分子生物學(xué)題庫(分子生物學(xué)復習題)
1.分子生物學(xué)復習題
編輯本段分子生物學(xué)（molecular biology）
在分子水平上研究生命現象的科學(xué)。研究生物大分子（核酸、蛋白質(zhì)）的結 構、功能和生物合成等方面來(lái)闡明各種生命現象的本質(zhì)。研究?jì)热莅ǜ鞣N生命過(guò)程如光合作用、發(fā)育的分子機制、神經(jīng)活動(dòng)的機理、癌的發(fā)生等。
從分子水平研究生物大分子的結構與功能從而闡明生命現象本質(zhì)的科學(xué)。自20世紀50年代以來(lái)，分子生物學(xué)是生物學(xué)的前沿與生長(cháng)點(diǎn)，其主要研究領(lǐng)域包括蛋白質(zhì)體系、蛋白質(zhì)-核酸體系 （中心是分子遺傳學(xué)）和蛋白質(zhì)-脂質(zhì)體系（即生物膜）。
生物大分子，特別是蛋白質(zhì)和核酸結構功能的研究，是分子生物學(xué)的基礎。現代化學(xué)和物理學(xué)理論、技術(shù)和方法的應用推動(dòng)了生物大分子結構功能的研究，從而出現了近30年來(lái)分子生物學(xué)的蓬勃發(fā)展。分子生物學(xué)和生物化學(xué)及生物物理學(xué)關(guān)系十分密切，它們之間的主要區別在于：①生物化學(xué)和生物物理學(xué)是用化學(xué)的和物理學(xué)的方法研究在分子水平，細胞水平，整體水平乃至群體水平等不同層次上的生物學(xué)問(wèn)題。而分子生物學(xué)則著(zhù)重在分子（包括多分子體系）水平上研究生命活動(dòng)的普遍規律；②在分子水平上，分子生物學(xué)著(zhù)重研究的是大分子，主要是蛋白質(zhì)，核酸，脂質(zhì)體系以及部分多糖及其復合體系。而一些小分子物質(zhì)在生物體內的轉化則屬生物化學(xué)的范圍；③分子生物學(xué)研究的主要目的是在分子水平上闡明整個(gè)生物界所共同具有的基本特征，即生命現象的本質(zhì)；而研究某一特定生物體或某一種生物體內的某一特定器官的物理、化學(xué)現象或變化，則屬于生物物理學(xué)或生物化學(xué)的范疇。
2.分子生物學(xué)考試大綱
《分子生物學(xué)》考試大綱
一、考試科目名稱(chēng)：《分子生物學(xué)》
二、考試方式： 閉卷
三、考試時(shí)間：120分鐘
四、試卷結構：總分100分，選擇題15分（單項選擇5個(gè)小題共5分；多項選擇5個(gè)小題共10分），判斷題12分（6個(gè)小題共12分）、名詞解釋題15分（共5個(gè)小題），簡(jiǎn)答題42分（共6個(gè)），論述題16分（共1個(gè)）。
五、參考書(shū)目
《分子生物學(xué)》（第2版），鄭用璉，高教出版社，2012.02
《分子生物學(xué)實(shí)驗》（第1版），吳建祥，李桂新，浙江大學(xué)出版社，2014.07
六、考試的基本要求
分子生物學(xué)主要從生物大分子的水平尤其是核酸水平來(lái)闡述生命現象和規律，內容包括核酸分子的分子結構、遺傳信息的傳遞（DNA復制和突變修復等）、基因表達（DNA→RNA→Pr）、表達調控、基因重組及分子生物學(xué)技術(shù)等。本課程主要考察學(xué)生對分子生物學(xué)基本知識的理解和掌握程度及本學(xué)科知識在生命科學(xué)研究體系中的重要作用。
七、考試范圍
第1章 緒論
1、分子生物學(xué)的概念
2、分子生物學(xué)的研究?jì)热?/p>
第2章 基因的概念與結構
1、名詞解釋?zhuān)汉诵◇w、C值、C值矛盾、Tm值、C0t(1/2)值、衛星DNA、Alu
序列、轉座、轉座子、斷裂基因、外顯子、內含子、重疊基因、拓撲異構酶、Hoogsteen氫鍵
2、DNA雙螺旋結構的特點(diǎn)及影響穩定性因素
3.分子生物學(xué)的基本內容
蛋白質(zhì)的特殊性質(zhì)和生理功能與其分子的特定結構有著(zhù)密切的關(guān)系，這是形形色色的蛋白質(zhì)所以能表現出豐富多彩的生命活動(dòng)的分子基礎。研究蛋白質(zhì)的結構與功能的關(guān)系是分子生物學(xué)研究的一個(gè)重要內容。
隨著(zhù)結構分析技術(shù)的發(fā)展，1962年已有幾千個(gè)蛋白質(zhì)的化學(xué)結構和幾百個(gè)蛋白質(zhì)的立體結構得到了闡明。70年代末以來(lái)，采用測定互補DNA順序反推蛋白質(zhì)化學(xué)結構的方法，不僅提高了分析效率，而且使一些氨基酸序列分析條件不易得到滿(mǎn)足的蛋白質(zhì)化學(xué)結構分析得以實(shí)現。
發(fā)現和鑒定具有新功能的蛋白質(zhì)，仍是蛋白質(zhì)研究的內容。例如與基因調控和高級神經(jīng)活動(dòng)有關(guān)的蛋白質(zhì)的研究很受重視。 生物體的遺傳特征主要由核酸決定。絕大多數生物的基因都由 DNA構成。簡(jiǎn)單的病毒，如λ噬菌體的基因組是由 46000個(gè)核苷酸按一定順序組成的一條雙股DNA（由于是雙股DNA，通常以堿基對計算其長(cháng)度）。細菌，如大腸桿菌的基因組，含4*10^6堿基對。人體細胞染色體上所含DNA為3*10^9堿基對。
遺傳信息要在子代的生命活動(dòng)中表現出來(lái)，需要通過(guò)復制、轉錄和轉譯。復制是以親代 DNA為模板合成子代DNA分子。轉錄是根據DNA的核苷酸序列決定一類(lèi)RNA分子中的核苷酸序列；后者又進(jìn)一步?jīng)Q定蛋白質(zhì)分子中氨基酸的序列，就是轉譯。因為這一類(lèi)RNA起著(zhù)信息傳遞作用，故稱(chēng)信使核糖核酸（mRNA）。由于構成RNA的核苷酸是4種，而蛋白質(zhì)中卻有20種氨基酸，它們的對應關(guān)系是由mRNA分子中以一定順序相連的 3個(gè)核苷酸來(lái)決定一種氨基酸，這就是三聯(lián)體遺傳密碼。
基因在表達其性狀的過(guò)程中貫串著(zhù)核酸與核酸、核酸與蛋白質(zhì)的相互作用。DNA復制時(shí)，雙股螺旋在解旋酶的作用下被拆開(kāi)，然后DNA聚合酶以親代DNA鏈為模板，復制出子代 DNA鏈。轉錄是在RNA聚合酶的催化下完成的。轉譯的場(chǎng)所核糖核蛋白體是核酸和蛋白質(zhì)的復合體，根據mRNA的編碼，在酶的催化下，把氨基酸連接成完整的肽鏈。基因表達的調節控制也是通過(guò)生物大分子的相互作用而實(shí)現的。如大腸桿菌乳糖操縱子上的操縱基因通過(guò)與阻遏蛋白的相互作用控制基因的開(kāi)關(guān)。真核細胞染色質(zhì)所含的非組蛋白在轉錄的調控中具有特殊作用。正常情況下，真核細胞中僅2~15%基因被表達。這種選擇性的轉錄與轉譯是細胞分化的基礎。 生物體內普遍存在的膜結構，統稱(chēng)為生物膜。它包括細胞外周膜和細胞內具有各種特定功能的細胞器膜。從化學(xué)組成看，生物膜是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)通過(guò)非共價(jià)鍵構成的體系。很多膜還含少量糖類(lèi)，以糖蛋白或糖脂形式存在。
1972年提出的流動(dòng)鑲嵌模型概括了生物膜的基本特征：其基本骨架是脂雙層結構。膜蛋白分為表在蛋白質(zhì)和嵌入蛋白質(zhì)。膜脂和膜蛋白均處于不停的運動(dòng)狀態(tài)。
生物膜在結構與功能上都具有兩側不對稱(chēng)性。以物質(zhì)傳送為例，某些物質(zhì)能以很高速度通過(guò)膜，另一些則不能。象海帶能從海水中把碘濃縮 3萬(wàn)倍。生物膜的選擇性通透使細胞內pH和離子組成相對穩定，保持了產(chǎn)生神經(jīng)、肌肉興奮所必需的離子梯度，保證了細胞濃縮營(yíng)養物和排除廢物的功能。
生物體的能量轉換主要在膜上進(jìn)行。生物體取得能量的方式，或是像植物那樣利用太陽(yáng)能在葉綠體膜上進(jìn)行光合磷酸化反應；或是像動(dòng)物那樣利用食物在線(xiàn)粒體膜上進(jìn)行氧化磷酸化反應。這二者能量來(lái)源雖不同，但基本過(guò)程非常相似，最后都合成腺苷三磷酸。對于這兩種能量轉換的機制，P.米切爾提出的化學(xué)滲透學(xué)說(shuō)得到了越來(lái)越多的證據。生物體利用食物氧化所釋放能量的效率可達70%左右，而從煤或石油的燃燒獲取能量的效率通常為20~40%，所以生物力能學(xué)的研究很受重視。對生物膜能量轉換的深入了解和模擬將會(huì )對人類(lèi)更有效地利用能量作出貢獻。
生物膜的另一重要功能是細胞間或細胞膜內外的信息傳遞。在細胞表面，廣泛地存在著(zhù)一類(lèi)稱(chēng)為受體的蛋白質(zhì)。激素和藥物的作用都需通過(guò)與受體分子的特異性結合而實(shí)現。癌變細胞表面受體物質(zhì)的分布有明顯變化。細胞膜的表面性質(zhì)還對細胞分裂繁殖有重要的調節作用。
對細胞表面性質(zhì)的研究帶動(dòng)了糖類(lèi)的研究。糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂等生物大分子結構與功能的研究越來(lái)越受到重視。從發(fā)展趨勢看，寡糖與蛋白質(zhì)或脂質(zhì)形成的體系將成為分子生物學(xué)研究的一個(gè)新的重要的領(lǐng)域。
4.分子生物學(xué)
蛋白質(zhì)的結構單位是α-氨基酸。
常見(jiàn)的氨基酸共20種。它們以不同的順序排列可以為生命世界提供天文數字的各種各樣的蛋白質(zhì)。
蛋白質(zhì)分子結構的組織形式可分為四個(gè)主要的層次。一級結構，也叫化學(xué)結構，是分子中氨基酸的排列順序。
首尾相連的氨基酸通過(guò)氨基與羧基的縮合形成鏈狀結構，稱(chēng)為肽鏈。 肽鏈主鏈原子的局部空間排列為二級結構。
二級結構在空間的各種盤(pán)繞和卷曲為三級結構。有些蛋白質(zhì)分子是由相同的或不同的亞單位組裝成的，亞單位間的相互關(guān)系叫四級結構。
蛋白質(zhì)的特殊性質(zhì)和生理功能與其分子的特定結構有著(zhù)密切的關(guān)系，這是形形色色的蛋白質(zhì)所以能表現出豐富多彩的生命活動(dòng)的分子基礎。 研究蛋白質(zhì)的結構與功能的關(guān)系是分子生物學(xué)研究的一個(gè)重要內容。
隨著(zhù)結構分析技術(shù)的發(fā)展，現在已有幾千個(gè)蛋白質(zhì)的化學(xué)結構和幾百個(gè)蛋白質(zhì)的立體結構得到了闡明。70年代末以來(lái)，采用測定互補DNA順序反推蛋白質(zhì)化學(xué)結構的方法，不僅提高了分析效率，而且使一些氨基酸序列分析條件不易得到滿(mǎn)足的蛋白質(zhì)化學(xué)結構分析得以實(shí)現。
發(fā)現和鑒定具有新功能的蛋白質(zhì)，仍是蛋白質(zhì)研究的內容。例如與基因調控和高級神經(jīng)活動(dòng)有關(guān)的蛋白質(zhì)的研究現在很受重視。
生物體的遺傳特征主要由核酸決定。絕大多數生物的基因都由DNA構成。
簡(jiǎn)單的病毒如噬菌體的基因組是由46000個(gè)核苷酸按一定順序組成的一條雙股DNA。 由于是雙股DNA，所以通常以堿基對計算其長(cháng)度。
遺傳信息要在子代的生命活動(dòng)中表現出來(lái)，需要通過(guò)復制、轉錄和轉譯。復制是以親代DNA為模板合成子代DNA分子。
轉錄是根據DNA的核苷酸序列決定一類(lèi)RNA分子中的核苷酸序列；后者又進(jìn)一步?jīng)Q定蛋白質(zhì)分子中氨基酸的序列，就是轉譯。 因為這一類(lèi)RNA起著(zhù)信息傳遞作用，故稱(chēng)信使核糖核酸。
基因在表達其性狀的過(guò)程中貫串著(zhù)核酸與核酸、核酸與蛋白質(zhì)的相互作用。DNA復制時(shí)，雙股螺旋在解旋酶的作用下被拆開(kāi)，然后DNA聚合酶以親代DNA鏈為模板，復制出于代DNA鏈。
轉錄是在RNA聚合酶的催化下完成的。 生物體內普遍存在的膜結構，統稱(chēng)為生物膜。
它包括細胞外周膜和細胞內具有各種特定功能的細胞器膜。從化學(xué)組成看，生物膜是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)通過(guò)非共價(jià)鍵構成的體系。
很多膜還含少量糖類(lèi)，以糖蛋白或糖脂形式存在。生物體的能量轉換主要在膜上進(jìn)行。
生物體取得能量的方式，或是像植物那樣利用太陽(yáng)能在葉綠體膜上進(jìn)行光合磷酸化反應；或是像動(dòng)物那樣利用食物在線(xiàn)粒體膜上進(jìn)行氧化磷酸化反應。 這二者能量來(lái)源雖不同，但基本過(guò)程非常相似，最后都合成腺苷三磷酸。
生物體利用食物氧化所釋放能量的效率可達70%左右，而從煤或石油的燃燒獲取能量的效率通常為20~40%，所以生物力能學(xué)的研究很受重視。對生物膜能量轉換的深入了解和模擬，將會(huì )對人類(lèi)更有效地利用能量作出貢獻。
生物膜的另一重要功能是細胞問(wèn)或細胞膜內外的信息傳遞。在細胞表面，廣泛地存在著(zhù)一類(lèi)稱(chēng)為受體的蛋白質(zhì)。
激素和藥物的作用都需通過(guò)與受體分子的特異性結合而實(shí)現。癌變細胞表面受體物質(zhì)的分布有明顯變化。
細胞膜的表面性質(zhì)還對細胞分裂繁殖有重要的調節作用。對細胞表面性質(zhì)的研究帶動(dòng)了糖類(lèi)的研究。
糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂等生物大分子結構與功能的研究越來(lái)越受到重視。從發(fā)展趨勢看，寡糖與蛋白質(zhì)或脂質(zhì)形成的體系將成為分子生物學(xué)研究的一個(gè)新的重要的領(lǐng)域。
分子生物學(xué)的成就說(shuō)明：生命活動(dòng)的根本規律在形形色色的生物體中都是統一的。例如，不論在何種生物體中，都由同樣的氨基酸和核苷酸分別組成其蛋白質(zhì)和核酸。
遺傳物質(zhì)，除某些病毒外，都是DNA，并且在所有的細胞中都以同樣的生化機制進(jìn)行復制。物理學(xué)的成就證明，一切物質(zhì)的原子都由為數不多的基本粒子根據相同的規律所組成，說(shuō)明了物質(zhì)世界結構上的高度一致，揭示了物質(zhì)世界的本質(zhì)，從而帶動(dòng)了整個(gè)物理學(xué)科的發(fā)展。
分子生物學(xué)則在分子水平上揭示了生命世界的基本結構和生命活動(dòng)的根本規律的高度一致，揭示了生命現象的本質(zhì)。和過(guò)去基本粒子的研究帶動(dòng)物理學(xué)的發(fā)展一樣，分子生物學(xué)的概念和觀(guān)點(diǎn)也已經(jīng)滲入到基礎和應用生物學(xué)的每一個(gè)分支領(lǐng)域，帶動(dòng)了整個(gè)生物學(xué)的發(fā)展，使之提高到一個(gè)嶄新的水平。
過(guò)去生物進(jìn)化的研究，主要依靠對不同種屬間形態(tài)和解剖方面的比較來(lái)決定親緣關(guān)系。隨著(zhù)蛋白質(zhì)和核酸結構測定方法的進(jìn)展，比較不同種屬的蛋白質(zhì)或核酸的化學(xué)結構，即可根據差異的程度，來(lái)斷定它們的親緣關(guān)系。
由此得出的系統進(jìn)化樹(shù)，與用經(jīng)典方法得到的是基本符合的。 采用分子生物學(xué)的方法研究分類(lèi)與進(jìn)化有特別的優(yōu)越性。
首先，構成生物體的基本生物大分子的結構反映了生命活動(dòng)中更為本質(zhì)的方面。其次，根據結構上的差異程度可以對親繞關(guān)系給出一個(gè)定量的，因而也是更準確的概念。
第三，對于形態(tài)結構非常簡(jiǎn)單的微生物的進(jìn)化，則只有用這種方法才能得到可靠結果。 分子生物學(xué)在生物工程技術(shù)中也起了巨大的作用，1973年重組DNA技術(shù)的成功，為基因工程的發(fā)展鋪平了道路。
80年代以來(lái)，已經(jīng)采用基因工程技術(shù)，把高等動(dòng)物的一些基因引入單細胞生物。
