1、分子生物学-基因组和基因组学(四)及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、B论述题/B(总题数：20，分数：100.00)1.请翻译并解释下列三个名词：RFLP；SNP；SINE。（分数：5.00）_2.维持 DNA 双螺旋结构稳定的作用力有哪几种?（分数：5.00）_3.以大肠杆菌和人为例，简述原核生物与真核生物在基因组结构，基因结构和基因转录方面的差异。（分数：5.00）_4.真核生物染色体中的组蛋白有哪几种?它们在染色体中以何种形式存在?组蛋白的修饰有何生物学意义?（分数：5.00）_5.为什么双链 DNA 比单链 RNA 更适合充当遗传信息?（分数：5.00）_6.简
2、述基因家族和基因簇在组成结构上的不同之处。（分数：5.00）_7.哪些因素的变化会引起 DNA 变性?DNA 变性后其理化性质又会发生哪些变化?（分数：5.00）_8.为什么“一个基因，一个多肽”(one gene，one polypeptide)的理论不能准确地描述基因和蛋白质之间的关系?（分数：5.00）_9.如果某一松弛的环状 DNA 的连环数(linking number，Lk)为 500，计算该 DNA 分子大约有多少碱基对。（分数：5.00）_10.什么是遗传学中心法则?为什么说朊病毒(prion)的发现对此法则提出了挑战?（分数：5.00）_11.限制性内切酶的作用位点通常是倒转
3、重复序列，如 EcoRI 的作用位点是 GAATTC，BamHI 的作用位点是GGATCC，试解释这样的序列特点对限制性内切酶作用的有利之处。（分数：5.00）_12.向 DNA 溶液中加入无水乙醇和盐会使 DNA 形成沉淀，请解释原因。（分数：5.00）_13.将两种单链 DNA 序列 5-CCGGCTCACGTCGG-3与 5-ACGTGA-3混合后加入大肠杆菌 DNA 聚合酶 I 的大片段(Klenow 酶有 53DNA 聚合酶和 35外切酶活性，但没有 53外切酶活性)、dATP、dGTP、dCTP 和 dTTP 四种底物以及 DNA 聚合酶的反应缓冲体系，37保温。请问在反应过程中参
4、与反应的 dGTP 与 dCTP 的分子数之比如何?（分数：5.00）_14.酵母 mRNA 的大小一般与基因的大小相一致。而哺乳动物 mRNA 比对应的基因明显小，请解释原因。（分数：5.00）_15.简述 Z 型 DNA 的结构特点和生物学意义。（分数：5.00）_16.解释 DNA 比 RNA 稳定性高的原因。（分数：5.00）_17.用 DNase I 处理人基因组 DNA，即使酶的浓度和反应时间足够，也不能完全消化 DNA，而是得到 200bp或更大的 DNA 片段，为什么?（分数：5.00）_18.蛋白质和 DNA 结合时，主要结合在 DNA 双螺旋的大沟中，为什么?（分数：5.0
5、0）_19.为什么 RNA 比 DNA 能形成更为多样的空间结构?（分数：5.00）_20.什么是蛋白质组学?蛋白质组和基因组有哪些不同?（分数：5.00）_分子生物学-基因组和基因组学(四)答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、B论述题/B(总题数：20，分数：100.00)1.请翻译并解释下列三个名词：RFLP；SNP；SINE。（分数：5.00）_正确答案：(RFLP：限制性内切酶片段长度多态性，是由 DNA 变异(产生新的酶切位点或消除原有的酶切位点)导致在限制性内切酶酶切时产生不同的长度片段。可借助 Southern blotting 或 PCR 的方法进行检测。S
6、NP：单核苷酸多态性，是指基因组水平上由单个核苷酸突变所引起的 DNA 序列多态性，包括单个碱基的转换或颠换，是一种新型的遗传标记。 SINE：短散布核序列，以散在方式分布在基因组中较短的重复序列。)解析：2.维持 DNA 双螺旋结构稳定的作用力有哪几种?（分数：5.00）_正确答案：(氢键，碱基堆积力。)解析：3.以大肠杆菌和人为例，简述原核生物与真核生物在基因组结构，基因结构和基因转录方面的差异。（分数：5.00）_正确答案：(1)大肠杆菌无细胞核；基因组 DNA 为环状双链 DNA，在细胞内折叠成脚手架状；结合有少量蛋白质。人基因组 DNA 在细胞核内；由线状 DNA 形式的染色体构成；
7、染色体的基本单位为核小体，由 DNA缠绕组蛋白核心形成，核小体经多重折叠形成染色体。 (2)大肠杆菌的基因组为单一序列；功能相近的编码基因多以操纵子形式存在，受同一启动子控制。人基因组大部分为重复序列；编码基因绝大多数为断裂基因，以单顺反子形式调控转录。 (3)大肠杆菌转录调控以负控制为主要形式；只用一种 RNA 聚合酶；转录与翻译偶联。人体基因转录以正调控为主；有三种 RNA 聚合酶，负责不同类型的基因转录；转录与翻译分别在细胞核和细胞质中进行。)解析：4.真核生物染色体中的组蛋白有哪几种?它们在染色体中以何种形式存在?组蛋白的修饰有何生物学意义?（分数：5.00）_正确答案：(细胞核内的组
8、蛋白有 H1、H2A、H2B、H3 和 H4 五种。H2A、H2B、H3 和 H4 各两分子组成组蛋白核心，约 200bp 的 DNA 片段缠绕在组蛋白核心上并结合一个 H1，形成核小体。组蛋白的修饰能改变 DNA与其结合的能力，从而改变染色质的结构和转录活性，影响基因表达调控。)解析：5.为什么双链 DNA 比单链 RNA 更适合充当遗传信息?（分数：5.00）_正确答案：(1)双链 DNA 的两条链提供了互补的信息，使 DNA 的损伤容易修复。 (2)脱氧核糖核酸缺少2-OH，使 DNA 的结构更加稳定。 (3)核酸易发生脱氨基作用，DNA 中的 T 脱氨基后成为甲基胞嘧啶，容易被修复；R
9、NA 中的 C 脱氨基后成为 U，难以被识别修复。)解析：6.简述基因家族和基因簇在组成结构上的不同之处。（分数：5.00）_正确答案：(基因家族的成员从相同的基因扩增、进化而来，结构与功能相关。同一基因家族的成员可以位于同一条染色体，也可以散布于整个基因组。基因簇所有成员的结构和功能相同或高度相似，分布在同一条染色体上并且彼此靠近。)解析：7.哪些因素的变化会引起 DNA 变性?DNA 变性后其理化性质又会发生哪些变化?（分数：5.00）_正确答案：(DNA 变性的诱因包括：温度，加热可以破坏双螺旋结构引起变性；DH 的变化可以破坏氢键，引起 DNA 变性；能够与碱基形成氢键，从而破坏双链
10、DNA 问氢键的有机溶剂，如尿素和甲酰胺等。DNA 变性后的变化主要包括：溶液黏度下降；紫外吸收上升；密度和沉降速度增加。)解析：8.为什么“一个基因，一个多肽”(one gene，one polypeptide)的理论不能准确地描述基因和蛋白质之间的关系?（分数：5.00）_正确答案：(因为一个基因能编码一种以上的多肽。例如重叠基因无论使用相同或不同阅读框架都可能编码不同的蛋白质。另外，一个基因转录产生的 premRNA，因其转录后加工的方式不同(例如选择性拼接)，也可以产生不同的 mRNA 产物，翻译成不同的多肽。)解析：9.如果某一松弛的环状 DNA 的连环数(linking numbe
11、r，Lk)为 500，计算该 DNA 分子大约有多少碱基对。（分数：5.00）_正确答案：(双链 DNA 的连环数(Lk)即为双链 DNA 的交叉数，所以 DNA 分子的碱基数目对为500turn10.5bp/turn=5250bp。)解析：10.什么是遗传学中心法则?为什么说朊病毒(prion)的发现对此法则提出了挑战?（分数：5.00）_正确答案：(生物体以 DNA 为遗传物质，可自我复制，并转录为 RNA，RNA 再翻译成蛋白质，遗传信息从DNA 流向 RNA 再流向蛋白质的规律称为中心法则。后来科学家又在自然界中发现了 RNA 复制和逆转录的存在，进一步丰富了中心法则的含义。而在中心法
12、则中，蛋白质是一切生物性状形成的工作分子，遗传信息一旦进入蛋白质，就不可能再行输出。提纯的 prion 不含核酸，是动物体内正常存在的一种膜蛋白，prion 作为蛋白质病毒的繁殖是将自身(PrP SC)的分子结构信息通过与正常蛋白(PrP C)的结合，在分子伴侣的辅助下，传递给 PrPC并将其转化为 PrPSC的过程，其中并没有核酸分子的参与。)解析：11.限制性内切酶的作用位点通常是倒转重复序列，如 EcoRI 的作用位点是 GAATTC，BamHI 的作用位点是GGATCC，试解释这样的序列特点对限制性内切酶作用的有利之处。（分数：5.00）_正确答案：(倒转重复序列意味着在酶切位点处两条
13、链的序列是相同的，内切酶可以识别任意一条单链DNA 而发挥作用，而不用识别两条，从而使酶切作用更加快捷。)解析：12.向 DNA 溶液中加入无水乙醇和盐会使 DNA 形成沉淀，请解释原因。（分数：5.00）_正确答案：(DNA 是线性的高分子聚合物，其双螺旋结构的特点是亲水的磷酸骨架位于双螺旋的外侧，而疏水基团位于双螺旋结构的内部。因此 DNA 溶解时在 DNA 分子的周围，水分子会形成有序排列的水化层，帮助 DNA 溶解。乙醇和盐与水分子有很高的亲和性，加入后会与 DNA 争夺水分子，破坏 DNA 分子周围的水化层，降低 DNA 的溶解度，形成沉淀。)解析：13.将两种单链 DNA 序列 5
14、-CCGGCTCACGTCGG-3与 5-ACGTGA-3混合后加入大肠杆菌 DNA 聚合酶 I 的大片段(Klenow 酶有 53DNA 聚合酶和 35外切酶活性，但没有 53外切酶活性)、dATP、dGTP、dCTP 和 dTTP 四种底物以及 DNA 聚合酶的反应缓冲体系，37保温。请问在反应过程中参与反应的 dGTP 与 dCTP 的分子数之比如何?（分数：5.00）_正确答案：(两种寡核苷酸片段退火后的结构为 5-CCGGCTCACGTCGG-3；3-AGTGCA-5。DNA 合成的方向是 53，模板有 3 个 C 和 2 个 G 组成，因此新生链中 G:C=3:2。)解析：14.酵
15、母 mRNA 的大小一般与基因的大小相一致。而哺乳动物 mRNA 比对应的基因明显小，请解释原因。（分数：5.00）_正确答案：(酵母的大多数基因不含内含子，是连续的，非断裂的基因。然而哺乳动物的基因一般是断裂的，含有不同长度和数目的内含子，经转录后加工处理产生的 mRNA 只有编码蛋白质的序列，所以比对应的基因明显小。)解析：15.简述 Z 型 DNA 的结构特点和生物学意义。（分数：5.00）_正确答案：(在某些条件下(如高盐浓度)，DNA 可能出现 Z 型构象。ZDNA 是左手双螺旋，直径约1.8nm，螺距约 4.6nm，每个螺旋由约 12 个碱基对组成。磷酸核糖骨架呈 Z 字走向。不存
16、在大沟，小沟窄而深，并具有更多的负电荷密度。细胞内的一些因素，如胞嘧啶 5 位甲基化形成的局部疏水区，可以促使DNA 由 B 型转变为 Z 型，体内 Z-DNA 的形成可能与基因的表达调控有关。)解析：16.解释 DNA 比 RNA 稳定性高的原因。（分数：5.00）_正确答案：(核糖的 2和 3位均有羟基，核苷酸缩合成 RNA 分子后，每一个核苷酸残基上都有一个自由的羟基，具有亲核攻击作用，可导致 RNA 水解。构成 DNA 的脱氧核糖，仅在 3位有羟基，缩合成 DNA 分子后，DNA 分子上除 3端外，不再有自由羟基，因此结构也更稳定。)解析：17.用 DNase I 处理人基因组 DNA
17、，即使酶的浓度和反应时间足够，也不能完全消化 DNA，而是得到 200bp或更大的 DNA 片段，为什么?（分数：5.00）_正确答案：(真核生物染色体的基本结构是核小体，每个核小体中的 DNA 片段长约 200bp，缠绕在组蛋白核心上形成特定的结构使该段 DNA 不受核酸酶攻击。因此 DNase I 处理基因组 DNA 后只能得到最小为200bp 的 DNA 片段。)解析：18.蛋白质和 DNA 结合时，主要结合在 DNA 双螺旋的大沟中，为什么?（分数：5.00）_正确答案：(与小沟相比，大沟能更充分地让蛋白质的侧链基团进入 DNA 分子的内部，与 DNA 分子的碱基形成特定的氢键稳定 D
18、NA 和蛋 A 质的结合。同时在大沟里，蛋 A 质与 DNA 结合时能更准确地区分 DNA 的碱基序列，保证了蛋白质与 DNA 结合的特异性。)解析：19.为什么 RNA 比 DNA 能形成更为多样的空间结构?（分数：5.00）_正确答案：(DNA 是规则的双螺旋结构，亲水基团位于双螺旋的外侧，疏水的碱基位于内部。而 RNA 是单链分子，在水溶液中，必须根据各自序列的不同折叠成多种三维结构将碱基包裹在分子内部。另外 RNA 分子中有多种修饰碱基及非 WatsonCrick 碱基对存在，也增加了 RNA 分子结构的多样性。)解析：20.什么是蛋白质组学?蛋白质组和基因组有哪些不同?（分数：5.00）_正确答案：(蛋白质组学是研究一个特定的基因组在特定细胞、特定时间内所表达的全部蛋 A 质的总和。对于一种生物的基因组来说，其大小和基因序列基本恒定，在不同的组织和细胞内也基本相同。而对于蛋白质组来说，同一生物的不同组织和细胞在不同的时间段所表达的蛋白质的种类和数量各不相同。因此与基因组相比，蛋白质组始终处于动态变化中。)解析：
