1、分子生物学-22 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.将多聚核苷酸(UAA) n 加到体外翻译系统可以得到几种多肽(参考下图标准遗传密码表)? （分数：5.00）_以下是一段真核生物蛋白质基因成熟 mRNA 的序列： 5“cap-UUC ACA CAG GAG GUU AUG AAA GAU GGA CCC UUU CGA UAA GGC CAA AAA-3“（分数：5.00）(1).写出它编码的肽段序列(参考下图标准遗传密码表)。 （分数：2.50）_(2).如果将这段 mRNA 加入大肠杆菌裂解液(体外翻译系统)，它能否被
2、翻译?（分数：2.50）_一个蛋白质基因 mRNA 的部分如下： 142 AGC 143 CCC 144 CGG 145 UAG 146 UAA 147 AAU 148 AGA （分数：5.01）(1).推断编码的蛋白质产物含有多少氨基酸残基(参考下图标准遗传密码表)? （分数：1.67）_(2).如果 145 突变成 CAG，编码产物的长度是多少?（分数：1.67）_(3).如果在 144 和 145 间插入一个 C，编码产物的长度是多少?（分数：1.67）_请翻译下列开放读码框(参考下图标准遗传密码表)。 （分数：5.00）(1).5“-AUGGGGGGUCUUAGGUUGCGUUAG-3
3、“（分数：2.50）_(2).5“-AUGGUACUGAAUUGGGUGUGUUGA-3“（分数：2.50）_试写出下列多肽链对应的可能 RNA 序列(参考下图标准遗传密码表)。 （分数：5.00）(1).Met-Leu-Val-Cys-Lys-Stop（分数：2.50）_(2).Met-His-Ser-Thr-Val-G1y-Lys-Stop（分数：2.50）_现从某细菌菌株分离得到一段 DNA，含有某多肽基因编码的前几个密码子，该 DNA 片段的序列组成如下： 5“-AGGAGGTGTGCACCATGATAGCGOGTCG-3“ 3“-TCCTCCACACGTGGTACTATCGCGCAG
4、C-5“ 请回答以下问题：（分数：5.00）(1).哪一条为有义链?（分数：2.50）_(2).写出其 mRNA 的序列?并请标出第二个密码子的位置。（分数：2.50）_2.下表列出某原核基因片段 DNA，mRNA，peptide 的部分序列(从左向右表示 5“至 3“、N 至 C 排列)，请补充完整(参考下图标准遗传密码表)。 （分数：5.00）_3.在体外进行的蛋白质合成实验中发现 Val-tRNA Val 可转变为 Glu-tRNA Val 。如用 14 C 标记 Glu-tRNA Val 中的 Glu，进行体外蛋白质合成实验时，标记的谷氨酸能掺入多肽链中谷氨酸的位置吗? （分数：5.0
5、0）_4.将 14 C 放射性标记的氨基酸加入到无细胞翻译系统进行蛋白质体外合成实验，分别在不同的反应时间点取样分析，结果如下所示。注：“”代表没有标记的氨基酸，“X”代表标记的氨基酸，A 和 B 代表新合成肽链的末端。 时间 1(反应开始)AXXB 时间 2AXXXXXB 时间 3AXXXXXXXXXB 时间 4AXXXXXXXXXXXXXXXXXXB 问：多肽链合成的方向是从 AB 还是 BA 延伸?A 和 B 哪是 N 末端，为什么 （分数：5.00）_已知一种突变的大肠杆菌蛋白质是由单个核苷酸插入引起的移码突变导致。将正常的蛋白质和突变体蛋白质用胰蛋白酶消化后，进行指纹图分析。结果发现
6、只有一个肽段有差异，测得该不同肽段的氨基酸顺序如下(参考下图标准遗传密码表)： （分数：5.00）(1).什么核苷酸插入到什么地方导致了氨基酸顺序的改变?（分数：2.50）_(2).推导出编码正常肽段和突变体肽段的核苷酸序列。（分数：2.50）_5.翻译过程中核糖体按什么方向沿 mRNA 移动?为什么不结合 mRNA 并停留在一个固定的地方呢? （分数：5.00）_6.核糖体的大小亚基在蛋白质合成过程中反复装配和解离有何生物学意义? （分数：5.00）_7.真核生物核糖体由 4 种 rRNA 和 80 多种核糖体蛋白组成，然而基因组中 rDNA 的拷贝数远远多于编码核糖体蛋白的基因，解释原因。
7、 （分数：5.00）_8.大多数细菌 mRNA 是多顺反子，一条 mRNA 编码多种蛋白质，翻译是如何有序进行的? （分数：5.00）_9.什么是密码子的偏爱性(codon bias)?密码子偏爱性与原核生物基因表达有何关系?对实际工作有何指导意义? （分数：5.00）_10.保证蛋白质准确翻译的可能机制有哪些? （分数：5.00）_11.为什么在分子生物学中放线菌酮常被用来确定蛋白质的半衰期? （分数：5.00）_12.脊髓灰质炎病毒的 mRNA 在 5“端无帽子结构，在真核宿主细胞中如何起始翻译? （分数：5.00）_13.为什么经过基因工程改造后，人类的基因能在大肠杆菌中表达?其产物是否
8、具有生物活性? （分数：5.00）_14.什么是 Kozak 序列?它在真核翻译过程中发挥什么作用? （分数：5.00）_分子生物学-22 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.将多聚核苷酸(UAA) n 加到体外翻译系统可以得到几种多肽(参考下图标准遗传密码表)? （分数：5.00）_正确答案：()解析：有三种阅读方式。如果以 UAA-UAA-UAA 阅读，得不到多肽；如果以 U-AAU-AAU-AAU 阅读，得到多聚 Asn；如果以 UA-AUA-AUA-AUA 阅读，得到多聚 Ile。以下是一段真核生物蛋白质基因成熟 mRN
9、A 的序列： 5“cap-UUC ACA CAG GAG GUU AUG AAA GAU GGA CCC UUU CGA UAA GGC CAA AAA-3“（分数：5.00）(1).写出它编码的肽段序列(参考下图标准遗传密码表)。 （分数：2.50）_正确答案：()解析：编码的肽段序列为 N-Met-Lys-Asp-Gly-Pro-Phe-Arg-C。(2).如果将这段 mRNA 加入大肠杆菌裂解液(体外翻译系统)，它能否被翻译?（分数：2.50）_正确答案：()解析：由于含有 SD 序列，所以能翻译。一个蛋白质基因 mRNA 的部分如下： 142 AGC 143 CCC 144 CGG 1
10、45 UAG 146 UAA 147 AAU 148 AGA （分数：5.01）(1).推断编码的蛋白质产物含有多少氨基酸残基(参考下图标准遗传密码表)? （分数：1.67）_正确答案：()解析：编码产物含有 144 个氨基酸残基；(2).如果 145 突变成 CAG，编码产物的长度是多少?（分数：1.67）_正确答案：()解析：突变后编码产物含有 145 个氨基酸残基；(3).如果在 144 和 145 间插入一个 C，编码产物的长度是多少?（分数：1.67）_正确答案：()解析：插入后编码产物含有 147 个氨基酸残基。请翻译下列开放读码框(参考下图标准遗传密码表)。 （分数：5.00）(
11、1).5“-AUGGGGGGUCUUAGGUUGCGUUAG-3“（分数：2.50）_正确答案：()解析：Met-Gly-Gly-Leu-Arg-Leu-Arg。(2).5“-AUGGUACUGAAUUGGGUGUGUUGA-3“（分数：2.50）_正确答案：()解析：Met-Val-Leu-Asn-Trp-Val-Cys。试写出下列多肽链对应的可能 RNA 序列(参考下图标准遗传密码表)。 （分数：5.00）(1).Met-Leu-Val-Cys-Lys-Stop（分数：2.50）_正确答案：()解析：5“-AUG CUG GUA UGU AAA UAG-3“。(答案不止一种)(2).Met
12、-His-Ser-Thr-Val-G1y-Lys-Stop（分数：2.50）_正确答案：()解析：5“-AUG CAC UCC ACG GUU GGU AAG UGA-3“。(答案不止一种)现从某细菌菌株分离得到一段 DNA，含有某多肽基因编码的前几个密码子，该 DNA 片段的序列组成如下： 5“-AGGAGGTGTGCACCATGATAGCGOGTCG-3“ 3“-TCCTCCACACGTGGTACTATCGCGCAGC-5“ 请回答以下问题：（分数：5.00）(1).哪一条为有义链?（分数：2.50）_正确答案：()解析：上一条链为有义链。(2).写出其 mRNA 的序列?并请标出第二个密
13、码子的位置。（分数：2.50）_正确答案：()解析：2.下表列出某原核基因片段 DNA，mRNA，peptide 的部分序列(从左向右表示 5“至 3“、N 至 C 排列)，请补充完整(参考下图标准遗传密码表)。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：C C A A T G T G C A C T DNA double helix G G T T A C A C G T G A mRNA C C A A U G U G C A C U tRNA anticodon U G G C A U G C A A G U Amino acid Pro Met Cys Thr 3.在体外进行的蛋白质合成
14、实验中发现 Val-tRNA Val 可转变为 Glu-tRNA Val 。如用 14 C 标记 Glu-tRNA Val 中的 Glu，进行体外蛋白质合成实验时，标记的谷氨酸能掺入多肽链中谷氨酸的位置吗? （分数：5.00）_正确答案：()解析：不能。因为 tRNA Val 的反密码子只能识别 mRNA 分子上编码 Val 的密码子，所以 14 C 标记 Glu-tRNA Val 中的谷氨酸将掺入多肽链中缬氨酸应占据的位置中。4.将 14 C 放射性标记的氨基酸加入到无细胞翻译系统进行蛋白质体外合成实验，分别在不同的反应时间点取样分析，结果如下所示。注：“”代表没有标记的氨基酸，“X”代表标
15、记的氨基酸，A 和 B 代表新合成肽链的末端。 时间 1(反应开始)AXXB 时间 2AXXXXXB 时间 3AXXXXXXXXXB 时间 4AXXXXXXXXXXXXXXXXXXB 问：多肽链合成的方向是从 AB 还是 BA 延伸?A 和 B 哪是 N 末端，为什么 （分数：5.00）_正确答案：()解析：多肽链合成的方向是 AB 延伸，A 是 N 末端。因氨基酸是带有同位素标记的，它总是加到生长着的多肽链的 C 端。因此，在反应进行的初期分离出的多肽链只在它的 C 端有少数的带标记的氨基酸。随着反应的进行，靠近多肽链 C 端的带标记的氨基酸数目增多。已知一种突变的大肠杆菌蛋白质是由单个核苷
16、酸插入引起的移码突变导致。将正常的蛋白质和突变体蛋白质用胰蛋白酶消化后，进行指纹图分析。结果发现只有一个肽段有差异，测得该不同肽段的氨基酸顺序如下(参考下图标准遗传密码表)： （分数：5.00）(1).什么核苷酸插入到什么地方导致了氨基酸顺序的改变?（分数：2.50）_正确答案：()解析：在正常肽段的第一个 Val 的密码 GUA 的 G 后插入了一个 A。(2).推导出编码正常肽段和突变体肽段的核苷酸序列。（分数：2.50）_正确答案：()解析：正常肽段的核苷酸序列为：AUG GUA UGC GUNCGN；突变体肽段的核苷酸序列为：AUG GAU AUG CGU。5.翻译过程中核糖体按什么方
17、向沿 mRNA 移动?为什么不结合 mRNA 并停留在一个固定的地方呢? （分数：5.00）_正确答案：()解析：翻译过程中核糖体按 5“3“方向沿 mRNA 移动，移位反应发生时核糖体 A 部位上的肽酰-tRNA 同与其结合的 mRNA 一起移动 1 个密码子的距离，空出 A 部位，为下一轮进位、转肽和移位的循环做准备。6.核糖体的大小亚基在蛋白质合成过程中反复装配和解离有何生物学意义? （分数：5.00）_正确答案：()解析：蛋白质合成前核糖体的装配是为了小亚基与 mRNA、氨酰-tRNA 正确结合，然后大亚基再结合上去；蛋白质合成后期核糖体的解离是为了结束蛋白质的合成，可以为紧接其后的核
18、糖体腾出空间。如果大小亚基不解离，则小亚基无法与起始氨酰-tRNA 结合，使翻译无法进行。7.真核生物核糖体由 4 种 rRNA 和 80 多种核糖体蛋白组成，然而基因组中 rDNA 的拷贝数远远多于编码核糖体蛋白的基因，解释原因。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：由于细胞内 RNA 的半衰期比蛋白质要短很多，核糖体是翻译工厂，所以必须有大量 rDNA 表达，不断产生核糖体的重要组分 rRNA。并且核糖体蛋白质基因转录产生 mRNA，一条 mRNA 可以指导多次翻译，产生相对多的同种蛋白质。8.大多数细菌 mRNA 是多顺反子，一条 mRNA 编码多种蛋白质，翻译是如何有序进行的? （
19、分数：5.00）_正确答案：()解析：细菌中翻译和转录是紧密偶联的，当核糖体到达第一个编码区时，下游编码序列还没有被转录；当第二个核糖体结合位点可用时，第一个顺反子的翻译已顺利进行。并且，一个多顺反子 mRNA 包含顺反子间隔区域，每个顺反子独立起始翻译，第一个顺反子翻译结束时核糖体脱离，在相邻的下一个顺反子核糖体结合位点处重新组装，启动翻译。9.什么是密码子的偏爱性(codon bias)?密码子偏爱性与原核生物基因表达有何关系?对实际工作有何指导意义? （分数：5.00）_正确答案：()解析：编码同一氨基酸的同义密码子使用频率不同被称为密码子的偏爱性。 密码子偏爱性与其对应的同工受体 tR
20、NA 在细胞内的丰度有关，使用频率越低的密码子，其对应的同工受体 tRNA 的含量越低。 某一种生物使用密码子的样式可以预测某一个基因表达水平。实际在分析一种生物的全套基因组时，未知基因如果倾向使用高频密码子，可以推测该基因很有可能是高表达的基因。10.保证蛋白质准确翻译的可能机制有哪些? （分数：5.00）_正确答案：()解析：氨基酸与 tRNA 的负载专一性；对第一个 AUG 的准确起译；反密码子对密码子的准确识读；正确的氨酰-tRNA 进入核糖体 A 位点。11.为什么在分子生物学中放线菌酮常被用来确定蛋白质的半衰期? （分数：5.00）_正确答案：()解析：放线菌酮是一种在真核生物中对
21、蛋白质生物合成过程有抑制效应的化合物，可以通过干扰蛋白质合成过程中的移位反应而阻碍翻译，导致无新蛋白质产生。因此可以用来研究目的蛋白质的降解速度。12.脊髓灰质炎病毒的 mRNA 在 5“端无帽子结构，在真核宿主细胞中如何起始翻译? （分数：5.00）_正确答案：()解析：脊髓灰质炎病毒 mRNA 的 5“-UTR 含有内部核糖体进入位点(internalribosome entry site，IRES)，核糖体从 IRES 直接进入，然后通过扫描发现它周围的起始密码子，正确起始翻译。13.为什么经过基因工程改造后，人类的基因能在大肠杆菌中表达?其产物是否具有生物活性? （分数：5.00）_正
22、确答案：()解析：因为密码子具有通用性，无论是细菌还是真核生物使用的都是同一套密码子。因此，当人类基因经过处理，包括去除内含子，将启动子换成细菌强启动子等处理，就能使大肠杆菌表达人类基因。 然而不能保证其表达出来的蛋白质就是有活性的蛋白质，因为蛋白质的功能和它的三维结构密切相关。在人类细胞内，蛋白质合成后会经过一系列的修饰和剪切，最终才能成为有活性的蛋白质。而在细菌内部是没有这些修饰机制和必需的“加工机器”，所以说细菌只能合成部分有活性的人类蛋白质，即那些不需要额外加工的蛋白质。14.什么是 Kozak 序列?它在真核翻译过程中发挥什么作用? （分数：5.00）_正确答案：()解析：Kozak 序列是存在于真核生物 mRNA 的一段序列，在翻译的起始中有重要作用。核糖体能够识别mRNA 上的这段序列，并把它作为翻译起始位点。真核生物基因中起始密码子上下游的最佳序列为，-3 位为嘌呤碱基、+4 位为 G，起始密码子 AUG 中的 A 处于+1 位。A/GCCAUGG 被称为 Kozak 序列或扫描序列。Kozak 序列是用来增强真核基因的翻译效率的，是最优化的 AUG 环境，避免核糖体出现扫描错误。
