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姓名:报考专业:准考证号码:密封线内不要写题2019年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题科目名称:现代分子生物学(A卷B卷)科目代码:626考试时间:3小时 满分150 分可使用的常用工具:无 计算器 直尺 圆规(请在使用工具前打)注意:所有答题内容必须写在答题纸上,写在试题或草稿纸上的一律无效;考完后试题随答题纸交回。一、名词解释(共5小题,每小题6分,共30分)1、(6分)基因,基因组2、(6分)顺式作用元件,反式作用因子3、(6分)复制子,复制叉4、(6分)操纵子,操作基因5、(6分)不依赖因子的终止,依赖因子的终止二、简答题(共7小题,每小题10分,共70分)1、(10分)什么是启动子?请描述典型的原核生物启动子的结构特点。2、(10分)请列举RNA的类型,并说明它们在细胞里的生物学功能。(至少列举5个)3、(10分)简述原核生物和真核生物在染色体结构、基因结构和基因表达方面的主要差异。4、(10分)简述DNA重组技术的概念,及其基本操作过程。5、(10分)简述真核生物核小体的结构特点。6、(10分)简述原核生物蛋白质合成的延伸过程。7、(10分)什么是CAR-T细胞免疫疗法?简述CAR-T疗法原理和操作过程。三、论述题(共1小题,每小题30分,共30分)1、(30分)原核生物对外界环境的变化例如营养物质、温度等,会在基因水平上做出迅速的响应。请以大肠杆菌色氨酸操纵子为例,详细阐述这一调控机制。四、实验综合题(共2小题,每小题10分,共20分)1、(10分)依据碱变性法提取质粒DNA实验,回答下列问题。(1)溶液I,溶液II,溶液III的作用分别是什么? (2)加入溶液I,溶液II,溶液III的操作要领是什么?会出现什么样的实验现象? 2、(10分)依据质粒DNA的琼脂糖凝胶电泳检测实验,回答下列问题。(1)质粒DNA电泳时,一般会有三条条带,这三条带分别是什么形态的DNA?电泳时,跑在最前面的是什么形态的DNA? (2)电泳检测时,加入的溴化乙锭起什么作用? (3)制备琼脂糖凝胶时,如何确定琼脂糖凝胶的浓度? 姓名:报考专业:准考证号码:密封线内不要写题2019年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题参考答案科目名称:现代分子生物学(A卷B卷)科目代码:626注意:所有答题内容必须写在答题纸上,写在试题或草稿纸上的一律无效;考完后试题随答题纸交回。一、名词解释(共5小题,每小题6分,共30分)1、(6分)基因,基因组基因:能够表达和产生蛋白质或者RNA的一段DNA序列,是决定遗传性状的功能单位。基因组:细胞或者生物体的一套完整单倍体的遗传物质的总和。2、(6分)顺式作用元件,反式作用因子顺式作用元件:能够原位发挥功能的DNA序列,能够被基因调控蛋白特异性识别和结合,进而调控邻近DNA的活性。这类DNA序列包括启动子、增强子、上游启动子元件等。反式作用因子:细胞内可扩散的产物,可以是蛋白质、tRNA或者rRNA等,可以与顺式作用元件结合,进而调控基因表达的一类物质。3、(6分)复制子,复制叉复制子:可以作为独立复制单元的一段DNA片段,称为一个复制子,通常包含一个复制起点和一个复制终点。复制叉:DNA复制过程中,双链解旋,形成的Y字型结构,称为复制叉。4、(6分)操纵子,操作基因操纵子:原核生物的基因表达单元,通常包含结构基因、调控基因、操作基因、启动子、以及下游的转录终止信号,所转录的RNA为多顺反子。操作基因:一段DNA序列,充当调控元件,阻遏蛋白可与之结合,进而阻止相邻启动子的转录起始。5、(6分)不依赖因子的终止,依赖因子的终止不依赖因子的终止子:富含GC序列,能够互补配对形成茎环结构,在茎环结构末尾,紧跟着一长串的U残基,具有这种结构的终止子,RNA聚合酶进行到这里,由于一长串的A:U配对很不稳定,导致RNA从模板链上解离,RNA聚合酶在此发生转录终止。依赖因子的终止子:富含GC序列,能够互补配对形成茎环结构,但在茎环结构末尾,缺乏一长串的U残基,具有这种结构的终止子,RNA聚合酶进行到这里,不能发生转录的终止,需要蛋白的帮助,蛋白充当DNA和RNA的解旋酶,进而使得RNA聚合酶在此发生转录终止。二、简答题(共7小题,每小题10分,共70分)1、(10分)什么是启动子?请描述典型的原核生物启动子的结构特点。答:启动子是RNA聚合酶结合并起始转录的DNA序列。(2分)典型的原核生物启动子包含-35区和-10区,-35区的序列组成是TTGACA,其中TTG在不同的原核生物中高度保守;(2分)往下游,相隔1618个核苷酸的位置是-10区,-10区的序列组成是TATAAT,其中下划线标注的TA和T在不同的原核生物中高度保守;(2分)再往下游,相隔58个核苷酸的位置是转录起始位点+1位,+1位通常是一个嘌呤,G或者A,转录时RNA聚合酶在+1位整合上第一个核苷酸;(2分)其中-35区是RNA聚合酶的识别位点,-10区是RNA聚合酶的结合位点。(2分)2、(10分)请列举RNA的类型,并说明它们在细胞里的生物学功能。(至少列举5个)答:细胞里的RNA类型和生物学功能如下:(1)转运RNA tRNA:蛋白质合成过程中,转运氨基酸;(2分)(2)信使RNA mRNA:蛋白质合成过程,作为模板;(2分)(3)核蛋白体RNA rRNA:核蛋白体组成成分;(2分)(4)核酶Ribozyme RNA:有酶活性的RNA,参与RNA的剪接;(2分)(5)核内不均一RNA hnRNA:是成熟mRNA的前体;(2分)3、(10分)简述原核生物和真核生物在染色体结构、基因结构和基因表达方面的主要差异。答:两者染色体结构的差异主要体现在:(3分)(1)原核生物染色体DNA是一个闭合环状DNA分子,DNA分子呈放射环状锚定在骨架蛋白上,DNA上有少量结合蛋白。(2)真核生物染色体DNA有多条,而且是线状,DNA与组蛋白结合包装成高度有序的核小体、螺线管、染色体等结构。两者基因结构的差异主要体现在:(3分)(1)原核生物多个基因形成操纵子结构共表达,没有内含子。(2)真核生物的基因单独表达,内含子和外显子间隔出现,形成割裂基因。两者基因表达的差异主要体现在:(4分)(1)原核生物没有细胞核,基因组DNA裸露在细胞质中,位于细胞质中一个相对比较集中的区域拟核,转录和翻译是相偶联的,即边转录边翻译。 (2)真核生物有细胞核,将细胞分为两部分:细胞核和细胞质,转录和翻译是时间和空间上都分开了,转录发生在细胞核,翻译发生在细胞质,是先转录后翻译。4、(10分)简述DNA重组技术的概念,及其基本操作过程。答:DNA重组技术是指用在体外通过人工切割和连接,把不同来源的DNA分子组成一个重组体,然后导入到宿主细胞进行扩增和表达的过程。(2分)具体过程如下:(1)目的基因的获得,载体的选择与构建;(2分)(2)目的基因和载体的酶切、纯化与回收;(2分)(3)目的基因和载体的连接与转化;(2分)(4)重组子的筛选和鉴定。(2分)5、(10分)简述真核生物核小体的结构特点。答:核小体是构成染色体的基本结构单位,由DNA和组蛋白构成。(2分)(1)每个核小体包括:200bp左右的DNA、一个组蛋白八聚体核心颗粒和一分子的H1组蛋白;(2分)(2)组蛋白八聚体核心颗粒由H2A、H2B、H3、H4各两分子组成;(2分)(3)DNA在组蛋白八聚体核心颗粒上缠绕2圈,共166bp,相邻核小体之间由linker DNA相连;(2分)(4)一分子的H1组蛋白与DNA结合,锁住核小体DNA的进出口,起到稳定核小体的作用;(2分)6、(10分)简述原核生物蛋白质合成的延伸过程。答:原核生物蛋白质合成分为起始、延伸、终止三个阶段,其中肽链延伸阶段又分为三步:(1分)(1)负载tRNA的运送:延伸因子EF-Tu与氨酰-tRNA形成复合体,GTP水解提供能量,将氨酰-tRNA运送至核糖体的肽酰位点;(3分)(2)肽键的形成:核糖体50S大亚基提供肽酰转移酶活性,催化氨酰位点和肽酰位点的相邻氨基酸之间形成肽键;(3分)(3)核糖体移位:由延伸因子EF-G提供移位酶活性,使得核糖体沿着mRNA向前滑动一个密码,空载的tRNA被逐出核糖体。(3分)7、(10分)什么是CAR-T细胞免疫疗法?简述CAR-T疗法原理和操作过程。答:CAR-T:全称是 chimeric antigen receptor T-cell immunotherapy,即嵌合抗原受体 T 细胞免疫疗法。(2分)CAR-T疗法的基本原理是:利用患者自身的免疫细胞来清除癌细胞,即对患者自身的免疫细胞进行改造,进而达到识别和杀灭癌细胞的作用。(3分)CRA-T 治疗分为 5 步:(1) T细胞的获得:从癌症患者自己身上分离免疫 T 细胞;(1分)(2)T细胞的改造:利用基因工程技术对T细胞进行改造,将T细胞改造成一个既能识别肿瘤细胞,又能同时激活T细胞杀死肿瘤细胞的嵌合体,这就是CAR-T 细胞。(1分)(3)CAR-T 细胞的体外培养:体外条件下,大量扩增 CAR-T 细胞,一般一个患者需要几十亿,乃至上百亿个 CAR-T 细胞,往往患者体形越大,需要的细胞越多。(1分)(4)CAR-T 细胞的回输:把扩增好的 CAR-T 细胞输回患者体内。(1分)(5)患者的监护:严密监护患者,CAR-T 细胞的回输可能会引发细胞因子风暴,导致病人高烧等副作用。(1分)三、论述题(共1小题,每小题30分,共30分)1、(30分)原核生物对外界环境的变化例如营养物质、温度等,会在基因水平上做出迅速的响应。请以大肠杆菌色氨酸操纵子为例,详细阐述这一调控机制。答:色氨酸操纵子从上游往下游依次是:一个调节基因的操纵子,编码阻遏蛋白,阻遏蛋白可被色氨酸活化,进而与色氨酸操作子结合,阻碍转录的进行;启动子,RNA聚合酶的结合位点,开启转录;前导序列,在前导序列内部,靠近第一个结构基因的地方,有一个衰减子,当色氨酸丰富的时候,会发生衰减,仅转录前导RNA,下游的结构基因不会被转录;5个结构基因EDCBA,用于合成色氨酸。(6分)前导序列转录得到前导RNA,前导RNA包含1、2、3、4四个区,这四个区可以两两互补配对,如果1区和2区互补配对,则3区和4区会互补配对,3区和4区配是典型的不依赖因子的强终止子结构,RNA聚合酶进行到这里,会自动发生转录的终止。如果2区和3区配对,仅形成茎环结构,但在茎环结构末尾,缺乏一长串的U残基,故而2区和3区配对形成抗终止子,RNA聚合酶不会在此发生转录的终止。在1区内部第10位和第11位的地方是两个连续的色氨酸密码,在1区和2区之间有终止密码。(6分)当色氨酸丰富的时候:阻遏蛋白与色氨酸结合,阻遏蛋白被活化,活化的阻遏蛋白结合到操作子上,由于操作子与启动子存在序列上的重叠,因此阻遏蛋白与操作子的结合会妨碍RNA聚合酶对启动子的结合,使得转录不能进行,结构基因EDCBA不能被转录、翻译,因此不
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