1、分子生物学-11 及答案解析(总分：100.01，做题时间：90 分钟)一、问答题(总题数：20，分数：100.00)1.简述增强子的作用特点。 （分数：5.00）_2.什么是沉默子，简述其用特点。 （分数：5.00）_3.真核生物 mRNA仅是细胞总 RNA的一小部分(质量的 3%)左右，解释可能的原因。 （分数：5.00）_4.为什么 rRNA和 tRNA分子比 mRNA更稳定? （分数：5.00）_5.如果突变导致酵母某基因 RNA转录物中的 5“-AAUAAA-3“顺序变成 AACAA，你估计会产生什么影响? （分数：5.00）_6.解释 RNA聚合酶对放线菌素 D尤其敏感的原因。 （
2、分数：5.00）_7.利福平是一种重要的治疗结核病的抗生素。有些结核杆菌菌株具有抗利福平抗性。DNA 序列分析表明，抗性来源于编码 RNA聚合酶 亚基的 rpoB基因的点突变，导致 亚基中的一个组氨酸被天冬氨酸所取代。根据上述现象试分析利福平治疗结核病的可能原因。 （分数：5.00）_8.放线菌素 D能够抑制原核生物的基因转录，却不能用作抗菌药物，试述原因。 （分数：5.00）_9.原核基因启动子-10 区的一致序列是 TATAAT。已知两个基因 A和 B具有相似的启动子序列，只是-10 区不同，分别为 TATAAA和 CTATCC。试比较两个基因的表达水平。 （分数：5.00）_如图表示两种
3、 RNA分子，分子被加工成分子，请回答下面的问题： （分数：5.01）(1).加工过程在什么细胞内什么位置发生?（分数：1.67）_(2).分子和分别是什么类型的 RNA分子?（分数：1.67）_(3).箭头 AE 分别表示什么区域?（分数：1.67）_10.为什么转录只需要 DNA双螺旋链中的一条链? （分数：5.00）_11.含有 70 的大肠杆菌 RNA聚合酶识别的某大肠杆菌基因启动子-10 区的非模板序列为 5“-CATAGT-3“。回答以下问题并解释原因。 a若在第一个位置发生的 CT 突变是上调突变还是下调突变? b若在最后位置发生的 TA 突变是上调突变还是下调突变? （分数：5
4、.00）_12.用大肠杆菌体外转录系统对原核生物的某一基因进行研究时，对其中一份样品加入 RNA聚合酶全酶，另一份样品中加入 RNA聚合酶核心酶，你预计这两个反应的结果有什么差别，为什么?如何通过实验来鉴定它们? （分数：5.00）_13.为什么在分子生物学中放线菌素 D常被用于检测真核生物 mRNA的稳定性? （分数：5.00）_14.已知大肠杆菌某一调节基因的 DNA全序列，试述如何确定其启动子区? （分数：5.00）_15.在原核细胞表达系统大肠杆菌中，满足什么条件的外源基因才可能顺利表达? （分数：5.00）_16.将大肠杆菌培养温度从 37升高至 42时，其基因表达如何变化? （分数
5、：5.00）_17.多核苷酸磷酸化酶是重要的工具酶，它具有什么功能?为什么细胞不能用它合成自身的 RNA? （分数：5.00）_18.试述增强子发挥远程调控的可能机制。 （分数：5.00）_19.将细胞与含有抑制 TFIIH蛋白激酶活性的抑制剂温育后进行体外转录，估计在转录的哪一步会受阻?解释原因。 （分数：5.00）_分子生物学-11 答案解析(总分：100.01，做题时间：90 分钟)一、问答题(总题数：20，分数：100.00)1.简述增强子的作用特点。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：增强子可以发挥远程作用(14kb)，增强同一条 DNA链上基因转录效率；增强子作用与其序列的正
6、反方向无关，在基因的上游或下游都能起作用；增强子对启动子没有严格的专一性，同一增强子可以影响不同类型启动子的转录；增强子一般具有组织或细胞特异性。2.什么是沉默子，简述其用特点。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：沉默子是一种抑制基因表达的顺式作用元件。沉默子可以远程调控基因的转录作用，且无位置和方向依赖性，具有组织特异性。沉默子可能引起染色质弯曲缠绕，产生异染色质结构，导致基因处于失活状态。3.真核生物 mRNA仅是细胞总 RNA的一小部分(质量的 3%)左右，解释可能的原因。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：总 RNA中还包含大量的 rRNA和 tRNA，rRNA 是核糖体的
7、重要组成部分，一系列的 tRNA是翻译必不可少的分子群。另外，mRNA 半衰期只有 124 小时。因此 mRNA的量比其他 RNA的量要少。4.为什么 rRNA和 tRNA分子比 mRNA更稳定? （分数：5.00）_正确答案：()解析：mRNA 以单链形式存在于细胞中，能被特异的单链 RNA酶识别并降解。rRNA 和 tRNA分子内形成双链，例如 tRNA形成三叶草二级结构，并进一步形成 L型高级结构，可以保护其免受核酸酶攻击。另外，rRNA与核糖体蛋白结合成核糖体，更加稳定。5.如果突变导致酵母某基因 RNA转录物中的 5“-AAUAAA-3“顺序变成 AACAA，你估计会产生什么影响?
8、（分数：5.00）_正确答案：()解析：由于 AAUAAA是真核 mRNA正确切除初始转录 3“末端并加接 poly(A)的信号序列，它的突变将导致正确的切割和 poly(A)的添加受到抑制和阻断。6.解释 RNA聚合酶对放线菌素 D尤其敏感的原因。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：放线菌素 D(actinomycin D)能够插入到 DNA上的 GC碱基对之间，导致小沟变宽和扭曲，从而阻止聚合酶的延伸。由于真核细胞核三种 RNA聚合酶催化转录的基因 GC含量不同，以 rDNA上的 GC含量最高，因此，RNA 聚合酶对放线菌素 D的作用最为敏感。7.利福平是一种重要的治疗结核病的抗生素
9、。有些结核杆菌菌株具有抗利福平抗性。DNA 序列分析表明，抗性来源于编码 RNA聚合酶 亚基的 rpoB基因的点突变，导致 亚基中的一个组氨酸被天冬氨酸所取代。根据上述现象试分析利福平治疗结核病的可能原因。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：利福平通过与结核杆菌 RNA聚合酶 亚基结合，阻断转录起始，导致菌株死亡，达到治疗效果。当编码 亚基的基因发生突变，蛋白质产物不再与利福平结合，转录正常，因此产生抗性。8.放线菌素 D能够抑制原核生物的基因转录，却不能用作抗菌药物，试述原因。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：放线菌素 D是一种与 DNA双链结合的嵌入试剂，既能抑制 DNA复制
10、，又能抑制转录，并且这种抑制作用是无选择性的，对细菌和人的 DNA都能结合和抑制，所以不可以用作抗生素。9.原核基因启动子-10 区的一致序列是 TATAAT。已知两个基因 A和 B具有相似的启动子序列，只是-10 区不同，分别为 TATAAA和 CTATCC。试比较两个基因的表达水平。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：基因 A的-10 区更接近一致序列，表达水平更高；而基因 B的-10 区含有三个 GC配对，难以解链暴露 DNA模板，因此转录效率低，表达产物也少。如图表示两种 RNA分子，分子被加工成分子，请回答下面的问题： （分数：5.01）(1).加工过程在什么细胞内什么位置发生
11、?（分数：1.67）_正确答案：()解析：细胞核。(2).分子和分别是什么类型的 RNA分子?（分数：1.67）_正确答案：()解析：分子为 mRNA前体；分子为成熟 mRNA。(3).箭头 AE 分别表示什么区域?（分数：1.67）_正确答案：()解析：A 内含子；B 终止子；C 帽子结构；D 外显子；E poly(A)尾。10.为什么转录只需要 DNA双螺旋链中的一条链? （分数：5.00）_正确答案：()解析：DNA 双链中只有一条链是模板链，按照碱基互补配对原则指导转录反应，另一条链是编码链，其碱基顺序与转录产物的碱基序列是一致的，只是 RNA分子中由 U代替 DNA分子中的 T，不指
12、导转录。11.含有 70 的大肠杆菌 RNA聚合酶识别的某大肠杆菌基因启动子-10 区的非模板序列为 5“-CATAGT-3“。回答以下问题并解释原因。 a若在第一个位置发生的 CT 突变是上调突变还是下调突变? b若在最后位置发生的 TA 突变是上调突变还是下调突变? （分数：5.00）_正确答案：()解析：该启动子-10 区的模板序列为 5“-ACTATG-3“ a若发生 CT 突变，启动子-10 区变为 5“-ACTATA-3“，CG 配对由 2对减少为 1对，-10 区容易解链，因此是上调突变。 b若发生 TA 突变，启动子-10 区变为 5“-TCTATG-3“，由于 70 结构域
13、2的 2.4亚区的第 437位谷氨酸残基和第 440位苏氨酸残基均与-10 区的 5“端 T发生特异性接触，促进 70 识别启动子，因此也是上调突变。12.用大肠杆菌体外转录系统对原核生物的某一基因进行研究时，对其中一份样品加入 RNA聚合酶全酶，另一份样品中加入 RNA聚合酶核心酶，你预计这两个反应的结果有什么差别，为什么?如何通过实验来鉴定它们? （分数：5.00）_正确答案：()解析：不同于 RNA聚合酶全酶，核心酶虽然能够催化以 DNA为模板合成 RNA，但不能在正确的位置起始转录。所以加入 RNA聚合酶核心酶的实验组可能产生多种转录产物。可以通过 DNA酶-足印法鉴定转录起始的序列。
14、13.为什么在分子生物学中放线菌素 D常被用于检测真核生物 mRNA的稳定性? （分数：5.00）_正确答案：()解析：放线菌素 D(actinomycin D)能够插入到 DNA上的 GC碱基对之间，导致小沟变宽和扭曲，从而阻止RNA聚合酶的延伸。因此，利用放线菌素 D可阻断新的 mRNA合成，可被用来研究目的 mRNA的稳定性及其降解速率。14.已知大肠杆菌某一调节基因的 DNA全序列，试述如何确定其启动子区? （分数：5.00）_正确答案：()解析：取距此基因 ATG序列上游 100bp，101200bp 等的 DNA片段，然后将这些 DNA片段分别连接到无lac启动子的 lacZ基因上
15、游，然后通过 IPTG诱导，测量半乳糖苷酶的活性来确定启动子区。15.在原核细胞表达系统大肠杆菌中，满足什么条件的外源基因才可能顺利表达? （分数：5.00）_正确答案：()解析：表达的外源片段包含目的基因的开放读码框(ORF)，编码区不能含有内含子，且此片段要位于大肠杆菌启动子的下游，并形成正确的阅读框架；转录出的 mRNA必须有与大肠杆菌 16S rRNA的 3“端相匹配的 SD序列，才能被有效地翻译成蛋白质；蛋白质产物必须稳定，不易被细胞内蛋白酶快速降解，且对宿主无害。16.将大肠杆菌培养温度从 37升高至 42时，其基因表达如何变化? （分数：5.00）_正确答案：()解析：当大肠杆菌
16、生活环境发生改变时，其基因表达也相应变化。培养温度从 37升高至 42时， 因子表达发生变化，细胞大量表达 32 ，而 32 与 70 识别的启动子序列不同，因而 RNA pol选择转录的基因发生变化，主要是大约 17种被称为热激蛋白的蛋白质被表达。17.多核苷酸磷酸化酶是重要的工具酶，它具有什么功能?为什么细胞不能用它合成自身的 RNA? （分数：5.00）_正确答案：()解析：多核苷酸磷酸化酶是一种催化核糖核苷二磷酸(NDP)随机聚合成为多核糖核苷酸的酶，其逆反应为磷酸解多核糖核苷酸。反应式为：(RNA) n +NDP 18.试述增强子发挥远程调控的可能机制。 （分数：5.00）_正确答案
17、：()解析：增强子发挥远距离作用有以下假说： (1)拓扑异构模型：转录激活因子与增强子结合，通过形成超螺旋使整个 DNA链的拓扑结构改变，促使启动子与 RNA聚合酶以及通用转录因子结合。 (2)滑动模型：转录激活因子与增强子结合，然后沿 DNA滑动至启动子，招募 RNA聚合酶以及通用转录因子与启动子结合。 (3)DNA环出模型：转录激活因子与增强子结合，使增强子和启动子之间的 DNA形成环状突起，然后与启动子上的通用转录因子相互作用，招募 RNA聚合酶。19.将细胞与含有抑制 TFIIH蛋白激酶活性的抑制剂温育后进行体外转录，估计在转录的哪一步会受阻?解释原因。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：TFIIH 可磷酸化 RNA pol 最大亚基的 CTD。该磷酸化是转录起始必需的，并且与启动子清空密切相关。所以当激酶活性受抑制时，转录在起始阶段受到阻滞，不能进入转录延伸阶段。
