分子生物學習題集及答案

1、第一章緒論1.1.你對現(xiàn)代分子生物學的含義和包括的研究范圍是怎么理解的？你對現(xiàn)代分子生物學的含義和包括的研究范圍是怎么理解的？分子生物學是從分子水平研究生命本質(zhì)的一門新興邊緣學科，它以核酸和蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)及其在遺傳信息和細胞信息傳遞中的作用為研究對象，是當前生命科學中發(fā)展最快并正在與其它學科廣泛交叉與滲透的重要前沿領(lǐng)域。狹義：偏重于核酸的分子生物學，主要研究基因或DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、表達和調(diào)節(jié)控制等過程，其中也涉及與這些過程有

2、關(guān)的蛋白質(zhì)和酶的結(jié)構(gòu)與功能的研究。分子生物學的發(fā)展為人類認識生命現(xiàn)象帶來了前所未有的機會，也為人類利用和改造生物創(chuàng)造了極為廣闊的前景。所謂在分子水平上研究生命的本質(zhì)主要是指對遺傳、生殖、生長和發(fā)育等生命基本特征的分子機理的闡明，從而為利用和改造生物奠定理論基礎(chǔ)和提供新的手段。這里的分子水平指的是那些攜帶遺傳信息的核酸和在遺傳信息傳遞及細胞內(nèi)、細胞間通訊過程中發(fā)揮著重要作用的蛋白質(zhì)等生物大分子。這些生物大分子均具有較大的分子量，由簡單的小

3、分子核苷酸或氨基酸排列組合以蘊藏各種信息，并且具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)以形成精確的相互作用系統(tǒng)，由此構(gòu)成生物的多樣化和生物個體精確的生長發(fā)育和代謝調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。闡明這些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系是分子生物學的主要任務(wù)。2.2.分子生物學研究內(nèi)容有哪些方面？分子生物學研究內(nèi)容有哪些方面？分子生物學主要包含以下三部分研究內(nèi)容：A.核酸的分子生物學，核酸的分子生物學研究核酸的結(jié)構(gòu)及其功能。由于核酸的主要作用是攜帶和傳遞遺傳信息，因此分子遺傳學（m

4、oleculargeics）是其主要組成部分。由于50年代以來的迅速發(fā)展，該領(lǐng)域已形成了比較完整的理論體系和研究技術(shù)，是目前分子生物學內(nèi)容最豐富的一個領(lǐng)域。研究內(nèi)容包括核酸基因組的結(jié)構(gòu)、遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與翻譯，核酸存儲的信息修復(fù)與突變，基因表達調(diào)控和基因工程技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用等。遺傳信息傳遞的中心法則（centraldogma）是其理論體系的核心。B.蛋白質(zhì)的分子生物學蛋白質(zhì)的分子生物學研究執(zhí)行各種生命功能的主要大分子──蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

5、與功能。盡管人類對蛋白質(zhì)的研究比對核酸研究的歷史要長得多，但由于其研究難度較大，與核酸分子生物學相比發(fā)展較慢。近年來雖然在認識蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其與功能關(guān)系方面取得了一些進展，但是對其基本規(guī)律的認識尚缺乏突破性的進展。3.3.分子生物學發(fā)展前景如何？分子生物學發(fā)展前景如何？21世紀是生命科學世紀，生物經(jīng)濟時代，分子生物學將取得突飛猛進的發(fā)展，結(jié)構(gòu)基因組學、功能基因組學、蛋白質(zhì)組學、生物信息學、信號跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)成為新的熱門領(lǐng)域，將在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)

6、藥衛(wèi)生領(lǐng)域帶來新的變革。4.4.人類基因組計劃完成的社會意義和科學意義是什么？人類基因組計劃完成的社會意義和科學意義是什么？社會意義：人類基因組計劃與曼哈頓原子計劃、阿波羅登月計劃并稱為人類科學史上的三大工程，具有重大科學意義、經(jīng)濟效益和社會效益。1）.極大地促進生命科學領(lǐng)域一系列基礎(chǔ)研究的發(fā)展，闡明基因的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系、生命的起源和進化、細胞發(fā)育、生產(chǎn)、分化的分子機理，疾病發(fā)生的機理等，為人類自身疾病的診斷和治療提供依據(jù)，為醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)帶

7、來翻天覆地的變化；2）.促進生命科學與信息科學、材料科學和與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，刺激相關(guān)學科與技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，帶動起一批新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)；3）.基因組研究中發(fā)展起來的技術(shù)、數(shù)據(jù)庫及生物學資源，還將推動對農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)（轉(zhuǎn)基因動、植物）、能源、環(huán)境等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，改變?nèi)祟惿鐣a(chǎn)、生活和環(huán)境的面貌，把人類帶入更佳的生存狀態(tài)?？茖W意義：1）確定人類基因組中約5萬個編碼基因的序列基因在基因組中的物理位置，研究基因的產(chǎn)物及其功能2）了解轉(zhuǎn)錄和剪

8、接調(diào)控元件的結(jié)構(gòu)和位置，從整個基因組結(jié)構(gòu)的宏觀水平上了解基因轉(zhuǎn)錄與轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)3）從總體上了解染色體結(jié)構(gòu)，了解各種不同序列在形成染色體結(jié)構(gòu)、DNA復(fù)制、基因轉(zhuǎn)錄及表達調(diào)控中的影響與作用4）研究空間結(jié)構(gòu)對基因調(diào)節(jié)的作用（2）A和T通常形成兩個氫鍵，而C和G可形成三個氫鍵。正常情況下，可形成兩個氫鍵的堿基不與可形成三個氫鍵的堿基配對。9為什么只有為什么只有DNADNA適合作為遺傳物質(zhì)？適合作為遺傳物質(zhì)？答：是磷酸二酯鍵連接的簡單核苷酸多聚體，

9、其雙鏈結(jié)構(gòu)保證了依賴于模板合成的準確性，DNA的以遺傳密碼的形式編碼多肽和蛋白質(zhì)，其編碼形式多樣而復(fù)雜第三章第三章1比較基因組的大小和基因組復(fù)雜性的不同。比較基因組的大小和基因組復(fù)雜性的不同。一個基因組有兩個序列，一個是一個基因組有兩個序列，一個是A，另一個是，另一個是B，各有，各有2000bp2000bp，其中一個是由，其中一個是由400bp400bp的序列重復(fù)的序列重復(fù)5次而成，另一個則由次而成，另一個則由50bp50bp的序列重復(fù)

10、的序列重復(fù)4040次而成的，問：次而成的，問：（1）這個基因組的大小怎樣？）這個基因組的大小怎樣？（2）這個基因組的復(fù)雜性如何？）這個基因組的復(fù)雜性如何？答：基因組的大小是指在基因組中DNA的總量。復(fù)雜性是指基因組中所有單一序列的總長度。（1）基因組的大小是4000bp（2）基因組的復(fù)雜性是450bp2一個基因如何產(chǎn)生兩種不同類型的一個基因如何產(chǎn)生兩種不同類型的mRNAmRNA分子？分子？答：第一種是，一個原初產(chǎn)物含有一個以上的多聚腺苷

11、化位點，能產(chǎn)生具不同3端的mRNA。第二種是，如果一個原初轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物含有幾個外顯子，發(fā)生不同的剪接，產(chǎn)生多種mRNA。3在一個克隆基因的分析中發(fā)現(xiàn)：一個含有轉(zhuǎn)錄位點上游在一個克隆基因的分析中發(fā)現(xiàn)：一個含有轉(zhuǎn)錄位點上游3.8kb3.8kbDNADNA的克隆，其的克隆，其mRNAmRNA直接轉(zhuǎn)錄活性比直接轉(zhuǎn)錄活性比僅含有僅含有3.1kb3.1kb上游上游DNADNA克隆的轉(zhuǎn)錄活性大克隆的轉(zhuǎn)錄活性大5050倍。這表明了什么？倍。這表明了什么？答

12、：在轉(zhuǎn)錄起始位點上游的3.13.8kb處有一增強子。4被加工的假基因與其他假基因有哪些不同？它是如何產(chǎn)生的？被加工的假基因與其他假基因有哪些不同？它是如何產(chǎn)生的？答：已加工過的假基因具有明顯的RNA加工反應(yīng)的印跡。如缺少內(nèi)含子，有些在3端已經(jīng)經(jīng)過加工。推測已加工過的假基因是在基因轉(zhuǎn)錄成前體mRNA、RNA加工后，又經(jīng)反轉(zhuǎn)錄形成DNA，再將反轉(zhuǎn)錄出的DNA重新整合進基因組。5非轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)與轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)分別位于非轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)與轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)分別位于

13、rRNArRNA重復(fù)的什么位置？轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)與內(nèi)含子有何區(qū)別？重復(fù)的什么位置？轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)與內(nèi)含子有何區(qū)別？答：rRNA的非轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)位于串聯(lián)轉(zhuǎn)錄單位之間，而轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)位于轉(zhuǎn)錄單位的18SRNA基因與28SRNA基因之間。6RNARNA分子能被運到細胞器中嗎？分子能被運到細胞器中嗎？答：一般來說只有蛋白質(zhì)才能被輸入。但在錐蟲線粒體基因組中沒有發(fā)現(xiàn)tRNA7什么證據(jù)什么證據(jù)表明細胞器與原核生物的關(guān)系比細胞器與真核生物的關(guān)系密切？表明細胞器與原

14、核生物的關(guān)系比細胞器與真核生物的關(guān)系密切？答：細胞器蛋白質(zhì)合成對抗生素的敏感性與原核生物相似。此外，細胞器核糖體蛋白和RNA聚合酶亞基也與大腸桿菌中的同源8酵母酵母rhorho小菌落突變株的線粒體小菌落突變株的線粒體DNADNA發(fā)生了什么變化？發(fā)生了什么變化？答：rho酵母線粒體基因組具有大量的缺失和重復(fù)。剩余的DNA通過擴增形成多貝。9為什么動物中為什么動物中線粒體線粒體DNADNA進化的速率，幾乎是核進化的速率，幾乎是核DNADNA