2024年2月20日发(作者：千万别买二手手机)

第8章 翻译

一、填空题

1．氨酰tRNA合成酶 可使每个氨基酸和它相对应tRNA分子相耦联形成一个 氨酰tRNA 分子。

2． 核糖体 包括两个tRNA分子的结合位点： 肽酰tRNA结合区 ，即P位点，紧密结合与多肽链延伸属端连接的tRNA分子； 氨酰tRNA结合区 ，即A位点，结合带有一个氨基酸的tRNA分子。

3．肽酰转移酶 催化肽键的形成，一般认为这个催化反应是由核糖体大亚基上的rRNA 分子介导的。

4．释放因子蛋白与核糖体上A位点的 终止 密码结合，导致肽基转移酶水解连接新生多肽与tRNA分子的化学键。

5．任何mRNA序列能以三种 可读框 的形式被翻译，而且一种都对应一种完全不同的多肽链。

6．蛋白质合成的起始过程很复杂，包括一系列被 起始因子 催化的步骤。

7．在所有细胞中，都有一种特别的 起始tRNA 识别 起始 密码子AUG，它携带一种特别的氨基酸，即 甲硫氨酸 ，作为蛋白质合成的起始氨基酸。

8．核糖体沿着mRNA前进，它需要另一个延伸因子 EF-G ，这一步需要 GTP 的水解。当核糖体遇到终止密码（ UAG 、 UGA 、 UAA ）的时候，延长作用结束，核糖体和新合成的多肽被释放出来。翻译的最后一步被称为 终止 ，并且需要一套 释放 因子。

9． 氨酰tRNA合成酶 “补充”tRNA分子，而 肽酰转移酶 催化肽链的合成。

10．假定摆动假说是正确的，那么最少需要 32 种tRNA来翻译61种氨基酸密码子。

11．胶原蛋白通过在不同的脯氨酸残基上添加 羟基 基团而被化学修饰。这个反应是由两种酶催化的，它们是 脯氨酰-3-羟基化酶 和 脯氨酰-4-羟基化酶。其他的一些蛋白质被则叫作 蛋白激酶 磷酸化。蛋白质添加寡聚糖的过程叫作 糖基化作用 ，而添加脂肪酸链则叫作 酰基化作用 。O-寡聚糖是一种同 丝氨酸 或 苏氨酸 残基上氧连接的寡聚糖，而N-寡聚糖是通过与 天冬酰胺 上的氮原子连接而成。N-寡聚糖又是从同一种叫作 常醇 脂的前体寡聚糖衍生而来。

12．阿黑皮素原是 多聚蛋白 被切割以后可以产生很多活性蛋白质的一个例子。如 骨髓灰质炎病毒之类的RNA病毒也能合成类似的结构物。蛋白质水解过程也涉及细胞外毒素的活性，如蜜蜂的 布鲁菌素 和动物激素的活性，如 胰岛素 和 胰高血糖素 。

二、选择题（单选或多选）

1．氨酰tRNA分子同核糖体结合需要下列哪些蛋白质因子参与？（ B、D、E ）

A．EF-G B．EF-Tu C．EF-Ts D．eIF-2 E．EF-1

2．在真核生物细胞中，翻译的哪一个阶段需要GTP？（ B、C ）

A．mRNA的5′端区的二级结构解旋 B．起始tRNA同核糖体的结合

C．在延伸的过程中，tRNA同核糖体的结合 D．核糖体的解体

E．5′帽子结构的识别

3．下列关于原核生物转录的叙述中正确的是（ A、D、E ）。

A．核糖体的小亚基能直接同mRNA作用

B．IF-2与含GDP的复合物的起始tRNA结合

C．细菌蛋白质的合成不需要ATP

D．细菌所有蛋白质的第一个氨基酸是修饰过程的甲硫氨酸

E．多肽链的第一个肽键的合成不需要EF-G

4．下面关于真核生物翻译的叙述中正确的是（ A、E ）。

A．起始因子eIF只有同GTP形成复合物才起作用

B．终止密码子与细菌的不同

C．白喉毒素使EF-1 ADP-核糖酰化

D．真核生物蛋白质的第一个氨基酸是修饰过程的甲硫氨酸，在蛋白质全盛完成之后，它马上被切除

E．真核生物的核糖体含有两个tRNA分子的结合位点

5．下列叙述不正确的是（ A ）。

A．共有20个不同的密码子代表遗传密码 B．色氨酸和甲硫氨酸都只有一个密码子

C．每个核苷酸三联体编码一个氨基酸

E．密码子的第三位具有可变性

D．不同的密码子可能编码同一个氨基酸

6．起始因子IF-3的功能是（ B ）。

A．如果同40S亚基结合，将促进40S与60S亚基的结合

B．如果同30S亚基结合，将促进30S与50S亚基的结合

C．如果同30S亚基结合，促进30S亚基的16S rRNA与mRNA的SD序列相互作用

D．指导起始tRNA进入30S亚基中与mRNA结合的P位点

E．激活核糖体的GTP酶，以催化与亚基相连的GTP的水解

7．真核起始因子eIF-3的作用是（ B ）。

A．帮助形成亚基起始复合物（eIF-3、GTP、Met-tRNA、40S）

B．帮助亚基起始复合物（三元复合物、40S）与mRNA 5′端的结合

C．若与40S亚基结合，防止40S与60S亚基的结合

D．与mRNA 5′端帽子结构相结合以解开二级结构

E．激活核糖体GTP酶，使亚基结合可在GTP水解时结合，同时释放eIF-2

8．核糖体的E位点是（ B ）。

A．真核mRNA加工位点 B．tRNA离开原核生物核糖体的位点

C．核糖体中受EcoR I限制的位点 D．电化学电势驱动转运的位点

9．下列关于核糖体肽酰转移酶活性的叙述正确的是（ A、B、E ）。

A．肽酰转移酶的活性存在于核糖体大亚基中（50S或60S）

B．它帮助多肽链的C端从肽酰tRNA转到A位点上氨酰tRNA的N端

C．通过氨酰tRNA的脱乙酰作用，帮助氨酰tRNA的N端从A位点移至P位点中肽酰tRNA的C端

D．它水解GTP以促进核糖体的转位

E．它将肽酰tRNA去酰基

10．核糖体肽链的合成因（ B、D ）而终止。

A．可读框内编码C端氨基酸的密码子

B．可读框内存在不对应氨酰tRNA的密码子

C．浓度太低工缺少特定的氨酰tRNA

D．释放因子（RF）的GTP依赖性作用，防止A位点中终止密码子与氨酰tRNA的错配结合

E．末端氨酰转移酶的活性，这个酶蛋白通过将一个赖氨酸或精氨酸残基加到新生多肽C端将肽酰tRNA脱乙酰化

11．下列复合物中哪些不是起始反应的产物？（ B ）

A．GTP+Pi B．ATP+Pi C．装配好的核糖体

12．反密码子中哪个碱基对参与了密码子的简并性（摇摆性）？（ A ）

A．第一个

D．第一个与第二个

B．第二个

E．第二个与第三个

C．第三个

D．起始因子 E．多肽

13．GAUC四个碱基中，在密码子的第三位上缺乏特异性的是（ B ）。

A．G B．A C．U D．C E．它们通常都有独特的含义

14．“同工tRNA”是（ C ）。

A．识别同义mRNA密码子（具有第三碱基简并性）的多个tRNA

B．识别相同密码子的多个Trna C．代表相同氨基酸的多个tRNA

D．由相同的氨酰tRNA合成酶识别的多个 tRNA

E．多种识别终止密码子并导致读的tRNA

15．氨酰tRNA合成酶催化tRNA负载的氨基酸是否正确，由（ E ）来判断。

A．化学校正（非相关的氨酰腺苷酸被水被）

B．动力学校正（非相关氨酰腺苷酸迅速解体）

C．tRNA D环中的特征序列

D．氨基酸乙酰化反应的特异性

E．氨酰tRNA合成后能否能进入核糖体A位点

16．氨酰tRNA合成的数量由（ A、B ）。

A．存在的tRNA的数量所决定 B．可翻译的mRNA密码子的数量所决定

C．由所用的氨基酸数量所决定 D．各个物种的种类所决定

17．下列有助于抑制功能的是（ B、C、D、E ）。

A．使用tRNA类似物，如嘌呤霉素 B．在tRNA修饰酶的结构基因中引入点突变

C．在氨酰tRNA合成酶结构基因引入点突变

D．提高tRNA阻抑物的竞争效率（如与释放因子和正确的tRNA的竞争力）

E．在编码tRNA的基因的反密码子区中引入点突变

18．密码子反密码子间的相互作用构成了翻译准确度的一个薄弱点，在体内它受以下因素控制（ B ）。

A．tRNA与A位点结合时，对大亚基蛋白质的选择性

B．核糖体依赖于密码子侧翼序列产生的不同前进速度

C．延伸因子与糖体A、P位点相互作用的特异性

D．tRNA与A位点结合时，对小亚基蛋白质的选择性

E．释放因子与tRNA的竞争

19．以下哪些不是遗传密码的特征？（ A ）

A．密码子与氨基酸的数量相同

C．一些氨基酸由多个密码子编码

B．密码子几乎在任一物种中都通用

D．密码子是简并的

20．Yanofsky通过研究（ ）中（ ）的生物合成机制，破解遗传密码。（ C ）

A．沙门杆菌，亮氨酸

C．大肠杆菌，色氨酸

B．肺炎克氏杆菌，苯丙氨酸

D．塞氏杆菌，甘氨酸

21．细菌核糖体由（ ）及（ ）亚基组成。 （ B ）

A．20S，40S

C．40S，60S

E．

B．30S，50S

D．50S，70S

F．

22．反密码子的化学性质属于（ A ）分子。

A．tRNA B．m RNA C．r RNA D．DNA

15．正常情况下，同乙酰化蛋白质氨基末端的甘氨酸相连的脂肪酸是（ D ）。

A．软脂酸

C．十四酸盐（肉豆蔻酸盐）

E．以上都对

B．油酸

D．乙酰基

16．在阿黑皮素原中被识别和切割的氨基酸残基是（ C ）。

A．赖氨酸和精氨酸 B．谷氨酰胺和甘氨酸

C．赖氨酸和天冬氨酰胺 D．天冬酰胺和赖氨酸

E．A和B，其中A是丙氨酸、天冬氨酸或甘氨酸，B是丙氨酸或脯氨酸

三、判断题

1．在tRNA分子中普遍存在的修饰核苷酸是在掺入tRNA转录物结合前由标准核苷酸共价修饰而来。（错误）

2．如果tRNATyr的反密码子发生单个碱基变化且成为丝氨酸的反密码子，这种tRNA被加入到无细胞系统，所得的蛋白质在原来应为丝氨酸的位置都变成了酪氨酸。（错误）（单个碱基转变后，tRNATyr识别两个丝氨酸密码子，UCU/C）

3．在肽链延伸的过程中，加入下一个氨基酸比加入氨酰tRNA更能激活每个氨酰tRNA间的连接。（正确）

4．摇摆碱基位于密码子的第三位和反密码子的第一位。（正确）

5．核糖体小亚基最基本的功能是连接mRNA与tRNA，大亚基则催化肽键的形成。（正确）

6．蛋白质合成时，每加入一个氨基酸要水解4个高能磷酸键（4个/密码子），所消耗的总能量比起DNA转录（每加入一个核苷酸用两个高能磷酸键，6个/密码子）要少。（错误）

7．因为AUG是蛋白质合成的起始密码子，所以甲硫氨酸只存在于蛋白质的N端。（错误）

8．通过延缓负载tRNA与核糖体结合以及它进一步应用于蛋白质合成的时间，可使与不适当碱基配对的tRNA离开核糖体，提高蛋白质合成的可靠性。（正确）

9．延伸因子eFF-1α帮助氨酰tRNA进入A位点依赖于ATP内一个高能键的断裂。（错误）

10．三种RNA必须相互作用以起始及维持蛋白质的合成。（正确）

11．G-U碱基负责fMet- tRNA对GUG的识别。（错误）

12．无义密码子同等于终止密码子。（正确）

四、简答题

1．N-甲酰甲硫氨酸- tRNA的功能是什么？

答：

N-甲酰甲硫氨酸-tRNA（fMet-tRNA）是原核细胞的起始氨酰tRNA，能够识别AUG和GUG作为翻译起始密码子，与IF-2结合成复合体进入小亚基的P位点。

2．解释核糖体肽基转移反应。

答：

肽基转移酶的活性区位于大亚基，邻近肽酰tRNA的氨基酸茎、核糖体P位点和A位点。催化即转移并将多肽链与在A位点的氨酰tRNA氨基基因共价结合是由大亚基rRNA负责。然而，许多大亚基的蛋白质是必需的。

3．简述真核细胞中翻译终止的过程。

答：

由于氨酰tRNA上没有反密码子能够与三个终止密码子互补配对，因此翻译终止。终止并需要

tRNA的协助，此时没有氨基酸能够连接到位于P位点的肽酰tRNA上。释放因子（eRF）有助于终止的发生，可能使tRNA上的氨基酸C端不需要转肽基和脱酰基而发生转位。新生肽直接从P位点离开核糖体并进入细胞质（细胞质核糖体）或进入转位酶通道（内质网核糖体）。

4．真核与原核核糖体的主要区别是什么？

答：

真核细胞80S核糖体中核糖体蛋白和rRNA数量和体积比原核细胞70S核糖体的大，其体积约为原核的2倍。真核细胞的大小亚基（即40S和60S）均比原核细胞的大（原核细胞为30S和50S）。在两种细胞的核糖体中，rRNA占了绝大部分体积，原核细胞的RNA含量则比真核细胞高。原核细胞核糖体有E位点便于脱酰tRNA的离开。

5．简述真核与原核细胞中翻译起始的主要区别。

答：

原核细胞与真核细胞翻译起始的主要区别是来自mRNA的本质差异以及小亚基与mRNA起始密码上游区结合的能力。原核细胞mRNA较不稳定，而且是多顺反子，在IF-3介导下，通过16S

rRNA的3′端在核糖体结合位点与小亚基直接结合后，原核细胞翻译起始复合物（IF-3、30S、mRNA、IF-2、GTP、fMet- tRNA）就装配起来了。而在真核细胞中，需要几种起始因子（eIf-4、4A、4B）帮助mRNA启动，起始复合物（SIC、40S亚基、eIF-2、GTP、Met、tRNA）才能结合（在eIF-4和eIF-3因子的促使下）到mRNA帽子上。一旦结合，SIC开始向mRNA下游区搜索，直至找到第一个AUG密码子。

6．氨酰tRNA合成酶的功能是什么？

答：

两个类型的10种氨酰tRNA 合成酶各自对应一种功能性氨酰tRNA 。通过两步反应，特定的氨基酸先通过磷酸化与氨酰AMP结合，然后与相关的tRNA 结合（磷酸二酯键的断裂），这一反应的精确性是mRNA遵循遗传密码进行翻译的基础。

7．有两个系统发育上十分接近的物种，它们染色体中的（G+C）%含量不同，A株（G+C）含量为55%而B株是68%。同源及异源转化/重组实验表明：来自（G+C）%低的DNA易于转化入（G+C）%高的生物体/基因组中，反之则不然。请说明原因。

答：

在AT含量高的生物中密码子的第三位突变漂移倾向于较高A+T含量，而在GC含量高的生物中则倾向于较高的G+C含量。外源DNA的重组似乎与此相似。基因组间密码子使用与不同的tRNA种类丰度有关，倾向于翻译效率高和准确性高的特定密码子。

8．根据翻译过程所涉及的各个步骤，设计出至少6种抑制翻译的方案。

答：

通过以下影响核糖体加工的方法可以抑制翻译：①阻碍起始因子三级结构的形成；②用反义RNA与mRNA结合形成双链结构抑制RNA翻译；③选择性地封闭30S亚基的P位点与A位点；④引入错义抑制；⑤抑制30S与50S亚基的装配；⑥抑制转肽反应；⑦抑制核糖体的转位；⑧抑制核糖体的解离。

9．根据遗传密码字典，将mRNA序列5′-AUGUUCCAGACCACGGGCCCUAAA-3′翻译成多肽，假定翻译从5′端的AUG开始。如果

（1）C改成G；

（2）C改成A；

（3）C被缺失。

答：

Met-Phe-Gln-Ser-Thr-Gly-Pro-Lys。

（1）Met-Phe-Gln-Arg-Thr-Gly-Pro-Lys；

（2）Met-Phe-Gln终止；

（3）Met-Phe-Gln终止；

10．在大肠杆菌的一个无细胞蛋白质合成系统中，耗尽内源mRNA后与poly(AG)的随机多聚体共温育，其中A:G=3:1。预测何种氨基酸能够掺入到多肽中，以及它们的相对掺入频率。

答：

可能掺入的氨基酸及相对频率如下：

密码

AAA

AAG

AGA

GAA

GAG

GGA

GGG

氨基酸

Lys

Arg

Glu

频率

3×3×3=27

3×3×3=27

3×3×3=27

1×3×3=9

1×3×1=3

1×3×1=3

1×1×1=1

总数=61

=36/61

=9/61

=12/61

Gly

=4/61

11．为什么说翻译后氨基酸的化学修饰与蛋白质总体构象的形成有关？

答：

蛋白质总体构象取决于不同氨基酸之间氢键和疏水键形成的能力，以及侧链和其他基团对空间结构的影响，这些因素都与翻译后的加工有关。

12．说明氨基酸残基的磷酸化怎样调节蛋白质的活性？

答：

磷酸基团的添加常常会激活或失活酶。这两种情况在糖原的代谢控制中都能看到。磷酸基团同糖原磷酸化酶激酶结合后将酶由无活性转变为活性状态。相反，糖原合成酶被磷酸化后失活。

13．比较并指出O-连接和N-连接合成途径的异同。

答：

主要差别是：O-连接的侧链是直接在多肽上合成，聚糖逐步合成。N-连接的聚糖产生于前体寡聚糖，这种前体寡聚糖是在一种叫作长醇的不饱和脂上合成的，然后N-聚糖被转给多肽。

14．为什么大多数移码突变导致多肽链的提前终止？

答：

由于大多数的移码突变都会产生一个相同的链终止密码。

15．在一个外蛋白质翻译系统中，poly(UC)可被翻译成由Phe和Cye组成的蛋白质，但其中没有Ala。1962年Chapeville用拉内镍(Raney nickel)处理携带Cys的tRNA，削弱了Cys与Ala的连接，当这种被改变的氨酰tRNA 用于体外系统中时，Ala能掺入蛋白质中，解释该结果的重要性。

答：

改变了tRNA虽然携带丙氨酸，但仍然具有半胱氨酸的反密码子，能对poly(UG) 中的半胱氨酸的密码子作出反应。因为poly(UG)不能正常地刺激通过丙氨酰-tRNA来掺入丙氨酸，所以对应每个密码子所掺入的氨基酸就必须依赖于tRNA的反密码子，而不是它们所携带的氨基酸。

16．列出各种tRNA 所有相同的反应及个别tRNA的特有反应。

答：

（1）相同反应：与核糖体结合；除了起始tRNA以外，其他均与延长因子相互作用。

（2）特殊反应：起始氨酰tRNA 的甲基化作用；起始氨酰tRNA同起始因子的相互作用；密码子与反密码子的碱基配对；由氨酰tRNA合成酶催化氨酰化。

17．起始tRNA 具有哪些两种与其他tRNA不同的特性？

答：

（1）带有一个甲酰化的氨基酸（N-甲酰甲硫氨酸）。

（2）它是惟一一种同30S核糖体亚基-mRNA复合物内的密码子（AUG）起反应的tRNA。

18．区别tRNA 和mRNA在翻译中的作用。

答：

mRNA是氨基酸装配成多肽的模板。tRNA一方面是识别特异氨基酸的接头分子，另一方面又可以识别特异的mRNA密码子。

答：

19．氨基酸分子如何与正确的tRNA分子连接？

答：

对于每一种氨基酸都有一种特殊的氨酰tRNA合成酶，这种酶可以识别自己的氨基酸和相应的空载tRNA。在ATP存在的情况下，它把氨基酸的羧基同tRNA 3′端的CCA连接起来。

第9章 原核生物基因表达调控

一、填空题

1．发现乳糖操纵子而获得诺贝尔奖的两位科学家是 Jacob 与 Monod 。

2．Walter Gilber纯化了乳糖阻抑物，发现其具有两个不同的结合位点，分别是 乳糖结合位点 及

DNA结合位点 。

3．Jacob、Monod在研究过程中发现多数lac突变菌株可分为两种基因型：lacZ 或 lacY 。

4．在乳糖存在的情况下，葡萄糖依然能够抑制乳糖操纵子的机制称为 代谢物 阻遏。

5．乳糖操纵子的调控至少依赖于两种蛋白质分子： 阻遏蛋白 及 CAP 。

6．能够诱导操纵子但不是代谢底物的化合物称为 安慰 诱导物。能够诱导乳糖操纵子的化合物

IPTG 就是其一例。这种化合物同 阻遏 蛋白结合，并使之与 操纵区 分离。乳糖操纵子的体内功能性诱导物是 异乳糖 。

7．色氨酸是一种调节分子，被视为 辅阻遏物 。它与一种蛋白质结合形成 全阻遏物 。乳糖操纵子和色氨酸操纵子是两个 负、正 控制的例子。cAMP-CAP蛋白通过启动基因转录控制起作用。色氨酸操纵子受另一种系统 衰减作用 的调控，它涉及第一个结构基因被转录前的转录 终止作用 。

二、选择题（单选或多选）

2．下面哪些真正是乳糖操纵子的诱导物？（ B、D、E ）

A．乳糖

C．O-硝基苯酚-β-半乳糖苷（ONPG）

E．异乳糖

B．蜜二糖

D．异丙基-β-半乳糖苷

—8．色氨酸操纵子的调控作用是受两种相互独立的系统控制的，其中一个需要前导肽的翻译。下面哪一种调控这个系统？（ B ）

A．色氨酸

C．色氨酸-tRNA

B．色氨酸-tRNATrp

D．cAMP E．以上都不是

9．负调节物如乳糖阻遏蛋白如何阻止RNA聚合酶起始转录？（ C ）

A．阻断聚合酶在操纵子上的经过位点

B．形成茎环结构阻断聚合酶的通过

C．物理阻断聚合酶分子上的DNA结合位点

D．通过结合聚合酶分子，从而阻止其结合

10．在基因型为（I+p+ocZ-Y-A+/ I+p+o+Z-Y+A-）的菌株中，β-半乳糖苷酶的表达形式应为（ B ）。

A．组成型 B．诱导型 C．缺陷型 D．致死型

11．在基因型为（I+p+ocZ-Y-A+/ I+p+o+Z-Y+A-）的菌株中，β-半乳糖苷透性酶的表达形式应为（ B ）。

A．组成型

12．为什么葡萄糖可参与乳糖操纵子的代谢阻遏？（ B ）

A．与乳糖操纵子的调控毫无关联

B．乳糖分解生成葡萄糖，因此葡萄糖的存在可成为细胞内具有正常乳糖水平的信号

C．因为葡萄糖也是β-半乳糖苷酶的底物

D．葡萄糖的存在增加了细胞内乳糖阻抑物的含量

13．色氨酸操纵子的终产物——色氨酸如何参与操纵子的调控？（ D ）

A．结合到阻抑物上，阻断其与DNA的结合，从而使转录得以进行

B．结合到阻抑物上，使阻抑物与DNA结合，从而使转录得以进行

C．色氨酸直接与DNA结合，抑制操纵子转录

D．结合到阻抑物上，形成复合物与DNA结合，阻止转录的进行

15．细菌一些复杂的生命过程，例如，孢子形成、鞭毛合成以及固氮反应中，多基因是如何进行调控的？（ B ）

A．多个操纵子受到同步诱导

B．按一定顺序级联合成σ因子，依次启动基因的转录

C．前一操纵子的终产物依序作为下一操纵的诱导物

D．只涉及单个操纵子，操纵子内含有与每一步骤相关的各个基因

16．在色氨酸操纵子中，衰减作用通过前导序列中两个色氨酸密码子的识别而进行，如果这两个密码子突变为终止密码子，会有什么结果？（ E ）

A．该操纵子将失去对色氨酸衰减调节的应答功能

B．突变为组成型基因，不受色氨酸存在与否的调节 C．将合成色氨酸合成酶

D．ABC现象都不会发生 E．ABC现象都会发生

17．色氨酸操纵子调节中，色氨酸是作为（ D ）。

A．阻抑物 B．衰减子 C．活化物 D．辅阻抑物 E．操纵元件

B．诱导型 C．缺陷型 D．致死型

14．在大肠杆菌的热激反应中，某些蛋白质表达的开启和关闭的机制是（ C ）。

A．温度升高使特定阻抑蛋白失活

B．编码热敏感蛋白的基因的启动子区域在较高温度下发生变性

C．在高温时成新的σ因子，调节热激基因的表达

D．高温时，已存在的聚合酶σ因子与启动子的结合能力增强

三、判断题

1．下面哪些物质能够诱导乳糖操纵子？哪些是β-半乳糖苷酶的底物？

诱导物是B、D，底物是A

2．下面哪些说法是正确的？（ B、E、F、H、J、N、O ）

A．lacA的突变体是半乳糖苷透性酶的缺陷

B．在非诱导的情况下，每个细胞大约有4分子的β-半乳糖苷酶

C．乳糖是一种安慰诱导物

D．RNA聚合酶同操纵基因结合

E．多顺反子mRNA是协同调节的原因

F．Lac阻抑物是一种由4个相同的亚基组成的四聚体

G．腺苷酸环化酶将cAMP降解成AMP

H．CAP和CRP蛋白是相同的

I．-35和-10序列对于RNA聚合酶识别启动子都是重要的

J．色氨酸的合成受基因表达、阻抑、衰减作用和反馈抑制的控制

K．Trp的引导mRNA能够同时形成三个“茎-环”结构

L．在转录终止子柄部的A-T碱基对可以增强结构的稳定性

M．真核生物和原核生物的转录和翻译都是耦联的

N．在色氨酸浓度的控制下，核糖体停泊在Trp引导区一串色氨酸密码子上，但并不与之脱离

O．AraC蛋白既可作为激活蛋白，又可作为阻抑蛋白起作用

P．AraC的表达不受调控

A．β-1,4-半乳糖苷

C．β-1,6-半乳糖苷

B．α-1,4-半乳糖苷

D．α-1,6-半乳糖苷

5．诱导物与辅阻抑物都可引起阻抑蛋白分子的空间结构发生改变。（正确）

6．色氨酸操纵子衰减调节需要色氨酰tRNA-色氨酸的存在。（正确）

四、简答题

9．正调控和负调控的主要不同是什么？

答：

正调控，调节基因的产物是基因活性的一种激活物；

负调控，调节基因的蛋白质产物是基因活性的一种阻遏物。

11．为什么操纵区和启动子是反式隐性、顺式显性的，而编码阻抑蛋白的基因既是反式显性又是顺式显性。

答：

操纵区和启动子突变只影响顺式基因的表达（反式隐性），因为它们是调节序列，仅仅调节相同DNA上的相邻基因的表达；

阻遏物基因编码可以扩散的基因产物，因此既影响顺式又影响反式基因的表达。

16．列举两种受调控蛋白控制的、与氨基酸的生物合成有关的操纵子。

答：

色氨酸、组氨酸、精氨酸操纵子

17．什么是安慰诱导物？

答:

安慰诱导物是一种与天然诱导物相似的化合物。它们虽然能诱导操纵子表达，但不能被操纵子基因产生的酶分解。如异丙基硫代半乳糖苷（IPTG）。

18．葡萄糖是如何影响涉及糖代谢的操纵子（葡萄糖敏感型操纵子）的表达？

答：

在缺少葡萄糖时，cCAM的水平升高，CAP蛋白同每一葡萄糖敏感型操纵子中启动子内的CAP结合位点结合，协同转录起始；如果有葡萄糖，cCAM的水平下降，CAP蛋白不能与启动子内的CAP结合位点结合，转录速度下降。

19．在大多数细菌操纵子中，结构基因通常紧靠在一起并由单个操纵序列-启动子区调控，而在一些例子中结构基因分散在染色体上。请问这些基因是如何以简单的方式达到协同调节的？

答：

每个结构基因都有自身的启动子和通用的操纵区序列。

20．CAP蛋白如何作为乳糖操纵子的正调节物起作用？

答：

CAP即cCAM活化蛋白，结合cCAM的CAP可与乳糖操纵子的调节区结合，使RNA聚合酶对该DNA的转录增强。

五、问答题

1．区别可诱导和可阻抑的基因调控。

答：（第三章 原核生物的转录及转录调控问答题9）

2．衰减作用如何调节中色氨酸操纵子的表达？

答：（第三章 原核生物的转录及转录调控问答题10）

3．简述互补实验怎样区别突变是发生在lac操纵子的结构基因上还是它的调控序列上？

答：（第三章 原核生物的转录及转录调控问答题14）

4．用含中性碳源（如甘油）的液体基本培养基培养不能诱导lacZ操纵子。1h后在培养基中加入乳糖和再隔一段时间加入过量的葡萄糖分别会对lac操纵子的表达有什么影响？

答：（第三章 原核生物的转录及转录调控问答题15）

55．当lacZ-或lacY-突变体生长在含乳糖的培养基上时，lac操纵子中剩余的基因没有被诱导，解释是何原因。

答：（第三章 原核生物的转录及转录调控问答题16）

6．蜜二糖是lac操纵子的弱诱导物，它通常在自己的透性酶作用下进入细胞。但如果细胞在42℃下生长，透性酶失去活性，则蜜二糖只有在lacY-透性酶存在的情况下才能进入细胞。这样，42℃下lacY-和lacP-的突变株不能在以蜜二糖为惟一碳源的培养基上生长。如何通过这种特性分离lac

操纵子的组成型突变？

答：（第三章 原核生物的转录及转录调控问答题17）

第10章 真核生物基因表达调控

一、填空题

1．转录因子通常以 α螺旋 结合于DNA上，并且大多数家庭的转录因子以 二聚体 形式起作用。

2．锌指蛋白以一个含有 Cys-Cys-His-His 残基的氨基酸保守序列与锌结合。该转录因子家庭的成员大部分具有 多 锌指结构，它们通过锌指的 C 端形成α螺旋而与DNA相结合。

3．类固醇受体通过 四 个保守的赖氨酸残基（Lys）与锌结合。

4．锌指结构的C端部分与DNA结合而N端部分主要参与 二聚体 的形成。这种因子通常具有三个结构域： 转录 活化区、 DNA 结合区和 激素 结合区。

5．同源异型蛋白有相同的形成三个α螺旋的60个氨基酸：其中 第三 螺旋在 大沟 处与DNA相结合。这一家族的转录因子在很多生物体的 发育 进程中起重要的调节作用。

6．HLH蛋白是DNA结合结构域命名的。这些转录因子的螺旋-环-螺旋结构域与 二聚体化 有关。该结构域形成由一个环区隔开的两个 双亲 α螺旋。这一家族的很多成员在与DNA结合的HLH结构域附近有一个 碱性 氨基酸区域，所以称为bHLH蛋白。bHLH蛋白形成几种不同的二聚体，包括同源二聚体、与其他bHLH蛋白形成的异源二聚体、与HLH蛋白形成的异源二聚体。最后一种二聚体与DNA的亲和性 不 高。

7．亮氨酸拉链家族与HLH家族有几点相同之处。 亮氨酸 残基形成一个与 二聚体 形成有关的双亲α螺旋。

8．基因表达还受到DNA 甲基化 修饰的影响。 CpG 双联体的 C 残基通常被甲基化。

二、选择题（单选或多选）

1．控制基因产物数量的最关键的步骤是（ C ）。

A．复制的终止

C．转录的起始

E．翻译的调控

B．mRNA向细胞质的转运

D．可变剪接

2．锌指蛋白结构模体与哪种蛋白质功能有关？（ B ）

A．激酶活性

C．mRNA剪接

E．甲基化

B．DNA结合

D．DNA复制

3．（ C ）是通常与其调控的基因具有一段距离的DNA顺式作用元件。

A．启动子 B．终止子 C．增强子 D．调节子 E．阻抑物

4．（ B ）模体的功能是促进转录激活蛋白与DNA的结合。

5．以下关于亮氨酸拉链蛋白的叙述正确的是（ B、C、E ）。

A．它们通过保守的亮氨酸残基与DNA结合

B．它们与HLH蛋白相似之处是：DNA结合与二体化的结构域相邻

C．Jun蛋白可以形成同源二聚体而Fos蛋白不可以

D．Fos/Jun复合物与Jun/Jun复合物结合的DNA序列不同

E．Fos/Jun与DAN的结合比Jun/Jun牢固

6．选出所有正确的选项。（ B、C、D ）

A．基因必须经过完全的甲基化才能表达

B．具有活性的DNA是非甲基化的

C．随着发育的阶段的改变，DNA的甲基化状态是变化的

D．DNA的复制过程中，通过识别半甲基化的酶，甲基化得以保存

7．由于高度浓缩而造成转录沉默的DNA区的C碱基通常发生（ B ）修饰。

A．超氧化

D．磷酸化

B．甲基化

E．整合

C．去磷酸化

A．ABP B．锌指 C．Basolateral D．亮氨酸拉链 E．Medial裂隙

8．酵母中，SIR蛋白复合物与组蛋白H3、H4作用，引起（ B ）。

A．mRNA折叠

D．基本水平的转录

B．转录沉默

E．复制起始

C．转录活化

9．（ A ）用于描述个体基因的表达形式受到父母亲本遗传的影响。

A．遗传印记

C．异二聚体化

E．Gender专一性的RNA固定化

B．精子发生

D．同二聚体化

10．雌性果蝇的Sx1蛋白与（ C ）基因转录的RNA产物结合，改变其剪接模式。

A．sax B．max C．sxl D．myc E．SIR

11．发生于转录以及RNA剪接之后的核苷酸序列的改变，称为（ D ）。

A．RNA修饰

D．RNA编辑

B．翻译后修饰

E．聚合酶突变

C．甲基化

12．以下哪项不属于翻译后修饰的机制？（ B ）

A．遍在蛋白化 B．甲基化 C．磷酸化 D．去磷酸化

13．sxl基因的隐性突变对于XX雌性果蝇个体是致死的，因为（ A ）。

A．sxl的功能是作为一种雄性特异补偿基因的抑制因子

B．隐性突变显示sxl活性的增加

C．这类突变是由于两条X染色体体缺失造成的

D．sxl是雄性特异基因转录所必需的

E．隐性突变通常是致死的

14．锌指蛋白与锌的结合（ C ）

A．是共价的 B．必须有DNA的存在

C．通过保守的胱氨酸和组氨酸残基间协调进行

D．位于蛋白质的α螺旋区域

15．HLH蛋白 （ D ）。

A．在序列组成上与原核生物螺旋-转角-螺旋蛋白具有相关性

B．通过环区与DNA结合

C．形成两个α螺旋与DNA的大沟结合

D．形成两性螺旋，其中疏水残基位于螺旋的一侧

E．以上都不是

16．锌指蛋白与DNA的结合是（ A、B、C、D ）。

A．在大沟 B．通过锌指的C端进行的

C．利用蛋白的α螺旋区域 D．通过每个“指”形成两个序列特异的DNA接触

E．利用“指”中保守的氨基酸进行

17．甾醇类受体转录因子（ C、E ）。

A．都与相同的激素结合 B．与DNA的结合不是序列特异的

C．与锌结合的保守序列不同于锌指蛋白

D．通过第二“指”C端的氨基酸形成二体结构

E．转录激活与DNA和激素结合分别由不同的结构域完成

18．糖皮质激素类的甾醇受体（ A、C、E ）。

A．是同源二聚体

B．所结合的DNA回文序列的不同的

C．通常与同样的DNA回文序列结合，但组成回文序列的两段DNA间的序列不一样

D．与RXR形成异源二聚体与同向重复序列结合

E．因为对应的激素出现在核内，所以也被定位在细胞核中

19．同源异型域蛋白（ A、B、C、E ）。

A．与3个α螺旋形成结构

B．主要通过α螺旋3和N端的臂与DNA接触

C．与原核螺旋-转角-螺旋蛋白（如λ阻抑物）的结构很相似

D．通常存在于细胞核中

E．对果蝇的早期发育调控很重要

20．bHLH蛋白（ ）。

A．在环中含有保守的碱性氨基酸 B．不能形成同源二聚体

C．通常都被表达 D．通过碱性区与HLH作用

E．只与HLH形成异源二聚体后才与DNA结合 F．以上都不是

三、判断题

1．一般说来，甲基化的基因是没有活性。甲基化也与表型印迹有关，表型印迹中来源于亲本的某些基因从来不表达。（正确）

2．锌指蛋白与锌的结合必须有DNA的存在。（错误）

3．GAL 80的突变可导致GAL 1、GAL 7及GAL 10基因，在缺乏半乳糖的环境中也能持续表达，证明GAL 80基因的产物是一种转录激活蛋白。（错误）

4．亮氨酸拉链模体的功能将亮氨酸或异氨酸插入新合成的转录激活蛋白中。（错误）

5．HLH蛋白与原核生物螺旋-转角-螺旋蛋白的序列相关。（错误）

四、简答题

1．所有体细胞都具有相同的基因组，为什么会出现不同功能的细胞类型？

答：

虽然DNA组成相同，但是不同的基因在不同的细胞内表达。

2．位点控制区（LCR）如何对基因簇进行调控？

答：

与增强子类似，LCR与具有激活结构域的转录因子结合。然而与大多数增强子作用机制不同的是，LCR转录因子依次与基因簇中基因相邻的顺式元件发生作用。

3．染色质结构如何调节基因的转录？

答：

基本的染色质结构使真核基因的转录维持在一个较低的水平，而变构的染色质可造成转录沉默或转录激活。

4．为什么遗传印记是一种“后成”性的现象？

答：

例如，发生遗传印记的DNA中CG二核苷酸的甲基化，阻止RNA聚合酶与DNA的作用，这种变化不是由自身DNA编码造成的，因此属于“后成”（即存在于基因之外，但可遗传）。

5．基因A是母系印记，而基因B是父系印记。一个具有A、B印记的母亲，与一个具有A印记的父亲，他们的子女与不具有印记的个体结婚，分析该家庭的子女的印记情况，以及其孙辈个体的

印记情况。

答：

母亲只会将基因A的遗传印记传递给子女，而父亲不会将其A印记传给子女，因此其儿子、女儿都只具有A印记。并且只有女儿的孩子具有A印记，而儿子的后代不具有印记。

6．甾醇类转录因子与锌指蛋白类转录因子的区别是什么？

答：

类固醇受体通过Cys-Cys-Cys-Cys模体与锌相结合，而锌指蛋白使用Cys-Cys-His-His模体。

7．许多转录因子是细胞原癌基因的产物，为什么突变的转录因子可能导致癌变？

答：

突变的转录因子可能不正确的激活促使细胞分裂的基因。

8．亮氨酸拉链蛋白所识别的DNA有何特点？如何理解亮氨酸拉链转录因子的二聚体结构同识别位点的关系？

答：

亮氨酸拉链转录因子识别没有间隔的反向重复序列。亮氨酸拉链区将两个亚基连接在一起，使相邻的碱性区域以相反的极性首尾相连。

9．虽然同源异型蛋白与锌指蛋白差别很大，但是它们识别DNA序列的结构元件相似，这个元件是什么？

答：

同源框蛋白和亮氨酸拉链转录因子通过位于大沟中的α-螺旋与DNA结合。

10．转录因子可以与被核小体结合的DNA序列结合吗？

答：

一些能够结构核小体覆盖的DNA，一些不能。例如，TFIIIA不能结合核小体覆盖的DNA而糖皮质激素受体则可以。

11．有两个模型可以解释染色质中的基因是如何被转录的。优先模型（preemptive model）中，转录因子和RNA聚合酶是如何与启动子结合的？为什么在动态模型中需要ATP？

答：

在优先模型中，只有在DNA复制时转录因子与核小体才能相互代替。复制时转录因子能稳定地与DNA结合支持转录。

在动态模型中，阻蛋白被一种能使转录因子与DNA相结合的ATP依赖型因子所代替。

12．为什么酵母SWI与SNF基因的突变会影响不同靶基因的转录？

答：

SWI、SNF来源于一个大的复合物，它们通过移动或者去除核小体重新“改造”染色质而使转录因子能激活多个基因。

13．一般认为，染色体中具有多个调控基因表达的结构域。每个结构域中可以找到哪些功能位点，它们的作用如何？

答：

结构域之间以绝缘体为界，它把一个个的结构域分离开来。结构域可能包含一个MAR（基质附着区域，matrix attachment region），它连接结构域与基质。最后，结构域也可能具有一个基因座控制区(locus control region, LCR)，该区域具有DNase I敏感位点，它作为整个结构域的增强子。

14．MyoD是一种bHLH蛋白，对肌细胞的发育很重要，它的活性是如何被调控的？

答：

MyoD是只在肌细胞中表达的bHLH蛋白。MyoD很少形成同源二聚体，但它能通过与bHLH蛋白E12或E47形成不能与DNA结合的的异源二聚体，由于Id夺去了MyoD形成异源聚体的E12和E47蛋白，从而阻止了MyoD的活性。

15．真核生物中，基因的表达受不同水平的调控，请列举其中三种。

答：

基因结构的激活，3'端的形成，转录过程，mRNA 向细胞质运输。

16．协同控制（coordinate control）下的基因是如何被同时激活的？

答：

协同控制下的基因在它们的启动子上都具有一个相同的反应元件。当正确的转录因子被激活时，所有具有这一反应元件的基因都被激活。

17．列出调控转录因子被激活的7种途径，并各举一例。

答：

蛋白质的合成（同源异型区）、磷酸化作用（HSTF）、去磷酸化作用（Ap-1）、配体结合/核定位（类固醇受体）、活化因子的释放（甾醇）、与抑制剂脱离（NF-κB）。

五、问答题

1．哺乳动物中，从母亲与父亲遗传而来的基因是差异表达的，这种现象的理论基础是什么？

答：

在精子或卵子发生过程中一些基因被关闭或者甲基化。IGF-II在卵母细胞中被甲基化，因此遗传于母本的等位基因在后代中不表达。来源于父本的等位基因没有甲基化，客观存在能够表达。其他一些基因只在精母细胞中被甲基化，对这种基因而言，来源于母本的等位基因能表达。

2．TFIILA是5S rRNA基因表达所需的转录因子。这个蛋白质含有9个锌指结构域，与5S rRNA基因内的一段序列和5S rRNA本身结合。

（1）如何定位TFIIIA蛋白的DNA结合位点？

（2）什么样的突变体可以确证锌指是DNA结合所需的？

答：

（1）分离一个带有5S基因的限制性片段。将两个5′端用多核苷酸酶带上标记，将其中一个标记的末端用限制性内切核酸酶切割。用纯的TFIIIA结合于DNA上，然后用DnaseI处理，在胶上分析切割产物。蛋白质结合的位置就是DNA上没有被消化的区域。记住要有一个不加蛋白质

的对照，并且要滴定DnaseI的浓度。

（2）通过点突变确定哪些残基的突变会丧失锌结合能力。