2020年湖北武汉科技大学分子生物学考研真题及答案.doc-资料库

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2020 年湖北武汉科技大学分子生物学考研真题及答案一、将下列名词翻译成中文，并简要解释(共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分) 1、replicon 2、overlapping gene 3、transacting factor 4、codon 5、enhancer 6、transcription factor 二、简答题(共 6 小题，每小题 15 分，共 90 分) 1、简述蛋白质生物合成的基本过程。 2、简述 PCR 扩增的原理及步骤。 3、简述蓝白斑筛选的原理。 4、参与蛋白质生物合成的组分有哪些？它们具有哪些功能？ 5、简述真核生物与原核生物 mRNA 的区别。 6、简述 RNAi 技术原理及在生物学领域的应用。三、论述题(共 1 小题，共 30 分) 假设 A 基因编码的蛋白与 B 基因表达蛋白存在相互作用。请你根据自己熟悉的生物学知识设计至少三种实验方案进行验证，并阐述所选用实验技术的原理。参考答案：一、将下列名词翻译成中文，并简要解释(共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分) 1、replicon：复制子。单独复制的一个 DNA 单元被称为为一个复制子，它是一个可移动的单位。一个复制子在任何一个细胞周期只复制一次。

2、overlapping gene：重叠基因。具有部分共用核苷酸序列的基因，即同一段 DNA 携带了两种或两种以上不同蛋白质的编码信息。重叠的序列可以是调控基因，也可以是结构基因部分。 3、transacting factor：反式作用因子。能够结合在顺式作用元件上调控基因表达的蛋白质或者 RNA。 4、codon：密码子：mRNA 上每 3 个核苷酸翻译成多肽链上的一个氨基酸，这 3 个核苷酸被称为一个密码子（三联体密码）。 5、enhancer：增强子。能使与它连锁的基因转录频率明显增加的 DNA 序列，因为它也能强化转录的起始，但它们不是启动子的一部分。 6、transcription factor：转录因子。包括转录激活因子和转录阻遏因子。这类调节蛋白能识别并结合转录起始位点的上游序列或远端增强子元件，通过 DNA-蛋白质相互作用而调节转录活性，并决定不同基因的时间、空间特异性表达。二、简答题(共 6 小题，每小题 15 分，共 90 分) 1、以大肠杆菌为例，简述蛋白质生物合成的基本过程。答：从以下四个方面详细论述 (1)氨基酸的活化：游离的氨基酸必须经过活化以获得能量才能参与蛋白质合成，由氨酰-tRNA 合成酶催化，消耗 1 分子 ATP，形成氨酰-tRNA。（3 分） (2)肽链合成的起始：由起始因子参与，mRNA 与 30S 小亚基、50S 大亚基及起始甲酰甲硫氨酰-tRNA(fMet-tRNAt)形成 70S 起始复合物，整个过程需 GTP 水解提供能量。（4 分） (3)肽链的延长：起始复合物形成后肽链即开始延长。首先氨酰-tRNA 结合到核糖体的 A 位，然后，由肽酰转移酶催化与 P 位的起始氨基酸或肽酰基形成肽键，tRNAf 或空载 tRNA 仍留在 P 位．最后核糖体沿 mRNA5’→3’方向移动一个密码子距离，A 位上的延长一个氨基酸单位的肽酰-tRNA 转移到 P 位，全部过程需延伸因子 EF-Tu、EF-Ts，能量由 GTP 提供。（4 分） (4)肽链合成终止，当核糖体移至终止密码 UAA、UAG 或 UGA 时，终止因子 RF-1、RF-2 识别终止密码，并使肽酰转移酶活性转为水解作用，将 P 位肽酰-tRNA 水解，释放肽链，合成终止。（4 分） 2、简述 PCR 扩增的原理及步骤。答：PCR 是在试管中进行的 DNA 复制反应，基本原理是依据细胞内 DNA 半保留复制的机理，以及体外 DNA 分子于不同温度下双链和单链可以互相转变的性质，人为地控制体外合成系统的温度，以促使双链 DNA 变成单链，单链 DNA 与人工合成的引物退火，然后耐热

DNA 聚合酶以 dNTP 为原料使引物沿着单链模板延伸为双链 DNA（5 分）。PCR 全过程每一步的转换是通过温度的改变来控制的。需要重复进行 DNA 模板解链、引物与模板 DNA 结合、 DNA 聚合酶催化新生 DNA 的合成，即高温变性、低温退火、中温延伸等 3 个步骤构成 PCR 反应的一个循环，此循环的反复进行，就可使目的 DNA 得以迅速扩增（3 分）。 DNA 模板变性：模板双链 DNA 单链 DNA，94℃。（2 分）退火：引物＋单链 DNA 杂交链，引物的 Tm 值。引物的延伸：温度至 70℃左右，TaqDNA 聚合酶以４种 dNTP 为原料，以目的 DNA 为模板，催化以引物 3’末端为起点的 5’→3’。（3 分） DNA 链延伸反应，形成新生 DNA 链。新合成的引物延伸经过变性后又可作为下一轮循环反应的模板 PCR，就是如此反复循环，使目的 DNA 得到高效快速扩增。（2 分） 3、简述蓝白斑筛选的原理。答：某些质粒带有大肠杆菌的半乳糖苷酶基因片段，在半乳糖苷酶基因的基因区外又另外引入了一段含多种单一限制酶位点的 DNA 序列（5 分）。这些位点上如果没有克隆外源性 DNA 片段，在质粒被导入 lac-的大肠杆菌后，质粒携带的半乳糖苷酶基因将正常表达，与大肠杆菌的半乳糖苷酶基因互补，产生有活性的半乳糖苷酶，加入人工底物 X-gal 和诱导剂 IPTG 后，出现蓝色的菌落（5 分）。如果在多克隆位点上插入外源 DNA 片段，将使 lacZ 基因灭活，不能生成半乳糖苷酶，结果菌落出现白色。根据这种颜色标志，从而区别重组克隆和非重组克隆。（5 分） 4、参与蛋白质生物合成的组分有哪些？它们具有哪些功能？答：参与蛋白质生物合成的组分有： 1）mRNA：蛋白质合成的模板；（3 分） 2）tRNA：蛋白质合成的氨基酸运载工具；（3 分） 3）核糖体：蛋白质合成的场所；（3 分） 4）辅助因子：（a）起始因子-参与蛋白质合成起始复合物形成；（2 分）（b）延长因子-肽链的延伸作用；（2 分）（c）释放因子一-终止肽链合成并从核糖体上释放出来。（2 分） 5、简述真核生物与原核生物 mRNA 的区别。

答：从分子结构上来看，真核生物和原核生物的 mRNA 是完全一样的，都是核糖核酸，由四种核糖核苷酸组成，并且都是由基因转录而来。（3 分）但两者有很多区别，如下：（1）原核生物 mRNA 常以多顺反子的形式存在。真核生物 mRNA 一般以单顺反子的形式存在。（3 分）（2）原核生物 mRNA 的转录与翻译一般是偶联的，真核生物转录的 mRNA 前体则需经转录后加工，加工为成熟的 mRNA 后才开始工作。（3 分）（3）原核生物 mRNA 半寿期很短，一般为几分钟。真核生物 mRNA 的半寿期较长，有的可达数日。（3 分）（4）原核与真核生物 mRNA 的结构特点也不同。真核生物 mRNA 由 5′端帽子结构、 5′端不翻译区、翻译区、3′端不翻译区和 3′端聚腺苷酸尾巴组成，原核生物 mRNA 无 5′ 端帽子结构和 3′端聚腺苷酸尾巴。（3 分） 6、简述 RNAi 技术原理及作用机制。答：RNA 干扰技术利用双链小 RNA 高效、特异性降解细胞内同源 mRNA 从而阻断靶基因表达，是细胞出现靶基因缺失的表型。（3 分）其作用机制如下：双链 RNA 是 RNAi 的触发物，引发与之互补的单链 RNA 的降解。核酸内切酶 Dicer 将 dsRNA 切割成多个具有特定长度和结构的小片段 RNA（大约 21～23bp），即 siRNA，并有效地定位目标 mRNA。（3 分）siRNA 在细胞内 RNA 解旋酶的作用下解链成正义链和反义链，继之由反义 siRNA 再与体内一些酶（包括内切酶、外切酶、解旋酶等）结合形成 RNA 诱导的沉默复合物。（3 分）RISC 与外源性基因表达的 mRNA 的同源区进行特异性结合，RISC 具有核酸酶的功能，在结合部位切割 mRNA。被切割后的断裂 mRNA 随即降解，从而诱发宿主细胞针对这些 mRNA 的降解反应。（3 分）siRNA 不仅能引导 RISC 切割同源单链 mRNA，而且可作为引物与靶 RNA 结合并在 RNA 聚合酶作用下合成更多新的 dsRNA，新合成的 dsRNA 再由 Dicer 切割产生大量的次级 siRNA，从而使 RNAi 的作用进一步放大，最终将靶 mRNA 完全降解。（3 分）三、论述题(共 1 小题，共 30 分) 假设 A 基因编码的蛋白与 B 基因表达蛋白存在相互作用。请你根据自己熟悉的生物学知识设计至少三种实验方案进行验证，并阐述所选用实验技术的原理。答:已知 A 基因编码的蛋白与 B 基因表达蛋白存在相互作用，我们可以通过以下试验来验证。

1）酵母双杂交试验。酵母双杂交系统的建立得力于对真核生物调控转录起始过程的认识，是将待研究的两种蛋白质分别克隆（融合）到酵母表达质粒的转录激活因子的 DNA 结合结构域（DNA-BD）和转录激活域（AD）上，构建成融合表达载体，从表达产物分析两种蛋白质相互作用的系统。转录激活因子往往由两个或两个以上相互独立的结构域构成，其中有 BD 和 AD，它们是转录激活因子发挥功能所必需的。单独的 BD 虽然能和启动子结合，但是不能激活转录。而不同转录激活因子的 BD 和 AD 形成的杂合蛋白仍然具有正常的激活转录的功能。在酵母双杂交系统中，将蛋白 A 克隆至 DNA-BD 载体中，表达 DNA-BD/A 融合蛋白；待测试蛋白 B 克隆至 AD 载体中，表达 AD/B 融合蛋白。一旦 A 与 B 蛋白间有相互作用，则 DNA-BD 和 AD 也随之被牵拉靠近，恢复行使功能，激活酵母双杂交系统中报告基因的表达。（10 分） 2）免疫共沉淀试验：免疫共沉淀是以抗体和抗原之间的专一性作用为基础的用于研究蛋白质相互作用的经典方法。是确定两种蛋白质在完整细胞内生理性相互作用的有效方法。其原理是：当细胞在非变性条件下被裂解时，完整细胞内存在的许多蛋白质－蛋白质间的相互作用被保留了下来。当用预先固化在 Agarosebeads 上的蛋白质 A 的抗体免疫沉淀 A 蛋白，那么与 A 蛋白在体内结合的蛋白质 B 也能一起沉淀下来。再通过蛋白变性分离，对 B 蛋白进行检测，进而证明两者间的相互作用。这种方法得到的目的蛋白是在细胞内与兴趣蛋白天然结合，符合体内实际情况，得到的结果可信度高。这种方法常用于测定两种目标蛋白质是否在体内结合；也可用于确定一种特定蛋白质的新的作用搭档。（10 分） 3）表面等离子共振技术：表面等离子共振技术，是一种光学现象，可被用来实时跟踪在天然状态下生物分子间的相互作用。先将一种生物分子（靶分子）结合在生物传感器表面，再将含有另一种能与靶分子产生相互作用的生物分子（分析物）的溶液注入并流经生物传感器表面。生物分子间的结合引起生物传感器表面质量的增加，导致折射指数按同样的比例增强，生物分子间反应的变化即被观察到。（10 分） 4）、GSTpull-down 技术：该技术 GST，即谷胱甘肽-S-转移酶蛋白，可以与谷胱甘肽结合。将 GSH 固定于琼脂糖珠上，形成 GSH-琼脂糖珠，将已知蛋白 X 与 GST 融合表达，获得的 GST-X 可与 GSH-琼脂糖珠结合，若环境中存在与 X 蛋白互做的蛋白 Y，则会形成“琼脂糖珠 -GSH-GST-X-Y”复合物，与 X 蛋白互做的蛋白即可被分离并检测。

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