1、分子生物学-21 及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、问答题(总题数：20，分数：100.00)1.AUG 既可以作为起始密码子，也可以作为肽链延伸过程中编码甲硫氨酸的密码子，那么原核生物和真核生物分别依靠什么机制识别作为起始密码子的 AUG? （分数：5.00）_2.真核生物编码蛋白质的结构基因的主要结构是什么? （分数：5.00）_3.氨酰-tRNA 合成分为两步反应，列出反应式。 （分数：5.00）_4.原核生物的蛋白质合成可分为哪些阶段?简述各阶段的主要事件。 （分数：5.00）_5.原核生物的蛋白质合成起始阶段，什么机制保证 （分数：5.00）_6.Ile-tR
2、NA 合成酶通过什么机制正确识别异亮氨酸，而排除结构相似的缬氨酸(Val)或其他氨基酸? （分数：5.00）_7.为什么 m 7 GTP 能够抑制真核细胞的蛋白质合成，但不抑制原核细胞的蛋白质合成?相反人工合成的 SD序列能够抑制原核细胞的蛋白质合成，但不抑制真核细胞的蛋白质合成? （分数：5.00）_8.终止子(terminator)与终止密码子(termination codon)的主要区别是什么? （分数：5.00）_9.具有编码功能的 mRNA 中除含有开放读码框外，为什么在翻译起始密码子上游还有非翻译序列? （分数：5.00）_10.为什么遗传密码是三联体(三个核苷酸决定一个氨基酸)
3、，而不是二联体或四联体? （分数：5.00）_11.简述密码的简并性(degeneracy)和同义密码子(synonymous codon)及其在生物上的重要性。 （分数：5.00）_12.亮氨酸有 6 个密码子(UUA、UUG、CUU、CUC、CUA 和 CUG)，根据摆动理论，它至少需要几个 tRNA 以识别这些密码子? （分数：5.00）_13.大多数移码突变导致多肽链翻译的提前终止，解释原因。 （分数：5.00）_14.某大肠杆菌转录产生下列一段 mRNA，写出其所编码的肽段氨基酸序列，并指出 SD 序列的位置(参考下图标准遗传密码表)。 5“-TAGGAGCACGTTATGCCCAA
4、GCGCCCACAGTGT-3“ （分数：5.00）_15.列举至少 3 个抑制原核生物蛋白质合成的抗生素，并简述机制。 （分数：5.00）_16.镰状细胞贫血是由于正常血红蛋白的 珠蛋白链第 6 位氨基酸发生 ValGlu 残基改变造成的，你估计编码 珠蛋白链 DNA 序列可能发生什么突变(参考下图标准遗传密码表)? （分数：5.00）_17.一种 地中海贫血症患者的 珠蛋白基因的起始密码子周围的序列从 ACCAUGG 变成了 CCCAUGG，你估计 珠蛋白基因表达可能发生什么变化? （分数：5.00）_18.原核生物与真核生物 mRNA 翻译起始密码子的上游均含有不被翻译的核酸序列，简述原
5、因。 （分数：5.00）_19.根据已知蛋白质的氨基酸顺序能否确定唯一的一种 mRNA 开放读码框的核苷酸序列? （分数：5.00）_20.RNA 片段 CGUCUAGGCACUGA 处于一个蛋白质基因的 mRNA 中部，请指出它的读码框。 （分数：5.00）_分子生物学-21 答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、问答题(总题数：20，分数：100.00)1.AUG 既可以作为起始密码子，也可以作为肽链延伸过程中编码甲硫氨酸的密码子，那么原核生物和真核生物分别依靠什么机制识别作为起始密码子的 AUG? （分数：5.00）_正确答案：()解析：原核生物起始密码子的识别主要依赖
6、于 mRNA 5“端的 SD 序列与 16SrRNA 3“端的反 SD 序列之间的互补配对。mRNA 上位于 SD 序列下游的第一个 AUG 用作起始密码子。 真核生物依赖 40S 小亚基在帽子结合蛋白引导下结合到 mRNA 的 5“端，并沿着 mRNA 从 5“端向 3“端扫描，以遇到的第一个 AUG 作为起始密码子。2.真核生物编码蛋白质的结构基因的主要结构是什么? （分数：5.00）_正确答案：()解析：由转录调节区域和转录单位构成，其中转录调节区域主要包括启动子、增强子，有时有沉默子；转录单位主要包括 5“端非翻译区、外显子、内含子、3“端非翻译区。3.氨酰-tRNA 合成分为两步反应
7、，列出反应式。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：反应式见下图。 4.原核生物的蛋白质合成可分为哪些阶段?简述各阶段的主要事件。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：分为起始、延伸、终止三个阶段。起始涉及核糖体大小亚基组装，并结合到 mRNA 上，构建一个包含氨酰-tRNA 的起始复合物。延伸包括从第一个肽键的合成到加入最后一个氨基酸的全部反应过程。终止包括释放翻译完成的肽链，核糖体从 mRNA 上解离。5.原核生物的蛋白质合成起始阶段，什么机制保证 （分数：5.00）_正确答案：()解析：起始因子 IF-1 结合核糖体小亚基，阻断了 30S 亚基上的 A 部位结构域。因此6.Ile
8、-tRNA 合成酶通过什么机制正确识别异亮氨酸，而排除结构相似的缬氨酸(Val)或其他氨基酸? （分数：5.00）_正确答案：()解析：Ile-tRNA 合成酶通过双筛机制正确识别异亮氨酸，首先通过酶活性中心优先结合正确的同源氨基酸，体积比同源氨基酸大的(如 Phe)被排除在活性中心外。再通过酶的校对中心选择性编辑错误的非同源氨基酸，其中已进入活性中心且错误形成氨酰-AMP 的小氨基酸(如 Val)被水解，离开酶分子。7.为什么 m 7 GTP 能够抑制真核细胞的蛋白质合成，但不抑制原核细胞的蛋白质合成?相反人工合成的 SD序列能够抑制原核细胞的蛋白质合成，但不抑制真核细胞的蛋白质合成? （分
9、数：5.00）_正确答案：()解析：因为只有真核生物的成熟 mRNA 的 5“端有 m 7 GTP，在蛋白质合成过程中被帽子结合蛋白识别并结合，启动翻译起始；而原核生物 mRNA 5“端翻译起始密码上游的 SD 序列是核糖体结合位点，决定蛋白质合成的正确起始。所以 m 7 GTP 能竞争结合帽子结合蛋白，抑制真核细胞的蛋白质合成；同理，人工合成的 SD 序列能竞争结合核糖体，抑制原核细胞的蛋白质合成。8.终止子(terminator)与终止密码子(termination codon)的主要区别是什么? （分数：5.00）_正确答案：()解析：终止子(terminator)是能够引起 RNA 聚
10、合酶终止转录的一段特殊的 DNA 序列。终止密码子是 mRNA上决定翻译终止的核苷酸三联体。9.具有编码功能的 mRNA 中除含有开放读码框外，为什么在翻译起始密码子上游还有非翻译序列? （分数：5.00）_正确答案：()解析：这段非翻译序列一方面可以为核糖体结合提供位点，另一方面保证 mRNA 的稳定性以及与核糖体结合的稳定性。10.为什么遗传密码是三联体(三个核苷酸决定一个氨基酸)，而不是二联体或四联体? （分数：5.00）_正确答案：()解析：假设以每两个核苷酸为一组，DNA 的四种核苷酸仅能产生 4 2 =16 种不同的组合，不足以编码蛋白质中的 20 种标准氨基酸。如果以每三个一组，
11、则四种核苷酸就可产生 4 3 =64 种不同的组合，这是最简单的可以决定 20 种氨基酸的模式。11.简述密码的简并性(degeneracy)和同义密码子(synonymous codon)及其在生物上的重要性。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：一个氨基酸可由不止一个密码子编码，遗传密码子的这种特性被称为简并性。决定同一氨基酸的不同密码子被称为同义密码子。遗传密码的简并性导致某些基因即使发生 DNA 突变或转录错误，也不影响其所决定的蛋白质的氨基酸序列。12.亮氨酸有 6 个密码子(UUA、UUG、CUU、CUC、CUA 和 CUG)，根据摆动理论，它至少需要几个 tRNA 以识别这些
12、密码子? （分数：5.00）_正确答案：()解析：至少需要 3 个 tRNA。其中一个 tRNA 反密码子为 UAA，可识别密码子 UUA 和 UUG。对其他的 4 个密码子，有两种不同的组合方式，可取其中之一：反密码子为 IAG 的 tRNA，可识别 CUU、CUC 和 CUA 密码子；反密码子为 U(或 C)AG 的 tRNA，可识别 CUG 密码子。反密码子为 GAG 的 tRNA，可识别 CUU 和 CUC密码子；反密码子为 UAG 的 tRNA，可识别 CUA 和 CUG 密码子。13.大多数移码突变导致多肽链翻译的提前终止，解释原因。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：因为大
13、多数的移码突变都会产生终止密码子，所以翻译提前终止。14.某大肠杆菌转录产生下列一段 mRNA，写出其所编码的肽段氨基酸序列，并指出 SD 序列的位置(参考下图标准遗传密码表)。 5“-TAGGAGCACGTTATGCCCAAGCGCCCACAGTGT-3“ （分数：5.00）_正确答案：()解析：肽段的氨基酸序列：Met-Pro-Lys-Arg-Pro-Gln-Cys；SD 序列位于距离 5“端第三个碱基 G 开始，GGAG。15.列举至少 3 个抑制原核生物蛋白质合成的抗生素，并简述机制。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：链霉素(streptomycin)，作用核糖体 30S 小亚
14、基，抑制起始反应，也能干扰密码子与反密码子的配对，导致 mRNA 误读； 四环素(tetracycline)，作用核糖体 30S 小亚基，抑制氨酰-tRNA 与 A 部位结合； 红霉素(erythromycin)，作用核糖体 50S 大亚基，阻断多肽链离开通道的入口； 氯霉素(chloramphenicol)，作用核糖体 50S 大亚基，抑制肽酰转移酶活性。16.镰状细胞贫血是由于正常血红蛋白的 珠蛋白链第 6 位氨基酸发生 ValGlu 残基改变造成的，你估计编码 珠蛋白链 DNA 序列可能发生什么突变(参考下图标准遗传密码表)? （分数：5.00）_正确答案：()解析：Glu 有两个密码子
15、：GAA 和 GAG。Val 有 4 个密码子：GUU、GUC、GUA 和 GUG。GAA 变成 GUA 或 GAG变成 GUG 的单一碱基突变都可导致 珠蛋白链中第 6 位 Val 变成 Glu。另外，发生双碱基突变的可能性较小。17.一种 地中海贫血症患者的 珠蛋白基因的起始密码子周围的序列从 ACCAUGG 变成了 CCCAUGG，你估计 珠蛋白基因表达可能发生什么变化? （分数：5.00）_正确答案：()解析： 珠蛋白产量减少。因为真核基因起始密码子 AUG 所处的上下游环境(前后的核苷酸序列)很重要，以在一致序列 CCRCCAUGG(R 代表嘌呤)之中的 AUG 起始的效率最高。患者
16、 -珠蛋白基因发生 AC 突变，将导致翻译效率大幅度降低。18.原核生物与真核生物 mRNA 翻译起始密码子的上游均含有不被翻译的核酸序列，简述原因。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：这段不被翻译的核酸序列可以引导核糖体正确结合，并保持结合的稳定性。19.根据已知蛋白质的氨基酸顺序能否确定唯一的一种 mRNA 开放读码框的核苷酸序列? （分数：5.00）_正确答案：()解析：不能。因为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开放读码框(ORF)的核苷酸序列时，我们会面临多种选择。20.RNA 片段 CGUCUAGGCACUGA 处于一个蛋白质基因的 mRNA 中部，请指出它的读码框。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：CGU-CUA-GGC-ACU-GA，其他两种读法分别含有终止密码子 UAG 和 UGA，不能成为正确的阅读方式。
