基因表達(dá)調(diào)控課堂練習(xí)參考答案

1、基因表達(dá)調(diào)控部分課堂練習(xí)題學(xué)號(hào)：姓名：一、填空題。1 .不同的生物使用不同的信號(hào)來指揮基因調(diào)控。在原核生物中，營(yíng)養(yǎng)狀況 和 環(huán)境因素 對(duì)基因表達(dá)起著舉足輕重的影響；在高等真核生物中，激素水平 和 發(fā)育階段 是基因表達(dá)調(diào)控的最主要手段。2 .操縱子學(xué)說是關(guān)于原核生物基因結(jié)構(gòu)和表達(dá)調(diào)控的學(xué)說，由法國(guó)巴斯德研究所科學(xué)家Jacob和_Monod 5 1961年首先提出，后經(jīng)許多學(xué)者補(bǔ)充修正得以逐步完善。3 .大腸桿菌乳糖操縱子包括三個(gè)結(jié)構(gòu)基因：lacZ 、 lacY 和lacA ,以及啟動(dòng)子、操縱基因和阻遏子 。4 .在葡萄糖存在時(shí)，即使在細(xì)菌培養(yǎng)基中加入乳糖、半乳糖、阿拉伯糖等誘導(dǎo)物，與其對(duì)應(yīng)的操縱

2、 子也不會(huì)啟動(dòng)而產(chǎn)生出代謝這些糖的酶，這種現(xiàn)象稱為 葡萄糖抑制效應(yīng) 。由于葡萄糖對(duì)乳糖操縱子表達(dá)的抑制是間接的，是葡萄糖的降解產(chǎn)物抑制了lac mRNA的合成，所以又稱為 降解物抑制作用 或代謝物阻遏效應(yīng)。5 .對(duì)于大腸桿菌乳糖操縱子而言，乳糖并不與阻遏物相結(jié)合，真正的誘導(dǎo)物是乳糖的異構(gòu)體異構(gòu)乳糖.，它是在3-半乳糖甘酶的催化下由乳糖形成的。6 .能夠誘導(dǎo)操縱子但不是代謝底物的化合物，如異丙基萌基半乳糖甘（ IPTG）和前甲基半乳糖昔 （TMG）,稱為義務(wù)（安慰性） 誘導(dǎo)物。色氨酸是一種調(diào)節(jié)分子，被稱為 輔阻遏物。7 .大腸桿菌中，色氨酸操縱子的轉(zhuǎn)錄調(diào)控除了阻遏系統(tǒng)外，還有一弱化系統(tǒng)_。8 .

3、色氨酸操縱子的弱化機(jī)制主要涉及_莖-環(huán)_的結(jié)構(gòu)，它是一段可以通過自我配對(duì)形成一弱化子_的mRNA區(qū)域，具有典型的終止子特點(diǎn)。前導(dǎo)區(qū)的堿基序列以不同的方式進(jìn)行堿基配對(duì)，在前導(dǎo)肽基因中有2個(gè)相鄰的 色氨酸 密碼子，所以前導(dǎo)肽的翻譯對(duì)色氨酸-tRNA TrP的濃度敏感，弱化子對(duì) RNA聚合酶的影響依賴于前導(dǎo)肽中核糖體 所處的位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)錄過程的調(diào)節(jié)。9 .在大腸桿菌色氨酸操縱子系統(tǒng)中，效應(yīng)物分子為色氨酸 。trpR基因突變常引起trp mRNA的組成型合成，該基因產(chǎn)物因此被稱為輔阻遏物 。它與 色氨酸 相結(jié)合形成有活性的阻遏物，與操縱區(qū)結(jié)合并關(guān)閉trp mRNA轉(zhuǎn)錄。10 .細(xì)菌實(shí)施應(yīng)急反應(yīng)的信號(hào)

4、是鳥昔四磷酸和鳥昔五磷酸,產(chǎn)生它們的誘導(dǎo)物是空載tRNA _。11 .原核細(xì)胞中具有操縱子結(jié)構(gòu)，并以多順反子mRNA方式轉(zhuǎn)錄，整個(gè)體系被置于一個(gè)啟動(dòng)子的控制之下。真核細(xì)胞的 DNA是 單順反子 結(jié)構(gòu)，許多相關(guān)的基因常按功能成套組合，被稱為 基因家族 。12 .真核基因調(diào)控主要也是在轉(zhuǎn)錄水平上進(jìn)行的，受大量特定的 順式作用原件 和反式作用因子的調(diào)控，真核生物的轉(zhuǎn)錄調(diào)控大多數(shù)是通過兩者復(fù)雜的相互作用來實(shí)現(xiàn)的。13 .典型的鋅指蛋白為_C2H2_型,即Zn離子與兩個(gè) Cys殘基和兩個(gè) Hs 殘基形成配位鍵。另一類鋅指蛋白為C2c2 型,即Zn離子與四個(gè)Cys 殘基形成配位鍵。二、判斷題。1 .增強(qiáng)子

5、的作用具有細(xì)胞或組織的特異性。（ ）2 .增強(qiáng)子對(duì)依賴或不依賴于 TATA框的轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子都有增強(qiáng)效應(yīng)。（）3 .真核生物基因的啟動(dòng)子都位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的上游。（X ）4 .內(nèi)含子通?？梢栽谙嚓P(guān)基因的同一位置發(fā)現(xiàn)。（4）5 .細(xì)菌的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程幾乎發(fā)生在同一時(shí)空，轉(zhuǎn)錄與翻譯相偶聯(lián)。（，）6 .轉(zhuǎn)錄的弱化作用是通過前導(dǎo)肽的翻譯來調(diào)節(jié)mRNA轉(zhuǎn)錄的終止。（V ）7 .在原核生物中，-35序列和-10序列對(duì)于RNA聚合酶識(shí)別啟動(dòng)子都是很重要的。（V ）8 .真核生物基因的啟動(dòng)子都位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的上游。（X ）9 .色氨酸的合成受基因表達(dá)、阻遏、弱化作用和反饋抑制的控制。（，）10 .在高等生物的個(gè)體發(fā)

6、育或細(xì)胞分化時(shí)，可以有選擇性地越過某些外顯子或某個(gè)剪切點(diǎn)對(duì)mRNA前體進(jìn)行剪切，產(chǎn)生組織或發(fā)育階段特異性mRNA o （V ）11 .核不均一 RNA是mRNA和rRNA的前體而不是 tRNA的前體。（X ）12 .當(dāng)大腸桿菌培養(yǎng)基中的葡萄糖濃度較低時(shí)，在培養(yǎng)基中加入乳糖， 可以誘導(dǎo)相應(yīng)得如同操縱子表達(dá)。（X ）13 .細(xì)菌產(chǎn)生應(yīng)急反應(yīng)時(shí)，所有生物化學(xué)反應(yīng)均停止；是由于空載tRNA誘導(dǎo)了鳥昔四磷酸和鳥昔五磷酸的結(jié)果。（x ）14 .有的真核基因有時(shí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物可以通過不同的剪接方式，產(chǎn)生不同的 mRNA ,并翻譯成不同的蛋白質(zhì)。（V ）15 .在個(gè)體發(fā)育過程中，用來合成 RNA的DNA模板也會(huì)發(fā)生

7、規(guī)律性的變化，從而控制基因表達(dá)和 生物發(fā)育，包括基因丟失、擴(kuò)增、重排和易位。（，）16 . rRNA的基因轉(zhuǎn)錄和加工主要在細(xì)胞核仁內(nèi)進(jìn)行。（V ）17 .增強(qiáng)子是指能使與它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加的DNA序列，不論增強(qiáng)子以什么方式排列 （5'一3'或3' - 5'）,或者在基因下游，均表現(xiàn)出增強(qiáng)效應(yīng)。）18 .真核生物中核不均一 RNA ,即hnRNA ,是mRNA的前體。（，）19 .高等真核生物的大部分 DNA是不編碼蛋白質(zhì)的。（V ）20 .真核生物的加帽反應(yīng)發(fā)生在mRNA前體剛剛轉(zhuǎn)錄出來不久或尚未轉(zhuǎn)錄完成時(shí)，催化這一過程的是鳥甘酸轉(zhuǎn)移酶和甲基轉(zhuǎn)移酶，它

8、們都位于細(xì)胞核內(nèi)。（，）21 .在真核生物細(xì)胞中，所有的基因內(nèi)部都存在內(nèi)含子結(jié)構(gòu)，這是真核生物都有的現(xiàn)象。（，）22 .許多類固醇激素都是通過起始基因轉(zhuǎn)錄實(shí)現(xiàn)相應(yīng)得調(diào)控作用的。（，）三、單選題1 .下面哪個(gè)是真正的 E.Coli乳糖操縱子的誘導(dǎo)物？（）A、半乳糖昔B、異丙基P半乳糖昔（IPTG）C、阿拉伯糖D、葡萄糖2 .關(guān)于真核基因經(jīng)常被斷開，下列說法不正確的是：（）A、反映了真核生物的 mRNA是多順反子B、因?yàn)榫幋a序列“外顯子”被非編碼序列“內(nèi)含子”所隔開C、表明初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物必須加工后才可被翻譯D、表明真核基因可能有多種表達(dá)產(chǎn)物，因?yàn)樗锌赡茉趍RNA加工中采用不同外顯子重組方式3 .

9、TATA框存在于（）A、RNA聚合酶I識(shí)別的大部分啟動(dòng)子中，B、RNA聚合酶II識(shí)別的大部分啟動(dòng)子中C、RNA聚合酶III識(shí)別的大部分啟動(dòng)子中D、RNA聚合酶II識(shí)別的大部分啟動(dòng)子中，RNA聚合酶III識(shí)別的小部分啟動(dòng)子中4 .哪些有關(guān)剪接位點(diǎn)的敘述是正確的？（）A、5'與3'剪接位點(diǎn)是互補(bǔ)的，B、大部分剪接位點(diǎn)都遵從GT-AG規(guī)律C、剪接位點(diǎn)被保留在成熟的mRNA中D、一個(gè)內(nèi)含子5'剪接位點(diǎn)只能與同一個(gè)內(nèi)含子3'剪接位點(diǎn)作用，雜合內(nèi)含子不能被剪接5 . tRNA中的內(nèi)含子（）A、通過兩步轉(zhuǎn)酯反應(yīng)被切除，B、具有與反密碼子相同的序列C、都形成相似的二級(jí)結(jié)構(gòu) .

10、D、在5'和3'剪接位點(diǎn)的序列是保守的6 .在前mRNA上加多聚腺甘酸尾巴（）A、涉及兩步轉(zhuǎn)酯機(jī)制，B、需要保守的 AAUAAA 序列C、在AAUAAA 序列被轉(zhuǎn)錄后馬上開始，D、由依賴于模板的 RNA聚合酶催化7 .外源基因在大腸桿菌中高效表達(dá)受很多因素影響，其中 SD （ Shine-Dalgarno sequence）序列起的 作用是:B、提供一個(gè)mRNA轉(zhuǎn)錄起始子D、提供了翻譯的終點(diǎn)B、有一系列的轉(zhuǎn)錄因子參與D、主要的調(diào)控在轉(zhuǎn)錄水平A、提供一個(gè)mRNA轉(zhuǎn)錄終止子C、提供一個(gè)核糖體結(jié)合位點(diǎn)8 .真核生物的基因表達(dá)調(diào)控的錯(cuò)誤論述是A、形成開放型活性染色質(zhì)C、不存在轉(zhuǎn)錄后調(diào)控

11、9 .本底水平的表達(dá)不需要A、基本啟動(dòng)子 B、RNA聚合酶 C、組織特異性啟動(dòng)千D、增強(qiáng)子10 .增強(qiáng)子的錯(cuò)誤論述是 :A可以增強(qiáng)基因的表達(dá)B無論在基因的上游或下游都能發(fā)揮功能C可能通過改變基因的空間構(gòu)象促進(jìn)轉(zhuǎn)錄D有基因?qū)Ｒ恍裕辉鰪?qiáng)特定基因的表達(dá)11 .原核生物的基因調(diào)控主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平上，在負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)基因的產(chǎn)物是 :在正錄調(diào)控系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)基因的產(chǎn)物是 。A、阻遏蛋白，阻遏蛋白B、激活蛋白，阻遏蛋白C、阻遏蛋白，激活蛋白D、激活蛋白，激活蛋白12 . DNA依賴的RNA聚酶的通可以靠()A p因子蛋白與核心酶的結(jié)合B抗終止蛋白與一個(gè)內(nèi)在的p因子終止位點(diǎn)結(jié)合，因而封閉了終止信號(hào)C

12、抗終止蛋白以它的作用位點(diǎn)與核心酶結(jié)合，因而改變其構(gòu)象，使終止信號(hào)不能被核心酶識(shí)別D聚合酶跨越抗終止子蛋白一終止子復(fù)合物13 .將一個(gè)基因從遠(yuǎn)離啟動(dòng)子的地方移到距它距離很近的位點(diǎn)從而啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，這種方式稱為基因重排。通過基因重排調(diào)節(jié)基因活性的典型例子是：A、免疫球蛋白結(jié)構(gòu)基因；B、組蛋白基因； C、珠蛋白基因；D、rRNA基因14 .色氨酸操縱子的調(diào)控作用是受兩個(gè)相互獨(dú)立的系統(tǒng)控制的，其中一個(gè)需要前導(dǎo)膚的翻譯，下面哪一個(gè)調(diào)控這個(gè)系統(tǒng)？()A色氨酸 B色氨酸-tRNATrp C色氨酸-tRNA D cAMP四、名詞解釋。1 .順式作用元件：?jiǎn)?dòng)子、增強(qiáng)子中或結(jié)構(gòu)基因共線性的DNA序列，基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控，

13、影響基因的表達(dá)。2 .反式作用因子：能夠直接或間接地識(shí)別或結(jié)合在各類順式作用元件核心序列上，參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的蛋白質(zhì)。3 .持家基因(housekeeping):維持細(xì)胞正常結(jié)構(gòu)、基本代朗i活動(dòng)所需要的蛋白質(zhì)或RNA的編碼基因。4 .假基因：與原基因核甘酸序列相同但沒有功能的基因。5 . 基因重排(gene recomposition):6 . 基因擴(kuò)增(gene amplication)：7 .操作基因(operator):操縱子上結(jié)合阻遏蛋白特異結(jié)合的DNA序列。8 .操縱子(operon):由操作子以及相鄰的若干結(jié)構(gòu)基因所組成的功能單位，其中結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄受 操縱基因控制。9 .弱化

14、子：原核生物中位于轉(zhuǎn)錄單位開始區(qū)的一種內(nèi)部終止子。10 .增強(qiáng)子(enhancer)：11 .弱化作用(attenuation)：12 .激活蛋白(activator):13 .阻遏蛋白（repressor）:14 .副阻遏蛋白（aporepressor）:五、問答題。1 .概括典型原核生物啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)和功能。啟動(dòng)子是與RNA聚合酶結(jié)合和轉(zhuǎn)錄起始的特殊序列。典型的原核生物啟動(dòng)子大約40個(gè)核甘酸并有2個(gè)重要的序列。-35區(qū) 位于復(fù)制起始位點(diǎn)上游 35個(gè)核甘酸的6個(gè)核甘酸序列，能被 RNA 聚合酶全酶識(shí)別并結(jié)合。其中，o亞基在識(shí)別中起重要作用。因?yàn)闆]有O亞基的核心酶只能隨機(jī)地 結(jié)合在DNA上。10

15、區(qū) 位于10處的6核甘酸序列。RNA聚合酶松散結(jié)合到35區(qū)后，沿 著DNA移動(dòng)到10區(qū)并解鏈，形成緊密結(jié)合的復(fù)合體，確保轉(zhuǎn)錄方向。保守序列TATAAT。2 .簡(jiǎn)述乳糖操縱子的負(fù)調(diào)控模式。乳糖操縱子中結(jié)構(gòu)基因包括LacZ、LacY、LacA ,結(jié)構(gòu)基因前啟動(dòng)子 P與操作子O相鄰。無誘導(dǎo)物時(shí)阻遏蛋白與 。結(jié)合后阻止RNA聚合酶與P的結(jié)合，從而抑制結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄；當(dāng)有誘導(dǎo) 物時(shí)，誘導(dǎo)物與阻遏蛋白結(jié)合，改變阻遏蛋白的構(gòu)型使阻遏蛋白從。上解離，進(jìn)而使 RNA聚合酶結(jié)合P,結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄。3 .弱化作用如何調(diào)控 E.coli中色氨酸操縱子的表達(dá)。弱化作用是根據(jù)tRNA Trp的數(shù)量去調(diào)節(jié) Trp操縱子的表達(dá)

16、，而tRNATrp的數(shù)量又取決于細(xì)胞中 Trp 的水平。Trp操縱子mRNA前導(dǎo)序列很長(zhǎng)，包括了編碼一個(gè)長(zhǎng)14個(gè)氨基酸多肽所需的全部信息。 這個(gè)多肽4 .簡(jiǎn)述乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)和調(diào)控過程。三個(gè)乳糖的結(jié)構(gòu)基因，其中 lacZ編碼3 -半乳糖甘酶，能催化 3 -半乳糖背水解；lacY編碼3 -半 乳糖背透性酶，將3 -半乳糖昔轉(zhuǎn)入細(xì)胞；LacA編碼3 -半乳糖昔轉(zhuǎn)乙酰基酶。調(diào)控基因LacI基因表達(dá)產(chǎn)物稱為阻遏蛋白（Repressor）,它的功能是阻止結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)。操縱基因（ o）位于啟動(dòng) 子（p）和結(jié)構(gòu)基因（lacZYA）之間。阻遏蛋白和操縱基因結(jié)合時(shí)，能阻止 RNA聚合酶在啟動(dòng)子（p） 上的轉(zhuǎn)錄

17、。1）無誘導(dǎo)物（如乳糖）時(shí)，使乳糖操縱子處于失活狀態(tài)；2）加入誘導(dǎo)物（如乳糖）后，它與阻遏蛋白結(jié)合，起始轉(zhuǎn)錄乳糖代謝的3個(gè)結(jié)構(gòu)基因lacZYA o5 .簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其作用。轉(zhuǎn)錄因子也稱轉(zhuǎn)錄激活因子，它們可對(duì)轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的組裝及轉(zhuǎn)錄速率施加影響，決定某一基因是否表達(dá)，通常有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，存在 DNA結(jié)合域和轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域。DNA識(shí)別或結(jié)合域能和特定的基因的啟動(dòng)子區(qū)結(jié)合，但不能激活基因的轉(zhuǎn)錄；轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域可以在適當(dāng)?shù)目臻g激活轉(zhuǎn)錄。6 .當(dāng)培養(yǎng)基中同時(shí)存在葡萄糖和半乳糖時(shí)，請(qǐng)說明大腸桿菌乳糖操縱子的基因表達(dá)情況。三個(gè)乳糖的結(jié)構(gòu)基因，其中l(wèi)acZ編碼3-半乳糖甘酶，能催化 3-半乳糖背

18、水解；lacY編碼3-半乳糖背透性酶，將3 -半乳糖昔轉(zhuǎn)入細(xì)胞；LacA編碼3 -半乳糖昔轉(zhuǎn)乙?；?。調(diào)控基因LacI基 因表達(dá)產(chǎn)物稱為阻遏蛋白（Repressor）,它的功能是阻止結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)。操縱基因（ o）位于啟動(dòng) 子（p）和結(jié)構(gòu)基因（lacZYA）之間。阻遏蛋白和操縱基因結(jié)合時(shí)，能阻止 RNA聚合酶在啟動(dòng)子（p） 上的轉(zhuǎn)錄。1）當(dāng)大腸桿菌培養(yǎng)基同時(shí)存在葡萄糖和半乳糖時(shí)，大腸桿菌優(yōu)先利用葡萄糖，乳糖 操縱子處于關(guān)閉狀態(tài)。直至培養(yǎng)基中的葡萄糖用完，乳糖操縱子的基因才開始轉(zhuǎn)錄表達(dá)，利用乳 糖。2）培養(yǎng)基中的葡萄糖用完后，半乳糖與阻遏蛋白結(jié)合，起始轉(zhuǎn)錄乳糖代謝的3個(gè)結(jié)構(gòu)基因lacZYA。7 .反式作用因子有幾大類？每一類的特征是什么？8 .作為基因表達(dá)的重要調(diào)節(jié)原件，增強(qiáng)在通常具有什么特征？六、思考題1. 簡(jiǎn)述互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)怎樣區(qū)別突變是發(fā)生在 lac 操縱子的結(jié)構(gòu)基因上還是它的調(diào)控序列上？2. 當(dāng) lacZ 或 lacY 突變體生長(zhǎng)在含乳搪的培養(yǎng)基上時(shí)， lac 操縱子中剩余的基因沒有被誘導(dǎo)， 解釋是何原因3. 蜜二糖是