现代分子生物学课后答案(朱玉贤_第三版)上

第一章 绪论

2.写出DNA和RNA的英文全称。

答:脱氧核糖核酸(DNA, Deoxyribonucleic acid), 核糖核酸(RNA, Ribonucleic acid)

4.早期主要有哪些实验证实DNA是遗传物质?写出这些实验的主要步骤。

答:一,肺炎双球菌感染实验,1,R型菌落粗糙,菌体无多糖荚膜,无毒,注入小鼠体内后,小鼠不死亡。2,S型菌落光滑,菌体有多糖荚膜,有毒,注入到小鼠体内可以使小鼠患病死亡。3,用加热的方法杀死S型细菌后注入到小鼠体内,小鼠不死亡;

二,噬菌体侵染细菌的实验:1,噬菌体侵染细菌的实验过程:吸附→侵入→复制→组装→释放。 2,DNA中P的含量多,蛋白质中P的含量少;蛋白质中有S而DNA中没有S,所以用放射性同位素35S标记一部分噬菌体的蛋白质,用放射性同位素32P标记另一部分噬菌体的DNA。用35P标记蛋白质的噬菌体侵染后,细菌体内无放射性,即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部;而用32P标记DNA的噬菌体侵染细菌后,细菌体内有放射性,即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内。

三,烟草TMV的重建实验:1957年,Fraenkel-Conrat等人,将两个不同的TMV株系(S株系和HR株系)的蛋白质和RNA分别提取出来,然后相互对换,将S株系的蛋白质和HR株系的RNA,或反过来将HR株系的蛋白质和S株系的RNA放在一起,重建形成两种杂种病毒,去感染烟草叶片。

6.说出分子生物学的主要研究内容。

答:1,DNA重组技术;2,基因表达调控研究;3,生物大分子的结构功能研究----结构分子生物学;4,基因组、功能基因组与生物信息学研究。

第二章 染色体与DNA

3.简述真核生物染色体的组成及组装过程

真核生物染色体除了性细胞外全是二倍体 ,DNA以及大量蛋白质及核膜构成的核小体是染色体结构的最基本单位。核小体的核心是由4种组蛋白(H2A、H2B、H3和H4)构成的扁球状8聚体。

蛋白质包括组蛋白与非组蛋白。组蛋白是染色体的结构蛋白,它与DNA组成核小体,含有大量赖氨酸核精氨酸。非组蛋白包括酶类与细胞分裂有关的蛋白等,他们也有可能是染色体的结构成分

由DNA和组蛋白组成的染色体纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构。

1.由DNA与组蛋白包装成核小体,在组蛋白H1的介导下核小体彼此连接形成直径约10nm的核小体串珠结构,这是染色质包装的一级结构。

2.在有组蛋白H1存在的情况下,由直径10nm的核小体串珠结构螺旋盘绕,每圈6个核小体,形成外径为30nm,内径10nm,螺距11nm的螺线管,这是染色质包装的二级结构。

3.由螺线管进一步螺旋化形成直径为0.4μm的圆筒状结构,称为超螺线管,这是染色

质包装的三级结构。

4.这种超螺线管进一步螺旋折叠,形成长2-10μm的染色单体,即染色质包装的四级结构。

6.简述DNA双螺旋结构及其在现代分子生物学发展中的意义

DNA的双螺旋结构分为右手螺旋A-DNA、B-DNA和左手螺旋Z-DNA。 DNA的二级结构是指两条都核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。

右手螺旋----是由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴构成的。多核苷酸的方向是由核苷酸间的磷酸二酯键的走向决定的 一条由5’到3’另一条由3’到5’。两链上的碱基以氢键相连,嘌呤和嘧啶碱基对层叠与双螺旋内侧,顺着螺旋轴心从上向下看,可见碱基平面与纵轴平面垂直且螺旋的轴心方向穿过氢键的中点。核苷酸的磷酸集团与脱氧核糖在外侧,通过磷酸二酯键相连接而构成DNA分子的骨架。DNA转录时其链板间与有它转录所得的RNA链间形成A-DNA这对基因表达有重要意义

左手螺旋----是右手螺旋的一个补充。Z-DNA调控基因转录模型中,在邻近调控系统中,与调节区相邻的转录区被Z-DNA抑制,只有Z-DNA转变为B-DNA后,转录才得以活化,而在远距离调控系统中,Z-DNA可以通过改变负超螺旋水平,决定聚合酶能否与模板链相结合而调节转录起始活性。

10. 细胞通过哪几种修复系统对DNA损伤进行修复

错配修复

切除修复

重组修复‘

DNA直接修复

SOS系统

11.什么是转座子?可分为哪些种类?

DNA的转座,或称移位,是由可移位因子介导的遗传物质重排现象。转座子(transposon, Tn)是存在于染色体DNA上可自主复制和移位的基本单位。转座子分为两大类:插入序列(IS)和复合型转座子。

1. 插入序列 插入序列是最简单的转座子,它不含有任何宿主基因。它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分。一个细菌细胞常带有少于10个序列。转座子常常被定为到特定的基因中,造成该基因突变。

2. 复合型转座子 复合型转座子是一类带有某些抗药性基因(或其他宿主基因)的转座子,其两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列,表明IS序列插入到某个功能基因两端时就可能产生复合转座子。一旦形成复合转座子,IS序列就不能再单独移动,因为它们的功能被修饰了,只能作为复合体移动。大部分情况下,这些转座子的转座能力是由IS序列决定和调节的。 除了末端带有IS序列的复合转座子外,还存在一些没有IS序列的,体积庞大的转座子(5000bp以上)——TnA家族。

第三章 生物信息的传递(上)---从DNA到RNA

3.大肠杆菌的RNA聚合酶有哪些组成成分?各个亚基的作用如何?

答:大肠杆菌的RNA聚合酶由2个α亚基、一个β亚基、一个β’亚基和一个ω亚基组成的核心酶,加上一个σ亚基后则成为聚合酶全酶。α亚基肯能与核心酶的组装及启动子的识别有关,并参与RNA聚合酶和部分调节因子的相互作用;

β亚基和β’亚基组成了聚合酶的催化中心,β亚基能与模版DNA、新生RNA链及核苷酸底物相结合。

5.简述σ因子的作用。

答:1.σ因子的作用是负责模版链的选择和转录的起始,它是酶的别构效应物,使酶专一性识别模版上的启动子;

2.σ因子可以极大的提高RNA聚合酶对启动子区DNA序列的亲和力;

3.σ因子还能使RNA聚合酶与模版DNA上非特异性位点结合常数降低。

9.大肠杆菌的终止子有哪两大类?请分别介绍一下它们的结构特点。

答:大肠杆菌的终止子可以分为不依赖于p因子和依赖于p因子两大类。

不依赖于p因子的终止子结构特点:1.位于位点上游一般存在一个富含GC碱基的二重对称区,由这段DNA转录产生的RNA容易形成发卡式结构。2.在终止位点前面有一端由4—8个A组成的序列,所以转录产物的3’端为寡聚U。

依赖于p因子的终止子的结构特点:1.ρ因子是一个相对分子质量为2.0×105的六聚体蛋白,它能水解各种核苷三磷酸,实际上是一种NTP酶。2. 终止过程需要消耗能量,ρ因子具有终止转录和核苷三磷酸酶两种功能。

第四章 生物信息的传递(下)----从mRNA到蛋白质

1.遗传密码有哪些特征?

答:1,密码的连续性,密码之间无间断也没有重叠;2,密码的简并性,许多氨基酸都有多个密码子;3,密码的通用性和特殊性,遗传密码无论在体内还是在体外,无论是对病毒、细菌、动物还是植物而言都是通用的,但是也有少数例外;4,密码子和反密码子的相互作用。

2.有几种终止密码子?它们的序列和别名分别是什么?

答:3种,UAA、UAG和UGA,别名是无意义密码。

4.tRNA在组成和结构上有哪些特点?

答:1.tRNA中含有稀有碱基,除ACGU 外还含有双氢尿嘧啶、假尿嘧啶等;

2.tRNA分子形成茎环节构;

3.tRNA分子末端有氨基酸接纳茎;

4.tRNA分子序列中很有反密码子。

7.核糖体有哪些活性中心?

答:核糖体包括多个活性中心,即mRNA结合部位、结合或接受AA-tRNA部位(A位点),结合或接受肽酰-tRNA部位(P位点),肽基转移部位及形成肽键的部位(E位点),此外还有负责肽链延伸的各种延伸因子的结合位点。

第一章 绪论

2.写出DNA和RNA的英文全称。

答:脱氧核糖核酸(DNA, Deoxyribonucleic acid), 核糖核酸(RNA, Ribonucleic acid)

4.早期主要有哪些实验证实DNA是遗传物质?写出这些实验的主要步骤。

答:一,肺炎双球菌感染实验,1,R型菌落粗糙,菌体无多糖荚膜,无毒,注入小鼠体内后,小鼠不死亡。2,S型菌落光滑,菌体有多糖荚膜,有毒,注入到小鼠体内可以使小鼠患病死亡。3,用加热的方法杀死S型细菌后注入到小鼠体内,小鼠不死亡;

二,噬菌体侵染细菌的实验:1,噬菌体侵染细菌的实验过程:吸附→侵入→复制→组装→释放。 2,DNA中P的含量多,蛋白质中P的含量少;蛋白质中有S而DNA中没有S,所以用放射性同位素35S标记一部分噬菌体的蛋白质,用放射性同位素32P标记另一部分噬菌体的DNA。用35P标记蛋白质的噬菌体侵染后,细菌体内无放射性,即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部;而用32P标记DNA的噬菌体侵染细菌后,细菌体内有放射性,即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内。

三,烟草TMV的重建实验:1957年,Fraenkel-Conrat等人,将两个不同的TMV株系(S株系和HR株系)的蛋白质和RNA分别提取出来,然后相互对换,将S株系的蛋白质和HR株系的RNA,或反过来将HR株系的蛋白质和S株系的RNA放在一起,重建形成两种杂种病毒,去感染烟草叶片。

6.说出分子生物学的主要研究内容。

答:1,DNA重组技术;2,基因表达调控研究;3,生物大分子的结构功能研究----结构分子生物学;4,基因组、功能基因组与生物信息学研究。

第二章 染色体与DNA

3.简述真核生物染色体的组成及组装过程

真核生物染色体除了性细胞外全是二倍体 ,DNA以及大量蛋白质及核膜构成的核小体是染色体结构的最基本单位。核小体的核心是由4种组蛋白(H2A、H2B、H3和H4)构成的扁球状8聚体。

蛋白质包括组蛋白与非组蛋白。组蛋白是染色体的结构蛋白,它与DNA组成核小体,含有大量赖氨酸核精氨酸。非组蛋白包括酶类与细胞分裂有关的蛋白等,他们也有可能是染色体的结构成分

由DNA和组蛋白组成的染色体纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构。

1.由DNA与组蛋白包装成核小体,在组蛋白H1的介导下核小体彼此连接形成直径约10nm的核小体串珠结构,这是染色质包装的一级结构。

2.在有组蛋白H1存在的情况下,由直径10nm的核小体串珠结构螺旋盘绕,每圈6个核小体,形成外径为30nm,内径10nm,螺距11nm的螺线管,这是染色质包装的二级结构。

3.由螺线管进一步螺旋化形成直径为0.4μm的圆筒状结构,称为超螺线管,这是染色

质包装的三级结构。

4.这种超螺线管进一步螺旋折叠,形成长2-10μm的染色单体,即染色质包装的四级结构。

6.简述DNA双螺旋结构及其在现代分子生物学发展中的意义

DNA的双螺旋结构分为右手螺旋A-DNA、B-DNA和左手螺旋Z-DNA。 DNA的二级结构是指两条都核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。

右手螺旋----是由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴构成的。多核苷酸的方向是由核苷酸间的磷酸二酯键的走向决定的 一条由5’到3’另一条由3’到5’。两链上的碱基以氢键相连,嘌呤和嘧啶碱基对层叠与双螺旋内侧,顺着螺旋轴心从上向下看,可见碱基平面与纵轴平面垂直且螺旋的轴心方向穿过氢键的中点。核苷酸的磷酸集团与脱氧核糖在外侧,通过磷酸二酯键相连接而构成DNA分子的骨架。DNA转录时其链板间与有它转录所得的RNA链间形成A-DNA这对基因表达有重要意义

左手螺旋----是右手螺旋的一个补充。Z-DNA调控基因转录模型中,在邻近调控系统中,与调节区相邻的转录区被Z-DNA抑制,只有Z-DNA转变为B-DNA后,转录才得以活化,而在远距离调控系统中,Z-DNA可以通过改变负超螺旋水平,决定聚合酶能否与模板链相结合而调节转录起始活性。

10. 细胞通过哪几种修复系统对DNA损伤进行修复

错配修复

切除修复

重组修复‘

DNA直接修复

SOS系统

11.什么是转座子?可分为哪些种类?

DNA的转座,或称移位,是由可移位因子介导的遗传物质重排现象。转座子(transposon, Tn)是存在于染色体DNA上可自主复制和移位的基本单位。转座子分为两大类:插入序列(IS)和复合型转座子。

1. 插入序列 插入序列是最简单的转座子,它不含有任何宿主基因。它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分。一个细菌细胞常带有少于10个序列。转座子常常被定为到特定的基因中,造成该基因突变。

2. 复合型转座子 复合型转座子是一类带有某些抗药性基因(或其他宿主基因)的转座子,其两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列,表明IS序列插入到某个功能基因两端时就可能产生复合转座子。一旦形成复合转座子,IS序列就不能再单独移动,因为它们的功能被修饰了,只能作为复合体移动。大部分情况下,这些转座子的转座能力是由IS序列决定和调节的。 除了末端带有IS序列的复合转座子外,还存在一些没有IS序列的,体积庞大的转座子(5000bp以上)——TnA家族。

第三章 生物信息的传递(上)---从DNA到RNA

3.大肠杆菌的RNA聚合酶有哪些组成成分?各个亚基的作用如何?

答:大肠杆菌的RNA聚合酶由2个α亚基、一个β亚基、一个β’亚基和一个ω亚基组成的核心酶,加上一个σ亚基后则成为聚合酶全酶。α亚基肯能与核心酶的组装及启动子的识别有关,并参与RNA聚合酶和部分调节因子的相互作用;

β亚基和β’亚基组成了聚合酶的催化中心,β亚基能与模版DNA、新生RNA链及核苷酸底物相结合。

5.简述σ因子的作用。

答:1.σ因子的作用是负责模版链的选择和转录的起始,它是酶的别构效应物,使酶专一性识别模版上的启动子;

2.σ因子可以极大的提高RNA聚合酶对启动子区DNA序列的亲和力;

3.σ因子还能使RNA聚合酶与模版DNA上非特异性位点结合常数降低。

9.大肠杆菌的终止子有哪两大类?请分别介绍一下它们的结构特点。

答:大肠杆菌的终止子可以分为不依赖于p因子和依赖于p因子两大类。

不依赖于p因子的终止子结构特点:1.位于位点上游一般存在一个富含GC碱基的二重对称区,由这段DNA转录产生的RNA容易形成发卡式结构。2.在终止位点前面有一端由4—8个A组成的序列,所以转录产物的3’端为寡聚U。

依赖于p因子的终止子的结构特点:1.ρ因子是一个相对分子质量为2.0×105的六聚体蛋白,它能水解各种核苷三磷酸,实际上是一种NTP酶。2. 终止过程需要消耗能量,ρ因子具有终止转录和核苷三磷酸酶两种功能。

第四章 生物信息的传递(下)----从mRNA到蛋白质

1.遗传密码有哪些特征?

答:1,密码的连续性,密码之间无间断也没有重叠;2,密码的简并性,许多氨基酸都有多个密码子;3,密码的通用性和特殊性,遗传密码无论在体内还是在体外,无论是对病毒、细菌、动物还是植物而言都是通用的,但是也有少数例外;4,密码子和反密码子的相互作用。

2.有几种终止密码子?它们的序列和别名分别是什么?

答:3种,UAA、UAG和UGA,别名是无意义密码。

4.tRNA在组成和结构上有哪些特点?

答:1.tRNA中含有稀有碱基,除ACGU 外还含有双氢尿嘧啶、假尿嘧啶等;

2.tRNA分子形成茎环节构;

3.tRNA分子末端有氨基酸接纳茎;

4.tRNA分子序列中很有反密码子。

7.核糖体有哪些活性中心?

答:核糖体包括多个活性中心,即mRNA结合部位、结合或接受AA-tRNA部位(A位点),结合或接受肽酰-tRNA部位(P位点),肽基转移部位及形成肽键的部位(E位点),此外还有负责肽链延伸的各种延伸因子的结合位点。


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