分子生物学复习题及答案1

分子生物学复习思考题 1

1．写出分子生物学广义的与狭义的定义，现代分子生物学研究的主要内容，以及5个分子生物学发展的主要大事纪（年代、发明者、简要内容）。

广义上:分子生物学包括对蛋白质和核酸等生物大分子结构与功能的研究、以及从分子水平上阐明生命的现象和生物学规律。

狭义概念:既将分子生物学的范畴偏重于核酸（基因）的分子生物学，主要研究基因或DNA结构与功能、复制、转录、表达和调节控制等过程。其中也涉及到与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。

现代分子生物学研究的主要内容有：基因与基因组的结构与功能，DNA的复制、转录和翻译，基因表达调控的研究，DNA重组技术，结构分子生物学等。

几个分子生物学发展的主要大事纪（年代、发明者、简要内容）:

1.1944年,著名微生物学家Avery 等人在对肺炎双球菌的转化实验中

证实了DNA是生物的遗传物质。这一重大发现打破了长期以来，许

多生物学家认为的只有象蛋白质那样的大分子才能作为细胞遗传物

质的观点，在遗传学上树立了DNA是遗传信息载体的理论。

2.1953年，是开创生命科学新时代具有里程碑意义的一年，Watson

和Crick发表了“脱氧核糖核酸的结构”的著名论文，他们在Franklin

和Wilkins X-射线衍射研究结果的基础上，推导出DNA双螺旋结构

模型，为人类充分揭示遗传信息的传递规律奠定了坚实的理论基础。

同年，Sanger历经8年，完成了第一个蛋白质——胰岛素的氨基酸

全序列分析。

3.1954年Gamnow从理论上研究了遗传密码的编码规律, Crick在

前人研究工作基础上，提出了中心法则理论，对正在兴起的分子生物学研究起了重要的推动作用。

4.1985年,Saiki等发明了聚合酶链式反应(PCR)

2. 作为主要遗传物质的DNA具有哪些特性，研究DNA一级结构有什么重要意义？DNA拓扑异构体之间互变异构依赖于什么？

简述真核生物的染色体结构，它们是如何组装的？

有几种组蛋白参与核小体的形成？

作为遗传物质的DNA具有以下特性：

①贮存并表达遗传信息；

②能把遗传信息传递给子代；

③物理和化学性质稳定；

④有遗传变异的能力。

研究DNA以及结构的意义是：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、调控都极其重要。

如果使这种正常的DNA分子额外地多转几圈或少转几圈，就会使双螺旋中存在张力。当双螺旋分子末端开放时，这种张力可通过链的转动而释放，DNA恢复正常的双螺旋状态。如果固定DNA分子的两端，或者本身是共价闭合环状DNA或与蛋白质结合的DNA分子，DNA分子两条链不能自由转动，额外的张力不能释放，DNA分子就会发生扭曲，用以抵消张力。

这种扭曲称为超螺旋。超螺旋有正超螺旋和负超螺旋两种形式。

拓扑学是数学的一个分支，研究物体变形后仍然保留下来的结构特性。他们之间互变异构依赖于拓扑异构酶的催化。

真核生物的染色体十分复杂，具有不同层次的组装结构，染色质分为常染色质和异染色质两种。在常染色质中DNA的压缩比为1 000—2 000，相对比较伸展，主要为单拷贝基因和中等重复序列。异染色质是指在间期核中DNA折叠压缩程度较高，约8000-10000倍,以凝集状态存在，对碱性染料着色较深的区域。

在着丝粒、端粒、次缢痕以及染色体的某些节段，由较短和高度重复的DNA序列组成永久性的异染色质。另一些染色质区域随细胞分化而进一步折叠压缩，以封闭基因活性，称为功能性异染色质。染色质的基本结构单位是核小体。

核小体是由组蛋白核心和盘绕其上的DNA构成。核心由组蛋白H2A、H2B、H3和H4各2分子组成，所以是一个八聚体。

3. 核酸变性后分子结构和性质发生了哪些变化，引起DNA变性的主要因素

有哪些？检测核酸变性最简单的定性和定量方法是什么？写出DNA 复性的条件,影响DNA复性速度的因素包括哪些？规定复性实验的标准条件是什么？DNA复性程度怎样检测？DNA的Tm值一般与什么因素有关，什么是Cot曲线？核酸的分子杂交一般有几种类型？它们分别用于检测哪些物质？

DNA变性后原来隐藏在双螺旋内部的发色基团，成为单链而暴露出来，使DNA的物理和化学性质发生一系列的变化。这些变化包括：DNA 溶液的粘度大大下降；沉淀速度增加；浮力密度上升；粘度降低；紫外吸收光谱升高；双折射现象消失，比旋下降；酸碱滴定曲线改变；生物活性

丧失等。

引起DNA变性的主要因素有：温度、pH值、有机溶剂等。紫外吸收光谱的变化是检测变性最简单的定性和定量方法。

DNA的复性必须满足二个条件：①一定的离子强度，用以削弱两条链中磷酸基团之间的排斥力。②较高的温度，用以避免随机形成的无规则氢键。

影响DNA复性速度的因素包括：（1）DNA分子的复杂程度。（2）DNA 的浓度。（3）DNA片段的大小。（4）温度的影响。（5）阳离子的浓度。

规定复性实验的标准条件是：400核苷酸长度，Tm = 25℃的温度，阳离子强度0.18mol/L，此时的复性速度常数к≈5×105。

通过下列3种方法可以测定DNA序列复性的程度：

（1）S1核酸酶水解的双链DNA量。

（2）减色效应，在复性过程中可跟踪测定A260的光吸收值；

（3）S1核酸酶只催化单链DNA的水解，不能作用于双链DNA，因此将样品限定水解后测定抗羟基磷灰石层析，羟基磷灰石是

一种磷酸钙盐，经过一定的处理后，具有吸附双链DNA的能

力，洗脱时，只允许单链通过，从而可以计算出剩余双链DNA

的量。

DNA的Tm值大小一般与下列因素有关：

（1）DNA的均一性;

（2）G-C对含量;

（3）(3)介质中离子强度。