《分子生物学》作业及答案

中，负责 （20） 的合成。
12. DNA 复制时，一条链是连续的，另一条链是不连续的，称为 一条连来自亲代 DNA，另一条链是新合成的，这种方式叫 13. 原核生物 RNA 聚合酶核心酶的亚基组成为（25） 二、判断
中， （26） 负责识别转录起点。
1. 地衣酚试剂可以使 DNA 变成蓝色，二苯胺试剂能使 RNA 变成绿色。 2. DNA 片断越大，复性速度越慢。 3. DNA 复制时，前导链和后随链是由同一个 DNA 聚合酶的两个活性中心催化合成的，合成方向均为 5′→3 ′。 4. 所有生物的嘧啶二聚体均可用光复活系统修复。 5. 基因转录的终止信号应位于被转录的序列以外的下游区。 6. 大肠杆菌染色体 DNA 由两条链组成，其中一条链为模板链，另外一条链为编码链。 7. 生物体内，天然存在的 DNA 分子多为负超螺旋。 8. 水分子可以插入天然 DNA 分子双螺旋的空隙中。 9. 原核生物的 DNA 聚合酶Ⅰ主要负责切除冈崎片段的 RNA 引物，并用 DNA 链填补缺口。 10. DNA 损伤的错配修复系统一旦发现错配碱基，就会切除甲基化的链，并以未甲基化的链为模板进行修复 合成。 11. 大肠杆菌的所有基因转录都由同一种 RNA 聚合酶催化。 12. 真核生物基因表达的效率比原核生物高， 其转录产物不需要加工， 即可作为模板用于指导蛋白质的合成。 13. B-DNA 是细胞内 DNA 的基本构象，在某些情况下还会有 A 型、Z 型和三股螺旋的局部构象。 14. 将凝胶上的 RNA 转移到硝基纤维薄膜上的技术叫 Southern 印迹法。 15. DNA 的两条链反向平行，复制时，两条新合成的链也按相反的方向延伸。 16. 嘧啶二聚体可以通过重组修复被彻底去除。 17. 真核生物的 RNA 聚合酶需要多种蛋白质因子协助，才能与转录起点结合。 18. 原核生物转录生成的 mRNA 多数不需要加工，但 rRNA 是由初级转录产物加工而成的。
14 9
2. 聚合酶链式反应 8 分子杂交
3.移框突变（移码突变） 9. 复制体 1. 拓扑异构酶
4. Tm 10. Cot1/2
5. 内含子 11. 单
6. Klenow 片段 7. 增色效应
链1 链2
9 -18
5. 如果人体有 10 个细胞，每个体细胞的 DNA 含量为 6.4 × 10 个碱基对。试计算人体 DNA 的总长度是多 少？是太阳-地球之间距离（2.2 × 10 km）的多少倍？已知双链 DNA 每 1000 个核苷酸重 1 × 10 的 DNA 的总质量。 6. 若使 N 标记的大肠杆菌在 N 培养基中生长三代，提取 DNA，并用平衡沉降法测定 DNA 密度，其 N-DNA 分子与 N- N 杂合 DNA 分子之比应为多少？ 7. 那些因素能引起 DNA 损伤？生物体有哪些修复机制？ 8. 一个基因如何产生多种不同类型的 mRNA 分子？ 9. 概述影响变性 DNA 复性速度的因素。 10. 真核生物 DNA 聚合酶有哪几种？它们的主要功能是什么？ 11. 概述 PCR 的基本过程？ 12. 原核生物的启动子和真核生物的三类启动子各有何结构特点？ 13. 肽链合成后的加工修饰有哪些途径？ 14. 概述分子杂交的概念和应用领域。 15. 已知 DNA 的序列为： W: 5′-AGCTGGTCAATGAACTGGCGTTAACGTTAAACGTTTCCCAG-3′ C: 3′-TCGACCAGTTACTTGACCGCAATTGCAATTTGCAAAGGGTC-5′ →
9. （17）前导链 （18）后随链
12. （23）半不连续 （24）半保留 13. （25）α 2β β ˊ （二）判断 1. 错 对 14. 错 2. 对 3. 错 15. 错 16. 错 17. 对 18. 对 19. 对 22. 错 23. 对 24. 对
（三）名词解释 1. 将 DNA 样品经内切酶降解后，用琼脂糖凝胶电泳进行分离，在碱溶液中变性，后转移到合适的膜上固定， 再与放射性同位素标记的变性探针杂交，数小时后洗涤，进行放射自显影。 2. 扩增样品中的 DNA，富集众多 Biblioteka BaiduNA 分子中的一个特定的 DNA 序列的一种技术。在该反应中，使用与目的 DNA 两端序列互补的一对寡核苷酸作为引物，进行多轮的 DNA 合成。其中包括 DNA 变性，引物退火和在 Tap DNA 聚合酶催化下的 DNA 合成，每一轮循环使目的 DNA 的量增长一倍。 3. 由于碱基的缺失或插入突变导致三联体密码的阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变，从 而翻译出完全不同的蛋白质，这种突变称为移框突变，或移码突变。 4. 通常把加热变性 DNA 使增色效应达到最大增量一半时的温度称为该 DNA 的熔点或熔解温度，用 Tm 表示。 5. 内含子是指结构基因中存在于外显子之间的非编码序列，也是基因中不表达的序列。外显子是指基因中 编码蛋白质的序列。 6. E.coli DNA 聚合酶 I 经部分水解生成的 C 末端 605 个氨基酸残基的大片段。该片段保留了 DNA 聚合酶 I 的 5ˊ→3ˊ聚合酶和 3ˊ→5ˊ外切酶活性，但缺少 5ˊ→3ˊ外切酶活性。 7. 核酸从双链变为单链的无规则卷曲状态时，在 260nm 处的吸光度增加，称“增色效应。 8. 不同的 DNA 片段之间，DNA 片段与 RNA 片段之间，如果彼此间的核苷酸排列顺序互补也可以复性，形成
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19. 解开 DNA 的负超螺旋，会使双螺旋局部解开形成单链区。 20. 将凝胶上的 DNA 转移到硝基纤维薄膜上的技术叫 Southern 印迹法。 21. DNA 聚合酶可以从头合成单链模板的互补链。 22. 嘧啶二聚体指 DNA 两条链上的嘧啶共价连接而成的二聚体。 23. 原核生物和真核生物的 RNA 聚合酶亚基组成差别很大，空间结构却很相似。 24. 负责 hnRNA 剪接的剪接体是由多种蛋白质和多种 snRNR 构成的。 三、名词解释 1. Southern 印迹杂交 与外显子 链结合蛋白 四、简答题和计算题 1. 何谓核酸的变性？哪些因素可以影响 Tm 的大小。 2. DNA 复制的精确性、持续性和协同性是通过怎样的机制实现的？ 3. 某哺乳动物的细胞中，每个细胞的 DNA 长 1.2 m，细胞生长周期中的 S 期约为 5 小时，如果这种细胞 DNA 延长的速度与 E.coli 相同，即 16 μ m/min，那么染色体复制时需要有多少复制叉同时运转？ 4. 如果下面的 DNA 双链从右向左进行转录。 （1） 哪条是有意义链？（2） 产生什么样的 mRNA 顺序？（3） mRNA 顺序和 DNA 的反意义链顺序之间的关系是怎样的？ 5′A-T-T-C-G-C-A-G-G-C-T 3′ 3′T-A-A-G-C-G-T-C-C-G-A 5′
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新的双螺旋结构。这种按照互补碱基配对而使不完全互补的两条多核苷酸相互结合的过程称为分子杂交。 9. 一种多蛋白复合体，包含 DNA 聚合酶，引发酶，解旋酶，单链结合蛋白和其它辅助因子。复制体位于每 个复制叉处，促进染色体 DNA 复制的有关反应。 10. 拓扑异构酶是通过切断 DNA 的一条或两条链中的磷酸二酯键，然后重新缠绕和封口来改变 DNA 连环数的 酶。拓扑异构酶 I 通过切断 DNA 中的一条链减少负超螺旋，增加一个连环数；而拓扑异构酶 II 切断 DNA 的两条 链增加负超螺旋，减少 2 个连环数。某些拓扑异构酶 II 也称之 DNA 促旋酶。 11. 表示 DNA 复性一半的 Cot 值，其中 Co 为变性 DNA 复性时的初始浓度，以核酸的摩尔浓度表示，t 为时 间，以秒表示。 12. 一种与单链 DNA 结合紧密的蛋白，它的结构可以防止复制区的单链 DNA 重新折叠成双链区。 （四）简答题和计算题 1. 核酸在加热等理化因素的影响下，双链区的氢键断裂，变为单链，生物学功能丧失，紫外吸收值增高， 黏度下降，这一过程称作变性。使核酸变性的常用方法是加热，使紫外吸收值的增加量达到最大增量一半时的温 度称 Tm 值，影响 Tm 值的因素有： （1）G-C 对含量越高，Tm 值越大。 （G+C）% =（Tm-69.3）× 2.44；(2) 溶液 的离子强度过低会使 Tm 下降； （3）溶液的 pH 高，则 Tm 低，超过 11.3 则 DNA 完全变性，低于 5 则 DNA 会脱嘌呤； （4）变性剂：甲酰胺、尿素、甲醛等使 Tm 下降。 2. DNA 聚合酶 III 具有复杂的亚基结构。其 3′→5′外切酶活性起到校对作用，不对称二聚体相互协调， 两个β 亚基形成滑动夹子，维持了 DNA 合成的持续性。复制叉有多种蛋白质协同作用，使 DNA 复制的各个环节能 够协调进行。 3. 每个复制叉 5 小时复制 DNA 片段的长度为 16 μ m/min × 300 min = 4800 μ m。每个细胞内 DNA 长 1.2 m = 1.2 × 10 μ m，染色体复制时应当有 1.2 × 10 μ m ÷ 4800 μ m = 250 个复制叉。 4. （1） mRNA 是沿 5′ →3′方向合成的，因此，沿 DNA 模板移动的方向是 3′→5′。因为题中合成过程 是从右向左进行的，所以链 1 是模板链（即-链或反意义链） ，链 2 是+链或有意义链。(2) mRNA 顺序与 DNA 模板 链互补，不过互补链中以 U 取代 T，因此产生的顺序是，3′U-A-A-G-C-G-U-C-C-G-A 5′ 。(3) 两者都与反意 义链的顺序互补。因此，二者的核苷酸序列是相同的。 5. 每个体细胞的 DNA 的总长度为：0.34 nm × 6.4×10 = 2.176 × 10 nm = 2.176 m， 人体内所有体细胞的 DNA 的总长度为：2.176 m × 10
3. 两条互补的 DNA 链中，用作指导 RNA 合成的链被称为 （5）
5. 细菌的 DNA 连接酶以 （9） 为能量来源，而动物细胞和 T4 噬菌体的 DNA 连接酶则是以 （10） 为能源。 6. 真核 RNA 聚合酶Ⅲ位于 （11） 中，负责 （12） 的合成。 7. 在原核细胞翻译起始时，小亚基 16S rRNA 的 3′-端与 mRNA5′-端的 （13） 之间互补配对，确定读 码框架，fMet- tRNAf 占据核糖体的 （14） 位点。 8. DNA 变性后，浮力密度 （15） 10. 真核 RNA 聚合酶Ⅱ位于 （19） ，生物活性 （16） 。 链。 相连。 复制；复制得到的子代分子， 9. DNA 复制时，连续合成的链称为 （17） 11. 糖环上的 1′C 与碱基嘧啶上的 （21） _链；不连续合成的链称为 （18） 相连，与嘌呤上的 （22） （23） 复制。 （24）
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苷三磷酸中的哪一个磷酸基团应带有 P? （4） 如果箭头表明 DNA 的转录方向，哪一条链是合成 RNA 的模板? 16. DNA 和 RNA 各有几种合成方式，各由什么酶催化新链的合成？ 17. 真核生物基因转录的调控因子有哪些重要的结构模体？ 18. （1）不考虑合成氨基酸、mRNA、tRNA 或核糖体所需的能量，计算合成由 600 个氨基酸残基组成的大肠 杆菌某蛋白需水解多少个磷酸酐键？（2）蛋白质的合成为什么需要消耗这样多的自由能？ 分子生物学作业答案 （一）填空 1. （1）2 （2）3.4 2. （3）3′→5′外切酶， （4）校对 3. （5）模板链（-链或反意义链）（6）非模板链（+链，或有意义链，或编码连） ， 4. （7）增大 （8）下降 5. （9）NAD 7.
14 15 15 14 14
g，求人体
上链和下链分别用 W 和 C 表示，箭头表明 DNA 复制时复制叉移动的方向。试问： （1）哪条链是合成滞后链的 模板?（2）试管中存在单链 W，要合成新的 C 链，需要加入哪些成分?（3）如果需要合成的 C 链被 P 标记，核
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（10）ATP （12）tRNA、5SrRNA 和一些小 RNA （14）P （16）丧失 （20）hnRNA 和一些小 RNA （22）9 （26）ζ 4. 错 5. 错 6.错 7. 对 8. 错 20. 对 9. 对 21. 错 10. 错 11. 对 12.错 13.
6. （11）核质 （13）SD 序列 8. （15）升高 10. （19）核质 11. （21）1
分子生物学作业 一、填空 1. DNA 双螺旋直径为 （1） 2. 大肠杆菌 DNA 聚合酶Ⅲ的 4. DNA 变性后，紫外吸收 nm，每隔 （2） nm 螺旋上升一圈。 （3） 活性使之具有 （4） 功能，极大地提高了 DNA 复制的保真度。 ，另一条链叫做 （6） 。 （7） ，粘度 （8） 。