提示：有关氨基酸的简并密码分别为

Val: GUU GUC GUA GUG Arg: CGU CGC CGA CG AGA AGG Cys: UGU UGC Ala: GCU GCC GCA CGC 提示：(1)在正常肽段的第一个Val的密码GUA的G后插入了一个C ；(2) 正常肽段的核苷酸序列为：AUG GUA UGC GU… CG…；突变体肽段的核苷酸序列为：AUG GCU AUG CGU 。 14. 试列表比较核酸与蛋白质的结构。

核酸（Nucleic acids） DNA 一级结构 Primary structure 二级结构 Secondarystructure 三级结构 Tertiary structure RNA 氨基酸排列顺序 肽键 核苷酸序列 AGTTCT 或AGUUCU 的排列顺序 3，，5，- 磷酸二酯键 双螺旋 主要是氢键，碱基堆积力 超螺旋 蛋白质（Proteins） 配对（茎-环结构） 有规则重复的构象 （同左） （α-helix ，β－ sheet，β-turn） 氢键 RNA空间构象 一条肽链的空间构象 范德华力 氢键 疏水作用 盐桥 二硫键等 多条肽链 （或不同蛋白） 四级结构 Quaternarystructure 15. 试比较原核生物与真核生物的翻译。 原核生物与真核生物的翻译比较如下：仅述真核生物的，原核生物与此相反。 （1）.起始Met不需甲酰化；（2）.无SD序列，但需要一个扫描过程；（3）.tRNA先于mRNA与核糖体小亚基结合；（4）.起始因子比较多；（5）.只一个终止释放因子。

(三)填空题

1．蛋白质的生物合成是以__ mRNA 为模板，以__ 氨酰-tRNA __为原料直接供体，以__核糖体_____为合成杨所。

2．生物界共有_____64____个密码子，其中____61___个为氨基酸编码，起始密码子为___AUG ______；终止密码子为___ UAA _、___ UAG _、__ UGA___。

3．原核生物的起始tRNA以____ tRNAf ____表示，真核生物的起始tRNA以____ tRNAi ___表示，延伸中的甲硫氨酰tRNA以___ tRNAm __表示。

4．植物细胞中蛋白质生物合成可在____核糖体____、____线粒体____和____叶绿体_______三种细胞器内进行。

5．延长因子T由Tu和Ts两个亚基组成，Tu为对热___不稳定___蛋白质，Ts为对热__ 稳定_蛋白质。 6．原核生物中的释放因子有三种，其中RF-1识别终止密码子_____UAA________、____UAG________；RF-2识别_____UAA_____、_____UGA_______；真核中的释放因子只有____RF_______一种。 7．氨酰-tRNA合成酶对___氨基酸_______和相应的__tRNA______有高度的选择性。

8．原核细胞的起始氨基酸是__甲酰甲硫氨酸___，起始氨酰-tRNA是___甲酰甲硫氨酰-tRNA___。 9．原核细胞核糖体的____小___亚基上的 ___16SrRNA_______协助辨认起始密码子。 l0．每形成一个肽键要消耗____4____个高能磷酸键，但在合成起始时还需多消耗____1____个高能磷酸键。 11．肽基转移酶在蛋白质生物合成中的作用是催化___肽键_______形成和___ 肽酰-tRNA ______的水解。 12．肽链合成终止时，__终止因子_________进人“A”位，识别出___终止密码子______，同时终止因子使__肽基转移酶______的催化作用转变为___水解作用_________。

13．原核生物的核糖体由_____30S_______小亚基和____50S________大亚基组成，真核生物核糖体由___40S______小亚基和_______60S________大亚基组成。

14. 蛋白质中可进行磷酸化修饰的氨基酸残基主要为_____Ser______、____Thr_______、___Tyr_______。

(四)选择题

1．蛋白质生物合成的方向是( ④ )。

①从C→N端 ②定点双向进行 ③从N端、C端同时进行 ④从N→C端 2．不能合成蛋白质的细胞器是( ③ )。

①线粒体 ②叶绿体 ③高尔基体 ④核糖体 3．真核生物的延伸因子是( ④ )。

①EF—Tu ②EF一2 ③EF--G ④EF一1 4．真核生物的释放因子是( ① )。

①RF ②RF一1 ③RF一2 ④RF一3

5．能与tRNA反密码子中的I碱基配对的是( ④ )。 ①A、G ②C、U ③U ④U、C、A 6．蛋白质合成所需能量来自( ③ )。 ①ATP ②GTP ③ATP、GTP ④GTP 7．tRNA的作用是( ② )。

①将一个氨基酸连接到另一个氨基酸上 ②把氨基酸带到mRNA位置上 ③将mRNA接到核糖体上 ④增加氨基酸的有效浓度 8．关于核糖体的移位，叙述正确的是( ③ )。

①空载tRNA的脱落发生在“A”位上 ②核糖体沿mRNA的3’→5’方向相对移动 ③核糖体沿mRNA的5’→3’方向相对移动

④核糖体在mRNA上一次移动的距离相当于二个核苷酸的长度 9．在蛋白质合成中，下列哪一步不需要消耗高能磷酸键( ① )。 ①肽基转移酶形成肽键 ②氨酰一tRNA与核糖体的“A，’位点结合 ③核糖体沿mRNA移动

④fMet—tRNAf与mRNA的起始密码子结合以及与大、小亚基的结合 10．在真核细胞中肽链合成的终止原因是( ④ )。

①已达到mRNA分子的尽头 ②具有特异的tRNA识别终止密码子 ③终止密码子本身具有酯酶作用，可水解肽酰与tRNA之是的酯键 ④终止密码子被终止因子(RF)所识别

11．蛋白质生物合成中的终止密码是( ①④⑤ )。 ①UAA ②UAU ③UAC ④UAG ⑤UGA

12．根据摆动假说，当tRNA反密码子第1位碱基是I时，能够识别哪几种密码子( ①②⑤ ) ①A ②C ③G ④T ⑤U

13．下列哪些因子是真核生物蛋白质合成的起始因子( ③④⑤ )。 ①IF1 ②IF2 ③eIF2 ④eIF4 ⑤elF4A

14．蛋白质生物合成具有下列哪些特征( ①②③⑤ )。

①氨基酸必须活化 ②需要消耗能量 ③每延长一个氨基酸必须经过进位、转肽、移位、税落四个步骤 ④合成肽链由C端向N端不断延长 ⑤新生肽链需加工才能成为活性蛋白质 15．下列哪些内容属于蛋白质合成后的加工、修饰( ②③④⑤ )。

①切除内含子，连接外显子 ②切除信号肽 ③切除N-端Met ④形成二硫键 ⑤氨的侧链修饰

16．蛋白质生物合成过程中，下列哪些步骤需要消耗能量( ①②③⑤ )。

①氨基酸分子的活化 ②70S起始复合物的形成 ③氨酰tRNA进入核糖体A位 ④肽键形成 ⑤核糖体移位

17．原核生物的肽链延伸过程有下列哪些物质参与( ①②③⑤ )。

①肽基转移酶 ②鸟苷三磷酸 ③mRNA ④甲酰甲硫氨酰-tRNA ⑤EF-Tu、EF-Ts、 EF-G

18.Shine-Dalgarno顺序(SD-顺序)是指: ( ① )

①在mRNA分子的起始码上游8-13个核苷酸处的顺序 ②在DNA分子上转录起始点前8-13个核苷酸处的顺序

③16srRNA3'端富含嘧啶的互补顺序 ④启动基因的顺序特征 ⑤以上都正确 19. 在研究蛋白合成中,可利用嘌呤霉素,这是因为它: ( ② )

①使大小亚基解聚 ②使肽链提前释放 ③抑制氨基酰-tRNA合成酶活性 ④防止多核糖体形成 ⑤以上都正确

20. 氨基酸活化酶：( ④ )

①活化氨基酸的氨基 ②利用GTP作为活化氨基酸的能量来源 ③催化在tRNA的5’磷酸与相应氨基酸间形成酯键

④每一种酶特异地作用于一种氨基酸及相应的tRNA ⑤以上都不正确 (五)是非题

1．DNA不仅决定遗传性状，而且还直接表现遗传性状。( × ) 2．密码子在mRNA上的阅读方向为5’→ 3’。( √ ) 3．每—种氨基酸都有两种以上密码子。( × ) 4．一种tRNA只能识别一种密码子。( × )

5．线粒体和叶绿体的核糖体的亚基组成与原核生物类似。( √ )

6．大肠杆菌的核糖体的小亚基必须在大亚基存在时，才能与mRNA结合。( × ) 7．大肠杆菌的核糖体的大亚基必须在小亚存在时，才能与mRNA结合。( √ ) 8．在大肠杆菌中，一种氨基酸只对应于一种氨酰-tRNA合成酶。( √ )

9．氨基酸活化时，在氨酰-tRNA合成酶的催化下，由ATP供能，消耗—个高能磷酸键。( × ) 10．线粒体和叶绿体内的蛋白质生物合成起始与原核生物相同。( √ ) 11．每种氨基酸只能有一种特定的tRNA与之对应。( × )

12．AUG既可作为fMet-tRNAf和Met-tRNAi的密码子，又可作为肽链内部Met的密码子。( √ ) 13．构成密码子和反密码子的碱基都只是A、U、C、G。( × ) 14．核糖体大小亚基的结合和分离与Mg2+，的浓度有关。( √ ) 15．核糖体的活性中心“A”位和“P”位都主要在大亚基上。( × ) 16. E.coli中，DnaA与复制起始区DNA结合，决定复制的起始。( √ )

核酸的生物合成 (一)名词解释

1．中心法则(central dogma)：生物体遗传信息流动途径。最初由Crick(1958)提出，经后人的不断补充和修改，现包括反转录和RNA复制等内容。

2．半保留复制(简称复制)（semiconservative replication)：亲代双链DNA以每条链为模板，按碱基配对原则各合成一条互补链，这样一条亲代DNA双螺旋，形成两条完全相同的子代DNA螺旋，子代DNA分子中都有一条合成的“新”链和一条来自亲代的旧链，称为半保留复制。

3．DNA聚合酶(DNA polymerase)：指以脱氧核苷三磷酸为底物，按5’→ 3’方向合成DNA的一类酶，反应条件：4种脱氧核苷三磷酸、Mg+、模板、引物。DNA聚合酶是多功能酶，除具有聚合作用外，还具有其它功能，不同DNA聚合酶所具有的功能不同。

4．解旋酶(helicase)：是一类通过水解ATP提供能量，使DNA双螺旋两条链分开的酶，每解开一对碱基，水解2分子ATP。

5．拓扑异构酶(topoisomerase)：是一类引起DNA拓扑异构反应的酶，分为两类：类型I的酶能使DNA的一条链发生断裂和再连接，反应无需供给能量，类型Ⅱ的酶能使DNA的两条链同时发生断裂和再连接，当它引入超螺旋时，需要由ATP供给能量。

6．单链DNA结合蛋白(single-strand binding protein ,SSB)：是一类特异性和单链区DNA结合的蛋白质。它的功能在于稳定DNA解开的单链，阻止复性和保护单链部分不被核酸酶降解。

7．DNA连接酶(DNA ligase)：是专门催化双链DNA中缺口共价连接的酶，不能催化两条游离的单链DNA链间形成磷酸二酯键。反应需要能量。

8．引物酶及引发体(primase ＆ primosome)：以DNA为模板，以核糖核苷酸为底物，在DNA合成中，催化形成RNA引物的酶称为引物酶及引物体。大肠杆菌的引物酶单独没有活性，只有与其它蛋白质结合在一起，形成一个复合体，即引发体才有生物活性。

9．复制叉(replication fork)：复制中的DNA分子，末复制的部分是亲代双螺旋，而复制好的部分是分开的，由两个子代双螺旋组成，复制正在进行的部分呈丫状叫做复制叉。

10．复制眼θ结构：在一段DNA上，正在复制的部分形成眼状结构。复制眼在环状DNA上形成的结构与希腊字母θ相象，所以叫θ结构。 11．前导链(1eading strand)：在DNA复制过程中，以亲代链(3’→ 5’为模板时，子代链的合成 (5’→

3’)是连续的．这条能连续合成的链称前导链。 12．冈崎片段(Okazaki fragment)、后随链(1agging strand)：在DNA复制过程中，以亲代链(5’→ 3’)为模板时，子代链的合成不能以3’→ 5’方向进行，而是按5’→ 3’方向合成出许多小片段，因为是冈崎等人研究发现，因此称冈崎片段。由许多冈崎片段连接而成的子代链称为后随链。

13．半不连续复制(Semidiscontinuous replication)：在DNA复制过程中，一条链的合成是连续的，另一条链的合成是不连续的，所以叫做半不连续复制。

14．逆转录(reverse transcription)：以RNA为模板合成DNA的过程。

15．逆转录酶(reverse transeriptase)：催化以RNA为模板合成DNA的逆转录过程的酶。 Temin(1960)首次从劳氏肉瘤病毒中发现。逆转录酶具有多种酶活性：依赖RNA的DNA聚合酶活性；依赖DNA的DNA聚合酶活性，RNA水解酶活性，DNA合成方向5’→ 3’。合成时需要引物与模板。

16．突变(mutation)：基因组DNA顺序上的任何一种改变都叫做突变。分点突变和结构畸变。

17．点突变(Point mutation)：是指一个或几个碱基对被置换(replacement)，这种置换又分两种形式：转换(transition)一--指用一个嘌呤碱置换另一个嘌呤碱，一个嘧啶碱置换另一个嘧啶碱；颠换(transversion)一--指用嘌呤碱置换嘧啶碱或用嘧啶碱置换嘌呤碱。

18．结构畸变：基因中的缺口、或插入(insertion)或缺失(deletion)某些碱基造成移码突变使 DNA的模板链失去功能。

19．诱变剂(mutagen)：使基因组发生突变的物理、化学、生物因素叫诱变剂。

20．修复(repair)：除去DNA上的损伤，恢复DNA的正常结构和功能是生物机体的一种保护功能。

21．光裂合酶修复(又称光复活)(photoreactivation)：可见光将光裂合酶激活，它分解DNA上由紫外线照射而形成的嘧啶二聚体，使它们恢复成两个单独的嘧啶碱。

22．切除修复(excision repair)：在一系列酶的作用下，将DNA分子中受损伤部分切除，以互补链为模板，合成出空缺的部分，使DNA恢复正常结构的过程。

23．重组修复(recombination repair)：DNA在有损伤的情况下也可以复制，复制时子代链跃过损伤部位并留下缺口，通过分子间重组，从完整的另一条母链上将相应的核苷酸序列片段移至子链缺口处，然后用再合成的多核苷酸的序列补上母链的空缺，此过程称重组修复。

24．诱导修复和应急反应(induction repair and SOS response)(SOS修复)：由于DNA受到损伤或复制系统受到抑制所诱导引起的一系列复杂的应急效应，称为应急反应。SOS反应主要包括两个方面：DNA损伤修复(SOS修复或称诱导修复)和诱变效应。SOS修复是一种易出差错的修复过程，虽能修复DNA的损伤而避免死亡。但却带来高的变异率。

25．DNA重组(recombination)：DNA重组是指在真核生物减数分裂过程中，细菌细胞的转化中、病毒转导中等发生的DNA片段的交换或插入。

26．基因工程(又称基因重组技术)(gene/genetic engineering)：是将外源基因经过剪切加工，再插入到一个具有自我复制能力的载体DNA中，将新组合的DNA转移到一个寄主细胞中，外源基因就可以随着寄主细胞的分裂进行繁殖，寄主细胞也借此获得外源基因所携带的新特性。

27．转录(transcription)：由依赖于DNA的RNA聚合酶催化，以DNA的一条链的一定区段为模板，按照碱基配对原则，合成一条与DNA链互补的RNA链的过程。

28．模板链(template strand)[又称负(-)链，反意义链(antisense strand)]：转录过程中用作模板的这条DNA链，称模板链。 29．非模板链(nontemplate strand)[又称正(+)链，编码链(coding strand)，有意义链(sense strand)]：与模板链互补的那条DNA链，称非模板链。

30．不对称转录(asymmetric transcription)：因为RNA的转录只在DNA的任一条链上进行，所以把RNA的合成叫做不对称转录。

31．启动子(promoter)：DNA链上能指示RNA转录起始的DNA序列称启动子。 32．转录单位(transcription unit)：RNA的转录只在DNA的一个片段上进行，这段DNA序列叫转录单位。 33．内含子(intron)：真核生物基因中，不为蛋白质编码的、在mRNA加工过程中消失的DNA序列，称内含子。

34．外显子(exon)：真核生物基因中，在mRNA上出现并代表蛋白质的DNA序列，叫外显子。

35．转录加工(post-transcriptional processing)：细菌中很多RNA分子和几乎全部真核生物的RNA在合成后都需要不同程度的加工，才能形成成熟的RNA分子，这个过程叫转录后加工。

36．核内不均一RNA(hnRNA)：是真核生物细胞核内的mRNA前体分子，分子量较大，并且不均一，含有许多内含子。

37．RNA的复制(RNA replication)：某些病毒RNA既可以做为模板合成病毒蛋白质又可在 RNA复制酶(RNA replicase)的催化下，以自身RNA为模板，合成互补的RNA新链，合成方向5'→3’，这一过程叫RNA复制。

(二)问答题

1．试述Meselson和Stahl关于DNA半保留复制的证明实验。

提示：①将E．coli放入以15NH4Cl为唯一氮源的培养基中连续培养十几代，使所有DNA分子标记上15N；②将15N标记的E．coli再放入普通的14N培养基中培养，在细胞生长一代、二代 、… 、n代的时间间隔内采样；③采用氯化铯密度梯度离心分离DNA，并用紫外照相技术检测DNA所在位置；④结果如下：其结果确切地证明DNA以半保留方式复制。

2．描述大肠杆菌DNA聚合酶I在DNA生物合成过程中的作用。 E．coli DNA聚合酶I是多功能酶，具有：①DNA聚合酶活性，能按模板要求，以5’→ 3’方向合成DNA，在DNA复制中，常用以填补引物切除后留下的空隙；②5'→3’外切酶活性，DNA复制后期，用于切除RNA引物；③3'→5’外切酶活性，用以校对复制的正确性，当出现错配碱基时，切除错配碱基直到正确配对为止；DNA聚合酶I不是DNA复制和校正中的主要聚合酶，它的功能主要是修复。 3．试述DNA复制过程，总结DNA复制的基本规律。

以E．coli为例，DNA复制过程分三个阶段；①起始：从DNA上控制复制起始的序列即起始点开始复制，形成复制叉，复制方向多为双向，也可以是单向，若以双向进行复制，两个方向的复制速度不一定相同。由于DNA聚合酶不能从无到有合成新链，所以DNA复制需要有含3’-OH的引物，引物由含有引物酶的引发体合成一段含3一10个核苷酸的RNA片段；②延长：DNA复制时，分别以两条亲代DNA链为模板，当复制叉沿DNA移动时，以亲代3’→5’链为模板时，子链的合成方向是5'→3'，可连续进行，以亲代5’→3’链为模板时，子链不能以3’→5’方向合成，而是先合成出许多5’→3’方向的冈崎片段，然后连接起来形成一条子链；③终止：当一个冈崎片段的3'-OH与前一个冈崎片段的5’-磷酸接近时，复制停止，由DNA聚合酶I切除引物，填补空隙，连接酶连接相邻的DNA片段。

DNA复制时，由DNA解旋酶(又称解链酶)通过水解ATP获得能量来解开DNA双链，并沿复制叉方向移动，所产生的单链很快被单链结合蛋白所覆盖，防止DNA的变性并保护其单链不被降解，复制叉前进过程中，双螺旋产生的应力在拓扑异构酶的作用下得到调整。

DNA复制基本规律：①复制过程为半保留方式；②原核生物单点起始，真核生物多点起始，复制方向多为双向，也有单向；③复制方式呈多样性，(直线型、Q型、滚动环型…等)；④新链合成需要引物，引物RNA长度—般为几个～10个核苷酸，新链合成方向5’→ 3’，与模板链反向，碱基互补；⑤复制为半不连续的，以解决复制过程中，两条不同极性的链同时延伸问题，即…—条链可按5’→ 3’方向连续合成称为前导链，另一条链先按5’→ 3’方向合成许多不连续的冈崎片段(原核生物一般长1000-2000个核苷酸，真核生物一般长100--200个核苷酸)，再通过连接酶连接成完整链，称后随链，且前导链与后随链合成速度不完全—致，前者快，后者慢；⑥复制终止时，需切除前导链、冈崎片段的全部引物，填补空缺，连接成完整DNA链；⑦修复和校正DNA复制过程出现的损伤和错误，以确保DNA复制的精确性。

4．什么是逆转录?病毒中的单链RNA如何利用逆转录酶合成双链DNA，并整合到寄主细胞的基因组中? 提示：见名词解释“逆转录”。病毒的单链RNA在病毒进入寄主细胞后被释放出来，此 RNA带有与模板互补的tRNA引物，病毒的逆转录酶以此RNA为模板，从引物的3’-OH端，按碱基互补原则以5’→ 3’方向合成DNA链(-)，形成RNA—DNA杂交分子，然后逆转酶发挥 RNA水解酶活性，水解杂交分子中的RNA链，最后以新合成的DNA链(-)为模板，合成另一条 DNA链(+)，形成双链DNA分子(为病毒)整合到寄主基因组中，随寄主细胞的转录，产生病毒 RNA(+)，此RNA可翻译病毒蛋白质，可作为后代病毒RNA。 5．DNA的损伤原因是什么?

提示：①自身复制过程中发生的错误：②外界环境的影响，如物理因素(紫外线、X一射线辐射等)，化学因素(各种诱变剂、抗菌素等)。造成嘧啶碱基形成聚合体，发生碱基错配、缺失和插入。 6．简述基因工程的基本操作步骤及其应用意义。

提示：①获取外源目的基因；②寻找基因载体(通常为质粒、噬菌体等)使用限制性内切酶，使目的基因与载体产生相同粘性末端，两个末端互补连接，形成重组DNA；③通过转化(或感染)将重组DNA引入寄主细胞；④从大量的寄主细胞中筛选出带有重组体的细胞进行克隆。

意义：①利用基因工程技术，可以大量生产在一些正常细胞中产量很低的多肽物质，用于医药等工业生产中；②定向改造生物墓因结构，生产抗病强、品质优的各种农副产品，以提高经济价值；③用于生命科学的基础研究；值得注意的是基因工程技术若使用不当、管理不善，也会给人类带来灾难。