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1习题第一章1．什么是分子生物学？⑴广义的分子生物学：蛋白质及核酸等生物大分子结构和功能的研究都属于分子生物学的范畴，即从分子水平阐明生命现象和生物学规律。⑵狭义的分子生物学：偏重于核酸（基因）的分子生物学，主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调控等过程，当然也涉及与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。2．列举分子生物学发展历程中的10个重大事件。1944年，著名微生物学家Avery等在对肺炎双球杆菌的转化实验中证实了DNA是遗传物质。1953年，Waston和Crick提出了DNA双螺旋模型。1954年，Gamnow从理论上研究了遗传密码的编码规律，后来Nirenberg等于1961年破译了第一批遗传密码。Crick在前人基础之上提出了中心法则。1956年，A.Kornberg在大肠杆菌中发现了DNA聚合酶I，这是能在试管中合成DNA的第一种核酸酶。1961年，F.Jacob＆J.Monod提出调节基因表达的操纵子模型。1967年，Gellert发现了DNA连接酶。1970年，Smith和Wilcox等分离得到第一种限制性核酸内切酶。1970年，Temin和Baltimore在RNA肿瘤病毒中发现逆转录酶。1972~1973年，H.Boyer和P.Berg等发展了重组DNA技术，并完成了第一个细菌基因的克隆。1975~1977年，Sanger、Maxam和Gilbert发明了DNA序列测序技术。1977年第一个全长5387bp的噬菌体X174基因组测定完成。1981年，Cech等发现四膜虫26SrRNA前体自剪接作用，发现了核酶（ribozyme）。1982年，Prusiner等在感染瘙痒病的仓鼠脑中发现了阮病毒（Prion）。1985年，Saiki等发明了聚合酶链式反应（PCR）。1988年，McClintock发现可移动的遗传因子（转座子）。。。。2001年，RNAi干扰机制的发现。，端粒及端粒酶的发现。2006年，成功获得诱导干细胞（iPS细胞）2010年，获得第一个“人造细胞”3．简述分子生物学的研究内容与研究热点。⑴研究内容①DNA重组技术（基因工程）②基因的表达调控③生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学）④基因组、功能基因组与生物信息学研究⑤基因的表达调控⑥生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学）⑦基因组、功能基因组与生物信息学研究⑵分子生物学的研究热点及领域①结构生物学（StructuralBiology）②分子发育生物学（MolecularDevelopingBiology）③分子细胞生物学(MolecularCellBiology)④分子神经生物学（MolecularNeurobiology）⑤分子肿瘤学（MolecularTumorology）4．根据你所学的知识谈谈分子生物学在生命科学以及社会经济活动中的地位与作用。⑴人口与粮食;⑵健康与疾病;⑶环境与生态;⑷能源与资源5．简述分子生物学发展史中的三大理论发现和三大技术发明。理论:⑴1940年艾弗里（O.Avery）等人通过肺炎球菌的转化试验证明了生物的遗传物质是DNA，而且证明了通过DNA可以把一个细菌的性状转移给另一个细菌；⑵1950年沃森（J.D.Watson）和克里克(F.Crick)发现了DNA分子的双螺旋结构及DNA半保留复制机理；⑶1960年关于遗传信息中心法则的确立。技术:⑴限制性内切核酸酶;⑵DNA连接酶;⑶基因载体的发现6.21世纪是生命科学的世纪。20世纪后叶分子生物学的突破性成就，使生命科学在自然科学中的位置起了革命性的变化。试阐述分子生物学研究领域的三大基本原则，三大支撑学科和研究的三大主要领域？DNARNA蛋白质复制转录翻译逆转录RNA复制2⑴三大基本原则:①构成生物大分子的单体是相同的，共同的核酸语言，共同的蛋白质语言②生物遗传信息表达的中心法则相同③生物大分子单体的排列（核苷酸、氨基酸）的不同⑵三大支撑学科:Cytology、Genetics、Biochemistry⑶研究的三大主要领域：①基因的分子生物学：基因的概念、结构、复制、表达、重组、交换②结构生物学：生物大分子的结构与功能、生物大分子之间的互作③生物技术理论与应用第二章名词解释：1、基因:基因是合成一种功能蛋白或RNA分子所必需的全部DNA序列，即DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。2、端粒酶:端粒酶是参与真核生物染色体末端的端粒DNA复制的一种核糖核蛋白酶。由RNA和蛋白质组成，其本质是一种逆转录酶。它以自身的RNA作为端粒DNA复制的模版，合成出富含脱氧单磷酸鸟苷DeoxyguanosineMonophosphate(dGMP)的DNA序列后添加到染色体的末端并与端粒蛋白质结合，从而稳定了染色体的结构。3、假基因:与正常基因结构相似，但没有正常功能的DNA序列4、Alu序列家族:Alu重复序列是哺乳动物基因组中SINE家族的一员，约有50万份拷贝。由于这种DNA序列中有限制性内切核酸酶Alu工的识别序列AGCT，所以称为Alu重复序列。Alu序列两端各有一个正向重复序列，末端有一个poly(A)尾。5、断裂基因:编码某一RNA的基因中有些序列并不出现在成熟的RNA序列中，成熟RNA的序列在基因中被其他的序列隔开6、重叠基因:是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成为两个或两个以上基因的组成部分。7、变性:DNA双螺旋区的氢键断裂，使双螺旋的两条链完全分开变成单链，这一链分离的过程叫做变性。8、复性:变性DNA在适当条件下，两条彼此分开的链又可以重新地合成双螺旋结构的过程（退火）。9、C值矛盾:在真核生物中，每种生物的单倍体基因组的DNA总量总是恒定的，称为C值,形态学的复杂程度与C-值的不一致称为C值矛盾.10、中心法则:指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。也可以从DNA传递给DNA，即完成DNA的复制过程。这是所有有细胞结构的生物所遵循的法则。11、增色效应:指在DNA变性的过程中，他在260nm的吸收值先是缓慢上升，达到某一温度时及骤然上升.简答题1．DNA携带哪两类不同的遗传信息?答：从化学角度看，不同的核苷酸仅是含氮碱基的差别。从信息方面看，储存在DNA中的信息是指碱基的顺序，而碱基不参与核苷酸之间的共价连接，因此储存在DNA的信息不会影响分子结构，来自突变或重组的信息改变也不会破坏分子。2．在何种情况下有可能预测某一给定的核苷酸链中“G”的百分含量？答：由于在DNA分子中互补碱基的含量相同的，因此只有在双链中G+C的百分比可知时，G%=（G+C）%/23．真核基因组的哪些参数影响C0t1/2值？答：C0t1/2值受基因组大小和基因组中重复DNA的类型和总数影响。4．哪些条件可促使DNA复性（退火）？答：降低温度、pH和增加盐浓度。5．为什么DNA双螺旋中维持特定的沟很重要？答：形成沟状结构是DNA与蛋白质相互作用所必需。6．大肠杆菌染色体的分子质量大约是2.5×109Da，核苷酸的平均分子质量是330Da，两个邻近核苷酸对之间的距离是0.34nm，双螺旋每一转的高度（即螺距）是3.4nm，请问：（1）该分子有多长？答：1碱基=330Da，1碱基对=660Da碱基对=2.5×109/660=3.8×106kb染色体DNA的长度=3.8×106/0.34=1.3×106nm=1.3mm（2）该DNA有多少转？答：转数=3.8×106×0.34/3.4=3.8×1057．说明三股螺旋DNA形成的条件与结构特点及其可能的功能。答：在1949-1951年间，EChargaff发现：（1）不同来源的DNA的碱基组成变化极大（2）A和T、C和G的总量几乎是相等的（即Chargaff规则）（3）虽然（A+G）/（C+T）=1，但（A+T）/（G+C）的比值在各种生物之间变化极大38．为什么在DNA中通常只发现A-T和C-G碱基配对？答：（1）C-A配对过于庞大而不能存在于双螺旋中；G-T碱基对太小，核苷酸间的空间空隙太大无法形成氢键。（2）A和T通常形成两个氢键，而C和G可形成三个氢键。正常情况下，可形成两个氢键的碱基不与可形成三个氢键的碱基配对。9．为什么只有DNA适合作为遗传物质？答：是磷酸二酯键连接的简单核苷酸多聚体，其双链结构保证了依赖于模板合成的准确性，DNA的以遗传密码的形式编码多肽和蛋白质，其编码形式多样而复杂10．简述真核生物的染色体结构，它们是如何组装的?有几种组蛋白参与核小体的形成?答：DNA和组蛋白构成核小体多个核小体形成串珠链串珠链绕成每圈6个核小体的中空螺旋管的微纤丝微纤丝与多种非蛋白结合形成的突环，每个突环含若干功能基因由6个突环形成一个玫瑰花结状结构组装成每圈30个玫瑰花结的螺旋圈由10个螺旋圈再组装成一个染色单体2分子H3和2分子H4形成四聚体；H2A和H2B11．核酸变性后分子结构和性质发生了哪几种变化?答：变性：DNA双螺旋区的氢键断裂，使双螺旋的两条链完全分开变成单链，这一链分离的过程叫做变性。变化：DNA溶液的黏度大大下降；沉淀速度增加；浮力密度上升；紫外吸收光谱升高；酸碱滴定曲线改变；生物活性丧失。第三章名词解释：1、复制:亲代双链DNA分子在DNA聚合酶的作用下，分别以每单链DNA分子为模板，聚合与自身碱基可以互补配对的游离的dNTP,合成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子的过程。2、半保留复制:在DNA复制时，子代双链DNA中，一条链来自亲代，另一条链是新合成的互补链，这种方式称半保留复制。3、复制叉:复制开始，在复制起点形成的一个特殊的叉形结构，是复制有关的酶和蛋白质组装成复合物和新链合成的部位，这个部位称为复制叉。4、引发酶:为DNA复制中引物-RNA的合成酶，狭义的引发酶是指大肠杆菌dnaG遗传因子的产物。5、复制子:是DNA复制时从一个DNA复制起点到复制终止的一段区域，能够独立地进行复制。6、半不连续复制:DNA双链复制时，一条链是连续合成的,另一条链是不连续合成的,这种前导链的连续复制和后随链的不连续复制方式称DNA的半不连续复制。7、先导链:又称前导链，是在复制叉处从5'→3'进行连续合成的一条子链。8、后随链:又称滞后链，复制方向与复制叉的方向相反,后随链的合成要等前导开始合成从而将其模板链暴露出来后,才得以进行。后随链上先合成了不连续的冈崎片段,然后在DNA聚合酶I的催化下切除RNA引物,同时填补切除RNA后的空隙,再在DNA连接酶的作用下,将冈崎片段连接成一条连续的DNA单链。9、DNA复制的转录激活:DNA复制起始时通过RNApolymerse的转录过程而解开局部的双链。10、夹子装置器:又称为-复合物，主要功能是帮助亚基夹住DNA，并有增强核心酶活性的作用。11、DNA连接酶:是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来的酶。若双链DNA中一条链有切口,一端是3′-OH,另一端是5′-磷酸基,连接酶可催化这两端形成磷酸二酯键，而使切口连接的酶。12、SSB:单链结合蛋白，稳定已被解开的DNA单链，阻止复性和保护单链不被核酸酶降解。13、HU:类组蛋白，和DNA结合蛋白，能促进复制的起始。14、DnaA:引发体的部分组成，辨认复制起始点。15、DnaB:引发体的部分组成，与DnaC相互作用，解螺旋作用。16、DnaC:引发体的部分组成，与DnaB相互作用，使DnaB蛋白组装到复制起始点上。17、回环模型:滞后链绕酶一圈形成的环形，使得滞后链和前导链朝着同一方向沿复制叉进行。问答题1．描述Meselson-Stahl实验，说明这一实验加深我们对遗传理解的重要性。Meselson-Stahl实验证实了DNA的半保留复制。证实了两个假说：（1）复制需要两条DNA的分离（解链/变性）（2）通过以亲本链作为模板，新合成的DNA链存在于两个复制体中。2．请列举可以在线性染色体的末端建立线性复制的三种方式。（1）染色体末端的短重复序列使端粒