分子生物學(xué)習(xí)題集及答案

1、第一章緒論1.1.你對(duì)現(xiàn)代分子生物學(xué)的含義和包括的研究范圍是怎么理解的？你對(duì)現(xiàn)代分子生物學(xué)的含義和包括的研究范圍是怎么理解的？分子生物學(xué)是從分子水平研究生命本質(zhì)的一門新興邊緣學(xué)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(xì)胞信息傳遞中的作用為研究對(duì)象，是當(dāng)前生命科學(xué)中發(fā)展最快并正在與其它學(xué)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(xué)，主要研究基因或DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、表達(dá)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(xué)的發(fā)展為人類認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象帶來(lái)了前所未有的機(jī)會(huì)，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(duì)遺傳、生殖、生長(zhǎng)和發(fā)育等生命基本特征的分子機(jī)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(xì)胞內(nèi)、細(xì)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(jiǎn)單的小

3、分子核苷酸或氨基酸排列組合以蘊(yùn)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(gè)體精確的生長(zhǎng)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(xué)的主要任務(wù)。2.2.分子生物學(xué)研究?jī)?nèi)容有哪些方面？分子生物學(xué)研究?jī)?nèi)容有哪些方面？分子生物學(xué)主要包含以下三部分研究?jī)?nèi)容：A.核酸的分子生物學(xué)，核酸的分子生物學(xué)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(xué)（m

4、oleculargeics）是其主要組成部分。由于50年代以來(lái)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(xué)內(nèi)容最豐富的一個(gè)領(lǐng)域。研究?jī)?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(chǔ)的信息修復(fù)與突變，基因表達(dá)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(xué)蛋白質(zhì)的分子生物學(xué)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(duì)蛋白質(zhì)的研究比對(duì)核酸研究的歷史要長(zhǎng)得多，但由于其研究難度較大，與核酸分子生物學(xué)相比發(fā)展較慢。近年來(lái)雖然在認(rèn)識(shí)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(jìn)展，但是對(duì)其基本規(guī)律的認(rèn)識(shí)尚缺乏突破性的進(jìn)展。3.3.分子生物學(xué)發(fā)展前景如何？分子生物學(xué)發(fā)展前景如何？21世紀(jì)是生命科學(xué)世紀(jì)，生物經(jīng)濟(jì)時(shí)代，分子生物學(xué)將取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)基因組學(xué)、功能基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、生物信息學(xué)、信號(hào)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(lái)新的變革。4.4.人類基因組計(jì)劃完成的社會(huì)意義和科學(xué)意義是什么？人類基因組計(jì)劃完成的社會(huì)意義和科學(xué)意義是什么？社會(huì)意義：人類基因組計(jì)劃與曼哈頓原子計(jì)劃、阿波羅登月計(jì)劃并稱為人類科學(xué)史上的三大工程，具有重大科學(xué)意義、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1）.極大地促進(jìn)生命科學(xué)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(jìn)化、細(xì)胞發(fā)育、生產(chǎn)、分化的分子機(jī)理，疾病發(fā)生的機(jī)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(lái)翻天覆地的變化；2）.促進(jìn)生命科學(xué)與信息科學(xué)、材料科學(xué)和與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，刺激相關(guān)學(xué)科與技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，帶動(dòng)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(lái)的技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)及生物學(xué)資源，還將推動(dòng)對(duì)農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)（轉(zhuǎn)基因動(dòng)、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?huì)生產(chǎn)、生活和環(huán)境的面貌，把人類帶入更佳的生存狀態(tài)。科學(xué)意義：1）確定人類基因組中約5萬(wàn)個(gè)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(gè)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(dá)調(diào)控中的影響與作用4）研究空間結(jié)構(gòu)對(duì)基因調(diào)節(jié)的作用（2）A和T通常形成兩個(gè)氫鍵，而C和G可形成三個(gè)氫鍵。正常情況下，可形成兩個(gè)氫鍵的堿基不與可形成三個(gè)氫鍵的堿基配對(duì)。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(jiǎn)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(zhǔn)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(gè)基因組有兩個(gè)序列，一個(gè)是一個(gè)基因組有兩個(gè)序列，一個(gè)是A，另一個(gè)是，另一個(gè)是B，各有，各有2000bp2000bp，其中一個(gè)是由，其中一個(gè)是由400bp400bp的序列重復(fù)的序列重復(fù)5次而成，另一個(gè)則由次而成，另一個(gè)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(gè)基因組的大小怎樣？）這個(gè)基因組的大小怎樣？（2）這個(gè)基因組的復(fù)雜性如何？）這個(gè)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(zhǎng)度。（1）基因組的大小是4000bp（2）基因組的復(fù)雜性是450bp2一個(gè)基因如何產(chǎn)生兩種不同類型的一個(gè)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(gè)原初產(chǎn)物含有一個(gè)以上的多聚腺苷

11、化位點(diǎn)，能產(chǎn)生具不同3端的mRNA。第二種是，如果一個(gè)原初轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物含有幾個(gè)外顯子，發(fā)生不同的剪接，產(chǎn)生多種mRNA。3在一個(gè)克隆基因的分析中發(fā)現(xiàn)：一個(gè)含有轉(zhuǎn)錄位點(diǎn)上游在一個(gè)克隆基因的分析中發(fā)現(xiàn)：一個(gè)含有轉(zhuǎn)錄位點(diǎn)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(diǎn)上游的3.13.8kb處有一增強(qiáng)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(cè)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(jìn)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(yùn)到細(xì)胞器中嗎？分子能被運(yùn)到細(xì)胞器中嗎？答：一般來(lái)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(xì)胞器與原核生物的關(guān)系比細(xì)胞器與真核生物的關(guān)系密切？表明細(xì)胞器與原

14、核生物的關(guān)系比細(xì)胞器與真核生物的關(guān)系密切？答：細(xì)胞器蛋白質(zhì)合成對(duì)抗生素的敏感性與原核生物相似。此外，細(xì)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(kuò)增形成多貝。9為什么動(dòng)物中為什么動(dòng)物中線粒體線粒體DNADNA進(jìn)化的速率，幾乎是核進(jìn)化的速率，幾乎是核DNADNA