山东大学2020—2021学年第1学期生物技术《现代分子生物学》考试试卷

山东大学 20202021 学年第 1 学期 现代分子生物学考试试卷（ A 卷）院/系年级专业姓名学号考生答题须知1 所有题目答题答案必须做在考点发给的答题纸上，做在本试题册上无效。请考生务必在答题纸上写清题号。 2 评卷时不评阅本试题册，答题如有做在本试题册上而影响成绩的，后果由考生自己负责。3 答题时一律使用蓝、黑色墨水笔或圆珠笔作答（画图可用铅笔），用其它笔答题不给分。4 答题时不准使用涂改液等具有明显标记的涂改用品。一、 单选题（共 10 题，每题 2 分，共 20 分。每题的备选项中，只有一个最符合题意） 1下列关于基因表达调控的论述正确的是（ ）。A在原核生物中，阻遏物的调节功能只能发生在 RNA 聚合酶结合启动子之前B在原核生物中，由激活物调控的基因往往需要下游调控因子C大肠杆菌的 CAP 蛋白可以调控许多个基因的表达D原核生物核糖体蛋白的表达调控主要发生在转录水平2原核生物基因启动子中10 区与35 区的最佳距离是（ ）。中山大学 2008 研A15bp B1619bpC20bp D020bp3信号识别颗粒（SRP）的作用是（ ）。河北大学 2014 研A指导 RNA 拼接 B在蛋白质的共翻译运转中发挥作用C指引核糖体大小亚基结合 D指导转录终止4蛋白质翻译后的修饰主要包括（）。A乙酰化B糖基化C磷酸化D上述各种修饰5 操纵子模型可以成功地说明基因转录的调控机制，照此假说，实现对基因活性起调节作用的 是（ ）。A诱导酶B阻遏蛋白CRNA 聚合酶DDNA 聚合酶6以下关于乳糖操纵子的调控作用叙述错误的是（ ）。AcAMP 可与 CRP 结合成复合物BcAMP-CRP 复合物结合在启动子前方第 1 页 共 6 页C葡萄糖充足时，cAMP 水平不高D葡萄糖和乳糖并存时，细菌优先利用乳糖E葡萄糖和乳糖并存时，细菌优先利用葡萄糖7真核基因经常被断开（ ）。A反映了真核生物的 mRNA 是多顺反子B因为编码序列外显子被非编码序列内含子所分隔C因为真核生物的 DNA 为线性而且被分开在各个染色体上，所以同一个基因的不同部可能分布 于不同的染色体上D表明初始转录产物必须被加工后才可被翻译E表明真核基因可能有多种表达产物，因为它有可能在 mRNA 加工的过程中采用不同外显子重 组方式8下列哪种是终端分化细胞？（ ）。A神经元B骨髓干细胞C肝细胞D表皮细胞9有关原核生物 EF-Ts 因子，错误的是（ ）。A是一个翻译起始因子B是一个翻译延伸因子C参与 EF-Tu 的再生DB 与 C 都正确10下列有关 SD 序列的说法，哪个是正确的？（ ）ASD 序列对原核生物和真核生物的翻译都是重要的BSD 序列相对于起始密码子 AUG 而言，是与方向和位置都无关的CSD 序列有时也会隐藏在 mRNA 的茎一环结构中，对翻译起到抑制作用D原核生物中的编码基因的翻译共同受到一个上游 SD 序列的控制二、填空题（共 5 题，每题 2 分，共 10 分）1大肠杆菌 DNA 聚合酶 I 经酶切后，得到大小片段，其中大片段具有_酶活性和_酶活 性，小片段具有_酶活性。2对于低丰度 mRNA 的 cDNA 克隆的分离，一种办法是构建的 cDNA 文库，另一种方法是。 3在大肠杆菌中，cAMP 的浓度受到葡萄糖代谢的调节。如果将细菌放在缺乏碳源的培养基中培 养，细胞内 cAMP 浓度就高；如果在含葡萄糖的培养基中培养，cAMP 的浓度就_；如果 培养基中只有甘油或乳糖等不进行糖酵解途径的碳源，cAMP 的浓度会_。因此推测糖酵 解途径中位于葡糖-6-磷酸与甘油之间的某些代谢产物是腺苷酸环化酶活性的抑制剂。 4人 X 染色体具有一个重要的基因_，该基因只在失活的 X 染色体上表达，而不在活性的第 2 页 共 6 页X 染色体上表达。在活性 X 染色体上该基因总是_。而失活 X 染色体上该位点都是_ 的。失活的 X 染色体上其他绝大多数基因都处于关闭状态，DNA 序列都呈高度_。 5RNA 分子结合氨基酸和识别 mRNA 的两个结构区域分别称为和。三、是非题（共 5 题，每题 2 分，共 10 分。正确的用 T 表示，错误的用 F 表示）1根据某一感兴趣蛋白质的序列、抗原性以及配基结合性质制备探针，可从DNA 文库筛选到相 应的基因。（ ）华南理工大学 2009 研2基因工程的一个必需步骤是利用限制性内切核酸酶切割目的基因使其产生黏性末端，然后连 接到载体上。（ ）四川大学 2007 研3在真核生物中，双链 DNA 的交换是一种普遍现象，而在原核生物中，双链 DNA 的重组交换 是很少见的。（ ）4阻遏作用和诱导作用的解释都是以乳糖操纵子学说为基础。（ ）5真核生物基因表达的调控单位是操纵子。（ ）四、简答题（共 5 题，每题 6 分，共 30 分）1举例说明什么是 C 值悖论。2阐述同源重组的机理。3说明基因克隆的一种方法。4怎样将一个平末端 DNA 片段插入到 EcoR限制位点中去？5为什么被 RNA 聚合酶识别的启动子不常见？五、论述题（共 2 题，每题 15 分，共 30 分）1你对应用 RACE 技术克隆 cDNA 的 5末端和 3末端的原理有怎样的了解？山东师范大学 2007 研2试述 DNA 的主要理化性质。第 3 页 共 6 页山东大学 20202021 学年第 1 学期 现代分子生物学考试试卷（ A 卷）标准答案一、 单选题（共 10 题，每题 2 分，共 20 分。每题的备选项中，只有一个最符合题意）1C2B3B4D5B6D7A8A9D10C二、填空题（共 5 题，每题 2 分，共 10 分）153聚合；35外切；53外切2富含目的基因序列；扣除杂交3低；很高4Xist；甲基化；去甲基化；甲基化5受体臂；反密码子臂三、是非题（共 5 题，每题 2 分，共 10 分。正确的用 T 表示，错误的用 F 表示）1F2F3T4T5F四、简答题（共 5 题，每题 6 分，共 30 分）1C 值即一种生物的单倍体基因组的 DNA 总量。它是每一种活生物的一个性质。C 值悖论指物种的 C 值与生物结构或组成的复杂性或生物在进化上所处地位的高低不一致的现 象，C 值与其进化复杂性之间无严格对应关系。基因组中编码序列的选择压力大，而真核生物中 不编码蛋白的序列很多，发生变异的概率增加，因此基因组大小会出现很大的变化，在长期的进 化过程中，基因组的大小不能完全代表生物进化程度。举例如下：人类和两栖类有非常接近的 C 值，表明并非越高等的生物遗传复杂性越高。两栖 类生物中最小的基因组不足， ，最大的则达 ，家蝇和果蝇，二者的 C 值相差近 6 倍。则表明表 现复杂度没有明显变化的一定物种中，C 值却有很大变化。2同源重组是指发生在 DNA 的同源序列之间的重组，真核生物的非姐妹染色单体的交换，细菌 的转化、转导和接合，噬菌体的重组等都属于这种类型。同源重组要求较大的 DNA 片段进行交第 4 页 共 6 页换，它们的序列相同或接近相同。同源重组的机理是：（1）两个双链 DNA 分子配对，同源区发生链的断裂；（2）断开的单链交叉连接，形成异源双链 DNA；（3）分支点迁移：两个双螺旋形成的交叉连接以拉链式效应扩散，即链交换沿双链滑动，形成 异源双链区的杂种 DNA 长片段；（4）Holliday 中间体的形成；（5）连接分子的拆分：根据切开方向，Holliday 中间体的拆分可产生两种螺旋，亲体双螺旋和重 组双螺旋。无论哪种拆分方式，链交换后总会在两条 DNA 分子上留下一段异源双链区，但侧翼 区域的重组过程不一定会同时发生。3基因克隆是 70 年代发展起来的一项具有革命性的研究技术，可概括为分、切、连、转、选。 最终目的在于通过相应技术手段，将目的基因导入寄主细胞，在宿主细胞内目的基因被大量的复 制。基因克隆的方法有多种，常见的基因克隆的方法有：基因捕获技术，功能克隆，定位克隆，差异 克隆等。其中差异克隆的方法如下：差异克隆是利用来源不同 DNA 之间的表现度差异来分离差异表达基因的功能克隆方法。在任何 组织中都表达的基因是管家基因，在大多数 cDNA 文库中都出现。用一个来源的 cDNA 去除第二 个来源中共同的 RNA，留下独特的 RNA 用于文库构建。4将一个平末端 DNA 片段插入到 EcoR限制位点中，操作步骤如下：（1）将平末端片段利用甲基化酶处理，保护其中的 EcoR识别序列（如果平末端序列中不含有 EcoR位点，则此步骤省略）；（2）化学合成一些长为 10bp 含有 EcoR识别位点的短的 DNA 片段，然后与带克隆片段两端连 接起来；（3）利用 EcoR 工切割该片段，产生带有 EcoR黏性末端的片段；第 5 页 共 6 页（4）通过 DNA 连接酶的作用，将处理后的片段插入到 EcoR限制位点中。5被 RNA 聚合酶识别的启动子不常见的原因如下：（1）RNA 聚合酶负责转录一类具有转录物不编码蛋白质和基因通常以多拷贝存在两种特征基 因。（2）RNA 聚合酶负责转录的基因有 5SrRNA 和 tRNA 基因。与其他基因的启动子不同，在研 究 5SrRNA 的基因 5端的序列时发现这类基因的启动子位于基因的内部。该基因的前 50 对核苷 酸完全缺失，对转录起始毫无影响；同样地，84 以后序列的缺失对转录起始也没有影响。因此， 50 到84 间的序列为 5SrRNA 基因的启动子。（3）更少见的是，tRNA 基因的启动子被分成 A 和 B 两部分，它们之间的序列缺失不影响启动 子的效率。五、论述题（共 2 题，每题 15 分，共 30 分）1RACE 全称是 rapidamplificationofcDNAend，中文名称是 cDNA 末端快速扩增法。RACE 是用 于从已知 cDNA 片段扩增全长基因的方法，根据已知序列设计基因片段内部特异引物，由该片段 向外侧进行 PCR 扩增得到目的序列。RACE 技术在已知 cDNA 序列的基础上克隆 5端或 3端 的缺失序列，在很大程度上依赖 RNA 连接酶连接和寡聚帽子的快速扩增。用于扩增 5端的方法 称为 5RACE，用于扩增 3端的称为 3RACE。原理如下：（1）5RACE 的原理以 5端 RNA 寡聚接头的部分序列和基因特异的 3端反向引物进行 PCR 扩增，获得基因的 5 端序列。在反转录酶的作用下，用已知基因片段内部特异性引物（GSP1）起始 cDNA 第一条链的合成。用 RNase 混合物降解模板 mRNA 并纯化已合成的 cDNA 的第一条链。用末端转移酶在 cDNA 链 3端加入连续的 dCTP，形成 oligo（dC）尾巴。以连有 oligo（dC）的锚定引物 AP 和基因片段内部特异的引物 GSP2 进行巢式 PCR 扩增，以 期得到目的基因 5端片段。（2）3RACE 的原理以 5端基因特异的引物和 3端寡 dT 下游部分序列为引物进行 PCR 扩增，获得基因的 3端序第 6 页 共 6 页列。在反转录酶的作用下，以连有可以和 mRNA3多核苷酸末端配对的 oligo（dT）的锚定引物 AP 起始 cDNA 第一条链的合成。用 RNase 降解模板 mRNA。用锚定引物 AP 和基因片段内部特异引物 GSP 进行 PCR 扩增，得到目的基因的 3端片段，并 可用巢式 PCR 的方法继续进行检测和扩增。2DNA 的主要理化性质如下：（1）核酸的带电荷性质无论是 DNA 还是 RNA，核苷酸链内既有酸性的磷酸基又有碱性的含氮杂环碱基，因此核酸是 两性电解质。由于磷酸基的酸性较强，核酸通常表现为酸性。在中性或碱性溶液中，核酸带负电荷，在外加电场作用下向阳极移动。核酸的带电荷性质可用于分离分子质量大小不同的核酸。带负电荷的核酸与带正电荷的金属离 子成盐，在有乙醇或异丙醇存在时核酸即可从溶液中沉淀析出。常用氯化钠、乙酸钠、乙酸钾或乙酸铵等盐溶液来制备核酸。（2）核酸的高分子性质核酸是分子质量很大的高分子化合物，因此核酸溶液具有较大的黏性。核酸溶液的黏性与分子的不对称性有关，分子不对称性愈大，其黏度也就愈大，不规则分子比 球形分子溶液的黏度大，线性分子溶液的黏度更大。DNA 分子的长度与其直径之比可达 107，因此极稀的 DNA 溶液也有较大的黏度。RNA 溶液的黏度较 DNA 小。当核酸溶液在受热或酸碱等因素作用下发生变性时，分子不对称 性变小，溶液黏度下降。因此可用黏度测定作为 DNA 变性的指标。（3）核酸的紫外吸收第 7 页 共 6 页核酸分子的碱基中含有的共轭双键具有吸收紫外线的性质。蛋白质的最大吸收波长为 280nm，而核酸的最大紫外吸收波长为 260nm。利用核酸的紫外吸收特性可鉴别核酸样品中的蛋白质杂质，对核酸进行定性、定量分析。也可 以利用核酸的最大紫外吸收受分子中间结构影响极大的特性研究核酸的变性。（4）核酸的变性和复性核酸的变性是指在极端的 pH 和受热条件下核酸分子中的氢键断裂、双螺旋结构解开的现象。 因为变性时碱基对之间的氢键断开，堆积力也受到破坏，但不伴有共价键的断裂，所以变性后的 核酸在 260nm 的光吸收增强，称为增色效应。变性核酸经退火恢复原状的过程称为变性 DNA 的复性。一定条件下核酸的变性是可逆的。热 变性的 DNA 溶液慢慢冷却，可使解开的两条互补单链重新缔合而形成双螺旋结构，即退火。如 果将热变性的 DNA 溶液骤然冷却至低温，则变性的 DNA 很难复性。伴随复性会出现核酸溶液紫 外光吸收减弱的现象，称为核酸的减色效应。第 8 页 共 6 页