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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章 緒論1、細(xì)胞學(xué)說 1847年由德國科學(xué)家施萊登和施旺提出。細(xì)胞學(xué)說的主要內(nèi)容有: 細(xì)胞是有機(jī)體, 一切動(dòng)植物都是由單細(xì)胞發(fā)育而來, 即生物是由細(xì)胞和細(xì)胞的產(chǎn)物所組成; 所有細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和組成上基本相似; 新細(xì)胞是由已存在的細(xì)胞分裂而來; 生物的疾病是因?yàn)槠浼?xì)胞機(jī)能失常。2、分子生物學(xué)的概念:分子生物學(xué)是研究核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能,并從分子水平上闡明蛋白質(zhì)與核酸、蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的相互作用的關(guān)系及其基因表達(dá)調(diào)控機(jī)理的學(xué)科。3、中心法則 1958年由克里克提出 4、分子生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容: a:DNA重組技術(shù)(基因工程) b:基因的表達(dá)調(diào)控 c:生物大
2、分子的結(jié)構(gòu)和功能研究(結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)) d:基因組、功能基因組與生物信息學(xué)研究【名詞解釋】:1、同功tRNA:多個(gè)tRNA攜帶一種氨基酸,這些tRNA稱為同功tRNA。2、iRNA:即起始RNA,DNA合成的引物 3、核酶:即具有催化作用的一類RNA分子。4、端粒酶:是一種自身攜帶模板RNA的逆轉(zhuǎn)錄酶,催化端粒DNA的合成,能夠在缺少DNA模板的情況下延伸端粒內(nèi)3端的寡聚核苷酸片段,包含兩個(gè)活性位點(diǎn),即逆轉(zhuǎn)錄酶活性和核酸內(nèi)切酶活性。 5、反義核酸:是根據(jù)堿基互補(bǔ)原理,用人工合成或生物體自身合成的特定互補(bǔ)的DNA或RNA片段(或其化學(xué)修飾的衍生物),能夠與目的序列結(jié)合,通過空間位阻效應(yīng)或誘導(dǎo)RN
3、ase活性,在復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、剪接、mRNA轉(zhuǎn)運(yùn)及翻譯等水平,抑制或封閉目的基因的表達(dá)。第二章 核酸的結(jié)構(gòu)與功能1、染色質(zhì)的類型分為兩種類型: 常染色質(zhì)和異染色質(zhì)。 常染色質(zhì)處于伸展?fàn)顟B(tài),堿性染料著色淺而均勻; 異染色質(zhì)處于凝集狀態(tài),堿性染料著色較深。2、染色質(zhì)蛋白質(zhì)分為兩類:組蛋白和非組蛋白。核心組蛋白,包括H2A、H2B、H3、H4和H1組蛋白。3、組蛋白的特性: (1)、進(jìn)化上極端保守; (2)、有組織特異性; (3)、肽鏈上的氨基酸分布不對(duì)稱; (4)、組蛋白有被修飾的現(xiàn)象; (5)、富含Lys的組蛋白H5 4、核小體:用于包裝染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位,是由DNA鏈纏繞一個(gè)組蛋白核構(gòu)成的。先由四種
4、組蛋白H2A、H2B、H3、H4 構(gòu)成八聚體,(每一種組蛋白都有2個(gè))作為核小體的核心顆粒,再由DNA纏繞在表面形成。5、染色質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu):1) 染色質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)核小體 2)染色質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)螺線體 3)染色質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)超螺線體 4)染色質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)染色單體 6、主要的RNA種類有rRNA(核糖體RNA)、mRNA(信使RNA)、tRNA(轉(zhuǎn)移RNA)、HnRNA(核不均一RNA)、SnRNA(核內(nèi)小RNA)、SnoRNA(核仁小分子RNA)、ScRNA(細(xì)胞質(zhì)RNA)等。 7、RNA的功能:作為細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成中核蛋白復(fù)合物的結(jié)構(gòu)組分,參與蛋白質(zhì)的生物合成;具有生物催化劑功能,作用于初始產(chǎn)物的
5、剪接加工;參與基因表達(dá)的調(diào)控;與生物體的進(jìn)化有關(guān)。8、原核生物mRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):具有多順反子結(jié)構(gòu);5端無帽子結(jié)構(gòu),3 端一般無多聚A(Poly A)的尾巴;一般沒有修飾堿基。9、每種順反子是一個(gè)特異的翻譯區(qū)。10、真核生物mRNA結(jié)構(gòu)的特點(diǎn):5 末端有帽子結(jié)構(gòu)。3端多數(shù)帶有多聚A(Poly A)的尾巴分子中可能有修飾堿基,主要是甲基化分子中有編碼區(qū)與非編碼區(qū)。11、tRNA的結(jié)構(gòu)與功能1) tRNA是分子最小,但含有稀有堿基最多的RNA,其稀有堿基的含量可多達(dá)20%。多為甲基化。2) tRNA是保守性最強(qiáng)的RNA。3) tRNA是單鏈核酸,含7393個(gè)核苷酸,但其分子中的某些局部也可形成雙螺
6、旋結(jié)構(gòu)。 4) 5 端總是磷酸化,且常是pG。5) 3 端為CCA-OH。6) 二級(jí)結(jié)構(gòu)為三葉草形, 三級(jí)結(jié)構(gòu)為倒L型。12、rRNA的結(jié)構(gòu)與功能rRNA是細(xì)胞中含量最多的RNA,占總量的80%。rRNA與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成核蛋白體,作為蛋白質(zhì)生物合成的場(chǎng)所。在原核生物中,rRNA有三種:5S,16S,23S。其中,16S的rRNA參與構(gòu)成核蛋白體的小亞基,而5S和23S的rRNA參與構(gòu)成核蛋白體大亞基。在真核生物中,rRNA有四種:5S,5.8S,18S,28S。其中,18S的rRNA參與構(gòu)成核蛋白體小亞基,其余的rRNA參與構(gòu)成核蛋白體大亞基。13、反義RNA的定義:堿基序列正好與有意義mRN
7、A互補(bǔ)的RNA,又稱為調(diào)節(jié)RNA。 作用機(jī)制:可與mRNA配對(duì)結(jié)合形成雙鏈,最終抑制mRNA作為模板進(jìn)行翻譯?!竞怂岬淖冃?、復(fù)性和分子雜交】14、DNA的變性:在理化因素作用下,DNA雙螺旋的兩條互補(bǔ)鏈松散而分開成為單鏈,從而導(dǎo)致DNA的理化性質(zhì)及生物學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變,這種現(xiàn)象稱為DNA的變性。15、引起DNA變性的因素主要有:高溫,強(qiáng)酸強(qiáng)堿,極端PH值。有機(jī)溶劑、尿素和酰胺等。 16、DNA變性后性質(zhì)的改變:增色效應(yīng):對(duì)260nm紫外光的光吸收度增加的現(xiàn)象; 旋光性下降; 粘度降低; 生物學(xué)功能喪失或改變。17、DNA 的變性溫度Tm :加熱DNA溶液,使其對(duì)260nm紫外光的吸收度突然增加,
8、達(dá)到其最大值一半時(shí)的溫度,就是DNA的變性溫度。18、變性溫度的影響因素:(1)DNA堿基組成。(2)DNA的均一性。(3)介質(zhì)中離子強(qiáng)度。19、將變性DNA經(jīng)退火處理,使其重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)的過程,稱為DNA的復(fù)性。 退火:將熱變性后的DNA溶液緩慢冷卻,在低于變性溫度約2530的條件下保溫一段時(shí)間20、影響復(fù)性速度的因素有:(1)DNA的大小。DNA片段小的比大的容易復(fù)性。(2)離子強(qiáng)度(3)DNA濃度。DNA濃度越大,兩條互補(bǔ)鏈彼此相遇的可能性越大,復(fù)性速度也越快。 (4)溫度的影響(5)陽離子濃度21、核酸的分子雜交:兩條來源不同的單鏈核酸(DNA或RNA),只要它們有大致相同的互補(bǔ)堿
9、基順序,經(jīng)退火處理即可復(fù)性,形成新的雜種雙螺旋,這一現(xiàn)象稱為核酸的分子雜交。核酸雜交可以是DNA-DNA,也可以是DNA-RNA雜交。不同來源的,具有大致相同互補(bǔ)堿基順序的核酸片段稱為同源順序。 常用的核酸分子雜交技術(shù)有:原位雜交、斑點(diǎn)雜交、Southern雜交、Northern雜交、Wester印跡法等【名詞解釋】:1、探針:將已知順序的核酸片段用放射性同位素或生物素進(jìn)行標(biāo)記。這種帶有一定標(biāo)記的已知順序的核酸片段稱為探針。2、DNA的變性:在理化因素作用下,DNA雙螺旋的兩條互補(bǔ)鏈松散而分開成為單鏈,從而導(dǎo)致DNA的理化性質(zhì)及生物學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變,這種現(xiàn)象稱為DNA的變性。3、復(fù)性:將變性DN
10、A經(jīng)退火處理,使其重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)的過程,稱為DNA的復(fù)性。 4、核酸的分子雜交:兩條來源不同的單鏈核酸(DNA或RNA),只要它們有大致相同的互補(bǔ)堿基順序,經(jīng)退火處理即可復(fù)性,形成新的雜種雙螺旋,這一現(xiàn)象稱為核酸的分子雜交。第三章 基因與基因組的結(jié)構(gòu)和功能1、基因的定義:基因是原核、真核生物以及病毒的DNA和RNA分子中具有遺傳效應(yīng)的核苷酸序列,是遺傳的基本單位、突變單位、重組單位及控制性狀的功能單位。2、一個(gè)順反子就是一段核苷酸序列,能編碼一條完整的多肽鏈。3、基因在結(jié)構(gòu)上還可以劃分為若干個(gè)小單位。 突變單位(突變子)發(fā)生突變的最小單位。最小的突變子是一個(gè)bp。 重組單位(重組子)可交換
11、的最小單位。最小的重組單位也可以只是一個(gè)bp。 功能單位(順反子,又叫作用子) 基因中指導(dǎo)一條多肽鏈的合成DNA序列,平均大小約為500-1500bp。4、基因的功能類別:蛋白質(zhì)基因-a、結(jié)構(gòu)基因,編碼酶和結(jié)構(gòu)蛋白的基因; b、調(diào)節(jié)基因,調(diào)節(jié)控制結(jié)構(gòu)基因表達(dá)的基因。RNA基因-其最終產(chǎn)物是tRNA和rRNA。不轉(zhuǎn)錄基因-a、啟動(dòng)基因,轉(zhuǎn)錄是RNA聚合酶與DNA結(jié)合的部位; b、操縱基因,操縱結(jié)構(gòu)基因的基因。5、原核、真核生物基因的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)比較:原核生物真核生物1. 功能相關(guān)基因高度集中,多順反子形式存在;2. 編碼蛋白質(zhì)的基因通常以單拷貝的形式存在;3. RNA基因常是多拷貝的;4. 細(xì)菌中的
12、結(jié)構(gòu)基因沒有居間序列,故它們的基因是連續(xù)的;5. 細(xì)菌中DNA大部分是用于編碼蛋白質(zhì)(90%),只有很少不編碼 的DNA序列(10%);6. 細(xì)菌的結(jié)構(gòu)基因重復(fù)序列少;7. 單個(gè)染色體呈環(huán)狀,染色體DNA不和蛋白質(zhì)固定地結(jié)合。1. 單順反子形式存在。2. 含大量重復(fù)序列。3. 基因?yàn)閿嗔鸦颍夯虿贿B續(xù)性,基因內(nèi)部有間隔區(qū)(內(nèi)含子)。4. 功能相關(guān)的基因串聯(lián)在一起形成基因家族( 來源相同,結(jié)構(gòu)相似,功能相關(guān)的基因)5. 非編碼序列占90%以上,編碼序列10%。6. 染色體呈線狀,染色體DNA和蛋白質(zhì)固定地結(jié)合。6、基因的幾種特殊形式:(重點(diǎn))重復(fù)基因: 指在基因組中有多份拷貝的基因,往往是生命
13、活動(dòng)中最基本、最重要的基因。重疊基因:指兩個(gè)或兩個(gè)以上的基因共有一段DNA序列,或是指一段DNA序列為兩個(gè)或兩個(gè)以上基因的組成部分。 斷裂基因:指基因的編碼序列在DNA分子上是不連續(xù)排列的,而是被不編碼的序列所隔開。跳躍基因:指可在DNA分子間進(jìn)行轉(zhuǎn)移的DNA片段。也稱為轉(zhuǎn)座遺傳因子,轉(zhuǎn)座元件或轉(zhuǎn)座基因,可動(dòng)基因。 復(fù)等位基因:一個(gè)座位上的基因,因突變而產(chǎn)生兩種以上的等位基因,他們都影響同一性狀的狀態(tài)和性質(zhì),這個(gè)座位上的一系列等位基因總稱為復(fù)等位基因。 舉例:人類的ABO血型系統(tǒng)。假基因:假基因指與正常功能基因順序基本相同卻不具有控制蛋白質(zhì)合成的功能的基因。7、基因組的概念(重點(diǎn))基因組(ge
14、nome)指生物體或細(xì)胞中,一套完整單倍體的遺傳物質(zhì)的總和; 或指原核生物染色體、質(zhì)粒、真核生物的單倍染色體組、細(xì)胞器以及病毒中,所含有的一整套基因,包括構(gòu)成基因和基因之間區(qū)域的所有DNA.8、基因和基因組的大小由內(nèi)含子的大小和數(shù)目決定。9、基因組DNA的C值定理:將真核生物單倍體基因組所包含的全部DNA含量稱為該物種的的C值10、基因組DNA的C值悖理:C值悖理是指真核生物中DNA含量的反?,F(xiàn)象。具體表現(xiàn)為: C值不隨生物的進(jìn)化程度和復(fù)雜性而增加; 關(guān)系密切的生物C值相差很大; 真核細(xì)胞DNA的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于編碼蛋白等物質(zhì)所需的量。11、真核生物中外顯子和內(nèi)含子的關(guān)系:真核生物中的不連續(xù)基因無
15、論表達(dá)或不表達(dá)其序列一般是保持不變的,但這些不連續(xù)基因中的外顯子和內(nèi)含子的數(shù)目、位置及長(zhǎng)度卻是可以變的。12、完整的基因結(jié)構(gòu)包括:前導(dǎo)區(qū)、尾部區(qū)、內(nèi)含子和外顯子 前導(dǎo)區(qū):位于編碼區(qū)的前面,相當(dāng)于mRNA起始密碼5端的序列;尾部區(qū):位于編碼區(qū)之后,指mRNA3端終止密碼子后面的非翻譯序列;13、細(xì)菌基因組和真核生物基因組的特點(diǎn)比較:細(xì)菌基因組的特點(diǎn)真核生物基因組的特點(diǎn)基因組通常由一條環(huán)形或線形雙鏈DNA分子組成;只有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn);有操縱子結(jié)構(gòu);編碼蛋白質(zhì)的基因?yàn)閱慰截悾玶RNA基因一般是多拷貝;非編碼DNA所占比例很少;基因組DNA具有多種調(diào)控區(qū),如:復(fù)制起始區(qū)、復(fù)制終止區(qū)、轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子、轉(zhuǎn)錄終
16、止區(qū)。與真核基因組類似,也有可移動(dòng)的DNA序列;具有編碼同工酶的基因;重復(fù)序列較少。基因組的相對(duì)分子質(zhì)量較大;每個(gè)細(xì)胞有多條呈線狀的染色體,每條染色體DNA都含有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn);細(xì)胞核DNA與蛋白質(zhì)穩(wěn)定結(jié)合,形成染色質(zhì)的復(fù)雜高級(jí)結(jié)構(gòu)。染色質(zhì)除了含有DNA和組蛋白外,還有大量的非組蛋白;真核細(xì)胞被核膜分隔成細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì),在基因表達(dá)中轉(zhuǎn)錄和翻譯在時(shí)間和空間上被分隔,不偶聯(lián);真核細(xì)胞基因組DNA中有大量的重復(fù)序列,單位長(zhǎng)度不一,重復(fù)程度也不一樣;真核生物的蛋白質(zhì)基因以單拷貝形式存在,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子mRNA;絕大多數(shù)真核生物基因都含有內(nèi)含子,基因的編碼區(qū)是不連續(xù)排列;真核生物基因組中存在著可移動(dòng)的
17、DNA序列。另外再粗略看下病毒基因【名詞解釋】:1、基因 2、基因組 3、基因組的C值定理 第四章 DNA的復(fù)制 (前面三個(gè)名詞解釋注意看下)1、DNA的復(fù)制:親代雙鏈DNA分子在DNA聚合酶的作用下,分別以各單鏈 DNA分子為模板,聚合與自身堿基可以互補(bǔ)配對(duì)的游離的dNTP, 合成出兩條與親代DNA分子完全相同的子代DNA分子的過程。 2、復(fù)制子:基因組內(nèi)能獨(dú)立進(jìn)行復(fù)制的單位稱為復(fù)制子或復(fù)制單位。 真核生物染色體上有多個(gè)復(fù)制起始位點(diǎn),因此是多復(fù)制子的。3、半保留復(fù)制:復(fù)制過程中各以雙螺旋DNA的其中一條鏈為模板合成其互補(bǔ)鏈,新生的互補(bǔ)鏈與母鏈構(gòu)成子代DNA分子 4、DNA的復(fù)制方向:相向、單
18、向、雙向?qū)ΨQ復(fù)制。5、復(fù)制方式: 形復(fù)制、滾環(huán)式復(fù)制、D-環(huán)式復(fù)制。DNA復(fù)制的酶體系:6、DNA聚合酶的反應(yīng)特點(diǎn):以4種dNTP作為底物;反應(yīng)需要模板指導(dǎo);新鏈的延伸需要有引物3-OH存在;鏈延伸方向?yàn)?53;產(chǎn)物DNA的極性與模板相對(duì)。7、DNA連接酶在復(fù)制、DNA修復(fù)、重組、剪接中均起縫合缺口作用,是重要的工具酶之一。8、單鏈DNA結(jié)合蛋白 (SSB)的作用:SSB與解開的DNA單鏈緊密結(jié)合,防止重新形成雙鏈,并免受核酸酶降解。在復(fù)制中維持模板處于單鏈狀態(tài)。9、引發(fā)體:參與引物合成的蛋白質(zhì)復(fù)合體稱為引物體。10、原核生物DNA復(fù)制的簡(jiǎn)單過程:* 轉(zhuǎn)錄激活 * DnaA 識(shí)別并結(jié)合復(fù)制起點(diǎn)
19、,DnaBDnaC六聚 體與oriC 形成預(yù)引發(fā)體 * DnaG加入形成引發(fā)體(oriC引發(fā)體),合成引 物RNA * 引物合成后,DNApol 組裝到引發(fā)的RNA上,完 成復(fù)制體的組裝 DnaA有助于DnaB與復(fù)制原點(diǎn)結(jié)合;DnaC是DnaB的輔助蛋白,起分子伴侶的作用,輔助DnaB一起形成DnaBDnaC六聚體11、真核生物DNA復(fù)制的特點(diǎn)(重點(diǎn))真核生物染色體有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn),稱為自主復(fù)制序列(ARS)或復(fù)制基因(replicator);多復(fù)制眼,呈雙向復(fù)制,多復(fù)制子。岡崎片段長(zhǎng)約200bp。真核生物DNA復(fù)制速度比原核慢 (僅為原核生物的1/201/50)。真核生物染色體在全部復(fù)制完之前
20、起點(diǎn)不再重新開始復(fù)制;而在快速生長(zhǎng)的原核生物染色體DNA復(fù)制中,起點(diǎn)可以連續(xù)發(fā)動(dòng)復(fù)制。真核生物快速生長(zhǎng)時(shí),往往采用更多的復(fù)制起點(diǎn)。真核生物有多種DNA聚合酶,DNA聚合酶()是真正的復(fù)制酶真核生物線性染色體兩端有端粒結(jié)構(gòu),它是由許多成串的重短復(fù)序列組成,端粒功能是穩(wěn)定染色體末段結(jié)構(gòu)。RPA:真核生物的單鏈結(jié)合蛋白;RNaseH1和MF-1切除RNA引物,DNA聚合酶填補(bǔ)缺口。12、真核生物復(fù)制概況: a、多個(gè)復(fù)制元(multiple replicon ),雙向復(fù)制; b、復(fù)制元相對(duì)較小(13-900kb),復(fù)制速度較慢;c、復(fù)制終止通過復(fù)制叉的相遇而終止。第五章 DNA的損傷、修復(fù)和基因突變1
21、、DNA的損傷:由自發(fā)的或環(huán)境的因素引起DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的任何異常的改變稱為DNA的損傷。 常見的DNA的損傷包括堿基脫落、堿基修飾、交聯(lián),鏈的斷裂,重組等。2、引起DNA損傷的因素:自發(fā)因素a、脫嘌呤和脫嘧啶 b、堿基的脫氨基作用 c、堿基的互變異構(gòu) d、細(xì)胞正常代謝產(chǎn)物對(duì)DNA的損傷。物理因素紫外線、電離輻射、X射線化學(xué)因素a、脫氨劑如:亞硝酸和亞硝酸鹽 b、烷基化劑 c、DNA加合劑如:苯并芘 d、堿基類似物e、斷鏈劑如:過氧化物,含巰基化合物等3、DNA修復(fù)的方式: 直接修復(fù)a、光復(fù)活修復(fù) b、O6-甲基鳥嘌呤-DNA甲基轉(zhuǎn)移酶c、單鏈斷裂修復(fù) d、直接插入嘌呤切除修復(fù)a、堿基切除修復(fù)(
22、主要修復(fù)單個(gè)堿基缺陷和輕微的DNA損傷) b、核苷酸片段切除修復(fù)(修復(fù)較大程度上的損傷,無需DNA糖基化酶協(xié)助)錯(cuò)配修復(fù)重組修復(fù)機(jī)體細(xì)胞對(duì)在復(fù)制起始時(shí)尚未修復(fù)的DNA損傷部位可以先復(fù)制再修復(fù)的方式稱之為易錯(cuò)修復(fù)和SOS反應(yīng)4、SOS反應(yīng):許多造成DNA損傷或抑制DNA復(fù)制的過程能引起一系列復(fù)雜的誘導(dǎo)效應(yīng),稱為應(yīng)急反應(yīng)(SOS反應(yīng))。5、基因突變:基因發(fā)生可遺傳的結(jié)構(gòu)和數(shù)量的變化,且通常產(chǎn)生一定的表型。突變包括:染色體畸變、基因突變、遺傳重組6、基因突變的形式:同義突變:DNA編碼序列中堿基的取代雖然導(dǎo)致了某一密碼子的改變,但所編碼的氨基酸并未改變的原因。錯(cuò)義突變:基因編碼序列中堿基的置換如果發(fā)
23、生在密碼子的第1或第2位堿基上,導(dǎo)致某密碼子改變,并編碼另一種氨基酸,則是錯(cuò)義突變。無義突變:指基因編碼序列中堿基置換使氨基酸密碼子轉(zhuǎn)變?yōu)榻K止密碼子的突變。終止密碼子突變起始密碼子突變7、突變的意義:突變是進(jìn)化的分子基礎(chǔ)突變可產(chǎn)生遺傳多態(tài)性致死性突變可用于消滅有害病原體突變可創(chuàng)造新類型物種突變是某些疾病的發(fā)病原因8、誘變劑:能夠提高突變率的物理或化學(xué)因子稱為誘變劑。常見的如:烷化劑?!久~解釋】:1、DNA損傷 2、SOS反應(yīng) 3、基因突變 第六章 DNA的重組與轉(zhuǎn)座1、遺傳重組或基因重排:DNA分子內(nèi)或分子間發(fā)生遺傳信息的重新組合2、遺傳重組的類型:a、同源重組:大腸桿菌中的同源重組需要Re
24、cA蛋白、RecBC蛋白功能: A:維持種群的遺傳多樣性; B:有助于DNA的損傷修復(fù); C:使真核生物產(chǎn)生第一次減數(shù)分裂中染色體正確分離到子細(xì)胞至關(guān)重要的瞬間物理連接。b、位點(diǎn)專一性重組:c、異常重組:3、真核生物中染色質(zhì)的狀態(tài)影響重組頻率,壓縮程度低的染色質(zhì)重組頻率較高。4、Holliday模型A、同源的非姐妹染色單體聯(lián)會(huì);B:同源非姐妹染色單體DNA中兩個(gè)方向相同的單鏈,在DNA內(nèi)切酶的作用下,在相同位置同時(shí)切開;C:切開的單鏈交換重接;D:形成交聯(lián)橋結(jié)構(gòu);E:交聯(lián)橋沿配對(duì)DNA分子“移動(dòng)”。兩個(gè)親本DNA分子間造成一大段異源雙鏈DNA( Holliday結(jié)構(gòu))F:E和F相同;G:繞交聯(lián)
25、橋旋轉(zhuǎn)1800;J:形成Holliday異構(gòu)體;I、通過兩種方式之一切斷DNA單鏈,若左右切,則形成非重組體,若上下切則形成重組體5、Holliday模型的產(chǎn)物有兩種:片段重組體、拼接重組體6、RecA的兩個(gè)功能:a、促進(jìn)DNA單鏈與同源雙鏈發(fā)生鏈交換,使重組中DNA配對(duì)、Holliday中間體形成、分支移動(dòng)等步驟得以進(jìn)行;b、誘發(fā)SOS反應(yīng)7、轉(zhuǎn)座子:可以從基因組的一個(gè)位置轉(zhuǎn)移到新位置的DNA序列。8、一個(gè)轉(zhuǎn)座子由基因組的一個(gè)位置轉(zhuǎn)移到另一個(gè)位置的過程稱為轉(zhuǎn)座。9、轉(zhuǎn)座子的分類:(1) 插入序列 最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)座子稱為插入序列(IS);(2) 復(fù)合轉(zhuǎn)座子10、轉(zhuǎn)座酶的活性主要是識(shí)別靶部位和轉(zhuǎn)座子
26、的末端并引起轉(zhuǎn)座。11、轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座的特征:1. 兩端有反向重復(fù)序列;2.轉(zhuǎn)座后靶位點(diǎn)重復(fù)是正向重復(fù);3.編碼與轉(zhuǎn)座有關(guān)的蛋白;4.可以在基因組中移動(dòng)。5. 轉(zhuǎn)座不依賴于靶序列的同源性【名詞解釋】:1、遺傳重組 2、轉(zhuǎn)座子 3、轉(zhuǎn)座第七章 RNA的轉(zhuǎn)錄合成1、轉(zhuǎn)錄:在RNA聚合酶的催化下,以DNA的一條鏈為模板合成RNA,從而將DNA所攜帶的遺傳信息傳遞給NA的過程稱為轉(zhuǎn)錄。2、RNA轉(zhuǎn)錄合成的特點(diǎn) a、不對(duì)稱性:DNA雙鏈中只有其中的一條作為RNA合成的模板鏈;b、連續(xù)性:在RNA聚合酶的作用下連續(xù)合成一段RNA鏈;c、單向性:所合成的RNA鏈的方向只能是5'3'd、有特定的起
27、始和終止位點(diǎn);e、依賴于RNA聚合酶3、合成的RNA中,如只含一個(gè)基因的遺傳信息,稱為單順反子(真核生物);如含有幾個(gè)基因的遺傳信息,則稱為多順反子(原核生物)4、RNA轉(zhuǎn)錄合成的條件 a、底物:四種核糖核苷酸,即ATP,GTP,CTP,UTP。b、模板:以一段單鏈DNA作為模板。 c、RNA聚合酶5、激活因子CAP: 該蛋白與cAMP結(jié)合后,刺激RNA聚合酶與起始部位結(jié)合,從而起始轉(zhuǎn)錄過程。 6、啟動(dòng)子:是RNA聚合酶是識(shí)別、結(jié)合和啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列。 啟動(dòng)子包含:轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)、-10區(qū)、-35區(qū)及在-10框和-35框之間較嚴(yán)格的距離。啟動(dòng)子中的元件通??梢苑譃閮煞N:核心啟動(dòng)子元件和上游啟
28、動(dòng)子元件。7、原核生物和真核生物基因轉(zhuǎn)錄的差異原核生物真核生物原核生物只有一種RNA聚合酶參與所有類型的基因轉(zhuǎn)錄,而真核生物有三種以上RNA聚合酶參與;轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物差異很大:原核生物初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物大多是編碼序列,真核生物的初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物有內(nèi)含子序列,mRNA只占初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的一小部分;真核生物的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物需要經(jīng)過剪切、修飾等轉(zhuǎn)錄后加工成熟過程,而原核生物的初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物較少經(jīng)過加工就可以直接作為翻譯模板;原核生物的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA為多順反子,大多數(shù)真核生物的mRNA是單順反子的結(jié)構(gòu)。8、原核生物RNA聚合酶中的因子識(shí)別轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn),并促使核心酶結(jié)合形成全酶復(fù)合物。9、RNA轉(zhuǎn)錄的抑制堿基類似物 (嘌呤和嘧啶
29、類似物)DNA模板功能抑制物RNA聚合酶的抑制物10、原核生物的RNA轉(zhuǎn)錄合成的基本過程 識(shí)別 RNA聚合酶中的因子識(shí)別轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)起始 RNA聚合酶作用延長(zhǎng) 終止 終止子作用就是在DNA模板上特定位點(diǎn)終止RNA的合成,從而釋放出RNA 聚合酶和RNA分子。【名詞解釋】:1、 轉(zhuǎn)錄 2、啟動(dòng)子 3、多順反子 4、單順反子第八章 RNA轉(zhuǎn)錄的剪接與加工1、 真核生物中mRNA前體分子需要經(jīng)過以下變化才能成為成熟的mRNA分子:5端形成帽子結(jié)構(gòu);在磷酸酶的作用下,將5'-端的磷酸基水解,然后再加上鳥苷三磷 酸,形成GpppN的結(jié)構(gòu),再對(duì)G進(jìn)行甲基化。3端形成一段多聚核苷酸(Poly A尾巴)
30、;首先由核酸外切酶切去3'-端一些過剩的核苷酸,然后再加入polyA。RNA的剪接:切去內(nèi)含子和連接外顯子;真核生物HnRNA的剪接一般需snRNA(核內(nèi)小RNA)參與構(gòu)成的核蛋白體參加,通過形成套索狀結(jié)構(gòu)而將內(nèi)含子切除掉。核苷酸修飾:主要是甲基化;由甲基化酶催化,對(duì)某些堿基進(jìn)行甲基化處理。RNA編輯;堿基的丟失、插入、轉(zhuǎn)換。2、原核生物中的mRNA很少經(jīng)過加工,由于轉(zhuǎn)錄和翻譯偶聯(lián),一般情況下一邊轉(zhuǎn)錄一邊就進(jìn)行翻譯,中間沒有可加工的間歇時(shí)間。 3、RNA的轉(zhuǎn)錄后加工:細(xì)胞內(nèi)由RNA聚合酶合成的原初轉(zhuǎn)錄物一般都需要經(jīng)過一系列的變化才能轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓腞NA分子,這些過程稱為RNA的成熟,或R
31、NA的轉(zhuǎn)錄后加工。4、Poly A 尾巴的功能:(1)與mRNA壽命有關(guān);(2)與翻譯有關(guān),增強(qiáng)翻譯效率;通過PAB(poly A 結(jié)合蛋白)與poly A 結(jié)合增強(qiáng)翻譯效率。(3)mRNA的保護(hù)作用,提高mRNA在細(xì)胞質(zhì)中的穩(wěn)定性。5、RNA編輯的生物學(xué)意義:(1)消除移碼突變等過程帶來的危害,甚至某些基因在突變過程中丟失達(dá)一半以上的遺傳信息都可借gRNA(guide RNA)加以補(bǔ)足;(2)RNA編輯能增加基因產(chǎn)物的多樣性,由同一基因轉(zhuǎn)錄物經(jīng)編輯可表達(dá)出多種同源體蛋白質(zhì);(3)RNA編輯與生物細(xì)胞的發(fā)育和分化有關(guān),是基因調(diào)控的一種重要形式;(4)RNA編輯使基因產(chǎn)物獲得新的結(jié)構(gòu)和功能,有利
32、于生物進(jìn)化。6、RNA生物功能的多樣性:、RNA在遺傳信息的翻譯中起決定性作用;、RNA具有重要的催化功能;、細(xì)胞內(nèi)各類小RNA具有重要功能;、RNA對(duì)基因表達(dá)和細(xì)胞功能具有重要的調(diào)節(jié)作用;、RNA在生物進(jìn)化中起著重要作用。7、細(xì)胞核mRNA前體剪接過程中,內(nèi)含子的剪接方式有 三類:第一類,自我剪接內(nèi)含子。無需酶或蛋白質(zhì)參與的自發(fā)的剪接過程;第二類,蛋白質(zhì)(酶)參與剪接的內(nèi)含子。主要存在于tRNA前體中;第三類,依賴snRNP(核糖核蛋白體)剪接的內(nèi)含子。8、mRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):5端有帽子結(jié)構(gòu);3端有poly A結(jié)構(gòu);帽子結(jié)構(gòu)下游有3個(gè)寡聚U區(qū);位于寡聚U區(qū)的下游有重復(fù)序列;有莖環(huán)結(jié)構(gòu),分布于
33、編碼區(qū)兩側(cè);編碼區(qū)為非重復(fù)結(jié)構(gòu),含有內(nèi)含子。9、核酶:泛指一類具有催化功能的,一般無需蛋白質(zhì)參與或不與蛋白質(zhì)結(jié)合就具有催化功能的RNA分子。 已發(fā)現(xiàn)的核酶有兩種:剪接型核酶:RNA分子被酶切斷磷酸二酯鍵后有新的磷酸二酯鍵生成 剪切型核酶:只剪不接?!久~解釋】:1、 RNA的轉(zhuǎn)錄后加工 2、poly A 尾巴 3、核酶第九章 遺傳密碼與蛋白質(zhì)的生物合成1、遺傳密碼:DNA 或 mRNA中的核苷酸序列與蛋白質(zhì)中氨基酸序列的對(duì)應(yīng)關(guān)系。2、密碼子:由三個(gè)相鄰的堿基編碼一種氨基酸的核苷酸三聯(lián)體。3、遺傳密碼的特點(diǎn):(1)、通用性:動(dòng)植物微生物都可使用。(2)、簡(jiǎn)并性:一種氨基酸可有多種密碼子編碼的現(xiàn)象
34、。(3)、讀碼的連續(xù)性:不重疊無間隔。(4)、有起始密碼 AUG 和終止密碼 UAA、UAG、UGA。(5)、方向性:密碼子的閱讀方向?yàn)?-3。 (6)、變偶性(擺動(dòng)性):密碼子的前兩個(gè)堿基相同,決定了其專一性,而第三個(gè)堿基可以發(fā)生變化。4、翻譯:以mRNA為模板的蛋白質(zhì)合成過程稱為翻譯。5、開放讀碼框(ORF):從mRNA5端起始密碼子AUG到3端終止密碼子之間的核苷酸序列,各個(gè)三聯(lián)體密碼連續(xù)排列編碼一個(gè)蛋白質(zhì)多肽鏈,稱為開放讀碼框。蛋白質(zhì)合成6、蛋白質(zhì)合成體系:mRNA:是蛋白質(zhì)生物合成過程中直接指令氨基酸摻入的模板,是遺傳信息的載體。tRNA:在蛋白質(zhì)合成中處于關(guān)鍵地位,它不但為每個(gè)三聯(lián)
35、體密碼子譯成氨基酸提供接合體,還為準(zhǔn)確無誤地將所需氨基酸運(yùn)送到核糖體上提供運(yùn)送載體。核糖體:是由rRNA和多種蛋白質(zhì)結(jié)合而成的一種大的核糖核蛋白顆粒,蛋白質(zhì)肽鍵的合成就是在這種核糖體上進(jìn)行的。輔助因子:起始因子(IF)延長(zhǎng)因子(EF)釋放因子(RF)原核生物中有4中,真核只有1種氨基酰tRNA合成酶:存在于胞液中,與特異氨基酸的活化以及氨基酰tRNA的合成有關(guān)。供能物質(zhì)和無機(jī)離子:多肽鏈合成時(shí),需ATP、GTP作為供能物質(zhì),并需Mg2+、K+參與。氨基酸活化時(shí)需消耗2分子高能磷酸鍵,肽鍵形成時(shí)又消耗2分子高能磷酸鍵,故縮合一分子氨基酸殘基需消耗4分子高能磷酸鍵。 7、tRNA的功能:(1)被特
36、定的氨酰- tRNA合成酶識(shí)別,使tRNA接受正確的活化氨基酸。(2)識(shí)別mRNA鏈上的密碼子。(3)在蛋白質(zhì)合成過程中,tRNA起著連結(jié)生長(zhǎng)的多肽鏈與核糖體的作用。8、核糖體大、小亞基的功能:小亞基:可與mRNA、GTP和起始tRNA結(jié)合大亞基:(1)具有兩個(gè)不同的tRNA結(jié)合點(diǎn)。 A位(右) 氨?;课唬膳c新進(jìn)入的氨基酰 tRNA結(jié)合;P位(左)肽?;课?,可與延伸中的肽酰基tRNA結(jié)合。補(bǔ)充:蛋白質(zhì)合成起始的主要結(jié)果就是將起始tRNA置于P位點(diǎn)。只有起始tRNA才能進(jìn)入P位點(diǎn),其它的tRNA必須進(jìn)入A位點(diǎn)。 (2)具有轉(zhuǎn)肽酶活性:將給位上的肽酰基轉(zhuǎn)移給受位上的氨基酰tRNA,形成肽鍵。
37、 (3)水解GTP,獲得能量。 (4)具有起始因子、延長(zhǎng)因子及釋放因子的結(jié)合部位。 9、蛋白質(zhì)合成過程:一、氨基酸的活化與轉(zhuǎn)運(yùn):原核生物翻譯的第一個(gè)氨基酸-甲硫氨酸(Met)需要甲?;拍鼙黄鹗济艽a識(shí)別;真核生物中就不需要對(duì)Met進(jìn)行甲?;6?、翻譯起始(以原核為例):需要起始因子(IF或eIF)和ATP、GTP參與。三、肽鏈的延長(zhǎng):需要延長(zhǎng)因子、各種酶和GTP參與。四、肽鏈合成終止:10、氨酰- tRNA合成酶特點(diǎn)(1)、專一性: 對(duì)氨基酸有極高的專一性,只作用于L-氨基酸;對(duì)tRNA具有極高的專一性。(2)、校對(duì)作用:氨酰- tRNA合成酶的水解 部位可以水解錯(cuò)誤活化的氨基酸。11、肽鏈合
38、成的延長(zhǎng):肽鏈合成的延長(zhǎng)是根據(jù)mRNA密碼序列的指導(dǎo),依次添加氨基酸從N端向C端延伸肽鏈,直到合成終止的過程。肽鏈合成的延長(zhǎng)因?yàn)樵诤说鞍左w上連續(xù)性循環(huán)進(jìn)行,所以又稱為核蛋白體循環(huán)。12、核蛋白體循環(huán)分以下三個(gè)步驟:(1)、進(jìn)位:指根據(jù)mRNA下一組遺傳密碼指導(dǎo),使相應(yīng)的氨?;?tRNA進(jìn)入核蛋白體A位;(2)、成肽:當(dāng)氨酰-tRNA進(jìn)入A位后,在肽酰轉(zhuǎn)移酶的作用下將P位tRNA上的肽酰轉(zhuǎn)移到A位上的氨基上,使肽鏈延長(zhǎng)一個(gè)氨基酸。(3)、轉(zhuǎn)位:肽酰-tRNA從A位轉(zhuǎn)移到P位的過程。補(bǔ)充:脫落:原核生物中,當(dāng)完成轉(zhuǎn)位反應(yīng)時(shí),空載tRNA在肽鍵形成前從E位(核糖體上氨酰-tRNA結(jié)合的凹槽位點(diǎn))脫落
39、;而在真核生物中由于細(xì)胞中的核蛋白體上沒有E位點(diǎn),所以轉(zhuǎn)位時(shí)空載tRNA直接從P位點(diǎn)上脫落。13、核蛋白體閱讀mRNA密碼子的方向是53,肽鏈合成從NC端進(jìn)行的。14、催化轉(zhuǎn)肽反應(yīng)的酶稱為:肽酰基轉(zhuǎn)移酶15、釋放因子(RF)的功能:().識(shí)別終止密碼,如RF-1特異識(shí)別UAA、UAG;而RF-2可識(shí)別UAA 、UGA 。().誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶改變?yōu)轷ッ富钚?,相?dāng)于催化肽?;D(zhuǎn)移到水分子OH上,使肽鏈從核蛋白體上釋放。16、肽鏈的終止機(jī)制:識(shí)別:RF識(shí)別終止密碼,進(jìn)入核糖體的受位。 水解:RF使轉(zhuǎn)肽酶變?yōu)樗饷?,多肽鏈與tRNA之間的酯鍵被水解,多肽鏈釋放。 解離:通過水解GTP
40、,使核糖體與mRNA分離,tRNA、RF脫落,核糖體解離為大、小亞基。 17、多肽鏈合成后的加工修飾 :(1)切除:切去起始氨基酸和隨后的幾個(gè)氨基酸殘基;切除N 端的信號(hào)肽;(2)二硫鍵的形成以及氨基酸的共價(jià)修飾,包括乙酰化、磷酸化、糖基化···(3)非功能肽端的切除;18、蛋白質(zhì)前體的共價(jià)修飾:、肽鏈末端的修飾:N-端fMet或Met的切除、信號(hào)序列的切除 、二硫鍵的形成 、部分肽段的切除 、個(gè)別氨基酸的修飾、糖基側(cè)鏈的添加 、輔基的加入19、蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)的形成:構(gòu)象的形成:在分子內(nèi)伴侶、輔助酶及分子伴侶的協(xié)助下,形成特定的空間構(gòu)象。亞基的聚合。 輔基的連接2
41、0、分子伴侶:能夠幫助新生肽鏈正確折疊與組裝并形成具有一定空間構(gòu)象的一類蛋白質(zhì)分子。其本身并不參與最終產(chǎn)物的生成。21、靶向運(yùn)輸:蛋白質(zhì)合成后經(jīng)過復(fù)雜機(jī)制,定向輸送到最終發(fā)揮生物功能的目標(biāo)地點(diǎn),這一過程稱為蛋白質(zhì)的靶向輸送。22、信號(hào)肽:各種新生分泌蛋白的端有保守的氨基酸序列稱為信號(hào)肽。23、蛋白質(zhì)運(yùn)輸?shù)闹饕緩剑和ㄟ^核孔進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi);信號(hào)肽引導(dǎo)蛋白質(zhì)到達(dá)靶部位;翻譯完成后運(yùn)輸出去。24、蛋白質(zhì)運(yùn)輸分為:翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)(信號(hào)肽起作用)。這一類蛋白質(zhì)在游離核糖體內(nèi)合成,最終的去向是線粒體、葉綠體、細(xì)胞核以及過氧化物酶體;共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)(前導(dǎo)肽起作用)。蛋白質(zhì)在膜結(jié)合核糖體內(nèi)合成,最終去向是高爾基體、溶酶
42、體、質(zhì)膜以及細(xì)胞外。25、共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn):指在蛋白質(zhì)的翻譯過程中的一種邊翻譯邊轉(zhuǎn)運(yùn)的形式。26、錨定蛋白信號(hào)識(shí)別蛋白(SRP)受體:在分泌蛋白的合成過程中,生物膜上的用于識(shí)別分泌蛋白的一類信號(hào)識(shí)別蛋白受體。【名詞解釋】:1、 遺傳密碼 2、密碼子 3、開放讀碼框 4、翻譯 5、分子伴侶 6、靶向運(yùn)輸 7、簡(jiǎn)并性:同一個(gè)氨基酸具有兩個(gè)或更多個(gè)密碼子的現(xiàn)象。這些密碼子稱為同義密碼子。8、多聚核糖體:當(dāng)多個(gè)核糖體能間隔結(jié)合在mRNA鏈上,并能夠沿著mRNA鏈5向3移動(dòng)而進(jìn)行翻譯時(shí),就形成了多聚核糖體。第十章、第十一章 原核、真核生物基因表達(dá)調(diào)控1、基因表達(dá)調(diào)控:生物體內(nèi)調(diào)節(jié)基因表達(dá)的控制機(jī)制,使細(xì)胞中基
43、因表達(dá)的過程在時(shí)間、空間上處于有序的狀態(tài),并對(duì)環(huán)境條件的變化作出適當(dāng)反應(yīng)的復(fù)雜過程。2、基因表達(dá)的特點(diǎn):時(shí)間特異性和空間特異性。原核生物:3、原核生物基因表達(dá)調(diào)控的途徑:轉(zhuǎn)錄水平:細(xì)菌細(xì)胞控制從DNA模板上轉(zhuǎn)錄起特異性mRNA的速度;翻譯水平:mRNA合成后,控制mRNA翻譯成多肽鏈的速度。4、基因表達(dá)活性的調(diào)節(jié)主要通過順式作用元件和反式作用因子的相互作用來實(shí)現(xiàn)的。、順式作用元件:指某些能影響基因表達(dá)但不編碼新的蛋白質(zhì)和RNA的DNA序列,按照功能分為啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、負(fù)調(diào)控元件(沉默子等)、反式作用因子:指能直接或間接地識(shí)別或結(jié)合在各順式作用元件核心序列上,參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的一組蛋白質(zhì)5
44、、基因表達(dá)的形式:組成性表達(dá) 誘導(dǎo)和阻遏表達(dá) 協(xié)調(diào)表達(dá)6、基因表達(dá)調(diào)控的生物學(xué)意義:(1)、適應(yīng)環(huán)境、維持生長(zhǎng)和增殖;(2)、維持個(gè)體發(fā)育與分化。7、原核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點(diǎn)主要是適應(yīng)性調(diào)節(jié)主要是轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)以操縱子為單位,有正、負(fù)調(diào)控兩種機(jī)制8、操縱子:在代謝途徑中功能密切相關(guān)的一組蛋白質(zhì)編碼的結(jié)構(gòu)基因區(qū)域加上其調(diào)控區(qū)域組成的控制單元。9、結(jié)構(gòu)基因:編碼蛋白質(zhì)多肽鏈和功能RNA的基因。 調(diào)節(jié)基因:編碼能與操縱序列結(jié)合的調(diào)控蛋白的基因。10、乳糖操縱子的正調(diào)節(jié)機(jī)制:細(xì)菌優(yōu)先利用葡萄糖作為碳源,抑制其他糖類代謝的操縱子表達(dá),如果有葡萄糖存在,即使有乳糖等其它誘導(dǎo)物碳源的存在,也優(yōu)先利于葡萄糖。11、大腸桿菌乳糖操縱子中有三種結(jié)構(gòu)基因,分別是lacZ、lacY、lacA。12、在正調(diào)控中起重要作用的因子,cAMP-CAP復(fù)合物,它的結(jié)合位點(diǎn)在lac啟動(dòng)
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