分子生物學(xué)習(xí)題(已修改)
2025-04-16 23:13 本頁面
【正文】 緒論思考題：（P9）1. 從廣義和狹義上寫出分子生物學(xué)的定義？廣義上講的分子生物學(xué)包括對蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子結(jié)構(gòu)與功能的研究，以及從分子水平上闡明生命的現(xiàn)象和生物學(xué)規(guī)律。狹義的概念，即將分子生物學(xué)的范疇偏重于核酸（基因）的分子生物學(xué)，主要研究基因或DNA結(jié)構(gòu)與功能、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、表達(dá)和調(diào)節(jié)控制等過程。其中也涉及與這些過程相關(guān)的蛋白質(zhì)和酶的結(jié)構(gòu)與功能的研究。 現(xiàn)代分子生物學(xué)研究的主要內(nèi)容有哪幾個方面？什么是反向生物學(xué)？什么是后基因組時代？ 研究內(nèi)容： DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯；基因表達(dá)調(diào)控的研究；DNA重組技術(shù)和結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)。 反向生物學(xué)：是指利用重組DNA技術(shù)和離體定向誘變的方法研究已知結(jié)構(gòu)的基因相應(yīng)的功能，在體外使基因突變，再導(dǎo)入體內(nèi)，檢測突變的遺傳效應(yīng)，即以表型來探索基因結(jié)構(gòu)。 后基因組時代：研究細(xì)胞全部基因的表達(dá)圖式和全部蛋白質(zhì)圖式，人類基因組研究由結(jié)構(gòu)向功能轉(zhuǎn)移。寫出三個分子生物寫學(xué)展的主要大事件（年代、發(fā)明者、簡要內(nèi)容） 1953年Watson和Click發(fā)表了“脫氧核糖核苷酸的結(jié)構(gòu)”的著名論文，提出了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。 1972~1973年，重組DNA時代的到來。，并完成了第一個細(xì)菌基因的克隆，開創(chuàng)了基因工程新紀(jì)元。 1990~2003年美、日、英、法、俄、中六國完成人類基因組計劃。解讀人類遺傳密碼。21世紀(jì)分子生物學(xué)的發(fā)展趨勢是怎樣的？ 隨著基因組計劃的完成，人類已經(jīng)掌握了模式生物的所有遺傳密碼。又迎來了后基因組時代，人類基因組的研究重點(diǎn)由結(jié)構(gòu)向功能轉(zhuǎn)移。相關(guān)學(xué)說理論相應(yīng)誕生，如功能基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和生物信息學(xué)。生命科學(xué)又進(jìn)入了一個全新的時代。第四章思考題：（P130） 基因的概念如何？基因的研究分為幾個發(fā)展階段？ 概念：基因是原核、真核生物以及病毒的DNA和RNA分子中具有遺傳效應(yīng)的核苷酸序列，是遺傳的基本單位和突變單位以及控制形狀的功能單位。發(fā)展階段：20世紀(jì)50年代以前，主要從細(xì)胞的染色體水平上進(jìn)行研究，屬于基因的染色體遺傳學(xué)階段。 20世紀(jì)50年代以后，主要從DNA大分子水平上進(jìn)行研究，屬于分子的生物學(xué)階段。 近20年來，直接從克隆目的基因出發(fā)，研究基因的功能及其表型之間的關(guān)系，反向生物學(xué)階段。什么是C值和C值矛盾？主要表現(xiàn)有哪些？ C值：真核生物單倍體基因組所包含的全部DNA量成為該物種的C值。 C值矛盾（悖理）：指真核生物中DNA含量的反?，F(xiàn)象。 主要表現(xiàn)：C值不隨生物的進(jìn)化程度和復(fù)雜性增加關(guān)系密切的生物C值相差甚大真和生物DNA的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于編碼蛋白質(zhì)等物質(zhì)所需的量斷裂基因、外顯子和內(nèi)含子的概念是什么？它們的關(guān)系如何？ 斷裂基因：基因內(nèi)部插入了不編碼序列，使一個完整的基因分隔成不連續(xù)的若干區(qū)段，這樣的基因叫做不連續(xù)基因或斷裂基因。 外顯子：真核生物不連續(xù)基因中有編碼功能的區(qū)段稱為外顯子。 內(nèi)含子：無編碼功能的區(qū)段稱為內(nèi)含子。 關(guān)系：真核生物基因組中的不連續(xù)基因無論存在于何種組織，表達(dá)或不表達(dá)，其序列都保持不變，但內(nèi)部的外顯子和內(nèi)含子數(shù)目、位置及長度卻是可變的。 內(nèi)含子與外顯子之間的連接位點(diǎn)：共同保守序列、無序列同源性和互補(bǔ)性重疊基因最初是在什么生物中發(fā)現(xiàn)的？重疊基因的存在有何意義？ amp。X174噬菌體； 重疊基因存在意義：提高基因利用率。 分別寫出病毒、原核、真核生物基因組的概念，請比較它們各自的特點(diǎn)及其異同。 病毒基因組：病毒中所含的一整套基因,包括構(gòu)成基因和基因之間區(qū)域的所有DNA。 基因組特點(diǎn)：與細(xì)菌相比較，病毒的基因組很小，含遺傳信息少，只能編輯少數(shù)蛋白質(zhì)。 基因組可由DNA或RNA組成，但每種病毒只含一種核酸。核酸的結(jié)構(gòu)可以是單鏈或雙鏈、閉合環(huán)狀或線狀分子。 病毒基因組通常有重疊。重疊基因使用共同的核苷酸序列，但轉(zhuǎn)錄的mRNA有不同可讀框。有些基因又相同可讀框，但起始密碼子或終止密碼子不同。 病毒基因組的大部分序列用來編碼蛋白質(zhì)，基因之間的間隔序列非常短。非編碼區(qū)占很小部分 病毒基因組中在功能上相關(guān)的基因一般集中成簇，在特定的部位構(gòu)成一個相對的功能單元或轉(zhuǎn)錄單元。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物一般為多順反子mRNA，之后加工成各蛋白質(zhì)的mRNA。 噬菌體的基因是連續(xù)的。原核生物基因組：原核生物染色體、質(zhì)粒中所含有的一整套基因。特點(diǎn)：基因通常僅由一條環(huán)形或線形雙鏈DNA分子組成。 只有一個復(fù)制起始點(diǎn)。 有操縱子結(jié)構(gòu)數(shù)個相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因串聯(lián)在一起，受統(tǒng)一調(diào)控區(qū)調(diào)節(jié)，合成多順反子mRNA。 編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因為單拷貝的，但rRNA基因一般為多拷貝的。 非編碼DNA所占比例很少，類似于病毒基因。 基因組DNA具有多種調(diào)控區(qū)。如復(fù)制起始區(qū)、復(fù)制終止區(qū)、轉(zhuǎn)錄啟動子、轉(zhuǎn)錄終止區(qū)等特殊序列，以及還有重復(fù)序列，比病毒基因組復(fù)雜。 與真核生物基因類似，也具有可移動的DNA序列組分。真核生物基因組：真核生物的單倍染色體組、細(xì)胞器中所含的一整套基因。特點(diǎn)：真核基因組的分子質(zhì)量大。相當(dāng)?shù)膹?fù)雜度。 線狀染色體，每條染色體多個復(fù)制起點(diǎn)。 細(xì)胞核DNA與蛋白質(zhì)穩(wěn)定的結(jié)合，形成染色質(zhì)的復(fù)雜高級結(jié)構(gòu)。 基因表達(dá)中，轉(zhuǎn)錄和翻譯在時間和空間上被分隔，不偶聯(lián)。 大量重復(fù)序列，且單位長度不一，重復(fù)程度各異。 基因一般以點(diǎn)拷貝形式存在，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子mRNA。 存在著可移動的DNA序列。 絕大多數(shù)真核生物基因都含有內(nèi)含子，基因編碼區(qū)是不連續(xù)排列的。 異同：紅色標(biāo)記相同點(diǎn)；綠色為不同點(diǎn) 簡要敘述真核生物的DNA序列的幾種類型。 單拷貝的DNA序列低度重復(fù)的DNA序列，有2~10個拷貝數(shù)；中度重復(fù)的DNA序列，有幾十至數(shù)十萬個拷貝數(shù)高度重復(fù)DNA，重復(fù)次數(shù)上萬至數(shù)百次。內(nèi)含子有什么功能？其存在有何意義？
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