大连理工大学631分子生物学考研真题及辅导用书

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1. 全国名校分子生物学考研真题汇总（含部分答案）

考研指导书

1. 朱玉贤《现代分子生物学》（第5版）笔记和课后习题（含考研真题）

2. 朱玉贤《现代分子生物学》（第5版）配套题库【考研真题精选＋章节题库】

全国名校分子生物学考研真题汇总（含部分答案）

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1．武汉大学分子生物学考研真题

2009年武汉大学877分子生物学（A卷）考研真题详解

参考答案及详解

一、名词翻译与解释（共10小题，每小题4分，共40分）

1Regulatory gene

答：Regulatory gene即调控基因，是编码能与操纵序列结合的调控蛋白的基因。调控蛋白分为阻遏蛋白和激活蛋白，与操纵子结合调控基因转录。

2Real-time PCR

答：Real-time PCR即实时定量PCR，是指在PCR指数扩增期间通过连续监测荧光信号强弱的变化来即时测定特异性产物的量，并据此推断目的基因的初始量，不需要取出PCR产物进行分离。可以在间隔相等的时间测反应物的浓度，获得相对较准确的数据，比较简便。

3Nick translation

答：Nick translation即切口平移法，当双链DNA分子的一条链上产生切口时，E.coli DNA聚合酶Ⅰ就可将核苷酸连接到切口的3’羟基末端。同时该酶具有从5’→3’的核酸外切酶活性,能从切口的5’端除去核苷酸。由于在切去核苷酸的同时又在切口的3’端补上核苷酸,从而使切口沿着DNA链移动，从而用放射性核苷酸代替原先无放射性的核苷酸，将放射性同位素掺入到合成新链中。

4Generic promoter

答：Generic promoter即通用启动子。一个基因中有很多片段可能是与其他基因重复的，比如基因的通用启动子区域，可以使不同的基因通过同一个启动子启动表达。

5Histone code

答：Histone code即组蛋白密码。组蛋白密码的假说提出了存在第二种类型人类遗传密码的可能，这种编码被称为“组蛋白密码”，是控制基因开启的“主开关”。组蛋白密码帮助控制了人类基因的表达。密码中的组蛋白是组成染色质的蛋白质。染色质则是包装在DNA外层的物质。通过组蛋白密码，不同修饰的组蛋白可以将基因组组织为活化和沉默区域。而且，这些区域可以通过细胞分裂传递。

6Proteomics

答：Proteomics即蛋白质组学，源于蛋白质（protein）与 基因组学（genomics）两个词的组合，是指“一种基因组所表达的全套蛋白质”，在本质上是指在大规模水平上研究蛋白质的特征，包括蛋白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白与蛋白相互作用等，由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识。

7Gene targeting

答：Gene targeting即基因打靶，是指通过DNA定点同源重组，改变基因组中的某一特定基因，从而在生物活体内研究此基因的功能。基因打靶技术是一种定向改变生物活体遗传信息的实验手段，它的产生和发展建立在胚胎干(ES)细胞技术和同源重组技术成就的基础之上，广泛应用于基因功能研究、人类疾病动物模型的研制以及经济动物遗传物质的改良等方面。

8Single nucleotide polymorphism

答：Single nucleotide polymorphism即单核核苷酸多态性，主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。它是人类可遗传的变异中最常见的一种。占所有已知多态性的90%以上。SNP所表现的多态性只涉及到单个碱基的变异，这种变异可由单个碱基的转换或颠换所引起，也可由碱基的插入或缺失所致。但通常所说的SNP并不包括后两种情况。SNP比较的不是DNA片段的长度，而是相同长度序列的单个碱基的差异。

9Alternative mRNA processing

答：Alternative mRNA processing即选择性剪接（又称可变剪接），是指从一个mRNA前体中通过不同的剪接方式（选择不同的剪接位点组合）产生不同的mRNA剪接异构体的过程，而最终的蛋白产物会表现出不同或者是相互拮抗的功能和结构特性，或者在相同的细胞中由于表达水平的不同而导致不同的表型。剪接调控蛋白结合到称为外显子/内含子剪接增强子或者外显子/内含子剪接减弱子的特殊序列上。

10Replicon

答：Replicon即复制子，是DNA复制时从一个DNA复制起点开始最终由这个起点起始的复制叉完成的片段。像E.coli phase及质粒DNA独立复制的单位均为复制子。

二、简答题（共5小题，每小题10分，共50分）

1什么是DNA损伤？生物体DNA损伤与哪些因素有关？生物细胞有哪些机制来处理DNA损伤，并进行DNA损伤修复？

答：（1）DNA遭受自发的损伤或化合物及辐射的损伤，使其骨架断裂并改变其碱基的化学结构，称为DNA损伤

（2）影响因素：诱变剂、水解损伤、烷化（甲基化或乙基化）、氧化反应、辐射损伤：包括紫外辐射、γ射线、X射线等，碱基类似物如5-溴尿嘧啶。

（3）修复机制

①DNA损伤的直接逆转：光复活作用通过DNA光解酶断裂相邻嘧啶的共价键。

②碱基切除修复通过多种糖基化酶切除碱基。

③核苷酸切除修复酶的切割，UVR蛋白是紫外损伤修复需要的。

④重组修复即双链断裂修复（DSB）途径，从姐妹染色体中取回序列信息，若无姐妹染色单体。则通过异源末端连接系统作用。

⑤移损DNA合成：不修复损伤，使复制机器绕过受损部位。

2表观（epigenetic）遗传修饰包括哪些内容？并举一例说明其在基因的表达调控和染色体重塑等方面有哪些重要作用？

答：（1）一个细胞发育过程中释放的信号引起临近细胞中特异基因的开启，诱导信号出现很短一段时间，基因却可以保持开启至很多代细胞，这种基因表达模式的遗传称为表观调节。核小体与DNA修饰是表观遗传的基础，表观遗传修饰包括DNA甲基化、RNA干扰和组蛋白修饰等。

（2）以某基因由于局部组蛋白甲基化而关闭为例。

当该区域的染色体在细胞分裂时被复制，亲代的甲基化的组蛋白被均分至两个子代的双链DNA中，因此每个子代分子携带有一些甲基化的和非甲基化的核小体。甲基化的核小体募集带有染色质域的蛋白质，包括组蛋白甲基化酶，其可以甲基化临近未被修饰的核小体。而完全缺乏甲基化组蛋白的子链不能募集甲基化酶。因此染色质修饰状态可以世代维持。在哺乳动物细胞中，DNA甲基化有可能是基因组上沉默区域的主要标记。

3反式作用因子是直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件系列上而参与调控靶基因转录效率的蛋白质，试问反式作用因子的DNA结合结构域有哪几种类型？特点如何？

答：反式作用因子的DNA结合结构域有4种类型，各自特点如下：

（1）同型结构域蛋白是一种螺旋-转折-螺旋DNA结合域，不同蛋白质中同型结构域的结构非常相似，很多以异二聚体形式与DNA结合。

（2）含锌DNA结合域。该结合域包含锌原子的DNA结合域有各种不同的形式。包括典型的锌指蛋白和锌簇域。有的锌原子同半胱氨酸残基和组氨酸残基相互作用，α螺旋嵌入大沟，保持结合域完整。有的锌同四个半胱氨酸残基作用，稳定成类似螺旋-转角-螺旋的结构。

（3）亮氨酸拉链结构域是在单一的结构单元内连接二聚结构和与DNA结合的表面。两螺旋顶部通过亮氨酸疏水作用结合形成盘绕状结构，下部两螺旋形成钳形结构，将DNA夹于其中。

（4）螺旋-环-螺旋：二聚体结构，每个单体中延伸的α螺旋区域嵌入DNA的大沟中。α螺旋区域内包含碱性氨基酸残基。

4PCR的原理是什么？在PCR反应中是否循环次数越多所合成的产物数量也越多？为什么？

答：（1）原理：类似于DNA的天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性-退火-延伸三个基本反应步骤构成：①模板DNA的变性：模板DNA经加热至93℃左右一定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应做准备；②模板DNA与引物的退火(复性)：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；③引物的延伸：DNA模板–引物结合 物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链。重复循环变性→退火→延伸三过程，就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。

（2）PCR反应中循环次数越多所合成的产物数量并非越多。原因：

PCR循环次数主要取决于模板DNA的浓度。不能无限循环。一般的循环次数选在30～40次之间，循环次数越多，非特异性产物的量亦随之增多。随着反应的进行，模板DNA数目在减少，而生成的产物DNA数目增加，在后期反应中与模板DNA形成竞争性抑制，无法保证模板DNA与单链DNA结合而反应，导致目标产物的量下降，非特异性产物的量增多。

5增强子和绝缘子在基因表达调控中的作用和特点有哪些？

答：（1）增强子的作用

增强子(enhancer)是指增加同它连锁的基因转录频率的DNA序列。增强子是通过启动子来增加转录的。有效的增强子可以位于基因的5’端，也可位于基因的3’端，有的还可位于基因的内含子中。增强子结合的调节蛋白将负责在合适的时空状态激活基因表达。

（2）增强子有别于启动子处有两个特点:

①增强子对于启动子的位置不固定，而能有很大的变动；②它能在两个方向产生相作用。一个增强子并不限于促进某一特殊启动子的转录，它能刺激在它附近的任一启动子。

（3）绝缘子的作用

绝缘子(insulator)长约几百个核苷酸对，是通常位于启动子同正调控元件(增强子)或负调控因子(为异染色质)之间的一种调控序列。绝缘子本身对基因的表达既没有正效应，也没有负效应，其作用只是不让其他调控元件对基因的活化效应或失活效应发生作用。

（4）绝缘子特点：①当位于增强子与启动子之间时，绝缘子将抑制增强子对基因的激活作用。与绝缘子结合的蛋白质既不积极地抑制启动子的活性，也不抑制活化子的激活作用。②绝缘子也能抑制染色质修饰的展开，对不加选择的活化作用和抑制作用，绝缘子都能对基因起到保护作用。

三、论述题（共4题，每题15分，共60分）

1论述转座子的类别、结构和转座机制及在基因表达与分子进化中的作用。

答：转座子的类别如下

（1）DNA转座子。

①结构包括作为重组位点的终端反向重复序列和一个编码转座酶的基因。有的细菌转座子带有编码抗生素抗性蛋白的序列。

②DNA转座子的转座机制分为两种，分别是剪切-粘贴机制和复制性转座机制。

剪切-粘贴机制：

a．转座酶结合两个DNA末端形成转座体或联合复合体。

b．将转座子从宿主DNA上切除。

c．通过酯基转移反应连接DNA，称为DNA单链转移。

d．DNA聚合酶填补转座子两端的DNA缺口。

e．DNA连接酶封闭DNA单链。

f．同源重组修复或直接连接来修复宿主DNA。

复制性转座机制：

a．转座酶结合到转座子上形成转座体。

b．转座子末端DNA断裂但转座子不从宿主DNA上切除。

c．转座子3’-OH通过单链转移反应连接到靶DNA上，产生双交叉的DNA中间体。

d．双交叉形成复制叉的结构，以靶DNA3′端为引物，进行转座子的复制。

（2）类病毒反转录转座子又称LTR反转录转座子。

①结构包括两端的长末端重复序列，编码转座酶序列及编码反转录酶序列

②转座机制：断裂和转移步骤同DNA转座，不同之处为需要RNA中间体。

a．LTR中启动子起始转录，合成RNA。

b．以RNA为模板合成一段cDNA。

c．cDNA与整合酶结合，重组到新的靶DNA位点。

（3）聚腺苷酸反转录转座子又称非病毒反转录转座子。

①结构包括5’UTR和3’UTR（含poly-A）序列，编码RNA结合蛋白的ORF1序列和编码反转录酶和核酸内切酶的ORF2序列。

②转录机制为靶位点引导的反转录。以人的LINE因子为例：

a．RNA聚合酶起始LINE转录。

b．mRNA翻译两个ORF产物，并结合到mRNA3’端。

c．蛋白质-mRNA复合体结合到富含T的靶DNA位点。

d．靶DNA断裂，形成RNA-DNA的杂合子。

e．靶DNA的3′端作为引物反转录RNA因子得到cDNA。

f．后续的转座反应步骤，包括cDNA双链合成，DNA连接，断点修复。

③作用：当转座因子移位时，通常对插入位点没有序列选择性，所以，转座子可能会插入到基因内部，造成基因完全失活；也会插入到一个基因的调控序列中，造成该基因表达的转变。因此，转座因子是许多物种中新的突变的主要来源，也是导致人类遗传疾病的突变的一个重要原因。转座因子的这种能力也可以用于生物实验中，诱导突变和作为DNA载体。

2在进行遗传重组和基因克隆与表达的研究中，对分子克隆的载体与宿主系统的选择有非常重要的作用。请论述各主要载体系统的特点及其宿主系统。

答：现在所用的运载体主要有两类：

（1）一类是细菌细胞质的质粒，它是一种相对分子质量较小、独立于染色体DNA之外的环状DNA，有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。质粒能通过细菌间的接合由一个细菌向另一个细菌转移，可以独立复制，也可整合到细菌染色体DNA中，随着染色体DNA的复制而复制。质粒经过改造品种繁多，含有多个基本基因，如复制起动区，便于复制扩增；抗生素标记或大肠埃希菌部分乳糖操纵子等，便于基因重组体的筛选；基因发动子和转录终止序列，便于插入的外源基因转录、翻译表达。质粒上还有许多限制性内切酶的切点，即基因插入位点，又叫基因重组位点，基因克隆位点。

（2）另一类运载体是噬菌体或某些病毒等，是一种常使用于分子生物学的工具，可将遗传物质带入细胞，原理是利用病毒具有传送其基因组进入其他细胞，进行感染的分子机制。可发生于完整活体或是细胞培养中。可应用于基础研究、基因疗法或疫苗。分为：噬菌体载体、杆状病毒载体、动物病毒载体、植物病毒载体。优点：转导效率高、复杂的装配过程由细胞完成、不同病毒载体具有不同表达特点。

（3）现在人们还在不断寻找新的运载体，如叶绿体或线粒体DNA等也有可能成为运载体。

（4）宿主系统：

质粒——原核生物或动物细胞，噬菌体——细菌，动植物病毒——动植物。

3从转录后水平上进行比较，论述原核生物和真核生物RNA加工的异同点。

答：（1）原核生物中没有核膜，所以转录与翻译是连续进行的，往往转录还未完成，翻译已经开始了，因此原核生物中转录生成的mRNA没有特殊的转录后加工修饰过程。

（2）真核生物mRNA的加工修饰，主要包括对5′端和3′端的修饰，对中间部分进行剪接和RNA编辑。

①真核生物mRNA 5′端帽子结构的重要性在于它是mRNA 作为翻译起始的必要的结构，对核糖体对mRNA的识别提供了信号，这种帽子结构还可能增加mRNA的稳定性，保护mRNA免遭5′外切核酸酶的攻击。

②3’端多聚（A）尾巴不是由DNA编码的，而是转录后在核内加上去的。受poly-A聚合酶催化，该酶能识别，mRNA 的游离3′—OH端，并加上约200个A残基。

③RNA剪接指从pre-mRNA中除去内含子的过程。有的pre-mRNA存在不止一种剪接方式，从而产生不同的mRNA。例如可以除去不同组合的内含子，这称为可变剪接。通过这种方式，一个基因可以产生多个多肽产物。剪接是由两步连续的转酯反应完成的，第一步转酯反应是由分支点保守腺苷酸的2′羟基引发的。它作为亲核基团，攻击5′剪接位点保守鸟苷酸的磷酰基团。结果，外显子3′端的核糖与内含子5′端磷酸二酯键断开，而游离出来的5磷酸与分支点保守腺苷酸的2′羟基连接。在第二步转酯反应中，5′外显子反过来作为亲核基团，攻击3′剪接位点的磷酰基团。使内含子分离并形成套索结构。

④与RNA剪接一样，RNA编辑可以在RNA转录之后改变其序列，因而翻译出来的蛋白质与根据基因序列推导出的不同。介导RNA编辑的机制有两种：位点特异性脱氨基作用和引导RNA指导的尿嘧啶插入或删除。位点特异性脱氨基作用的一种形式是mRNA中某个特异选择的胞嘧啶通过脱氨基变成了尿嘧啶。通常对于一种给定的mRNA，RNA编辑只在特定的组织或细胞发生，而且是受到调控的。另一种形式是在pre-mRNA的特定位置插入多个尿嘧啶从而使mRNA的密码子和可读框发生了改变。

4什么是HapMap计划、ENCODE计划、Jim计划、Proteome计划？这些计划与人类基因组计划有何联系？这些计划对分子生物学的发展和生命活动的分子机制有什么影响和意义？

答：（1）HapMap计划及国际人类基因组单体型图计划，是继国际人类基因组计划之后人类基因组研究领域的又一个重大研究计划。国际人类基因组单体型图计划的目标是构建人类DNA序列中多态位点的常见模式，即单体型图，简称HapMap。

（2）ENCODE计划即“DNA元件百科全书”计划，挑战了关于人类基因组的传统理论，即人类基因蓝图不是由孤立的基因和大量“垃圾DNA片段”组成的，而是一个复杂的网络系统，单个基因、调控元件以及与编码蛋白无关的其他类型的DNA序列一道，以交叠的方式相互作用，共同控制着人类的生理活动。ENCODE计划的研究对象包括：编码蛋白基因、非编码蛋白基因、调控区域、染色体结构维持和调节染色体复制动力的DNA元件。

（3）Jim计划：吉姆工程由美国454生命科学公司为詹姆斯-沃森绘制完整的基因组图谱。这家基因技术公司将相关工作命名为“吉姆工程”，“吉姆”是沃森名字“詹姆斯”的昵称。 通过所提取的沃森血样，454生命科学公司在两年时间里逐个识别沃森基因的30亿个碱基对，并用67天时间为这些碱基对排序，从而绘制了沃森的基因组图谱。为确保完整性，参与“吉姆工程”的专家分别识别沃森两套染色体所包含DNA的基因序列，即共60亿个碱基对。人类通常有两套染色体，分别来自父母，二者之间的差异在0.01％左右。为保证准确，这些科学家6次复查。

（4）Proteome计划即蛋白质组计划，在本质上是指在大规模水平上研究蛋白质的特征，包括蛋白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白与蛋白相互作用等，由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识。目前蛋白质组学的主要内容是建立和发展蛋白质组研究技术方法，进行蛋白质组分析。为了保证分析过程的精确性和重复性，大规模样品处理机器人也被应用到该领域。整个研究过程包括样品处理、蛋白质的分离、蛋白质丰度分析、蛋白质鉴定等步骤。

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