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1、1.证明DNA是主要的遗传物质的两个实验一个是肺炎双球菌的转化实验,另一个是噬菌体侵染细菌的实验肺炎双球菌转化实验:研究者从有荚膜、菌落光滑的S型肺炎双球菌细胞中提取DNA,加入到无荚膜、菌落粗糙的R型细菌培养物中,发现DNA能使部分R型细胞获得合成S型细胞特有的荚膜多糖的能力。而蛋白质及多糖类物质没有这种转化能力,若将DNA事先用脱氧核糖核酸酶降解,则失去转化能力。已经转化了得细菌,其后代仍保留合成S型荚膜的能力,说明此性状可以遗传给后代。对噬菌体研究的进展使人们发现,噬菌体侵染宿主细菌后,能繁殖产生大量的子代噬菌体。用含35S和32P标记的培养基进行T2噬菌体培养,使T2噬菌体的蛋白质被3
2、5S标记,DNA被32P标记。将两种不同标记的噬菌体分别侵染E.coil后,发现进入宿主细胞的只有32P标记的DNA,而无35S标记物。所产生的子代噬菌体只含有32P标记的DNA,不含有S标记的蛋白质。T2侵染实验证明了DNA进入宿主细胞是产生、决定子代噬菌体的遗传物质。2. 核酸的化学组成及分子组成化学组成:基本元素:C、H、O、N、P 核苷酸:核苷+磷酸 核苷:戊糖+碱基 核酸的元素组成有两个特点:一般不含S。P含量较多,并且恒定(9%-10%)。分子组成:核酸(DNA和RNA):线性多聚核苷酸,基本结构单元:核苷酸3.核酸的生物学作用DNA:主要的遗传物质 RNA:作为细胞内蛋白质生物合
3、成的主要参与者具有生物催化剂的功能,作用于初始转录产物的剪接加工。与生物机体的生长发育密切相关,参与基因表达的调控。与生物体的进化有很大关系4.核酸的一、二、三级结构分别指什么,各自的特点如何DNA:一级结构:构成DNA的脱氧核苷酸按照一定的排列顺序,通过3,5-磷酸二酯键相连形成的线形结构。特点:不均一性重复序列富含AT的序列二级结构:DNA的两条多聚核苷酸链间通过氢键形成双螺旋结构。特点:主链:两条长链反向平行螺旋而成螺旋直径为2nm 碱基对 螺距:为3.4nm 大沟、小沟三级结构:DNA双链进一步折叠卷曲形成的构象。RNA:一级结构的特点 组成RNA的戊糖是核糖 RNA的U替代DNA中的
4、T,此外,RNA中常有一 些稀有碱基。 天然RNA分子都是单链线形分子,只有部分区域是A-型双螺旋结构。5.Watson Crick双螺旋结构模型特点1)两条反平行的多核苷酸链绕同一中心轴相缠绕,形成右手双股螺旋,一条53,另一条352)磷酸与脱氧核糖彼此通过35-磷酸二酯键相连接,构成DNA分子的骨架。3)磷酸与脱氧核糖在双螺旋外侧,嘌呤与嘧啶碱位于双螺旋的内侧。4)碱基平面与纵轴垂直,糖环平面与纵轴平行。两条核苷酸链之间依靠碱基间的氢链结合在一起。螺圈之间主要靠碱基平面间的堆积力维持5)每圈螺旋含10个核苷酸,碱基堆积距离0.34nm,双螺旋平均直径2nm,6)大沟:宽1.2nm ,深0.
5、85nm,小沟:宽0.6nm,深0.75nm6.DNA二级结构的多态性 所谓DNA二级结构的多态性,是指DNA不仅具有多种形式的双螺旋结构,而且还能形成三链、四链结构,说明DNA的结构是动态的,而不是静态的。核酸的构型的多样性是由于核酸主干链上各键和碱基的旋转造成的,而多链的DNA是特定的碱基序列导致的结果。7.什么是拓扑异构酶,有几类 引起DNA拓扑异构之间转变的酶,可改变DNA拓扑异构体的L值,有两类:两类酶含量严格控制,使细胞内DNA保持一定超螺旋水平。拓扑异构酶酶I(解旋酶)能使双链负超螺旋DNA转变成松驰形环状DNA,每次催化使L值增加1。拓扑异构酶酶II(促旋酶)能使松驰环状DNA
6、转变成负超螺旋形DNA,每次催化使L减少2。8.什么是基因组、C值与C值矛盾基因组:凡是具有细胞形态的所有生物其遗传物质都是DNA。在真核细胞中,每条未复制的染色体包装一条DNA分子,一个生物贮存在单倍染色体组中的总遗传信息,称为该生物的基因组。 C值:一个单倍体基因组的DNA含量。C值矛盾:指C值往往与种系进化的复杂程度不一致,某些低等动物却具有较大的C值。9.染色体与核小体的组成与结构核小体:组蛋白八聚体构成核小体的盘状核心结构146bp的DNA分子超螺旋盘绕组蛋白八聚体1.75圈(核心小体),组蛋白H1在核心颗粒外结合额外20bp DNA,锁住核小体DNA的进出端,起稳定核小体的作用。包
7、括组蛋白H1和166bp DNA的核小体结构又称染色质小体。两个相邻核小体之间以连接DNA 相连,典型长度60bp,不同物种变化值为080bp形成核小体。核小体单位包括200bp左右的DNA超螺旋和一个组蛋白八聚体及一个分子H1。组蛋白与DNA之间的相互作用主要是结构性的,基本不依赖于核苷酸的特异序列,实验表明,核小体具有自组装(self-assemble)的性质核小体沿DNA的定位受不同因素的影响进而通过核小体相位改变影响基因表达DNA+组蛋白7核小体(11nm)6螺线管(30nm)40超螺线管(300nm)5染色单体10.RNA的种类与各自特点RNA一级结构的特点组成RNA的戊糖是核糖RN
8、A的U替代DNA中的T,此外,RNA中常有一些稀有碱基。天然RNA分子都是单链线形分子,只有部分区域是A-型双螺旋结构 (1)、tRNA的结构70-90b,分子量在25kd左右,沉降系数4S左右有较多稀有碱基3末端为CCA-OH5末端大多为pG或pC二级结构是三叶草形倒L形的三级结构。tRNA的功能:转运氨基酸识别密码子参与翻译起始参与DNA的反转录参与基因表达调控(2)、mRNA的结构:原核:多顺反子。真核:单顺反子,断裂基因。5-帽子:m7G 5-ppp5-Nm(Nm )p-由甲基化酶催化可抵抗5核酸外切酶降解mRNA。可为核糖体提供识别位点,使mRNA很快与核糖体结合,促进蛋白质合成起始
9、复合物的形成。3-端有一段约30-300核苷酸的polyA。转录后由poly(A)聚合酶催化加尾PolyA是mRNA由核进入胞质所必需的形式。polyA与mRNA半寿期有关,polyA大大提高mRNA在胞质中的稳定性。原核mRNA的结构(多顺反子)由先导区、插入序列、翻译区和末端序列组成。没有5帽子和3polyA。SD序列:5端先导区中,有一段富含嘌呤的碱基序列,典型的为5-AGGAGGU-3,位于起始密码子AUG前约10核苷酸处,此序列由Shine和Dalgarno发现,称SD序列。SD序列和核糖体16S的rRNA的3末端富含嘧啶碱基的序列互补。(3)、rRNA的结构细菌:16S rRNA、
10、5S rRNA、23S rRNA组成30S转录单位真核:18SrRNA、5.8S rRNA,28S rRNA组成45S的转录单位,5S rRNA单独转录。rRNA的功能:组成核糖体催化肽键形成的转移酶活性存在于23SrRNA上参与tRNA与mRNA的结合RNA的高级结构特点RNA是单链分子,因此,在RNA分子中,并不遵守碱基种类的数量比例关系,即分子中的嘌呤碱基总数不一定等于嘧啶碱基的总数。RNA分子中,部分区域也能形成双螺旋结构,不能形成双螺旋的部分,则形成突环。这种结构可以形象地称为“发夹型”结构。在RNA的双螺旋结构中,碱基的配对情况不象DNA中严格。G 除了可以和C 配对外,也可以和U
11、 配对。G-U 配对形成的氢键较弱。不同类型的RNA, 其二级结构有明显的差异。tRNA中除了常见的碱基外,还存在一些稀有碱基,这类碱基大部分位于突环部分 11.什么是ORF、顺反子、转座子?开放阅读框ORF:结构基因的正常核苷酸序列。从起始密码子到终止密码子的阅读框,可编码完整的多肽链。期间不存在使翻译终止的终止密码子。通常是从DNA推论出来的。顺反子:遗传上的功能单位,对应于一条多肽链的DNA加上起始信号和终止信号。多顺反子:有一条mRNA分子编码几条不同的多肽链(原核生物)。单顺反子:只编码一条多肽链的mRNA。转座子:一些基因可以从染色体的一个基因座位转到另一个基因座位,该特性称转座,
12、这些基因叫转座子,又叫跳跃基因。12.真核基因组的特点1.更大的DNA分子,以染色体形式储存于细胞核内,除配子细胞外,体细胞内的基因的基因组是双份的。(1)并非生物越高等,基因组越大。即并非进化的复杂程度与DNA含量成正比。(2)同一类生物基因组可能相差很大。(3)基因组中DNA的量远大于编码蛋白质所需要的量。2. 基因组结构复杂,有多个复制启始位点。3. 基因是不连续的,有内含子结构。4. 转录单位一般是单顺反子的。13.核酸的水解方式有哪几种核酸的水解酸、碱和酶1.核酸的酸解和碱解: 核酸的水解包括糖苷键和磷酸酯键的水解2、核酸的酶解:生物体内存在多种核酸水解酶。这些酶可以催化水解多聚核苷
13、酸链中的磷酸二酯键。(专一催化核酸的磷酸二酯键的酶为核酸酶)14.什么是核酸的变性、复性、杂交,什么是Tm值核酸的变性是指核酸双螺旋区的氢键断裂,变成单链结构的过程。变性核酸将失去其部分或全部的生物活性。核酸的变性并不涉及磷酸二酯键的断裂,所以它的一级结构(碱基顺序)保持不变。 复性:变性DNA在适当的条件下,两条彼此分开的单链可以重新缔合成为双螺旋结构,这一过程称为复性。 杂交:热变性的DNA单链,在复性时并不一定与同源DNA互补链形成双螺旋结构,它也可以与在某些区域有互补序列的异源DNA单链形成双螺旋结构,这样形成的新分子称为杂交DNA分子。Tm:DNA的变性过程是突变性的,它在很窄的温度
14、区间内完成。因此,通常将DNA的变性达到50%时,即增色效应达到一半时的温度称为DNA的解链温度(Tm),Tm也称熔解温度或DNA的熔点。15. 什么是DNA复制,其特点如何复制:以亲代DNA或RNA为模板,根据碱基配对的原则,在一系列酶的作用下,生成与亲代相同的子代DNA或RNA的过程。特点:半保留复制半不连续复制半保留复制:在DNA复制过程中,两条螺旋的多核苷酸链之间的氢键断裂,然后以每条链各作为模板合成新的互补链。这样新形成的两个子代DNA分子与原来DNA分子的碱基顺序完全一样。在此过程中,每个子代分子的一条链来自亲代DNA。另一条链则是新合成的,这种复制方式称为半保留复制。半不连续复制
15、:DNA复制时,一条链(前导链)是连续合成的,而另一条链(后随链)的合成却是不连续的。16.什么是复制起点,原核与真核生物复制起点有何不同,复制方式有哪几种复制起点:复制开始处DNA分子的特定位置。 原核生物:单复制起点,即整个染色体只有一个复制单位。 真核生物: 多复制起点,即有多个复制单位。复制方式:大多数以对称方式进行,即两条链同时复制,也有一定时期内DNA只复制一条链的情况。 (1)从新起始或复制叉式(2)置换式(线粒体和叶绿体的DNA复制方式)(3)共价延伸方式或滚环式复制17. 什么是前导链,后随链,岗崎片断前导链:与复制叉移动的方向一致,通过连续的5-3聚合合成的新DNA链。后随链:与复制叉移动的方向相反,通过不连续的5-3聚合合成的新的DNA链。 冈崎片段:在DNA不连续复制过程中,沿着后随链的模板链合成的新DNA片段,其长度在真核与原核生物当中存在差别,真核生物的冈崎片段长度约为100200核苷酸残基,而原核生物的为10002000核苷酸残基。18.DNA复制的一般特点是怎样的1.DNA的双螺旋的两条链在局部需要解开,以利于每条链作模板。2.DNA的局部解旋引起周围区域过度缠绕,