2023年12月29日发(作者：)

某理工大学《现代分子生物学》

课程试卷（含答案）

__________学年第___学期 考试类型：（闭卷）考试

考试时间： 90 分钟 年级专业_____________

学号_____________ 姓名_____________

1、分析题（5分，每题5分）

1. 根据A基因序列设计原核表达引物。

A基因序列如下：

ATGTCCGAAGTAATCGAAGAACATCTTCTCAGCGATAATTCTGATGATTCCAGCTCGGAATTGACTTCTAC………GGACGAACCACGAAGAGACGATATTAA

pET28a多克隆位点如下

引物设计必须满足：要求在引物两端分别加上BamHI（GGATCC）和EcoRI（GAATTC）。要求表达的重组蛋白C端带His标签。

答案： 设计引物时应注意：

（1）酶切位点前后应添加1～6个保护碱基，以提高限制性核酸内切酶的切割效率。

（2）His标签位于酶切位点的下游，且靠近终止密码子，且mRNA的翻译方向是由N端向C端，所以目的片段插入时的顺序不颠倒。

（3）引物长度一般在18～27bp，且与目的片段有合适的互补长

度以保证引物可以顺利结合。

上游引物可为（5′端至3′端）：CGCGGATCCGCGATGTCCGAAGTA。

下游引物可为（5′端至3′端）：GGCCTTAAGGCCAATTATAGCAGA。

解析：

2、判断题（80分，每题5分）

1. 核糖体的主要作用是参与蛋白质的修饰。（ ）

答案：错误

解析：核糖体是蛋白质合成的场所，蛋白质的修饰主要发生在内质网和高尔基体。

2. 同源重组主要用于修复胸腺嘧啶二聚体。（ ）[扬州大学2019研]

答案：错误

解析：

3. 抑癌基因突变能转变成癌基因从而致癌。（ ）

答案：错误

解析：抑癌基因突变会导致对癌基因的抑制作用丧失而使细胞致癌，它自身不会成为癌基因。

4. 1953年WatsonJ.D.&Crick F.H.C.提出了操纵子模型。（ ）

答案：错误

解析：

5. 真核生物利用polyA聚合酶在新转录出的mRNA3′端加上polyA尾巴形成polyA＋的mRNA。（ ）

答案：正确

解析：DNA序列中没有多聚T的序列，说明转录后加上了3′尾巴。加工过程首先是3′末端一些过剩的核苷酸被核酸外切酶切去，然后由多聚腺苷酸聚合酶催化，以ATP为底物，在mRNA3′末端逐个加上腺苷酸，形成polyA尾巴。

6. 具有回文结构的DNA分子的碱基序列是镜像对称的。（ ）

答案：错误

解析：具有回文结构的DNA分子的碱基序列不是镜像对称的。

7. 生物体的部分组织或器官因创伤而丢失时，剩余部分的肌肉、骨骼、皮肤等组织的细胞均能继续生长，从而形成与丢失部分形态和功能上大致相同的结构，这一过程称为再生。（ ）

答案：错误

解析：再生是生物体的整体或器官受外力作用发生创伤而部分丢失，在剩余部分的基础上又生长出与丢失部分在形态与功能上相同的结构，这一修复过程称为再生。受到创伤之后，剩余部分的细胞并不一定均能继续生长。

8. AUG是终止密码子之一。（ ）[扬州大学2019研]

答案：错误

解析：UAA、UGA和UAG是终止密码子；AUG是起始密码子。

9. 与顺式作用元件和RNA聚合酶相互作用的蛋白质称为反式作用因子。（ ）

答案：正确

解析：反式作用因子是转录模板上游基因编码的一类蛋白调节因子，包括激活因子和阻遏因子等，它们与顺式作用元件中的上游激活序列特异性结合，或与RNA聚合酶相互作用，对真核生物基因的转录分别起促进和阻遏作用。

10. 大肠杆菌参与糖代谢的酶及氨基酸、核苷酸合成系统的酶类，其合成速度和总量都随培养条件的变化而变化。（ ）

答案：正确

解析：

11. RNA聚合酶全酶的概念只用于原核转录体系中。（ ）

答案：正确

解析：

12. 内含子的剪切反应都不需要ATP。（ ）

答案：错误

解析：酵母tRNA和hnRNA内含子的剪切需要ATP提供能量，而Ⅰ型和Ⅱ型内含子的剪切不需要能量。

13. 逆转录酶以RNA或DNA为模板，以tRNA为引物合成DNA。（ ）

答案：错误

解析：逆转录的模板是RNA，而不是DNA，逆转录最终合成的产物是DNA。在逆转录的过程中，需要逆转录酶进行催化。

14. 一般情况下，质粒既可以整合到染色体上，也可以独立存在。（ ）

答案：错误

解析：一般情况下，质粒主要是独立存在。

15. RNA聚合酶Ⅲ识别RNA的双螺旋区。

答案：错误

解析：RNA聚合酶Ⅲ主要合成小RNA，如5SrRNA、tRNA等，合成过程中RNA聚合酶Ⅲ识别的主要为单链RNA。

16. 人类基因组计划测序目标包括23条染色体。（ ）

答案：错误

解析：人类基因组计划测序目标包括24条染色体，其中性染色体包括X、Y两条染色体。

3、名词解释（75分，每题5分）

1. 亮氨酸拉链（leucine zipper）

答案：亮氨酸拉链是指反式作用因子的DNA结构域中含有一段约30个氨基酸组成的核心序列。N端富含碱性氨基酸，形成DNA结合面，其中每隔6个氨基酸残基就有规律地出现一个亮氨酸残基。这段序列在形成α螺旋后，螺旋的一侧以带电荷的氨基酸残基为主（如Arg、Asp），具有亲水性；螺旋的另一侧是排列成行的亮氨酸，具有疏水性，即为亮氨酸拉链区。两个具有亮氨酸拉链区的反式作用因子通过疏水相互作用形成亮氨酸拉链。

解析：空

2. DNA文库

答案：DNA文库是指某生物基因组中所有可表达的基因片段，经mRNA反转录后获得相应的cDNA的集合，将这些cDNA的集合分别与克隆载体重组，贮存在一种受体菌克隆子群体之中，这样群体称

为cDNA文库。由于cDNA文库包含了该生物所有的可表达基因片段，因此可随时筛选出需要的目的基因片段。不必再通过PCR制备，可以节省时间和成本，提高效率。

解析：空

3. 荧光共振能量转移（fluorescence resonance energy transfer，FRET）

答案：荧光共振能量转移是指在两个不同的荧光基团中，假如一个荧光基团（供体）的发射光谱和另一个基团（受体）的吸收光谱有一定的重叠，当这两个荧光基团间的距离合适时（一般小于100Å），就可观察到荧光能量由供体向受体转移的现象。在分子生物学领域，该技术可用于研究活细胞生理条件下研究蛋白质蛋白质间相互作用。

解析：空

4. 整合感染

答案：整合感染是指某些DNA在感染复制过程中可以将自身全部或部分DNA片段整合到宿主细胞DNA中，并随宿主细胞的复制遗传给下一代的感染方式。逆转录病毒的RNA反向转录产物cDNA即前病毒也可以整合到宿主的DNA中的感染，这种感染参与病毒致肿瘤机制。

解析：空

5. 序列位置标签（STS）

答案：序列位置标签（STS）是指一段短的DNA序列（200～500个碱基对），这种序列在染色体上只出现一次，其位置和碱基顺序都是已知的。在PCR反应中可以检测出STS，STS适宜作为人类基因组的一种地标，据此可以判定DNA的方向和特定序列的相对位置。

解析：空

6. nested PCR[宁波大学2019研]

答案：nested PCR的中文名称是巢式PCR，指一种优化的聚合酶链反应（PCR），通过使用两对PCR引物扩增完整的片段。第一对PCR引物扩增片段和普通PCR相似。第二对引物称为巢式引物结合在第一次PCR产物内部，使得第二次PCR扩增片段短于第一次扩增。巢式PCR的优点在于，如果第一次扩增产生了错误片段，则第二次能在错误片段上进行引物配对并扩增的概率极低，大大提高了扩增的特异性。

解析：空

7. 魔斑

答案：魔斑又称超级调控子，是指当细菌生长过程中，遇到氨基酸全面缺乏时，细菌将会产生一个应急反应，停止全部基因的表达。产生这一应急反应的信号是鸟苷四磷酸（ppGpp）和鸟苷五磷酸（pppGpp）。ppGpp与pppGpp的作用不只是一个或几个操纵子，而是影响一大批操纵子，所以称它们是超级调控子或称为魔斑。

解析：空

8. 操纵子[扬州大学2019研]

答案：操纵子是指原核生物中包括结构基因及其上游的启动基因、操纵基因以及其他转录翻译调控元件组成的DNA片段，是转录的功能单位。操纵子包含一个或以上的结构基因，这个结构基因会被转录成为一个多基因性的mRNA。在结构基因上游的是启动子序列，能为RNA聚合酶提供结合位点及引发转录。在启动子附近的是一组DNA称为操纵基因。操纵子亦会包含调控基因，如阻遏基因能为调控蛋白质编码，使之与操纵基因结合及阻止转录。

解析：空

9. 转录因子

答案：转录因子是指在转录起始复合体的组装过程中，与启动子区结合并与RNA聚合酶相互作用的一种蛋白质，是一种起正调控作用的反式作用因子，是转录起始过程中RNA聚合酶所需的辅助因子。根据作用特点可以将转录因子分为两类：普遍转录因子和组织细胞特异性转录因子。

解析：空

10. 受体

答案：受体是指位于细胞膜或细胞内，能特异性识别生物活性分子并与之结合，进而引起生物学效应的特殊蛋白质。膜受体多为镶嵌糖蛋白，位于细胞膜上；而胞内受体全部为DNA结合蛋白，位于细胞浆和细胞核中。受体在细胞信息传递、药物、维生素及毒物等发挥生物学作用的过程中都起着极为重要的作用。

解析：空

11. 端粒酶[暨南大学2018研]

答案：端粒酶（Telomerase）是指在细胞中负责端粒延长的一种酶，它是基本的核蛋白逆转录酶，可将端粒DNA加至真核细胞染色体末端，把DNA复制损失的端粒填补起来，借由把端粒修复延长，可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗，保护染色体两端编码蛋白质的DNA序列，使得细胞分裂的次数增加。

解析：空

12. DNA酶Ⅰ超敏感位点（DNaseⅠ hypersensitive site）

答案：DNA酶Ⅰ超敏感位是指由于对DNA酶Ⅰ和其他核酸酶的切割高度敏感而被发现的染色体上的一小段区域。该区域可能不含有核小体致使DNA双螺旋裸露而产生，这种区域通常很短，最长也不过几百bp。由于该位点含有特异的DNA序列，为特异性DNA结合蛋白所识别，因此，它参与了基因表达的调控。

解析：空

13. 锚定PCR

答案：锚定PCR是指以基因组DNA为模板，用一条基因特异性引物GSP1进行线性PCR扩增，产生单链扩增产物的技术。在末端转移酶TdT的作用下，在单链DNA分子的3′末端加上多聚胞嘧啶（polyC）。用巢式基因特异性引物GPS2和能够与多聚胞嘧啶配对的锚定引物AAP对加尾的产物进行PCR扩增，将PCR产物连接到载

体后进行序列测定，可以得到基因序列上游的未知序列的用于在体外扩增未知序列的DNA片段的方法。

解析：空

14. 基因定点突变（sitedirected mutagenesis）

答案：基因定点突变是指通过聚合酶链式反应（PCR）等方法向目的DNA片段（可以是基因组，也可以是质粒）中引入所需变化（通常是表征有利方向的变化），包括碱基的添加、删除、点突变等。定点突变能迅速、高效的提高DNA所表达的目的蛋白的性状及表征，是基因研究工作中一种非常有用的手段。

解析：空

15. 第二信使

答案：第二信使指在胞内产生的非蛋白类小分子，通过其浓度变化（增加或者减少）应答胞外信号与细胞表面受体的结合，调节胞内酶的活性和非酶蛋白的活性，从而在细胞信号转导途径中行使携带和放大信号的功能。如cAMP、cGMP、IP3、DAG、Ca2＋等。

解析：空

4、填空题（60分，每题5分）

1. 蛋白质的生物合成中，每增加一个氨基酸要消耗个高能键。

答案：4

解析：首先，氨基酸活化形成氨酰tRNA，需要使ATP变为AMP，此步消耗两个。其次，进位与移位各需要一个GTP，成肽只需转肽酶催化即可。因此，每增加一个氨基酸可以近似的认为需要四个高能磷酸键。

2. 通常所讲的转录起始区的TATAAT及TTGACA区是指DNA的上的序列，它们的方向是。

答案：启动子|5′→3′

解析：

3. 果蝇P品系中有完整的转座成分P，性P品系果蝇与性M品系果蝇交配后代都产生生殖障碍。

答案：雄|雌

解析：

4. 在DNA复制和修复过程中修补大片段DNA损伤的酶为。

答案：DNA聚合酶Ⅰ

解析：DNA聚合酶Ⅰ具有3′→5′聚合酶活性，可以修补大片段DNA损伤。

5. 染色体中DNA与结合成复合体，并形成串珠样的结构。

答案：组蛋白|核小体

解析：核小体是由DNA和组蛋白（H1、H2A、H2B、H3、H4）形成的染色质的基本结构。

6. RNA在细胞内行使不同的功能，含量最多，结构最复杂的RNA是，含稀有碱基（或修饰碱基）最多的RNA是，代谢活跃，半衰期较短，指导蛋白质的RNA是。

答案：rRNA|tRNA|mRNA

解析：

7. 真核生物的三类RNA聚合酶对α鹅膏蕈碱的敏感度不同，最敏感，不敏感，具有种属特异性。

答案：RNA聚合酶Ⅱ|RNA聚合酶Ⅰ|RNA聚合酶Ⅲ

解析：α鹅膏蕈碱是从毒蕈中分离出来的一种八肽化合物，它对细菌RNA聚合酶的抑制作用极其微弱，但可以抑制真核生物RNA聚合酶。RNA聚合酶Ⅰ对α鹅膏蕈碱不敏感，RNA聚合酶Ⅱ对α鹅膏蕈碱敏感，RNA聚合酶Ⅲ存在物种特异性。

8. 在基因表达的调节控制过程中，效应物包括诱导物和共阻遏物，诱导物起作用，共阻遏物起作用。

答案：正调控|负调控

解析：基因表达调控是生物体内基因表达的调节控制，使细胞中基因表达的过程在时间、空间上处于有序状态，并对环境条件的变化作出反应的复杂过程。在基因表达的调节控制过程中，效应物包括诱导物和共阻遏物，其中诱导物起正调控作用，共阻遏物起负调控作用。

9. 识别细胞分化的指标为、和。

答案：细胞形态结构|生理功能|生化特征

解析：细胞分化是指同一来源的细胞逐渐发生各自特有的形态结构、生理功能和生化特征的过程。其结果是在空间上细胞之间出现差异，在时间上同一细胞和它以前的状态有所不同。细胞分化是从化学分化到形态、功能分化的过程。

10. 在光复活过程中，光复活酶作用于，使它复原为。

答案：嘧啶二聚体|嘧啶

解析：光复活作用是一种高度专一的DNA直接修复过程，只着用于由于紫外线引起的DNA嘧啶二聚体（主要为TT），使其复原为嘧啶。

11. 原癌基因激活的机制包括，，，，，。

答案：点突变|LTR插入|基因重排（染色体易位）|基因缺失|基因扩增|反转录病毒转导

解析：原癌基因（细胞癌基因）是指存在于生物正常细胞基因组中的癌基因。正常情况下，存在于基因组中的原癌基因处于低表达或不表达状态，并发挥重要的生理功能。但在某些条件下，原癌基因可被异常激活，转变为癌基因，诱导细胞发生癌变。原癌基因激活的机制包括点突变、LTR插入、基因重排（染色体易位）、基因缺失、基因扩增、反转录病毒转导等。

12. 蛋白质生物合成可以分为五个阶段，它们是、、、、。

答案：氨基酸的活化|肽链合成的起始|肽链的延伸|肽链合成的终止|蛋白质前体的加工

解析：

5、简答题（50分，每题5分）

1. 结合cAMP的形成机制，简述它在大肠杆菌利用乳糖方面的作用。

答案： 环腺苷酸cAMP是指在腺苷酸环化酶的作用下由ATP转变而来的。cAMP在大肠杆菌利用乳糖方面的作用如下：

（1）cAMP与CRP蛋白结合形成复合物，该复合物是激活乳糖操纵子的重要组成部分，大肠杆菌乳糖操纵子的转录必须有cAMPCRP复合物结合在DNA的启动子区域上。

（2）AMPCRP复合物是一个不同于阻遏物的正调控因子，它与阻遏体系形成两个相互独立的调控体系，调节乳糖操纵子的转录。

（3）在大肠杆菌中，cAMP的浓度受到葡萄糖代谢的调节。

（4）在含有葡萄糖的培养基中，cAMP的浓度就低，大肠杆菌优先使用葡萄糖。

（5）在缺乏碳源的培养基中，cAMP的浓度就高。

（6）大肠杆菌在只含有甘油或乳糖的培养基中（无进行糖酵解途径的碳源），cAMP的浓度也会很高，启动大肠杆菌乳糖操纵子的表达。

（7）糖酵解途径中位于葡萄糖6磷酸与甘油之间的某个代谢产物是腺苷酸环化酶的抑制剂。

解析：空

2. 简述真核生物rRNA基因、tRNA基因和mRNA基因的转录机制。

答案： （1）rRNA基因的转录机制

真核生物中，由RNA聚合酶Ⅰ催化前体rRNA的合成，RNA聚

合酶Ⅰ转录产物是45S rRNA，经过剪接修饰产生除5S rRNA外的各种rRNA。真核生物的rRNA基因是一类中度重复的基因，拷贝数都在数百个至数万个，人类的rRNA基因约为300个拷贝。

（2）tRNA基因的转录机制

RNA聚合酶Ⅲ催化产生前体tRNA，经过加工后成为成熟的tRNA。前体tRNA加工包括：①由限制性内切核酸酶切断tRNA两端；②外切核酸酶从5′端逐个切去附加序列；③在3′端加上CCAOH结构；④个别碱基发生修饰反应。

（3）mRNA基因的转录机制

RNA聚合酶Ⅱ催化前体mRNA的合成，mRNA转录后的加工包括：5′端加帽子、3′端加poly（A）、选择性剪接和RNA的编辑等。

解析：空

3. 结合最新的科学发现，列举RNA的种类并简要说明其生物学的功能。

答案： （1）转运RNA（tRNA），功能：转运氨基酸；

（2）核糖体RNA（rRNA），功能：参与蛋白质翻译；

（3）信使RNA（mRNA），功能：蛋白质合成模板；

（4）核不均一RNA（hnRNA），功能：成熟mRNA的前体；

（5）核内小RNA（snRNA），功能：参与hnRNA的剪接；

（6）核仁小RNA（snoRNA），功能：参与rRNA的修饰；

（7）反义RNA，功能：对基因的表达起调节作用；

（8）微RNA（microRNA），功能：对基因的表达起调节作用；

（9）干扰RNA（siRNA），功能：对基因的表达起调节作用；

（10）核酶，功能：tRNA、rRNA加工。

解析：空

4. DNA复制中为什么会有冈崎片段？

答案： DNA复制中会有冈崎片段是因为：

（1）DNA双螺旋的两条链是反向平行的，因此在复制叉附近解开的DNA链一条是5′→3′方向，另一条是3′→5′方向，两个模板的极性不同。

（2）DNA聚合酶只有5′→3′聚合酶活性，而没有3′→5′聚合酶活性。在合成过程中，①在前导链上，DNA合成方向和复制叉移动方向相同，可以连续复制；②在后随链上，DNA合成方向和复制叉移动方向却是相反的，必须在引物酶的作用下，先合成一段引物，再在DNA聚合酶Ⅲ的作用下，在引物RNA的3′端合成一段一段1至2kb的冈崎片段；③然后由DNA聚合酶Ⅰ切除引物，相邻的片段之间的缺口最后由连接酶封闭，这样才完成它的复制过程。

因此，DNA复制过程中会有冈崎片段的产生。

解析：空

5. 假设大肠杆菌中cAMP环化酶基因突变，其乳糖操纵子基因调控会有什么影响？

答案： cAMP环化酶，是膜整合蛋白，能够将ATP转变成cAMP，引起细胞的信号应答，是G蛋白偶联系统中的效应物。cAMP环化酶基因突变，乳糖操纵子基因调控受到的影响如下：

cAMP环化酶基因突变，使cAMP环化酶减少，不能合成cAMP，使之不能与CAP形成cAMPCAP复合物，影响CAP与启动基因的结合，也影响RNA聚合酶与启动基因的结合，因此转录不能进行，不能合成利用乳糖的β半乳糖苷酶等相关酶。

解析：空

6. RNA干扰现象的重要特征有哪些？

答案： RNA干扰现象的重要特征有：

（1）基因沉默：RNAi是转录后水平的基因沉默机制；

（2）高特异性：只降解与之序列相应的单个内源基因的mRNA；

（3）高效性：RNAi抑制基因表达具有很高的效率，表型可以达到缺失突变体表型的程度，而且相对很少量的dsRNA分子（数量远远少于内源mRNA的数量）就能完全抑制相应基因的表达，是以催化放大的方式进行的；

（4）长距离传递：RNAi抑制基因表达的效应可以穿过细胞界限，在不同细胞间长距离传递和维持信号甚至传播至整个有机体以及可遗传等特点；

（5）dsRNA不得短于21个碱基：长链dsRNA也在细胞内被Dicer酶切割为21bp左右的siRNA，并由siRNA来介导mRNA切割。而且大于30bp的dsRNA不能在哺乳动物中诱导特异的RNA干扰，而是细胞非特异性和全面的基因表达受抑和凋亡；

（6）ATP依赖性：在去除ATP的样品中RNA干扰现象降低或消失显示RNA干扰是一个ATP依赖的过程。

解析：空

7. 简述蛋白质串联亲和纯化分离原理、方法及步骤。

答案： （1）蛋白质串联亲和纯化分离原理：串联亲和纯化（TAP），用于研究蛋白质在生理条件下的相互作用，通过嵌入一段蛋白质标记（TAP Tag），在目的蛋白的一端或中部导入蛋白质标记，这样便在没有破坏目的蛋白调控序列的基础上，使得被标记的目标蛋白其表达量与其在细胞中自然表达水平相当，避免了由于过量表达的导致非自然条件下的蛋白质相互作用。经过特异性的两步亲和纯化，在生理条件下与目标蛋白发生真实作用的蛋白便可被一起洗脱下来，这样得到的蛋白质复合体接着可以用质谱技术或Edman降解法进行鉴定。

（2）方法及步骤：①蛋白质标记：由蛋白A的IgG结合区（ProtA）和钙调蛋白结合区（CBP）构成，中间被一个TEV蛋白酶的酶切位点隔开；②构建表达标记蛋白的细胞或组织：将编码蛋白质标记的基因片段导入目标蛋白质编码基因的特定部位；③细胞抽提物的准备；④串联亲和纯化；⑤蛋白质复合体的鉴定。

解析：空

8. 简述双向电泳研究蛋白质组的优缺点。

答案： 双向电泳研究蛋白质组的优缺点如下：

（1）优点：①双向电泳（2DE）技术，特别是固相pH梯度等电聚焦为第一向的双向电泳技术是当前分辨率最高，信息量最大的电泳技术。目前，一次双向电泳最高可达11000个蛋白点的分辨率；②双

向电泳能将组织和细胞中成千上万种蛋白高分辨，高灵敏的分离以满足随后的质谱分析，结合质谱鉴定技术可查明大型蛋白复合物各组分，与其他生物技术相结合，可以快速准确地发现和鉴定新的蛋白质。

（2）缺点：①低拷贝蛋白质的鉴定受限；②极酸或极碱蛋白的分离比较困难；③分子质量极大（＞200kDa）或极小（＜200kDa）蛋白的分离较难；④难溶蛋白的检测比较困难；⑤由于蛋白多样性的存在，很难确定一张正常状态的图谱作为病理状态的对照；⑥重复性仍然不理想；⑦得到高质量的双向凝胶电泳需要精湛的技术。

解析：空

9. DNA的甲基化修饰有哪些生理意义？

答案： DNA甲基化为DNA化学修饰的一种形式，能够在不改变DNA序列的前提下，改变遗传表现。DNA甲基化修饰具有以下生理意义：

（1）DNA的复制与错配修复。

（2）在转录水平抑制基因表达。

（3）参与真核生物胚胎发育调节。

（4）参与基因组印记和X染色体失活及与细胞分化、增生有关。

解析：空

10. 重组DNA（基因工程）的主要步骤。

答案： 重组DNA又称基因工程，是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其他载体分子中，构成遗传物质的重新组合，使之进入原

先没有这类分子的寄主细胞内并进行持续稳定的繁殖和表达的过程。

重组DNA的主要步骤主要包括以下4个基本步骤：

（1）提取目的基因：通过一定的方法得到需要进行操作的目的DNA，常用的方法有化学合成法、基因组文库法和cDNA文库法。

（2）目的基因与运载体结合：通过限制性内切酶对含目标片段的DNA和载体进行切割后，通过DNA连接酶进行连接，完成基因的重组过程。

（3）将目的基因导入受体细胞：将人工重组的DNA分子导入能进行正常复制的寄主细胞，从而随着寄主细胞的分裂而进行复制。

（4）目的基因的检测和表达：目的基因导入受体细胞后，检测与鉴定其是否可以稳定维持和表达其遗传特性。受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达过程。

解析：空

6、论述题（25分，每题5分）

1. 以HIV为例，说明病毒性感染基因治疗的基本策略。

答案： 以HIV为例，病毒性感染基因治疗的基本策略如下：

（1）细胞内免疫即通过基因操作，使基因修饰过的细胞产生各种不同的蛋白质，干扰或阻止HIV在细胞内的复制和细胞间的传播。例如，通过反转录病毒介导，已成功地将HIV表面蛋白Gp120的受体分子及CD4基因、病毒蛋白的突变基因以及过量的HIV顺式顺序导入HIV感染的细胞中，不同程度抑制了HIV复制。

（2）药敏自杀基因通过特异的药物，杀死HIV感染的细胞从而

达到治疗疾病的目的。HSVtk基因是基因治疗中的药敏自杀基因。具体而言构建了HSV病毒胸苷激酶基因表达系统，将HSVtk基因构建于HIV病毒基因LTR启动子下游，由HIVLTR以及反式激活反应因子共同控制转录，只有在HIV病毒tat蛋白存在时，HSVtk基因才能被HIVLTR启动子驱动表达，若加入Tk特异反应，底物丙氧鸟苷（Gcv），对药物敏感的转HSVtk基因的HIV感染细胞就会被杀死，而未感染的细胞不受影响。除HSVtk基因外，白喉毒素及丝氨酸、胱氨酸基因也可用作自杀基因，这类基因产物本身对细胞有毒害作用，不需另外加入底物，简化了系统。

（3）免疫标记治疗在细胞中表达HIV的病毒蛋白模拟病毒感染可诱发CTL细胞的免疫应答，从而预防和治疗HIV的感染。如将转有HIVⅢ6gp120基因的皮肤成纤维细胞免疫机体，使其产生HIV外膜蛋白特异的CTL应答。将gp160的DNA质粒直接注射小鼠，使小鼠产生了特异性抗体和CTL应答，这方面的研究有的已经进入到临床试验阶段。

（4）反义技术及核酸的应用如用反转录病毒载体或腺病毒载体将HIV病毒基因的反义RNA转移到靶细胞中，以达到治疗的目的，运用腺病毒Ⅱ型AV基因，将HIV病毒tatrev基因的反义模板插入其中，由RNA聚合酶Ⅲ控制转录，再将该腺病毒载体转染T细胞，结果HIVⅠ型病毒复制明显受到抑制。

目前尚无一种方法能在组织细胞培养中完全阻断HIV的表达，因此，联合应用不同的方法，提高集体免疫力，可能会达到满意的效果。其他威胁人类健康的病毒如甲、乙、丙型肝炎病毒，单纯疱疹、牛痘

病毒，流感病毒等的基因治疗也同时相继开展，其治疗多采用与AS的基因治疗类似的方案。

解析：空

2. 负调控在生命活动中有重要的意义，除经典的操纵子模型以外，近年来还发现有泛素（ubiquitin）介导的蛋白质降解机制和microRNA（miRNA）介导的转录和翻译抑制机制，请从后两者中任选一种举例说明其作用机制与生物学意义。

答案： microRNA（miRNA）的作用机制与生物学意义。

（1）microRNA也可以写为miRNA，是一种21～25nt长的单链小分子RNA。它广泛存在于真核生物中，是一组不编码蛋白质的短序列RNA，其本身不具有可读框（ORF）。成熟的miRNA5′端有一个磷酸基团，3′端为羟基。编码miRNA的基因最初产生一个长的miRNA前体（primiRNA）分子，这种初期分子还必须被剪切成70～90个碱基大小、具发夹结构单链RNA前体（premiRNA）并经过Dicer酶加工后生成。成熟的miRNA5′端的磷酸基团和3′端羟基则是它与相同长度的功能RNA降解片段的区分标志。

（2）miRNA的作用机制：miRNA基因是一类高度保守的基因家族，按其作用模式不同可分为三种：①以线虫lin4为代表，作用时与靶标基因不完全互补结合，进而抑制翻译而不影响mRNA的稳定性（不改变mRNA丰度），这种miRNA是目前发现最多的种类；②以拟南芥miR171为代表，作用时与靶标基因完全互补结合，作用方式和功能与siRNA非常类似，最后切割靶mRNA；③以let7为代表，它具有以上两种作用模式：当与靶标基因完全互补结合时，直接靶向

切割mRNA，如果蝇和Hela细胞中let7直接介导RISC分裂切割靶mRNA；当与靶标基因不完全互补结合时，起调节基因表达的作用，如线虫中的let7与靶mRNA3′端非翻译区不完全配对结合后，抑制靶基因的翻译。

（3）miRNA的生物学意义：研究表明miRNA在物种间具有高度的保守性、时序性和组织特异性，即在特定的时间、组织才会表达。例如，拟南芥中的miR171仅在其花序中高水平表达，在某些组织低水平表达，在茎、叶等组织中却无任何表达的迹象；20～24h的果蝇胚胎提取物中可发现miR12，却找不到miR3miR6，在成年果蝇中表达的miR1和let7也无法在果蝇胚胎中表达，这同时体现了miRNA的又一特点——基因表达的时序性。miRNA表达的时序性和组织特异性暗示miRNA的分布可能决定组织和细胞的功能特异性，也可能参与了复杂的基因调控，对组织的发育起重要作用。据推测，miRNA调节着人类13的基因。

解析：空

3. 试述RNAi技术的应用及其发展前景。

答案： RNAi又称RNA干扰技术，是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。RNAi技术的应用及发展前景如下：

（1）作为一种研究病毒的新技术。Shlomai等用RNAi抑制细胞培养物中HBV病毒复制，并转染siRNA到免疫活性及免疫缺陷小鼠中来抑制HBV病毒复制，结果显示RNAi显著减少了HBV的复制

水平，HBsAg在细胞培养和小鼠血清中分别减少了94.2和84.5，肝细胞中的HBcAg下降了99。

（2）在基因药物的研制和开发方面。根据21个寡核苷酸siRNA能够抑制同源mRNA的表达，可以人工设计合成外源性的21个寡核苷酸siRNA进行相关癌基因的药物治疗，治疗那些现有药物不能很好解决的疾病如SARS、艾滋病、各种肿瘤和遗传性疾病。

（3）RNAi在对流感病毒A、人免疫缺陷病毒、丙型肝炎病毒、人乳头瘤病毒的研究中也有应用，并取得了较好的结果。

（4）研究基因功能。通过RNAi特异性抑制基因的表达来阐明基因在生物体中的特定功能。到目前为止，已经运用RNAi技术在线虫、果蝇、昆虫、真菌、植物及哺乳动物细胞中相继鉴定了一大批新基因的功能。

（5）RNA干扰在各种基因沉默现象中所起的巨大作用预示着RNAi不但是研究基因功能的一种有力工具，而且为特异性基因治疗提供了新的技术手段，RNA干扰技术具有巨大的科研价值和社会经济价值。

（6）在基因治疗中的作用。人们可以根据同一基因家族的多个癌基因具有同源性较高的保守序列这一特点，设计针对这一保守序列的dsRNA分子，只导入一种dsRNA就可以产生多个癌基因同时被抑制的现象，RNAi用于肿瘤基因治疗还处于摸索和积累阶段，目前已有相关的研究报道。

解析：空

4. 请你设计有关实验方案，来鉴定转基因动物或转基因植物中外源基因是否转录并成功表达，并说明设计原理。

答案： 动植物转基因操作中，除利用抗生素抗性和除草剂抗性等选择基因排除非转化细胞而留存转化细胞，以及利用GUS和GFP等报告基因显示转基因成功外，更重要的是从分子水平鉴别出阳性转化体，明确目的基因在转基因个体中的拷贝数和转录与表达情况。

（1）外源基因整合与否及其整合拷贝数的鉴定：PCR或Southern杂交进行。PCR可以检测目的基因是否整合在受体细胞的染色体上，但PCR检测灵敏，易受DNA污染，同时对多位点插入难以检测。检测外源基因整合在植物染色体上最可靠的方法就是Southern杂交和原位杂交。Southern杂交可检测外源基因插入的拷贝数或插入位点数目，是一种较为精确的分析，也是目前鉴定外源基因存在于转基因动植物中的权威方法。

（2）外源基因在染色体上的整合位置：原位杂交可以检测外源基因存在的位置、整合外源基因的染色体及外源基因在该染色体上的位置。

（3）外源基因在转化植株中是否转录的检测与鉴定：采用RTPCR或Northern杂交。在外源基因的转录水平上，可用Northern杂交和RTPCR检测。Northern杂交是研究转基因植物中外源基因表达的重要方法，然而较繁琐，而RTPCR较之操作简单，且更灵敏，特别是单拷贝时更常用。

（4）转基因个体外源基因表达情况的检测与鉴定：外源基因若编码蛋白，在转基因植物中表达蛋白的检测可采用酶联免疫吸附法

（ELISA）和Western杂交。用Western杂交检测外源基因是否表达，用ELISA则可做定量检测，两者常结合使用。

解析：空

5. 请列举三种蛋白质分子质量的测定方法，并简述其原理。

答案： （1）凝胶过滤法：凝胶过滤法分离蛋白质的原理是根据蛋白质分子质量的大小。由于不同排阻范围的葡聚糖凝胶有一特定的蛋白质分子质量范围，在此范围内，分子质量的对数和洗脱体积之间呈线性关系。因此用几种已知分子质量的蛋白质为标准，进行凝胶层析，以每种蛋白质的洗脱体积对它们的分子质量的对数作图，绘制出标准洗脱曲线。未知蛋白在同样的条件下进行凝胶层析，根据其所用的洗脱体积，从标准曲线上可以求出未知蛋白质对应的分子质量。

（2）SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法：蛋白质在普通聚丙烯酰胺凝胶中的电泳速度取决于蛋白质分子的大小、分子形状和所带电荷的多少。SDS（十二烷基磺酸钠）是一种去污剂，可使蛋白质变性并解离成亚基。当蛋白质样品中加入SDS后，SDS与蛋白质分子结合，使蛋白质分子带上大量的强负电荷，并且使蛋白质分子的形状都变成短棒状，从而消除了蛋白质分子之间原有的带电荷量和分子形状的差异。这样电泳的速度只取决于蛋白质分子质量的大小，蛋白质分子在电泳的迁移率和相对分子质量的对数成直线关系。以标准蛋白质分子质量的对数和其相对迁移率作图，得到标准曲线，根据所测样品的相对迁移率，从标准曲线上便可查出其相对分子质量。

（3）沉降法（超速离心法）：沉降系数（S）是指单位离心场强

度溶质的沉降速度。S也常用于近似的描述生物大分子的大小。蛋白质溶液经过高速离心分离时，由于密度关系，蛋白质分子趋于下沉，沉降速度与蛋白质颗粒大小成正比，应用光学方法观察离心过程中蛋白质颗粒的沉降行为，可判断出蛋白质的沉降速度。根据沉降速度可以求出沉降系数，将S带入公式，即可计算出蛋白质的分子质量。

解析：空

7、选择题（17分，每题1分）

1. DNA的复性过程（ ）。

A． 可以由低温产生

B． 包括氢键的形成

C． 包括双螺旋的解旋

D． 是磷酸二酯键的形成

答案：B

解析：项，N复性是指变性N在适当条件下，两条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构的现象。复性是变形的一种逆转过程，其中包括氢键的形成。项，一般认为比Tm值低25℃左右的温度是复性的最佳条件，越远离此温度，复性速度就越慢。项，N变性和复性过程均不涉及一级结构的变化，因此无磷酸二酯键的变化。项，碱基之间以氢键相连，因此在N复性恢复双螺旋的过程中包括氢键的形成。

2. （多选）关于蛋白质合成描述正确的是（ ）。

A． 翻译时不需要AARs参与

B． 蛋白质翻译时mRNA上必须有SD序列或Kozak序列

C． 转录起始位＋1处就是蛋白质翻译的起始部位

D． 所谓翻译就是把mRNA上携带的遗传信息转变为氨基酸的过程

答案：D

解析：

3. bicoid蛋白是一类转录因子，它促进胚胎（ ）发育的差异。

A． 腹部

B． 前后轴

C． 背腹轴

D． 前部

答案：B

解析：bicoid基因产物提供前后轴线形态素梯度，受精后翻译的蛋白质沿前后轴线形成浓度梯度，为下一步分化提供位置信息（作为转录因子激活其下游基因）。

4. 以DNA为模板，RNA聚合酶作用时，不需要（ ）。

A． ATP

B． Mg2＋Mn2＋

C． dNTP

D． NTP

答案：C

解析：RN聚合酶作用以NTP（TP，UTP，TP，GTP）作为底物，合成RN链；需要TP提供能量；需要Mg2＋Mn2＋进行激活。

5. 下列mRNA5′端序列中，具有典型的原核生物ShineDalgamo（SD）序列特征的是（ ）。

A． 5′……CUCCA……3′

B． 5′……GCCCG……3′

C． 5′……AGGAG……3′

D． 5′……UUAAG……3′

答案：C

解析：信使核糖核酸（mRN）翻译起点上游与原核16S核糖体RN或真核18S rRN 3′端富含嘧啶的7核苷酸序列互补的富含嘌呤的3～7个核苷酸序列（GGGG），是核糖体小亚基与mRN结合并形成正确的前起始复合体的一段序列。

6. 色氨酸操纵子的调控作用是受两个相互独立的系统控制的，其中一个需要前导肽的翻译，负责调控这个系统的是（ ）。

A． cAMP

B． 色氨酰tRNATrp

C． 色氨酸

D． 色氨酰tRNA

答案：B

解析：前导肽的翻译由氨酰tRN控制，因此需要前导肽的翻译的负责调控色氨酸操纵子的系统由色氨酰tRNTrp控制。

7. 原核基因调节涉及基因重组的是（ ）。

A． 色氨酸操纵子机制

B． 大肠杆菌的SOS反应

C． 阿拉伯糖操纵子机制

D． 沙门菌变异

答案：D

解析：项，色氨酸操纵子机制是弱化机制；项，阿拉伯糖操纵子机制是通过ra蛋白的两种异构体实现对阿拉伯糖操纵子活性正、负调节的双重功能；项，大肠杆菌的SOS反应Lex和Rec在大肠杆菌经典的SOS反应过程中起关键作用。Lex作为转录抑制因子控制着包括rec在内许多基因N损伤后的诱导表达；项，沙门菌变异涉及到基因重组。

8. 作为原核基因表达载体，下列何种调控元件不是必需的？（ ）

A． 多克隆位点

B． 信号肽序列

C． 启动子

D． 复制起点

答案：B

解析：原核表达载体是指能携带插入的外源核酸序列进入原核细胞中进行表达的载体，包括启动子、复制起点、多克隆位点、S序列、终止子。项，信号肽序列是指在起始密码子后的一段编码疏水性氨基酸序列的RN区域，它负责把蛋白质引导到细胞含不同膜结构的亚细胞器内。

9. FRET可以用来测量（ ）范围内大分子之间的距离。

A． 100～1000

B． 1～10

C． 10～100

D． 0.1～1

答案：C

解析：FRET即荧光共振能量转移，当一个荧光分子（又称为供体分子）的荧光光谱与另一个荧光分子（又称为受体分子）的激发光谱相重叠时，供体荧光分子的激发能诱发受体分子发出荧光，同时供体荧光分子自身的荧光强度衰减。FRET程度与供、受体分子的空间距离紧密相关，一般用来测量10～100范围内大分子之间的距离。随着距离延长，FRET呈显著减弱。

10. 环境中乳糖存在时，大肠杆菌半乳糖苷酶基因转录正常进行的原因是（ ）。

A． 使阻抑物失去与调节基因结合的能力

B． 使阻抑物失去与结构基团结合的能力

C． 使阻抑物失去与启动子结合的能力

D． 使阻抑物失去与操纵基因结合的能力

答案：D

解析：操纵基因是操纵子中的控制基因，在操纵子上一般与启动子相邻，通常处于开放状态，使RN聚合酶通过并作用于启动子启动转录。但当它与调节基因所编码阻遏蛋白结合时，就从开放状态逐渐转变为关闭状态，使转录过程不能发生。当环境中乳糖存在时，阻抑物失去与操纵基因结合的能力，大肠杆菌半乳糖苷酶基因转录正常进行。

11. 大多数阻遏蛋白的去阻遏涉及小分子诱导剂的结合，例外的是（ ）。

A． trp操纵子的阻遏蛋白

B． 的LexA阻遏蛋白

C． lac操纵子的阻遏蛋白

D． ara操纵子的阻遏蛋白

答案：B

解析：除的Lex阻遏蛋白之外，大多数阻遏蛋白的去阻遏需要与小分子的诱导剂结合。

12. 密码GGC的对应反密码子是（ ）。[浙江海洋大学2019研]

A． CGC

B． CCG

C． CCC

D． GCC

答案：B

解析：根据碱基互补配对原则，G与相互配对。因此答案选。

13. 细菌的错配修复机制可以识别复制时新旧DNA链之间错误配对的碱基，这是因为（ ）。[浙江海洋大学2019研]

A． 旧DNA链更倾向于含有错误碱基

B． 新DNA链在特殊位点含有甲基化基团C． 新DNA链含有错误的碱基

D． 旧DNA链在特殊位点含有甲基化基团答案：D

解析：

14. 反义RNA对基因表达的调控是在（A． 翻译水平

B． 转录后水平

C． 转录水平

D． DNA水平

答案：A

解析：

）。

15. DNA受热变性时（ ）。

A． 多核苷酸链断裂

B． 加入互补RNA链冷却可形成DNARNA杂交分子

C． 碱基对可形成共价连接

D． 在260nm波长处吸光度下降

答案：B

解析：项，N变性后N溶液的紫外吸收作用增强。N分子具有吸收260nm波长紫外光的特性，所以在260nm波长处吸光度上升。项，N变性是指碱基对的氢键断裂，双链变成单链，但不涉及一级结构的改变，N的一级结构是指四种核苷酸按照任意顺序通过磷酸二酯键连接而成的多核苷酸链。项，N变性是指核酸双螺旋碱基对的氢键断裂，碱基外露，但碱基对之间不会形成共价键。

16. 蓝白试验筛选时，IPTG的作用是（ ）。

A． 作为酶作用的底物

B． 诱导ω肽的合成

C． 诱导α肽的合成

D． 作为显色反应的指示剂

答案：C

解析：IPTG（异丙基β硫代半乳糖苷）是一种作用极强的诱导剂。蓝白筛选的过程中，没有重组质粒的转化子，产生α互补，在生色底物Xgal的存在下被IPTG诱导形成蓝色菌落。当外源片段插入时，产生

的氨基酸片段失去α互补能力，含重组质粒的转化子在生色诱导培养基上只能形成白色菌落。

17. 下列关于双链DNA碱基含量关系，错误的是（ ）。

A． A＝T，G＝C

B． A＋G＝C＋T

C． A＋C＝G＋T

D． A＋T＝G＋C

答案：D

解析：根据碱基互补配对原则，在双链N分子中，一条链上的一定等于互补链上的T，一条链上的G一定等于互补链上的，因此，＋G＝＋T或＋＝T＋G，也就是说嘌呤总数等于嘧啶总数，各占全部碱基总数的50。