《分子生物学》试题及参考答案
蛋白质的生物合成
(一)名词解释
1．翻译 2．密码子 3．密码的简并性 4．同义密码子 5．变偶假说 6．移码突变 7．同功受体 8．多核糖体 (一)名词解释
1．翻译(translation)：以mRNA为模板，氨酰-tRNA为原料直接供体，在多种蛋白质因子和酶的参与下，在核糖体上将mRNA分子上的核苷酸顺序表达为有特定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
2．密码子(codon)：mRNA中碱基顺序与蛋白质中氨基酸顺序的对应关系是通过密码实现的， mRNA中每三个相邻的碱基决定一个氨基酸，这三个相邻的碱基称为一个密码子。
3．密码的简并性(degeneracy)：—个氨基酸具有两个以上密码子的现象。 4．同义密码子(synonym codon)：为同—种氨基酸编码的各个密码子，称为同义密码了。
5．变偶假说(wobble hypothesis)：指反密码子的前两个碱基(3’-端)按照标准与密码子的前两个碱基(5’-端)配对，而反密码子中的第三个碱墓则有某种程度的变动，使其有可能与几种不同的碱基配对。
6．移码突变(frame-shift mutation)：在mRNA中，若插入或删去一个核苷酸，就会使读码发错误，称为移码，由于移码而造成的突变、称移码突变。 7，同功受体(isoacceptor)：转运同一种氨基酸的几种tRNA称为同功受体。 8．反密码子(anticodon)：指tRNA反密码子环中的三个核苷酸的序列，在蛋白质合成过程中通过碱基配对，识别并结合到mRNA的特殊密码上。 9．多核糖体(polysome)：mRNA同时与若干个核糖体结合形成的念珠状结构，称为多核糖体。
(二)问答题
1．参与蛋白质生物合成体系的组分有哪些?它们具有什么功能? 2．遗传密码是如何破译的? 3．遗传密码有什么特点?
4．简述三种RNA在蛋白质生物合成中的作用。
5．简述核糖体的活性中心的二位点模型及三位点模型的内容。 6．氨基酸在蛋白质合成过程中是怎样被活化的? 7．简述蛋白质生物合成过程。
8．蛋白质合成中如何保证其翻译的正确性?
9．原核细胞和真核细胞在合成蛋白质的起始过程有什么区别。 10．蛋白质合成后的加工修饰有哪些内容? 11．蛋白质的高级结构是怎样形成的?
12．真核细胞与原核细胞核糖体组成有什么不同?如何证明核糖体是蛋白质的合成场所?
13. 已知一种突变的噬菌体蛋白是由于单个核苷酸插入引起的移码突变的，将正常的蛋白质和突变体蛋白质用胰蛋白酶消化后，进行指纹图分析。结果发现只有一个肽段的差异，测得其基酸顺序如下：
正常肽段 Met-Val-Cys-Val-Arg 突变体肽段 Met-Ala-Met-Arg
（1）什么核苷酸插入到什么地方导致了氨基酸顺序的改变？ （2）推导出编码正常肽段和突变体肽段的核苷酸序列. 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
14. 试列表比较核酸与蛋白质的结构。 15. 试比较原核生物与真核生物的翻译。 (二)问答题
1．①mRNA：蛋白质合成的模板；②tRNA：蛋白质合成的氨基酸运载工具；③核糖体：蛋白质合成的场所；④辅助因子：(a)起始因子—--参与蛋白质合成起始复合物形成；(b)延长因子—--肽链的延伸作用；(c)释放因子一--终止肽链合成并从核糖体上释放出来。
2．提示：三个突破性工作 (1)体外翻译系统的建立；(2)核糖体结合技术；(3)核酸的人工合成。
3．(1)密码无标点：从起始密码始到终止密码止，需连续阅读，不可中断。增加或删除某个核苷酸会发生移码突变。
(2)密码不重叠：组成一个密码的三个核苷酸只代表一个氨基酸，只使用一次，不重叠使用。
(3)密码的简并性：在密码子表中，除Met、Trp各对应一个密码外，其余氨基酸均有两个以上的密码，对保持生物遗传的稳定性具有重要意义。
(4)变偶假说：密码的专一性主要由头两位碱基决定，第三位碱基重要性不大，因此在与反密码子的相互作用中具有一定的灵活性。
(5)通用性及例外：地球上的一切生物都使用同一套遗传密码，但近年来已发现某些个别例外现象，如某些哺乳动物线粒体中的UGA不是终止密码而是色氨酸密码子。
(6)起始密码子AUG，同时也代表Met，终止密码子UAA、UAG、UGA使用频率不同。
4．(1)mRNA：DNA的遗传信息通过转录作用传递给mRNA，mRNA作为蛋白质合成模板，传递遗传信息，指导蛋白质合成。
(2)tRNA：蛋白质合成中氨基酸运载工具，tRNA的反密码子与mRNA上的密码子相互作用，使分子中的遗传信息转换成蛋白质的氨基酸顺序是遗传信息的转换器。
(3)rRNA 核糖体的组分，在形成核糖体的结构和功能上起重要作用，它与核糖体中蛋白质以及其它辅助因子一起提供了翻译过程所需的全部酶活性。 5．(1)二位点模型 A位：氨酰-tRNA进入并结合的部位；P位：起始氨酰-tRNA或正在延伸的肽基-tRNA结合部位，也是无载的tRNA从核糖体上离开的部位。(2)三位点模型 大肠杆菌上的70S核糖体上除A位和P位外，还存在第三个结合tRNA的位点，称为E位，它特异地结合无负载的tRNA及无负载的tRNA最后从核糖体上离开的位点。
6．催化氨基酸活化的酶称氨酰-tRNA合成酶，形成氨酰-tRNA，反应分两步进行：
(1)活化 需Mg2+和Mn2+，由ATP供能，由合成酶催化，生成氨基酸-AMP-
酶复合物。 ，
(2)转移 在合成酶催化下将氨基酸从氨基酸—AMP—酶复合物上转移到相应的tRNA上，形成氨酰-tRNA。
7．蛋白质合成可分四个步骤，以大肠杆菌为例：
(1)氨基酸的活化：游离的氨基酸必须经过活化以获得能量才能参与蛋白质合成，由氨酰-tRNA合成酶催化，消耗1分子ATP，形成氨酰-tRNA。
(2)肽链合成的起始：由起始因子参与，mRNA与30S小亚基、50S大亚基及起始甲酰甲硫氨酰-tRNA(fMet-tRNAt)形成70S起始复合物，整个过程需GTP水解提供能量。
(3)肽链的延长：起始复合物形成后肽链即开始延长。首先氨酰-tRNA结合到核糖体的A位，然后，由肽酰转移酶催化与P位的起始氨基酸或肽酰基形成肽键，tRNAf或空载tRNA仍留在P位．最后核糖体沿mRNA5’→3’方向移动一个密码子距离，A位上的延长一个氨基酸单位的肽酰-tRNA转移到P位，全部过程需延伸因子EF-Tu、EF-Ts，能量由GTP提供。
(4)肽链合成终止，当核糖体移至终止密码UAA、UAG或UGA时，终止因子RF-1、RF-2识别终止密码，并使肽酰转移酶活性转为水解作用，将P位肽酰-tRNA水解，释放肽链，合成终止。
8．提示：(1)氨基酸与tRNA的专一结合，保证了tRNA携带正确的氨基酸；(2)携带氨基酸的tRNA对mRNA的识别，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子的相互识别，保证了遗传信息准确无误地转译；(3)起始因子及延长因子的作用，起始因子保证了只有起始氨酰-tRNA能进入核糖体P位与起始密码子结合，延伸因子的高度专一性，保证了起始tRNA携带的fMet不进入肽链内部；(4)核糖体三位点模型的E位与A位的相互影响，可以防止不正确的氨酰-tRNA进入A位，从而提高翻译的正确性；(5)校正作用：氨酰-tRNA合成酶和tRNA的校正作用；对占据核糖体A位的氨酰-tRNA的校对；变异校对即基因内校对与基因间校对等多种校正作用可以保证翻译的正确。
9．(1)起始因子不同：原核为IF-1，IF-2，IF-2，真核起始因子达十几种。 (2)起始氨酰-tRNA不同：原核为fMet-tRNAf，真核Met-tRNAi
(3)核糖体不同：原核为70S核粒体，可分为30S和50S两种亚基，真核为80S核糖体，分40S和60S两种亚基
10．提示：(1)水解修饰；(2)肽键中氨基酸残基侧链的修饰；(3)二硫键的形成；(4)辅基的连接及亚基的聚合。
11．提示：蛋白质的高级结构是由氨基酸的顺序决定的，不同的蛋白质有不同的氨基酸顺序，各自按一定的方式折叠而成该蛋白质的高级结构。折叠是在自然条件下自发进行的，在生理条件下，它是热力学上最稳定的形式，同时离不开环境因素对它的影响。对于具有四级结构的蛋白质，其亚基可以由一个基因编码的相同肽链组成，也可以由不同肽链组成，不同肽链可以通过一条肽链加工剪切形成，或由几个不同单顺反子mRNA翻译，或由多顺反子mRNA翻译合成。
12．原核细胞：70S核糖体由30S和50S两个亚基组成；真核细胞：80S核糖体由40S和60S两个亚基组成。利用放射性同位素标记法，通过核糖体的分离证明之。
13. 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.核酸与蛋白质的结构比较表如下： 核酸（Nucleic acids） DNA RNA 一级结构 核苷酸序列 Primary structure AGTTCT 或AGUUCU 的排列顺序 3，，5，- 磷酸二酯键 二级结构 Secondarystructure 双螺旋 主要是氢键，碱基堆积力 配对（茎-环结构） （同左） 蛋白质（Proteins） 氨基酸排列顺序 肽键 有规则重复的构象 （α-helix ，β－sheet，β-turn） 氢键 一条肽链的空间三级结构 超螺旋 RNA空间构象 构象 Tertiary structure 范德华力 氢键 疏水作用 盐桥 二硫键等 四级结构 多条肽链 Quaternarystructure （或不同蛋白） 15.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___________为模板，以___________为原料直接供体，以_________为合成杨所。 2．生物界共有______________个密码子，其中___________个为氨基酸编码，起始密码子为_________；终止密码子为_______、__________、____________。 3．原核生物的起始tRNA以___________表示，真核生物的起始tRNA以___________表示，延伸中的甲硫氨酰tRNA以__________表示。 4．植物细胞中蛋白质生物合成可在__________、___________和___________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___________蛋白质，Ts为对热________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_____________、____________；RF-2识别__________、____________；真核中的释放因子只有___________一种。
7．氨酰-tRNA合成酶对__________和相应的________有高度的选择性。 8．原核细胞的起始氨基酸是_______，起始氨酰-tRNA是____________。
9．原核细胞核糖体的___________亚基上的 __________协助辨认起始密码子。
l0．每形成一个肽键要消耗_____________个高能磷酸键，但在合成起始时还需多消耗___________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__________形成和_________的水解。
12．肽链合成终止时，___________进人“A”位，识别出_________，同时终止因子使________的催化作用转变为____________。
13．原核生物的核糖体由____________小亚基和____________大亚基组成，真核生物核糖体由_________小亚基和_______________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_____________、____________、___________。 (三)填空题
1．mRNA 氨酰-tRNA 核糖体 2．64 61 UAA UAG UGA 3．tRNAf tRNAi tRNAm 4．核糖体 线粒体 叶绿体 5．不稳定 稳定
6．UAA UAG UAA UGA RF 7．氨基酸 tRNA
8．甲酰甲硫氨酸 甲酰甲硫氨酰-tRNA 9．小 16SrRNA 10．4 1
11．肽键 肽酰-tRNA
12．终止因子 终止密码子 肽基转移酶 水解作用 13．30S 50S 40S 60S 14. Ser Thr Tyr
(四)选择题
1．蛋白质生物合成的方向是( )。
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( )。
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( )。
①EF—Tu ②EF一2 ③EF--G ④EF一1 4．真核生物的释放因子是( )。 ①RF②RF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( )。 ①A、G ②C、U ③U ④U、C、A 6．蛋白质合成所需能量来自( )。 ①ATP ②GTP ③ATP、GTP ④GTP 7．tRNA的作用是( )。
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