1、考研中国科学院硕士分子遗传学真题 1993年及答案解析(总分：104.00，做题时间：90 分钟)一、B注意：回答问题要简明扼要，切忌(总题数：13，分数：104.00)1.简要说明 DNA绕环复制(rolling-circle replication)的要旨(可用图解，亲代 DNA用实线，子代。DNA用虚线)。（分数：8.00）_2.假设从一种生物抽提了核酸，你将用什么简便的方法，区别它是 DNA或 RNA?是单股或双股?（分数：8.00）_3.DNA连接酶(DNA ligase)是 DNA复制必需的酶，但 RNA复制用不着 RNA连接酶。为什么?（分数：8.00）_4.什么叫 DNA的黏性
2、末端(cohesive end 或 sticky end)?它对 噬菌体完成生活史(life cycle)起什么作用?在遗传工程上有什么用处?（分数：8.00）_5.在细胞生物中，大肠杆菌的遗传背景研究得最为详细。为什么大肠杆菌适于进行遗传学研究?（分数：8.00）_6.扼要说明原核生物、真核生物启动子(promoter)的结构和功能，并解释什么叫共有序列(consensus sequence)?（分数：8.00）_7.假如分离到编码 N端几个氨基酸残基的一截 DNA，其序列如下： 5CGCAGGATCAGTCGATGTCCTGTG 3 3GCGTCCTAGTCAGCTACAGGACAC 5
3、试问：a，哪一股是转录的模板? b，其 mRNA的核苷酸序列如何? c，翻译从哪里开始? d，这是原核。DNA 或是真核 DNA?（分数：8.00）_8.在遗传密码体外翻译系统中，多聚 U(poly U)译为多聚苯丙氨酸，多聚 A(poly A)译为多聚赖氨酸。试问在多聚 U和多聚 A的混合体系中，结果如何?（分数：8.00）_9.将大肠杆菌培养在以甘油为惟一碳源的低限培养基中，lac 操纵子表达吗?加入乳糖之后呢?除了乳糖，还加葡萄糖吗?为什么?（分数：8.00）_10.为什么操纵区(operator)和启动子(promoter)突变总是顺式显性(cis-dominant)、反式隐性(tra
4、ns-recessive)突变?而编码阻抑蛋白(repressor protein)的基因突变，则既是顺式显性、又是反式显性呢?（分数：8.00）_11.为什么一个基因座(locus)forward mutation 的频率，往往要比其 back mutation的频率高出几个数量级?（分数：8.00）_12.什么叫增强子(enhancer)?它的作用方式和其他调节序列(regulatory sequence)有何不同?（分数：8.00）_13.真核生物 RNA聚合酶(DNA-directed RNA polymerass )负责转录 5S rRNA、tRNA 等小分子RNAc，5.8S rR
5、NA 的分子质量不大，为什么它不转录?（分数：8.00）_考研中国科学院硕士分子遗传学真题 1993年答案解析(总分：104.00，做题时间：90 分钟)一、B注意：回答问题要简明扼要，切忌(总题数：13，分数：104.00)1.简要说明 DNA绕环复制(rolling-circle replication)的要旨(可用图解，亲代 DNA用实线，子代。DNA用虚线)。（分数：8.00）_正确答案：()解析：DNA 的绕环复制(又称滚环复制)是从正链原点的专一性切割开始的，切割后所形成的 5端从双股DNA中置换出来，并为单链结合蛋白所覆盖，这时，DNA 聚合酶从 3-OH 逐步添加脱氧核糖核苷酸
6、。随着复制的进行，5端的长度不断增加，单链尾巴的延伸伴随着双链 DNA的绕轴转动，这种复制称为滚环复制。5尾巴可通过形成冈崎片段来复制，5端可不断延长，其长度可达环形 DNA的许多倍。2.假设从一种生物抽提了核酸，你将用什么简便的方法，区别它是 DNA或 RNA?是单股或双股?（分数：8.00）_正确答案：()解析：我们可用紫外分光光度计对抽提的核酸进行鉴定。因为不同的核苷酸有不同的吸收特性，纯品 DNA在 260nm与 280nm的 OD值之比应为 1.8，纯 RNA应为 2.0。根据 OD值之比即可判断是 DNA还是 RNA。 判断是单股还是双股，可采用测定核酸溶液中磷含量及紫外吸收值，得
7、到摩尔磷的消光系数。一般摩尔磷的消光系数 DNA为 6 0008 000，RNA 为 7 00010 000，单链核酸的摩尔磷的消光系数明显高于双链核酸，即所谓的增色效应，据此可判断是单股还是双股。3.DNA连接酶(DNA ligase)是 DNA复制必需的酶，但 RNA复制用不着 RNA连接酶。为什么?（分数：8.00）_正确答案：()解析：DNA 连接酶能使双链 DNA中的缺口共价连接，缺口必须含有 3羟基和 5磷酰基，同时所连接的核苷酸必须在所连接的双链结构中正确并列。 在 DNA的复制过程中，后随链的复制是不连续的。当冈崎片段形成后，其 5端的 RNA引物通过 DNA聚合酶 I催化的缺
8、口位移而降解，并为脱氧核糖核苷酸片段所置换，两个冈崎片段间的缺口由 DNA连接酶予以封闭。 在 RNA的复制过程中，没有 RNA引物，无冈崎片段的产生，也没有缺口，整个 RNA是连续合成的，因此，无需 RNA连接酶。4.什么叫 DNA的黏性末端(cohesive end 或 sticky end)?它对 噬菌体完成生活史(life cycle)起什么作用?在遗传工程上有什么用处?（分数：8.00）_正确答案：()解析：黏性末端是指 DNA分子在限制性内切核酸酶的作用下形成的、具有互补碱基的单链末端结构。它可以与同一 DNA分子另一端相反链的单链延伸末端互补；也可以与另一 DNA片段的单链延伸末
9、端互补。黏性末端间的结合作用，可使 DNA分子重新环化起来，或是使两条 DNA片段连接起来，形成重组分子。 在 噬菌体的生活史中，在侵染的早期，环状的侵染 DNA从其基因 O开始进行双向复制，产生很多环状分子，最后转变为滚环复制，形成一条首尾连接的 DNA 分子的长尾。当圆环滚动时，DNA 引发酶连续作用，起始后随链的合成，产物是双股链。当它们被包装入噬菌体头部时，终止酶从连环体上切下单位长度的 DNA分子，产生黏性末端。单位长度的 DNA分子两端的黏性末端相连，形成环状的 DNA分子，包装入噬菌体的头部。因此，黏性末端在 噬菌体的包装和成熟过程中具有十分重要的作用。 黏性末端在遗传工程上的用
10、处：黏性末端可由同裂酶或同尾酶等限制性内切核酸酶产生，产生的 DNA片段可以通过其黏性末端而彼此连接起来。任何不同来源的 DNA经适当的限制酶处理后，都可以通过它们的黏性末端或平末端而连接。这样，可以在基因操作中将不同来源的 DNA片段组成一种新的重组体或基因，在遗传工程中具有十分重要的作用。5.在细胞生物中，大肠杆菌的遗传背景研究得最为详细。为什么大肠杆菌适于进行遗传学研究?（分数：8.00）_正确答案：()解析：大肠杆菌是原核生物，在进化上是原始的，遗传物质比较简单；大肠杆菌生长繁殖极其迅速，便于培养；大肠杆菌中的核酸、蛋白质及酶类都很容易分离纯化，因此，大肠杆菌十分适于进行遗传研究。6.
11、扼要说明原核生物、真核生物启动子(promoter)的结构和功能，并解释什么叫共有序列(consensus sequence)?（分数：8.00）_正确答案：()解析：启动子是在基因转录过程中，具有识别并结合 RNA聚合酶的那段 DNA序列，与基因转录的启动有关。(1)原核生物的基因启动子区均位于基因转录起始点的上游，其启动子可以分为两部分，上游部分是CAP-cAMP结合位点，下游部分是 RNA聚合酶进入位点，每个位点又可以分为两部分。CAP-cAMP 结合位点包括了位点和位点，RNA 聚合酶进入位点包括结合位点和识别位点。 RNA 聚合酶的结合位点，又称为Pribnow框，存在于起始转录的上
12、游 10bp左右的一段核苷酸序列中，大多包含 TATAAT序列，又称为-10序列，是 RNA聚合酶的牢固结合位点。它与 RNA聚合酶形成开放性启动子复合物，从而使 RNA聚合酶定向，使之按顺流方向移动而行使其转录功能。 RNA 聚合酶识别位点，又称为 Sextama框，存在于起始转录的上游 35bp左右的一段核苷酸序列中，大多包含 TTGACA序列，又称为-35 序列，是 RNA聚合酶的识别位点。这一序列的核苷酸结构在很大程度上决定了启动子的强度。Pribnow 框和 Sextama框之间的碱基序列并不重要，而这两段序列间的距离却十分重要。 CAP-cAMP 结合位点有两个，一个是在-70 到
13、-50(位点)，另一个是在-50 到-40(位点)。位点包含一个反向重复序列，位点是一个很弱的结合位点，但当 cAMP-CAP复合物结合于位点时，位点结合 cAMP-CAP复合物的能力便显著提高。一旦位点被占据，RNA 聚合酶就很快与-35 序列结合，然后再与-10 序列结合，并开动转录。 (2)真核生物有三种 RNA聚合酶，每一种都有自己的启动子类型。RNA 聚合酶只转录 rRNA，只有一种启动子类型；RNA 聚合酶负责蛋白质基因和部分 snRNA基因的转录，其启动子结构最为复杂；RNA 聚合酶负责转录 tRNA和 5S rRNA，其启动子位于转录的 DNA序列之内，称为下游启动子。 RNA
14、 聚合酶的启动子结构是多部位结构，主要有四个部位： 帽子位点：即转录起始位点，其碱基大多为 A，两侧各有若干个嘧啶核苷酸。 TATA 框：又称Hogness或 Goldberg-Hogness box，其一致序列为 TATAATAAT，基本上由 AT碱基对组成，其两侧倾向于富含 GC碱基对。TATA 框一般位于-25 附近，其结构和功能类似于原核生物的 Pribnow框，TATA 框决定了转录起始点的选择。 CAAT 框：其一致序列为 GGCTCAATCT，一般位于-75 附近，它可能控制着转录起始的频率。 增强子：又称远上游序列，一般都在-100 以上，能以组织特异性的方式来增强基因的表达，
15、位置不固定。 RNA 聚合酶的下游启动子，位于转录区内，在转录起始点下游 50bp之后。 RNA 聚合酶的启动子，可分为两部分：-40 到+5 称为近启动子，其功能决定转录起始的精确位置；-165 到-40 称为远启动子，其功能是影响转录的频率。 所谓共有序列，是指一种理想化的序列，其中的每一个核苷酸在一系列可比较的实际序列中最常出现(保守)，并按一定位置排列。7.假如分离到编码 N端几个氨基酸残基的一截 DNA，其序列如下： 5CGCAGGATCAGTCGATGTCCTGTG 3 3GCGTCCTAGTCAGCTACAGGACAC 5 试问：a，哪一股是转录的模板? b，其 mRNA的核苷酸
16、序列如何? c，翻译从哪里开始? d，这是原核。DNA 或是真核 DNA?（分数：8.00）_正确答案：()解析：a转录的模板链是：3-GCGTCCTAGTCAGCTACAGGACAC-5： bmRNA 的核苷酸序列为：5-CGCAGGAUCAGUCGAUGUCCUGUG-3： c翻译从 AUG开始； d这是原核 DNA，因为在 mRNA中离 AUG 5侧约 10个碱基处有一段富含嘌呤的间隔序列 AGGA，即 Shine-Dalgarno序列。这是原核生物中所特有的。8.在遗传密码体外翻译系统中，多聚 U(poly U)译为多聚苯丙氨酸，多聚 A(poly A)译为多聚赖氨酸。试问在多聚 U和
17、多聚 A的混合体系中，结果如何?（分数：8.00）_正确答案：()解析：其结果是无法翻译成氨基酸序列，因为 A碱基和 U碱基间将配对形成氢键，产生多聚 A和多聚 U的双股螺旋，无法翻译。9.将大肠杆菌培养在以甘油为惟一碳源的低限培养基中，lac 操纵子表达吗?加入乳糖之后呢?除了乳糖，还加葡萄糖吗?为什么?（分数：8.00）_正确答案：()解析：将大肠杆菌培养在以甘油为惟一碳源的低限培养基中，lac 操纵子是不表达的，因为细胞内没有乳糖作为诱导物，调节基因 lacI产生的阻抑蛋白与操纵子结合，阻止了基因的转录。 当加入了乳糖之后，由于细胞中缺少葡萄糖，腺苷酸环化酶将 ATP转变成 cAMP，c
18、AMP 与其受体蛋白 CAP结合成复合物，这个复合物再与启动子上的 CAP位点结合，这样，启动子上的进入位点方能与 RNA聚合酶结合。此时，乳糖与阻抑蛋白结合，变成无活性的阻抑蛋白复合物，从操作子上解离下来。RNA 聚合酶与操作子结合，开始转录，合成分解乳糖的相关酶。 当加入葡萄糖时，cAMP 不能形成，CAP 也就不能与启动子上的 CAP位点相结合，启动子上的 RNA聚合酶位点就不能结合 RNA聚合酶，与乳糖分解利用相关的酶就不转录，也不会利用乳糖。10.为什么操纵区(operator)和启动子(promoter)突变总是顺式显性(cis-dominant)、反式隐性(trans-reces
19、sive)突变?而编码阻抑蛋白(repressor protein)的基因突变，则既是顺式显性、又是反式显性呢?（分数：8.00）_正确答案：()解析：所谓顺式作用，是指对处于同一条染色体上的基因起作用的现象。反式作用是指通过产生可扩散的物质(RNA 或蛋白质)来发生作用。 在顺式作用的情况下，操纵区(现称操纵基因)或启动子的突变，使 RNA聚合酶无法结合和进入该位点，导致转录不能进行，基因不能表达，其效应表现为显性；在反式作用下，RNA聚合酶可选择没有突变的操纵基因和启动子结合，使基因能够转录和表达，此时突变的效应没有表现出来，表现为隐性。 无论是顺式作用还是反式作用，编码阻抑蛋白基因的突变
20、，都导致阻抑蛋白的失活。此时 RNA聚合酶可以与操纵基因和启动子结合，使基因能够转录和表达，其突变效应均可表现出来，即既是顺式显性又是反式显性。11.为什么一个基因座(locus)forward mutation 的频率，往往要比其 back mutation的频率高出几个数量级?（分数：8.00）_正确答案：()解析：在遗传学上，将自然界大量存在的或是实验室中存在的一种标准品系的野生型等位基因的形式，作为研究生物体变化的一种标准类型或出发点。任何离开野生型等位基因的变化称为正向突变(forward mutation)；与正向突变概念相对应的是任何回复到野生型的变化，称回复突变(back mu
21、tation)。 一个基因座正向突变的频率比其回复突变的频率高很多，至少有以下几个原因：并非所有正向突变都可以自发地回复到野生状态；对于双重突变，其回复突变发生率是两个单位点回复突变的乘积；对于大片段的缺失突变，产生完全的回复突变，几率几乎为 0，即基本上不可能有回复突变。12.什么叫增强子(enhancer)?它的作用方式和其他调节序列(regulatory sequence)有何不同?（分数：8.00）_正确答案：()解析：增强子是指能远距离调节启动子以增强转录速率的 DNA序列。其增强作用与序列的方向无关，与它在基因的上下游位置无关，具有强烈的细胞类型依赖性。 其作用特点如下：对依赖于
22、TATA框的转录和不依赖 TATA框的转录都有增强作用，但对前者增强效应高；它可在相当远的距离起作用；其功能无方向性；它没有特定的位置，但影响的基因须在一个 DNA分子内；一个特殊的增强子，其功能只对一定的特殊类型的细胞优先或专门起作用。13.真核生物 RNA聚合酶(DNA-directed RNA polymerass )负责转录 5S rRNA、tRNA 等小分子RNAc，5.8S rRNA 的分子质量不大，为什么它不转录?（分数：8.00）_正确答案：()解析：在真核生物中，不同的基因是由不同的 RNA聚合酶转录的，其中 RNA聚合酶负责转录 5S rRNA、tRNA 等小分子 RNA，
23、但它不转录分子质量不大的 5.8S rRNA。RNA 聚合酶转录 5.8S rRNA，其原因在于： (1)RNA 聚合酶和 RNA聚合酶识别的启动子不同。转录 5S rRNA的 RNA聚合酶能识别位于转录区内的启动子，即内部启动子。而转录 5.8S rRNA的 RNA聚合酶能识别的启动子分为两部分：-40+5 为近启动子，其功能决定起始转录的精确位置；-165-40 称为远启动子，其功能影响转录的频率。(2)RNA聚合酶负责转录 5S rRNA等小分子 RNA，而 RNA聚合酶负责转录的 5.8S rRNA，则是与 18S和 28S一起，先转录成一个大的前体分子，经转录后处理，成为成熟的 5.8S rRNA。 (3)5S rRNA 基因与主体 rRNA基因(由 5.8S、18S、28S rRNA 基因一起构成)的组织形式不同，5S rRNA 基因拷贝数很多，没有基因扩增现象，而主体 rRNA基因往往存在基因扩增现象。 (胡英考 答)
