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1．写出分子生物学广义的与狭义的定义，现代分子生物学研究的主要内容，以及5个分子生物学发展的主要大事纪（年代、发明者、简要内容）。广义上:分子生物学包括对蛋白质和核酸等生物大分子结构与功能的研究、以及从分子水平上阐明生命的现象和生物学规律。狭义概念:既将分子生物学的范畴偏重于核酸（基因）的分子生物学，主要研究基因或DNA结构与功能、复制、转录、表达和调节控制等过程。其中也涉及到与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。现代分子生物学研究的主要内容有：基因与基因组的结构与功能，DNA的复制、转录和翻译，基因表达调控的研究，DNA重组技术，结构分子生物学等。几个分子生物学发展的主要大事纪（年代、发明者、简要内容）:1.1944年,著名微生物学家Avery等人在对肺炎双球菌的转化实验中证实了DNA是生物的遗传物质。这一重大发现打破了长期以来，许多生物学家认为的只有象蛋白质那样的大分子才能作为细胞遗传物质的观点，在遗传学上树立了DNA是遗传信息载体的理论。2.1953年，是开创生命科学新时代具有里程碑意义的一年，Watson和Crick发表了“脱氧核糖核酸的结构”的著名论文，他们在Franklin和WilkinsX-射线衍射研究结果的基础上，推导出DNA双螺旋结构模型，为人类充分揭示遗传信息的传递规律奠定了坚实的理论基础。同年，Sanger历经8年，完成了第一个蛋白质——胰岛素的氨基酸全序列分析。3.1954年Gamnow从理论上研究了遗传密码的编码规律,Crick在前人研究工作基础上，提出了中心法则理论，对正在兴起的分子生物学研究起了重要的推动作用。4.1985年,Saiki等发明了聚合酶链式反应(PCR)2.作为主要遗传物质的DNA具有哪些特性，研究DNA一级结构有什么重要意义？DNA拓扑异构体之间互变异构依赖于什么？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？作为遗传物质的DNA具有以下特性：①贮存并表达遗传信息；②能把遗传信息传递给子代；③物理和化学性质稳定；④有遗传变异的能力。研究DNA以及结构的意义是：DNA一级结构决定了二级结构，折叠成空间结构。这些高级结构又决定和影响着一级结构的信息功能。研究DNA的一级结构对阐明遗传物质结构、功能以及它的表达、调控都极其重要。如果使这种正常的DNA分子额外地多转几圈或少转几圈，就会使双螺旋中存在张力。当双螺旋分子末端开放时，这种张力可通过链的转动而释放，DNA恢复正常的双螺旋状态。如果固定DNA分子的两端，或者本身是共价闭合环状DNA或与蛋白质结合的DNA分子，DNA分子两条链不能自由转动，额外的张力不能释放，DNA分子就会发生扭曲，用以抵消张力。这种扭曲称为超螺旋。超螺旋有正超螺旋和负超螺旋两种形式。拓扑学是数学的一个分支，研究物体变形后仍然保留下来的结构特性。他们之间互变异构依赖于拓扑异构酶的催化。真核生物的染色体十分复杂，具有不同层次的组装结构，染色质分为常染色质和异染色质两种。在常染色质中DNA的压缩比为1000—2000，相对比较伸展，主要为单拷贝基因和中等重复序列。异染色质是指在间期核中DNA折叠压缩程度较高，约8000-10000倍,以凝集状态存在，对碱性染料着色较深的区域。在着丝粒、端粒、次缢痕以及染色体的某些节段，由较短和高度重复的DNA序列组成永久性的异染色质。另一些染色质区域随细胞分化而进一步折叠压缩，以封闭基因活性，称为功能性异染色质。染色质的基本结构单位是核小体。核小体是由组蛋白核心和盘绕其上的DNA构成。核心由组蛋白H2A、H2B、H3和H4各2分子组成，所以是一个八聚体。3.核酸变性后分子结构和性质发生了哪些变化，引起DNA变性的主要因素有哪些？检测核酸变性最简单的定性和定量方法是什么？写出DNA复性的条件,影响DNA复性速度的因素包括哪些？规定复性实验的标准条件是什么？DNA复性程度怎样检测？DNA的Tm值一般与什么因素有关，什么是Cot曲线？核酸的分子杂交一般有几种类型？它们分别用于检测哪些物质？DNA变性后原来隐藏在双螺旋内部的发色基团，成为单链而暴露出来，使DNA的物理和化学性质发生一系列的变化。这些变化包括：DNA溶液的粘度大大下降；沉淀速度增加；浮力密度上升；粘度降低；紫外吸收光谱升高；双折射现象消失，比旋下降；酸碱滴定曲线改变；生物活性丧失等。引起DNA变性的主要因素有：温度、pH值、有机溶剂等。紫外吸收光谱的变化是检测变性最简单的定性和定量方法。DNA的复性必须满足二个条件：①一定的离子强度，用以削弱两条链中磷酸基团之间的排斥力。②较高的温度，用以避免随机形成的无规则氢键。影响DNA复性速度的因素包括：（1）DNA分子的复杂程度。（2）DNA的浓度。（3）DNA片段的大小。（4）温度的影响。（5）阳离子的浓度。规定复性实验的标准条件是：400核苷酸长度，Tm=25℃的温度，阳离子强度0.18mol/L，此时的复性速度常数к≈5×105。通过下列3种方法可以测定DNA序列复性的程度：（1）S1核酸酶水解的双链DNA量。（2）减色效应，在复性过程中可跟踪测定A260的光吸收值；（3）S1核酸酶只催化单链DNA的水解，不能作用于双链DNA，因此将样品限定水解后测定抗羟基磷灰石层析，羟基磷灰石是一种磷酸钙盐，经过一定的处理后，具有吸附双链DNA的能力，洗脱时，只允许单链通过，从而可以计算出剩余双链DNA的量。DNA的Tm值大小一般与下列因素有关：（1）DNA的均一性;（2）G-C对含量;（3）(3)介质中离子强度。以C/C0对COt作图得到的复性对浓度的依赖关系的曲线称为Cot曲线。分子杂交有多种类型，将不同来源的DNA变性后，在溶液里进行杂交，称为溶液杂交；用硝酸纤维素制成的滤膜，可以吸附单链DNA或RNA，将变性DNA或RNA吸附到滤膜上，再进行杂交，称为滤膜杂交。滤膜杂交包括（1）Southern印迹法用于检测DNA;（2）Northern印迹法用于检测RNA;（3）Westhern印迹法用于检测蛋白质。4.简述基因的概念？什么是反向生物学？什么是顺反子？现代分子生物学中顺反子与基因是什么关系？基因（gene）是原核、真核生物以及病毒的DNA和RNA分子中具有遗传效应的核苷酸序列是遗传的基本单位。反向生物学是指利用重组DNA技术和离体定向诱变的方法研究已知结构的基因相应的功能，在体外使基因突变，再导入体内，检测突变的遗传效应，即以表型来探索基因的结构。一个顺反子就是一段核苷酸序列，能编码一条完整的多肽链。现代分子生物学文献中，顺反子和基因这两个术语互相通用。一般而言，一个顺反子就是一个基因，大约1500个核苷酸。它是由一群突变单位和重组单位组成的线性结构（因为任何一个基因都是突变体或重组体）。因此，顺反子的概念表明了基因不是最小单位，它仍然是可分的，并非所有的DNA序列都是基因，而只有其中某些特定的多核苷酸区段才是基因的编码区。6.重叠基因最初是在什么生物中发现的？重叠基因的存在有何意义？真核生物的DNA序列可分为几种类型？分别写出并简要叙述之。真核生物基因组重复序列的复性动力学曲线有什么特点？为什么说基因组中的非重复序列主要决定着基因组的复杂性？列出几个已完成全序列测定的基因组生物种类。重叠基因是在在噬菌体φXl74基因组中发现的。重叠基因及基因内基因的现象可使原核生物利用有限的遗传资源表达更多生物功能的能力。根据DNA复性动力学研究（复性动力学方程参见第2章），真核生物的DNA序列可以分为4种类型：1.单拷贝序列又称非重复序列，在一个基因组中只有一个拷贝，真核生物的大多数基因都是单拷贝的。在复性动力学中对应于慢复性组分。2.轻度重复序列在一个基因组中有2～10个拷贝(有时被视为非重复序列)，如组蛋白基因和酵母tRNA基因。在复性动力学中也对应于慢复性组分。3.中度重复序列有十至几百个拷贝，一般是不编码的序列，例如人类基因组中的Alu序列等。中度重复序列可能在基因表达调控中起重要作用，包括DNA复制的起始、开启或关闭基因的活性、促进或终止转录等。平均长度约300bp，它们在一起构成了基因序列家族与非重复序列相间排列。对应于中间复性组分。4.高度重复序列有几百到几百万个拷贝，是一些重复数百次的基因，如rRNA基因和某些tRNA基因，而大多数是重复程度更高的序列，如卫星DNA等。高度重复序列对应于快复性组分。真核生物DNA复性曲线与原核生物有很大不同，跨越了7～8个数量级。可以看出复性反应分三个组分进行，每个组分代表基因组中不同复杂性的序列类型。因为有研究表明，大约80％左右的mRNA是与非重复的DNA组分结合的。这也说明大多数结构基因都位于非重复的DNA序列上，所以说，基因组中的非重复序列决定基因组的复杂性。大肠杆菌、枯草杆菌、酿酒酵母、线虫以及多种病原体，果蝇、水稻和拟南芥菜等生物种类已完成或接近完成全序列的测定。7.分别写出病毒、原核、真核生物基因组的概念，它们各有何特点，请比较其异同。病毒基因组是指病毒的染色体DNA或RNA所含的基因。它不仅可形成单基因组，还可以形成片段基因组和单链二倍体基因组等。基因组都很小，所含的基因数量也少，能编码病毒衣壳蛋白可少数酶类。按某些病毒的表达时期可分为早期基因和晚期基因，有些病毒还有不同形式的重叠基因。其基因组的复制有半保留和全保留的不同方式，以单复制子单向或双向进行。它不具有自身的翻译体系，基因的表达和病毒的繁殖都需依赖寄主细胞。原核生物的染色体基因组是指其环状或线状的双链DNA分子所含有的全部基因，有的原核生物还含有染色体外的质粒基因组。其特点是它的蛋白质结构基因大都为单拷贝，功能相关的基因大多集中在一起组成操纵子，其中的结构基因为多顺反子，即数个结构基因串联在一起，受同一调节区调节。数个操纵子又由一个共同的调节基因（regulatorgene）所调控。与复制有关的酶和蛋白质基因分散排列在整个染色体的不同区域中，rRNA基因是多拷贝的，并由16S，23S，5SrRNA基因组成一个转录单位，其间有的还插有tRNA基因。tRNA基因有单、双、多拷贝的形式。基因组中具有多种功能的识别区域，如复制起始区，复制终止区，转录启动区，终止区等。这些区域具有特殊的序列，如反向重复序列等。真核生物基因组（eucaryoticgenome）指真核生物的核基因组,包括染色体基因组和核内的染色体外基因,以及细胞质的线粒体、叶绿体基因组等。其特点是真核生物基因组可形成单拷贝、寡拷贝、多拷贝以及断裂基因，有的还具有转座基因，其基因复制在细胞核中以多复制子形式进行，基因表达可在核、质中分别进行，调控机制比原核细胞复杂，功能相关的基因不构成操纵子。真核生物基因组与原核基因组相比，其区别可总结如下：①真核生物基因组远远大于原核生物基因组，且具有相当的复杂度；②基因组中不编码区域远远多于编码区域；③基因组中的DNA与蛋白质结合，形成的染色体存在于细胞核内；④大部分基因有内含子，因此基因的编码区域不连续；⑤存在着重复序列，重复次数从几次—几百万次不等；⑥基因组中以多复制起点的形式复制；⑦转录产物为单顺反子；⑧真核生物基因组与原核相同，也存在着可移动的因子。真核生物的不同基因组之间也具有一定的相关性，如基因特性相似，基因结构及组成类同，遗传信息传递方向的普遍性，遗传密码的通用性等。8.写出DNA复制的几个概念：半保留复制及其实验证据氯化铯密度梯度离心半不连续复制复制子半保留复制的生物学意义，细胞内染色体外遗传因子包括哪些？原核、真核生物复制有什么不同？大肠杆菌染色体DNA复制起点是什么？什么是双向复制？DNA复制采取哪些方式？在DNA分子上的每一条链都含有合成它的互补链所必需的全部遗传信息。在复制过程中首先是双链解旋并分开，之后以每条链作为模板在其上合成新的互补链，其结果是由一条链可以形成互补的两条链。这样新形成的两条双链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，这种方式称为半保留复制。在DNA复制过程中每个复