分子生物学2-7章作业及答案

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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