南昌大学系统生物学复习资料

系统生物学复习题

一、名词解释

同源性（homology）：进化过程中源于同一祖先的分支之间的关系。在进化上或个体发育上的共同来源而呈现的本质上的相似性，但其功能不一定相同。

直系同源：指的是不同物种之间的某一部分具有的同源性，不是整个物种之间的对比，只是其中的某些基因序列例如蛋白质的同源性，DNA序列的同源性。

并系同源：同一个基因组中有不同功能的同源基因，通过基因组、基因复制等过程形成。

分子钟：单位时间内同源蛋白质氨基酸顺序或DNA核苷酸序列取代的比率

有根树和无根树：有根树是具有方向的系统发生树(phylogenetic tree)，包含唯一的节点，将其作为树中所有物种的最近共同祖先。把有根树去掉根即成为无根树。无根树是没有方向的，其中线段的两个演化方向都有可能。

分子系统树：根据生物大分子的序列资料建立起来的、用图解法表示的、类似树状的分子进化模型。

分子进化（molecular evolution）：生物进化过程中生物大分子的演变现象。主要包括蛋白质分子的演变、核酸分子的演变和遗传密码的演变。

同源性搜索（Blast）：应用最广泛的序列相似性搜索工具。

NCBI：美国国立生物信息中心。全球最大的生物信息资源中心

序列比对（alignment）：为确定两个或多个序列之间的相似性以至于同源性，而将它们按照一定的规律排列。

分子系统学：通过对生物大分子（蛋白质、核酸等）的结构、功能等的进化研究，来阐明生物各类群（包括已绝灭的生物类群）间的谱系发生关系的一门学科。转导：由噬菌体将一个细胞的基因传递给另一细胞的过程。它是细菌之间传递遗传物质的方式之一。

非编码RNA：除mRNA外的其他所有RNA（不参与编码蛋白质的RNA）。

snRNA基因：核内小RNA，它是真核生物转录后加工过程中RNA剪接体的主要成分。

两点杂交：是基因定位最基本的一种方法，它首先通过一次杂交和一次用隐性亲本测交来确定两对基因是否连锁，然后再根据交换值来确定它们在同一染色体上的位置。

密码子偏爱：不同生物对编码同一氨基酸的不同密码子使用频率不同。

转录组：广义上指某一生理条件下，细胞内所有转录产物的集合，包括信使RNA、核糖体RNA、转运RNA及非编码RNA；狭义上指所有mRNA的集合。

基因组：一套染色体中的完整的DNA序列，包括其全部的遗传信息。

RFLP：指基因型之间限制性片段长度的差异，这种差异是由限制性酶切位点上碱基的插入、缺失、重排或点突变所引起的。

启动子：位于结构基因5'端上游的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确的结合并具有转录起始的特异性。

基因岛：是有横向起源迹象的一部分基因组。一个基因岛可以与多种生物功能相关，能与共生或病原机理相关，与生物体的适应性相关等。

snoRNA基因：是最早在核仁发现的小RNA，称作小核仁RNA，最初发现它们的生物功能是用来修饰rRNA的。

MicroRNA：是一类21~23 nt 的小RNA，其前体大概是70~100 nt 左右，形成标准的stem 结构，加工后成为21~23 nt 的单链RNA。microRNA 的作用机制是与mRNA 互补，让mRNA 沉默或者降解。

孟德尔第一定律：又称分离定律，在生物体的细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合;在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。

蛋白酶体：是在真核生物和古菌中普遍存在的，在一些原核生物中也存在的一种巨型蛋白质复合物。在真核生物中，蛋白酶体位于细胞核和细胞质中。主要作用

是降解细胞不需要的或受到损伤的蛋白质。

开放阅读框：是基因序列中的一段无终止序列打断的碱基序列，可编码相应的蛋白。

质粒：存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子。

内含子：断裂基因的非编码区，可被转录，但在mRNA加工过程中被剪切掉，故成熟mRNA上无内含子编码序列。

细菌人工染色体：是指一种以F质粒(F-plasmid)为基础建构而成的细菌染色体克隆载体，常用来克隆150kb左右大小的DNA片段，最多可保存300kb个碱基对。

二、简答题

1.NCBI数据库提供的同源性搜索（BLAST）有哪些主要类型，它们查询数据和

目标数据分别是什么？

答:类型：blastp, blastn, blastx,tblastn,tblastx。

查询数据：蛋白质，核苷酸，蛋白质，核苷酸（翻译），核苷酸（翻译）

目标数据：蛋白质，核苷酸，核苷酸（翻译），蛋白质，核苷酸（翻译）

2.什么是中性突变学说，它的主要观点有哪些？

答：中性突变学说认为分子水平上的大多数突变是中性或近中性的

其主要观点是

3.中性突变理论的贡献。

答：中性学说打破了以达尔文为代表的自然选择学说，在当时引起学术学界的相当大的反响，甚至神学也参和进来，其影响远远超出了群体遗传学，甚至进化生物学范围。随着生物学科的发展和大规模物种的基因组测序工作的展开，中性学说在得到更多数据的支持，其正确、有效将得到更好的认识。

4.请简述系统进化树构建的基本步骤。

答：1.多序列比对；2.选择建树方法及替代模型；3.建立进化树；4.进化树评估

有根树是由外类群来置根的，请问什么是外类群，如何选择外类群？

5.什么是外类群，如何选择外类群？

答：外类群是指为了探知内类群(指定被研究的对象)的演化关系而借助比较的外部类群,它与内类群在演化关系上是最为接近的类群,具有最相近的祖先,且在进化程度上低于内类群。

如何选择：选择一个或多个已知与分析序列关系较远的序列作为外类群；外类群可以辅助定位树根；外类群序列必须与剩余序列关系较近，但外类群序列与其他序列间的差异必须比其他序列之间的差异更显著。

6.简述距离法或最大简约法构建系统树的原理。

答：距离法：首先通过各个物种之间的比较，根据一定的假设（进化距离模型）推导得出分类群之间的进化距离，构建一个进化距离矩阵，分别依次将序列合并聚类，构建进化树。

最大简约法：奥卡姆哲学原理：解释一个过程的最好的理论是所需假设数目最少的。

7.如何理解分子进化速率的恒定性。

答：分子进化速率的恒定性是指核酸或蛋白质等生物大分子在进化的过程中碱基