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2003年中国海洋大学海洋生命学院研究生复试笔试真题
分子生物学试题
一、名词解释（每题2分，共30分）
1、C值矛盾 2、反义RNA 3、顺反子 4、锌指结构 5、开放阅读框 6、GU-AG规则 7、增强子 8、Ribozyme
9、Western blotting 10、Z-DNA 11、BAC 12、Proteome 13、RNA editing 14、Transposon 15、c-onc
二、简答题（每题5分，共40分）
1、 在体内，rRNA和tRNA都具有代谢的稳定性，而mRNA的寿命却很短，原因
何在？
2、 简述DNA作为遗传物质的优点
3、 DNA连接酶对于DNA的复制是很重要的，但RNA的合成一般却不需要连接
酶，解释这个现象的原因。 4、 内含子的功能有哪一些? 5、 SOS修复的机制。
6、 真核生物基因组的结构特征。
7、 人们常说基因组研究要绘制四张图谱，请问是哪四张图谱？并对其进行简要说
明。
8、 衰减作用如何调控大肠杆菌色氨酸操纵子的表达？ 三、论述题（4题任选3题，共30分） 1、 同源重组的分子基础与机制。
2、 请比较原核与真核生物转录的分子基础和过程
3、 若已知E.coli的一个有200个氨基酸的活性多肽的氨基酸序列，有几种办法可
以得到该蛋白的编码顺序?简述步骤，并评价各方法的优劣。 4、 试证明一个基因中只有一条DNA链作为模板被转录。
一、 名词解释
1. C值矛盾：生物体的单倍体基因组所含DNA总量称为C值。每种生物各有其特定的C
值，不同物种的c值之间有很大差别。C值矛盾(C value paradox)是指真核生物中DNA含量的反常现象.主要表现为: 1. C值不随生物的进化程度和复杂性而增加, 2. 亲缘关系密切的生物C值相差甚大，3. 高等真核生物具有比用于遗传高得多的C值。
2. 反义RNA：反义RNA是指与mRNA互补的RNA分子, 也包括与其它RNA互补的RNA分
子。由于核糖体不能翻译双链的RNA，所以反义RNA与mRNA特异性的互补结合, 即抑制了该mRNA的翻译。通过反义RNA控制mRNA的翻译是原核生物基因表达调控的一种方式，最早是在E.coli 的产肠杆菌素的Col E1质粒中发现的,许多实验证明在真核生物中也存在反义RNA。
3. 顺反子：编码单条多肽链的一个遗传功能单位，即转录单位。顺反子是一个遗传功能单
位，一个顺反子决定一条多肽链，这就使以前一个基因一种酶的假说发展为一个基因一种多肽的假说。能产生一种多肽的是一个顺反子，顺反子也就是基因的同义词。顺反子可以包含一系列突变单位──突变子。
4. 锌指结构：锌指结构指的是在很多蛋白中存在的一类具有指状结构的结构域，这些具有锌
指结构的蛋白大多都是与基因表达的调控有关的功能蛋白。锌指结构的共同特征是通过肽链中氨基酸残基的特征集团与Zn2+的结合来稳定一种很短的，可自我折叠成“手指”形状的的多肽空间构型。
5. 开放阅读框：开放阅读框[open reading frame，0RF] 开放阅读框是基因序列的一部
分，包含一段可以编码蛋白的碱基序列，不能被终止子打断是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，其间不存在使翻译中断的终止密码子。。
6. GU-AG规则：这是一条与真核生物蛋白质编码基因相关的规则，说的是 RNA 内含子
序列 5' 端 的起始两个核苷酸总是 5'-GU-3' ，并且其 3' 端 的最后两个核苷酸总是 5'-AG-3'。
7. 增强子：增强基因启动子工作效率的顺式作用序列，能够在相对于启动子的任何方向和任
何位置(上游或下游)上都发挥作用。增强子是通过启动子来增加转录的。有效的增强子可以位于基因的5’端，也可位于基因的3’端，有的还可位于基因的内含子中。增强子的效应很明显，一般能使基因转录频率增加10～200倍，有的甚至可以高达上千倍。
8. Ribozyme：核酶（ribozyme）是具有催化功能的RNA分子,是生物催化剂。核酶又称核酸
类酶、酶RNA、 核酶类酶RNA。 它的发现打破了酶是蛋白质的传统观念。化学本质是核糖核酸(RNA), 却具有酶的催化功能。核酶的作用底物可以是不同的分子, 有些作用底物就是同一RNA分子中的某些部位。核酶的功能很多,有的能够切割RNA, 有的能够切割DNA, 有些还具有RNA 连接酶、磷酸酶等活性。与蛋白质酶相比，核酶的催化效率较低，是一种较为原始的催化酶。
9. Western blotting：与Southern或Northern杂交方法类似，但Western Blot采用的是
聚丙烯酰胺凝胶电泳，被检测物是蛋白质，“探针”是抗体，“显色”用标记的二抗。经过PAGE分离的蛋白质样品，转移到固相载体（例如硝酸纤维素薄膜）上，固相载体以非
共价键形式吸附蛋白质，且能保持电泳分离的多肽类型及其生物学活性不变。以固相载体上的蛋白质或多肽作为抗原，与对应的抗体起免疫反应，再与酶或同位素标记的第二抗体起反应，经过底物显色或放射自显影以检测电泳分离的特异性目的基因表达的蛋白成分。该技术也广泛应用于检测蛋白水平的表达。
10.Z-DNA：Z-DNA又称Z型DNA，是DNA双螺旋结构的一种形式，具有左旋型态的双股螺
旋（与常见的B-DNA相反），并呈现锯齿形状。Z-DNA为三种具生物活性的DNA双螺旋结构之一，另两种为A-DNA与B-DNA。
11. BAC：习题P241BAC(Bacterial Artificial Chromosome，细菌人工染色体)文库是
含有某种生物体全部基因的随机片段的重组DNA克隆群体，是进行全基因组测序、构建物理图谱、染色体步查、基因筛选及基因图位克隆的基础。细菌人工染色体
是以F因子的复制子为基础构建成的一种大片段DNA克隆载体
12.Proteome：蛋白质组：(1)由一个基因组所表达的全部相应的蛋白质。(2)在一定条件下，
存在于一个体系（包括细胞、亚细胞器、体液等）中的所有蛋白质。
13. RNA editing：RNA编辑是指在mRNA水平上改变遗传信息的过程。具体说来，指基因
转录产生的mRNA分子中，由于核苷酸的缺失，插入或置换，基因转录物的序列不与基因编码序列互补，使翻译生成的蛋白质的氨基酸组成，不同于基因序列中的编码信息现象。
14. Transposon：习题P13转座元件中的一种，具有完整转座元件的功能特征并能携带
内外源基因组片段(单基因或多基因)。在基因组内移动或在生命体之间传播并可表达出新的表型。转座因子或转座子是一类在很多后生动物中（包括线虫、昆虫和人）发现的可移动的遗传因子。 一段DNA顺序可以从原位上单独复制或断裂下来，环化后插入另一位点，并对其后的基因起调控作用，此过程称转座。这段序列称跳跃基因或转座子，可分插入序列（Is因子），转座（Tn），转座phage。
15. c-onc：习题P197也叫细胞癌基因，c癌基因(c-oncogene);原癌基因
(proto-oncogene);c癌基因。存在于正常的细胞基因组中，与病毒癌基因有同源序列，具有促进正常细胞生长、增殖、分化和发育等生理功能。在正常细胞内未激活的细胞癌基因叫原癌基因，当其受到某些条件激活时，结构和表达发生异常，能使细胞发生恶性转化。
二、 简答题
1. 在体内，rRNA和tRNA都具有代谢的稳定性，而mRNA的寿命却很短，原因何在？
答：mRNA游离存在于细胞之中，并且被特异的单链RNA核酸酶所降解。tRNA和rRNA 是部分双链的，所以能够免遭核酸酶的攻击。另外，rRNA不是游离存在的，通常同蛋白质结合形成核糖体。 2. 简述DNA作为遗传物质的优点
答：作为遗传物质至少要具备以下4个条件：（1）在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己，使得前后代具有一定的连续性；（2）能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程；（3）具有贮存大量遗传信息的潜在能力；（4）
结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代。
DNA除了具备以上条件外，相比RNA还有以下优点：1.DNA可以完成自我复制的过程，这样才能传递遗传物质。RNA不可以。2.完美的双链结构保证了遗传物质的稳定，如果某些碱基因为一些原因突变，生物体就可以根据另一条链的信息来修复这个突变。使得生物保持遗传的稳定。
3. DNA连接酶对于DNA的复制是很重要的，但RNA的合成一般却不需要连接酶，解释这个现
象的原因。
答：由于DNA是双链的结构，在复制过程中按照半不连续复制，即在DNA复制过程中，亲代DNA分子中以3’→5’方向的母链作为模板指导新的链以5’→3’ 方向连续合成，另一股以5’→3’ 为方向的母链则指导新合成的链以 5’→3’方向合成1000—2000个核苷酸长度的许多不连续的片段（岗崎片段），这种复制方式称之为半不连续复制。在复制中前导链的互补链称为随后链（lagging strand），它的方向是5’?3’，其新生的互补链不能连续合成，只能按5’?3’方向合成许多100-2000bp的小片段（冈崎片段，Okazaki fragment），再经连接酶等催化后形成一条连续的新生链。这就需要DNA的连接酶。 4. 内含子的功能有哪一些?
答：具有转录调控作用：内含子通过与启动子、起始位点的精确碱基配对来阻止或增强RNA聚合酶的作用；
内含子具有各种剪接信号，不同细胞能选择不同的拼接点，将初始转录产物进行不同的加工，对外显子进行选择地拼接，形成不同的成熟mRNA；
有的内含子有自己特定的蛋白编码序列
I\\II类内含子的RNA具有催化活性,能进行内含子的自我剪接
内含子的功能现在还没有完全的被探究清楚但是估计可能与基因表达的调控有关，比如在切除一些内含子之后某些基因无法表达或者错误表达 一种说法认为，内含子对基因的转录具有某种调控作用，比如增强作用；另一种说法认为，内含子可以把不同的外显子组合在一起（如：某段基因中有1、2、3、4、5这五个外显子被四个内含子分开，内含子可以把1、2、4、5或1、2、3分别组合在一起），使其形成不同功能的蛋白质。”
5. SOS修复的机制。课本P223
答：SOS修复是指DNA受到严重损伤、细胞处于危急状态时所诱导的一种DNA修复方式，修复结果只是能维持基因组的完整性，提高细胞的生成率，但留下的错误较多，故又称为错误倾向修复（error-prone repair），使细胞有较高的突变率。在正常情况下，修复蛋白的合成 是处于低水平状态的，这是由于它们的mRNA合成受到阻遏蛋白LexA的抑制。细胞中的recA 蛋白也参与了SOS修复。 当DNA两条链的都有损伤并且损伤位点邻近时，损伤不能被切除修复或重组修复，这时在Restriction Endoneuclease和Exoneuclease的作用下造成损伤处的DNA链空缺，再由损伤诱导产生的一整套的特殊DNA聚合酶──SOS修复酶类，催化空缺部位DNA的合成，这时补上去的核苷酸几乎是随机的，仍然终于保持了DNA双链的完整性，使细胞得以生存。但这种修复带给细胞很高的突变率。 6. 真核生物基因组的结构特征。
答：1. 真核生物具有复杂的染色体结构，染色体在细胞间期为染色质，染色质是DNA、组蛋白、非组蛋白以及RNA组成的，基本结构物质是DNA和组蛋白。 2. 真核生物DNA顺序可分为非重复序列（单一序列）、轻度重复序列、中度重复序列和高度重复序列。 3．真