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《基础分子生物学》复习题及参考答案
一、 填空题
1. 核酸分子中糖环与碱基之间为 β 型的 糖苷 键，核苷与核苷之间通过 磷酸二酯 键连接成多聚体。
2. DNA变性后，紫外吸收 增加 ，粘度 下降 ，浮力密度 升高 ，生物活性 丧失 。
3. DNA双螺旋直径为 2 nm，每隔 3.4 nm上升一圈，相当于10个碱基对。
4. Z-DNA为 左 手螺旋。
5. hn-RNA是真核生物 mRNA 的前体。
6. 用Sanger的链末端终止法测定DNA一级结构时，链终止剂是 双脱氧核苷三磷酸 。
7. 维系DNA双螺旋结构稳定的力主要有 氢键 和 碱基堆积力 。
8. 在碱性条件下， 核糖 核酸比 脱氧核糖 核酸更容易降解，其原因是因为 核糖 核酸的每个核苷酸上 -OH 的缘故。
9. DNA复制时，连续合成的链称为 前导 链；不连续合成的链称为 随从链。
10. DNA合成的原料是 四种脱氧核糖核苷三磷酸 ；复制中所需要的引物是RNA 。
11. DNA合成时，先由引物酶合成 RNA引物 ，再由 DNA聚合酶Ⅲ 在其3′端合成DNA链，然后由 DNA聚合酶Ⅰ 切除引物并填补空隙，最后由 DNA连接酶 连接成完整的链。
12. 细菌的DNA连接酶以 NAD 为能量来源，动物细胞和T4噬菌体的DNA连接酶以 ATP 为能源。
13. 大肠杆菌RNA聚合酶的全酶由 α2ββ′σ 组成，其核心酶的组成为 α2ββ′ 。
14. RNA转录过程中识别转录启动子的是 σ 因子，协助识别转录终止部位的是 ρ 因子。
15. 真核细胞mRNA合成后的成熟过程包括 戴帽 、 加尾 、 剪接、 甲基化修饰 。
16. 遗传信息由RNA传递到 DNA 的过程称为逆转录，由 逆转录酶 催化。
17. 反密码子第 1 位碱基和密码子第 3 碱基的配对允许有一定的摆动，称为变偶性。

18. 在原核细胞翻译起始时，小亚基16SrRNA的3′端与mRNA5′端的 SD序列 之间互补配对，确定读码框架，fMet-tRNAf占据核糖体的 P位点 位置。
19. 细胞内多肽链合成的方向是从 N 端到 C 端，而阅读mRNA的方向是从 5′ 端到 3′ 端。
20. 在形成氨酰- tRNA时，由氨基酸的 羧 基与tRNA3′末端的 羟 基形成酯键。为保证蛋白质合成的正确性，氨酰tRNA合成酶除了对特定氨基酸有很强的 专一性 之外，还能将“错误”氨基酸从氨酰化-tRNA复合物上 水解 下来。
21. 转肽酶催化生成的化学键是 肽键 ，该酶还具有 酯酶 活性。
22. 肽链延伸包括：进位、 成肽 、和 移位 。
23. 翻译延长阶段的进位，是指 氨酰- tRNA 进入 A 位。翻译延长阶段的转位是指 mRNA 与 核糖体 做相对运动。
24. 体内大多数蛋白质形成正确的构象需要 分子伴侣 的帮助，某些蛋白质的折叠还需要 二硫键 互换酶和 脯氨酰肽酰 异构酶的催化。
25. 正调控和负调控是基因表达的两种最基本的调节形式，其中原核细胞常用 负调控模式，而真核细胞常用 正调控 模式。
26. 在原核细胞中，由同一调控区控制的一群功能相关的结构基因组成一个基因表达调控单位，称为 启动子 ，其调控区包括 启动 基因和 操纵 基因。
27. 有些基因的表达较少受环境的影响，在一个生物体的几乎所有细胞中持续表达，因此被称为 管家基因 ；另有一些基因表达极易受环境的影响，在特定环境信号刺激下，相应的基因被激活，基因表达产物增加，这种基因是可 诱导 的基因，相反，如果基因对环境信号应答时被抑制，这种基因是可 阻遏 的基因。
28. 在基因重组技术中，切割DNA用 限制性核酸内切酶 ，连接DNA用 DNA连接酶 。
29. 除噬菌体外， 质粒 和 病毒 也是分子克隆的常用载体。
30. 用动物病毒DNA改造的基因载体有 腺病毒载体 和 反转录病载体 。用于植物基因工程的常用载体是 Ti质粒 。
31. 将重组质粒导入细菌称 转化 ，将噬菌体DNA转入细菌称 转导 。
32. Southern印迹法、Northern印迹法和Western印迹法是分别用于研究 DNA 、 RNA 和 蛋白质 转移和鉴定的几种常规技术。

二、 选择题
1.有关核酸的杂交 （A,C,D）
A.DNA变性的方法常用加热和碱变性
B.相同来源的核酸才能通过变性而杂交
C.不同来源的核酸复性时，若全部或部分碱基互补就可以杂交
D.杂交可以发生在DNA与DNA之间，RNA与DNA，RNA与RNA之间
E.把待测DNA标记成探针进行杂交
2.DNA的复性速度与以下哪些有关（E）
A.温度 B.分子内的重复序列 C.pH D.变性DNA的起始浓度 E.以上全部
3.某DNA分子中腺嘌呤的含量为15%，则胞嘧啶的含量应为(D)
A．15% B．30% C．40% D．35% E．70%
4.DNA变性是指(D)
A．分子中磷酸二酯键断裂 B．多核苷酸链解聚
C．DNA分子由超螺旋→双螺旋 D．互补碱基之间氢键断裂
E．DNA分子中碱基丢失
5.寡聚dT-纤维素柱层析用于(D)
A. 从总DNA中分离纯化质粒DNA B. 从总核蛋白中分离DNP
C. 除去杂蛋白 D. 从总RNA中纯化mRNA
6.关于双螺旋结构学说的叙述哪一项是错误的(C)
A.由两条反向平行的脱氧多核苷酸链组成
B.碱基在螺旋两侧，磷酸与脱氧核糖在外围
C.两条链间的碱基配对非常严格，A与T间形成三个氢键，G与C间形成两个氢键
D.碱基对平面垂直于中心轴，碱基对之间的作用力为范德华力
E.螺旋每转一圈包含10个碱基对
7.下列关于双链DNA碱基含量关系，哪一个是错误的(B)
A．A=T，G=C B．A+T=G+C C．A+G=C+T D．A+C=G+T
8.下列是几种DNA分子的碱基组成比例。哪一种的Tm值最高(A)
A．A+T=15% B．G+C=25% C．G+C=40% D．A+T=80%
9．DNA复制时，下列哪一种酶是不需要的(E)
A．DNA指导的DNA聚合酶 B．DNA连接酶 C．拓朴异构酶 D．解链酶
E．限制性内切酶
10.DNA复制中的引物是(C)

A．由DNA为模板合成的DNA片段 B．由RNA为模板合成的RNA片段
C．由DNA为模板合成的RNA片段 D．由RNA为模板合成的RNA片段
E．引物仍存在于复制完成的DNA链中
11.DNA复制时，子链的合成是(C)
A.一条链5′→3′，另一条链3′→5′ B．两条链均为3′→5′
C．两条链均为5′→3′ D．两条链均为连续合成 E．两条链均为不连续合成
12.在E.coli细胞中DNA聚合酶Ⅰ的作用主要是(C)
A. DNA复制 B. E.coliDNA合成的起始 C. 切除RNA引物 D. 冈崎片段的连接
13.需要DNA连接酶参与的过程有(A)
A．DNA复制 B．DNA体外重组 C．DNA损伤的切除修复 D．RNA逆转录
14.DNA损伤的光修复作用是一种高度专一的修复方式，它只作用于紫外线引起的(A)
A.嘧啶二聚体　 B. 嘌呤二聚体　 C.嘧啶-嘌呤二聚体　 D.为两个单独的嘧啶碱基
15.真核细胞RNA聚合酶Ⅱ催化合成的是(B)
A．18SRNA B．mRNA C．tRNA D．5SRNA E．rRNA
16.转录指下列哪一过程(B)
A. 以RNA为模板合成DNA B. 以DNA为模板合成RNA
C. 以RNA为模板合成蛋白质 D. 以DNA为模板合成DNA
17.hnRNA是(B)
A.存在于细胞核内的tRNA前体 B.存在于细胞核内的mRNA前体
C.存在于细胞核内的rRNA前体 D.存在于细胞核内的snRNA前体
18.基因有两条链,与mRNA序列相同(T代替U)的链叫做(A)
A. 有义链　 B. 反义链　 C. 重链　 D. cDNA链
19.下列关于逆转录酶的叙述哪一个是错误的(D)
A.它以RNA为模板指导DNA的合成 B.它也可以DNA为模板指导DNA的合成
C.它具有RNase H活性 D.逆转录酶的作用不需要引物
20.多肽链的氨基酸序列取决于(D)
A．tRNA B. 18S rRNA C. 28S rRNA D．mRNA E. 氨基酰-mRNA合成酶
21.密码GGC的对应反密码子是（A）
A．GCC B. CCG C. CCC D. CGC E. GGC
22.关于密码子，错误的叙述是(C)

A．每一密码子代表一种氨基酸 B. 某些密码子不代表氨基酸
C．一种氨基酸只有一种密码子 D. 甲硫氨酸只有一种密码子
E. 密码子有种族特异性
23.一个N端为丙氨酸的20肽，其开放的阅读框架至少应该由多少个核苷酸残基组成？(C)
A．60个 B. 63个 C. 66个 D. 57个 E. 69个
24.氨基酰- tRNA中，tRNA与氨基酸的结合键是(E)
A．盐键 B. 磷酸二酯键 C. 肽键 D. 糖苷键 E. 酯键
25.原核生物和真核生物翻译起始不同之处(B)
A．真核生物的Shine-Dalgarno序列使mRNA与核糖体结合
B．真核生物帽子结合蛋白是翻译起始因子之一
C．IF 比eIF种类多
D．原核生物和真核生物使用不同起始密码
E．原核生物有TATAAT作为翻译起始序列，真核生物则是TATA
26.关于核蛋白体转肽酶，错误的叙述是(C)
A．转肽不需要GTP B. 转肽不需要ATP C．活性中心在小亚基
D. 活性中心在大亚基 E．活性中心与rRNA有关
27.一个氨基酸参入多肽链，需要(B)
A．两个ATP分子 B．一个ATP分子，两个GTP分子
C．一个ATP分子，一个GTP分子 D．两个ATP分子，一个GTP分子
E．两个GTP分子
28.信号肽段的作用是(C)
A．指导DNA合成的启动 B．指导多肽链糖基化 C．引导多肽进入内质网 D．指导RNA合成的启动 E．指导蛋白质合成的启动
29.多肽链合成后，其Ser可(B)
A．乙酰化 B．糖基化 C．磷酸化 D．甲基化 E．硫酸化
30.蛋白质合成后加工不包括(D)
A．蛋白质的磷酸化 B．信号肽的切除 C．蛋白质的糖基化
D．酶的构像变化 E．蛋白质的乙酰化
31.以下哪一种抑制剂只能抑制真核生物的蛋白质合成(C)
A．氯霉素 B. 红霉素 C．放线菌酮 D．嘌呤霉素 E．四环素
32．一个操纵子通常含有（B）
A.一个启动序列和一个编码基因 B.一个启动序列和数个编码基因
C.数个启动序列和一个编码基因 D.数个启动序列和数个编码基因
E两个启动序列和数个编码基因
33．有关操纵子学说的论述，正确的是（B）
A.操纵子调控系统是真核生物基因调控的主要方式

B.操纵子调控系统是原核生物基因调控的主要方式
C.操纵子调控系统由调节基因、操纵基因、启动子和结构基因组成
D.诱导物与阻遏蛋白结合启动转录
E.诱导物与启动子结合而启动转录
34．转录因子是（C）
A.调节DNA结合活性的小分子代谢效应物 B.调节转录延伸速度的蛋白质
C.调节转录起始速度的蛋白质 D.调节转录产物分解速度的蛋白质
E.促进转录产物加工的蛋白质
35．阻遏蛋白（阻抑蛋白）识别操纵子中的（C）
A.启动基因 B.结构基因 C.操纵基因 D.内含子 E.调节基因
36.在下列哪种情况下，乳糖操纵子的转录活性最高（A）
A.高乳糖，低葡萄糖 B.高乳糖，高葡萄糖 C.低乳糖，低葡萄糖
D.低乳糖，高葡萄糖 E.不一定
37.顺式作用元件是指（E）
A.基因的5ˊ侧翼序列 B.基因的3ˊ侧翼序列 C.基因的5ˊ和3ˊ侧翼序列
D.基因的5ˊ和3ˊ侧翼序列以外的序列 E.具有转录调节功能的特异DNA序列
38.反式作用因子是指（E）
A.具有激活功能的调节蛋白 B.具有抑制功能的调节蛋白
C.对自身基因具有激活功能的调节蛋白 D.对另一基因具有激活功能的调节蛋白
E.对另一基因有调节功能的蛋白质因子
39.下列关于限制性内切酶的叙述哪一项是错误的（C）
A.它能识别DNA特定的碱基顺序，并在特定的位点切断DNA
B.切割点附近的碱基顺序一般呈回文结构
C.它能专一性降解经甲基化修饰的DNA
D.是重组DNA的重要工具酶
E.主要从细菌中获得
40.基因工程中，不常用到的酶是（C）
A.限制性核酸内切酶 B.DNA聚合酶 C.DNA解链酶 D.DNA连接酶 E.反转录酶
41下列哪项不能作为表达载体导入真核细胞的方法？（D）
A.磷酸钙转染 B.电穿孔 C.脂质体转染 D.氯化钙转染 E.显微注射
42.重组体的筛选方法有（A）

A.抗药标志筛选 B.标记补救 C.分子杂交 D.免疫化学 E.酶联免疫检测
43.cDNA是指（D）
A.在体内合成的与病毒DNA或RNA互补的DNA
B.在体外经反转录合成的与DNA互补的DNA
C.在体外经转录合成的与DNA互补的RNA
D.在体外经反转录合成的与RNA互补的DNA
E.在体内经转录合成的与DNA互补的RNA
44．建cDNA文库时，首先需分离细胞的（C）
A.染色体DNA B.线粒体DNA C.总mRNA D.tRNA E.rRNA

三、
三、 判断题
(√)1.生物体内，天然存在的DNA分子多为负超螺旋。
(√)2.RNA分子可以发生热变性，并有增色效应。
(×)3.水分子可以插入天然DNA分子双螺旋空隙中。
(×)4.从结构基因中的DNA序列可以推出相应的蛋白质序列。
(√)5.提高盐浓度可使DNA分子的熔点（Tm）升高。
(√)6.RNA的局部螺旋区中，两条链之间的方向也是反向平行的。
(×)7.在E.coli细胞和真核细胞中都是由DNA聚合酶Ⅰ切除RNA引物。
(×)8.逆转录酶催化RNA指导的DNA合成不需要RNA引物。
(×)9.RNA病毒不含DNA基因组，根据中心法则它必须先进行反转录，才能复制和增殖。
(×)10.原核细胞和真核细胞的RNA聚合酶都能够直接识别启动子。
(×)11.大肠杆菌染色体DNA由两条链组成，其中一条链充当模板链，另外一条链充当编码链。
(×)12．由于遗传密码的通用性，用原核生物表达真核基因不存在技术障碍。表达出的蛋白质通常是有功能的。
(×)13.氨酰-tRNA合成酶可以通过合成反应的逆反应切除误载的氨基酸。
(×)14.所有氨酰-tRNA合成酶的作用都是把氨基酸连接在tRNA末端核糖的3ˊ-羟基上。
(×)15.在核糖体上形成肽链所需的能量，由水解GTP来提供。
(×)16.生物合成蛋白质时，A 位的氨基酸转移到P位，使P位的肽链延长，A 位空载的-tRNA随后便脱落。
(×)17.蛋白质能够折叠成何种三维结构，主要是由分子伴侣决定的。
(√)18.高等真核生物的大部分DNA是不为蛋白质编码的。
(√)19.大多数管家基因编码低丰度的mRNA.
(×)20.乳糖可以诱导乳糖操纵子的表达，所以乳糖对乳糖操纵子的调控属于正调控系统。

(√)21.某些蛋白质既可以作为阻遏蛋白又可以作为激活蛋白参与基因表达的调控。
(√)22.准备用原核生物表达真核基因时，最好通过cDNA获取目的基因。
(√)23.用原核生物表达真核生物的糖蛋白，其表达产物不会有正常的生物学功能。
(×)24.Ti质粒可以随土壤农杆菌进入植物细胞。
(×)25.用λ噬菌体作克隆载体时，外源DNA片断越小，克隆的成功率越高。
(√)26.基因克隆选择的宿主细胞必须无限制性核酸内切酶。
(×)27.采用蓝白斑选择法时，蓝色菌落或噬菌斑是含有重组载体的克隆。
(√)28．若1个氨基酸有3个遗传密码，则这3个遗传密码的前两个核苷酸通常是相同的。

四、名词解释（每题2分，共20分）
1.增色效应(hyperchromic effect)；
核酸从双链变为单链的无规则卷曲状态时，在260nm处的吸光度增加，称 “增色效应”。
2. 分子杂交（molecular hybridization）；
不同的DNA片段之间，DNA片段与RNA片段之间，如果彼此间的核苷酸排列顺序互补也可以复性，形成新的双螺旋结构。这种按照互补碱基配对而使不完全互补的两条多核苷酸相互结合的过程称为分子杂交。
3. 聚合酶链式反应（PCR）；
聚合酶链式反应（PCR）是扩增样品中的DNA量和富集众多DNA分子中的一个特定的DNA序列的一种技术。在该反应中，使用与目的DNA序列互补的寡核苷酸作为引物，进行多轮的DNA合成。其中包括DNA变性，引物退火和在Tap DNA聚合酶催化下的DNA合成。
4. DNA的变性与复性（denaturation and renaturation of DNA）；
DNA的变性是指DNA双螺旋区的氢键断裂，变成单链并不涉及共价键的断裂。DNA的复性是指变性DNA在适当条件下，又可使两条彼此分开的链重新缔合成为双螺旋结构。
5. Tm；
通常把加热变性DNA使增色效应达到最大增量一半时的的温度称为该DNA的熔点或熔解温度，用Tm表示。
6. 内含子与外显子
内含子是指结构基因中存在于外显子之间的非编码序列，也是基因中不表达的序列，属插入序列。外显子是指基因中编码蛋白质的序列。
7.半保留复制；

DNA复制的一种方式。每条链都可用作合成互补链的模板，合成出两分子的双链DNA，每个分子都是由一条亲代链和一条新合成的链组成。
8.冈崎片段；
相对比较短的DNA链（大约1000核苷酸残基），是在DNA的滞后链的不连续合成期间生成的片段，这是Reiji Okazaki在DNA合成实验中添加放射性的脱氧核苷酸前体观察到的。
9.复制体；
一种多蛋白复合体，包含DNA聚合酶，引发酶，解旋酶，单链结合蛋白和其它辅助因子。复制体位于每个复制叉处，进行染色体DNA复制的聚合反应。
10.编码链；
双链DNA中，不能进行转录的那一条DNA链，其核苷酸序列与转录生成的RNA的序列一致（在RNA中是以U取代了DNA中的T）。
11.内含子；
在转录后的加工中，从最初的转录产物除去的内部的核苷酸序列。术语内含子也指DNA中编码相应RNA的区域。
12.外显子（exon）
既存在于最初的转录产物中，也存在于成熟的RNA分子中的核苷酸序列。术语外显子也指DNA中编码相应RNA的区域。
13.遗传密码；
DNA编码链或mRNA上的核苷酸，以3个为一组（三联体）决定1个氨基酸的种类，称为三联体密码。mRNA的三联体密码是连续排列的，因此，mRNA的核苷酸序列可以决定蛋白质的一级结构。
14.摆动假说；
mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子相互辩认，大多数情况是遵从碱基配对规律的。但也可出现不严格的配对，这种现象就是遗传密码的摆动性，tRNA分子上有相当多的稀有碱基，例如次黄嘌呤（inosine,I）常出现于三联体反密码子的5′端第一位，它和mRNA密码子第3位的A、C、U都可以配对。
15.SD序列；
位于mRNA分子AUG起始密码子上游约8～13个核苷酸处，由4～6个核苷酸组成的富含嘌呤的序列，以-AG-GA-为核心。SD序列同16S rRNA近3′-末端的序列互补，在核糖体与mRNA的结合过程中起重要作用。
16.信号肽；
是未成熟的分泌性蛋白质中可被细胞转运系统识别的特征性氨基酸序列。有碱性N-末端区、疏水核心区及加工区三个区段。蛋白质被转运到细胞的一定部位后，信号肽即被切除。
17.多聚核糖体
是由1个mRNA分子与一定数目的单个核糖体结合而成的串珠状排列。每个核糖体可以独立完成一条肽链的合成，所以多个核糖体上可以同时进行多条肽链的合成，可以加速蛋白质的合成速度，提高模板

mRNA的利用率。
18.操纵子；
原核生物的几个功能相关的结构基因往往排列在一起，转录生成一个mRNA，然后分别翻译成几种不同的蛋白质。这些蛋白可能是催化某一代谢过程的酶，或共同完成某种功能。这些结构基因与其上游的启动子，操纵基因共同构成转录单位，称操纵子。
19.启动子；
是RNA聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件，包括至少一个转录起始点。在真核基因中增强子和启动子常交错覆盖或连续。有时，将结构密切联系而无法区分的启动子、增强子样结构统称启动子。
20.增强子；
是一种能够提高转录效率的顺式调控元件，最早是在SV40病毒中发现的长约200bp的一段DNA，可使旁侧的基因转录提高100倍，其后在多种真核生物，甚至在原核生物中都发现了增强子。增强子通常占100～200bp长度，也和启动子一样由若干组件构成，基本核心组件常为8～12bp，可以单拷贝或多拷贝串连形式存在。
21.衰减子；
在原核生物的Trp操纵子结构中，第一个结构基因与启动子P之间有一个区域含Trp密码子，称衰减子。当环境中Trp浓度很高时，它可通过编码并翻译，使正在转录的mRNA形成终止信号，从而终止Trp操纵子的表达。这种转录衰减实质上是转录与一个前导肽翻译过程的偶联，它是原核生物特有的一种基因调控机制。
22.反式作用因子；
大多数真核转录调节因子由某一基因表达后，通过与特异的顺式作用元件相互作用（DNA-蛋白质相互作用），或通过与基它调节因子的相互作用（蛋白质-蛋白质相互作用），反式激活另一基因的转录，故称反式作用蛋白或反式作用因子。
23.顺式调控元件：
指可影响自身基因表达活性的真核DNA序列。根据顺式作用元件在基因中的位置、转录激活作用的性质及发挥作用的方式，分为启动子、增强子及沉默子等。
24.降解物基因活化蛋白；
也就是cAMP受体蛋白（cAMP receptor protein,CRP），它与cAMP的复合物可以促进某些原核操纵子（如乳糖操纵子）的转录。
25.克隆技术；
“克隆”作为名词指相同的分子或细胞构成的群体，或一个共同的祖先通过无性繁殖所得到的群体，作为动词指获取“克隆”的过程。克隆技术特指获取“克隆”的过程，包括分子克隆，细胞克隆等技术。
26.限制性核酸内切酶；
就是识别DNA的特异序列，并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类核酸内切酶。限制性核酸内切酶存在于细菌体内，与相伴存在的甲基化酶共同构成细菌的限制、修饰体系，限制外源DNA，保护自身DNA，对保持细菌遗传物质的稳定具有重要意义。限制性核酸内切酶分为三类，其中的

Ⅱ类酶能特异性在一定的核苷酸序列处切割双链DNA，因而在基因工程中得到广泛的应用。
27.基因组DNA文库；
利用限制性核酸内切酶将染色体DNA切割成一定大小的片段，将这些片段分子与适当的克隆载体拼接成重组DNA分子，继而转入受体菌，使每个细菌内都携带一种重组DNA分子。不同细菌中的重组DNA分子可能包含不同的染色体DNA片段，这样，只要得到的转化细菌所携带的重组DNA分子种类足够多，则全部转化细菌所携带的各种染色体片段就代表了染色体的整个基因组。存在于转化细菌内，由克隆载体所携带的所有基因组DNA片段的集合称基因组DNA文库。基因组DNA文库涵盖了基因组的全部基因信息。
28. cDNA文库
以mRNA为模板，经反转录酶催化，在体外反转录成cDNA，与适当的载体（常用噬菌体或质粒载体）连接后转化受体菌，则每个细菌含有一段cDNA，并能繁殖扩增，这样包含着细胞全部mRNA信息的cDNA克隆集合称为该组织细胞的cDNA文库。基因组含有的基因在特定的组织细胞中只有一部分表达，而且处在不同环境条件、不同分化时期的细胞其基因表达的种类和强度也不尽相同，所以cDNA文库具有组织细胞特异性。cDNA文库显然比基因组DNA文库小得多，能够比较容易从中筛选克隆得到细胞特异表达的基因。另外，对真核细胞来说，从基因组DNA文库获得的基因与从cDNA文库获得的不同，基因组DNA文库所含的是带有内含子和外显子的基因组基因，而从cDNA文库中获得的是已经过剪接，去除了内含子的cDNA。一般来说，从cDNA文库获得的基因，因不含内含子而片段较小，更适合于用作基因工程的目的基因。由于原核生物不存在将hnRNA加工成mRNA的酶系统，若用原核生物表达真核基因，则目的基因一定要通过cDNA获取。

五、分析计算题

1.简述B-DNA的结构特征。
（1）两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕形成右手螺旋；
（2）嘌呤和嘧啶碱位于双螺旋的内侧，磷酸和核糖在外侧，彼此通过3′，5′磷酸二酯键相连接，形成DNA分子的骨架。碱基平面和纵轴垂直，糖环的平面则和纵轴平行；
（3）双螺旋的平均直径为2nm，两个相邻的碱基对之间相距的高度，碱基堆积距离为0.34nm，两个核苷酸之间的夹角为36度；
（4）两条核苷酸链依靠彼此碱基之间形成的氢键相联系而结合在一起；
（5）碱基在一条链上的排列顺序不受任何限制。
2.何谓Tm？影响Tm大小的因素有哪些？在实验中如何计算Tm值？
DNA的变性从开始解链到完全解链，是在一个相当窄的温度范围内完成的，在这一范围内，紫外线吸收值

的增加量达到最大增加量的50%时的温度为DNA的解链温度（溶解温度，melting temperature,Tm）。Tm值大小主要与GC含量有关，GC含量越高，Tm值越大；另外核酸分子越大，Tm值也越大，溶液pH值大于11.3，核酸完全变性，小于5.0则核酸容易脱嘌呤。降低溶液的离子强度会使Tm值下降，尿素等变性剂也会使Tm值下降。在实验中，Tm值计算公式：Tm=69.3+0.41(G+C%),小于20bp的寡核苷酸：Tm=4（G+C）+2（A+T）。
3.如果人体有1014个细胞，每个体细胞的DNA含量为6.4×109个碱基对。试计算人体DNA的总长度是多少？是太阳-地球之间距离（2.2×109公里）的多少倍？已知双链DNA每1000个核苷酸重1×10-18g，求人体的DNA的总质量。
每个体细胞的DNA的总长度为：6.4×109×0.34nm = 2.176×109 nm= 2.176m，
3.人体内所有体细胞的DNA的总长度为：2.176m×1014 = 2.176×1011km
这个长度与太阳-地球之间距离（2.2×109公里）相比为：2.176×1011/2.2×109 = 99倍，每个核苷酸重1×10-18g/1000=10-21g，所以，总DNA  6.4×1023×10-21=6.4×102=640g
4.什么是DNA变性？DNA变性后理化性有何变化？
DNA双链转化成单链的过程成变性。引起DNA变性的因素很多，如高温、超声波、强酸、强碱、有机溶剂和某些化学试剂（如尿素，酰胺)等都能引起变性。 DNA变性后的理化性质变化主要有：（1）天然DNA分子的双螺旋结构解链变成单链的无规则线团，生物学活性丧失；（2）天然的线型DNA分子直径与长度之比可达1：10，其水溶液具有很大的黏度。变性后，发生了螺旋-线团转变，黏度显著降低；（3）在氯化铯溶液中进行密度梯度离心，变性后的DNA浮力密大大增加；（4）沉降系数S增加；（5）DNA变性后，碱基的有序堆积被破坏，碱基被暴露出来，因此，紫外吸收值明显增加，产生所谓增色效应。（6）DNA分子具旋光性，旋光方向为右旋。由于DNA分子的高度不对称性，因此旋光性很强，其[a]=150。当DNA分子变性时，比旋光值就大大下降。
5.什么是核酸杂交？有何应用价值？
热变性后的DNA片段在进行复性时，不同来源的变性核酸（DNA或RNA）只要有一定数量的碱基互补（不必全部碱基互补），就可形成杂化的双链结构。此种使不完全互补的单链在复性的条件下结合成双链的技术称为核酸杂交。用被标记的已知碱基序列的单链核酸小分子作为探针，可确定待检测的DNA，RNA分子中是否有与探针同源的碱基序列。用此原理，制作探针，再通过杂交，可用于细菌，病毒，肿瘤和分子病的诊断（基因诊断）。也可用于基因定位，目的基因筛选，基因表达状况的分析等研究工作。
6.若使15N标记的大肠杆菌在14N培养基中生长三代，提取DNA，并用平衡沉降法测定DNA密度，其14N-DNA分子与14N－15N杂合DNA分子之比应为多少？
15N标记的大肠杆菌利用培养基中的14N合成DNA，第一代DNA双链都是14N－15N杂合DNA分子。第二代分别是以第一代中的14N和15N链作为母链合成新的DNA，所以

14N－DNA分子与14N－15N杂合DNA分子之比为1：1。第三代中的14N和15N母链的分子之比是3：1，所以14N－DNA分子与14N－15N杂合DNA分子之比应为3：1。
7.真核生物DNA聚合酶有哪几种？它们的主要功能是什么？
真核生物的DNA聚合酶有α、β、γ、δ、ε五种，均具有5′→ 3′聚合酶活性，DNA聚合酶γ、δ和ε有3′→5′外切酶活性，DNA聚合酶α和β无外切酶活性。DNA聚合酶α用于合成引物，DNA聚合酶δ用于合成细胞核DNA，DNA聚合酶β和ε主要起修复作用，DNA聚合酶γ用于线粒体DNA的合成。
8.真核细胞中有几种RNA聚合酶？它们的主要功能是什么？
真核生物的RNA聚合酶，按照对α-鹅膏蕈碱的敏感性不同进行分类：RNA聚合酶Ⅰ基本不受α-鹅膏蕈碱的抑制，在大于10-3mol/L时才有轻微的抑制。RNA聚合酶Ⅱ对α-鹅膏蕈碱最为敏感，在10-8mol/L以下就会被抑制。RNA聚合酶Ⅲ对α-鹅膏蕈碱的敏感性介于聚合酶Ⅰ和聚合酶Ⅱ之间，在10-5mol/L到10-4mol/L才会有抑制现象。RNA聚合酶Ⅰ存在于核仁中，其功能是合成5.8S rRNA、18 S rRNA和28 S rRNA。RNA聚合酶Ⅱ存在于核质中，其功能是合成mRNA、snRNA。RNA聚合酶Ⅲ也存在于核质中，其功能是合成tRNA和5 S rRNA及转录Alu序列。
9.真核生物三类启动子各有何结构特点？
真核生物三类启动子分别由RNA聚合酶I、II、III进行转录。类别I启动子包括核心启动子和上游控制元件两部分，需要UBF1和SL1因子参与作用。类别II启动子包括四类控制元件：基本启动子、起始子、上游元件和应答元件。识别这些元件的反式作用因子由通用转录因子、上游转录因子和可诱导的因子。类别III启动子有两类：上游启动子和基因内启动子，分别由装配因子和起始因子促进转录起始复合物的形成和转录。
10．论述遗传密码的特点。
（1）遗传密码为三联体：模板从mRNA5′端的起始密码子开始，到3′端的终止密码称为开放读码框架。在框架内每3个碱基组成1个密码子，决定1个氨基酸。（2）遗传密码的种类：遗传密码共64个，其中61个密码子分别代表各种氨基酸。3个为肽链合成的终止信号。位于5′端的AUG，除了代表甲硫蛋氨酸外，还是肽链合成的起始信号。（3）遗传密码的连续性：对mRNA分子上密码子的阅读方法叫读码。正确读码是每3个相邻碱基一组，不间断地连续读下去，直到出现终止密码为止。mRNA上碱基的插入和缺失，可导致框移突变。（4）遗传密码的简并性：有61个密码子代表20种氨基酸，每个密码子只代表一种氨基酸，而多数氨基酸都有2～4个密码子，这种由几个密码子编码同一氨基酸的现象称为简并性。从密码表上可看出密码子的第3位碱基通常是简并的。（5）遗传密码的摆动性：指密码子与反密码子配对不遵从碱基配对规律，此不严格的配对关系称为摆动性。如丙氨酰- tRNA反密码子的第1位碱基I可以与密码子第3位的A、C或U配对。遗传密码的摆动性使一种tRNA可以识别几种代表同一种氨基酸的密码子。（6）遗传密码的通用性：从细菌到人的遗传密码都市通用的，但近年发现哺乳类动物线粒体的蛋白质合成体系中有个别例外。如UAG不代表终止密码子，而代表色氨酸；CUA不代表亮氨酸，而代表苏氨酸。（7）遗传密码的防错系统：由于遗传密码的简并性，有4个密码的氨基酸，其第三位的碱基被替换，仍编码同一种氨基酸，从遗传密码表可以看出，只要遗传密码的第二位是U，则第一位和第三位不论怎么变化，其编码的氨基酸总是疏水性的，如第二位是C，则其编码的氨基酸是非极性的或极性不带电荷的，若第二位为A或G，则编码的氨基酸R基是亲水性的，第一位是A或C，第二位是A或G，则编码的氨基酸R基是碱性的，若前两位是AG则编码的氨基酸R基是酸性的。这些规律使某些核苷酸的替换可以不引起肽链中氨基酸的变化，或被替换的氨基酸理化性质相似。这便是密码的防错系统。

11.如果mRNA上的阅读框已被确定，它将只编码一种多肽的氨基酸顺序。从一蛋白质的已知氨基酸顺序，是否能确定唯一的一种mRNA的核苷酸序列？为什么？
由于1个密码子只能编码一种氨基酸，在mRNA的开放阅读框确定后，用遗传密码可以推出其相应蛋白质的氨基酸序列。由于mRNA是由DNA转录而来的，如果基因（DNA）编码区的序列已知，也可由此推出相应表达产物的氨基酸序列。但是，由于除甲硫氨酸和色氨酸外的18种氨基酸均有一种以上的密码子，由蛋白质的氨基酸序列推断相应mRNA的核苷酸序列时，我们会面临多种选择。比如，由7个氨基酸的序列推测其可能的mRNA编码区序列，若其中有5个氨基酸有2个密码，则能够与其相对应的核苷酸序列会有25种，即有32种。
12.如果E.Coli 染色体DNA的75%可用来编码蛋白质，假定蛋白质的平均相对分子质量为60000，以三个碱基编码一个氨基酸计算，（1）若该染色