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. 现要求以某一植物或动物组织cDNA为模板扩增A基因，并构建该基因的重组表达质粒pET28aA，并在大肠杆菌BL21中进行表达。[宁波大学2019研]
答案： （1）从组织中提取RNA的步骤如下：
①将组织在液氮中磨碎，每50～100mg组织加入1ml TRIzol裂解液溶解样品，充分吹打混匀。
②每1ml TRIzol加入2.0ml氯仿，剧烈震荡15s，室温放置5min。
③4℃，10000g离心15min，此时RNA主要集中在水相中。 ④将水相转移至新的离心管中，加入等体积异丙醇，室温放置10min。
⑤4℃，10000g离心10min，此时可在离心管底部观察到白色沉淀，即为RNA。
⑥用75冷的乙醇洗涤沉淀，4℃，7500g以下，离心5min，弃
上清。
⑦超净台中吹干，加入无RNase的水溶解。 （2）检测RNA质量的方法如下：
①凝胶成像：取适量RNA溶液加入电泳缓冲液后，跑琼脂糖凝胶电泳，如果28S和18S条带明亮、清晰，并且28S的亮度在18S条带的两倍以上，则认为RNA的质量是好的。
②吸光度检测：使用紫外分光光度计检测RNA样品在260nm、280nm处的吸光度，若两者的比值在1.8～2.0时，可认为RNA纯度良好，蛋白质等其他物质的污染可以接受。 解析：
2、判断题（80分，每题5分）
1. 根据遗传连锁作图把基因定位在基因组中是定位克隆的第一步，它为分离特定的人的基因提供了一个直接而快速的方法。（ ） 答案：错误
解析：虽然这种方法很直接，但按这种方法，目前需要10～100个人做若干年才能分离一个人的基因。
2. 酵母单杂交体系可用于确定蛋白质蛋白质之间是否存在相互作用。（ ） 答案：错误
解析：酵母单杂交是用于研究DNA蛋白质相互作用的技术。
3. RNA连接酶的底物是RNA，DNA连接酶的底物是DNA。（ ） 答案：错误
解析：RNA连接酶可特异性地将DNA或RNA的预腺苷酰化5′端连接到RNA3′端，T4 DNA连接酶作用底物是双链的DNA分子或RNADNA杂交分子。
4. 乳糖操纵子在非诱导状态不存在本底合成。（ ） 答案：错误
解析：乳糖操纵子的本底水平表达是指在非诱导状态下有少量的lac mRNA合成来指导透过酶的合成，每个细胞周期发生1～2次。 5. RNA的化学稳定性比DNA高。（ ） 答案：错误
解析：由于2′羟基的存在，RNA化学稳定性比DNA差。
6. tRNA转录后加工有剪接反应，它是由蛋白质催化的。（ ） 答案：错误
解析：大肠杆菌RNase P是tRNA的5′端成熟酶，属于限制性内切核酸酶性质，它是一个很特殊的酶，它含有蛋白质和RNA两部分。在某些情况下，RNase P即使去除了其蛋白质部分，剩下的RNA部分也能独自切断tRNA前体的5′端序列。
7. RNARNA双链和DNA双链具有不同的二级结构，DNA双链为右手螺旋，而RNARNA双链为左手螺旋。（ ）
答案：错误
解析：RNA一般为单链长分子，不形成双螺旋结构。天然RNA只有局部区域由于RNA单链分子通过自身回折使得互补的碱基对相遇，通过氢键结合形成反平行右手双螺旋结构（称为茎）。这些双链结构是ADNA类型的结构。
8. 原核生物基因表达的调控主要发生在转录水平上，真核生物基因表达的调控可以发生在各个水平，但主要也是在转录水平。（ ） 答案：正确
解析：基因表达是多级水平上进行的复杂事件，可分为转录水平（基因激活及转录起始），转录后水平（加工及转运），翻译水平及翻译后水平，但以转录水平的基因表达调控最重要。
9. 细胞质中mRNA的poly（A）长度通常比细胞核中mRNA的poly（A）长度要短。（ ） 答案：正确 解析：
10. 原核生物应急反应信号是鸟苷四磷酸和鸟苷五磷酸。它们的作用范围十分广泛，不是只影响一个或几个操纵子，而是影响一大批操纵子的转录，属于超级调控因子。（ ） 答案：正确
解析：
11. 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。
12. STR遗传标记属于一种微卫星DNA序列。（ ） 答案：正确
解析：微卫星DNA是重复单位序列最短，只有2～6bp，串联成簇，长度50～100bp，又称为短串联重复序列（STR）。
13. 原核生物有三种终止因子，真核生物只有一种终止因子。（ ） 答案：正确 解析：
14. DNA的复制方法有多种，滚动式复制方式通常以双向方式进行。（ ） 答案：错误
解析：DNA的滚动式复制方式通常以单向方式进行。
15. 多数情况下，外显子是编码氨基酸的基因序列。（ ）[扬州大学2019研] 答案：正确
解析：在RNA剪接过程中，被称为内含子的非编码区从mRNA前体分子中被切除，基因中被称为外显子的编码区拼接形成成熟mRNA。 16. 在蛋白质合成中，起始合成时起始tRNA结合在核糖体的A位上。（ ） 答案：错误 解析：
3、名词解释（75分，每题5分）
1. 多聚酶链式反应（PCR）
答案：多聚酶链式反应（PCR）指是一种体外扩增DNA的方法。PCR使用一种热稳定DNA聚合酶（Taq酶），以及两个含有20个碱基的单链引物。经过高温变性将模板DNA分离成两条链，低温退火使得引物和一条模板单链结合，然后是中温延伸，使用反应液中游离的核苷酸不断地合成新链。而新合成的DNA又可以继续进行上述循环，因此DNA的数目不断倍增。 解析：空
2. 逆转录[扬州大学2019研]
答案：逆转录是指以RNA为模板合成DNA的过程，即RNA指导下的DNA合成。此过程中与遗传信息转录的流动方向（DNA到RNA）相反，故称为逆转录。逆转录过程是RNA病毒的复制形式之一，需逆转录酶的催化。逆转录过程的揭示是分子生物学研究中的重大发现，是对中心法则的重要修正和补充。 解析：空
3. 扣除杂交（substrate hybridization）
答案：扣除杂交，又称扣除cDNA克隆，指用一般细胞的mRNA与特殊细胞的cDNA杂交，两类细胞共有的cDNA形成双链，而特异的cDNA保持单链状态，回收单链的cDNA进行克隆，用于制备文库或探针，分离特异的基因的技术，它是通过构建扣除文库得以实现的。扣除杂交法的本质是除去那些普遍共同存在的或是非诱发产生的cDNA序列，从而使欲分离的目的基因的序列得到有效的富集，提高了分离的敏感性。 解析：空
4. shRNA[暨南大学2019研]
答案：shRNA的中文名称是短发夹RNA，指包括两个短反向重复序列可形成发夹结构的RNA。克隆到shRNA表达载体中的shRNA包括两个短反向重复序列，中间由一茎环序列分隔，组成发夹结构，由polⅢ启动子控制。随后再连上5～6个碱基T作为RNA聚合酶Ⅲ的转录终止子。
解析：空
5. 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
6. 人类基因组计划（HGP）
答案：人类基因组计划是指美国科学家1985年首先提出的，旨在阐明人类基因组30亿个碱基对的序列，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，使人类第一次在分子水平上全面地认识自我的计划。计划目标是为30亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，从而最终弄清楚每种基因制造的蛋白质及其作用。主要内容包括绘制人类基因组遗传图、物理图、序列图和转录图。 解析：空
7. 剪接体（spliceosome）
答案：剪接体是指由snRNP组成，介导转酯反应的巨型复合体，其大小为60S，snRNP是由5种核小RNA（U1、U2、U4、U5和U6），与几种蛋白质形成的复合物。这些小核RNA不会翻译出任何蛋白，但对于调控遗传活动起到重要作用。snRNP中的RNA成分与mRNA
的5′端和3′端剪接点及分支点的保守碱基配对，经相互作用形成一个复合体，使前体mRNA折叠成利于剪切的正确构型。 解析：空
8. 限制性片段长度多态（RFLP）
答案：限制性片段长度多态（RFLP）是指从不同个体制备的DNA，使用同一种限制性内切酶酶切，切得的片段长度各不相同的现象。酶切片段的长度可以作为物理图谱或者连接图谱中的标记子。通常是在酶切位点处发生突变而引发的，如果DNA序列的差别刚好发生在内切酶的酶切位点，并使内切酶识别序列变成了不能识别序列或是这种差别使本来不是内切酶识别位点的DNA序列变成了内切酶识别位点，用限制性内切酶切割后分析产物的大小，从而分析序列的差异情况。 解析：空 9. 朊粒
答案：朊粒又称阮病毒或传染性蛋白粒子，是指一种不同于细菌、病毒的，在分类上尚未定论的、人和动物传染性海绵状脑病的病原因子，其本质为一类不含核酸而仅由蛋白质构成的可自我复制并具感染性的因子。朊病毒的出现对遗传学理论有一定的补充作用，丰富了生物学有关领域的内容，对探索生命起源与生命现象的本质有重要意义。 解析：空 10. 超螺旋
答案：超螺旋是指双螺旋DNA进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构，是DNA高级结构的主要形式，可分为正超螺旋与负超螺旋两大类。正超螺旋是指DNA朝着其螺旋方向绕其轴心旋转而成的结构，是过度缠绕的双螺旋。负超螺旋是指DNA朝着其螺旋相反方向绕着其轴心旋转而成的结构。 解析：空
11. 核酸原位杂交
答案：核酸原位杂交是指用标记了的已知序列的核苷酸片段作为探针，通过杂交直接在组织切片、细胞涂片、培养细胞爬片、或分裂中期染色体上检测和定位某一特定的靶核苷酸存在的技术。核酸原位杂交的生物化学基础是核酸的变性、复性和碱基互补配对结合。核酸原位杂交有DNARNA杂交、DNADNA杂交和RNARNA杂交等。 解析：空 12. p53
答案：p53是指通过杂合缺失鉴定的一个抑癌基因，其失活对肿瘤的形成起重要作用。该基因编码一种分子质量为53kDa的蛋白质命名为P53，P53蛋白主要集中于核仁区，能与DNA特异结合，其活性受磷酸化调控。如p53基因的两个拷贝都发生突变，将对细胞的增殖失去控制，导致细胞发生癌变。 解析：空
13. 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
14. 限制与修饰系统（restrictionmodification system） 答案：限制与修饰系统是指一种存在于细菌（可能还有其他原核生物），可保护个体免于外来DNA（如噬菌体）的侵入，主要由限制内切酶和甲基化酶组成的二元系统。在限制修饰系统中限制作用是指一定类型的细菌可以通过限制性酶的作用，破坏入侵的外源DNA（如噬菌体DNA等），使得外源DNA对生物细胞的入侵受到限制；限制修饰系统中修饰作用是指生物细胞自身的DNA通过修饰酶的作用发生甲基化，可免遭自身限制性酶的破坏。 解析：空
15. 抗体（antibody，Ab）
答案：抗体是指机体免疫细胞被抗原激活后，由分化成熟的终末B细胞（浆细胞）所合成与分泌的一类能与相应抗原特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。抗体是重要的免疫分子，主要存在于血液、体液和黏膜分泌液中，介导体液免疫效应。抗体按其反应形式分为凝集素、沉降素、抗毒素、溶解素、调理素、中和抗体、补体结合抗体等。
解析：空
4、填空题（60分，每题5分）
1. 真核生物的mRNA加工过程中，5′端加上，在3′端加上，后者由催化。如果被转录基因是不连续的，那么一定要被切除，并通过过程将连接在一起。这个过程涉及许多RNA分子，如U1和U2等，它们被统称为。它们分别与一组蛋白质结合形成，并进一步地组成40S或60S的结构，称为。
答案：帽子结构|多聚腺苷酸尾巴|polyA聚合酶|内含子|RNA剪接|外显子|snRNA|snRNP|剪接体
解析：真核生物转录形成的mRNA需要经过一系列的加工才能形成成熟的mRNA，主要包括：①5′端加上帽子的结构；②3′端加上多聚腺苷酸尾巴，由polyA聚合酶催化；③外显子和内含子的剪接：内含子被切除，外显子通过RNA剪接过程连接在一起。在此过程中涉及的RNA分子（如U1和U2等）被统称为snRNA，它们分别与一组蛋白质结合形成snRNP，并进一步地组成40S或60S的结构称为剪接体。 2. 细胞分化是由于基因的差异表达造成的，而基因表达的差异又是由于造成的。
答案：基因在时间和空间的特异表达
解析：细胞分化是指同一来源的细胞逐渐产生出形态结构、功能特征各不相同的细胞类群的过程，实质上是基因的特异性表达。基因表达的差异又是由于基因在时间和空间的特异表达造成的。 3. 感受态细胞是可以诱导的，诱导的方法有、、等。
答案：氯化钙处理|饥饿法|PEG处理
解析：感受态细胞是指通过理化方法诱导细胞，使其处于最适摄取和容纳外来DNA的生理状态。诱导方法有氯化钙处理、饥饿法、PEG处等。
4. DNA高级结构的主要形式是结构，可以分为和两大类。 答案：超螺旋|正超螺旋|负超螺旋
解析：DNA的高级结构是指DNA的二级、三级结构，主要形式是超螺旋，包括正超螺旋和负超螺旋。
5. 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。
6. 引物在基因工程中至少有4个方面的用途：、、、。 答案：合成探针|合成cDNA|用于PCR反应|进行序列分析
解析：引物是一小段DNA单链片段，通过碱基互补配对与DNA单链相应互补序列结合的。引物在基因工程中有以下用途：①合成探针；②合成cDNA；③用于PCR反应；④行序列分析。
7. DNA复制时的RNA引物是由的活性切除的。 答案：DNA聚合酶Ⅰ|5′→3′外切核酸酶
解析：DNA聚合酶Ⅰ具有5′→3′外切核酸酶活性，可以切除RNA引物。
8. 含HTH的DNA结合蛋白多以结构插入DNA双螺旋的以识别DNA的特定序列。
答案：α螺旋|大沟 解析：
9. DNA修复包括3个步骤：对DNA链上不正常碱基的识别与切除，对已切除区域的重新合成，对剩下切口的修补。 答案：DNA切割酶|DNA聚合酶|DNA连接酶
解析：DNA修复是指细胞对DNA损伤后的一种反应，包括错配修复、光修复、切除修复、重组修复、诱导修复等。其中切除修复的步骤为：DNA切割酶对DNA链上不正常碱基的识别与切除、DNA聚合酶对已切除区域的重新合成、DNA连接酶对剩下切口的修补。
10. 常规PCR的产物并不是平末端的，而是在扩增产物的3′有一个碱基，为了对PCR产物进行高效的克隆，人们开发出了一种专门用于PCR产物克隆的载体，即。 答案：突出的A|T载体
解析：一般PCR所用的DNA聚合酶具有在PCR产物3′端添加一个碱基A的特性。也就是说，实际上常规PCR的产物并不是平末端的，而
是有一个突出的A碱基。为了对PCR产物进行高效的克隆，人们开发出了一种专门用于PCR产物克隆的载体T载体。T载体是一个线性化的载体，其末端是一个突出的T，正好与PCR产物上突出的A配对。 11. 有六个密码子的氨基酸为和，而仅有一个密码子的氨基酸为和。 答案：亮氨酸|丝氨酸|甲硫氨酸|色氨酸
解析：①64组密码子中，只有61种分别代表不同的氨基酸，而有3组密码子UAA、UAG、UGA不编码任何氨基酸，是肽链合成的终止密码。因此不是所有的遗传密码都代表氨基酸。②61种密码子只编码20种天然的氨基酸，说明多个密码子可编码同一种氨基酸。事实上，20种氨基酸中，除蛋氨酸（Met）和色氨酸（Try）只有1个密码子外，其他氨基酸都有2～6个密码子，如亮氨酸（Leu）和丝氨酸（Ser）有六个密码子。③不同的氨基酸密码子不同，所以1个密码子只编码1种氨基酸。
12. 绝大多数生物体中使用作为起始密码子，也有极少数情况下使用作为起始密码子；终止密码子为、和。 答案：AUG|GUG|UAA|UAG|UGA 解析：
5、简答题（50分，每题5分）
1. 某些动物的部分器官切除后可再生，如蝾螈的前肢。你认为再生的过程中包括了哪些细胞生物学事件？
答案：再生是生物界普遍存在的现象，包括分子水平、细胞水平、组织与器官水平、整体水平的再生。在蝾螈前肢再生的过程中，包括细胞凋亡、细胞去分化、再分化等一系列的生物学事件。例如，切除的伤口处部分细胞凋亡，多数细胞经去分化形成间充质或纤维细胞样的细胞团，再由这些细胞再分化形成以有序方式排列的从肱骨直到指骨的完整肢体，该过程由同源异型基因的表达模式调控。 解析：空
2. 阐述基因突变的概念及引起突变的可能途径。
答案： （1）概念：基因突变属分子水平上的变异，是指染色体上个别基因发生的分子结构的变化，包括DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变。
（2）引起突变的途径：基因突变在自然界普遍存在，分为自发突变和诱发突变。
①自发突变是自然发生的变异，由背景辐射和环境因素引起，如天然的宇宙射线，细胞自身有害代谢产物及由DNA复制过程中碱基配对错误引起的突变。
②诱发突变是指人工利用物理、化学因素诱导发生的突变，也称为人工诱变。诱发基因突变的途径很多，主要有：a．化学诱变指基因突变可以由某些化学物质所引起，这些化学物质被称为化学诱变剂。现已知很多的化学诱变剂，它们诱变的机制是不同的。在DNA复制过程由于碱基类似物的取代，碱基的化学修饰以及碱基的插入和缺失都会引起突变。b．物理诱变指利用物理因素引起的基因突变，如X
射线、紫外线、电离辐射等物理因素均可导致突变产生。c．DNA插入改变读码或变成假基因，如，TDNA插入、转座子插入、病毒遗传物质插入等。诱发突变已成为生物育种的有效手段。 解析：空
3. 为什么RNA分子的稳定性不如DNA分子？
答案： RNA分子的稳定性不如DNA分子是因为：
（1）RNA的磷酸酯键容易被碱水解，而DNA的磷酸酯键不容易被碱水解。
（2）DNA是双螺旋结构，两条链之间氢键作用比较普遍，如GC对之间有3条氢键，AT之间有两条氢键。
（3）由于双螺旋结构中相邻碱基处置距离为3.4nm，而嘌呤环和嘧啶环的范德华半径刚好为1.7nm，因此范德华力加强了疏水作用。 解析：空
4. 衰减作用如何调控大肠杆菌中色氨酸操纵子的表达？
答案： 衰减作用是指细菌辅助阻遏作用的一种精细调控。这一调控作用通过操纵子的前导区内类似于终止子结构的一段DNA序列而实现，称为弱化子。
（1）在前导区编码一条末端含有多个该氨基酸的多肽链先导肽，当细胞内某种氨基酰tRNA缺乏时，该弱化子不表现终止子功能，当细胞内某种氨酰tRNA足够时该弱化子表现终止功能，从而达到基因表达调控的目的，不过这种终止作用并不使正在转录中的mRNA全部
都中途终止，而是仅有部分中途停止转录，所以称为弱化。 （2）弱化作用通过前导肽的翻译来控制转录。
（3）在色氨酸操纵子中，当色氨酸缺乏时，tRNATrp也缺乏，前导肽不被翻译，核糖体在两个相邻的色氨酸密码子处停止，阻止了1:2配对，而使2:3配对，因此不能形成3:4配对的茎环终止子结构，将RNA聚合酶放行越过先导区进入结构基因，结果导致操纵子表达。 （4）如果色氨酸过量，则可得到tRNATrp，前导肽被翻译使核糖体通过色氨酸密码子的位置，前导肽被正常翻译，核糖体阻止2:3配对导致3:4配对，终止信号出现，从而导致转录在多聚尿苷残基顺序上中断。 解析：空
5. YAC克隆载体常出现哪些问题？
答案： YAC克隆载体常出现以下问题：
（1）50的YAC载体结构不稳定，导致DNA克隆部分地缺失和重排。
（2）容易形成两个或更多DNA片段的嵌合体。
（3）YAC载体和酵母染色体具有同样的结构，所以操作时很难将其区分开来，而且操作过程中很容易发生染色体的机械切割和断裂。 虽然YAC载体克隆有上述局限性，但YAC仍是一种绘制物理图谱的基本方法，其不稳定性可通过降低YAC溶液浓度、减少DNA末端重组断裂机会和选择不易重组的酵母缺陷体来解决。 解析：空
6. 试述复制和转录的相同和不同之处。 答案： （1）复制和转录的相同点 ①都是以DNA为模板进行。
②复制和转录过程都遵循碱基互补配对原则。 ③都是从5′向3′方向进行。 ④都依赖DNA的双链。
⑤聚合过程每次都只延长一个核苷酸。 ⑥核苷酸之间的连接都是磷酸二酯键。 ⑦都在细胞核内进行。 （2）复制和转录的不同点
①复制所需的底物为脱氧核苷三磷酸；而转录的底物为核苷三磷酸。
②在复制过程中AT配对；而在转录过程中是AU配对，而且转录体系中有次黄嘌呤碱基的引入。
③复制过程中，两条DNA单链都可作为模板链，都被复制；而转录过程中以DNA单链为模板链，并且只是一条DNA链的某一区段。 ④复制得到的是与模板链互补的DNA链；而转录得到的是与模板互补的RNA链。
⑤RNA聚合酶与DNA聚合酶不同，能合成出新链，因此转录不需要引物，而复制需要一段特异的RNA为引物。
⑥复制得到的产物与亲代具有高保真性，绝大多数情况下是完全相同的；而转录产物与基因相比较，除U与T互换外，成熟的RNA序列与模板序列相差很大。
解析：空
7. 以乳糖操纵子（Lac operon，由lacI、lacP、lacO、lacZ、lacY、lacA组成）为例，说明何为顺式作用元件和反式作用因子，以及它们各自如何起作用？[浙江海洋大学2019研]
答案： （1）顺式作用元件是指存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列，主要包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等。顺式作用元件本身不编码任何蛋白质，仅仅提供一个转录因子的结合位点，与反式作用因子相互作用参与基因表达的调控。乳糖操纵子中的lacP、lacO均属于顺式作用元件，它们的作用只限于影响同一条DNA链上的基因。
（2）反式作用因子是指能够直接或间接与顺式作用元件特异性识别或结合而调控相应基因表达的蛋白质（多数为蛋白质）或RNA。绝大多数真核转录调节因子由某一基因表达后，通过与特异的顺式作用元件相互作用（直接或间接识别和结合转录上游区段DNA），影响另一基因的转录。乳糖操纵子中的lacA、lacI、lacZ、lacY均属于反式作用因子。 解析：空
8. 操纵子学说是原核生物基因结构及其表达调控的学说，请以乳糖操纵子为例，论述其如何调控基因表达。[扬州大学2019研]
答案： 大肠杆菌乳糖操纵子含Z、Y、A三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、半乳糖苷透过酶和半乳糖苷乙酰转移酶。此外还有一个操纵序列O，一个启动子P和一个调节基因I。 （1）阻遏蛋白的负性调节机制如下：
①没有乳糖存在时，I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵子序列O处，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶。 ②有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。 所以，乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。 （2）CAP的正性调节机制如下：
①在启动子上游有CAP结合位点，当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转为以乳糖为碳源的环境时，cAMP浓度升高，与CAP结合，使CAP发生变构。
②CAP结合于乳糖操纵子启动序列附近的CAP结合位点，激活RNA聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。
乳糖操纵子中的I基因编码的阻遏蛋白的负调控与CAP的正调控两种机制，互相协调、互相制约。 解析：空
9. 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
10. 用琼脂糖凝胶电泳分离制备质粒，分出三条带。请设计实验，判断何者是开环DNA，何者为线性DNA，何者为闭环DNA。
答案： 用琼脂糖凝胶电泳分离制备质粒，分出三条带。判断开环DNA，线性DNA，闭环DNA的实验设计如下： （1）从电泳凝胶中回收三种DNA分子。
（2）先把三种DNA分子通过碱变性和复性，再把它们转化宿主菌。
（3）在选择平板上长菌落的为闭环DNA，其他的为开环DNA和线性的DNA分子。
（4）用限制性内切酶切开环DNA和线性的DNA分子，被切成两段的为线形DNA，另一为开环DNA。 解析：空
6、论述题（25分，每题5分）
1. 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
2. 简述真核基因表达载体的特征及构建流程。[暨南大学2019研] 答案： （1）真核基因表达载体的特征
①原核质粒的序列：包括在大肠杆菌中起作用的复制起始序列以及能用在细菌中筛选克隆的抗药性基因标志等，以便插入真核基因后能先在方便操作的大肠杆菌系统中筛选获得重组目的基因的克隆。 ②在真核宿主细胞中表达重组基因所需要的原件：包括启动子、增强子、转录终止和加polyA信号序列，mRNA剪接信号序列，以及能在宿主细胞中复制或增殖的序列，能用在宿主细胞中筛选的标志基因，和供外源基因插入的单一限制性内切酶识别位点等。 （2）载体的构建流程
①目的基因的获得和加工：密码子偏爱性的加工；研究酶活时采用定点突变确定活性位点；方便与载体的连接在目的片段两端加上不同的黏性末端。
②载体的选择和加工：根据目的片段的大小，宿主的差异，是否需要表达，是否需要组织特异性表达或者诱导表达和宿主对抗性标记的敏感程度进行载体的选择；通过限制性酶切产生黏性末端，去磷酸化减少载体自连，加入特殊的启动子，改造成特异表达载体，末端转移酶催化产生同聚尾等方法对载体进行加工。 ③载体与目的基因的连接。
④将重组子导入受体细胞：通常将重组DNA导入大肠杆菌感受态中进行扩增和筛选，以期得到大量的单一重组子，便于利用。 ⑤阳性克隆的筛选与鉴定：在载体中加入特异的筛选基因，例如
抗生素基因，通过此种抗生素基因可以利用不同的抗生素来筛选带有目的基因的载体；后期可通过PCR跑胶初步鉴定是否存在目的基因。 ⑥将带有目的基因载体的大肠杆菌扩大培养抽提质粒。 解析：空
3. 试比较原核生物与真核生物基因表达调控特点的不同。
答案： 真核生物与原核生物基因表达调控特点的不同表现在以下几方面：
（1）原核基因表达调控的特点主要为：
①σ因子决定RNA聚合酶识别特异性。原核生物的RNA聚合酶有全酶和核心酶之分，两者仅差一个σ因子（或亚基）。核心酶参与转录延长，全酶参与转录起始。σ因子识别特异启动序列，不同的σ因子决定特异基因的转录激活，决定mRNA、rRNA、tRNA基因的转录。
②原核生物中操纵子模型的普遍性。原核生物绝大多数基因按功能相关性成簇地串联、密集于染色体上，共同组成一个转录单位即操纵子。原核基因的协调表达就是通过调控每个操纵子中的启动序列的活性来完成的。
③阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性。原核基因调控普遍涉及特异阻遏蛋白参与的转录开关调节机制。 （2）真核基因表达调控的特点：
①RNA聚合酶：真核RNA聚合酶有三种，即RNA polⅠ、Ⅱ、Ⅲ，分别负责三种RNA转录。TATA盒结合蛋白为三种聚合酶所共有。
②活性染色质结构变化：当基因激活时，可观察到染色体相应区域发生某些结构和性质变化：
a．对核酸酶敏感：活化基因的一个明显特征是对DNase特别敏感。
b．DNA拓扑结构变化：几乎所有天然状态的双链DNA均以负超螺旋存在，当基因活化时，RNA聚合酶前方的转录区DNA拓扑结构为正性超螺旋，而在其后的DNA拓扑结构为负超螺旋。 c．DNA碱基修饰变化：真核DNA有5的胞嘧啶被甲基化为5甲基胞嘧啶，甲基化常发生在基因5′端的CpG序列（又称CpG岛）。甲基化范围与基因表达程度呈反比。 d．组蛋白变化。
③正性调节占主导：真核RNA聚合酶对启动子的亲和力极小或根本没有实质性亲和力，必须依赖一种或多种激活蛋白的作用。 ④转录与翻译分隔进行：真核细胞有细胞核及胞浆等区间分布，转录与翻译在不同亚细胞结构中进行。
⑤转录后修饰、加工：转录后剪接及修饰等过程比原核生物基因复杂。 解析：空
4. 试述基因芯片的工作原理及其在生物学研究中的意义。
答案： 基因芯片是指把大量探针分子固定于支持物上后和标记的样品分子进行杂交，通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息。
（1）基因芯片的工作原理
应用已知核酸序列作为靶基因和互补的探针核苷酸序列杂交，通过随后的信号检测进行定性和定量分析。
①即将把许多特定的寡核苷酸片段或cDNA基因片段作为靶基因，有规律地排列固定支持物上。
②样品DNARNA通过PCR扩增、体外转录等技术掺入荧光标记分子或放射性同位素作为探针。 ③按碱基配对原理把两者进行杂交。
④再通过荧光或同位素检测系统对芯片进行扫描，由计算机系统对每一探针上的信号做出比较和检测，从而得出所需要的信息。 （2）基因芯片在生物学研究中的意义
基因芯片以其无可比拟的信息量、快速、高通量、准确地分析基因的本领，在临床诊断、基因功能研究及新药开发等方面显示了很大的作用。基因芯片可以用于以下几个方面： ①绘制基因缺失图谱和进行基因表达分析。 ②用于基因突变研究。
③能了解某些基因对特定生长发育阶段的重要性。 ④用于细菌检测。
⑤用于病毒病原体的检测和基因表达分析。
⑥用不同细胞周期发育阶段的cDNA作探针系统性地研究细胞中任意时期特异表达的基因。
⑦用病人的可疑cDNA做探针和杂交，检查哪些基因的表达受抑制或激活。
⑧基因芯片还可用于基因诊断，可建立正常人特定组织、器官的基因芯片，给出标准杂交信号图。 解析：空
5. 碱法质粒提取用到的溶液成分的作用是什么？操作中有哪些注意事项。
答案： （1）溶液Ⅰ的主要成分是50mmolL葡萄糖、25mmolL TrisHCl、10mmolL EDTA，pH8.0，其主要作用如下：①控制溶液的pH，因此用适当浓度和pH的TrisHCl溶液；②EDTA是Ca2＋和Mg2＋等二价金属离子的螯合剂，主要作用是抑制DNase的活性和抑制微生物生长；③葡萄糖能使悬浮后的大肠杆菌不会快速沉积到管底。
注意菌体一定要悬浮均匀，不能有结块。
（2）溶液Ⅱ的成分是0.2molL NaOH和1SDS。①NaOH用于溶解大肠杆菌细胞；②SDS是一种阴离子表面活性剂，处理细胞后会导致细菌细胞壁裂解，从而使内容物释放出来，释放出来的蛋白质、质粒DNA和基因组DNA，遇到强碱变性。
注意溶液Ⅱ要现用现配，因为裂解细菌的主要是NaOH，使用新鲜配制的NaOH是为了保证该溶液没有吸收空气中的CO2而使其碱性下降；另外加入溶液Ⅱ的时间不能过长，而且操作要温和，不能激烈振荡，否则基因组DNA会断裂。
（3）溶液Ⅲ的成分是3molL乙酸钾和2molL乙酸。①加乙酸是为了中和NaOH，因为长时间的碱性环境会打断DNA；②乙酸钾中
的钾离子置换SDS中的钠离子，能形成不溶性的十二烷基硫酸钾（PDS）。由于SDS易与蛋白质结合，因此大量蛋白质被沉淀，同时分子较大的基因组DNA也易被SDS共沉淀。
注意加入溶液Ⅲ后要冰上放置，因为在高浓度盐和低温条件下，容易形成PDS沉淀。
（4）酚氯仿异戊醇溶液的作用是沉淀残留的部分蛋白质，因为：①酚对蛋白质的变性作用远大于氯仿；②氯仿可以增加相对密度，方便水相回收；③加异戊醇主要是为了让离心后的分层界面更加清晰，方便水相回收。
注意使用25241的酚氯仿异戊醇。如果单独用酚抽提后会有大量的酚溶解到水相中，而酚会抑制很多酶反应（如限制性酶切反应），因此单独用酚抽提后一定要用氯仿抽提将水相中的酚去除，而用酚氯仿混合液进行抽提，水相中的酚则少得多，微量的酚在乙醇沉淀时会被除干净。
（5）回收后的水相含有足够多的盐，加入2倍体积的乙醇，在室温放置离心即可得到质粒DNA的沉淀。如果放置－20℃，时间一长可能会导致大量盐的沉淀。70乙醇可去除盐类。
（6）质粒样品一般用含RNase（50μgmL）的TE缓冲液进行溶解，以降解RNA。 解析：空
7、选择题（17分，每题1分）
1. 下列五个DNA片段，最可能含有Ⅱ型限制酶酶切位点的是（ ）。 A． CCCTGTGGGA B． GAGCACATCT C． ATCCTACATC D． GGAGAGCTCT 答案：D
解析：限制酶是指识别特定的脱氧核苷酸序列，并对每条链中特定部位的两个脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键进行切割的一类酶。根据限制酶的结构，辅因子的需求切位与作用方式，可将限制酶分为三种类型，分别是第一型（Type Ⅰ）、第二型（Type Ⅱ）及第三型（Type Ⅲ）。其功能分别为：①Ⅰ型限制性内切酶既能催化宿主N的甲基化，又催化非甲基化的N的水解，通常其切割位距离识别位可达数千个碱基之远；②Ⅱ型限制性内切酶只催化非甲基化的N的水解，所识别的位置多为短的回文序列，是遗传工程上实用性较高的限制酶种类；③Ⅲ型限制性内切酶同时具有修饰及认知切割的作用，可识别短的不对称序列。项，其按5′到3′读取的序列“GGGTT”与其互补链上按5′到3′读取的序列一致，因此为回文序列，最可能含有Ⅱ型限制酶酶切位点。
2. 蛋白质生物合成的方向是（ ）。[扬州大学2019研] A． 从C→N端 B． 定点双向进行
C． 从N→C端
D． 从N端和C端同时进行 答案：C 解析：
3. 在切口平移反应中加入E.coliDNA polⅠ的原因是（ ）。 A． 既利用其5′→3′的聚合特性又利用其5′→3′外切核酸酶活性 B． 只利用其5′→3′的外切核酸酶活性 C． 利用其3′→5′的外切核酸酶活性 D． 只利用其5′→3′的合成特征 答案：A
解析：切口平移反应在体外向N分子引入放射性标记核苷酸的技术。第一步，用N酶处理双链N，使之随机产生单链断裂。第二步，N聚合酶Ⅰ的5′→3′外切核酸酶活性从断裂处5′除去一个核苷酸，同时5′→3′的聚合特性将一个放射性的单核苷酸引入到断裂的3′端。第三步，反复重复进行，结果标记核苷酸代替了原来的核苷酸残基，形成放射性N分子。
4. （多选）报告基因（ ）。 A． 能用于确定启动子何时何处有活性 B． 能用于检测启动子的活性
C． 以其易于分析的启动子区代替感兴趣基因的启动子区 D． 以其易于分析的编码序列代替感兴趣基因的编码序列 答案：A|B|D
解析：报告基因是指一类在细胞、组织、器官或个体处于特定情况下会表达并使得他们产生易于检测、且实验材料原本不会产生的性状的基因。项，报告基因能用于检测启动子的活性，确定启动子何时何处有活性，但是不能替代启动子。作为报告基因，在遗传选择和筛选检测方面必须具有以下几个条件：①已被克隆和全序列已测定；②表达产物在受体细胞中本不存在，即无背景，在被转染的细胞中无相似的内源性表达产物；③其表达产物能进行定量测定。
5. 关于蛋白质生物合成中的肽链延伸阶段，正确的是（ ）。 A． ATP直接供给能量
B． 核糖体向mRNA 5′端移动3个核苷酸的距离 C． 肽酰基转移到核糖体大亚基的结合位点上 D． GTP转变成GDP和无机磷酸，供给能量 答案：D
解析：蛋白质生物合成中的肽链延伸阶段中，由GTP提供能量，包括进位、转肽、移位三个过程。项，核糖体向mRN 3′端移动3个核苷酸的距离。项，肽酰基转移到核糖体小亚基的结合位点上。项，肽链延伸阶段，由GTP转变成GP和无机磷酸，供给能量。
6. 单链DNA分子5′pCpGpGpTpA3′，能够与下列哪一种RNA单链分子进行杂交？（ ） A． 5′pTpApGpGpC3′ B． 5′pGpCpCpTpA3′ C． 5′pGpCpCpApU3′ D． 5′pUpApCpCpG3′ 答案：D
解析：杂交时3′和5′互对应。N中含有的四种碱基为、T、、G，RN中含有的四种碱基为、U、、G，其配对方式为T、U、G。因此能与单链N分子5′ppGpGpTp3′进行杂交的RN单链分子为5′pUppppG3′。 7. 在原核生物蛋白质合成过程中，核糖体小亚基与mRNA的结合主要依靠（ ）。 A． 范德华力 B． 疏水相互作用 C． 氢键 D． 离子键 答案：C
解析：在原核生物中，mRN上的S序列与核糖体16S RN之间依靠氢键结合，从而为蛋白质合成提供模板。
8. 在蛋白质合成中，mRNA首先结合的是（ ）。 A． 核糖体小亚基
B． 成熟的包括大小亚基的核糖体 C． 核糖体大亚基 D． 大小亚基都可以 答案：A 解析：
9. 操纵子一般是由（ ）组成的。 A． 操纵基因、结构基因、启动子 B． 操纵基因、结构基因和增强子 C． 结构基因、启动子和调节基因
D． 操纵基因、启动子、结构基因和调节基因 答案：A
解析：操纵子是原核生物中由启动子、操作基因和结构基因组成的一个转录功能单位。
10. （多选）关于DNA甲基化的说法正确的是（ ）。 A． 在DNA复制过程中，通过识别半甲基化的酶，甲基化得以保存 B． 随着发育阶段的改变，DNA的甲基化也要发生变化 C． 具有活性的DNA是非甲基化的 D． 基因必须经过完全的甲基化才能表达 答案：A|B|C
解析：N甲基化是指N化学修饰的一种形式，能够在不改变N序列的前提下，改变遗传表现。甲基化会使N的活性改变，具有活性的N是非甲基化的。在N复制过程中，通过识别半甲基化的酶甲基化得以保存，但是，随着发育阶段的改变，N的甲基化也要发生变化。 11. 下列哪一种蛋白质或酶最不可能是癌基因的编码产物？（ ）。 A． 蛋白质磷酸酶 B． GTP酶 C． 转录因子 D． 蛋白质磷酸激酶 答案：A
解析：蛋白磷酸酶是具有催化已经磷酸化的蛋白质分子发生去磷酸化反应的一类酶分子，与蛋白激酶相对应存在，共同构成了磷酸化和去磷酸化这一重要的蛋白质活性的开关系统。癌基因编码的产物大多无需去磷酸化，因此答案选。 12. 端粒酶含（ ）。 A． 双链RNA和蛋白质 B． 核酸和蛋白质 C． DNA和蛋白质 D． 单链RNA和蛋白质 答案：D
解析：端粒酶是一个核蛋白体，包含单链RN和蛋白质，其中RN可以作为端粒酶合成N时的模板。
13. DNA变性是指（ ）。[浙江海洋大学2019研] A． 多核苷酸链解聚
B． DNA分子由超螺旋→双螺旋 C． 互补碱基之间氢键断裂 D． 分子中磷酸二酯键断裂 答案：C 解析：
14. IFFG能够诱导β半乳糖苷酶的表达是因为（ A． IPTG与乳糖操纵子结合诱导转录 B． 刺激乳糖操纵子阻遏蛋白的活性
C． IPTG与lacI基因的产物结合，抑制它的活性 D． 抑制β半乳糖苷酶的降解 答案：C 解析：
）。15. 原癌基因的显性突变导致细胞过度增殖而形成肿瘤，最有可能的突变是（ ）。 A． 同义突变 B． 移码突变 C． 错义突变 D． 无义突变 答案：C 解析：
16. ShineDalgarno顺序是指（ ）。 A． 启动基因的顺序特征
B． 在mRNA分子的起始密码子上游8～13个核苷酸处的顺序 C． 在DNA分子上转录起始点前8～13个核苷酸处的顺序 D． 16S rRNA3′端富含嘧啶的互补顺序 答案：B
解析：S序列，原核生物mRN中核糖体结合位点序列。S序列通常位于翻译起始密码子UG上游约8个碱基位置，帮助招募核糖体RN，并将核糖体比对并结合到信使RN（mRN）的起始密码子，从而开始蛋白质合成，因此答案选。
17. 用高聚脱氧胸苷酸纤维素（oligodT纤维素）分离纯化mRNA的层析方法称为（ ）。
A． 反相层析 B． 离子交换层析 C． 排阻层析 D． 亲和层析 答案：D
解析：项，亲和层析是指利用共价连接有特异配体的层析介质分离蛋白质混合物中能特异结合配体的目的蛋白或其他分子的一种层析法。项，离子交换层析是指利用离子交换剂上的可交换离子与周围介质中被分离的各种离子间的亲和力不同，经过交换平衡达到分离的目的的一种柱层析法。项，排阻层析：主要是根据蛋白质的质量（包括大小和形状）进行分离和纯化。项，反相层析是指流动相的极性大于固定相的层析技术。
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