分子生物学第2章生物大分子
现代分子生物学复习重点
现代分子生物学复习资料第一章绪论分子生物学：是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构及其重要性、规律性和相互关系的科学分子生物学的主要研究内容1、DNA重组技术2、基因表达调控研究3、生物大分子的结构功能研究——结构分子生物学4、基因组、功能基因组与生物信息学研究5、DNA的复制转录和翻译第二章染色体与DNA半保留复制：DNA在复制过程中碱基间的氢键首先断裂，双螺旋解旋并被分开，每条链分别作为模板合成新链，产生互补的两条链。
这样新形成的两个DNA分子与原来DNA分子的碱基顺序完全一样，因此，每个子代分子的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的，所以这种复制方式被称为DNA半保留复制DNA半不连续复制：DNA双螺旋的两条链反向平行，复制时，前导链DNA的合成以5′-3′方向，随着亲本双链体的解开而连续进行复制；后随链在合成过程中，一段亲本DNA单链首先暴露出来，然后以与复制叉移动相反的方向、按照5′-3′方向合成一系列的冈崎片段，然后再把它们连接成完整的后随链，这种前导链的连续复制和后随链的不连续复制称为DNA 的半不连续复制原核生物基因组结构特点：1、基因组很小，大多只有一条染色体2、结构简练3、存在转录单元，多顺反子4、有重叠基因真核生物基因组的结构特点：1、真核基因组庞大，一般都远大于原核生物的基因组2、真核基因组存在大量的重复序列3、真核基因组的大部分为非编码序列，占整个基因组序列的90％以上，该特点是真核生物与细菌和病毒之间最主要区别4、真核基因组的转录产物为单顺反子5、真核基因是断裂基因，有内含子结构6、真核基因组存在大量的顺式作用元件，包括启动子、增强子，沉默子等7、真核基因组中存在大量的DNA多态性8、真核基因组具有端粒结构DNA转座（移位）是由可移位因子介导的遗传物质重排现象DNA转座的遗传学效应：1、转座引入插入突变2、转座产生新的基因3、转座产生的染色体畸变4、转座引起生物进化转座子分为插入序列和复合型转座子两大类环状DNA复制方式：θ型、滚环型和D-环型第三章生物信息的传递（上）从DNA到RNA转录：指拷贝出一条与DNA链序列完全相同的RNA单链的过程启动子：是一段位于结构基因5′段上游区的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确地结合并具有转录起始的特异性原核生物启动子结构：存在位于-10bp处的TATA区和-35bp处的TTGACA区，其是RNA聚合酶与启动子的结合位点，能与σ因子相互识别而具有很高的亲和力终止子：是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列（促进转录终止的DNA序列）终止子的类型：不依赖于ρ因子和依赖于ρ因子增强子：能增强或促进转录起始的序列增强子的特点：1、远距离效应2、无方向性3、顺式调节4、无物种和基因的特异性5、具有组织特异性6、有相位性7、有的增强子可以对外部信号产生反应上升突变：增加Pribnow区共同序列的同一性，将Pribnow区从TATGTT变成TATATT的启动子突变，会提高启动子的效率，提高乳糖操纵子基因的转录水平下降突变：把Pribnow区从TATAAT变成AATAAT的启动子突变，会大大降低其结构基因的转录水平RNA编辑及其生物学意义：RNA的编辑是某些RNA，特别是mRNA前体的一种加工方式，如插入、删除或取代一些核苷酸残基，导致DNA所编码的遗传信息的改变生物学意义：1、校正作用2、调控翻译3、扩充遗传信息RNA的再编码：mRNA在某些情况下不是以固定的方式被翻译，而可以改变原来的编码信息，以不同的方式进行翻译，科学上把RNA编码和读码方式的改变称为RNA的再编码比较原核和真核基因转录起始位点上游区的结构：1、原核基因启动区范围较小，一般情况下，TATAAT的中心位于-10——-7，上游-70——-30区为正调控因子结合序列，-20——+1区为负调控因子结合序列；真核基因调控区较大，TATAA/TA区位于-30——-20，而-110——-40区为上游激活区-2、除Pribnow区之外，原核基因启动子上游只有TTGACA区作为RNA聚合酶的主要结合位点，参与转录调控；而真核基因除了含有可与之相对应的CAAT区之外，大多数基因还拥有GC区和增强子区第四章翻译：所谓翻译是指将mRNA链上的核苷酸从一个特定的起始位点开始，按每3个核苷酸代表一个核苷酸的原则，依次合成一条多肽链的过程。
分子生物学名词解释
名词解释第一章绪论1 分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平上阐明蛋白质与蛋白质、蛋白质与核酸之间的互作及其基因表达调控机理的学科。
2 DNA重组技术是将不同DNA片段（如某个基因或基因的一部分）按照人们的设计定向连接起来，在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达，产生影响受体细胞的新的遗传性状。
3 功能基因组学又往往被称为后基因组学，它利用结构基因组所提供的信息和产物，发展和应用新的实验手段，通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能，使得生物学研究从对单一基因或蛋白质得研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。
第二章染色体与DNA1组蛋白是染色体的结构蛋白，其与DNA组成核小体。
2 C值：一种生物单倍体基因组DNA的总量。
3 DNA的一级结构即是指四种核苷酸的连接及排列顺序，表示该DNA分子的化学构成。
4DNA二级结构是指两条多核苷酸链反相平行盘绕所生成的双螺旋盘绕结构。
5DNA的高级结构指DNA双螺旋进一步扭曲盘旋所形成的特定空间结构。
6核小体是由H2A、H2B、H3、H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bpDNA组成的。
八聚体在中间，DNA分子盘绕在外，而H1则在核小体的外面。
每个核小体只有一个H1。
7DNA的半保留复制是DNA在复制时首先两条链之间的氢键断裂两条链分开，然后以每一条链分别做模板各自合成一条新的DNA链，这样新合成的子代DNA分子中一条链来自亲代DNA，另一条链是新合成的。
8复制时，双链DNA要解开成两股链进行，使复制起点呈叉状，被称为复制叉。
9复制子为生物体DNA的复制单位。
10错配 (mismatch)：DNA分子上的碱基错配称点突变(point mutation)11缺失：一个碱基或一段核苷酸链从DNA大分子上消失。
12插入：原来没有的一个碱基或一段核苷酸链插入到DNA大分子中间。
13框移突变是指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。
第二章生物大分子及其相互作用详解演示文稿
三、生物大分子的高聚物特性 • 核酸（DNA和RNA） • 蛋白质 • 多糖 • 脂质
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核 酸（Nucleic Acid）
核酸（DNA和RNA） 核酸分子的骨架是由核苷酸以[3’，5’]-磷酸二酯键连接成的
多核苷酸链。DNA和RNA的区别在于前者是4种脱氧核糖核苷 酸，后者为4种核糖核苷酸，不同的脱氧核苷酸或核苷酸的区别 在于其碱基的不同。
• 类脂的生理功能： 1)是生物膜的组成成分； 2)协助脂类和脂溶性维生素的吸收； 3）胆固醇是机体合成维生素D3、胆汁酸及 各种类固醇激素的重要原料。
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(3) 所有生物大分子共同存在于细胞环境中 细胞是生命的结构基础，是生物体结构功能的基本
单位。 (4) 生物体能进行自我更新
生物体能精确的自我复制、生长、繁殖，而且在一 定的条件下产生变异，产生新的生命类型，从而对新 环境表现出适应性。
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二、生物活性分子的化学本质
(2).纤维素
• 由葡萄糖以（14）糖苷键连接而成的直链，不溶 于水。
(3).几丁质（壳多糖） • N-乙酰-D-葡萄糖胺，以（14）糖苷键缩合而成
的线性均一多糖。 (4).杂多糖 • 糖胺聚糖（粘多糖、氨基多糖等）
• 透明质酸
• 硫酸软骨素 • 硫酸皮肤素 • 硫酸角质素
• 肝素
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涌现，如：
DNA重组技术
酶逐步降解技术 基因自动合成和测序技术 X线晶体学分析技术
计算机技术 以及不同技术组合，使获得清晰度的结构图象，了解生物过程 中蛋白质构象的动态变化，以及对生物大分子结构进行贮存，比 较和结构——功能预测成为可能。
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分子生物学
第一章绪论1、分子生物学简史：分子生物学是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子形态、结构特征及其重要性、规律性而相互联系的科学，是人类从分子水平上真正揭示生物世界的奥秘，由被动的适应自然界到主动的改造和重组自然界的基础科学。
2、分子生物学发展阶段第一阶段：分子生物学发展的萌芽阶段第二阶段：分子生物学的建立和发展阶段第三阶段：分子生物学的深入发展和应用阶段3、分子生物学的主要研究内容DNA重组技术；基因表达调控研究；生物大分子的结构与功能的研究；基因组、功能基因组与生物信息学的研究第二章染色体与DNA1、名词解释：不重复序列：在单倍体基因组中只有一个或几个拷贝的DNA序列。
真核生物的大多数基因在单倍体中都是单拷贝。
中度重复序列：每个基因组中10～104个拷贝。
平均长度为300 bp，一般是不编码序列，广泛散布在非重复序列之间。
可能在基因调控中起重要作用。
常有数千个类似序列，各重复数百次，构成一个序列家族。
高度重复序列：只存在于真核生物中，占基因组的10%~60%，由6~10个碱基组成。
卫星DNA（satellite DNA）:又称随体DNA。
卫星DNA是一类高度重复序列DNA。
这类DNA是高度浓缩的，是异染色质的组成部分。
微卫星DNA（microsatellite DNA）：又称短串联重复序列，是真核生物基因组重复序列中的主要组成部分，主要由串联重复单元组成。
重叠基因（overlapping gene,nested gene）:具有部分共同核苷酸序列的基因，及同一段DNA携带了两种或两种以上不同蛋白质的编码信息。
重叠的序列可以是调控基因也可以是结构基因部分。
多顺反子（polycistronic mRNA ) ：编码多个蛋白质的mRNA称为多顺反子mRNA 。
单顺反子(monocistronic mRNA) ：只编码一个蛋白质的mRNA称为单顺反子mRNA。
DNA的转座：又称移位（transposition)，是由可移位因子介导的遗传物质重排现象。
分子生物学名词解释二
分子生物学名词解释二生物大分子(biomacromolecule):具有较大的分子量,由简单的小分子排列组成,具有复杂的空间结构形成精确的相互作用系统,构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统.阐明生物大分子复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务.基因芯片技术：将大量探针分子（通常每平方厘米点阵密度高于 400 ）固定于支持物上后与标记的样品分子进行杂交，通过检测每个探针分子杂交信号的强度，获取样品分子的数量和序列信息.基因:是DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位,对于编码蛋白质的结构基因来说，基因是决定一条多肽链的DNA片段。
根据其是否具有转录和翻译功能可以把基因分为三类:第一类是编码蛋白质的基因，它具有转录和翻译功能，包括编码酶和结构蛋白的结构基因以及编码阻遏蛋白的调节基因.第二类是只有转录功能而没有翻译功能的基因，包括tRNA基因和rRNA基因.第三类是不转录的基因，它对基因表达起调节控制作用，包括启动基因和操纵基因.基因组：(genome):泛指一个有生命体、病毒或细胞器的全部遗传物质；在真核生物，基因组是指一套染色体（单倍体）DNA。
携带生物体全部遗传信息的核酸量。
基因组中不同的区域具有不同的功能：有些区域编码蛋白质的结构基因有些区域复制及转录的调控信号有些区域的功能尚不清楚真核生物基因组特点:1. 真核生物基因组DNA与蛋白质结合形成染色体，储存于细胞核内，除配子细胞外，体细胞内的基因的基因组是双份的（即双倍体,diploid），即有两份同源的基因组.2. 真核细胞基因转录产物为单顺反子。
一个结构基因经过转录生成一个mRNA分子，再翻译生成一条多肽链.3. 存在重复序列，重复次数可达百万次以上4. 基因组中不编码的区域多于编码的区域5. 大部分基因含有内含子，因此，基因是不连续的（断裂基因，split gene）6. 基因组远远大于原核生物的基因组，具有许多复制起始点，而每个复制子的长度较小.高度重复序列(high repeated sequence)高度重复序列在基因组中重复频率高，可达百万（106）以上，因此复性速度很快在基因组中所占比例随种属而异，约占10-60％，在人基因组中约占 20 ％。
分子生物学复习题
分子生物学复习题第一章绪论1、分子生物学概念及其主要研究内容。
①广义的分子生物学：是在分子水平上研究生命的重要物质的化学与物理结构、生理功能及其结构与功能的相关性，定量地阐明生物学规律，透过生命现象揭示复杂生命本质的一门学科。
狭义的分子生物学：偏重于核酸（基因）的分子生物学，主要研究基因DNA的复制、转录、翻译和调控等过程，同时也涉及与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究基因的分子生物学。
②主要研究内容：DNA重组技术，基因表达调控，生物大分子的结构功能研究，基因组、功能基因组与生物信息学研究。
第二章遗传物质基础——核酸1、核酸是怎么发现的？肺炎双球菌转化实验，Avery的体外转化实验，T2噬菌体感染实验，烟草花叶病毒的感染实验，Conrat烟草花叶病毒的重建实验。
2、作为遗传物质必须具备的条件是什么？贮存并表达遗传信息，能把信息传递给子代，物理和化学性质稳定，具有遗传变化的能力。
3、简述DNA的二级结构及其特性？(1)生物大分子主链周期性折叠形成的规则构象称为二级结构，即DNA螺旋。
(2)特性：①为右手反平行双螺旋；②主链位于螺旋外侧，碱基位于内侧；③两条链间存在碱基互补：A与T或G与C配对形成氢键，称为碱基互补原则（A与T为两个氢键，G与C为三个氢键）；④螺旋的螺距为3.4nm，直径为2nm ，每10个核苷酸形成一个螺旋。
⑤含有大沟和小沟。
4、维持DNA二级结构的化学作用力。
①氢键：弱键, 可加热解链，氢键堆积, 有序排列(线性, 方向)。
②碱基堆积力(非特异性结合力)：范德华力，疏水作用力(不溶于水的非极性分子在水中相互联合, 成串结合的趋势力)。
③带负电荷的磷酸基的静电斥力。
④碱基分子内能(温度升高使碱基分子内能增加时，碱基的定向排列遭受破坏)。
5、何谓DNA变性和复性？影响DNA变性和复性的因素有哪些？(1)变性：双螺旋区氢键断裂，空间结构破坏，形成单链无规线团状，只涉及次级键的破坏。
生物大分子的生物学特性介绍和应用
生物大分子的生物学特性介绍和应用生物大分子是生命存在与发展的基础，包括DNA、RNA、蛋白质和多糖等。
本文将介绍生物大分子的生物学特性和应用，涉及生命科学、医学、材料科学和能源转化等多个领域。
一、 DNA的生物学特性和应用DNA是存储遗传信息的分子，具有独特的双螺旋结构和配对规律。
利用PCR技术可以扩增DNA序列并定量，而基因工程技术则可以修改和表达特定DNA序列。
在生物学中，DNA被广泛应用于基因克隆、基因编辑、基因芯片、DNA测序和核酸药物等方面。
在医学领域，DNA被用于个性化医疗、疾病诊断和治疗等方面，如新冠病毒检测、癌症筛查、基因序列匹配等。
此外，DNA also has potential applications in nanotechnology and biocomputing.二、 RNA的生物学特性和应用RNA是分子生物学研究热点之一，包括mRNA、rRNA、tRNA 等。
在细胞中，RNA具有催化反应、调控基因表达和传递信息等多种功能。
基于RNA复杂的二级和三级结构，人们开发了RNA测序、RNA干扰和RNA激酶等技术。
在医学和生命科学中，RNA被应用于疾病治疗、生物制药、基因表达分析和转录组学研究等领域。
三、蛋白质的生物学特性和应用蛋白质是生物大分子中最复杂的一类，具有高度的结构和功能多样性。
根据氨基酸序列和折叠形态的不同，蛋白质可以分为结构蛋白和功能蛋白。
在生物学中，蛋白质扮演了重要的角色，包括酶、激素、免疫球蛋白、细胞信号传导蛋白等。
在生命科学和医学领域，蛋白质被广泛应用于药物研发、免疫学、蛋白质芯片、蛋白质酶解和分析等。
四、多糖的生物学特性和应用多糖包括单糖、寡糖和多糖等，是生物大分子的重要组成部分。
多糖具有多项的生物学功能，包括能量储存、细胞表面识别、基质保持、生长因子结合和炎症介质等。
在医学和生命科学中，多糖被广泛应用于生物材料、免疫学、药物传递和组织工程等领域。
总之，生物大分子是生命科学、医学和材料科学等领域的重要基础。
生物大分子：DNA
DNA的结构模型 （a）展示位于螺旋
内部的碱基配对
（b）双链螺旋 （c）空间填充模型
在沃森和克里克发表在Nature上的文 章中，有一句被称为“在科学文献中最伟大 的含糊句子”，来描述模型的生物学意义。
• 在原核和真核生物中都存在去除超螺旋的拓 扑异构酶I和II。
• 拓扑异构酶I: 通过一步改变DNA的连环数，不 需要ATP。
• 使DNA暂时产生单链缺口，让未被切割的一条 单链在切口结合之前穿过这一切口。
• 拓扑异构酶II：通过两步改变DNA的连环数，需 要ATP提供能量。
• 在DNA上产生瞬时双链缺口，并在缺口闭合以 前使一小段未被切割的双链DNA穿越这一缺口。
DNA的复制（半保留方式）
1958年， Matthew Meselson和Franklin Stahl 通过同位素标记实验进行了证实
碱基
核苷
核苷酸
Asymmetric 5’
2’
DNA中的碱基
purines
Adenine (A) Guanine (G)
pyrimidines
Cytosine (C) Thymine (T)
• 杂交（Hybridization）
来源不同的两条DNA链经变性后，通 过缓慢降温形成的人工杂交的DNA分子的 过程。
杂交
互补的DNA和RNA链也可以形成杂交 分子。杂交是分子杂交技术的基础，包括:
Southern 杂交： Northern 杂交 DNA芯片 原位杂交：染色体原位杂交
RNA原位杂交
分子生物学复习资料
分⼦⽣物学复习资料第⼀章1、分⼦⽣物学定义：从分⼦⽔平研究⽣物⼤分⼦的结构与功能从⽽阐明⽣命现象本质的科学，主要指遗传信息的传递（复制）、保持（损伤和修复）、基因的表达（转录和翻译）与调控。
2、Crick提出中⼼法则（P463）第⼆章1、染⾊体的结构和组成原核⽣物：●⼀般只有⼀条⼤染⾊体且⼤都带有单拷贝基因，除少数基因外（如rRNA基因）是以多拷贝形式存在。
●整个染⾊体DNA⼏乎全部由功能基因和调控序列所组成。
●⼏乎每个基因序列都与它所编码蛋⽩质序列呈线性对应关系。
真核⽣物：真核⽣物染⾊体中DNA相对分⼦质量⼀般⼤⼤超过原核⽣物，并结合有⼤量的蛋⽩质，结构⾮常复杂。
其具体组成成分为：组蛋⽩、⾮组蛋⽩、DNA。
2、组蛋⽩⼀般特性：进化上的保守性（不同种⽣物组蛋⽩的氨基酸组成是⼗分相似的。
对稳定真核⽣物的染⾊体结构起着重要的作⽤）；⽆组织特异性；肽链氨基酸分布的不对称性（碱性氨基酸集中分布在N端的半条链上。
例如，N端的半条链上净电荷为+16，C端只有+3，⼤部分疏⽔基团都分布在C端）；H5组蛋⽩的特殊性：富含赖氨酸（24%）；组蛋⽩的可修饰性（包括甲基化、⼄基化、磷酸化）。
3、变性：DNA双链的氢键断裂，最后完全变成单链的过程称为变性。
增⾊效应：在变性过程中，260nm紫外线吸收值先缓慢上升，当达到某⼀温度时骤然上升，称为增⾊效应。
4、复性：热变性的DNA缓慢冷却，单链恢复成双链。
减⾊效应：随着DNA的复性， 260nm紫外线吸收值降低的现象。
5、融解温度（Tm )：变性过程紫外线吸收值增加的中点称为融解温度。
⽣理条件下为85-95℃6、C值反常现象：C值是⼀种⽣物的单倍体基因组DNA的总量，⼀般情况，真核⽣物C值是随着⽣物进化⽽增加，⾼等⽣物的C值⼀般⼤于低等⽣物，但是某些两栖类C值⼤于哺乳动物，这种现象叫C值反常现象。
7、核⼩体是由H2A、H2B、H3、H4各两个分⼦⽣成的⼋聚体和由⼤约200bpDNA组成的。
分子生物学：生物大分子的结构与功能
蛋白质与核酸形成核蛋白体 生物膜是由蛋白质和脂质体组成的装配体
1.4 生命状态的基本逻辑原理
（一） 生物大分子虽然具有复杂的结构，但在组成方面却存在一 种基本的简单性，例如：
1.DNA由4种脱氧核糖核苷酸（4dNTP)聚合而成； 2.RNA由4种核糖核苷酸（4NTP)聚合而成； 3.蛋白质由20余种氨基酸聚合而成； 4.多糖由少数几种单糖聚合而成。 （二） 所有的生物都使用相同种类的的构件分子，似乎它们是从 一个共同的祖先进化而来。 （三） 每种生物的特性是通过它具有的一套与众不同的核酸和
三、蛋白质结构和功能
3.1蛋白质的生物学功能
催化功能；酶 结构功能；动物的皮，毛等 防御功能；抗体，补体，凝血酶 运动功能；肌球蛋白，肌动蛋白 运输功能；血红蛋白 信息功能；膜蛋白 贮存功能； 卵清蛋白，
3.2 蛋白质的分子组成
3.2.1元素组成
1）主要元素：碳、氢、氧、氮和硫，有些蛋白质还含有少量磷和金 属元素。 2）特点：各种蛋白质的含氮量很接近，平均含氮量为16%。 3）定氮法测定蛋白质含量：
回文结构
2.1.4、DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装
DNA的超螺旋结构
超螺旋结构：DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构 正超螺旋：盘绕方向与DNA双螺旋方同相同 负超螺旋：盘绕方向与DNA双螺旋方向相反
意义
DNA超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化及其调控对于 DNA复制和RNA转录过程具有关键作用。
snmRNAs的功能 参与hnRNA和rRNA的加工和转运。
微RNA (miRNA) piRNA (与Piwi蛋白相作用的RNA)
长链非编码RNA lncRNA 环状RNA CircRNA
长链非编码RNA lncRNA
分子生物学-生物大分子
分子生物学-生物大分子(总分：225.00，做题时间：90分钟)一、名词解释(总题数：7，分数：14.00)1.生物大分子(biological macromolecule)（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(见本章“学习要点”有关内容。
)解析：2.基序(motif)（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(蛋白质分予中以特定几何图形排列的二级结构单位，又称超二级结构(supersecondary structure)。
例如，α-螺旋-转角-α-螺旋，α-螺旋-β-片层-α-螺旋。
)解析：3.结构域(domain)（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(蛋白质结构的一个基本单位。
每个结构域的核心主要由一组相互交织的β-片层或一组α-螺旋组成，或β-片层和α-螺旋两者共同组成。
α-螺旋和β-片层所组成的结构域通常是致密折叠的球状单位。
)解析：4.核酶(ribozyme)（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(又称酶性核酸。
具有酶一样活性的RNA序列。
这是真核生物转录物内含子含有的内在前导序列(IGS)，能够在离体情况下，在没有任何酶和其他蛋白质分子存在时催化内含子的剪接。
分子生物学分章复习题
一、问答题1、分子生物学研究内容有哪些？●生物大分子，即DNA、RNA、蛋白质、多糖等；●DNA的结构与功能；●RNA在蛋白质合成中的作用；●蛋白质的结构与与功能；●遗传密码及基因表达调控的本质。
分子生物学第二章一、名词解释1、C值(C value)：一种生物单倍体基因组DNA的总量；2、半保留留复制：每个子代分子的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新成的，所以这种复制方式被称为DNA的半保留留复制。
3、复制子：生物体内能独立复制的单位称为复制子，即从复制起始点到终止点的区域称为复制子。
一个复制子只含一个复制起始点。
4、复制叉：复制时，复制起点呈现叉子的形式，被称作复制叉；5、前导链DNA：它的DNA合成是以5—3方向的，随着亲代双链DNA的解开而连续进行复制。
6、后随链DNA：它的DNA合成过程中，一段亲本DNA单链首先暴露出来，然后以与复制叉移动相反的方向按照5—3方向合成一系列冈崎片段，再把它们连接成完整的后随链。
7、冈崎片段：后随链DNA合成不是连续的，而是一段一段的，把这些片段称为冈崎片段。
8、转座子(transposon，Tn)：是存在于染色体DNA上可自主复制和移位的基本单位（可以位因子）9、插入序列(IS因子)很小DNA片段（约1 kb），末端具有倒置重复序列，转座时往往复制宿主靶位点一小段DNA，形成位于IS序列两端的正向重复区，它不含有任何宿主基因。
是细菌染色体或质粒DNA正常组成部分。
10、SNP（single nucleotide polymorphism）：是指基因组DNA序列中由于单个核苷酸(A，T，C和G)的突变而引起的多态性。
11、单倍型：位于染色体上某一区域的一组相关联的SNP等位位点被称作单倍型，相邻SNPs的等位位点倾向于以一个整体遗传给后代。
二、填空题1.染色体包括（DNA）和（蛋白质）两大部分。
2、真核把染色体上的蛋白质主要包括（组蛋白）和（非组蛋白）。
分子生物学习题答案
分子生物学习题答案篇一：分子生物学课后答案第一章绪论1.简述孟德尔、摩尔根和沃森等人对分子生物学发展的主要贡献。
答：孟德尔的对分子生物学的发展的主要贡献在于他通过豌豆实验，发现了遗传规律、分离规律及自由组合规律；摩尔根的主要贡献在于发现染色体的遗传机制，创立染色体遗传理论，成为现代实验生物学奠基人；沃森和克里克在1953年提出DAN反向双平行双螺旋模型。
2.写出DNA和RNA的英文全称。
答：脱氧核糖核酸（DNA, Deo_yribonucleic acid），核糖核酸（RNA, Ribonucleic acid）3.试述“有其父必有其子”的生物学本质。
答：其生物学本质是基因遗传。
子代的性质由遗传所得的基因决定，而基因由于遗传的作用，其基因的一半来自于父方，一般来自于母方。
4.早期主要有哪些实验证实DNA是遗传物质？写出这些实验的主要步骤。
答：一，肺炎双球菌感染实验，1，R型菌落粗糙，菌体无多糖荚膜，无毒，注入小鼠体内后，小鼠不死亡。
2，S型菌落光滑，菌体有多糖荚膜，有毒，注入到小鼠体内可以使小鼠患病死亡。
3，用加热的方法杀死S型细菌后注入到小鼠体内，小鼠不死亡；二，噬菌体侵染细菌的实验：1，噬菌体侵染细菌的实验过程：吸附→侵入→复制→组装→释放。
2，DNA中P的含量多，蛋白质中P的含量少；蛋白质中有S而DNA中没有S，所以用放射性同位素35S标记一部分噬菌体的蛋白质，用放射性同位素32P标记另一部分噬菌体的DNA。
用35P标记蛋白质的噬菌体侵染后，细菌体内无放射性，即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部；而用32P标记DNA的噬菌体侵染细菌后，细菌体内有放射性，即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内。
三，烟草TMV的重建实验：1957年，Fraenkel-Coat等人，将两个不同的TMV株系（S株系和HR株系）的蛋白质和RNA分别提取出来，然后相互对换，将S株系的蛋白质和HR 株系的RNA，或反过来将HR株系的蛋白质和S株系的RNA放在一起，重建形成两种杂种病毒，去感染烟草叶片。
分子生物学
CH1 绪论分子生物学：它是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平上阐述蛋白质与核酸、蛋白质与蛋白质之间相互作用的关系及其基因表达调控机制的学科。
分子生物学研究内容：1.生物大分子的结构功能研究；2.DNA复制、转录、翻译；3.基因表达调控研究；4.DNA重组技术。
模式生物（研究对象）：病毒、细菌、酵母菌、动物细胞、植物细胞。
中心法则：DNA的复制、转录和翻译。
生物大分子：相对分子质量为104到1012的有机化合物。
生物大分子种类：蛋白质、核酸、多糖等CH2蛋白质蛋白质的结构：1.一级结构：氨基酸的序列2.二级结构：α螺旋、β折叠3.三级结构：由二硫键、氢键、金属离子作用形成的三维高级结构4.四级结构：有多个具有三级结构的蛋白质亚基组成的高级结构。
一级结构：一级结构包括以下内容：1.组成蛋白质的多肽数目2.每一条肽链中末端氨基酸的种类3.每一条肽链中氨基酸的数目、种类和排列顺序4.链内和链间的二硫键的位置和长度结构与功能的关系：1.结构不同、功能不同2.结构有差异，功能不一定不相同多肽链的基本参数：1.平均每个氨基酸的分子量1102.展开的长度1000-5000 AA折叠后的长度40-80 A二级结构：氢键维持着蛋白质的二级结构α螺旋：1.是蛋白质二级结构的主要形式之一。
2指多肽链主链围绕中心轴呈有规律的螺旋式上升，每3.6个氨基酸参节螺旋上升一圈向上平移0.15 nm，螺距为0.54 nm。
3.螺旋方向为右手螺旋。
4.氨基酸侧脸R基团外展。
5.每个肽键的N-H和第四个肽键的羰基氧形成氢键，氢键方向与螺旋长轴基本平行。
链中所有肽键都可形成氢键，故α螺旋十分稳定。
β折叠：1.此结构的氢键主要是由两条肽链之间形成的；也可以在同一肽链的不同部分之间形成。
2.几乎所有肽键都参与氢键的交联，氢键与链的长轴接近垂直。
3.台联的主链呈锯齿状折叠构象4.在β折叠中，α碳原子总是处于折叠的角上，氨基酸的R集团处于折叠的棱角上并与棱角垂直；两个氨基酸之间的轴心距为0.35 nm三级结构：纤维状蛋白：由细长的α螺旋或β折叠构成，细胞、组织或器官的结构组成部分，难溶于水和其他溶剂的蛋白质。
现在分子生物学复习资料
现在分子生物学作业及答案第一章：分子生物学绪论1、分子生物学的定义。
从分子水平阐明生命现象和生物学规律。
研究蛋白质及核酸等生物大分子特定的空间结构及结构的运动变化与其生物学功能关系。
2、简述分子生物学的主要研究内容。
分子生物学研究内容（1）DNA重组技术（基因工程）（2）基因的表达调控（3）生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学）（4）基因组、功能基因组与生物信息学研究3、谈谈你对分子生物学未来发展的看法？第二章：DNA结构（1）1、DNA双螺旋模型是哪年、由谁提出的?简述其基本内容？1953年由美国科学家Watson和英国科学家Crick。
1、主链是由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴构成的右手螺旋结构，脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架2、两条链上的碱基以氢键相连，G与C配对，A与T配对。
嘌呤和嘧啶碱基对层叠于双螺旋的内侧2、DNA的双螺旋结构有哪几种不同形式，各有何特点？右手螺旋：A-DNA，B-DNA、左手螺旋：Z-DNAB-DNA构象：相对湿度为92%时，DNA钠盐纤维为B-DNA构象。
在天然情况下，绝大多数DNA以B构象存在。
A-DNA构象：当相对湿度改变（75%以下）或由钠盐变为钾盐、铯盐，DNA的结构可成为A构象。
它是B-DNA螺旋拧得更紧的状态。
DNA-RNA杂交分子、RNA-RNA双链分子均采取A构象。
Z-DNA构象：在一定的条件下（如高盐浓度），DNA可能出现Z构象。
Z-DNA是左手双螺旋，磷酸核糖骨架呈Z字性走向。
不存在大沟，小沟窄而深，并具有更多的负电荷密度。
Z-DNA的存在与基因的表达调控有关。
3、简述DNA的C-值以及C-值矛盾（C Value paradox）。
形态学的复杂程度（物种的生物复杂性）与C-值大小的不一致，称为C值矛盾（C-值悖理）（C-值是一种生物的单倍体基因组DNA的总量。
）4、简述真核生物染色体上组蛋白的种类，组蛋白修饰的种类及其生物学意义。
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蛋白质的二级结构
氢键是维持α螺旋 的主要作用力
蛋白质的二级结构
α螺旋的氢键
蛋白质的二级结构
1. α螺旋
α螺旋的手性：几乎都是右手螺旋——逆时针 α螺旋的稳定性：取决于肽链侧基大小和所带电荷 甘氨酸、异亮氨酸、脯氨酸
蛋白质的二级结构
1. α螺旋
每个螺旋3.6个残基，沿螺旋轴方向上升0.54 nm 每个残基绕轴100度，延轴上升0.15 nm 氢键是维持α-螺旋的主要作用力
RNA的种类：mRNA、tRNA、rRNA、snRNA等 tRNA的高级结构 rRNA的高级结构
其他RNA的高级结构
tRNA的二级结构
tRNA的二级结构是三叶草形， 包括：
1. 氨基酸接收臂
2. 尿嘧啶环（D臂）
3. TψC环 4. 反密码子环
5. 额外环
tRNA的L形三级结构
尿嘧啶环（D臂）与TψC环、额外环形成额外的碱基对，是维 持tRNA三级结构的重要因素
O
C COOH
H
氨基
脂肪族：中性、羟基、碱性、酸性 芳香族、杂环族
羧基
氨基酸的解离——酸的作用
COONH3+ C
R
COO-
H
NH2
C
R
H
H+
氨基酸的解离——碱的作用
COONH3+ C R H H+
COOH
NH3+
C R
H
常见的组成蛋白质 的氨基酸
氨基酸的分类
按R基的化学结构 脂肪族：中性：甘、丙、缬、亮、异亮 含羟基（或硫）：丝、苏、半胱、甲硫 酸性及其酰胺：天冬、谷
4.
5.
碱基在任一条链上的顺序不受限制
碱基配对的基本原则：A = T G=C A+G=C+T
DNA的三级结构
DNA双螺旋进一步扭曲盘绕形成更复杂的空间结构，包括超 螺旋、线性双链中的扭结、多重螺旋等
RNA的高级结构
1. RNA通常的单链线型分子 2. 可自身折叠形成局部双螺旋
3. 进一步折叠成复杂三级结构
蛋白质四级结构的优越性
1. 增强结构稳定性
2. 提高遗传经济性和效率 3. 使催化基团汇集在一起
4. 具有协同性和别构效应
蛋白质的结构
蛋白质的多样性
蛋白质的性质
蛋白质分子的大小：相对分子质量0.6-100 蛋白质分子的形状：圆球形，不对称的（椭圆、纺锤 体） 蛋白质的酸碱性：与氨基酸相同 蛋白质的胶体性质：不易聚集成大颗粒而沉淀、亲水
2.4 染色体
染色体包括蛋白质与DNA两部分，位于真核细胞核 的核仁、原核细胞的类核体。 真核细胞染色体是二倍体（生殖细胞单倍体）
染色体特点：
1.分子结构相对稳定； 2.能自我复制；
3.指导蛋白质合成；
4. 能产生可遗传的变异
染色体上的蛋白质
染色体上的蛋白质主要包括组蛋白和非组蛋白 组蛋白特性： 1. 进化上的极端保守性（稳定染色体结构）； 2. 无组织特异性； 3. 肽链上氨基酸分布的不对称性；
α螺旋的手性：几乎都是右手螺旋——逆时针
α螺旋的稳定性：取决于肽链侧基大小和所带电荷
蛋白质的二级结构
2. β折叠
蛋白质的二级结构
β折叠的平行式和反平行式
蛋白质的二级结构
β折叠的反平行式
蛋白质的二级结构
3. β转角：允许肽链方向倒转 β凸起：非重复性
蛋白质的二级结构
蛋白质的超二级结构
DNA的一级结构：四种脱氧核糖核苷酸通过3’, 5’-磷酸二酯键 连接起来的直线或环形多聚体
RNA的一级结构：线形多聚核糖核苷酸
DNA的二级结构
1. 2. 3. 两条相互平行的脱氧核糖核苷酸长链 相互缠绕 外侧脱氧核糖和磷酸交替连接，嘌呤 与嘧啶位于内侧 两条核苷酸链依靠碱基之间形成的氢 键相联系
分子生物学
贵州大学林学院2017-2018年（下）2016级本科生林学专业选修课 任课教师：王姝
第2章 生物大分子
2.1 生物大分子的形成 2.2 蛋白质 2.3 核酸 2.4 染色体（DNA+蛋白质）
2.5 核糖体（RNA+蛋白质）
2.1 生物大分子的形成
1. 生命元素：6种（C, H, O, N, P, S） 2. 元素—单体—寡聚体—大分子 3. 分子中电荷的分布：电负性、亲水性、疏水性、两亲 性 4. 分子内外的相互作用： 结构单元的连接（强）：离子键、共价键（极性、非 极性，偶极） 大分子的三维构象（弱）：范德华力（偶极）、静电力、 氢键、疏水键（非极性分子）
碱性：赖、精
芳香族：苯丙、酪、色 杂环族：组、脯
氨基酸种类的决定基团——R基
中性
含羟基
酸性
碱性
氨基酸种类的决定基团——R基
芳香环
杂环
氨基酸的分类
按R基的极性分类 1. 非极性：脂肪族、芳香族等
2. 不带电荷的极性：羟基、氨基等形成
3. 带正电：碱性 例如：NH2 → NH3+
4. 组蛋白有修饰作用（甲基化、乙酰化等）；
5. 富含赖氨酸的组蛋白H5 非组蛋白：HMG蛋白、DNA结合蛋白、A24非组蛋白等
染色体上的DNA
真核生物基因组DNA： 1. 不重复序列：蛋清蛋白、血红蛋白等的基因 2. 中度重复序列：核糖体、结构基因（组蛋白基因）
3. 高度重复序列：卫星DNA，异染色质，功能不明
核苷 ↓ 核苷中的戊糖与磷酸缩合 ↓
核苷酸
核酸的结构
核苷中的戊糖与磷酸反应形成核苷酸
H OH
核酸和脱氧核酸的四种核苷酸
核苷酸的结构
磷酸 核苷酸 核苷 碱基：嘌呤：腺嘌呤(A)/鸟嘌呤(G) 戊糖：脱氧核糖、核糖
嘧啶：胞嘧啶(C)/胸腺嘧啶(T)—DNA
胞嘧啶(C)/尿嘧啶(U)—RNA
DNA和RNA的一级结构
与蛋白质相关的分子生物学技术
蛋白质分离、纯化和检测技术
质谱与蛋白质组学技术
蛋白质与RNA相互作用技术 其他分子生物学技术
2.3 核酸
核酸：核糖核酸（RNA）、脱氧核糖核酸（DNA）
DNA是主要遗传物质，RNA有参与蛋白质的合成等 其他功能
核酸的结构
核酸的性质
核酸的结构
rRNA的高级结构
rRNA是核糖体的骨架，由大小两个亚基组成
核酸的性质
核酸的水解：酸、碱、酶
酸碱性： 紫外线吸收， 变性、复性及杂交
与核酸有关的分子生物学技术
核酸基本操作技术 核酸的分离、提纯和检测 聚合酶链反应（PCR） 基因克隆技术 核酸分子杂交 基因功能研究技术 基因表达及分析 基因敲除与基因沉默 蛋白质与RNA相互作用技术 基因芯片技术
氨基酸的化学式——兼性离子
R
H2NCHCOOH
COO-
NH3+
C
H
R
肽键
H
H2O
H
NH3
C
COOH
NH3
C
COOH
R
O C NH
R
肽链
H NH3 C R1 氨基
O C N H
H C R2
O C N H
H C R3
O C
COOH
羧基
肽链
H NH3 C R1
O
C N H
H C R2
O
C N
H C R3
蛋白质的三级结构
蛋白质三级结构（球状蛋白质）的特征 1. 含多种二级结构元件
2. 具有明显的折叠层次
3. 是紧密的球状或椭球状实体
4. 疏水侧链在分子内部，亲水测在分子表面——维持结 构的稳定，形成三级结构的主要动力
5. 分子表面有一个空穴（裂沟、凹槽或口袋）——结合 底物、效应物等配体且有生物活性的部位
2.1 生物大分子的形成
分子内强相互作用：
离子键：NaCl
共价键: O-H, N-H, C-H, C-C 分子内、间弱相互作用： 范德华力: 瞬时偶极距 静电力: 正负电基团之间
氢键: N—H—O
疏水键: 非极性分子
2.2 蛋白质
氨基酸：20种，L-(α)氨基酸（右手螺旋，Cα） 肽链：肽键的形成 蛋白质：一级结构、二级结构、三级结构 人体必需氨基酸9种，指人体不能合成或合成速度远不适应机 体的需要，必须由食物蛋白供给。 “甲携来一本亮色书” 赖氨酸（Lysine ）、色氨酸（Tryptophan）、苯丙氨酸 （Phenylalanine）、甲硫氨酸（Methionine）、苏氨酸 （Threonine）、异亮氨酸（Isoleucine ）、亮氨酸 （Leucine ）、缬氨酸（Valine），组氨酸（Hlstidine）。
核酸的基本结构单位是核苷酸 核苷酸的组成：核苷（戊糖、含氮碱基）和磷酸
核酸 核苷酸
戊糖 磷酸 核苷 碱基
核酸的结构
核酸的结构
核酸中的戊糖有两类：核糖与脱氧核糖
核酸的结构
核糖与脱氧核糖分别形成核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸
核酸的结构
1. 核苷酸的形成 戊糖和碱基（嘧啶、嘌呤）缩合
↓
B. 平行或混合性β折叠片（ α ，β- 结构）
C. 反平行β折叠片（全β 结构） D. 富含金属或二硫键（不规则小蛋白结构）
蛋白质的结构域
蛋白质的三级结构
A. 反平行α螺旋结构域 （全α 结构）
B. 平行或混合性β折叠片 （ α ，β- 结构） C. 反平行β折叠片（全β 结构） D. 富含金属或二硫键（不 规则小蛋白结构）
三级结构：结构域的组合→球蛋白
四级结构：球蛋白的聚集体
蛋白质的一级结构——肽链