高级分子生物学复习题汇总(DOC 8页).doc

1、一、名词解释模板链： DNA链中有一条是根据碱基互补原则指导mRNA合成的，又称反义链。 编码链： 双链DNA中不进行转录的那一条，与mRNA序列相同（在RNA中是以U取代了DNA中的T），又称有义链。基因组： 一般的定义是单倍体细胞中的全套染色体为一个基因组，或是单倍体细胞中的全部基因为一个基因组。功能基因组：表达一定功能的全部基因所组成的DNA序列，包括编码基因和调控基因。DNA重组技术：按照人的意愿，在体外对DNA分子进行重组，再将重组分子导入受体细胞，使其在细胞中扩增和繁殖，以获得该DNA分子的大量拷贝，表达相关基因的产物，是进行基因功能研究的基本方法。 实时定量PCR:所谓实时荧光定

2、量PCR技术，是指在PCR反应体系中加入荧光基团，利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程，最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。 基因芯片技术:又称DNA微阵列（DNA microarray） ，是一种最重要的生物芯片。是将无数预先设计好的寡核苷酸或cDNA固定于介质上，做成一高密度的探针阵列，能与样品中的同源核酸分子杂交。点杂交:将用低浓度的碱性溶液变性的DNA，或者溶于缓冲溶液的全RNA点到尼龙膜上。用特异性探针进行杂交。 RNA干扰技术：RNA干扰是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。借此特异性剔除或关闭特定基因的表达的技术就是。 RN

3、A编辑：泛指转录后mRNA上的修饰和加工，使得它所携带的遗传信息发生改变的过程。 TaqMan探针：是一种高度特异的定量PCR技术，其核心是利用Taq酶的35外切核酸酶活性，切断探针产生荧光信号，荧光信号的强弱就代表了模板的数量。 原位杂交：指将特定标记的已知顺序核酸为探针与细胞或组织切片中核酸进行杂交，从而对特定核酸顺序进行精确定量定位的过程。 变位剪接：又称选择性剪接或可变剪接，是生物的一种基本目重要的调控机制。 由于在内含子或外显子中也存在隐蔽的剪接位点（cryptic splice site），它们具有与剪接位点的共有序列相似的顺序，因而可能会从真核细胞基因表达所转录的一个mRNA前体

4、中，通过不同的剪接方式产生不同的mRNA变位剪接体。称变位剪接。 RACE技术：即cDNA末端快速扩增技术。是基于PCR技术基础上由已知的一段cDNA片段，通过往两端延伸扩增从而获得完整的3端和5端的方法。 不连续基因：又称断裂基因，真核生物特有结构基因。由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因。 cDNA：在体外以mRNA为模板，利用反转录酶和DNA聚合酶合成的双链DNA。 错配修复：在含有错配碱基的DNA分子中，使正常核苷酸序列恢复的修复方式。识别出正确的链，切除掉不正确的部分，然后通过DNA聚合酶

5、III和DNA连接酶的作用，合成正确配对的双链DNA。 信号肽：指新合成多肽链中用于指导蛋白质的跨膜转移（定位）的N-末端的氨基酸序列（有时不一定在N端）。 弱化子：是指原核生物的操纵子中可以明显衰减乃至终止转录作用的一段核苷酸序列，位于操纵子的上游。 核小体：由DNA和组蛋白(histone）构成，是染色质的基本结构单位。由4种组蛋白H2A、H2B、H3和H4，每一种组蛋白各二个分子，形成一个组蛋白八聚体，约200bp的DNA分子盘绕在组蛋白八聚体构成的核心结构外面，形成了一个核小体。 回文序列：双链DNA中的一段倒置重复序列，当该序列的双链被打开后，可形成发夹结构。这段序列被称为回文序列。

6、 指导RNA：一种小分子RNA，约含6080个核苷酸，在RNA编辑中起模板作用。其功能是提供核苷酸插入或删除的信息。由小环DNA及大环DNA编码的指导RNA均带有编辑区的序列信息，可介导编辑过程。 分子伴侣：细胞核内能与组蛋白结合并能介导核小体有序组装的核质素（ nucleoplasmin ）称为分子伴侣。 融合蛋白：一种是通过DNA重组技术得到的两个基因重组后的表达产物。另一种含义就是介导两个细胞质膜融合的一组蛋白。 探针：是一小段单链DNA或者RNA片段，用于检测与其互补的核酸序列。 RNA的选择性剪接：指从一个mRNA前体中通过不同的剪接方式（选择不同的剪接位点组合）产生不同的mRNA剪

7、接异构体的过程。 PCR技术：即聚合酶链式反应，在生物体外扩增特定DNA片段的分子生物学技术。 基因家族：真核细胞中，许多相关的基因常按功能成套组合，被称为基因家族。 C-值：通常指一种生物单倍体基因组DNA的总量。 魔斑：当细菌生长过程中，遇到氨基酸全面缺乏时，细菌将会产生一个应急反应，停止许多基因的表达，当然也会打开一些合成氨基酸的基因。产生这一应急反应的信号是鸟苷四磷酸(ppGpp)和鸟苷五磷酸（pppGpp）。PpGpp与pppGpp的作用不只是一个或几个操纵子，而是影响一大批，所以称他们是超级调控子或称为魔斑。 SD序列：mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列。顺式作用元件：一般位于

8、结构基因的附近，只能对同一条DNA链上的基因表达起调控作用，这种作用在遗传学实验上称为顺式作用，这些DNA序列叫顺式作用元件反式作用因子：是指能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上参与调控靶基因转录效率的蛋白质。增强子：能强化转录起始的一段DNA序列称为增强子。它是通过启动子来增加转录的核酶：核酶是具有催化活性的RNA分子，可降解特异的mRNA序列。二、问答题1、表达用载体应满足哪些条件？答：必须具有复制原点，能在宿主细胞中自主复制。载体DNA上要有合适的多种限制酶的单一切点（且不在原点）。 有容易被识别筛选的标志（对抗菌素的抗性、基因产物的显色反应）。2、简述体外克隆基因的操作

9、？答：（1）从复杂的生物有机体基因组中，经过酶切消化或PCR扩增等步骤，分离出带有目的基因的DNA片段；（2）在体外，将带有目的基因的外源DNA片段连接到能够自我复制的并具有选择记号的载体分子上，形成重组DNA分子； （3）感受态细胞的制备氯化钙法（4）转化（transformation）感受态细胞与连接产物轻轻混匀, 冰浴30 min， 42水浴热激6090 s，快速冰浴2 min加液体LB振荡培养，使细胞复苏。（5）筛选（screening）根据重组载体的表型【抗药性（Ampr 、Tetr）、其他mark（ a-互补筛选）】根据DNA限制酶的酶谱分析PCR反应3、简述遗传密码是如何破译的？

10、答：（1）以多聚单核苷酸为模板指导多肽的合成用polyU作为模板新和成的多肽链是多聚苯丙氨酸，从而认定UUU代表苯丙氨酸；以polyC和polyA为模板得到多聚脯氨酸和多聚赖氨酸。（2）以多聚二核苷酸为模板指导多肽的合成以只含A、C的多聚核苷酸作模板，任意随机排列时，可出现8种三联子即CCC、CCA、CAC、ACC、CAA、ACA、AAC、AAA，获得由Asn、His、Pro、Gln、Thr、Lys等6种氨基酸组成的多肽。（3）以多聚三核苷酸为模板指导多肽的合成如以多聚（UUC）为模板，可能有3种起读方式： 5UUC UUC UUC UUC UUC3或5UCU UCU UCU UCU UCU3

11、或5 CUU CUU CUU CUU CUU3，分别产生UUC（Phe）、UCU（Ser）或CUU（Leu） 多聚三核苷酸为模板时也可能只合成2种多肽： 5GUA GUA GUA GUA GUA3或5UAG UAG UAG UAG UAG3或5AGU AGU AGU AGU AGU3由第二种读码方式产生的密码子UAG是终止密码，不编码任何氨基酸。因此，只产生GUA（Val）或AGU（Ser）。4、举例说明一个基因编码两条或两条以上多肽链的现象。答：大肠杆菌等原核细胞的mRNA是多顺反子，一个mRNA上可以同时有多个核糖体同时翻译，每个核糖体可以翻译出一个多肽，所以一个mRNA分子可以翻译出好几

12、个多肽，而mRNA是基因转录过来的，所以说一个基因编码两条或两条以上多肽链。5、举例说明磷酸化对真核生物基因表达的影响。答：蛋白质磷酸化主要影响细胞信号转导进而影响基因表达。举例：在糖原代谢过程中，激素与其受体在肌细胞外表面相结合，诱发细胞质cAMP的合成并活化A激酶，后者再将活化磷酸基团传递给无活性的磷酸化酶激酶，活化糖原磷酸化酶，最终将糖原磷酸化，进入糖酵解途径并提供ATP。（cAMP介导的蛋白质磷酸化过程）6、简述构建cDNA文库的基本操作？答：（1）细胞总 RNA 的提取和 mRNA 分离 （2）第一链 cDNA和第二链 cDNA 合成并连接产生重组DNA （3）将重组DNA通过载体转

13、入适当的宿主 （4）筛选鉴别重组克隆 （5）扩增和保存文库7、请举例说明构建噬菌体cDNA文库的主要操作。答：先提取mRNA，反转录成cDNA。再把cDNA进行PCR扩增，导入感受态大肠杆菌。送测把连接好的大肠杆菌，扩大培养，提取好的大肠杆菌送到测序公司测序。公司有大肠杆菌的序列，不符合的就是转录进去的cdna序列8、简述真核生物基因组的结构特点。答：（1）真核基因组庞大，一般都大于原核生物的基因组。（2）真核生物基因组存在大量的重复序列。（3）真核基因组大部分为非编码序列，占整个基因组序列的90%以上。（4）真核基因组的转录产物为单顺反子。（5）真核基因是断裂基因，有内含子结构。（6）真核基

14、因组内有大量的顺式作用元件。包括启动子、增强子等。（7）真核基因组中存在大量的DNA多态性。（8）真核基因组有端粒结构。9、举例说明原核生物特殊代谢物对基因活性的调节方式。答：一.可诱导调节：指一些基因在某些代谢物的诱导下使其活化，由原来的关闭状态转变为开放状态。例如大肠杆菌的乳糖操纵子：诱导物通过与阻遏物结合，改变它的三维构象，使之不能与操纵区相结合，所以启动子能够顺利起始mRNA的转录。二.可阻遏调节：是指一些基因由于某些代谢物的积累，而使其由原来的开放状态变为关闭状态。例如色氨酸操纵子：当色氨酸浓度增高时，核糖体沿mRNA翻译移动的速度加快，占据到2段的机会增加，2、3配对的机会减少，3

15、、4形成终止结构的机会增多，转录减弱。10、试简要说明真核生物DNA水平上的基因表达调控方式。答：一、基因丢失：是在有些低等真核生物的个体发育过程中，细胞分化时一些不需要的基因被消除的现象。如马蛔虫：体细胞分化中，某些DNA片段丢失二、基因扩增：在某些情况下，基因组中的某些特定基因会复制产生许多拷贝，使得这种基因数量专一性地大量增加。三、基因重排：基因从远离启动子的位置移到距离启动子近的位置，从而启动转录。基因重排使细胞能利用几百个抗体基因的片段，组合变化而产生能编码达108种不同抗体的基因。四、基因变换：由于DNA片段缺失使调控区和新受体基因连接成新基因，使原来无活性基因转变为有活性。如：珠

16、蛋白基因的调控表达五、基因移位：转座子转座，产生突变或新的基因。六、DNA修饰：DNA甲基化和去甲基化。11、请设计试验，构建理想的小鼠基因组文库。答：一、分离纯化基因组DNA。用小鼠的肝脏来提取DNA：取适量的新鲜肝脏制备组织匀浆。加入细胞裂解液使细胞充分的裂解。加入蛋白酶K消化细胞，注意混匀但是不能太剧烈以免DNA断裂。加氯仿去除蛋白质。混匀后离心后，分三层上层是DNA，这一步吸取上层时最好用剪过的枪头避免吸入蛋白质等杂质。加入异丙醇出现絮状物，离心去除上清液，加入氯化钠溶解沉淀，加入RNA酶去除RNA。乙醇洗涤DNA沉淀，并用TE缓冲液溶解。琼脂糖电泳检测DNA的质量。二、切割DNA成合

17、适的片段以用于克隆。将DNA切割成大小为410kb的片段。三、载体DNA的制备。用噬菌体载体。载体用Sau3A酶解，用氯化铯密度梯度离心。四、基因组DNA与载体连接。连接反应中要考虑两个因素，即噬菌体两臂DNA插入片段的比例和反应混合液中DNA的浓度。五、利用体外包装系统将多联体组装成完整的颗粒。六、重组载体转化受体感受态细胞七、扩增DNA文库。大肠杆菌的液体培养基的培养。八、基因组文库的鉴定。12、举例说明真核生物中蛋白质磷酸化对基因转录的调控。答：蛋白质磷酸化主要影响细胞信号转导进而影响基因表达。 举例：在糖原代谢过程中，激素与其受体在肌细胞外表面相结合，诱发细胞质cAMP的合成并活化A激

18、酶。后者再将活化磷酸基团传递给无活性的磷酸化酶激酶，活化糖原磷酸化酶，最终将糖原磷酸化，进入糖酵解途径并提供ATP。13、克隆用载体应满足哪些条件？答：（1）必须含有允许外源DNA片断组入的合适位点。并且这样的克隆位点应尽可能的多。（2）克隆载体应能携带外源基因进入受体细胞，或能在受体细胞中自我复制；或能整合到受体细胞DNA中同步复制。（3）克隆载体必须含有供选择用的标记基因。以有利于克隆子的筛选和鉴定。（4）克隆载体必须是安全的，不应含有对受体细胞有害的基因，并且不会任意转入除受体细胞以外的其他生物的细胞，尤其是人的细胞。14、简述体外表达基因的操作？答：获得目的基因：设计引物，利用RT-P

19、CR技术体外扩增目的基因。构建酵母表达载体：将具有复制起始位点、酶切位点、选择标记的pBR322质粒载体组装上启动子、终止子、核糖体结合位点等表达元件，并在起始密码与目的基因之间加入一个信号肽，构建成酵母表达载体，使目的蛋白能分泌到胞外。目的基因与酵母表达载体连接：用两种限制性内切核酸酶消化表达载体DNA和生长素DNA片段，使载体和目的基因的两端分别形成不同的黏性末端，将它们混合，在连接酶的作用下相同的黏性末端可退火连接成重组DNA分子，从而实现酵母表达载体DNA和目的基因DNA的定向连接。转化及阳性克隆筛选：将重组DNA导入酵母菌细胞，经过培养扩增后，利用抗药性标记插入失活选择法在选择培养基

20、上筛选出阳性克隆。阳性克隆表达鉴定：挑取阳性克隆接种于麦氏琼脂培养基进行扩大培养，沉淀收集产物，利用聚丙烯酰胺凝胶电泳进行检测，得到目的基因表达产物。15、简述基因组文库构建的基本操作？答： 载体DNA的制备； 基因组DNA的提取； 基因组DNA的部分酶切、分离与回收； 载体与外源片段的连接与转化或侵染宿主细胞； 重组克隆的挑选和保存。16、什么是免疫印迹技术，并举例说明其中的具体操作。答：免疫印迹又常称Western blot，是一综合性的免疫学检测技术。它利用SDS-PAGE技术将生物样品中的蛋白质分子按分子量的大小在凝胶上分离开，然后用电转移的方法将蛋白转移到固相膜上（NC、尼龙或PVD

21、F膜），最后进行免疫学检测。典型的印迹实验包括五个步骤： 蛋白样品的制备； 经过SDS-PAGE分离样品； 将电泳后凝胶上的蛋白质转移至固体膜上，用非特异性，非反应活性分子封闭固体膜上未吸附蛋白质区域； 用固定在膜上的蛋白质作为抗原，与固定的非标记抗体结合； 洗去未结合的一抗，加入标记的二抗，通过显色或放射自显影法检测凝胶中的蛋白质成分。17、举例说明磷酸化对真核生物基因表达的影响。答：见第12题。18、试说明真核生物RNA的剪接机制。答： 类内含子的剪接主要是转酯反应，即剪接反应实际上是发生了两次磷酸二脂键的转移。在I类内含子的切除体系中，第一个转酯反应由一个游离的鸟苷或者鸟苷酸介导，鸟苷或

22、鸟苷酸的3OH作为亲核基团攻击内含子5端的磷酸二脂键，从上游切开RNA链。在第二个转酯反应中，上游外显子的自由3OH作为亲核基团攻击内含子3位核苷酸上的磷酸二脂键，使内含子被完全切开，上下游两个外显子通过新的磷酸二脂键相连。 类内含子主要存在于真核生物的线粒体和叶绿体rRNA基因中，在类内含子切除体系中，转酯反应无需游离鸟苷或鸟苷酸，而是由内含子本身的靠近3端的腺苷酸2OH作为亲核基团攻击内含子5端的磷酸二脂键，从上游切开RNA链后形成套索结构。再由上游外显子的自由3OH作为亲核基团攻击内含子3位核苷酸上的磷酸二脂键，使得内含子被完全切开，上下游两个内含子通过新的磷酸二脂键相连。19、原核生物

23、DNA具有哪些不同于真核生物DNA的特征？答：真核生物：真核基因组庞大。存在大量的重复序列。大部分为非编码序列(90)。转录产物为单顺反子。是断裂基因，有内含子结构。存在大量的顺式作用元件(启动子、增强子、沉默子)。存在大量的DNA多态性。具有端粒(telomere)结构原核生物：基因组很小，大多只有一条染色体，且DNA含量少。主要是单拷贝基因，只有很少数基因如rRNA基因以多拷贝形式存在。整个染色体DNA几乎全部由功能基因与调控序列所组成；几乎每个基因序列都与它所编码的蛋白质序列呈线性对应状态20、设计试验，分离与特定顺式作用元件结合的反式作用因子。？21、设计试验方案，判断镰刀形贫血病是否

24、由编码血红蛋白的基因突变引起。答：（1）镰刀形贫血症的细胞和正常血红蛋白的细胞分别利用基因表达分析技术，分离提取mRNA，反转录合成cDNA双链。特定限制性核酸内切酶分离转录产物中具有基因特异性的核苷酸序列并制成标签。将这些序列标签连接、克隆、测序后，进行基因的鉴定和表达频率分析。分析二者之间的表达差异，确定某一基因可能为引起此疾病的基因。（2）利用基因敲除技术将此基因敲除并构建重组基因载体，用电穿孔、显微注射等方法把2种重组DNA载体（含该基因和不含该基因）导入胚胎干细胞纯系中，使外源DNA与胚胎干细胞基因组中相应部分发生同源重组，将重组载体中的DNA序列整合到内源基因组中得以表达。（3）将

25、含重组基因的胚胎干细胞分别移植到不同代孕母鼠体中，待子代出生后观察其子代是否患该病，进一步确定该基因是否能引起此病理现象。22、设计试验，构建小鼠发情期卵巢组织的cDNA文库。答：（一）从小鼠发情期卵巢组织中提取总RNA，（常用异硫氰酸胍苯酚法，可以使破碎细胞和灭活RNA酶同步进行）得到的总RNA流经oligo(dT)纤维素柱时，在高盐缓冲液作用下（目的是稳定核酸双链），mRNA被特异地吸附在柱上，逐渐降低盐浓度，在低盐浓度或蒸馏水中，mRNA被洗下，经过两次oligo纤维素柱，就可以得到较纯的mRNA。 （二）cDNA第一链的合成 利用反转录酶的催化作用，以mRNA为模板，oligo(dT)为引物，合成与mRNA互补的cDNA链。 （三）cDNA第二链的合成 cDNA第一链合成完成后，得到了DNA-RNA杂交分子，用碱变性法，去除杂交分子中的RNA。进一步用DNA聚合酶I和反转录酶合成第二条链。 （四）cDNA与接头连接机与载体连接 （五）质粒的转化或噬菌体的包装及转染 （六）cDNA文库的扩增 （七）cDNA文库的筛选与鉴定