第三章 遗传物质的分子基础

第三章 遗传物质的分子基础

(一) 名词解释：

基因：可转录一条完整的RNA分子，或编码一条多肽链；功能上被顺反测验或互补测验所规定。

正超螺旋：两股以右旋方向缠绕的螺旋，在外力往紧缠的方向捻转时，会产生一个左旋的超螺旋，以解除外力捻转造成的胁变。这样形成的螺旋为正超螺旋。

负超螺旋：两股以右旋方向缠绕的螺旋在外力向松缠的方向捻转时，产生一个右旋的超螺旋以解除外力捻转造成的胁迫。这样形成的超螺旋为负超螺旋。

复制子(replicon)：在每条染色体上两个相邻复制终点之间的一段DNA叫做复制子。 简并(degeneracy)：一个氨基酸由一个以上的三联体密码所决定的现象。 转录：以DNA为模板形成mRNA的过程。 转译：以mRNA为模板合成蛋白质的过程。

回文环（palindromic loop）：DNA或RNA分子中的回文顺序部分，由于同一单链的互补碱基对的配对而呈现的环状结构。 端粒（telomere）：染色体两端的染色粒。端粒的存在使正常的染色体端部不发生愈合，保持正常形态结构。 启动子（promoter）：DNA分子上结合RNA聚合酶并形成转录起始复合物的区域。在许多情况下还包括促进这一过程的调节蛋白结合位点。 增强子（enhancer）：远距离调节启动子以增加转录速率的DNA序列，其增强作用与序列的方向无关，与它在基因的上下游位置无关，并且有强烈的细胞类型依赖性。 终止子（terminator）：促进转录终止的DNA序列，在RNA水平上通过转录出的终止子序列形成柄-loop结构而起作用。又可分为依赖于ρ的终止子和不依赖于ρ的终止子两类。 遗传密码：决定蛋白质中氨基酸顺序的核苷酸顺序，特定的氨基酸是由1个或一个以上的三联体密码所决定的。

中心法则(centraldogma)：遗传信息从DNA→mRNA→蛋白质的转录和翻译的过程，以及遗传信息从DNA→DNA的复制过程。 (二) 是非题：

由于每个氨基酸都是只由一个三联体密码决定的，因而保证了遗传的稳定。 （-）

真核生物和原核生物具有很大的差别而无法杂交，但原核生物却能和真核进行DNA重组。（+）

已知生物的tRNA的种类在40种以上，而氨基酸只有20种，由一种以上的tRNA转运一种氨基酸的现象称为简并。 （-）

中心法则认为RNA可以作为模板合成DNA，称为反转录。 （+） DNA和RNA的主要区别在于碱基的不同。（+）

在碱基配对时，A和T之间形成两对氢键，G和C之间形成三对氢键。（+） 在一段DNA序列中，碱基T的含量为20%，则C的含量也一定为20%。( - )

DNA分子的的两条多核苷酸走向为反向平行，即一条链为5’-3’方向,另一条为3’-5’方向。( + )

DNA只存在于细胞核内的染色体上。( - )

DNA的复制方式是半保留复制，因为通过复制所形成的新的DNA分子，保留原来亲本DNA双链分子的一条单链。（+）

DNA复制过程中新链的延伸方向既有3ˊ→5ˊ，也有5′→3′。( - )

所谓半保留复制就是以DNA亲本链作为合成新子链DNA的模板，这样产生的新的双链DNA分子由一条旧链和一条新链组成。（+） (三) 选择题：

染色体的复制方式是 （３）。

(1)全保留复制 （2）1/4保留复制 （3）1/2保留复制 （4）无保留复制

双螺旋DNA有A型、B型、C型以及Z型等结构形式，在正常生理条件下占优势的形式是（2）

（1）A型； （2）B型； （3）C型； （4）Z型。

氨基酸序列取决于（３）。

甘氨酸序列 （2）谷氨酸序列 （3）核苷酸序列 （4）蛋白质序列

遗传物质中决定生物性状的结构和功能单位叫做（４）

（1）细胞核 （2）染色体 （3）染色质 （4）基因

DNA的碱基成分是A 、G、C、T，而RNA的碱基成分是这四种碱基中的（3），

其余同DNA。

（1）A换为U （2）G换为U （3）T换为U （4）C换为U

Watson─Crick所揭示的DNA模型，一个主要特点是四种碱基的比例表现为（２）：

（1）(A+T)／(G+C)=1 （2）(A+G)／(T+C)=1 （3）(A+C)／(G+T)=2 （4）A=G；T=C

DNA的碱基成分是A、G、C、T，而RNA的碱基成分是其中的（４）

（1）A换U （2）G换为U （3）C换为U （4）T换为U

双链DNA中的碱基对有：（3）

（1） A-U （2）G-T （3）C-G （4）C-A

将含有一定量胸腺嘧啶的E.coli细胞放入含有鼠标记的胸腺嘧啶培养基中培养 一个世代，取出后再经过两个世代的培养，被标记的细胞比例是多少？ （4）

（1）75％ （2）1／2 （3）1／8 （4）1／4

若一个细胞的染色体DNA含量为2c，则减数分裂形成的每个四分孢子中染色体DNA含量为（２）：

（1）0.5c （2）1c （3）2c （4）4c。

将DNA的两条链都被放射性胸腺嘧啶标记的细菌，放入无放射性的培养基中培养，使

其分裂两次后，产生的四个细菌中，具有放射性染色体的细菌有 （３） （1）0个 （2）1个 （3）2个 （4）4个

DNA对遗传的功能是 （１）：

（1）传递和转录遗传信息 （2）储存的复制遗传信息 （3）翻译和表现遗传信息 （4）控制和表达遗传信息

tRNA的功能是（2）：

（1）活化特定的氨基酸 （2）转运特定的氨基酸 （3）控制mRNA的信息 （4）活化mRNA的信息

两个或两个以上不同的三联体密码决定一种aa的现象称为 （３）

（1）整合 （2）兼性 （3）简并

已知从小鼠体内可分离得到DNA、mRNA、tRNA和核糖体的混合物，以此进行体外的蛋白质合成，然而除去下列哪种物质不会使蛋白质合成立即中断 （４）

（1）核糖体 （2）tRNA （3）mRNA （4）DNA

(四) 填空题：

１．用S(35)标记的噬菌体感染细菌，放在液体培养基培养，而后分离菌体和培养液，绝大部分的放射性将在( )测得。 ①培养液

2．用放射性胸腺嘧啶标记某一染色体，而后移入一般培养基中让其复制两次，则 在四条染色体中有( )条有放射性。 ①2

3.DNA是脱氧核苷酸的多聚体，其核苷酸是由（ ）、（ ）和（ ）连接起来构成的。 ①脱氧核糖 ②磷酸 ③碱基

4.在三联体密码中，编写密码的字母已知为A、U、G、C四个。在由这些字母编成的64个三联体密码中，不包含尿嘧啶（U）的密码在理论上有（ ）个，至少包括一个尿嘧啶的密码有（ ）个。 ①27 ②37

5．某一区段DNA单链的核苷酸顺序如下：A链 TACGATTG，其B链的核苷酸顺序为

( )，若mRNA转录是以A链为模版的，那么，mRNA的碱基顺序为( )。

①ATGCTAAC ②AUGCUAAC 6．T4噬菌体溶菌酶由164个氨基酸组成，由此可知决定T4噬菌体溶菌酶的基因由（ ）对碱基组成。酵母丙氨酸tRNA由77个核苷酸组成，因此可知决定酵母丙氨酸tRNA的基因由（ ）对碱基组成。

①492 ②77

7．在DNA复制过程中，连续合成的子链称为( )，另一条非连续合成的子链称为( )。 ①先导链 ②后随链

8．DNA后随链合成的起始要一段短的（ ）。 ①RNA引物

9．tRNA的分子结构是( )的，外形象( )，它的顶端有三个碱 基，可以和mRNA上相应的碱基配合，这三个碱基称为( )。

①三维 ②三叶草 ③反密码子

10．生物体内有两类核酸，一类叫( )，主要存在于( )。它具有遗 传信息；另一类是( )，它主要存在于( )，它对于遗传信息 的传递和蛋白质的合成具有重要作用。 ①DNA ②细胞核 ③RNA ④细胞质

11．中心法则是指在蛋白质合成中，从( )到( )再到( )的遗传信息转录和转译过程，以及遗传信息从( ) 到( )的复 制过程。

①DNA ②RNA ③蛋白质 ④DNA ⑤DNA

12．一个具n个碱基对的DNA片段，碱基的不同排列顺序有( )种。 ①4n

13．在某一DNA分子中，A的含量占20％，则T、C、G的含量分别为( )、( )和( )。 ①20％ ②30％ ③30％

14．某种细菌的DNA含有20％的A+T，它转录成的mRNA中G+C的含量应该是( )。 ①80％

15．染色体要经过4级螺旋才可以在光学显微镜下看到，染色体4级结构分别是： 一级结构（ ）；二级结构（ ）；三级结构（ ）；四级结构（ ）。 ①核小体 ②螺线管 ③超螺线管 ④染色体 16．编码氨基酸的密码子突变为 （ ），将导致多肽链合成提前结束，形成无功能的多肽链。

①终止信号密码子 (五 )问答与计算：

1.为什么只有DNA适合作为遗传物质？

答：DNA是由磷酸二酯键连接起来的单核苷酸多聚体以反向平行形成的双链分子，形成 双链的碱基互补配对原则保证了依赖于模板复制的准确性。DNA以三联体密码的形式指导多肽和蛋白质的合成，其编码信息的多样性和复杂性是无限的。

2. DNA分子的两条链有相同的遗传信息吗？为什么？

答：DNA分子的两条链带有不同的遗传信息。因为两条链转录的RNA是不同的，翻译 成的蛋白质的氨基酸顺序也就不相同。

3.怎样根据碱基组成说明DNA是双链的还是单链的？

答：若A=T，G=C，是双链，否则即为单链。若A=T，G=C，是双链，否则即为单链。

4.在包含4种核苷酸A、U、G、C的64种三联体排列中，(1)无尿嘧啶的有多少？(2)具一个以上尿嘧啶的有多少？ 答：(1)尿嘧啶在密码子的第一个字母上出现的概率是1／4；不出现在第一字母的概率3／4。同理，在密码的第二第三字母亦然。因此，在密码的三字母中无尿嘧 啶的概率是(3／4)(3)=27／64。(2)至少包含一个尿嘧啶之密码子的数目是1-27／64=37／64。

5.分析四个双链DNA样品分别得到下列资料：(1) 15％C (2) 12％ G (3) 35％ T (4) 28％ A a、写出每一个样品的其余碱基百分数。 b、有不同样品可能来自于同一个有机体吗？ 答：a、(1) 15％ C，15％ G，35％ T，35％ A (2) 12％ G，12％ C，38％ A，38％ T (3) 35％ T，35％ A，15％ C，15％ G (4) 28％ A，28％ T，22％ C ，22％ G； b、样品1和3可能来自同一个有机体。

6.分析了四种核酸样品的不同碱基比例，结果如下：(以％表示) (1)A=30；C=30；G=20；T=20； (2)A=27.5；C=22.5；G=22.5；T=27.5； (3)A=18；C=32；U=32；G=18； (4)A=18；C=32；U=18；G=32。 哪一个样品是DNA及哪一个样品是RNA？哪一个是单链和哪一个是双链？ 答：(1)单链DNA； (2)双链DNA； (3)单链RNA； (4)双链RNA。

7.列出真核生物mRNA与原核生物mRNA的区别。

答：原核生物和真核生物mRNA的差别在于可翻译顺反子的数目，真核生物的mRNA 是单个顺反子。而且，真核生物的mRNA在其3’末端有多聚腺嘌呤尾巴（polyA），而5’ 末端有7-甲基鸟嘌呤帽子。真核生物的mRNA尾部区域有时会携带特定的去稳定因子。

8.提取一种生物的DNA，经过碱基组成分析，知其A含量占23%，试问C占多少？ 答：生物的DNA是按照碱基互补配对的原则，即A与T配对，G与C配对，形成双链DNA。 因此，在DNA分子中A和T占的比例是一致的，G与C占的量是相等的。当A含量占23%时，T也占23%，那么G+C的含量为1-2×23%=54%，则C的含量为54%/2=27%。

9.简述DNA复制的过程和所需要的酶（图示）。 答：半保留复制

解旋酶、RNA聚合酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、拓扑异构酶。

10.真核生物mRNA和原核生物mRNA有哪些区别？

答：原核生物mRNA一般是多顺反子的，真核生物mRNA则是单顺反子的；

真核生物mRNA的5’端有7－甲基鸟嘌呤帽子，3’端有多聚腺嘌呤（polyA）尾巴，而 原核生物mRNA没有这两个结构。