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第2章染色体与DNA

名词解释

原癌基因：细胞内与细胞增殖相关的正常基因，是维持机体正常生命活动所必须的，在进化上高等保守。当原癌基因的结构或调控区发生变异，基因产物增多或活性增强时，使细胞过度增殖，从而形成肿瘤。

复制：以亲代DNA或RNA为模板，根据碱基配对的原则，在一系列酶的作用下，生成与亲代相同的子代DNA或RNA的过程。

转座子 (transposon 或 transposable element)：位于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。包括插入序列和复合转座子。

半保留复制：以亲代DNA双链为模板以碱基互补方式合成子代DNA，这样新形成的子代DNA 中，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制方式叫半保留复制。

染色体：染色体是遗传信息的载体，由DNA、RNA和蛋白质构成，其形态和数目具有种系的特性。在细胞间期核中，以染色质形式存在。在细胞分裂时，染色质丝经过螺旋化、折叠、包装成为染色体，为显微镜下可见的具不同形状的小体。

核小体：是构成真核生物染色体的基本单位，是DNA和蛋白质构成的紧密结构形式，包括200bp左右的DNA和9个组蛋白分子构成的致密结构。

填空题

1.真核细胞核小体的组成是DNA和蛋白

2.天然染色体末端不能与其他染色体断裂片段发生连接，这是因为天然染色体末端存在端粒结构。

3.在聚合酶链反应中，除了需要模板DNA外，还需加入引物、DNA聚合酶、dNTP和镁离子。

4.引起DNA损伤的因素有自发因素、物理因素、化学因素。

5.DNA复制时与DNA解链有关的酶和蛋白质有拓扑异构酶Ⅱ、解螺旋酶、单链DNA结合蛋白。

6.参与DNA切除修复的酶有DNA聚合酶Ⅰ、DNA连接酶、特异的核酸内切酶。

7.在真核生物中DNA复制的主要酶是DNA聚合酶δ。在原核生物中是DNA聚合酶Ⅲ。

8.端粒酶是端粒酶是含一段RNA的逆转录酶。

9.DNA的修复方式有错配修复、碱基切除修复、核苷酸切除修复、DNA的直接修复。

选择题

1.真核生物复制起点的特征包括（B）

A. 富含G-C区

B. 富含A-T区

C. Z-DNA

D. 无明显特征

2.插入序列（IS）编码（A）

A.转座酶

B.逆转录酶

C. DNA合成酶

D.核糖核酸酶

3.紫外线照射对DNA分子的损伤主要是(D)

A.碱基替换

B.磷酸脂键断裂C。碱基丢失 D.形成共价连接的嘧啶二聚体

4.自然界中以DNA为遗传物质的大多数生物DNA的复制方式（C）

A.环式

B.D环式

C.半保留

D.全保留

5.原核生物基因组中没有（A）

A.内含子

B.外显子

C.转录因子

D.插入序列

6.关于组蛋白下列说法正确的是(D)

A.为中性蛋白

B.为酸性蛋白

C.进化上不具保守性

D.染色体结合蛋白

7.DNA聚合酶Ⅰ（C）

A.是复制酶，但不是修复酶

B.没有模板依赖性

C.有5′→3′外切酶活性

D. 5′→3′聚合酶活性极强

简述DNA复制的过程

DNA的复制过程可被分为3个阶段，即复制的起始、延伸和终止。每个DNA复制的独立单元主要包括复制起始位点和终止位点。

DNA复制的起始包括预引发和引发两个阶段。在预引发阶段，DNA解旋解链，形成复制叉，引发体组装；在引发阶段，在引发酶的催化下以DNA链为模板合成一段短的RNA引物。复制时DNA链的延伸由DNA聚合酶催化，以亲代DNA链为模板，引发体移动，从5′→3′方向聚合子代DNA链。当子链延伸到达终止位点是，DNA复制就终止了，切除RNA引物，填补缺口，在DNA连接酶的催化下将相邻的冈崎片段连接起来形成完整的DNA长链。

试述真原核生物的DNA复制的特点的不同之处

①真核生物染色体有多个复制起点，多复制眼，呈双向复制，多复制子。原核生物的染色体只有一个复制起点，单复制子也呈双向复制。

②真核生物冈崎片段长约200bp比原核生物略短。真核生物DNA复制速度比原核慢，速度为1000～3000bp/min(仅为原核生物的1/20～1/50）。

③真核生物复制的终止在端粒处，原核生物的复制叉相遇时即终止。

④真核生物染色体在全部复制完之前起点不再重新开始复制；而在快速生长的原核生物染色体DNA复制中，起点可以连续发动复制。真核生物快速生长时，往往采用更多的复制起点。

⑤真核生物有多种DNA聚合酶，DNA聚合酶δ是真正的复制酶，在PCNA存在下有持续的合成能力。PCNA称为增殖细胞核抗原，相当于大肠杆菌DNA聚合酶Ⅲ的β-夹子，RFC蛋白相当于夹子装配器。

原核生物的DNA聚合酶有三种DNA聚合酶ⅢDNA的真正复制酶：多亚基酶，含十种亚基，该酶DNA合成的持续能力强。

⑥真核生物线性染色体两端有端粒结构，它是由许多成串的重短复序列组成，端粒功能是稳定染色体末段结构，防止染色体间的末端连接，并可补偿滞后链5’-末段在消除RNA 引物后造成的空缺，使染色体保持一定长度。端粒酶是含一段RNA的逆转录酶。

⑦RPA：真核生物的单链结合蛋白；RNaseH1和MF-1切除RNA引物，DNA聚合酶ε填补缺口。

简述半保留复制的生物学意义

DNA的复制过程（以大肠杆菌为例）

复制起始：

（1）、拓扑异构酶解开超螺旋。

（2）、Dna A蛋白识别并在ATP存在下结合于四个9bp的重复序列。

（3）、在类组蛋白（HU、ATP参与下, Dan A蛋白变性13个bp的重复序列,形成开链复合物。（4）、Dna B借助于水解ATP产生的能量在Dna C的帮助下沿5’→3’方向移动，解开DNA 双链，形成前引发复合物。

（5）、单链结合蛋白结合于单链。

（6）、引物合成酶（Dna G蛋白）开始合成RNA引物。

链的延长（冈崎片段的合成）：

在DNA聚合酶Ш的催化下，以四种5’-脱氧核苷三磷酸为底物，在RNA引物的3’端以磷酸二酯键连接上脱氧核糖核苷酸并释放出焦磷酸。DNA链的延伸同时进行前导链和滞后链的合成。两条链方向相反。

6、PCR的基本原理？

PCR是在试管中进行的DNA复制反应，基本原理是依据细胞内DNA半保留复制的机理，以及体外DNA分子于不同温度下双链和单链可以互相转变的性质，人为地控制体外合成系统的温度，