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1、第二章第二章 一、名词解释 1、DNA 的一级结构:的一级结构:四种脱氧核苷酸按照一定的排列顺序以 3 ,5磷酸二酯键相连 形成的直线或环状多聚体,即四种脱氧核苷酸的连接及排列顺序。 2、DNA 的二级结构:的二级结构:DNA 两条多核苷酸链反向平行盘绕而成的双螺旋结构. 3、DNA 的三级结构:的三级结构:DNA 双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。 4、DNA 超螺旋超螺旋:DNA 双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构,是 DNA 结构的主要 形式,可分为正超螺旋与负超螺旋两大类。按 DNA 双螺旋的相反方向缠绕而成的超螺旋 成为负超螺旋,反之,则称为正超螺旋。所有天然的超螺旋
2、DNA 均为负超螺旋。 5、DNA 拓扑异构体:拓扑异构体:核苷酸数目相同,但连接数不同的核酸,称拓扑异构体 6、DNA 的变性与复性的变性与复性:变性变性(双链单链)在某些理化因素作用下,氢键断裂,DNA 双 链解开成两条单链的过程。复性复性(单链双链)变性 DNA 在适当条件下,分开的两条单链 分子按照碱基互补配对原则重新恢复天然的双螺旋构想的现象。 7、DNA 的熔链温度(的熔链温度(Tm 值):值):DNA 加热变性时,紫外吸收达到最大值的一半时 的温度,即 DNA 分子内 50%的双链结构被解开成单链。Tm 值计算公式: Tm69.3+0.41(G+C)%;18bp 的寡核苷酸的 T
3、m 计算:Tm4(G+C)+2(A+T) 。 8、DNA 退火:退火:热变性的 DNA 经缓慢冷却后即可复性,称为退火 9、基因:、基因:编码一种功能蛋白或 RNA 分子所必需的全部 DNA 序列。 10、基因组:、基因组:生物的单倍体细胞中的所有 DNA,包括核 DNA 和线粒体、叶绿体等细胞器 DNA 11、C 值:值:生物单倍体基因组中的全部 DNA 量称为 C 值 12、C 值矛盾:值矛盾:C 值的大小与生物的复杂度和进化的地位并不一致,称为 C 值矛盾或 C 值 悖论 13、基因家族:、基因家族:一组功能相似、且核苷酸序列具有同源性的基因。可能由某一共同祖先基 因经重复和突变产生。
4、14、假基因:、假基因:假基因是原始的、有活性的基因经突变而形成的、稳定的无活性的拷贝。表 示方法:1 表示与 1 相似的假基因 15、转座:、转座:遗传可移动因子介导的物质的重排现象。 16、转座子:、转座子:染色体、质粒或噬菌体上可以转移位置的遗传成分。 17、逆转座子:、逆转座子:基因组内存在着通过 DNA 转录为 RNA 后,再转录为 cDNA 并插入到基因 组的新位点上的因子。 18、开放读码框:、开放读码框:是从起始密码子到终止密码子的一段核苷酸序列,中间不含终止密码子。二、简答题 1、影响 DNA 双螺旋结构稳定的因素是什么?其中哪一种最主要? 2、DNA 二级结构有哪几种主要类
5、型?各自会在细胞的什么情况下出现?B-DNA、A-DNA、Z-DNA DNA 在一般的正常的生理条件下,多以 B-型存在。 在不同的条件下,DNA 可能有不同的构型,有时可相互转换。 1)碱基组成 :A-T 丰富B-DNA;RNA-RNA 或 RNA-DNA 杂交A-DNA; poly(GC)Z-DNA;BDNA 大沟表面的胞嘧啶甲基化Z-DNA 2)盐浓度、湿度:75%,K+、Na+、Ca+A-DNA;92%,0.1mol/L Na+ B-DNA; 66%, (有时含 Li+) C-DNA;高盐 4mol/L Na+ Z-DNA 3)活性状态:Z-DNA 可能跟基因表达的调控有关A-DNA
6、可出现在转录本和模板形成的暂时结构中:即 DNA:RNA 3、简述 B 型 DNA 双螺旋的结构要点,包括主要的参数。 (1)DNA 分子是由两条互相平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的; (2)糖磷酸骨架。DNA 分子中的脱氧核苷酸和磷酸交替链接,排在外侧,构成基本骨 架,碱基排列在内侧。恒定的宽度:直径 2.0nm; (3)两条链上的碱基通过氢键相结合,按照碱基互补配对原则形成碱基对。扁平的碱基对 垂直于糖磷酸骨架; (4)链间有螺旋形的凹槽,较浅的为小沟,较深的为大沟。 B-DNA 的主要参数:碱基倾角(。 )6;碱基间距 0.3nm;螺旋直径:2.0nm;每螺旋碱基数 10;右手性 4、简述
7、细胞中 DNA 拓扑异构酶的种类及其主要的作用。 Top I: 每次切开一条链,松弛负超螺旋。不需要 ATP Top II:每次切开两条链,引入负超螺旋,松弛正超螺旋。需要 ATP。 5、图示并描 述真核生物中 编码蛋白质的 基因的典型结 构。真核生物中典型的编码蛋白质的基因包括: 编码序列外显子(exon)插入外显子之间的非编码序列内含子(intron)5-端和 3 -端非翻译区(untranslated region, UTR)调控序列(可位于上述三种序列中) 6、何谓基因家族?举例说明基因家族的种类。 基因家族(gene family):一组功能相似、且核苷酸序列具有同源性的基因。可能由
8、某一 共同祖先基因(ancestral gene)经重复(duplication)和突变产生。 根据基因家族的复杂性,分为:(1)简单的多基因家族:家族成员串联在一起,形成基因 簇。如真核生物的 rRNA 基因。 (2)复杂的多基因家族:一般由几个独立的基因家族组成, 以间隔序列隔开,基因家族成员都不相同,转录方向也不一致。如海胆、果蝇组蛋白基因。 (3)发育调控的复杂多基因家族:基因家族成员具有发育阶段表达特异性。如人的 球 蛋白基因家族。 7、何谓假基因?有哪些种类?假基因产生的原因可能有哪些?假基因是原始的、有活性的基因经突变而形成的、稳定的无活性的拷贝。表示方法:1 表示与 1 相似的
9、假基因。 分类:第一类假基因:由基因重复与分歧引起,其位置一般与起源的基因拷贝临近,保留 着祖先基因的组成特点。第二类假基因:加工的假基因;第三类假基因:残缺基因 产生的原因:启动子错误;有缺陷的剪接信号;框架中引入了终止信号;插入或缺失导致 移码。 8、何谓转座子?原核生物转座子有哪些类型? 转座子是指染色体、质粒或噬菌体上可以转移位置的遗传成分。类型:插入序列;复合式转座子; TnA 家族 9、转座引起的生物学效应有哪些? 转座引起的遗传学效应:插入突变;抗性表型;染色体畸变;基因进化 10、转座机制有哪些?图示并说明之。 非复制型转座非复制型转座 复制型转座复制型转座非复制型转座留下断裂
10、(非复制型转座留下断裂(breakage)第三章第三章 一、名词解释 1、DNA 的半保留复制的半保留复制:每个子代 DNA 分子的一条链来自亲代 DNA 分子,另一条链则是 新合成的这种复制方式成为 DNA 的半保留复制。 2、DNA 的半不连续复制的半不连续复制:DNA 复制的过程中前导链的复制是连续的,而另一条链,即后 随链得复制是中断的、不连续的。 3、前导链、前导链:在 DNA 复制过程中,与复制叉运动方向相同,以 53方向连续合成的链 称为前导链前导链。 4、滞后链:滞后链:在 DNA 复制过程中,与复制叉运动方向相反,通过不连续的 5-3聚合而 成的链,称为滞后链(后随链) 。
11、5、复制起点、复制起点: DNA 双链解开和复制起始发生的位点。复制起点序列包,括起始蛋白结合 位点和容易解开的位点。 6、复制子、复制子:基因组中能独立进行复制的单位;每个复制子包含一个复制起点。原核生物为 一个复制子,真核生物为多复制子。 7、冈崎片段、冈崎片段:滞后链的合成是一段一段的。DNA 复制时,由滞后链所形成的子代 DNA 短链称为冈崎片段。 8、逆转录:、逆转录:以 RNA 为模板, 按照 RNA 中的核苷酸顺序合成 DNA 的过程,称为逆转录,该过程由逆转录酶催化进行。亦称反转录。 9、cDNA:利用逆转录酶可合成出与 RNA 模板的碱基序列互补的 DNA互补 DNA(cDN
12、A) , 二、简答题 1、Meselsohn 和 Stahl 是如何证明 DNA 的复制是半保留复制的? 2、简述原核生物 DNA 复制的过程。 复制起始复制起始:(1)识别起始点,合成引发体(2)形成单链(3)合成引物 复制延伸复制延伸:(1)按照与模板链碱基配对的原则,在 DNA 聚合酶 III 的作用下,逐个加入脱氧 核糖核酸,使链延长。(2) DNA 聚合酶的即时校读和碱基选择功能,确保复制的保真性。 (3) 由于 DNA 双链走向相反,DNA 聚合酶只能催化核苷酸从 53方向合成,前导链 的复制方向与解链方向一致,可以连续复制 。(4)而另一模板链沿 53方向解开,随 从链的复制方向
13、与解链方向相反,复制只能在模板链解开一定长度后进行,因此随从链的 合成是不连续的,形成的是若干个岗崎片段。(5) DNA 聚合酶 I 的 3-5核酸外切酶活性 去除 RNA 引物。(6)DNA 聚合酶 I 填补 DNA 间隙。(7)连接酶使相邻两个 DNA 片段的 3 -OH 末端和 5-P 末端形成 3 ,5磷酸二酯键。 复制终止复制终止:两个复制叉的汇合点就是复制的终点。两个复制叉向前推移,在终止区相遇而停 止复制,复制体解体。 3、简述 DNA 聚合酶反应的条件。判断下列四种情况下 DNA 聚合酶能否催化 DNA 的聚合 反应(假想其他条件满足;5 端为磷酸基,3为羟基端) 反应的条件:
14、模板(template) 、引物(primer) 、dNTPs、Mg2+ (3)DNA 聚合酶能催化 DNA 的聚合反应35533553353553(1) 完完全全是是单单链链(2) 完完全全是是双双链链(3) 局局部部双双链链,3凹凹端端(4) 局局部部双双链链,5凹凹端端35533553353553(1) 完完全全是是单单链链(2) 完完全全是是双双链链(3) 局局部部双双链链,3凹凹端端(4) 局局部部双双链链,5凹凹端端4、 完成下表,有该性质的记+,没有的记-,填写在相应的表格里。 表 大肠杆菌三种 DNA 聚合酶的性质比较性质DNA 聚合酶 IDNA 聚合酶 IIDNA 聚合酶 I
15、II53 DNA 聚 合酶活性+35核酸外切 酶活性+53 核酸外 切酶活性+-新生链合成-+5、大肠杆菌 DNA 聚合酶 I 的酶切大片段Klenow 片段有何酶活性?它有哪些用途? 大片段(Klenow 片段):聚合酶活性、 -5 外切酶活性, 校正功能 Klenow 片段的应用:填补反应, 用于 DNA 的末端标记;填补反应, 用于 DNA 的末端标记; 缺平移,用于 DNA 标记 6、以原核生物为例,简述参与 DNA 复制过程中主要蛋白质的种类及功能。 DNA 解链酶,解螺旋酶解链酶,解螺旋酶:打开 DNA 双链; SSB,单链结合蛋白单链结合蛋白:结合于处于单链状态模板链上; 引发酶
16、引发酶:合成滞后链; DNA 聚合酶聚合酶 III:使链延长。 DNA 聚合酶聚合酶 I:填补 DNA 间隙。其 3-5核酸外切酶活性去除 RNA 引物; 连接酶:连接酶:使相邻两个 DNA 片段的 3-OH 末端和 5-P 末端形成 3 ,5磷酸二酯键。 7、生物体如何保证 DNA 复制的准确性(保真性)? 复制的保真性 ( fidelity ) 主要依赖 4 种机制: #对碱基的选择;# 3 5方向的外切核酸酶活性起校正作用;#RNA 引物最终被切除, 提 高了复制准确性;#复制后错配现象的特异性修复机制 8、为什么线性 DNA 复制存在 5端隐缩的问题,而原核生物的环状 DNA 复制不会出现该 问题? 真核生物线性染色体两