生物奥赛-分子生物学
高中生物竞赛：常用分子生物学技术的原理及应用课件
（一）Southern blotting 1 2 M
内切酶
基因组DNA
重物
纸巾
10×SSC 转 移缓冲液
500g
支持物
9
（一）印迹(blotting)技术
1. 具体步骤 Southern E 1975年首次应用
原始文献出处：
Southern EM. Detection of specific sequences among DNA fragments separated by gel electrophoresis.
PCR方法被美国Science杂志评为1989年 的十大科技成就之一，而Taq DNA聚合酶被 评选为象征1989年的“年分子”(the molecule of year)。
一、PCR技术的工作原理
Template DNA
5
5
5
Cycle 1
Primer 1 5 Primer 2
5 5
5 5
5 5
"for his fundamental contributions to the establishment of oligonucleotide-based, site-directed mutagenesis and its development for protein studies"
Kary B. Mullis
⑥根据最后的翻译蛋白质去向的不同，建 立不同的蛋白质提取方法，如在线粒体， 在细胞核、在细胞浆、分泌到血液中。
生物竞赛-生物化学-43真核生物的基因表达调控-杨荣武《生物化学原理(第二版)(三)》
生物竞赛—生物化学原理（分子生物学）—南京大学杨荣武
DNA甲基化与印记
生物竞赛—生物化学原理（分子生物学）—南京大学杨荣武
多个启动子的选择性使用
某些真核生物的基因不止一个启动子，例如，抗肌营
养不良蛋白有8个启动子，通过使用不同的启动子可转 录出不同长度的mRNA，它们经过翻译可产生不同性 质或功能的蛋白质产物。 人谷胱甘肽还原酶的基因具有两个启动子，这两个启 动子分别指导定位于细胞质和线粒体的谷胱甘肽还原 酶的合成。指导线粒体谷胱甘肽还原酶的启动子在指 导细胞质谷胱甘肽还原酶启动子的上游。显然，上游 启动子转录出来的mRNA要比下游启动子转录出来的 mRNA要长。分析它们的核苷酸序列以后发现，长 mRNA的起始密码子位置前移，因而会多翻译一段指 导进入线粒体的信号肽序列。
生物竞赛—生物化学原理（分子生物学）—南京大学杨荣武
DNA重排
B淋巴细胞在成熟过程Ig基因经历的重排 锥体虫主要的表面抗原基因发生的重排 酿酒酵母在交配类型转换过程中发生的基因 重排
生物竞赛—生物化学原理（分子生物学）—南京大学杨荣武
抗体基因多样性产生的分子机制
1. 2.
3. 4. 5.
生物竞赛—生物化学原理（分子生物学）—南京大学杨荣武
在染色质水平上的基因调控
组蛋白的共价修饰； 染色质重塑因子对染色质的作用； 组蛋白变体取代标准组蛋白。
生物竞赛—生物化学原理（分子生物学）—南京大学杨荣武
组蛋白不同化学修饰对基因表达的影响以及其他功能
修饰形式
乙酰化 单甲基化
修饰位点
生物竞赛—生物化学原理（分子生物学）—南京大学杨荣武
生物竞赛—生物化学原理（分子生物学）—南京大学杨荣武
生物竞赛题目知识点总结
生物竞赛题目知识点总结引言生物竞赛作为一种学科竞赛，旨在考察学生对生物学知识的理解和应用能力，提高学生对生物学的兴趣，培养学生的科学思维和实验技能。
生物竞赛涉及的知识点广泛，涵盖了生物学的各个领域，包括分子生物学、细胞生物学、遗传学、生态学、进化生物学等。
在本文中，将对生物竞赛的知识点进行总结和归纳，帮助学生更好地备战生物竞赛。
分子生物学分子生物学是生物学的一个重要分支，研究生物体内生物大分子（例如核酸、蛋白质等）的结构、功能和相互作用。
分子生物学知识点主要包括DNA、RNA、蛋白质的结构与功能、基因表达调控、基因工程等内容。
1. DNA的结构和功能DNA是生物体内存储遗传信息的一种分子，由脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid）组成。
DNA的基本结构是由磷酸、脱氧核糖和四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶）组成的双链螺旋结构。
DNA的重要功能包括信息的传递和遗传物质的复制、修复和重组。
2. RNA的结构和功能RNA是一种核酸，由核苷酸组成。
RNA的结构类似于DNA，但在核糖和碱基的组成上有所不同。
RNA在细胞中的功能主要包括基因表达和蛋白质合成。
RNA分为mRNA、tRNA、rRNA等不同类型，分别在转录和翻译过程中发挥重要作用。
3. 蛋白质的结构与功能蛋白质是生物体内最为重要的一种大分子化合物，是生命活动的重要参与者，主要包括酶、结构蛋白、激素、抗体等。
蛋白质的结构包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构，不同结构决定了蛋白质的功能。
蛋白质的功能主要包括酶催化、结构支持、信号传导等。
4. 基因表达调控基因表达调控是细胞对特定基因的转录和翻译进行调控的过程。
主要包括DNA甲基化、RNA干扰、转录因子等多种调控机制。
了解基因表达调控的原理和机制对于理解基因调控网络、疾病治疗等方面具有重要意义。
5. 基因工程基因工程是利用分子生物学技术对基因进行人为编辑和重组的一种技术。
高中生物竞赛分子生物学习题(含答案)
高中生物竞赛（分子生物学练习）选择题（含单选和多选）1.在碱性条件下，DNA 比 RNA 更稳定的原因是（ D ）：A ． DNA 为双链结构，而RNA 只为单链结构B． DNA 的碱基堆积力比RNA 强C． DNA 的酸性比RNA 强D．组成 DNA 的五碳糖为脱氧核糖，而RNA 为核糖2．下列关于超螺旋描述正确的是（BCE）：A ．超螺旋只存在于含有环形基因组DNA 的生物中B．在环形 DNA 中，只要 DNA 链不发生断裂， DNA 的连接数（ linking number ）不会发生变化C．缠绕数可以为小数D．连接数可以为小数E．嗜热菌基因组DNA 存在正超螺旋3．关于核小体描述正确的是（ D ）：A ．形成八聚体的组蛋白有H1， H2A ， H3，H4B．在生物进化中，组蛋白H1 最保守C． DNA 以右手方向缠绕于组蛋白八聚体上D．组蛋白八聚体含有较多的碱性氨基酸4． DNA 复制需要以下哪些蛋白共同完成（ACDE ）A ． DNA 聚合酶B． DNaseC． DNA 拓扑异构酶D． SSBE． DNA 连接酶5．在用碱法提取质粒 DNA 时，除正常的共价闭环超螺旋DNA 外，还常有开环质粒 DNA 和线性质粒 DNA 存在，在琼脂糖凝胶电泳时，三种质粒DNA 由于构象不同而泳动速率不一样，其泳动速率正确的是（ C ）A ．线性质粒 DNA ＞开环质粒 DNA ＞共价闭环质粒DNAB．开环质粒 DNA ＞线性质粒 DNA ＞共价闭环质粒DNAC．共价闭环质粒DNA ＞线性质粒 DNA ＞开环质粒 DNAD．共价闭环质粒DNA ＞开环质粒 DNA ＞线性质粒 DNA6． pUC 系列载体是第一次利用蓝-白斑进行筛选的载体，蓝-白斑筛选被用于（ B ）A ．检测外源 DNA 片段是否在细菌中表达B．检测质粒是否插入外源DNA 片段C．检测细菌是否含有质粒D．提示克隆化外源DNA 片段的性质7．不需要 DNA 连接酶参与的过程是（ A ）A ．光复活修复B．切除修复C．重组修复D．错配修复8．真核生物 mRNA 的聚腺苷酸尾巴（ D ）A ．由模板 DNA 上聚 T 序列转录生成的B．可直接在初级转录产物的 3 ’－ OH 末端加上去C．维持 DNA 作为转录模板的活性D．先切除部分 3 ’的核苷酸然后加上去端9．真核生物 hnRNA 内含子剪切依靠（ A ）A ． SnRNPB．限制性内切酶C．核酶D．蛋白酶10．下面关于大肠杆菌转录的叙述哪些是正确的（ A BCE ）A ．转录是在 RNA 聚合酶作用下以5’3’方向进行B．大肠杆菌启动子 -35 序列与 -10 序列的间隔序列并不保守C． -10 序列与转录起始位点之间的隔序列对转录并不重要，但它们之间的距离非常重要D．大肠杆菌转录的起始位点大都是嘧啶，C比T更常见E．基因的启动子序列与共有序列越接近，启动子活性越强11．以下关于 RCR 陈述不正确的是（ D）A ． PCR 循环包括模板变性、引物退火和核苷酸聚合B． PCR 要用热稳定的DNA 聚合酶2n倍C．如果 PCR 的效率达到 100％，那么在 n 个循环之后目标分子将被扩增D． PCR 条件的优化通常包括镁离子浓度的变化和聚合温度的变化12．下列哪些方法可有效标记DNA （ A D E ）A ．多聚核苷酸激酶对DNA 5 ’端进行标记B．多聚核苷酸激酶对DNA 3 ’端进行标记C．末端转移酶对DNA 5 ’端进行标记D．末端转移酶对DNA 3 ’端进行标记E．缺口平移标记DNA 链13．λ阻遏蛋白是一种DNA 结合蛋白，它具有以下哪种基序?( B)A．螺旋—环 - 螺旋蛋白B．螺旋 - 转角—螺旋蛋白C．锌指蛋白D．亮氨酸拉链蛋白14．下面哪些真正是乳糖操纵子的诱导物?( D)A．乳糖B．蜜二糖C．半乳糖D．异乳糖15．下列哪些转录因子不含有TBP?( B )A．SL1B． UBFC． TFIIIBD． TFIID16．核糖体的 E 位点是 :( B )A．真核 mRNA加工位点B． tRNA 离开原核生物核糖体的位点C．核糖体中受 E.co R I限制的位点D．电化学电势驱动转运的位点17. 下面关于组蛋白的说法哪些是正确的：( A B D E)A ．组蛋白普遍存在于真核细胞；B ．组蛋白在物种间很保守，进化缓慢；C．组蛋白富含组氨酸；D ．组蛋白呈现碱性；18. 人体中的脱辅基脂蛋白 B 在肝细胞中产生一个512kDa 的载脂蛋白B100 ，而在肠细胞中，由于脱辅基脂蛋白 B 前 mRNA 第 6666 位的一个碱基 C 变换为 U，结果产生一个终止密码子，因此在肠细胞中，脱辅基脂蛋白 B 只产生一个 241kDa 的截短的载脂蛋白 B48 ，产生这种现象是因为（ B ）的结果A ． RNA 可变剪接B． RNA 编辑C． RNA 翻译后加工D．偶然突变19. 转化是（A）A ．细菌吸收一个质粒B ．细菌表达一个基因D ．从细菌中分离一个质粒20．以下关于基因组文库陈述哪两个是错误的（ A 、E）A ．基因组文库是用cDNA 制备的B．包含某种生物所有基因的基因组文库，必定是代表性文库C．若要含有某种生物的所有基因，基因组文库就必须含有最少的重组子D． DNA 必须先被切成适合于所用的载体的大小E．真核生物DNA 的基因组文库通常用质粒载体21．以下关于转录的陈述哪两个是正确的（C、 D）A ．RNA 合成按 3’至 5’方向进行B ．RNA 聚合酶按5’至 3’方向沿 DNA 有义链移动C．RNA 聚合酶按5’至 3’方向沿 DNA 模板链移动D ．转录所得到RNA 与模板链互补E．RNA 聚合酶将核糖核苷酸添加到正在生长的RNA 链的 5’端F． RNA 聚合酶将脱氧核糖核苷酸添加到正在生长的RNA 链的 5’端22．下面关于II 型 DNA 拓朴异构酶叙述哪两个中正确的（ A 、 B）A ．需要 ATPB ．连接数每次改变 2C．一次断开DNA 双螺旋中的一条链D ．与 I 型 DNA 拓朴异构酶互为同功酶23．下面有关乳糖操纵子叙述哪两个中正确的（ A 、D ）A ．乳糖阻抑物对操纵子的调控属于负调控B ．在葡萄糖存在时cAMP 受体蛋白结合到启动子上，从而抑制RNA 聚合酶的转录C． cAMP 受体蛋白对操纵子的调控属于负调控D ．葡萄糖降低细胞内cAMP 的水平是因为葡萄糖抑制了腺苷酸环化酶的活性24．1953 年 Watson和 Crick 提出（ B）A．多核苷酸 DNA 链通过氢键连接成一个双螺旋B． DNA 的复制是半保留的，常常形成亲本－子代双螺旋杂合链C．三个连续的核苷酸代表一个遗传密码D．遗传物资通常是DNA 而非 RNA25. pUC 系列载体是第一次利用蓝 -白斑进行筛选的载体，蓝 -白斑筛选被用于（ B ）A. 检测外源 DNA 片段是否在细菌中表达B. 检测质粒是否插入外源 DNA 片段C. 检测细菌是否含有质粒D. 提示克隆化外源 DNA 片段的性质26. 以下哪一个是大肠杆菌和真核生物染色体的共同之处（A ．DNA 是环状的B．DNA 被包装成核小体C．DNA 位于核中D．DNA 是负超螺旋27. 大肠杆菌 RNA 聚合酶哪个亚基负责启动子识别( CA．α亚基B．β亚基C．σ亚基D．β＇亚基)D）28. 关于乳糖操纵子叙述正确的是（A ．阻遏蛋白调控是正调控B）B．CRP 蛋白调控是正调控C．乳糖操纵子诱导物为乳糖D．CRP 蛋白与 AMP 结合后才有活性29. 假设某蛋白质编码序列发生突变，下列哪种突变对其功能影响最小( D )A ．无意突变B．错意突变C．移框突变D．沉默突变30.病毒的遗传物质是（ D ）A ．DNAB．RNAC．D．DNADNA和 RNA或 RNA31. 遗传密码的摆动性是指（A）A ．密码的第三位碱基与反密码的第一位碱基不严格配对B．一种密码可与第三位碱基不同的密码配对C．一种反密码可与第一位碱基不同的几种密码配对D．反密码的第三位碱基与密码的第一位碱基不严格配对32. 下列哪一种酶作用时需要引物 ? ( C )A. 限制酶B. 末端转移酶C. 反转录酶D. DNA 连接酶。
2020年生物竞赛辅导 第21章 基因的分子生物学(共30张PPT)
A
RNA聚合酶
RNA
G
转录的过程
DNA RNA
T A C G T G ACC A UG C AC UGG
形成mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上
21.3.3 遗传信息是在细胞质中被翻译
1、tRNA携带氨基酸 2、核糖体“阅读”密码
子，氨基酸连成多肽
21.3.4 中心法则
1956年克里克提出中心法则 1970年他又重申了中心法则的 重要性，并提出表达中心法则
2、转录从DNA到RNA
转录的开始
转录延伸
转录的终止
RNA聚合酶与启 动子的转录起始 位点结合，在此 处使DNA双链解 开，于是转录开
始。
解开的DNA双链中 一条成为转录的模 板，RNA聚合酶沿 这一条模板的3’-5’ 端移行，一方面使 DNA链陆续解开， 同时将与模板DNA 上的核苷酸互补的 核糖核苷酸顺序连 接，成DNA单链。
21.3.2 DNA与蛋白质的合成
1、RNA的结构与功能 信使RNA
核糖体所，mRNA分子是蓝图，而tRNA 将合成蛋白质的原料—20种氨基酸 运送到工厂（核糖体）中，并按设 计好的蓝图—mRNA，将氨基酸一
个接一个地排列起来。
图21.7 tRNA结构和反密码 子
的完整图解。
中心法则示意图
主要内容
遗传物质是DNA或RNA的证明 DNA复制
遗传信息流是DNA-RAN-蛋白质 基因突变
21.4.1 碱基置换
碱基置换：一种碱基为另一种 碱基所置换。
转换：一种嘌呤置换另一种嘌 呤
颠换：嘌呤置换嘧啶，或嘧啶 置换嘌呤
碱基置换图
21.4.1 碱基置换
镰刀形细胞贫血 症，其致病的分 子机制就是颠换 （正常血红蛋白 基因的DNA尚一 个碱基A----T）造
生物科学奥赛题目
生物科学奥赛题目生物科学奥赛是一项旨在激发学生对生物学领域的兴趣、培养其科学研究能力和创新思维的竞赛。
以下是一些可能的生物科学奥赛题目，用于帮助参赛者准备比赛：1. 遗传学基础- 描述孟德尔的豌豆实验及其对现代遗传学的影响。
- 解释DNA复制的过程及其在遗传中的作用。
- 讨论基因突变的类型和可能导致的后果。
2. 细胞生物学- 描述细胞膜的结构和功能。
- 解释细胞周期的各个阶段及其调控机制。
- 讨论线粒体和叶绿体在能量转换中的作用。
3. 生态学与进化- 分析自然选择理论和它在物种进化中的应用。
- 探讨生物多样性的重要性及其保护措施。
- 讨论生态系统服务的概念及其对人类福祉的影响。
4. 分子生物学与生物技术- 解释PCR技术的工作原理及其应用。
- 讨论基因编辑技术（如CRISPR-Cas9）的原理和潜在影响。
- 分析转基因技术在农业和医学中的应用及其争议。
5. 生理学与解剖学- 描述人体循环系统的组成和功能。
- 解释神经系统如何控制肌肉运动。
- 讨论内分泌系统在维持体内平衡中的作用。
6. 微生物学与免疫学- 描述免疫系统的主要组成部分及其功能。
- 解释抗生素如何抑制细菌生长。
- 讨论病毒与宿主细胞相互作用的机制。
7. 植物生物学- 分析光合作用的过程及其对地球环境的重要性。
- 讨论植物激素在调控生长和发育中的作用。
- 描述植物对逆境（如干旱、盐碱）的适应机制。
8. 动物行为学- 解释动物行为的本能论和学习论。
- 讨论社会行为在动物种群中的作用。
- 分析动物迁徙的原因和导航机制。
以上题目涵盖了生物科学的多个分支领域，旨在考察参赛者的基础知识、实验技能和科学思维能力。
准备这些题目时，参赛者应深入理解相关概念，并能够将理论知识应用于解决实际问题。
通过这样的练习，参赛者不仅能够在奥赛中取得好成绩，还能为未来的科学研究打下坚实的基础。
生物竞赛有关知识点总结
生物竞赛有关知识点总结生物竞赛有关知识点总结近年来，生物竞赛在我国青少年中越来越受到重视，不仅为学生提供了展示自己生物学知识和实验技能的机会，也为他们培养独立思考和解决问题的能力打下了良好基础。
在参加生物竞赛前，了解一些相关的知识点和技巧是非常重要的。
本文将对生物竞赛的相关知识点进行总结和梳理，帮助参赛者更好地备战。
首先，生物竞赛的知识点主要分为细胞生物学、遗传学、分子生物学、生理学和生态学五个方面。
在细胞生物学方面，参赛者需要掌握细胞的结构与功能、细胞器的特征与功能、细胞分裂和有丝分裂过程等内容。
在遗传学方面，要了解基因的结构、DNA的复制和转录、遗传变异和基因工程等知识。
在分子生物学方面，要熟悉DNA的结构和功能、RNA的种类和功能、蛋白质的合成过程等。
生理学方面的知识点包括植物和动物的生长发育、呼吸、运输和代谢等方面的内容。
生态学方面则需要了解生态系统的组成、能量流动和物质循环等知识。
其次，参赛者需要掌握实验技能和分析能力。
生物竞赛中经常涉及到实验设计和数据分析，因此具备一定的实验技能和分析能力是必要的。
在实验技能方面，可以先从基本的实验操作开始练习，如显微镜的使用、细胞培养和染色法等。
随着实验技能的提高，可以进行一些较为复杂的实验操作，如基因转化和蛋白质纯化等。
在数据分析方面，要学会运用统计方法对实验数据进行处理和分析，同时要能正确地解读实验结果，给出科学合理的结论。
此外，参赛者还需要注重培养科学研究的思维方式和问题解决的能力。
生物竞赛注重的不仅是知识点的掌握，更重要的是培养学生的科学思维和解决问题的能力。
在准备过程中，可以多进行一些开放性问题的讨论，培养学生的思辨和分析能力。
同时，在解答选择题和解决实际问题时，要学会运用生物学知识进行推理和判断，提高自己的问题解决能力。
最后，参赛者要注重复习和总结。
生物竞赛的内容庞杂，需要进行大量的知识点的记忆和理解，因此要多进行重复复习，加深记忆。
同时，还要及时总结学习的经验和方法，发现自己的不足之处，并加以改进。
高中生物竞赛联赛知识点
高中生物竞赛联赛知识点高中生物竞赛联赛是一项对生物学知识深度和广度要求较高的竞赛活动，它不仅考察学生对高中生物学基础知识的掌握，还要求学生具备一定的生物学实验技能和科学探究能力。
以下是一些高中生物竞赛联赛的知识点概览：1. 细胞生物学：细胞的结构和功能，包括细胞器的分类、功能及其相互关系；细胞周期、细胞分裂的过程；细胞的信号传导等。
2. 遗传学：孟德尔遗传定律、连锁遗传、基因突变、基因重组、基因表达调控等基本概念和原理。
3. 生物进化：物种形成的过程、自然选择、遗传漂变、基因流等进化机制。
4. 生态学：生态系统的结构和功能，生物群落的组成和相互作用，能量流动和物质循环。
5. 生物技术：基因工程、细胞工程、酶工程等现代生物技术的原理和应用。
6. 生物化学：蛋白质的结构和功能，酶的催化作用，代谢途径，DNA、RNA和蛋白质的生物合成。
7. 分子生物学：DNA的复制、转录和翻译过程，基因表达的调控机制。
8. 动植物学：动植物的主要类群、形态结构、生理功能和分类地位。
9. 人体生理学：人体主要系统的结构和功能，如循环系统、呼吸系统、消化系统、神经系统等。
10. 微生物学：细菌、真菌、病毒等微生物的分类、结构、生理和生态功能。
11. 生物统计学：数据的收集、处理和分析方法，包括描述性统计和推断性统计。
12. 实验技能：生物学实验的基本操作，如显微镜的使用、细胞培养、DNA提取和电泳等。
13. 科学研究方法：科学探究的基本步骤，包括问题提出、假设建立、实验设计、数据收集和分析、结论得出等。
14. 生物伦理学：生物学研究中的伦理问题，如动物实验的伦理、基因编辑的伦理等。
15. 环境生物学：生物与环境的相互作用，环境变化对生物的影响，生物多样性保护等。
这些知识点覆盖了高中生物学的主要内容，并且在竞赛中可能会以不同的形式出现，如选择题、填空题、简答题、实验设计题等。
准备参加生物竞赛的学生需要对这些知识点有深入的理解和掌握，同时培养良好的科学思维和实验技能。
高中生物奥赛课件-分子生物学要点归纳总结奥赛培训
DNA复制、转录和翻译之比较
miRNA和siRNA的产生和作用机制
无处不在的碱基互补配对
RNA和DNA分子之中各种形式的双螺旋 DNA复制、DNA转录、RNA复制、逆转录 真核细胞内依赖于snRNA的mRNA剪接 真核细胞内依赖于snoRNA的rRNA的转录后修饰 锥体虫线粒体内依赖于gRNA的mRNA编辑 细菌细胞内翻译起始阶段依赖于SD序列的起始密码子的识别 翻译过程中密码子和反密码子的相互作用 真核细胞内由RNAi(microRNA和siRNA)介导的基因沉默
分子生物学考点集锦
各式各样的“组及组学” 各式各样的“体” 各式各样的“子” 以假乱真的把戏 各式各样的“病毒” 一般规则后的例外 形形色色的表观遗传 无处不在的碱基互补配对 DNA复制、转录和翻译之比较 瞄准“中心法则”的抑制剂 DNA损伤及其修复 一个基因编码多种蛋白质的秘密 细菌、古菌和真核生物大比较 百花齐放的信号肽
巨型病毒：基因组的大小和基因的数目远远超过的一般 病毒，如拟菌病毒和潘多拉病毒等
一般规则后的例外
细菌一般有细胞壁，但支原体没有 细菌细胞膜一般没有胆固醇，但支原体有 原核细胞基因组DNA一般只有一个，但霍乱弧菌和耐辐射菌却
不止一个；原核基因组DNA一般是环状，但有些放线菌却含有 线状基因组DNA 酶通常是蛋白质，但有核酶 DNA一般没有U只有T，但枯草杆菌的一种噬菌体只有U，没有T 操纵子一般存在于原核生物，但线虫也有操纵子 遗传密码是通用的，但线粒体内有例外 质粒一般是DNA，但有RNA质粒 质粒DNA一般是环状，但有线状质粒 质粒一般存在于原核生物，但有些真核生物甚至线粒体内也有 线粒体DNA一般是环状，但某些生物线粒体DNA却是线状 动物细胞一般有中心体，但一些低等动物没有；植物细胞一般 没有中心体，但一些低等植物有中心体
高中生物竞赛分子生物学习题(含答案)
高中生物竞赛（分子生物学练习）选择题（含单选和多选）1.在碱性条件下，DNA比RNA更稳定的原因是（D ）：A．DNA为双链结构，而RNA只为单链结构B．DNA的碱基堆积力比RNA强C．DNA的酸性比RNA强D．组成DNA的五碳糖为脱氧核糖，而RNA为核糖2．下列关于超螺旋描述正确的是（B C E）：A．超螺旋只存在于含有环形基因组DNA的生物中B．在环形DNA中，只要DNA链不发生断裂，DNA的连接数（linking number）不会发生变化C．缠绕数可以为小数D．连接数可以为小数E．嗜热菌基因组DNA存在正超螺旋3．关于核小体描述正确的是（ D ）：A．形成八聚体的组蛋白有H1，H2A，H3，H4B．在生物进化中，组蛋白H1最保守C．DNA以右手方向缠绕于组蛋白八聚体上D．组蛋白八聚体含有较多的碱性氨基酸4．DNA复制需要以下哪些蛋白共同完成（A C D E ）A．DNA聚合酶B．DNaseC．DNA拓扑异构酶D．SSBE．DNA连接酶5．在用碱法提取质粒DNA时，除正常的共价闭环超螺旋DNA外，还常有开环质粒DNA 和线性质粒DNA存在，在琼脂糖凝胶电泳时，三种质粒DNA由于构象不同而泳动速率不一样，其泳动速率正确的是（C ）A．线性质粒DNA＞开环质粒DNA＞共价闭环质粒DNAB．开环质粒DNA＞线性质粒DNA＞共价闭环质粒DNAC．共价闭环质粒DNA＞线性质粒DNA＞开环质粒DNAD．共价闭环质粒DNA＞开环质粒DNA＞线性质粒DNA6．pUC系列载体是第一次利用蓝-白斑进行筛选的载体，蓝-白斑筛选被用于（B）A．检测外源DNA片段是否在细菌中表达B．检测质粒是否插入外源DNA片段C．检测细菌是否含有质粒D．提示克隆化外源DNA片段的性质7．不需要DNA连接酶参与的过程是（A ）A．光复活修复B．切除修复C．重组修复D．错配修复8．真核生物mRNA的聚腺苷酸尾巴（D ）A．由模板DNA上聚T序列转录生成的B．可直接在初级转录产物的3 ’－OH末端加上去C．维持DNA作为转录模板的活性D．先切除部分3 ’端的核苷酸然后加上去9．真核生物hnRNA内含子剪切依靠（ A ）A．SnRNPB．限制性内切酶C．核酶D．蛋白酶10．下面关于大肠杆菌转录的叙述哪些是正确的（A B C E）A．转录是在RNA聚合酶作用下以5’3’方向进行B．大肠杆菌启动子-35序列与-10序列的间隔序列并不保守C．-10序列与转录起始位点之间的隔序列对转录并不重要，但它们之间的距离非常重要D．大肠杆菌转录的起始位点大都是嘧啶，C比T更常见E．基因的启动子序列与共有序列越接近，启动子活性越强11．以下关于RCR陈述不正确的是（D）A．PCR循环包括模板变性、引物退火和核苷酸聚合B．PCR要用热稳定的DNA聚合酶C．如果PCR的效率达到100％，那么在n个循环之后目标分子将被扩增2n倍D．PCR条件的优化通常包括镁离子浓度的变化和聚合温度的变化12．下列哪些方法可有效标记DNA（ A D E ）A．多聚核苷酸激酶对DNA 5’端进行标记B．多聚核苷酸激酶对DNA 3’端进行标记C．末端转移酶对DNA 5’端进行标记D．末端转移酶对DNA 3’端进行标记E．缺口平移标记DNA链13．λ阻遏蛋白是一种 DNA结合蛋白，它具有以下哪种基序?( B )A．螺旋—环-螺旋蛋白B．螺旋-转角—螺旋蛋白C．锌指蛋白D．亮氨酸拉链蛋白14．下面哪些真正是乳糖操纵子的诱导物?( D )A．乳糖B．蜜二糖C．半乳糖D．异乳糖15．下列哪些转录因子不含有TBP?( B )A．SL1B．UBFC．TFIIIBD．TFIID16．核糖体的 E位点是:( B )A．真核mRNA加工位点B．tRNA离开原核生物核糖体的位点C．核糖体中受E.co R I限制的位点D．电化学电势驱动转运的位点17. 下面关于组蛋白的说法哪些是正确的：( A B D E )A．组蛋白普遍存在于真核细胞；B．组蛋白在物种间很保守，进化缓慢；C．组蛋白富含组氨酸；D．组蛋白呈现碱性；E．组蛋白的修饰会影响基因的表达。
高中生物竞赛：分子生物学课件179张
染色体和基因
一、染色体、DNA与基因
染色体（chromosome）
①真核细胞中，一个或多个DNA分子与组蛋白等结 合构成一种细密的结构，称为染色体。具有贮存和 传递遗传信息的功能。 ②真核细胞的核DNA、原核细胞的DNA或病毒DNA。 ③病毒的RNA。
基因（gene）
DNA分子上携带并传递遗传信息的单位。
原核生物染色体：E.coli DNA 单复制子 4 106bp /复制子 真核生物染色体：多复制子 人 103复制子/条染色体
105bp /复制子
A map of the E. coli chromosome.
概念3 复制起点（origin）
指存在于DNA分子上100~300bp的多核苷酸 片段，常具有专一的核苷酸顺序，可被细胞内特 异蛋白质识别，从而启动DNA的复制。
(b)Synthesis of telomeric DNA by telomerase extends the 3-end.
端粒（telomere）
真核生物线性染色体末端的特殊结构，由许多成 串短的重复顺序组成，具有稳定染色体末端结构的 功能。
四膜虫 TTGGGG (仅列一条链的序列)
人
TTAGGG
MF-1
A schematic view of the major components at the eukaryotic replication fork.
（二）真核生物DNA复制过程
1. 真核与原核生物在复制过程上的相同之处：
-半不连续复制； -具有相似的起始、延伸等过程。
2. 真核与原核生物DNA复制一般特点的比较
2. 延伸
（1）RNA引物上DNA链的合成及延长： 在pol Ⅲ的作用下，以3→5 亲本链为模板，合成先导
国际生物竞赛知识点总结
国际生物竞赛知识点总结导言国际生物竞赛是一个旨在通过激励和鼓励青少年对生物学科的学习和研究的竞赛。
参与者将通过这个竞赛来提高他们的生物学知识、技能和实践经验。
本文总结了国际生物竞赛的一些主要知识点，包括分子生物学、细胞生物学、遗传学、生态学和进化生物学等方面的内容。
分子生物学分子生物学是生物学的一个重要分支，研究生物大分子结构与功能之间的关系。
在国际生物竞赛中，学生需要了解一些基本概念和实验技术。
基本概念DNA：脱氧核糖核酸，是生物体细胞中的遗传物质，携带着生物体的遗传信息。
DNA由四种碱基组成，分别是腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。
RNA：核糖核酸，是DNA的一个重要衍生产物，参与了蛋白质的合成过程。
在RNA中，将胸腺嘧啶替换了DNA的胞嘧啶，所以RNA中有尿嘧啶（U）而没有胞嘧啶（T）。
蛋白质：蛋白质是生物体内的主要结构和功能分子，主要由氨基酸组成。
氨基酸是蛋白质的基本构成单元，根据不同的氨基酸序列，可以合成不同的蛋白质。
实验技术PCR（聚合酶链式反应）：PCR是一种生物技术方法，用于复制DNA序列。
通过PCR可以扩增目标DNA片段，从而获得足够的DNA样品以进行分析。
基因克隆：基因克隆是指将目标DNA片段插入到另一个DNA分子中，从而使得目标DNA 片段能够得到复制。
这种方法常用于转基因技术和基因工程。
蛋白质纯化：蛋白质纯化是一种分离提纯目标蛋白质的技术，有助于从混合物中获得纯净的目标蛋白质。
细胞生物学细胞是生物体的基本单位，细胞生物学是研究细胞结构、功能和生理活动的学科。
在国际生物竞赛中，学生需要了解一些关于细胞的基本知识和实验技术。
基本知识细胞结构：细胞主要由细胞质、细胞膜、细胞核和细胞器组成。
细胞器包括线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体等。
细胞膜：细胞膜是细胞的保护屏障，控制物质的进出。
细胞膜主要由脂质双分子层和蛋白质构成。
细胞分裂：细胞分裂是细胞增殖的过程，包括有丝分裂和减数分裂两种类型。
高中生物奥林匹克竞赛辅导专题讲座专题八基因与分子生物学(精)
高中生物奥林匹克竞赛辅导专题讲座专题八基因与分子生物学【竞赛要求】1．DNA是遗传物质的证据2．DNA和RNA的结构3．DNA的双螺旋结构4．DNA的复制5．遗传信息流从DNA到RNA到蛋白质6．病毒【知识梳理】（三）DNA的双螺旋结构2．DNA双螺旋结构模型的要点如下：① DNA分子由两条多核苷酸链构成。
这两条多核苷酸链以右手螺旋的形式，彼此以一定的空间距离，平行地环绕于同一轴上，很象一条扭曲起来的梯子（图3-7）。
②两条多核苷酸链反向平行（antiparallel），即一条链磷酸二脂键为5’-3’方向，另一条链为3’－5’方向，二者刚好相反。
亦即一条链对另一条链是颠倒过来的，这称为反向平行。
③每条长链的内侧是扁平的盘状碱基，碱基一方面与脱氧核糖相联系，另一方面通过氢键（hydrogen bond）与它互补的碱基相联系，相互层迭宛如一级一级的梯子横档。
互补碱基对A和T之间形成两个氢键，而C和G之间形成三个氢键（如上图）。
上下碱基对之间的距离为0.34nm。
④每个螺旋为3.4nm长，刚好含有10个碱基对，其直径约为2nm。
⑤在双螺旋分子的表面大沟（major groove）和小沟（minor groove）交替出现。
3．碱基互补配对原则：DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数。
碱基互补配对原则在解体中的应用：DNA分子是由两条脱氧核苷酸链构成的。
根据碱基互补配对的原则，一条链上的A一定等于互补链上的T；一条链上的G一定等于互补链上的C；反之如此。
因此，可推知多条二．DNA的复制6．DNA分子复制的一般过程：DNA双螺旋是由两条方向相反的单链组成，复制开始时，双链打开，形成一个复制叉(replicative fork,从打开的起点向一个方向形成)或一个复制泡(replicative bubble，从打开的起点向两个方向形成) 。
两条单链分别做模板。
各自合成一条新的DNA链。
由于DNA一条链的走向是5’→3’方向，另一条链的走向是3’→5’方向，但生物体内DNA聚合酶只能催化DNA从5’→3’的方向合成。
生物奥赛分子生物学_2013
调控元件：启动子 和操纵区（覆盖在启动子和编码区交 叉区，是阻遏调节蛋白质的结合位点）。 调节基因：编码阻遏蛋白质独立的基因。
乳糖操纵子
乙酰辅酶A 异乳糖
乙酰半乳糖
β-半乳糖苷转乙酰酶
半乳糖和葡萄糖 分解乳糖 蓝色
乳糖转化 运送乳糖透过细胞壁
β-半乳糖苷酶
（解螺旋酶）
Replication protein A (RP-A) Polymerase / PCNA （增殖细胞核抗原） Pol/Primase （引发酶复合体 ） RNaseH/FEN-1（MF-1） Ligase （连接酶）
Schematic representation of the organization of eukaryotic DNA replication fork. ( yeast)
5´cap
5´非编码区
编码区
3´非编码区
3´poly(A) tail
真核生物基本转录机器的组装
II-F:与RNA pol 结合具有解旋复旋功能；II-H: 具有磷酸化CTD的功能； TBP: TATA-BOX 结合蛋白质，识别启动子功能。
特异转录因子通过中介蛋白复合体间接地与基本转录机器互 作改变转录起始频率。
DNA复制过程中，随 着复制叉的移动，核 小体解聚，随后在新 形成的子链中重新形 成。
DNA转录
-----遗传信息流向RNA
转录单位包括启动子-转录区-终止子。转 录因子识别启动子，招募RNA聚合酶以负 链DNA为模板，按照A-U,G-C配对原则将 游离的核苷酸按照5-3方向合成RNA分子的 过程。
DNA的半不连续复制
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细胞质中mRNA的存量调控：取决于转录产出量和降解量。 细胞质中mRNA的命运：有机会翻译蛋白质（细胞质核糖体，定 位在内质网上的核糖体）、被降解（尤其错误加工的mRNA的分 子），转移到其它细胞中翻译。
蛋白质翻译后水平：经过不同的折叠、化学修饰和剪接形成多种 功能的蛋白质。是基因功能放大的一种有效措施。
· · · 上游特异元件 ----------TTGACA ------ TATAAT --------- CA/G T -35序列 -10序列 +1
特异转录因子结合元件 基本转录因子结合元件 转录起始位点 控制基因特异表达 招募RNA聚合酶组装转录起始复合物 (何时何地多少 ）
原核生物转录调控模型
DNA复制过程中，随 着复制叉的移动，核 小体解聚，随后在新 形成的子链中重新形 成。
DNA转录
-----遗传信息流向RNA
转录单位包括启动子-转录区-终止子。转 录因子识别启动子，招募RNA聚合酶以负 链DNA为模板，按照A-U,G-C配对原则将 游离的核苷酸按照5-3方向合成RNA分子的 过程。
真 核 生 物 的 复 制 子
郭爱娟 BCU
参与DNA复制的有关物质
一、参与DNA复制的模板、底物和引物 二、参与DNA复制的有关酶和蛋白
1.DNA拓扑异构酶(DNA Topisomerase)
2.解旋酶(Helicase) 3.单链DNA结合蛋白(SSBP) 4.引发酶(Primase) 5.DNA聚合酶(DNA Polymerase)
原核生物转录
原核生物转录和翻译是偶联的，其mRNA为编码多种蛋白的 多顺反子。原核生物σ 因子协助RNA聚合酶识别启动子基 本元件并由此起始转录 ，并在具有发卡结构的终止子处 （或在ρ因子协助下）结束转录 操纵子是原核生物转录调控的主要模式，其中最典型的代 表为乳糖操纵子。调控蛋白（或阻遏蛋白）与操纵区结合 阻止RNA聚合酶前进达到降低转录效率。
30nm 纤丝 30nm 纤丝：核小体链呈螺旋形缠
绕， nm纤丝。 这种超微螺旋的直径约为3Onm，内 径10nm，螺距为llnm，为中空呈管
状结构。这种螺旋管的每一转由6
个核小体组成，螺线管是染色体的 二级结构。
螺线管的纤丝沿着它中央的蛋白质轴发射出大小不等的环，像灯刷染 色体那样，这些观察证明，染色体是由一系列的环状的域（domain） 组成的。这种结构可以说是染色体的三级结构。
核小体间的DNA称为接头DNA （linker DNA）。核小体所缔合 的DNA约为166bp（146+20）， 由于连接DNA（约55 bp ）易于 为核酸酶所作用。 因此，当染色质以微球菌核 酸酶（micrococcal nudease）等 轻微处理后，染色质就产生一系 列依次相差200 bp左右的长度不 等的DNA片段。
β-半乳糖苷酶
分解X-gal 启动区 操纵区 Z
β-半乳糖苷透性酶
Y
A
lacl
调节基因
Plac
Olac lacZ
lacY
结构基因
lacA
调控元件 转录单元lacZYA
转录方向
乳糖阻抑物
lacl
RNA lacl
含回文结构（-5/+21）
Plac Olac lacZ
lacZ
lacY
lacY
lacA
lacA
Rho factor (ρ)-dependent termination
操纵子与乳糖操纵子
1.提出：1961年, Jacob （雅格布）-Monod（莫诺）.
2.操纵子：操纵子是基因表达和调控的单元，典型的操纵 子包括：结构基因、调控元件和阻遏蛋白编码基因。
大肠杆菌K12中共有4136个基因，以操纵子结构存在的基因接近 1/4 （256 操纵子 控制879基因）
现代观念：边转录边加工（加帽、去内含子、加尾），一步形成成熟的 mRNA。
DNA复制
-----遗传物质保持和传代
DNA复制是多种酶（拓扑异构酶、解旋酶、 DNA聚合酶、引发酶、 RNA酶、DNA连接 酶）和辅助因子（增殖细胞核抗原PCNA， 单链结合蛋白）协同作用以半保留半不连续 的方式进行的。
Figure 8.16
止子
Figure 8.6
终止序列的特点：
1）发夹结构(减速) 2）4个或更多的U残基 （脱离）
依赖ρ的转录终止
不形成强的发夹结构， 必须一种辅助因子即 ρ蛋白来帮助转录终 止。六聚体蛋白，识 别72bp 序列（特异结 构），依赖单链RNA 水解ATP。
依赖ρ的转录终止
染色质构象调控---转录前调控水平 表观遗传学
组蛋白乙酰化 和脱乙酰化影响 染色质的紧密程 度从而影响转录 因子与启动子结 合。
胞嘧啶与组蛋白的修饰 H3K27 H3K4
甲基化 甲基化
胞嘧啶 甲基化
组蛋白H3 化学修饰
突环结构
2. 基因表达及其调控
原核和真核细胞基因表达的区别
原核生物
无细胞核
真核生物
有细胞核
多顺反子（编码多种蛋白） 单顺反子（一般编码一种蛋白） 环状染色体 线性染色体 边转录边翻译 一般无内含子 转录发生在细胞核，而翻译发生在细胞质 一般有内含子
转录前水平：调控基因所在染色质的压缩程度，暴露出转录因子 等结合位点，为基因转录创造条件。 转录水平：组成型表达，诱导型表达，细胞依赖性表达。 输出核孔：mRNA分子结合蛋白质介导加工成熟的mRNA出核， 错误加工的mRNA分子则留在核中，被降解实现再循环利用。
6.DNA连接酶(DNA ligase )
酵母DNA复制所需要的酶
Enzymes (Proteins) Functions
Topoisomerase
Helicase
（拓扑异构酶Ⅱ）
去除超螺旋结构
变性双螺旋DNA 单链结合 聚合酶：子链合成 DNA聚合酶辅助蛋白 合成引物 去除引物和寡聚脱氧核 苷酸（20-30nts） 连接冈崎片段
孟德尔
摩尔根
Avery
Watson and Crick
多利羊
HGP
1857-1864年： 孟德尔经典遗传学规律：独立分配和自由组合规 律。“遗传颗粒”—性状 。 1900年： 摩尔根 “遗传颗粒”定位在染色体上。 1909年： 丹麦科学家Johannsen “遗传颗粒” 命名为基因。 1944 年： 遗传物质为DNA。 1953年： DNA双螺旋结构的发现，分子生物学诞生。 1966年： 遗传密码子破译。 1972年： 基因工程的诞生及其后续的快速发展不但是分子生物学 的结果而且大大促进了分子生物学的发展。 2000年 ：DNA 测序技术的发展获得模式生物和重要生物全基因 组学列，分子生物学进入了后基因组和蛋白组时代，重点解决‘ 蛋白-RNA-DNA’互作的遗传语言问题。
PlacI
β-半乳糖苷酶
透性酶 转乙酰酶
乳糖阻抑物单体
乳糖阻抑物四聚体
RNA聚合酶
被激活的乳糖阻抑物四聚体
lacl
iRNA
Plac Olac lacZ
lacY
lacA
乳
糖
转化 异乳糖 安慰诱导物IPTG 诱导物 RNA聚合酶
lacl
Plac Olac lacZ
lacZ
lacY
lacY
lacA
lacA
3.在转录期间RNA聚合酶的结构和功能位点 Enzyme Movement （+）链 (β’ )
复旋 (α) 解旋 (α)
覆盖约40bp,其中约17 bp解链区
（-）链
延伸
起始成功后，聚合 酶释放出σ因子， 形成核心酶-DNA新生RNA链三元 （三聚）复合物。 随着转录泡的移动， 不断地解螺旋和再 螺旋（解螺旋区域 的大小稳定地保持 在17bp），RNA 链不断的延长。
操纵子结构
结构基因：控制某一代谢途径关键酶的多顺反子。
调控元件：启动子 和操纵区（覆盖在启动子和编码区交 叉区，是阻遏调节蛋白质的结合位点）。 调节基因：编码阻遏蛋白质独立的基因。
乳糖操纵子
乙酰辅酶A 异乳糖
乙酰半乳糖
β-半乳糖苷转乙酰酶
半乳糖和葡萄糖 分解乳糖 蓝色
乳糖转化 运送乳糖透过细胞壁
真核细胞核基因的三种RNA聚合酶
酶 RNA polⅠ
位置
核仁
核质
产物
pre-rRNA [28S 18S 5.8S] pre-mRNA small RNA snRNA [U1,U2,U4,U5]
对α -鹅膏蕈碱的敏感性
不敏感
RNA polⅡ
敏 感
RNA polⅢ
核质
pre-tRNA 5SRNA Small RNA
DNA的半不连续复制
OK !
3’
5’
5’
3’
3’
How ?
5’
真核生物的线形染色体是 由多复制子构成，每个复制子 都有自己的起点。一个典型的 哺乳动物细胞有50 000～100 000个复制子，每个复制子长 约40～200kbp。在相邻复制叉 的复制泡相遇处，新生DNA融 合并形成复制完整的DNA。
高浓度敏感
真核生物mRNA结构
5´cap
5´非编码区
编码区
3´非编码区
3´poly(A) tail
真核生物基本转录机器的组装
II-F:与RNA pol 结合具有解旋复旋功能；II-H: 具有磷酸化CTD的功能； TBP: TATA-BOX 结合蛋白质，识别启动子功能。
特异转录因子通过中介蛋白复合体间接地与基本转录机器互 作改变转录起始频率。
当前的中心法则
分子生物学研究的内容围绕着中心法则进行， 特别注意 RNA的重要作用和核心地位。