2015年秋西南大学《分子生物学》[0462]大作业A最新答案

1952年Hershey和Chase等利用大肠杆菌噬菌体实验证实了DNA是遗传物质的本质。在噬菌体中，DNA是惟一含磷的物质，而蛋白质是惟一含硫的物质。利用含P或S的放射性培养基培养噬菌体，得到了放射性标记噬菌体。使标记|的噬菌体吸附细菌，几分钟后离心除去未吸附的噬菌体。然后利用捣碎机捣碎使噬菌体和细菌分开。离心后细菌在沉淀中，而噬菌体在上清液中。这时发现放射性的硫有80%在上清液中，只有20%在沉淀中，而磷的情况则相反。说明在噬菌体感染的过程中，DNA进入了细菌体内，而蛋白质留在细菌体外。证明具有遗传作用的是DNA而不是蛋白质。
四、试以乳糖操纵子为例，说明操纵子学说的建立对分子生物学研究有何重要意义
（1）结构基因的直接产物mRNA是一种将基因信息直接传达给蛋白质的一种寿命很短的中间产物。mRNA一合成，就脱离DNA而和核糖体结合，并在核糖体上被翻译成多肽；与此同时，mRNA也就破坏了。多肽合成后就脱离核糖体，而核糖体可被反复使用；
西南大学网络与继续教育学院课程考试答题卷
学号：1420910923001姓名：王志荣层次：专升本
类别：网教专业：生物教育2015年12月
课程名称【编号】：分子生物学【0462】A卷
题号
一
二
三
四
五
总分
评卷人
得分
（横线以下为答题区）
一、研究DNA的一级结构有何生物学意义?
所谓DNA的一级结构就是指DNA分子中的核苷酸排列顺序。生物的遗传信息通过核苷酸不同的排列顺序储存在DNA分子中，DNA分子4种核苷酸千变万化的序列排列即反映了生物界物种的多样性。为了阐明生物的遗传信息，首先要测定生物基因组的序列。迄今已经测定基因组序列的生物数以百计。DNA分子的一级结构是DNA分子内碱基的排列顺序，DNA分子以密码子的方式蕴藏了所有生物的遗传信息，任何一段DNA序列都可以反映出它的高度个体性或种族特异性。
5、DNA作为遗传物质是如何证明的？
DNA是遗传物质的概念起源于1944年Avery等人首次证明DNA是细菌遗传性状的转化因子。他们从有荚膜、菌落光滑的Ⅲ型肺炎球菌（ⅢS）细胞中提取出纯化的DNA，加热灭活后再加入到无荚膜、菌落粗糙的Ⅱ型细菌（ⅡR）培养物中，结果发现前者的DNA能使一部分ⅡR型细胞获得合成ⅢS型细胞特有的荚膜多糖的能力。而蛋白质及多糖类物质没有这种转化能力。若将DNA事先用脱氧核糖核酸酶降解，也就失去了转化能力。这一实验不可能是表型改变，也不可能是恢复突变，因为ⅡR型菌产生的是ⅢS型的荚膜。它有力地证明DNA是转化物质。已经转化了的细菌，其后代仍保留合成Ⅲ型荚膜的能力，说明此性状可以遗传给后代。
3、原核生物的细胞中除了主染色体以外，还含有各种质粒和转座因子。质粒常为双链环状DNA，可独立复制，有的既可以游离于细胞质中，也可以整合到染色体上。转座因子一般都是整合在基因组中。
真核生物除了核染色体以外，还存在细胞器DNA，如线粒体和叶绿体的DNA，为双链环状，可自主复制。有的真核细胞中也存在质粒，如酵母和植物。
（2）mRNA的合成是从DNA链的固定点即操纵基因开始的，并按一定方向进行的；操纵基因控制着邻接的几个结构基因群（操纵子）的转录起始，因而操纵子是一个与转录有关的单位；
（3）还有一种功能与结构基因和操纵基因不同的调节基因，它能产生胞质性阻遏物，这种阻遏物对特定的操纵基因具有亲和性，发生能进行可逆的结合；当它和操纵基因结合时，整个操纵子的转录便停止，为操纵子内各个基因所支配的蛋白质的合成也因之停止；
（4）阻遏物（R）具有与低分子的为效应物（F）相结合的性质，这种反应为R＋FR′＋F′。对于诱导酶来说，R能和操纵基因结合，从而停止操纵子的转录。属于一种效应物的诱导物可使阻遏物失活，从而使转录恢复。对于阻遏酶来说，发生变化的阻遏物（R′）具有活性，在没有效应物存在时，操纵子能进行转录，当存在效应物时，转录则受到阻遏。这个学说后来作了部分修正，但基本原则未变。由于这个研究，Jacob和Monod以及巴斯德研究所的A．Lwoff共同获得了1965年诺贝尔医学生理学奖。
4、原核生物的DNA位于细胞的中央，称为类核（nucleoid）。真核生物有细胞核，DNA序列压缩为染色体存在于细胞核中。
5、真核基因组都是由DNA序列组成，原核基因组还有可能由RNA组成，如RNA病毒。
三、什么是密码的简并性?有何生物学意义?
同一种氨基酸具有两个或更多个密码子的现象称为密码子的简并性（degeneracy）。对应于同一种氨基酸的不同密码子称为同义密码子（synonymous codon），只有色氨酸与甲硫氨酸仅有1个密码子。
原核生物一般Baidu Nhomakorabea有一个环状的DNA分子，其上所含有的基因为一个基因组。
2、原核生物的染色体分子量较小，基因组含有大量单一顺序（unique-sequences），DNA仅有少量的重复顺序和基因。
真核生物基因组存在大量的非编码序列。包括：.内含子和外显子、.基因家族和假基因、重复DNA序列。真核生物的基因组的重复顺序不但大量，而且存在复杂谱系。
密码子简并性具有重要的生物学意义，它可以减少有害突变。若每种氨基酸只有一个密码子，61个密码子中只有20个是有意义的，各对应于一种氨基酸。剩下41个密码子都无氨基酸所对应，将导致肽链合成终止。由基因突变而引起肽链合成终止的概率也会大大增加。简并性使得那些即使密码子中碱基被改变，仍然能编码原来氨基酸的可能性大为提高。密码的简并也使DNA分子上碱基组成有较大余地的变动，例如细菌DNA中G+C含量变动很大，但不同G+C含量的细菌却可以编码出相同的多肽链。所以遗传密码的简并性在物种的稳定上起着重要的作用
DNA一级结构决定了二级结构，折叠成空间结构。这些高级结构又决定和影响着一级结构的信息功能。研究DNA的一级结构对阐明遗传物质结构、功能以及它的表达、调控都是极其重要的。
二、试比较真核生物基因组与原核基因组的主要区别？
1、真核生物基因组指一个物种的单倍体染色体组(1n)所含有的一整套基因。还包括叶绿体、线粒体的基因组。