研究生分子生物学
分子生物学课后感想
分子生物学课后感想通过学习分子生物学课程，我对生物学的了解更加深入，对生命的奥秘有了更清晰的认识。
分子生物学作为生物学的重要分支，研究生命体内的分子结构、功能与相互关系，为解析生命现象提供了有力的工具和方法。
在课堂上，老师生动有趣地讲解了DNA、RNA、蛋白质等重要分子的结构和功能。
我了解到DNA是生命体遗传信息的载体，RNA 是基因转录的中介，蛋白质则是生命体内各种生物功能的执行者。
同时，我们还学习了基因的表达调控、基因突变和遗传疾病等相关知识。
这些知识不仅扩展了我的科学视野，也让我对生命的起源和演化有了更深刻的理解。
分子生物学课程的实验环节也给我留下了深刻的印象。
通过在实验室中亲手操作DNA的提取、PCR扩增和凝胶电泳等实验，我亲身体验了科学研究的过程，更加深入地理解了课堂上学到的理论知识。
在实验中，我也意识到了实验操作的细节和精确性对研究结果的重要性，这进一步培养了我的实验技能和科学精神。
除了理论和实验，分子生物学课程还涉及到了许多前沿的研究领域和技术。
例如，CRISPR-Cas9基因编辑技术在近年来的突破性发展引起了广泛关注。
通过学习CRISPR-Cas9的原理和应用，我认识到这一技术在基因治疗、农业改良和生物研究领域的巨大潜力。
这些新兴技术不仅让我对未来的生物科技发展充满期待，也激发了我对科研的兴趣和热情。
分子生物学课程让我认识到生命的复杂和神奇。
生物体内的各种分子相互作用构成了生命的基础，而分子生物学正是揭示这种复杂性的重要工具。
通过学习分子生物学，我不仅对生命的本质和机制有了更深刻的认识，也对未来的科学研究和生物技术发展充满了信心。
分子生物学课程是一门重要而有趣的学科。
通过学习这门课程，我深入了解了生物体内分子的结构和功能，学会了运用实验技术进行科学研究，同时也认识到了分子生物学在生物科技领域的巨大潜力。
我相信，随着科技的不断进步和研究的深入，分子生物学将为人类揭示更多生命的奥秘，为解决人类面临的各种问题提供更多解决方案。
分子生物学实验
分子生物学实验分子生物学实验是一种研究生物体分子结构、功能和交互作用的实验方法。
本文将介绍分子生物学实验的一般步骤和常用技术，并以DNA提取和PCR扩增为例，详细描述了实验的具体步骤和操作。
分子生物学实验一般包括以下几个步骤：实验前的准备、生物样品的采集和处理、核酸提取、酶切和电泳、PCR扩增、蛋白质表达等。
实验前的准备包括实验设计、试剂的准备和设备的调试。
根据实验目的和问题，确定实验设计和具体操作步骤，选择适当的试剂和设备，并对实验条件进行优化。
生物样品的采集和处理是分子生物学实验的基础。
根据研究对象不同，可以采集细胞、组织、血液等生物样品，并进行预处理，如细胞培养、组织切片、离心等。
核酸提取是从生物样品中分离出核酸的步骤。
核酸提取可以使用化学方法或基于特定原理的商业试剂盒。
其中，常用的方法有酚/氯仿法、骨架蛋白法、磁珠法等。
酶切和电泳是分子生物学实验中常用的技术手段。
酶切是通过限制性内切酶对DNA进行特异性切割，生成特定大小的DNA片段。
电泳是利用电场对DNA片段进行分离和检测，可通过琼脂糖凝胶电泳或聚丙烯酰胺凝胶电泳进行。
PCR扩增是一种重要的分子生物学实验技术。
PCR通过不断循环的变性、退火和延伸过程，在体外扩增DNA序列。
PCR 需要DNA模板、引物、核苷酸和聚合酶等关键试剂。
PCR扩增过程包括初始变性、循环扩增和最终延伸。
扩增产物可通过琼脂糖凝胶电泳进行分析和检测。
蛋白质表达是研究蛋白质功能和结构的重要实验手段。
常用的蛋白质表达系统包括原核表达系统和真核表达系统。
表达载体经过构建和转染后，利用细胞的表达机制使蛋白质在体内合成。
总之，分子生物学实验是研究生物体分子结构和功能的重要方法。
通过实验前的准备、生物样品的采集和处理、核酸提取、酶切和电泳、PCR扩增、蛋白质表达等步骤，可以获得关于生物体分子结构和功能的有价值的信息。
分子生物学研究生
分子生物学研究生分子生物学是研究生物体生命现象、生物体活动和生命过程中所涉及到的分子结构、分子组成和分子相互作用的一门学科。
它将生物学和化学有机地结合在一起，通过研究生物体的遗传信息的传递、表达和调控，来深入了解生物体的生命活动以及生命现象的本质。
分子生物学的研究对象是生命的最基本单位——分子，主要包括蛋白质、核酸、碳水化合物和脂质等。
在分子生物学研究生中，学生将学习和掌握各种实验技术和理论知识，以便能够深入研究与探索分子生物学中的各个领域。
在实验技术方面，学生将学习和掌握分子生物学实验所需的基本技术，如PCR扩增、酶切、DNA测序、基因克隆、蛋白质表达、蛋白质纯化等。
在理论知识方面，学生将学习分子生物学的基本原理，如DNA复制、转录、翻译等生物过程，以及基因调控、蛋白质结构与功能等。
此外，学生还将学习和熟悉各种分子生物学实验的设计、分析和解释。
分子生物学研究生的培养不仅要求学生具备扎实的实验技术和理论知识，还要求他们具备独立思考和问题解决的能力。
在研究生课程中，学生将接受一定的研究训练，包括文献阅读、实验设计、数据分析和科学报告撰写等。
在研究生毕业论文的撰写过程中，学生将深入研究某一特定课题，并进行创新性的研究，以期能做出具有一定科学意义的成果。
就就业前景而言，分子生物学研究生具有较好的就业前景。
分子生物学在许多领域中都有应用，如医学、农业、环境保护等。
分子生物学研究生可以在研究机构、高校、医药公司、生物技术公司、农业公司等单位从事科研、教学、生产等工作。
此外，分子生物学研究生还可以选择继续深造，攻读博士学位，从事更加高级的研究工作。
总之，分子生物学研究生是受过系统的分子生物学培养，具有扎实的实验技术和理论知识，具备独立思考和问题解决的能力。
他们具有广阔的就业前景，可以在各个领域中从事科研、教学和生产等工作。
硕士研究生分子生物学复习题答案
硕士研究生分子生物学复习JUJU一、名词解释1. 基因gene：是指核酸分子中贮存遗传信息的遗传单位,是指贮存有功能的蛋白质多肽链或RNA序列信息及表达这些信息所必需的全部核苷酸序列.2. 基因组genome：是指细胞或生物体中,一套完整单倍体的遗传物质的总和.基因组的结构主要指不同的基因功能区域在核酸分子中的分布和排列情况,基因组的功能是储存和表达遗传信息.3. 基因家族gene family：是指核苷酸序列或编码产物的结构具有一定程度同源性的一组基因.同一个家族的基因成员是由同一祖先基因进化而来.4. 假基因pseudogene：在多基因家族中,某些成员并不能表达出有功能的产物,这些基因称为假基因,用ψ表示.假基因与有功能的基因同源,原来也可能是有功能的基因,由于缺失、倒位或点突变等原因失去活性,成为无功能的基因,它们或者不能转录,或者转录后生成无功能的异常多肽.5. 质粒plasmid：是存在于细菌细胞质中的一类独立于染色体的遗传成分,它是由环形双链DNA组成的复制子.质粒DNA分子可以持续稳定的处于染色体外的游离状态,但在一定条件下又会可逆的整合到宿主染色体上,随染色体的复制而复制,并通过细胞分裂传递到后代.6. 基因超家族gene superfamily：是指一组由多基因家族及单基因组成的更大的基因家族.它们的结构有程度不等的同源性,可能是由于基因扩增后又经过结构上的轻微改变,因此它们可能都起源于相同的祖先基因.但是它们的功能并不一定相同,这一点正是与多基因家族的差别.这些基因在进化上也有亲缘关系,但亲缘关系较远.如免疫球蛋白超家族.7. 卫星DNAsatellite DNA：为非编码区串联重复序列.通常存在于内含子和间隔DNA内.重复次数从数次至数百次,甚至几十万次,串联重复单位从最短的2bp 起,长短不等.这类重复顺序组成卫星DNA的基础.可分为三类：大／小／微卫星DNA.8. 基因多态性：是指由于等位基因间在特定位点上DNA序列存在差异造成的,一般发生在基因序列中不编码蛋白质的区域和没有重要调节功能的区域.9. 操纵子operator：是阻遏蛋白识别与结合的一小段DNA序列,转录过程存在阻遏调控机制的基因中均含有这样的序列.操纵子紧接在启动子下游,通常与启动子有部分重叠.10. 顺式作用元件cis-acting elements：是指那些与结构基因表达调控相关、能够被基因调控蛋白特异性识别和结合的DNA序列.原核生物中主要是启动子、阻遏蛋白结合位点、正调控蛋白结合位点、增强子等.真核生物中包括启动子、上游启动子元件、增强子、加尾信号和一些反应元件等.11. 反式作用因子trans-acting elements：在真核生物中,基因特异性转录因子称为反式作用因子,这些因子通常是通过与增强子或上游启动元件结合而发挥作用.反式作用因子通过与通用转录因子及RNA聚合酶相互作用而刺激转录,这些相互作用促进前起始复合物的形成.12. 增强子enhancer：是一种较短的DNA序列,能够被反式作用因子识别与结合.反式作用因子与增强子元件结合后能够调控通常为增强临近基因的转录.增强子序列通常是数个形成一簇,位于转录起始点上游-100~-300bp处,但在基因之外或某些内含子中也有增强子序列.13. 启动子promoter：是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列.启动子具有方向性,一般位于结构基因转录起始点的上游,启动子本身并不被转录.也有一些真核生物启动子位于转录起始点下游,且可以被转录14. 载体vector：携带外源DNA进入宿主细胞,并在宿主细胞中进行无性繁殖或表达的小分子DNA. 这种DNA进入受体细胞后,可自主复制,或插入到基因组中,随受体细胞的基因组一起复制.载体上还常带有特定的药物抗性基因,便于筛选.按功能可分为克隆载体和表达载体,按来源可分为质粒、噬菌体、噬菌粒、粘粒、病毒和人工染色体载体等.15. 基因工程gene engineering：将基因进行克隆,并利用克隆的基因表达、制备特定的蛋白或多肽产物,或定向改造细胞乃至生物个体的特性所用的方法及相关的工作统称为基因工程.／是在分子水平上,用人工方法提取或制备DNA, 在体外切割、拼接和重新组合,然后通过载体把重组的DNA分子导入受体细胞,使外源DNA在受体细胞中进行复制与表达,生产出人们所需要的产物,或定向创造生物新性状,并使之稳定地传给下一代.16. PCRpolymerase chain reaction：聚合酶链式反应.是在DNA聚合酶、模版DNA、引物和4种dNTP存在的条件下进行的体外酶促DNA合成反应,是在体外特异性扩增位于两段已知序列之间的DNA区段的一种方法.／其原理是依据细胞中DNA半保留复制机理,DNA在不同温度下变性、复性的特性,人为控制温度高温变性、低温退火、中温延伸循环多次后使目的基因得到扩增.17. RNAiRNA interference：RNA干涉,是指外源性的dsRNA所致的细胞内有效的和特异性的基因封闭.其作用机制是双链RNA被特异的核酸酶降解,产生干扰小RNAsiRNA,这些siRNA与同源的靶RNA互补结合,特异性酶降解靶RNA,从而抑制、下调基因表达.已经发展成为基因治疗、基因结构功能研究的快速而有效的方法.／是指在生物体细胞内,dsRNA引起同源mRNA的特异性降解,因而抑制相应基因表达的过程.是一种转录后水平的基因沉默,在生物体内普遍存在.／指在生物体细胞内,外源性dsRNA酶切产生siRNA引起同源mRNA的特异性降解,因而抑制相应基因表达的过程. 是一种转录后水平的基因沉默,在生物体内普遍存在外源性dsRNA被一种叫DICER的dsRNA内切酶剪切产生siRNA,其可识别靶mRNA分子并使其被相应的核糖核酸酶切割成片段,从而抑制正常基因的表达,正常时生物体内不会有RNAi现象,只有在外源性RNA导入的情况下会发生.18. 分子杂交nucleic acid hybridization：是指具有互补序列的两条核酸单链在一定条件下按碱基酸对原则形成双链的过程.19. 基因诊断gene diagnosis：是以DNA和RNA作为诊断材料,通过检查基因的存在、缺陷或异常表达,对人体状态和疾病作出诊断的方法和过程.其基本原理是检测DNA或RNA的结构变化与否,量的多少及表达功能是否正常,以确定被检查者是否存在基因水平的异常变化,以此作为疾病诊断的依据.20. 基因治疗gene therapy：是应用基因或基因产物,治疗疾病的一种方法.狭义的说,基因治疗是把外界的正常或治疗基因,通过载体转移到人体的靶细胞,进行基因修饰和表达,改善疾病的一种治疗手段.21. miRNAmicroRNA：是真核生物中发现的一类内源性的具有调控功能的非编码RNA,其大小长约20～25nt.成熟的miRNA是由较长的初级转录产物经过一系列核酸酶的剪切加工而产生的,随后组装进RNA诱导的沉默复合体,通过碱基互补配对的方式识别靶mRNA,并根据互补程度的不同指导沉默复合体降解靶mRNA或阻遏靶mRNA的翻译.／长度约20-25个碱基对的非编码单链RNA,通过与 mRNA3'UTR互补的机制结合到mRNA上,抑制其转录或直接导致其降解,从而抑制基因表达.有高等生物基因组编码,在物种进化中相当保守.miRNAs的表达具组织特异性和时序性,在细胞生长和发育过程的调节中起多种作用22. 反义RNAanti-sense RNA：其碱基序列正好与mRNA互补,从而可与mRNA配对结合形成双链,抑制mRNA作为模板进行翻译.23. 转染transfection：指真核细胞主动摄取或被动导入外源DNA片段而获得新的表型的过程.24. 转化transformation：是指将质粒或其他外源DNA导入处于感受态的宿主细胞,并使之获得新的表型的过程.转化现象在自然界普遍存在,是常见的基因转移方式之一.25. 基因表达：是指生物基因组中结构基因所携带的遗传信息经过转录、翻译等一系列过程,合成特定的蛋白质,进而发挥其特定的生物学功能和效应的全过程.但并非所有基因表达过程都产生蛋白质,rRNA、tRNA编码基因转录生成RNA的过程也属于基因表达.26. 限制性核酸内切酶restriction endonuclease：是一类能识别双链DNA分子中特定核苷酸序列,并在识别序列内或附近特异切割双链DNA的核酸内切酶. 27. 基因组学genomics：指对所有基因进行基因组作图包括遗传图谱、物理图谱、转录图谱,核酸序列分析,基因定位和基因功能分析的一门科学.包括结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学.28. 蛋白质组学proteomics：是对不同时间和空间发挥功能的特定蛋白群体的研究,它是指从整体角度分析细胞内动态变化的蛋白质组成分、表达水平与修饰状态,了解蛋白质之间的相互作用与联系,揭示蛋白质功能与细胞生命活动规律的一个新的研究领域.蛋白质组学的研究技术体系包括：样品制备,双向聚丙烯酰胺凝胶电泳,蛋白质的染色,凝胶图像分析,蛋白质分析,蛋白质组数据库等.／是指对在一定时间内或某一特定环境条件下,细胞、组织或有机体内所表达的所有蛋白质即蛋白质组进行系统的、总的研究的一门学科.旨在阐明生物体全部蛋白质的表达模式和功能模式,内容包括鉴定蛋白质表达、存在方式、结构、功能的互相作用方式等,它不同于传统的蛋白质学科,是在生物体或其细胞的整体蛋白质水平上进行的,从一个机体或一个细胞的蛋白质整体活动来揭示生命规律.包括表达蛋白质组学和细胞图形功能蛋白质组学.29. 顺反子cistron：编码单条多肽链的一个遗传功能单位,即转录单位.有单顺反子和多顺反子.／即是由结构基因转录出的、并作为模板与核蛋白体结合、指导蛋白质合成的一类RNA分子.在真核细胞中一种mRNA分子只能翻译出一种蛋白质,为单顺反子.在原核细胞中一种mRNA分子可翻译出多种蛋白质,为多顺反子.二、问答题1. 真核生物基因组结构特点. P351结构基因：真核生物的结构基因是不连续的,编码氨基酸的序列被非编码序列打断,因而被成为断裂基因.编码序列之间的序列称为内含子,被隔开的编码序列称为外显子.2顺式调控元件：是指那些与结构基因表达调控相关、能够被基因调控蛋白特异性识别和结合的DNA序列.包括启动子、上游启动子元件、增强子、加尾信号和一些反应元件等.3基因家族：是指核苷酸序列或编码产物的结构具有一定程度同源性的一组基因.同一个家族的基因成员是由同一祖先基因进化而来.根据基因家族同源性程度的不同可以分为以下几型：①基因序列相同；②基因序列高度同源；③基因序列不同,编码产物具有同源功能区；④基因序列不用,编码产物具有小段保守基序；⑤基因超家族.4假基因：在多基因家族中,某些成员并不能表达出有功能的产物,这些基因称为假基因,用ψ表示.假基因与有功能的基因同源,原来也可能是有功能的基因,由于缺失、倒位或点突变等原因失去活性,成为无功能的基因,它们或者不能转录,或者转录后生成无功能的异常多肽.5重复序列：真核基因组存在大量重复序列,除了编码rRNA、tRNA、组蛋白及免疫球蛋白的结构基因外,大部分重复序列是非编码序列.根据出现频率不同可分为：高度重复序列、中度重复序列、单拷贝序列.6真核生物基因组中的转座子：是一些可以移动的遗传因素.7端粒：真核生物基因组染色体DNA为线性分子,其末端存在一种特殊的结构形式,称为端粒.该结构是一段DNA序列和蛋白质形成的复合体,只存在于真核细胞染色体末端.其在染色体的定位、复制、末端保护以及控制细胞寿命等方面起重要作用.8非编码序列：占基因组90%以上,编码序列小于DNA总量的5%.9为单基因结构,转录产物为单顺反子.10有多复制起点,每个复制起点大小不一.2. 真核生物和原核生物基因组结构的异同点. P35①真核基因组远远大于原核生物的基因组.②真核基因具有许多复制起点,每个复制子大小不一.原核基因只有一个复制起点.每一种真核生物都有一定的染色体数目,除了配子精子和卵子为单倍体外,体细胞一般为双倍体,即含两份同源的基因组,而原核基因组则是单拷贝的.③真核基因都是由一个结构基因与相关的调控区组成,转录产物为单顺反子monocistron,即一分子mRNA只能翻译成一种蛋白质.原核基因具有操纵子结构,即由几个功能相关的结构基因串联在一起,连同它们的调控序列组成一个转录单位.转录产物为多顺反子.④真核生物基因组中含有大量重复顺序,而原核生物基因组除rRNA、tRNA基因外,重复顺序不多.⑤真核生物基因组内非编码的顺序占90%以上.基因中非编码顺序所占的比例是真核生物与细菌、病毒的重要区别,且在一定程度上也是生物进化的标尺.⑥真核基因是断裂基因,即编码序列被非编码序列分隔开来,基因与基因间的非编码序列为间隔DNA,基因内非编码序列为内含子,被内含子隔开的编码序列则为外显子.而原核基因是连续的.⑦功能相关的基因构成各种基因家族,它们可串联在一起,亦可相距很远,但即使串联在一起的成簇的基因也是分别转录的.⑧真核生物基因组中也存在一些可以移动的遗传因素,这些DNA顺序并无明显生物学功能,似乎为自己的目的而组织,故有自私DNA之称,其移动多被RNA介导如哺乳动物及人类基因组中的逆转座子,也有被DNA介导的如果蝇及谷类中的DNA 转座子.1、原核结构基因无重叠现象,即同一部分DNA序列不编码两种蛋白质2、原核具有编码同工酶的基因3、原核DNA分子中有多种功能的识别区域,如复制起始区与终止区、转录启动区与终止区等,这些区域往往具有特殊序列,并含有反向重复序列.3. 人类基因组的组织结构特点.P371人类基因组的重复序列：按组织结构和分布特点分类①反向重复序列：是指两个顺序相同的拷贝在DNA链上呈反向排列.人类基因组中约含5%的反向重复序列,散布于整个基因组中,常见于基因组的调控区内,可能与复制转录的调控有关.②串联重复序列：特点是具有一个固定的重复单位,该重复单位头尾相连形成重复顺序片段,约占人类基因组10%.A.编码区串联重复序列：如组蛋白基因、5sRNA基因等,其意义在于快速大量合成相应基因的mRNA.B.非编码区串联重复序列：其通常存在于间隔DNA和内含子内,是组成卫星DNA的基础.③散在重复序列：除串联重复和反向重复序列之外的所有重复序列,不论重复次数多少,都可归在散在重复序列.根据重复序列的长度可分为短散在核元件和长散在核元件.2人类基因组中的DNA多态性：DNA多态性是指发生在DNA水平的多态性.在人类漫长的进化过程中,由于染色体结构的改变、DNA突变、重组、交换以及转座子的插入等,使得除了单卵双胞得个体外,没有两个个体的DNA组成是完全相同的.人类基因组多态性都是按孟德尔规律遗传的,具有体细胞稳定性和种系稳定性,因此可用它们作为染色体上疾病基因座位的遗传标记.①基因多态性：是由于等位基因间在特定位点上DNA序列存在差异造成的.②限制性片段长度多态性：是指突变、重排、单个核苷酸的插入或缺失可使DNA 顺序发生改变,其中有些可能造成限制酶切位点的增加、缺失或易位,致使DNA分子的限制酶切位点数目、位置发生改变.用限制酶切割不用个体基因组时,所产生的限制性片段的数目和每个片段的长度不同.③串联重复序列多态性：是以相同的核心序列按首尾相连的形式串联排列在一起形成一段特殊的序列的重复次数有较大变化.为DNA序列长度多态性.主要发生在小卫星和微卫星DNA.④单核甘酸多态性：是指基因组内特定核苷酸位置上存在不同的碱基,其中最少的一种在群体中的频率不低于1%.4. 原核生物基因表达调控机制.P78原核生物基因的转录和翻译偶联,mRNA降解快、半衰期短.原核生物基因表达调控主要在转录水平,其次是翻译水平.有两种方式：起始调控启动子调控和终止调控衰减子调控,转录是通过负调控因子和正调控因子进行复合调控的.以大肠杆菌E.coli为例介绍.1）转录起始调控的主要模式：①σ因子控制特定基因的表达：不同的σ因子可以竞争结合RNA聚合酶,RNA聚合酶的核心酶与不同σ因子组成的全酶识别不同基因的启动子.②乳糖操纵子的转录调控：在大肠杆菌的许多操纵子中,基因的转录不是由单一因子调控的,而是通过负调控因子和正调控因子进行复合调控的.细菌通常优先以葡萄糖作为能源,葡萄糖代谢产物能抑制细胞腺苷酸环化酶和激活磷酸二酯酶的活性,结果使细胞内的cAMP水平降低.葡萄糖耗尽时,细胞内cAMP水平升高,即可通过CAP调控其它操纵子的表达.E.coli的乳糖操纵子有Z、Y、A三个结构基因,编码β-半乳糖甘酶、乳糖透酶和半乳糖甘乙酰化酶,结构基因上游有一个启动子P和一个操纵子O.启动子上游有一个CAP蛋白的结合位点.启动子、操纵子和CAP结合位点共同构成乳糖操纵子的调控区.I基因是调节基因,编码产生阻遏蛋白.阻遏蛋白为四聚体,每个亚基相同.在没有乳糖的条件下,阻遏蛋白能与操纵子结合.由于操纵子与启动子有部分重叠,阻遏蛋白与操纵子结合后,抑制结构基因的转录.但是阻遏蛋白的抑制作用并不是绝对的.乳糖存在时,乳糖经透酶作用进入细胞,经β-半乳糖甘酶催化,转变成半乳糖和葡萄糖,同时催化一小部分乳糖转变成异乳糖.异乳糖作为诱导剂与阻遏蛋白结合,使阻遏蛋白构象发生改变,导致阻遏蛋白与操纵基因的解聚,引起结构基因的转录.lac操纵子中的lac启动子是弱启动子,RNA聚合酶与之结合的能力很弱,只有CAP结合到启动子上游的CAP结合位点后,促进RNA聚合酶与启动子的结合,才能有效转录.在这种调控中,CAP起正调控作用.乳糖操纵子的转录起始由CAP和阻遏蛋白两种调控因子来控制,可因葡萄糖和乳糖的存在与否而有4种不同的组合.A.葡萄糖存在、乳糖不存在：此时无诱导剂存在,阻遏蛋白与DNA结合,而且由于葡萄糖的存在,CAP也不能发挥正调控作用,基因处于关闭状态.B.葡萄糖和乳糖都不存在：在没有葡萄糖的情况下,CAP可以发挥正调控作用.但由于没有诱导剂,阻遏蛋白的负调节作用是基因仍然处于关闭状态.C.葡萄糖和乳糖都存在：乳糖的存在对基因的转录产生诱导作用.但由于葡萄糖的存在使细胞cAMP水平降低,cAMP-CAP复合物不能形成,CAP不能结合到CAP 结合位点上,转录仍不能启动,基因处于关闭状态.D.葡萄糖不存在、乳糖存在：此时CAP可以发挥正调控作用,阻遏蛋白由于诱导剂的存在而失去负调控作用,基因被打开,启动转录.1阻遏蛋白的负性调节：在没有乳糖的条件下,阻遏蛋白能与操纵序列O结合,抑制了RNA聚合酶与启动子P的结合,从而抑制酶与启动子的结合,使乳糖操纵子处于阻遏状态.2CAP的正性调节：分解代谢基因激活CAP分子内存在DNA和CAMP结合位点,当没有葡萄糖使,CAMP浓度升高,CAMP与CAP结合,CAMP－CAP复合物结合于CAP结合位点,提高了乳糖操纵子的转录活性.3不同生长条件下的协调调节：是指LAC操纵子阻遏蛋白的负性调节与CAP的正性调节机制协调合作.CAP不能激活被阻遏蛋白封闭的基因转录,反之没有CAP的存在来加强转录活性,即使阻遏蛋白从操纵子上解离,基因仍无转录活性.具体以下4种情况.③阿拉伯糖操纵子的转录调控④色氨酸操纵子的转录调控⑤DNA片段倒位对基因表达的调控转录终止的调控：分为依赖p因子和不依赖p因子的终止调控,核糖体也参与转录终止.2）翻译的可调控性及调控方式：①SD序列对翻译的影响A.SD序列的顺序及位置对翻译的影响不同的SD序列有一定的差异,因而翻译起始效率不一样.SD序列的核心序列是六个嘌呤AGGAGG,SD序列与核糖体小亚基中16S rRNA 3’端的互补序列配对结合,使起始密码子定位于翻译起始部位.SD1、SD2、SD3的序列可以不同,SD1/ORF1,SD2/ORF2,SD3/ORF3的AUG和SD 之间的距离也不同.核糖体以不同的效率结合不同的SD和起始翻译.SD序列位于起始密码子AUG上游8～13个碱基处,不同的开放阅读框上游的SD序列与起始密码子之间的距离是不同的,这使得起始密码子在翻译起始部位定位的精确度不同,因而翻译的起始效率也不相同.此外,某些蛋白质与SD序列的结合也会影响mRNA与核糖体的结合,从而影响蛋白质的翻译.不同的SD序列有一定的差异,因而翻译起始效率不一样.SD序列与起始密码子之间的距离,也影响mRNA翻译效率.核糖体以不同的效率结合不同的SD和起始翻译. 不同的开放阅读框上游的SD序列与起始密码子之间的距离是不同,这使起始密码子在翻译起始部位定位的精确度不同,因而翻译的起始效率也不同. B. mRNA二级结构隐蔽SD序列的作用在某些mRNA分子中,核糖体结合位点在茎环中,使核糖体无法结合,只有破坏茎环结构,核糖体才能结合.红霉素抗性的细菌编码一种红霉素甲基化酶,该酶使核糖体23S mRNA上特定位点的一个腺嘌呤甲基化,阻止红霉素的结合.红霉素通过该位点结合于核糖体,抑制蛋白质合成.②mRNA的稳定性许多细菌mRNA降解速度很快,细菌的生理状态和环境因素都会影响mRNA的降解速度.细菌mRNA的降解是由核酸内、外切酶共同完成的.③翻译产物对翻译的调控：如核糖体蛋白的调控、翻译终止因子RF2调节自身的翻译.1．核糖体蛋白：核糖体蛋白合成的控制主要是在翻译水平.每个操纵子转录的mRNA所编码的蛋白质中都有一种蛋白或两种蛋白形成的一个复合物可以结合到多顺反子上游的一个特定部位,阻止核糖体结合和起始翻译.2．翻译终止因子RF2调节自身的翻译：RF2 识别终止密码 UGA 和 UAA,RF1 识别终止密码 UAG 和 UAA.④小分子RNA的调控作用1．调整基因表达产物的类型2．低水平表达基因的控制5. 真核生物转录水平的基因表达调控机制.P89。
研究生生物学教案：细胞分子生物学技术实验
研究生生物学教案：细胞分子生物学技术实验一、引言本教案旨在介绍研究生生物学课程中的细胞分子生物学技术实验内容。
通过这些实验，研究生将能够深入了解和掌握细胞分子生物学领域的基本操作和技巧，培养科研素质和实验技能。
二、实验目标1.掌握DNA分离与纯化技术。
2.理解PCR（聚合酶链式反应）原理及其应用。
3.学习基因克隆的方法和原理。
4.熟悉蛋白质表达与纯化技术。
5.实践基因组编辑技术CRISPR-Cas9。
三、实验内容3.1 DNA分离与纯化•实验原理：该实验旨在通过裂解细胞获得DNA，并利用离心等方法进行DNA的纯化。
•实验步骤：•组织样品处理；•细胞裂解；•蛋白质沉淀；•DNA沉淀与洗涤；•最后的DNA溶解。
3.2 PCR技术•实验原理：PCR是一种重复性进行的体外DNA复制方法。
该实验旨在利用PCR技术扩增目标DNA段。
•实验步骤：•DNA模板的准备；•寡核苷酸引物设计；•PCR反应体系配制；•PCR程序设置；•PCR产物分析。
3.3 基因克隆•实验原理：基因克隆是将感兴趣的DNA序列插入载体，并转化到宿主细胞中，使其能够稳定地表达目标蛋白质。
•实验步骤：•DNA片段切割与连接；•载体的选择与准备；•受体菌株的选择与转化；•克隆子筛选与验证。
3.4 蛋白质表达与纯化•实验原理：该实验旨在通过大肠杆菌表达系统表达目标蛋白质，并利用亲和层析等纯化技术纯化蛋白质。
•实验步骤：•表达载体构建与转化；•菌液培养与感诱液处理；•细胞裂解与终浓缩液处理；•蛋白质纯化与分析。
3.5 CRISPR-Cas9基因组编辑•实验原理：CRISPR-Cas9是一项革命性的基因组编辑技术，本实验旨在进行CRISPR-Cas9介导的基因敲除实验。
•实验步骤：•核酸序列设计与构建；•整合载体注射或转染；•细胞培养与筛选；•效果验证。
四、实验评估每个实验的评估将基于学生的实际操作能力、理解程度和结果展示情况，并根据提交的报告和数据进行评分。
研究生医学分子生物学论述题
研究生医学分子生物学论述题分子生物学论述题1．试比较原核生物病毒与细菌在基因组结构与功能上的异同。
同：1）结构简单，都由一种核酸组成。
2）基因组的大部分可编码蛋白质，只有非常小的一部份不编码蛋白质。
3）噬菌体（细菌病毒）的基因和细菌的结构基因都是连续的，无内含子，转录时不需要剪切。
4）病毒基因组与细菌的结构基因都是单拷贝的。
5）结构基因都为多顺反子。
异：1）病毒基因组可由DNA或RNA组成，可以是单链或双链，可以是环状或线性。
细菌基因组由环状双链DNA组成，且形成类核，DNA通常与胞膜相连。
2）病毒基因组有重叠现象，细菌基因组没有重叠现象。
具有操纵子结构。
3）细菌具有操纵子结构。
4）细菌具有同基因，编码同工酶。
5）细菌具有终止子。
2.试比较原核生物与真核生物基因组结构与功能的异同。
答：不同点：①原核生物基因组由一条环状双链DNA分子组成，是单拷贝的。
真核生物基因组除了配子为单倍体外，体细胞一般为双倍体。
②原核生物基因组不形成染色体，真核生物基因组都有一定的染色体。
③原核生物基因组只有一个复制起点。
真核生物基因组有许多复制起点。
④原核生物基因组重复序列很少，真核生物基因组含有大量重复序列。
⑤原核生物基因组50％为编码区，真核生物基因组非编码区占90％以上。
⑥原核生物基因是连续的，无内含子。
真核生物基因是不连续的（断裂基因）含内含子。
⑦原核生物基因的转录产物为多顺反子，真核生物基因的转录产物为单顺反子。
相同点：细菌基因组和真核生物基因组中都存在可移动的DNA序列，包括插入序列和转座子。
3.真核生物基因组结构特点：答：①真核生物基因组远远大于原核生物基因组②真核生物基因组有多个复制起始点，每个复制子大小不一③真核基因都是有一个结构基因与相关的调控区组成，转录产物为单顺反子。
④真核生物基因组含有大量重复序列⑤真核生物基因组非编码序列＞90％⑥真核基因是断裂基因：即编码序列被非编码序列分隔开来，基因内非编码序列为内含子，被内含子隔开的编码序列为外显子。
生物化学与分子生物学硕士研究生培养方案
生物化学与分子生物学硕士研究生培养方案
一、培养目标：
二、专业课程设置：
1.生物化学基础：系统介绍生物化学的基本概念、生物大分子结构和
功能；
2.分子生物学基础：全面了解细胞分子结构和功能，深入学习分子生
物学的核心内容；
3.蛋白质与酶学：研究蛋白质结构与功能，以及酶的催化原理和机制；
4.细胞信号转导：深入研究细胞内外信号传递机制，了解细胞信号转
导通路的调控；
5.基因表达调控：掌握基因表达的调控机制，了解转录、翻译和修饰
等过程；
6.分子遗传学：学习遗传物质的结构和功能，以及基因的变异和遗传
传递规律；
7.生物信息学：了解生物信息学的基本原理和方法，学习基因组学和
蛋白质组学的应用；
8.生物化学实验技术：掌握生物化学与分子生物学实验技术，培养实
验设计和数据分析能力。
三、研究生科研实践：
1.科研素养培养：学习科研方法和思维方式，培养科研创新意识和能力；
2.课题选择和论文写作：选择合适的研究课题并进行深入研究，撰写高质量的毕业论文；
3.实验室实践：参与实验室的科研项目，积累实验操作经验和数据处理能力；
4.学术交流和报告：参加学术会议和研讨会，展示自己的研究成果，提高学术交流能力；
5.学科竞赛和学术论坛：积极参加学科竞赛和学术论坛，锻炼自己的表达和辩论能力。
四、质量评价标准：
1.课程考核：参加课程期末考试，获得合格成绩；。
生物科学的研究生专业
生物科学的研究生专业
生物科学的研究生专业包括但不限于以下几个方向：
1. 生物学：涵盖生物的基本原理以及生命系统的结构和功能，包括细胞生物学、遗传学、发育生物学、生物化学等。
2. 分子生物学：研究生物分子的结构和功能，包括DNA、RNA、蛋白质等生物分子的研究和应用。
3. 生态学：研究生物与环境的相互作用，包括生态系统、种群生态学、生物多样性等。
4. 病理学：研究疾病的发生和发展机制，包括疾病的分子、细胞和组织层面的变化。
5. 神经科学：研究神经系统的结构和功能，涉及至细胞水平的神经生物学和神经科学的研究方法。
6. 细胞生物学：研究细胞结构和功能，包括细胞分裂、细胞凋亡、细胞信号传导等。
7. 微生物学：研究微生物的结构和功能，包括细菌、真菌、病毒等的研究。
8. 植物学：研究植物的结构、功能和演化，包括植物生理学、植物生态学、植物分类学等。
这些研究生专业都涉及生物科学领域的深层次研究，学生一般需要具备较强的科学素养和研究能力。
研究生分子生物学知识点
研究⽣分⼦⽣物学知识点分⼦⽣物学知识点总结1.蛋⽩质组(proteome)：proteins expressed by a genome, 即基因组表达的全套蛋⽩质。
蛋⽩质组学（Protemics）则是以蛋⽩质组为研究对象，从整体⾓度，分析细胞或组织内蛋⽩质构成的动态变化和活动规律的科学。
（相互作⽤⽹络PPI）2.表达蛋⽩质组学研究的基本流程：蛋⽩样品的制备及定量-总蛋⽩的双向凝胶电泳（染⾊）-凝胶分析软件分析-胶内酶解（胰肽酶）-质谱分析（肽质量指纹图谱）-数据库搜索鉴定蛋⽩性质3.双向凝胶电泳：相互垂直的两个⽅向上，分别基于蛋⽩质不同的等电点和分⼦量，先经等电聚焦电泳(isoelectric focusing， IEF)，再经变性聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）把复杂的蛋⽩质成分分离。
4.⽐较蛋⽩质组学：通过⽐较同⼀个体肿瘤细胞（组织）与正常细胞（组织）之间蛋⽩质在表达数量、表达位置和修饰状态上的差异，发现与肿瘤发病或者发展有关的分⼦标记，⽤来作为肿瘤诊断的肿瘤相关蛋⽩。
5.软电离：所谓“软电离”是指样品分⼦电离时保留整个分⼦的完整性，不会形成碎⽚离⼦。
6.肿瘤⾎清蛋⽩质分析⽅法（tumor serologic proteome analysis， SERPA）：是从肿瘤免疫学观点出发建⽴的⼀种蛋⽩质组学和肿瘤免疫学相结合的⽅法。
SERPA其实验过程如下：①双向电泳分离肿瘤组织（细胞）总蛋⽩质；②转膜；③建⽴western blotting蛋⽩质印迹反应图谱（与患者或正常⼈⾎清反应）；④软件分析确定差异反应的蛋⽩质斑点；⑤质谱鉴定和⽣物信息对肿瘤组织平⾏胶(replica gel)中相应的差异蛋⽩质点进⾏鉴定，筛选出肿瘤分⼦标志物；⑥⽤ELISA、免疫组化等⽅法对该分⼦标志物进⾏原位验证，或者进⼀步分析该蛋⽩功能，研究其在肿瘤进展中发挥的作⽤。
7.蛋⽩质芯⽚：是将⼤量蛋⽩质分⼦按预先设置的排列固定于⼀种载体表⾯，形成微阵列，根据蛋⽩质分⼦间特异性结合的原理，构建微流体⽣物化学分析系统，以实现对⽣物分⼦的准确、快速、⼤信息量的检测。
01-硕士研究生课-现代分子生物学-基础知识-1-生物大分子-李恩民
Amino Acid
Glycine Alanine Serine Proline Valine Threonine
MW
75.05 89.05 105.06 115.08 117.09 119.18
Nr
11 12 13 14 15 16
Amino Acid
Aspartic Acid Glutamine Lysine Glutamic Acid Methionine Histidine
4
O
－
O
H
＋
H
H
H
1 水是一个极性的分子。
水中有如下的电离平衡： H2O H++OH－
－14
20C下， [H+][OH－]＝10
2 3
，pH＝ -log10[H+]
水的分子量M=18, 即每摩尔水重18g 1L体积水中H2O分子的mmol数=55555mmol。
5
通过对水这种最简单的生物分子的 认知，树立“定量” 观念和微环境意识。 加深对复杂的分子生物学实验现象的定 量化理解与分子水平注释，构筑起真正 的分子生物学理论。
分子生物学基础知识
1
分子生物学的概念
1 分 子 生 物 学 2 生 物 体 中 的 分 子 学 3 生 物 分 子 学 4 生 物 体 中 的 大 分 子 学 5 生 物 大 分 子 学
2
生物分子的定义 存在于生物体内的，具有确切生理功能的分子 生物分子大中小的界定 1 生物小分子 分子量小于1 000 Dalton的分子
9
例一的引伸意义 2
大于92 （100）aa的多肽链将可能有较强的免疫原 性。
10
例二 100bp的DNA双链分子的分子量大约是多少？ 已知条件：（1）双链DNA钠盐每bp 的平均重量为635 Dolton。 （2）在pH8.0的Tris缓冲液中，双链DNA分子是以 钠盐的形式存在的。 结果：100bp的DNA双链分子的分子量为63500 Dolton。
湖北大学2024年硕士研究生自命题考试大纲 927分子生物学基础
湖北大学硕士研究生入学考试《分子生物学基础》考试大纲科目代码：927第一部分考试说明一、考试性质全国硕士研究生入学考试是教育主管部门和招生机构为选拔硕士研究生而组织的相关考试，其中生物类研究生的专业课程由我校自行出题，包括《分子生物学基础》考试，其难度标准相当于高校生物类专业优秀本科毕业生能达到的及格或及格以上水平。
二、评价目标《分子生物学基础》试题以中心法则为主线，基本内容包括核苷酸、核酸的结构和功能、真核染色体包装、组蛋白的修饰和功能、DNA的复制、DNA损伤修复、转录及其调控、真核生物RNA拼接、蛋白质翻译及修饰、调控RNA、分子生物学中基本的核酸、蛋白质操作和检测技术等。
试题重点考察以下几个方面：1.正确理解和掌握分子生物学相关的基本概念，能够用准确、恰当的专业术语，合乎逻辑的语言回答相关试题。
2.掌握中心法则中的主要环节，了解遗传信息传递的机制。
3.了解分子生物学发展史和学科前沿，初步掌握相关研究技术手段。
三、考试形式和试卷结构1.答卷方式：闭卷笔试，所列题目全部为必答题。
2.答题时间：180分钟3.题型及比例：名词解释20分；判断题20分；选择题20分，简答题30分；问答题60分，总分150分。
4.英文题约占5%（中英文作答均可），其他为中文题。
四、参考书目分子生物学（Molecular Biology,5th Edition)ISBN9780070368539Robert F.Weaver著，郑用琏等译科学出版社，2013年3月第一版第二部分考查要点一、绪论1.基因的基本概念和中心法则的基本内容2.分子生物学学科发展史，主要涉及著名科学家及其贡献3.分子生物学学科前沿的主要突破性成果以及发展趋势二、生物大分子和染色体1.核苷酸及核酸的化学、物理性质2.DNA的双螺旋结构，核酸的光谱和热力学性质3.原核生物的染色体结构，真核生物从DNA到染色体的包装过程，核小体、常染色质、异染色质的概念三、基因组与蛋白质组1.基因、基因组、基因组学的概念2.基因组复杂度的概念和意义，C0t曲线，C值悖论3.基因组学研究的主要内容和主要方法四、DNA复制1.DNA复制中半保留复制的基本概念以及实验证据2.复制子、复制起点和复制终点的概念3.原核生物DNA复制的基本过程，参与复制的酶、蛋白质因子及其作用4.真核生物DNA复制的基本过程，参与复制的酶、蛋白质因子及其与细胞周期的偶联机制5.保证DNA复制忠实度的机制五、DNA损伤、修复和重组1.突变的概念和诱变剂的种类2.DNA损伤的种类及其原因3.DNA损伤修复的种类及其机制六、分子生物学基本方法1.DNA克隆的基本过程及应用2.载体的种类、特点以及制备3.限制性内切酶和凝胶电泳，连接、转化和重组子的分析4.PCR的基本原理5.核酸测序的基本方法和应用七、原核生物的转录及其调控1.基因表达、转录的概念2.RNA聚合酶的基本组成和各组分的作用3.原核转录的起始、延伸和终止过程，参与的酶和蛋白质因子4.乳糖操纵子的构成及其转录调控机制5.色氨酸操纵子的构成及其转录调控机制八、真核生物的转录及其调控1.三种真核RNA聚合酶的基本特征和功能2.真核RNA聚合酶I所转录的基因及其转录过程3.真核RNA聚合酶II所转录的基因及其转录过程4.真核RNA聚合酶III所转录的基因及其转录过程5.真核转录因子的结构域种类及其特点6.真核转录调控的典型例子九、RNA加工1.真核生物RNA拼接的类型和基本过程2.真核生物的mRNA加帽、加尾等过程3.snRNP、hnRNP、核酶、可变剪切、RNA编辑的概念十、蛋白质合成1.ORF、遗传密码等基本概念，遗传密码子的特点2.tRNA的结构和功能，tRNA的氨酰化反应过程3.核糖体的基本结构和功能4.原核生物蛋白质合成的基本过程5.真核生物蛋白质合成的基本过程6.翻译调控和翻译后加工十一、调控RNA1.RNAi的作用机制和功能2.CRISPR/Cas9及其作用机制。
生物专业入门知识点总结
生物专业入门知识点总结1. 细胞生物学细胞生物学是生物学中最基础的一个领域，它研究的是生物体的最基本单位——细胞。
细胞是生命的基本单元，所有的生物体都由细胞构成，细胞生物学研究细胞的结构、功能、代谢过程等。
在细胞生物学的研究中，我们需要了解细胞的结构组成，比如细胞膜、细胞质、细胞器等。
同时，还需要了解细胞的代谢过程，比如细胞呼吸、细胞分裂、蛋白质合成等。
2. 分子生物学分子生物学是研究生物体内部分子结构与功能的学科。
它研究的是细胞内各种分子的结构、功能以及相互作用关系。
在分子生物学的学习中，我们需要了解DNA、RNA、蛋白质等生物分子的结构、功能和相互作用。
此外，还需要了解分子生物学在基因工程、基因表达调控等方面的应用。
3. 遗传学遗传学是研究生物体遗传遗传信息传递和表达的学科。
它研究的是生物体内遗传信息的传递、变异以及表达。
在遗传学的学习中，我们需要了解遗传物质的结构、功能，遗传信息的传递、基因的表达调控等内容。
此外，还需要了解遗传学在疾病诊断、基因工程等方面的应用。
4. 进化生物学进化生物学是研究生物体进化过程和机制的学科。
它研究的是生物体的起源、演化、种群遗传结构与动态等。
在进化生物学的学习中，我们需要了解进化论的基本原理，比如适者生存、自然选择等。
同时，还需要了解生物体的起源、进化路径、种间关系等内容。
5. 生态学生态学是研究生物与其环境之间相互作用的学科。
它研究的是生态系统的结构、功能、稳定性等。
在生态学的学习中，我们需要了解生态系统的组成、结构、功能以及各种生物之间的相互作用关系。
同时，还需要了解生态学在自然保护、环境保护等方面的应用。
此外，生物学专业还涉及到许多其他的知识点，比如植物生物学、动物生物学、微生物学等。
因此，对于初学者来说，要全面了解生物学专业，需要学习许多不同的知识点。
希望本文的介绍能够帮助初学者更好地了解生物学专业的基础知识。
分子生物学的基本概念
分子生物学的基本概念引言分子生物学是研究生物体中分子结构和功能的科学领域。
它通过研究和理解生物大分子（如DNA、RNA和蛋白质）以及它们的相互作用来揭示生命的基本原理。
本文将介绍一些分子生物学的基本概念。
DNADNA（脱氧核糖核酸）是一种储存生物信息的长链分子。
它由四种不同的碱基（腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶）组成。
DNA的两条链以螺旋的形式相互缠绕，形成了著名的双螺旋结构。
DNA携带了生物体的遗传信息，指导了细胞的生长、发育和功能。
RNARNA（核糖核酸）也是一种核酸分子，它在细胞中担任多种重要角色。
与DNA不同，RNA是单链分子，由四种碱基（腺嘌呤、尿嘧啶、胸腺嘧啶和胞嘧啶）组成。
RNA可以将DNA中的遗传信息转录成蛋白质，这个过程被称为转录。
除了转录，RNA还参与其他生物过程，如蛋白质合成、基因表达和调控等。
蛋白质蛋白质是生物体中最重要的分子之一，它在细胞中发挥着多种功能。
蛋白质由氨基酸组成，不同的氨基酸序列决定了蛋白质的结构和功能。
蛋白质可以催化生化反应、支持细胞结构、传递信号和参与免疫系统等。
蛋白质的功能多样化，对生命过程至关重要。
基因基因是DNA分子的一个片段，它包含了一个或多个编码蛋白质的遗传信息。
基因是遗传物质在子代之间传递的基本单位。
基因通过蛋白质的合成来实现其功能，蛋白质的合成过程被称为翻译。
基因的变异和表达调控是生物体进化和发育的关键因素。
分子生物学技术随着科技的进步，许多分子生物学技术被开发出来，用于研究和探索生命的奥秘。
其中一些常用的技术包括PCR（聚合酶链式反应），DNA测序和基因编辑等。
这些技术的应用有助于加深我们对于分子生物学的理解，并为医学、生物工程和农业领域的发展提供了强有力的工具。
结论分子生物学的基本概念涵盖了DNA、RNA、蛋白质、基因和相关技术。
通过研究这些基本概念，我们可以更好地理解生物体的结构和功能，并推动生命科学的发展。
分子生物学的进展对于医学、农业和生物工程等领域具有重要意义。
分子生物学(第五版)(一)
分子生物学（第五版）（一）引言概述：分子生物学是现代生物学中的一个重要分支，它研究生命体内分子层面的结构、功能和相互作用。
本文将介绍《分子生物学（第五版）》的内容，旨在帮助读者深入理解分子生物学的基本原理和应用。
本文将从分子结构、遗传物质、基因表达、基因调控和遗传变异等五个方面进行阐述。
正文内容：一、分子结构：1. 生命分子的组成：a. 碳水化合物的结构和功能；b. 蛋白质的结构和功能；c. 脂质的结构和功能；d. 核酸的结构和功能。
2. 分子间相互作用：a. 氢键的形成和性质；b. 范德华力的作用机制；c. 疏水作用和疏水效应；d. 离子间相互作用的重要性。
3. 分子的空间结构：a. 氨基酸序列和蛋白质的三维结构；b. DNA的双螺旋结构及其稳定性；c. RNA的次级结构和功能。
二、遗传物质：1. DNA的复制：a. DNA的准备过程；b. DNA的复制酶及其功能；c. DNA复制的机制。
2. RNA的合成和加工：a. 转录的步骤和参与者；b. RNA的修饰和加工过程；c. RNA的转运和翻译。
3. 遗传密码和蛋白质合成：a. 遗传密码的排列和读取；b. 蛋白质合成的过程和调控；c. 翻译后修饰对蛋白质功能的影响。
三、基因表达：1. 转录的调控：a. 转录因子的作用和调控网络；b. DNA甲基化和表观遗传调控；c. 过程中的转录激活和抑制。
2. RNA的稳定性和降解：a. RNA降解的机制和相关酶；b. RNA稳定性的调控；c. RNA降解与基因表达的关系。
3. 蛋白质合成的调控：a. 翻译前的调控机制；b. 翻译后的调控机制；c. 蛋白质翻译和功能的关联。
四、基因调控：1. 染色质结构和基因组编码：a. 染色质的组织和压缩；b. 染色质修饰和基因组编码；c. 基因组重复序列的功能和调控。
2. 转录组学方法和技术：a. 基于RNA-seq的转录组学分析；b. 谷氨酰-tRNA合成酶中的嵌合体络合物；c. 转录因子和miRNA调控研究进展。
【分子生物学】基因工程(研究生)
在识别序列的两个对称点上切开DNA链，产生带单链尾巴
的粘性末端。
如：5’-GAATTC-3’ EcoRⅠ 5’-G + AATTC-3’
3’-CTTAAG-5’
3’-CTTAA
G-5’
C. 3’端突出的粘性末端：从3’端切割
如：5’-CTGCAG-3’ PstⅠ 5’-CTGCA + G-3’
3’-GACGTC-5’
Klenow 片断：是DNA polⅠ的一个大片断，Mr 76KD，去掉 5’ 3’ 外切酶活性，保留5’ 3’聚合酶活性， 3’ 5’外切酶活性 应用：
A、补齐双链DNA的3’ 端 B、通过补齐3’-端使3’ 端标记 C、在cDNA克隆中，用于cDNA第二链的合成 D、DNA序列分析
• 通过mRNA合成cDNA
（四）碱性磷酸酶（alkaline phosphatase) 催化核酸的5 端脱去磷酸基团的反应。其底物可以 是单链或双链的DNA和RNA。有细菌碱性磷酸酶(BAP) 和牛小肠碱性磷酸酶(CIP)两种。 作用：能去除DNA或RNA 5’-端的磷酸根 用途：防止载体自身成环，提高重组效率
（五）末端脱氧核苷酰转移酶 (terminal deoxynucleotidyl transferase,TdT) 作用：催化dNTP加到DNA的3’-OH 端 用途：A、3’- 端标记，制备探针 B、给载体和待克隆的片段接上互补的同聚 物尾，造成便于重组的人工粘性末端
AAAAAAAA.....AAAAAAAA -3' mRNA TTTTTTTT.....TTTTTTTT-5' Oligo dT 12-18 bp primer
Reverse Transciptase Mg2+, dNTP
研究生入学考试专业课现代分子生物学-2
研究生入学考试专业课现代分子生物学-2(总分：100.00，做题时间：90分钟)一、论述题(总题数：29，分数：100.00)1.什么是封闭复合物、开放复合物以及三元复合物?（分数：3.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：()解析：封闭复合物：RNA聚合酶全酶与DNA组成的复合物，DNA仍处于双链状态，不能起始RNA的合成。
开放复合物：RNA聚合酶全酶所结合的DNA序列中有一小段双链被解开，形成转录泡，酶的构象也发生改变，β和β"亚基牢固夹住DNA，这种由启动子与RNA聚合酶的复合物在这里能进行RNA的起始合成。
三元复合物：由开放复合物与最初的两个NTP相结合并在两个核苷酸之间形成磷酸二酯键后所形成的包括RNA聚合酶、DNA和新生RNA的复合物。
2.简述σ因子的作用。
（分数：3.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：()解析：负责模板链的选择和转录的起始，它是酶的别构效应物，使酶专一性识别模板链上的启动子，极大地提高RNA聚合酶对启动子区DNA序列的亲和力，极大地降低RNA聚合酶与模板DNA上非特异性位点的亲和力。
3.什么是Pribnow box?它的保守序列是什么?（分数：3.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：()解析：Pribnow box(TATA box)是一个由5个核苷酸(TATAA)组成的保守序列，是聚合酶结合位点，其中央大约位于起点上游10bp处，所以又称为-10区。
研究生分子生物学知识点
研究生分子生物学知识点分子生物学是生物学的一个重要分支，研究生分子生物学需要掌握一定的知识点。
下面将详细介绍分子生物学的一些重要知识点。
1.DNA和RNA：DNA和RNA是分子生物学的基础。
DNA是携带遗传信息的分子，通过其碱基序列确定了生物体的遗传特征。
RNA则在转录过程中将DNA的信息转化为蛋白质。
分子生物学研究中需要了解DNA和RNA的组成、结构、功能及相互作用。
2.转录和翻译：转录和翻译是分子生物学中最重要的过程之一、转录是指将DNA信息转录成RNA的过程，翻译是指将RNA信息翻译成蛋白质的过程。
研究生分子生物学需要了解这两个过程的机制、调控以及相关的分子机器。
3.基因调控：基因调控是指通过启动子、转录因子、染色质重塑等方式调节基因表达的过程。
研究生分子生物学需要了解基因调控机制，包括转录因子的结构和功能、染色质的结构和动态调节等。
4.RNA干扰：RNA干扰是一种通过RNA分子干扰特定基因表达的机制。
研究生分子生物学需要了解RNA干扰的机制、类型以及相关技术的应用。
5.转座子和基因突变：转座子是能够在基因组中移动的DNA片段，基因突变则是DNA序列中的改变。
研究生分子生物学需要了解转座子的分类、机制以及基因突变的种类和对生物体的影响。
6.蛋白质结构和功能：蛋白质是生物体中最重要的分子之一，研究生分子生物学需要了解蛋白质的结构和功能。
包括如何通过蛋白质序列推断其结构、蛋白质与其他分子的相互作用等。
7.DNA修复和突变：DNA修复是维护基因组稳定性的重要机制，而突变则是造成遗传变异的原因之一、研究生分子生物学需要了解DNA修复的机制、类型以及突变的产生原因和后果。
8.基因组学和转录组学：基因组学研究基因组的结构和功能，转录组学研究转录过程中的基因表达情况。
研究生分子生物学需要了解基因组学和转录组学的技术手段和应用，包括测序技术、基因表达分析等。
9.蛋白质组学：蛋白质组学研究生物体中所有蛋白质的组成、结构和功能。
分子生物学考试知识点研究生
名词解释1、沉默子(silencer)：某些基因的负性调节元件，能够同反式因子结合从而阻断增强子及反式激活因子的作用，并最终抑制该基因的转录活性。
2、启动子：是RNA聚合酶特异性识别和结合，并启动转录的特定DNA序列。
至少包括一个转录起始点以及一个以上的功能组件。
3、复制子（replicon）：是从一个DNA复制起点开始的DNA复制区域，是独立完成复制的功能单位4、终止子(terminator T)：是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列。
5、增强子(enhancer)：指远离转录起始点、决定基因的时间和空间特异性、增强启动子转录活性的DNA序列。
其发挥作用的方式通常与方向、距离无关。
6、操纵子：每一个由若干个结构基因及其上游的调控序列组成的转录区段，共同组成一个转录单位。
一个操纵子只含一个启动序列（promoter）及数个可转录的编码基因。
7、结构基因：基因中编码RNA或蛋白质的DNA序列。
大多数真核生物结构基因的DNA序列由编码序列和非编码序列两部分组成。
8、重复基因：指染色体上存在多数拷贝基因。
重复基因往往是生命活动最基本，最重要的功能相关的基因。
9、断裂基因：编码序列中间插入的无编码作用的碱基序列。
10、重叠基因：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。
11、管家基因：在生物体中有些基因的表达在生命的全过程中都是必需的．是维持细胞最低功能所必不可少的基因．在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达，这些基因称为管家基因。
12、跳跃基因（jumping gene）:转座子每次移动时携带着转座必需的基因一起在基因组内跃迁，所以转座子又称跳跃基因（jumping gene）。
是那些能够进行自我复制，并能在生物染色体间移动的基因物质。
13、假基因(pseudogene)：一种核苷酸序列同其相应的正常功能基因基本相同，但却不能合成出功能蛋白质的失活基因。
生物学中的细胞生物学与分子生物学研究
生物学中的细胞生物学与分子生物学研究细胞生物学与分子生物学是生物学领域中两个重要的研究方向。
它们从不同的角度探索着细胞的结构、功能和生理过程，推动着生物科学的发展。
细胞生物学是研究细胞结构、功能、生理过程以及生命现象的学科。
细胞是构成生物体的基本单位，细胞内有许多器官和结构，它们协同工作，维持着细胞的正常功能。
细胞生物学研究的重点主要包括细胞的组成、分裂、增殖、运动、分化以及细胞膜的结构与功能等。
细胞生物学的研究方法多种多样。
常用的方法包括光学显微镜观察、电子显微镜观察、细胞培养、流式细胞仪、蛋白质分析和细胞生物学实验等。
其中，先进的显微镜技术为细胞内分子和结构的观察提供了有力工具，使得细胞生物学研究逐渐深入到细胞的微观领域。
分子生物学是研究生物体分子结构与功能的学科。
它主要研究生物体内分子的组成、结构、功能以及生物体与环境之间的相互作用等各个层面。
分子生物学从分子水平上解析了生命的奥秘，揭示了生物体内基因的传递、表达和调控机制。
DNA是分子生物学的重要研究对象之一。
DNA携带了生物个体的遗传信息，是细胞内基因的存储库。
通过DNA的复制、转录和翻译过程，基因信息得以传递，并转化为蛋白质的形式。
因此，分子生物学研究基因的结构、功能及其调控是十分重要的。
分子生物学利用一系列的实验技术来解析生物体内分子的结构和功能。
其中，PCR技术、DNA测序技术、基因克隆技术、电泳技术等在分子生物学研究中起到了关键作用。
这些技术的应用使得科学家们可以更加深入地研究生物体内分子的特性与作用。
细胞生物学与分子生物学研究互为补充。
细胞生物学研究的是细胞作为生物体内基本单位的结构与功能，而分子生物学则研究组成细胞的分子的结构和功能。
两者的交叉研究促进了彼此的发展，推动了生物学科的不断进步。
通过细胞生物学与分子生物学的研究，科学家们在许多领域取得了丰硕的成果。
例如，在医学领域，细胞生物学和分子生物学的研究成果为疾病的诊断和治疗提供了重要的依据。
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色氨酸操纵元的调控机制
trp操纵元——属阻遏型操纵元，主要 调控一系列用于色氨酸合成代谢的酶蛋白的 转录合成。 一、辅阻遏蛋白的负调控
色氨酸操纵子通常处于开放状态，其辅阻 遏蛋白不能与操纵基因结合而阻遏转录。而当 色氨酸合成过多时，色氨酸作为辅阻遏物与辅 阻遏蛋白结合而形成阻遏蛋白，后者与操纵基 因结合而使基因转录关闭
二、基因表达的方式
1、组成型表达（constitutive gene expression）
指在个体发育的任一阶段都能在大多数 细胞中持续进行的基因表达。其基因表达产 物通常是对生命过程必需的或必不可少的， 且较少受环境因素的影响。这类基因通常被 称为持家基因（housekeeping gene）。
阻遏蛋白的负调节(negative control of repressor)
RNA聚 合 酶 无诱导物时
i基 因
P
O
Lac Z
Lac Y lac A
阻遏物 蛋白亚基
i 基因
有诱导物时
阻遏蛋白 P O
C APcAMP C AP cAMP
Lac Z
Lac Y 转录 翻译
lac A
m RNA
阻遏蛋白 阻遏物 蛋白亚基 无活性的 阻遏蛋白
一、转录水平的调控 (control of transcription)
(一) 、影响转录的因素 3、阻遏蛋白与激活蛋白：调控转录
阻遏蛋白(repressive protein)：与操纵子结合后能减 弱或阻止其调控基因转录的调控蛋白称为阻遏蛋白,其 介导的调控方式称为负性调控(negative regulation)， 抑制转录； 激活蛋白(activating protein)：与操纵子结合后能增 强或起动调控基因转录的调控蛋白称为激活蛋白，所 介导的调控方式称为正性调控(positive regulation)， 促进转录。
trp 操纵元弱化子的负调控
二、翻译水平的调控
（一）、SD序列对翻译的影响
SD序列(Shine-Dalgarno sequence)： mRNA起 始密码前的一段富含嘌呤核苷酸的序列。(9-12bp)
5′-AGGAPuPuUUUPuPuAUG-3′
SD序列的顺序及位置对翻译的影响 mRNA二级结构隐蔽SD序列的作用
（二）、转录的调控机制
乳糖操纵元调控的机制
色氨酸操纵元的调控机制
乳糖操纵元调控的机制
一、操纵子模型的提出 ——莫洛(Monod)和雅各布(Jacob) 获1965年诺贝尔生理学和医学奖
乳糖操纵元调控的机制
一、操纵子模型的提出
1940年， Monod发现：细菌在含葡萄糖和乳糖的
培养基上生长时，细菌先利用葡萄糖，葡萄糖用 完后，才利用乳糖；在糖源转变期，细菌的生长 会出现停顿。即产生“二次生长曲线”。 文献：细胞中存在两种酶，即组成酶与适应酶 （诱导酶）。 1947年，报告：“酶的适应现象及其在细胞分化 中的意义”。
第三节 真核生物基因表达的调控
(Control of Eukaryotic Gene Exepression )
真核基因组结构特点
真核基因组结构庞大 单顺反子 含有大量重复序列
3×109bp
基因不连续性
非编码区较多
内含子 外显子
多于编码序列(9:1)
第二节 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ核生物基因表达的调控
trp 操纵元辅阻遏蛋白的负调控
色氨酸操纵元的调控机制
二、弱化子的负调控
无色氨酸时操纵子基因开始转录，此后转录 速率受转录弱化机制(attenuation)调节。在结构 基因与 O 之间有一衰减子区域 ，该区域含有4段 特殊的序列，高浓度色氨酸时能形成不依赖ρ因子 的转录终止信号，RNA聚合酶脱落，转录终止。 低浓度色氨酸时则不能形成转录终止信号，转录 继续。
(Control of Eukaryotic Gene Exepression )
DNA水平的调控 转录水平的调控(transcriptional regulation) 转录后水平的调控(post transcriptional
regulation)
翻译水平的调控(translational regulation) 翻译后水平的调控(protein maturation)
乳糖操纵元调控的机制
一、操纵子模型的提出
1951年，Monod与Jacob合作。 发现两对基因：
Z基因：与合成β-半乳糖苷酶有关； I基因：决定细胞对诱导物的反应。 Szilard：I基因决定阻遏物的合成，当阻遏物存在时， 酶无法合成，只有有诱导物存在，才能去掉该阻遏物。 Jacob：结构基因旁有开关基因（即操纵基因），阻 遏物通过与开关基因的结合，控制结构基因的表达。
色氨酸 —色氨酸合成酶系
三、基因表达调控的环节 ——多级调控
基因表达调控 可见于从基因激活 到蛋白质生物合成 的各个阶段，因此 基因表达的调控可 分为转录水平（基 因激活及转录起 始），转录后水平 （加工及转运）， 翻译水平及翻译后 水平，但以转录水 平的基因表达调控 最重要。
四、基因表达调控的生物学意义
启动子有三个功能区：启始部位（+1区）、结 合部位（-10区）、识别部位（-35区）
一、转录水平的调控 (control of transcription)
(一) 、影响转录的因素
2、σ因子：识别基因的启动子，控制转录时序 σ70：识别大多数基因的启动子 σ32：识别热休克诱导基因的启动子，控制热休克蛋 白(heat shock protein,Hsp)基因表达。
CAP的正性调节（Positive Control of CAP）
CAP
R基 因 CAP 位 点 5′-AT T AAT GT GAGT T AGCT CAC T CAT T AGG-3′
TTTACA -35区
P
TATGTT -10区
O
CAP
RNA 聚 合 酶 结 合
-35 cAMP
-10
cAMP cAMP
一、DNA水平的调控
（一）、基因的丢失：不可逆 核的全能性：细胞核内保存了个体发育所必需的全 部基因 （二）、基因剂量与基因扩增：增加基因的拷贝数 非洲爪蟾卵母细胞rRNA基因卵裂时，扩增4000倍， 达1012个核糖体 药物：诱导抗药性基因的扩增；肿瘤细胞：原癌基 因拷贝数异常增加 （三）、基因重排： 如免疫球蛋白基因重排，多样性
二、基因表达的方式
2、诱导和阻遏表达 诱导（induction）：是指在特定环境因素刺激下， 基因被激活，从而使基因的表达产物增加。这类基 因称为可诱导基因。
DNA损伤 →修复酶基因激活
乳糖 → 利用乳糖的三种酶表达
阻遏（repression）：是指在特定环境因素刺激下， 基因被抑制，从而使基因的表达产物减少。这类基 因称为可阻遏基因。
一、转录水平的调控 (control of transcription)
(一) 、影响转录的因素 4)、弱化子（attenuator） 它是一段位于结构基因上游前导区具有 终止子结构的短序列，通过前导序列转录产 生的mRNA形成类似于终止子的二级结构，达 到终止转录的目的。
一、转录水平的调控 (control of transcription)
mRNA二级结构隐蔽SD序列
二、翻译水平的调控
（二）、核糖体合成反馈抑制
肠杆菌有7个操纵元与核糖体蛋白质合成有 关。从这些操纵元转录而来的每一种mRNA，能够 被同一操纵元内编码的核糖体蛋白质识别与结合。 如果其中有一种核糖体蛋白质在细胞中过量积累， 它们将与其自身的mRNA结合，阻止进一步翻译。 结合位点通常包括 mRNA 5 ’端非翻译区 (untranslated region，UTR)：启动子区域的 Shine-Dalgarno 序列。
1、阻遏蛋白的负调节(negative control of repressor)
无乳糖(no lactose):
lac操纵元处于阻遏
状态(repression) 有乳糖(presence of lactose) ：lac操纵元 即可被诱导(derepression,induction) 诱导剂(inducer): 别乳糖、半乳糖、 IPTG（异丙基硫代半乳糖苷）
一、DNA水平的调控
β- 半乳糖苷酶 β- 半乳糖苷通透酶 β- 半乳糖苷乙酰转移酶
诱导物
乳糖操纵元调控的机制
三、乳糖操纵元调控方式
2、CAP的正调节（Positive Control of CAP）
CAP(catabolite activator protein)—分
解代谢基因激活蛋白 同二聚体 DNA结合区 cAMP(cyclic AMP)结合位点
(temporal and spatial
specificity)
空间特异性(spatial specificity) 在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同 组织空间顺序出现
同形异位盒基因(homeobox) :高度保守的一段核 苷酸序列（180bp）,控制胚胎发育的基因 同形异位现象(homeosis): 果蝇头部长触角部位长出脚来
适应环境、维持生长和增殖
维持个体发育与分化
第二节 原核生物基因表达的调控
(Control of Prokaryotic Gene Exepression )
一、转录水平的调控(control of transcription)
操纵元(operon)：由调控区（启动子和操纵子） 与信息区（结构基因）组成
乳糖操纵元调控的机制
二、操纵元的结构与功能
操纵元(operon): 结构基因(structural gene)、启 动子(promoter,P)和操纵子(operator,O)。 阻遏物基因(inhibitor,I),产生阻遏物 (repressor)。