi)含子本身的靠近 3’端的腺苷酸

18、2’—OH 作為親核基團攻擊內(nèi)含子 5’端的磷酸二脂鍵，從上游切開 RNA 鏈后形成套索結(jié)構(gòu)。再由上游外顯子的自由 3’—OH 作為親核基團攻擊內(nèi)含子 3’位核苷酸上的磷酸二脂鍵，使 得內(nèi)含子被完全切開，上下游兩個內(nèi)含子通過新的磷酸二脂鍵相連。 12，什么是 RNA 編輯？其生物學意義是什么？ 答：RNA 編輯是指某些 RNA 特別是 mRNA 前體經(jīng)過插入、刪除或取代一些核苷酸殘疾等操作，導致 DNA 所編碼的遺 傳信息的改變，使得經(jīng)過 RNA 編輯的 mRNA 序列發(fā)生了不同于模版的 DAN 的變化。生物學意義：1，校正作用，有些 基因在突變的途中丟失的遺傳信息可能通過 RNA 的

19、編輯得以恢復；2，調(diào)控翻譯，通過編輯可以構(gòu)建或去除其實密碼子 和終止密碼子， 是基因表達調(diào)控的一種方式； 擴充遺傳信息， 3， 能使基因產(chǎn)物獲得心得結(jié)構(gòu)核功能， 有利于生物的進化。 13，核酶具有哪些結(jié)構(gòu)特點？其生物學意義是什么？ 答：核酶的結(jié)構(gòu)特點：核酶的錘頭結(jié)構(gòu)特點是：三個莖區(qū)形成局部的雙鏈結(jié)構(gòu)；其中含 13 個保守的核苷酸，N 代表任何 核苷酸； 生物學意義：1，核酶是繼反轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象之后對中心法則的有一個重要的修正，說明 RNA 既是遺傳物質(zhì)又是酶； 2，核酶的發(fā)現(xiàn)為生命起源的研究提供了新思路—--也許曾(經(jīng)存在以 RNA 為基礎的原始生命. 第四章 1，遺傳密碼有哪些特征？

20、 答：1，密碼的連續(xù)性，密碼之間無間斷也沒有重疊；2，密碼的簡并性，許多氨基酸都有多個密碼子；3，密碼的通用性和特殊性，遺傳密碼無論在體內(nèi)還是在體外，無論是對病毒、細菌、動物還是植物而言都是通用的，但是也有少數(shù)例外；4，密碼子和反密碼子的相互作用。 2，有幾種終止密碼子？它們的序列和別名分別是什么？ 答：3種，UAA、UAG和UGA，別名是無意義密碼。 3，簡述擺動學說。 答：1966年，Crick根據(jù)立體化學原理提出擺動學說，解釋了反密碼子中某些稀有成分的配對。擺動學說認為，在密碼子與反密碼子的配對中，前兩對嚴格遵守堿基配對原則，第三對堿基有一定的自由度，可以“擺動”，因而

21、使某些tRNA可以識別1個以上的密碼子。認為除A-U、G-C配對外，還有非標準配對，I-A、I-C、I-U，并強調(diào)密碼子的5’端第1、2個堿基嚴格遵循標準配對，而第3個堿基可以非標準配對，具有一定程度的擺動靈活性。 4，tRNA在組成和結(jié)構(gòu)上有哪些特點 答：1.tRNA中含有稀有堿基,除ACGU 外還含有雙氫尿嘧啶、假尿嘧啶等；2.tRNA分子形成莖環(huán)節(jié)構(gòu)；3.tRNA分子末端有氨基酸接納莖；4.tRNA分子序列中很有反密碼子。 5，比較原核與真核的核糖體組成。 答：1，真核細胞中的核糖體數(shù)量多余原核；2，真核細胞中核糖體RNA占細胞中總RNA的量少于原核；3，原核生物的核糖體通

22、過與mRNA的相互作用，被固定在核基因組上，真核生物的核糖體則直接或間接的與細胞骨架有關聯(lián)或者與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)相連；4，原核生物核糖體由約RNA占2/3及1/3的蛋白組成，真核生物核糖體中RNA占3/5，蛋白質(zhì)占2/5。 6，什么是SD序列？其功能是什么？ 答：SD序列是指信使核糖核酸(mRNA)翻譯起點上游與原核16S 核糖體RNA或真核18S rRNA 3′端富含嘧啶的7核苷酸序列互補的富含嘌呤的3～7個核苷酸序列(AGGAGG)，是核糖體小亞基與mRNA結(jié)合并形成正確的前起始復合體的一段序列。功能：SD序列對mRNA的翻譯起重要作用。 7，核糖體有哪些活性中心？ 答：核糖體

23、包括多個活性中心，即mRNA結(jié)合部位、結(jié)合或接受AA-tRNA部位，結(jié)合或接受肽酰-tRNA部位，肽基轉(zhuǎn)移部位及形成肽鍵的部位，此外還有負責肽鏈延伸的各種延伸因子的結(jié)合位點。 8，真核生物與原核生物在翻譯起始過程中有哪些區(qū)別？ 答：原核生物的起始tRNA是fMet-tRNA，真核生物是Met-tRNAMet。原核生物中30S小亞基首先與mRNA模版相結(jié)合，再與fMet-tRNA結(jié)合，最后與50S大亞基結(jié)合。而在真核生物中，40S小亞基首先與Met-tRNAMet相結(jié)合，再與模版mRNA結(jié)合，最后與60S大亞基結(jié)合生成80S.mRNA.Met-tRNAMet起始復合物。 9，鏈霉素為

24、什么能夠抑制蛋白質(zhì)的合成？ 答：鏈霉素是是一種氨基葡萄糖型抗生素，分子式C21H39N7O12，可以多種方式抑制原核生物核糖體，能干擾fMet-tRNA與核糖體的結(jié)合，從而阻止蛋白質(zhì)合成的正確起始，也會導致mRNA的錯讀。 10，什么是信號肽？它在序列組成上有什么特點？有什么功能？ 答：絕大部分被運入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的蛋白質(zhì)都帶有一個信號肽，該序列常常位于蛋白質(zhì)的氨基端，長度一般都在13-16個殘基，有如下三個特征：1，一般帶有10-15個疏水殘基；2，在靠近該序列N端常常帶有一個或者數(shù)個帶正電荷的氨基酸；3，在其C端靠近蛋白酶切割位點處常常帶有數(shù)個極性氨基酸。功能：完整的信號肽是保證蛋白

25、質(zhì)轉(zhuǎn)運的必要條件。 11，簡述葉綠體蛋白質(zhì)的跨膜運輸機制。 答：1，活性蛋白水解酶位于葉綠體基質(zhì)內(nèi)；2，葉綠體膜能夠特異性的與葉綠體蛋白的前體結(jié)合；3，葉綠體蛋白質(zhì)前體內(nèi)可降解序列因植物和蛋白質(zhì)種類不同而表現(xiàn)出明顯的差異； 12，蛋白質(zhì)有哪些翻譯后的加工修飾？ 答：1、氨基端和羧基端的修飾；2.共價修飾：磷酸化、糖基化、羥基化、二硫鍵的形成；3.亞基的聚合；4.水解斷鏈，切除新生肽中非功能片段。 13，什么是核定位序列？其主要功能是什么？ 答：核定位序列：蛋白質(zhì)的一個結(jié)構(gòu)域，通常為一短的氨基酸序列，它能與入核載體相互作用，使蛋白能被運進細胞核。在絕大多數(shù)多細胞真核生物中

26、，每當細胞發(fā)生分裂時，核膜被破壞，等到細胞分類完成后，核膜被重新建成，分散在細胞內(nèi)的核蛋白必須被重新運入核內(nèi)，為了核蛋白的重復定位，這些蛋白質(zhì)中的信號肽----被稱為核定位序列。 第七章 基因的表達與調(diào)控 1.簡述代謝物對基因表達調(diào)控的兩種方式。 答：①轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)控 ②轉(zhuǎn)錄后水平上的調(diào)控 ，包括mRNA加工成熟水平上的調(diào)控)和翻譯水平上的調(diào)控 3.簡述乳糖操縱子的調(diào)控模型。 答：A、乳糖操縱子的組成：大腸桿菌乳糖操縱子含 Z、Y、A 三個結(jié)構(gòu)基因，分別編碼半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰轉(zhuǎn)移酶，此外還有一個操縱序列 O，一個啟動子 P 和一個調(diào)節(jié)基因I。 B、阻遏蛋

27、白的負性調(diào)節(jié)：沒有乳糖存在時，I 基因編碼的阻遏蛋白結(jié)合于操縱序列 O 處，乳糖操縱子處于阻遏狀態(tài)，不能合成分解乳糖的三種酶；有乳糖存在時，乳糖作為誘導物誘導阻遏蛋白變構(gòu)，不能結(jié)合于操縱序列，乳糖操縱子被誘導開放合成分解乳糖的三種酶。所以，乳糖操縱子的這種調(diào)控機制為可誘導的負調(diào)控。 C、CAP 的正性調(diào)節(jié)：在啟動子上游有 CAP 結(jié)合位點，當大腸桿菌從以葡萄糖為碳源的環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)橐匀樘菫樘荚吹沫h(huán)境 時，cAMP 濃度升高，與 CAP 結(jié)合，使 CAP 發(fā)生變構(gòu)，CAP 結(jié)合于乳糖操縱子啟動序列附近的 CAP 結(jié)合位點，激活 RNA 聚合酶活性，促進結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄，調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合于操縱子后促進結(jié)構(gòu)基

28、因的轉(zhuǎn)錄，對乳糖操縱子實行正調(diào)控，加速合成分解乳糖的三種酶。D、協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)：乳糖操縱子中的 I 基因編碼的阻遏蛋白的負調(diào)控與 CAP 的正調(diào)控兩種機制，互相協(xié)調(diào)、互相制約。 5.什么是弱化作用？ 答：1.當培養(yǎng)基中色氨酸的濃度很低時，負載有色氨酸的tRNATrp也就少，這樣翻譯通過兩個相鄰色氨酸密碼子的速度就會很慢，當4區(qū)被轉(zhuǎn)錄完成時，核糖體才進行到1區(qū)（或停留在兩個相鄰的trp密碼子處），這時的前導區(qū)結(jié)構(gòu)是2-3配對，不形成3-4配對的終止結(jié)構(gòu)，所以轉(zhuǎn)錄可繼續(xù)進行，直到將trp操縱子中的結(jié)構(gòu)基因全部轉(zhuǎn)錄。 2.當培養(yǎng)基中色氨酸濃度較高時，核糖體可順利通過兩個相鄰的色氨酸密碼子，在4區(qū)被

29、轉(zhuǎn)錄之前就到達2區(qū)，使2-3區(qū)不能配對，3-4區(qū)自由配對形成基一環(huán)終止子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)錄被終止，trp操縱子被關閉。 第八章 1，基因家族的分類及其主要表達調(diào)控模式 答：（1），簡單多基因家族，真核生物首先是pre rRNA經(jīng)過特異性甲基化，然后是經(jīng)RNA酶的切割便可產(chǎn)生成熟rRNA分子。原核生物則還要經(jīng)過核酸酶降解才能產(chǎn)生成熟rRNA分子。（2），復雜多基因家族，一般由幾個相關基因家族構(gòu)成，基因家族之間由間隔序列隔開，并作為獨立的轉(zhuǎn)錄單位，可能存在具有不同專一性的組蛋白亞類和發(fā)育調(diào)控機制。（3），發(fā)育調(diào)控的復雜多基因家族，每個基因家族中，基因排列的順序就是他們在發(fā)育階段的表達順序。 2

30、，何為外顯子和內(nèi)含子及其結(jié)構(gòu)特點和可變調(diào)控 答：大多數(shù)真核基因都是由蛋白質(zhì)編碼序列和非蛋白質(zhì)編碼序列組成的，編碼序列稱為外顯子（exon），非編碼序列稱為內(nèi)含子（intron）。結(jié)構(gòu)特點：一個結(jié)構(gòu)基因中編碼某一蛋白質(zhì)不同區(qū)域的各個外顯子并不連續(xù)排列在一起，而是常常被長度不等的內(nèi)含子所隔離，形成鑲嵌排列的斷裂方式?？勺冋{(diào)控：不少真核基因的原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物可通過不同剪接方式，產(chǎn)生不同的mRNA，并翻譯成不同的蛋白質(zhì)。另外，一些核基因由于轉(zhuǎn)錄是選擇了不同的啟動子或者在轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上選擇了不同的PolyA位點而使轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物產(chǎn)生不同的二級結(jié)構(gòu)，因而影響剪接過程，最終產(chǎn)生不同的mRNA分子。 3DNA甲基化對

31、基因表達的的調(diào)控機制 答：大量研究表明，DNA甲基化能關閉某些基因達的活性，去甲基化則誘導了基因的重新活化和表達。三種調(diào)控機制：一是DNA甲基化導致了某些區(qū)域DNA構(gòu)象變化，從而影響了蛋白質(zhì)和DNA的相互作用，抑制了轉(zhuǎn)錄因子與啟動區(qū)DNA的結(jié)合效率。二是促進阻遏蛋白的阻遏作用。三是DNA的甲基化還提高了該位點的突變頻率。 4真核生物轉(zhuǎn)錄元件組成及其分類 答：啟動子，轉(zhuǎn)錄模版，RAN聚合酶Ⅱ基礎轉(zhuǎn)錄所需的蛋白質(zhì)因子（TFⅡ），RNA聚合酶Ⅱ，增強子，反式作用因子 5增強子的作用機制。 答：增強子是指能使與它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加的DNA序列?？赡苡?中作用機制：（1）

32、，影響模版附近的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，導致DNA雙螺旋彎折或在反式因子的參與下，以蛋白質(zhì)之間的相互作用為媒介形成增強子魚啟動子之間“成環(huán)”連接，活化基因轉(zhuǎn)錄。（2），將模版固定在細胞核內(nèi)特定位置，如連接在核基質(zhì)上，有利于DNA拓撲異構(gòu)酶改變DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的張力，促進RNA聚合酶Ⅱ在DNA鏈上的結(jié)合和滑動。（3），增強子區(qū)可以作為反式作用因子或RNA聚合酶Ⅱ進入染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的“入口”。 6反式作用因子的結(jié)構(gòu)特點及其對基因表達的調(diào)控 答：反式作用因子是能直接或間接的識別或結(jié)合在各類順式作用元件核心序列上，參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的蛋白質(zhì)。這些因子有兩種獨立的活性: 特異地與DNA結(jié)合位點相結(jié)合，然

33、后激活轉(zhuǎn)錄。兩種活性可以獨立分配給特定的蛋白結(jié)構(gòu)域，分別稱作DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域和激活結(jié)構(gòu)域，兩者是相分離的。它們在蛋白質(zhì)的不同區(qū)域。 7舉例說明蛋白質(zhì)磷酸化如何影響基因表達。 答：蛋白質(zhì)磷酸化主要影響細胞信號轉(zhuǎn)導進而影響基因表達。舉例：在糖原代謝過程中，激素與其受體在肌細胞外表面相結(jié)合，誘發(fā)細胞質(zhì)cAMP的合成并活化A激酶，后者再將活化磷酸基團傳遞給無活性的磷酸化酶激酶，活化糖原磷酸化酶，最終將糖原磷酸化，進入糖酵解途徑并提供ATP。（cAMP介導的蛋白質(zhì)磷酸化過程） 8組蛋白乙酰化和去乙?；绊懟蜣D(zhuǎn)錄的機制。 答：組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶和去乙?；竿ㄟ^是組蛋白乙酰化和去乙?；瘜虮磉_

34、產(chǎn)生影響。組蛋白N端尾部上賴氨酸殘基的乙?；泻土宋膊康恼姾桑档土怂c組蛋白的親和性，導致核小體構(gòu)象發(fā)生有利于轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白與染色質(zhì)結(jié)合的變化，從而提高了基因轉(zhuǎn)錄的活性。核心組蛋白H2A,H2B,H3,H4通過組蛋白尾部選擇性乙?；绊懞诵◇w的濃縮水平和可接近性。由于乙?；慕M蛋白抑制了核小體的濃縮，使轉(zhuǎn)錄因子更容易與基因組的這一部分相接觸，有利于提高基因的轉(zhuǎn)錄活性。 9激素影響基因表達的基本模式。 答：許多類固醇激素（如雌激素、孕激素、醛固酮、糖皮質(zhì)激素和雄激素）以及一些代謝性激素（如胰島素）的調(diào)控作用都是通過起始基因轉(zhuǎn)錄而實現(xiàn)的。靶細胞具有專一的細胞質(zhì)受體，可與激素形成復合物，導致三

35、維結(jié)構(gòu)甚至化學性質(zhì)的變化。經(jīng)修飾的受體與激素復合物通過核膜進入細胞核與染色質(zhì)的特定區(qū)域結(jié)合導致基因轉(zhuǎn)錄的起始或關閉。靶細胞內(nèi)含有大量激素受體蛋白，而非靶細胞中沒有或很少有這類受體，這是激素調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄組織特異性的根本原因。 10分子伴侶的分類及其影響基因表達的機制。 答：分子伴侶（molecular chaperone）是一類序列上沒有相關性擔憂共同功能的保守性蛋白質(zhì)，它們在細胞內(nèi)能幫助其他多肽進行正確的折疊、組裝、運轉(zhuǎn)和降解。目前認為分子伴侶至少有兩類：熱休克蛋白家族和伴侶素。 把能與某個（類）專一蛋白因子結(jié)合，從而控制基因特意表達的DNA上游序列稱為應答元件（response element），如熱休克應答元件，這些應答元件與細胞內(nèi)轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)錄因子相互作用，協(xié)調(diào)相關基因的轉(zhuǎn)錄。