分子生物學(xué)期末考試題目及答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列關(guān)于中心法則的描述，錯(cuò)誤的是：A.DNA復(fù)制是半保留復(fù)制B.逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程需要逆轉(zhuǎn)錄酶參與C.翻譯過(guò)程中tRNA負(fù)責(zé)攜帶氨基酸D.RNA病毒的遺傳信息傳遞僅涉及RNA→RNA答案：D（部分RNA病毒如HIV可通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄實(shí)現(xiàn)RNA→DNA）2.原核生物DNA復(fù)制中，負(fù)責(zé)合成引物的酶是：A.DNA聚合酶IB.DNA聚合酶IIIC.引物酶（DnaG）D.拓?fù)洚悩?gòu)酶答案：C（引物酶屬于RNA聚合酶，合成RNA引物）3.真核生物mRNA的5’端修飾是：A.多聚腺苷酸化（polyA尾）B.甲基化鳥(niǎo)嘌呤核苷酸帽子（m7GpppN）C.剪接去除內(nèi)含子D.編輯改變堿基序列答案：B（5’帽子結(jié)構(gòu)為m7GpppN，保護(hù)mRNA并參與翻譯起始）4.下列哪種RNA不參與翻譯過(guò)程？A.mRNAB.tRNAC.rRNAD.snRNA答案：D（snRNA參與前體mRNA的剪接，不直接參與核糖體翻譯）5.乳糖操縱子（lacoperon）的誘導(dǎo)物是：A.葡萄糖B.乳糖C.別乳糖D.cAMP答案：C（乳糖進(jìn)入細(xì)胞后轉(zhuǎn)化為別乳糖，作為真正的誘導(dǎo)物與阻遏蛋白結(jié)合）6.下列關(guān)于PCR技術(shù)的描述，錯(cuò)誤的是：A.需要模板DNA、引物、dNTP和DNA聚合酶B.反應(yīng)過(guò)程包括變性（95℃）、退火（5065℃）、延伸（72℃）C.引物是RNA分子D.TaqDNA聚合酶具有熱穩(wěn)定性答案：C（PCR引物是人工合成的DNA片段）7.表觀(guān)遺傳修飾不包括：A.DNA甲基化（5甲基胞嘧啶）B.組蛋白乙?；疌.mRNA的腺苷酸化D.組蛋白甲基化答案：C（表觀(guān)遺傳修飾主要涉及DNA和組蛋白的化學(xué)修飾，不包括mRNA的加工）8.原核生物轉(zhuǎn)錄終止的方式包括：A.ρ因子依賴(lài)型和非依賴(lài)型B.加尾信號(hào)（AAUAAA）識(shí)別C.剪接體介導(dǎo)的終止D.核膜隔離終止答案：A（原核終止分為ρ因子依賴(lài)型和莖環(huán)結(jié)構(gòu)（非依賴(lài)型）終止）9.下列哪項(xiàng)是真核生物基因表達(dá)特有的調(diào)控機(jī)制？A.操縱子調(diào)控B.增強(qiáng)子調(diào)控C.衰減子調(diào)控D.阻遏蛋白調(diào)控答案：B（增強(qiáng)子是真核特有的遠(yuǎn)隔調(diào)控元件，原核無(wú)此結(jié)構(gòu)）10.CRISPRCas9系統(tǒng)中，sgRNA的主要功能是：A.編碼Cas9蛋白B.識(shí)別并結(jié)合靶DNA序列C.切割DNA雙鏈D.參與轉(zhuǎn)錄激活答案：B（sgRNA包含與靶序列互補(bǔ)的引導(dǎo)序列和Cas9結(jié)合序列，引導(dǎo)Cas9至靶位點(diǎn)）二、填空題（每空1分，共20分）1.DNA復(fù)制時(shí)，領(lǐng)頭鏈（前導(dǎo)鏈）的合成方向是______，隨從鏈（后隨鏈）的合成以______方式進(jìn)行，形成的不連續(xù)片段稱(chēng)為_(kāi)_____。答案：5’→3’；分段（半不連續(xù)）；岡崎片段2.真核生物RNA聚合酶II負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄______，其啟動(dòng)子核心元件是______（序列）。答案：前體mRNA（premRNA）；TATA盒（TATAAA）3.遺傳密碼的特性包括______（簡(jiǎn)并性）、______（無(wú)重疊）、______（通用性）和終止密碼子（UAA、UAG、UGA）。答案：簡(jiǎn)并性；連續(xù)性；通用性4.原核生物翻譯起始復(fù)合物包含______（小亞基）、______（起始tRNA）和mRNA。答案：30S核糖體亞基；fMettRNAfMet5.基因表達(dá)調(diào)控的轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控中，______（順式作用元件）與______（反式作用因子）的相互作用是核心機(jī)制。答案：?jiǎn)?dòng)子/增強(qiáng)子；轉(zhuǎn)錄因子6.限制性?xún)?nèi)切酶切割DNA產(chǎn)生的末端類(lèi)型包括______（如EcoRI）和______（如PstI）。答案：黏性末端（cohesiveend）；平末端（bluntend）7.逆轉(zhuǎn)錄酶具有三種酶活性：RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶、______和______。答案：RNaseH（水解RNADNA雜合鏈中的RNA）；DNA指導(dǎo)的DNA聚合酶8.表觀(guān)遺傳中，DNA甲基化主要發(fā)生在______（堿基對(duì)）的胞嘧啶，通常導(dǎo)致基因表達(dá)______（激活/抑制）。答案：CpG島；抑制三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述原核生物與真核生物DNA復(fù)制的主要差異。答案：①?gòu)?fù)制起點(diǎn)：原核為單起點(diǎn)（如大腸桿菌的oriC），真核為多起點(diǎn)；②復(fù)制酶：原核主要依賴(lài)DNA聚合酶III（聚合）和I（修復(fù)），真核依賴(lài)polα（引物合成）、polδ（滯后鏈）、polε（前導(dǎo)鏈）；③端粒處理：原核為環(huán)狀DNA無(wú)末端問(wèn)題，真核線(xiàn)性DNA需端粒酶延長(zhǎng)末端；④復(fù)制速度：原核快（約1000bp/s），真核慢（約50100bp/s）但多起點(diǎn)補(bǔ)償；⑤起始蛋白：原核為DnaA，真核為ORC（原點(diǎn)識(shí)別復(fù)合體）。2.說(shuō)明原核生物轉(zhuǎn)錄與真核生物轉(zhuǎn)錄的主要區(qū)別。答案：①RNA聚合酶：原核僅1種（含α2ββ’ω亞基），真核有3種（PolI→rRNA，PolII→mRNA，PolIII→tRNA等）；②啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)：原核含10（TATAAT，Pribnow盒）和35（TTGACA）區(qū)，真核PolII啟動(dòng)子含TATA盒、CAAT盒、GC盒等；③轉(zhuǎn)錄后加工：原核mRNA多為多順?lè)醋忧覠o(wú)需加工，真核mRNA為單順?lè)醋?，?’加帽、3’加尾、剪接；④終止方式：原核為ρ因子依賴(lài)或莖環(huán)結(jié)構(gòu)終止，真核PolII通過(guò)加尾信號(hào)（AAUAAA）后由內(nèi)切酶切割終止；⑤轉(zhuǎn)錄與翻譯偶聯(lián)：原核邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯，真核轉(zhuǎn)錄在核內(nèi)，翻譯在胞質(zhì)，空間分離。3.解釋PCR技術(shù)的基本原理及主要步驟。答案：PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）是體外擴(kuò)增特定DNA片段的技術(shù)，基于DNA半保留復(fù)制原理。主要步驟：①變性（95℃）：雙鏈DNA解鏈為單鏈；②退火（5065℃）：人工設(shè)計(jì)的引物與單鏈模板互補(bǔ)結(jié)合；③延伸（72℃）：TaqDNA聚合酶以dNTP為原料，從引物3’端延伸合成新鏈。重復(fù)2535輪循環(huán)，使目標(biāo)片段指數(shù)級(jí)擴(kuò)增（2?）。關(guān)鍵要素：模板DNA、引物（一對(duì)）、dNTP、Taq酶、緩沖液（含Mg2?）。4.描述乳糖操縱子（lacoperon）的調(diào)控機(jī)制（包括阻遏調(diào)控和CAP調(diào)控）。答案：乳糖操縱子是原核基因表達(dá)的典型調(diào)控模式，包含啟動(dòng)子（P）、操作子（O）和結(jié)構(gòu)基因（lacZ、lacY、lacA）。①阻遏調(diào)控：無(wú)乳糖時(shí)，阻遏蛋白（由lacI基因編碼）結(jié)合操作子O，阻礙RNA聚合酶結(jié)合啟動(dòng)子，抑制轉(zhuǎn)錄；有乳糖時(shí)，乳糖轉(zhuǎn)化為別乳糖，與阻遏蛋白結(jié)合使其構(gòu)象改變，無(wú)法結(jié)合O，解除抑制。②CAP（分解代謝激活蛋白）調(diào)控：葡萄糖缺乏時(shí)，cAMP濃度升高，cAMP與CAP結(jié)合形成復(fù)合物，結(jié)合到啟動(dòng)子上游的CAP結(jié)合位點(diǎn)，增強(qiáng)RNA聚合酶與啟動(dòng)子的結(jié)合，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄；葡萄糖存在時(shí)，cAMP濃度低，CAP無(wú)法激活，即使有乳糖，轉(zhuǎn)錄效率仍較低（葡萄糖優(yōu)先利用）。5.簡(jiǎn)述mRNA的剪接過(guò)程（以核mRNA前體為例）。答案：核mRNA前體的剪接由剪接體介導(dǎo)，涉及內(nèi)含子的切除和外顯子的連接。步驟：①剪接體組裝：snRNA（U1、U2、U4、U5、U6）與蛋白質(zhì)結(jié)合形成snRNP，逐步結(jié)合到前體mRNA上；②識(shí)別剪接位點(diǎn)：U1snRNP結(jié)合5’剪接位點(diǎn)（GU），U2snRNP結(jié)合分支點(diǎn)（保守A）；③第一次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)：分支點(diǎn)A的2’OH攻擊5’剪接位點(diǎn)的磷酸二酯鍵，形成套索（lariat）結(jié)構(gòu)；④第二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)：5’外顯子的3’OH攻擊3’剪接位點(diǎn)（AG）的磷酸二酯鍵，連接兩個(gè)外顯子，釋放套索狀內(nèi)含子；⑤剪接體解離，成熟mRNA輸出到胞質(zhì)。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述真核生物基因表達(dá)調(diào)控的多層次性及其分子機(jī)制。答案：真核生物基因表達(dá)調(diào)控涉及多個(gè)層次，從DNA到蛋白質(zhì)的全過(guò)程均受調(diào)控，具體如下：（1）轉(zhuǎn)錄前調(diào)控（染色質(zhì)水平）：①染色質(zhì)重塑：通過(guò)ATP依賴(lài)的復(fù)合物（如SWI/SNF）改變核小體位置，暴露啟動(dòng)子；②組蛋白修飾：乙?；℉AT，松弛染色質(zhì)）、甲基化（HMT，激活或抑制）、磷酸化（HPK，調(diào)控轉(zhuǎn)錄）；③DNA甲基化：CpG島甲基化（DNA甲基轉(zhuǎn)移酶，抑制轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，基因沉默）。（2）轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控（核心層次）：①順式作用元件：?jiǎn)?dòng)子（TATA盒、起始子）、增強(qiáng)子（遠(yuǎn)隔調(diào)控，與啟動(dòng)子相互作用）、沉默子（抑制轉(zhuǎn)錄）；②反式作用因子（轉(zhuǎn)錄因子）：通用轉(zhuǎn)錄因子（如TFIID結(jié)合TATA盒，招募RNAPolII）、特異轉(zhuǎn)錄因子（如激活因子或抑制因子，通過(guò)DNA結(jié)合域和轉(zhuǎn)錄激活域調(diào)控）；③轉(zhuǎn)錄復(fù)合物組裝：RNAPolII與通用轉(zhuǎn)錄因子、中介體（Mediator）形成預(yù)起始復(fù)合物（PIC），在激活因子作用下啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。（3）轉(zhuǎn)錄后調(diào)控：①mRNA加工：5’加帽（m7GpppN，保護(hù)并參與翻譯起始）、3’加尾（polyA尾，延長(zhǎng)半衰期）、剪接（選擇性剪接產(chǎn)生不同異構(gòu)體）；②mRNA運(yùn)輸：通過(guò)核孔復(fù)合體（NPC），需mRNA上的輸出信號(hào)（如REF蛋白結(jié)合）；③mRNA穩(wěn)定性：3’UTR的AU富含元件（ARE）被RNA結(jié)合蛋白或miRNA識(shí)別，招募核酸酶降解mRNA（如縮短polyA尾）。（4）翻譯水平調(diào)控：①翻譯起始調(diào)控：eIF4E（結(jié)合5’帽子）的磷酸化狀態(tài)（磷酸化激活）、eIF2α的磷酸化（抑制起始）；②miRNA/lncRNA調(diào)控：miRNA與mRNA的3’UTR互補(bǔ)結(jié)合，通過(guò)RISC復(fù)合體抑制翻譯或降解mRNA；③鐵離子調(diào)控（如運(yùn)鐵蛋白受體mRNA）：鐵缺乏時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白（IRP）結(jié)合mRNA的鐵反應(yīng)元件（IRE），抑制降解，增加受體表達(dá)。（5）翻譯后調(diào)控：①蛋白質(zhì)修飾：磷酸化（激酶/磷酸酶）、糖基化（高爾基體）、泛素化（標(biāo)記降解）；②蛋白質(zhì)折疊：分子伴侶（如Hsp70）協(xié)助正確折疊；③蛋白質(zhì)定位：信號(hào)肽引導(dǎo)至特定細(xì)胞器（如線(xiàn)粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)）；④蛋白質(zhì)降解：泛素蛋白酶體途徑（泛素標(biāo)記，26S蛋白酶體降解）或溶酶體途徑。2.闡述CRISPRCas9基因編輯技術(shù)的原理、組成及在醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用。答案：CRISPRCas9系統(tǒng)源自細(xì)菌和古菌的適應(yīng)性免疫系統(tǒng)，用于防御噬菌體等外源DNA入侵，現(xiàn)被改造為高效的基因編輯工具。（1）原理：通過(guò)sgRNA（單鏈向?qū)NA）引導(dǎo)Cas9核酸酶至靶DNA序列，Cas9識(shí)別靶序列下游的PAM（前間區(qū)序列鄰近基序，如NGG），與sgRNA的引導(dǎo)序列（約20nt）互補(bǔ)結(jié)合后，Cas9的HNH結(jié)構(gòu)域切割與sgRNA互補(bǔ)的DNA鏈，RuvC結(jié)構(gòu)域切割另一條鏈，形成雙鏈斷裂（DSB）。細(xì)胞通過(guò)非同源末端連接（NHEJ，隨機(jī)插入/缺失，導(dǎo)致基因敲除）或同源重組修復(fù)（HDR，引入外源模板，實(shí)現(xiàn)精確編輯）修復(fù)DSB。（2）組成：①Cas9蛋白：具有DNA內(nèi)切酶活性，可通過(guò)點(diǎn)突變（如D10A、H840A）改造為切口酶（僅切割單鏈）或失活Cas9（dCas9，無(wú)切割活性，用于轉(zhuǎn)錄調(diào)控或標(biāo)記）；②sgRNA：由crRNA（與靶序列互補(bǔ)）和tracrRNA（與Cas9結(jié)合）融合而成，決定靶向特異性；③供體DNA（可選）：用于HDR時(shí)提供同源模板，實(shí)現(xiàn)基因敲入或定點(diǎn)突變。