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分子生物学复习题 第一章
1、蛋白质的三维结构称为构象(conformation)，指的是蛋白质分子中所有原子在三维空间中的
排布，并不涉及共价键的断裂和生成所发生的变化。
2、维持和稳定蛋白质高级结构的因素有共价键(二硫键)和次级键，次级键有4种类型，即离子
键、氢键、疏水性相互作用和德瓦力。
3、蛋白质的二级结构是指肽链中局部肽段的构象，它们是完整肽链构象(三级结构)的结构单元，
是蛋白质复杂的立体结构的基础，因此二级结构也可以称为构象单元。α螺旋、β折叠是常见的二级结构。
4、一些肽段有形成α螺旋和β折叠两种构象的可能性(或形成势)，这类肽段被称为两可肽。 5、两个或几个二级结构单元被连接肽段连接起来，进一步组合成有特殊几何排列的局域立体结
构，称为超二级结构（介于二、三级结构间）。超二级结构的基本组织形式有αα，βαβ和ββ等3类
6、蛋白质家族(family) ：一类蛋白质的一级结构有30％以上同源性，或一级结构同源性很低，
但它们的结构和功能相似，它们也属于同一家族。例如球蛋白的氨基酸序列相差很大，但属于同一家族。超家族(superfamily)：有些蛋白质家族之间，一级结构序列的同源性较低，但在许多情况下，它们的结构和功能存在一定的相似性。这表明它们可能存在共同的进化起源。这些蛋白质家族属于同一超家族。
7、结构域是一个连贯的三维结构，是可互换并且半独立的功能单位，在真核细胞中由一个外显
子编码，由至少40个以上多至200个残基构成最小、最紧密也最稳定的结构，作为结构和功能单位，会重复出现在同一蛋白质或不同蛋白质中。
8、蛋白质一级结构所提供的信息有哪些？α螺旋、β折叠各自的特点？ 第二章
1、DNA是由脱氧核糖核苷酸组成的长链多聚物，是遗传物质。具有下列基本特性：①具有稳定
的结构，能进行复制，特定的结构能传递给子代；②携带生命的遗传信息，以决定生命的产生、生长和发育；③能产生遗传的变异，使进化永不枯竭。
2、DNA链的方向总是理解为从5’—P端到3’—OH端。DNA的一级结构实际上就是DNA分子碱
基的排列顺序。
3、DNA是双螺旋结构：主链由脱氧核糖和磷酸基团以3’，5’—磷酸二酯键交互连接构成的，
在双螺旋的外侧，碱基在侧，碱基必须配对。一条链绕着另一条链旋转、盘绕，一条链上的嘌呤与另一条链上的嘧啶相互配对，嘌呤与嘧啶以氢键保持在一起。
4、双螺旋DNA熔解成单链的现象称为DNA变性。已经变性的DNA在一定条件下重新恢复双链的
过程称为复性。
5、染色质是以双链DNA为骨架，与组蛋白(histon)、非组蛋白(non-histon)以及少量的各种
RNA等共同组成丝状结构。在染色质中，DNA和组蛋白的组成非常稳定，非组蛋白和RNA
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随细胞生理状态不同而有变化。
6、常染色质是在细胞间期核染色体折叠压缩程度较低，处于伸展状态，碱性染性着色较浅而均
匀的那些染色质。主要是单一拷贝和中度重复序列。异染色质是在细胞间期核染色质压缩程度较高，处于凝集状态，碱性染料着色较深的部分。
7、核小体是构成真核生物染色质的基本结构单位，是DNA和蛋白质构成的紧密结构形式。 8、RNA的种类及其各自的特点？
第三章 基因和基因组
1、基因被定义为转录功能单位，是编码一种可扩散产物的一段DNA序列，其产物可以是蛋白质
或RNA。一个完整的基因应该由两部分组成，即编码区和调控区。
2、基因组是一种生物染色体全部遗传物质的总和，包括构成基因和基因之间区域的所有DNA。
所谓总和，还应该指该物种的不同DNA功能区域在DNA分子上结构分布和排列的情况。基因组以及基因一般以DNA的长度和序列表示。 3、病毒基因组的结构特点：
（１）与细菌相比较，病毒的基因组很小，所含遗传信息量较小，只能编码少数的蛋白质。（２）
病毒基因组由DNA或RNA组成。核酸的结构可以是单链或双链、闭合环状或线状分子。（３）常有基因重叠现象，即同一DNA分子序列可以编码2种或3种蛋白质分子。 4、细菌基因组的一般特点
1）基因组通常仅由一条环状双链DNA分子组成。但现发现有越来越多的线形基因组。2）只有
一个复制起始点。3）有操纵子的结构。数个相关（参与一个生化过程）的结构基因串联在一起，受同一调控区调节，合成多顺反子mRNA。4）编码蛋白质的结构基因是单拷贝的，但rRNA基因往往是多拷贝的。5）非编码的DNA所占比例少，类似病毒基因组。6）基因组DNA具有多种调控区，如复制起始区、复制终止区、转录启动子、转录终止区等特殊序列。7）与真核生物类似，具有可移动的DNA序列。 5、真核生物基因组特点
（1）基因组的分子量大。低等真核生物大约10-10 bp,而高等真核生物为5×10-10 bp（2）
真核生物细胞往往有很多染色体，一般呈线状。每个染色体DNA有很多复制起始点。（3）细胞核DNA与蛋白质稳定地结合成染色质的复杂结构。染色质除了含有DNA和组蛋白外，还有大量非组蛋白。（4）由于存在核膜，细胞被分隔成细胞核和细胞质，因此，在基因表达中，转录和翻译在时间和空间上是分隔的，不偶联的。（ ５）基因组的大量序列是非编码序列，有大量重复序列。（ 6）真核生物的蛋白质基因往往是单拷贝存在，转录产物是单顺反子mRNA。（7）存在一些可移动的DNA序列。（8）绝大多数真核生物基因含有含子，因而基因编码区是不连续的。（9）真核生物基因部也可能含有大量的重复序列。
6、基因家族：一组功能类似、结构具有同源性的基因称为基因家族。基因家族的分类有多种方
式。基因家族各成员在结构上非常类似，具有保守性，如rRNA基因家族，但基因之间的间隔区可以有很大的长度差异和序列差异。重要的基因家族：rRNA基因家族、5S rRNA基因、组蛋白基因家族、珠蛋白基因家族、生长激素基因家族、超基因 。
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7、超基因(supergene)是指一组由多基因和单基因组成的更大的基因家族。在高等真核细胞中，
一个基因簇含有数百个功能相关的基因，它们可能是由基因扩增后结构上轻微变化而产生的，这些基因的结构有程度不等的同源性，功能上仍保持原始基因的基本功能，或者进化成具有相关而不同的新功能，这样的一簇基因称为超基因家族。有免疫球蛋白超基因家族、核受体超基因家族、细胞因子超基因家族等。
8、在初始转录产物hnRNA加工产生成熟的mRNA时，被切除的非编码序列称为含子(intron)。
在成熟的mRNA或蛋白质中存在的序列称为外显子(exon)。基因的不连续性是真核生物基因所特有的，但不是所有真核生物基因都一定具有这种不连续性。
9、含子的功能：(1)含有可阅读框架(ORF)，含子的ORF可能编码酶或蛋白质，其中包括逆转录
酶、成熟酶。 (2)含有各种剪接信，含子编码的成熟酶直接参与含子本身的剪接功能。(3)对基因表达有影响，含子对基因表达在多个水平上施加影响。含子中的增强子序列增加了基因转录的起始反应。
10、人类基因组计划(human genomic project，HGP)的总体目标是要完成人类全部24条染色体
3×109bp序列的分析。具体包括：①人类基因组作图(遗传学图谱、物理图谱) 。②对基因组DNA进行切割和克隆。③测定基因组的全部DNA序列。④基因的鉴定。⑤信息系统的建立、信息的储存和处理以及相应软件的开发。
11、结构基因组学(structual genomics) 以全基因组测序为目标的基因结构研究，阐述基因组
中基因的位置和结构，为基因功能的研究奠定基础。
12、功能基因组学(functional genomics)是利用结构基因组学提供的信息，以大规模实验方法
及统计与计算机分析，全面系统地分析全部基因的功能。
13、蛋白质组(proteome)是一个基因组在特定细胞所表达的蛋白质。对于一种生物来说，它的
基组DNA基本上是恒定的，但蛋白质组是动态的。也就是不同组织的细胞中蛋白质组是不同的，在同一细胞的不同生长状态、病理状态下也是不一样的。蛋白质组只指某一特定时间的蛋白质集合体。
14、生物信息学是用数理和信息科学的观点、理论和方法去研究生命现象，组织和分析呈指数
增长的生物学数据的一门学科。生物信息学位于生物、计算机、数学等多个领域的交叉点上，其研究目标是揭示“基因组信息结构的复杂性及遗传语言的根本规律”。 生物信息学包含了基因组信息学、蛋白质结构模拟和药物设计等3个组成部分。目前的研究包括下面几个方面：
①相关信息的收集、储存、管理与提供。
②新基因的发现和鉴定。 ③非编码区的信息结构分析。 ④大规模基因功能表达谱的分析。
⑤蛋白质分子空间结构预测、模拟和分子设计。 ⑥药物开发。
第四章 生物大分子的相互作用
1、生物大分子之间特异性地、可逆解离地形成复合物的能力是生命活动的基础，这种特异性的、
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可逆的相互作用被称为生物分子的识别。
2、参与大分子相互作用的非共价键类型 (1)疏水性相互作用 ，(2)德瓦力，(3)氢键，(4)静电
相互作用。
3、参与蛋白质相互作用的结构域有：BRCT(breast cancer susceptibility gene C terminus)
结构域、Lim结构域、SH3结构域、SH2结构域、Bromo结构域、POZ结构域、WW结构域、锚蛋白重复序列(ankyrin repeat，ANK)的结构域、 PH结构域、环指结构域(ring finger domain)。
4、蛋白质与RNA的识别以“间接读出”(indirect readout)机制为主。所有的RNA结构，包括
线状序列、发夹、膨泡、环、假结、双螺旋等都可以作为蛋白质专一性识别的靶结构。 5、各种DNA结合蛋白，特别是转录因子(transcription factors)都含有与DNA相互作用的区
域，称为DNA结合结构域(DNA-binding domain)，简称结合域。
6、对基因进行调节、控制的蛋白质，如各种普遍性(或基础)转录因子、基因调控因子，相对于
作用于它的靶位点DNA序列而言，广义地称为反式作用因子(trans-acting factors)。 7、锌指结构蛋白质是自然界中广泛分布的一类含锌蛋白质，构成了一个超家族。锌指结构家族
蛋白，以其形状和结合锌的复杂性，特别是锌指四面体结构，可以分为C2H2，C4和C6等几种类型。
8、亮氨酸周期重复不在于形成一个疏水面，而在于两个蛋白质的两个α螺旋之间，依靠亮氨酸
周期性侧链交错相插，螺旋靠拢，在疏水作用之下形成一个稳定的非共价结合的拉链结构，即所谓的亮氨酸拉链(leucine zipper)。
第五章 基因工程原理 1、基本概念
（1）基因工程：是用酶学方法，把天然的或人工合成的、同源或异源的DNA片段与具有复制能
力的载体分子（如质粒、噬菌体、病毒等）形成重组DNA分子，再导入不具有这种重组分子的宿主细胞，进行持久而稳定的复制、表达，使宿主细胞产生外源DNA或其蛋白质分子。 （2）基因组DNA文库（P157）：是某一生物体的染色体全部DNA序列被随机切割成适当大小的
片段后，插入到载体构成的DNA文库。
（3）cDNA基因文库（P160）：一群含有重组DNA的细菌，质粒或噬菌体的克隆，来自某细胞类
型全部的mRNA。
（4）扣除文库（P163）：将两重不同组织来源的mRNA进行比较，用扣除杂交排除相同部分，即
共同表达的那部分mRNA，选出剩余有差异的、特异表达的mRNA，构建成cDNA文库，称为cDNA扣除文库。
（5）分子杂交（P171）：指具有一定同源性的两条核酸单链在一定条件下（适宜的温度和离子
强度）可按碱基配对的原则退火形成双链的过程。
（6）PCR技术原理：PCR技术是利用两种寡核苷酸引物，分别与双链DNA片段的两端互补，形
成DNA聚合酶反应中的模板和引物的关系。
（7）物理图谱：DNA片段上限制性切酶酶切位点的图谱，表示各种限制性切酶识别位点在DNA
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序列上的线性排列。
（8）Southern杂交：用于检测DNA片段混合物中存在特定序列的技术。又称Southern印迹。
检验的目的DNA通常用一种或一种以上的限制性切酶酶切，得到各种特定长度的片段，在凝胶电泳中依长度分成条带，DNA片段原位地转移到NC膜或尼龙膜上。然后，膜上的DNA片段与标记的探针DNA进行杂交，已杂交的DNA片段可通过标记的探针进行放射性或显色反应定位。
（9）Northern杂交（P156）：从真核生物的特定组织或发育阶段的细胞分离出全部RNA或mRNA，
用变性凝胶电泳分离后转移到NC膜上。用变性的探针DNA对NC膜上的RNA进行杂交。从显影或显色反应判断阳性杂交的存在。
（10）亚克隆（P156）：当载体中插入的外源DNA片段太大，难以作某些操作或分析时，需要对
该克隆片段作些再切割，将大的DNA片段酶切成较小的片段，然后再与另外的新载体重组，并进行转化程序，这个过程称为亚克隆。
2、思考题
（1）、PCR技术原理的是什么？179
答：PCR技术是利用两种寡核苷酸引物，分别与双链DNA片段的两端互补，形成DNA聚合酶反
应中的模板和引物的关系，这是PCR技术的核心。PCR聚合酶反应体系的一些重要条件包括：模板、一对寡核苷酸引物、4种底物dNTP和Tap DNA聚合酶。反应分为3步：双链模板DNA变性、退火和链的延伸。
（2）基因工程中工具酶的种类？ P141
答：限制性切酶、DNA连接酶、DNA聚合酶、逆转录酶、RNA聚合酶。
（3）DNA聚合酶的特点？ P142 答：①需要提供合成模板；
②不能起始新的DNA链，必须要有引物提供3'－OH； ③合成的方向都是5'→3'; ④除聚合DNA外还有其它功能;
⑤以脱氧核苷酸三磷酸(dNTP)为前体催化合成DNA。
（4）熟悉基因工程的载体的种类和特点？
答：①种类：质粒载体，λ噬菌体载体，M13噬菌体载体，柯斯质粒载体，细菌人工染色体，
酵母人工染色体，动物病毒载体
②特点：◆载体DNA是单个复制单元，在宿主细胞应具有独立复制能力；◆分子量尽可能的小，便于细胞中分离纯化，离体条件下操作；◆含有多种限制行切酶的单一切点；◆载体有不影响其复制，生长的非必要区域；◆具有多种选择行标记。
分子生物学复习题(基本完整版)
