华中农业大学生物化学本科试题库第15章RNA生物合成.doc

第15章 RNA生物合成五单元自测题

（一）名词解释或概念比较
1. 转录与逆转录
2. 单顺反子与多顺反子
3. 反意义链与有意义链
4. 启动子与终止子
5. 内含子与外显子
6. RNA聚合酶全酶与核心酶
7. 操纵子与操纵基因
8. 顺式作用元件与反式作用因子。
9. 阻遏物与辅阻遏物
10. -10序列与TATA box
11. 核酶

（二）填空题
1. 引物酶与转录中的RNA聚合酶之间的差别在于它对 不敏感，并可以 作为底物。
2. 大肠杆菌中DNA指导的RNA聚合酶全酶的亚基组成为 ，去掉 因子的部分称为核心酶，这个因子使全酶能辩认DNA上的 位点。
3. 利福平抑制细菌中转录的起始，因为 。
4. 原核生物中各种RNA是 催化生成的。而真核生物基因的转录分别由 种RNA聚合酶催化，其中rRNA基因由 转录，hnRNA基因由 转录，各类小分子量RNA则是 的产物。
5. 一个转录单位一般应包括 序列、 序列和 顺序。
6. 真核细胞中编码蛋白质的基因多为 。编码的序列还被保留在成熟mRNA中的是 ，编码的序列在前体分子转录后加工中被切除的是 。在基因中 ______被_____分隔，而成熟的mRNA中外显子转录的序列被拼接起来。
7. 真核生物与原核生物的tRNA前体一个重要的区别就是前者含有 。
8. 在原核细胞中，由同一调控区控制的一群功能相关的结构基因组成一个基因表达调控单位，称为 ，其调控区包括 和 。
9. 大肠杆菌乳糖操纵子调节基因编码的 与 结合，对lac表达实施负调控； 和 的复合物结合于 上游部分，对lac表达实施正调控。
10. 大肠杆菌色氨酸操纵子阻遏蛋白必须先与辅阻遏物 相结合，才能结合于操纵基因。在trp操纵基因与结构基因之间有一段能被转录的 ，可编码含有2个 残基的14肽。色氨酸充裕时， 翻译迅速，转录中断，色氨酸不足时， 翻译迟滞，结构基因的转录得以继续进行，称为 调节。
11. 乳糖操纵子的启动，不仅需要有诱导物乳糖存在，而且培养基中不能有 ，因为它的分解代谢产物会降低细胞中 的水平，而使 复合物不足，它是启动基因启动所不可缺少的 调节因子。
12.中心法则是 于 年提出的其内容可概括为 。

（三）选择题
1. hnRNA是：
A. 存在于细胞核内的tRNA前体 B. 存在于细胞核内的mRNA前体
C. 存在于细胞核内的rRNA前体 D. 存在于细胞核内的snRNA前体
2. 真核细胞中RNA聚合酶Ⅲ的产物是：
A. mRNA B.hnRNA C. rRNA D. tRNA和snRNA
3. 合成后无需进行转录后加工修饰就具有生物活性的RNA是：
A. tRNA B. rRNA C. 原核细胞mRNA D. 真核细胞mRNA
4. 下列抑制剂哪一种既抑制DNA的复制又抑制转录作用：
A. 利福平 B. 丝裂霉素G C. 高剂量放线菌素 D. α-鹅膏蕈碱
5. 下列核酸合成抑制剂中对真核细胞RNA聚合酶Ⅱ高度敏感的抑制剂是：
A. 利福平 B. 氨甲喋呤 C. α-鹅膏蕈碱 D氮芥
6. 以下哪种物质常造成碱基对的插入或缺失，从而发生移码突变？
A. 嘧淀衍生物 B. 5-氟尿嘧啶 C. 羟胺 D. 亚硝基胍
7. 下列关于基因增强子的叙述错误的是：
A. 删除增强子通常导致RNA合成的速度降低
B. 增强子与DNA-结合蛋白相互作用
C. 增强子增加mRNA翻译成为蛋白质的速度
D. 在病毒的基因组中有时能够发现增强子
8. 下列有关操纵子的论述哪个是错误的？
A. 操纵子是由启动基因、操纵基因与其所控制的一组功能上相关的结构基因组成的基因表达调控单位
B. 操纵子不包括调节基因
C. 代谢底物往往是该途径可诱导酶的诱导物，代谢终产物则往往是可阻遏酶的辅助遏物
D. 真核细胞的酶合成也存在诱导和阻遏现象，因此也是由操纵子进行调控的
9. 操纵子调节系统属于哪一种水平的调节？
A. 复制水平的调节 B. 转录水平的调控
C. 转录后加工的调控 D. 翻译水平的调控
10. 下列关于操纵基因的论述哪个是正确的？
A. 能专一地与阻遏蛋白结合
B. 能与结构基因一起被转录但未被翻译
C. 是RNA聚合酶识别和结合的部位
D. 是诱导物或辅助遏物的结合部位
11. 下列有关降解物基因活化蛋白（CAP）的哪个论点是正确的？
A. CAP-cAMP可专一地与启动基因结合，促进结构基因的转录
B. CAP可单独与启动基因相互作用，促进转录
C. CAP-cAMP可与调节基因结合，控制阻遏蛋白合成
D. CAP-cAMP可与RNA聚合酶竞争地结合于启动基因，从而阻碍结构基因的转录
12. 与乳糖操纵子操纵基因结合的物质是：
A. RNA聚合酶 B. DNA聚合酶 C. 阻遏蛋白 D. 反密码子
13. 下列关于生物体内物质代谢特点的论述哪个是不正确的？
A. 各种物质都有特定的代谢途径
B. 各种物质的代谢是相互联系的
C. 在任何情况下代谢都以不变的速率进行
D. 各种物质的代谢是相互联系的
14. 假定在含有乳糖作为唯一碳源的培养基上培养大肠杆菌。基因型是i-Z+Y+。然后加入葡萄糖。那么将发生下列哪种情况？
A. 不发生什么变化 B. 细胞不再利用乳糖
C. 不再产生Lac mRNA D. 阻遏物将结合到操纵基因上
15．真核基因表达受下列哪个成分调控
A. 操纵 B. 非组蛋白 C. 组蛋白 D. 阻遏蛋白
16. 参与识别转录起点的是：
A. ρ因子 B. 核心酶（α2ββˊ） C. 引物酶 D. 全酶（α2ββˊσ）
17. 下列有关转录作用的叙述些是对的？
A．模板上专一的转录起始部位必须由RNA聚合酶来识别
B.对于一个基因而言，DNA中的一条链是转录模板，其互补链有可能是另一基因的反意义链
C.转录从模板的3ˊ端开始，沿模板链3ˊ→5ˊ 的方向进行，RNA链按3ˊ→5ˊ的方向合成
D.模板5ˊ端附近有特殊的终止序列，确定转录的终点

（四）是非题
1. 所有核酸合成时，新链的延长方向都是从5’→3’。
2. 抑制RNA合成酶的抑制剂不影响DNA的合成。
3. 在真核细胞中，三种主要RNA的合成都是由一种RNA聚合酶催化。
4. 中心法则概括了DNA在信息代谢中的主导作用。
5. 逆转录酶催化RNA指导的DNA合成不需要RNA引物。
6. 原核细胞和真核细胞中许多mRNA都是多顺反子的转录产物。
7. 在DNA合成中，大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ和真核细胞中的RNaseH均能切除RNA引物。
8. 用一个带poly（U）的亲和层析柱，可以方便地从匀浆中分离出真核和原核细胞的mRNA。
9. 逆转录酶以RNA为模板合成DNA时，利用病毒RNA链通过氢键结合的一个tRNA分子作为引物。
10. 隔裂基因的内含子转录的序列在前体分子的加工中都被切除，因此可以断定内含子的存在完全没有必要。
11. 原核细胞中mRNA一般不需要转录后加工。
12. 如果没有σ因子，核心酶只能转录出随机起始的、不均一的、无意义的RNA产物。
13. 已发现一些RNA前体分子具有催化活性，可以准确地自我剪接，被称为核酸构成酶（ribozyme）。
14. RNA聚合酶不具备核酸外切酶活性，因此RNA合成的保真度比DNA低得多。
15. 大肠杆菌乳糖操纵子是第一个阐明的操纵子，是由Monod和Jacob于1961年提出的。
16. 大肠杆菌乳糖操纵子真正的诱导物不是乳糖，而是它的异构体别乳糖。
17. 操纵基因又称操纵子，如同启动基因又称启动子一样

（五）简答与计算
1. 大肠杆菌的DNA聚合酶与RNA聚合酶有哪些重要的异同点。
2. 如果一种突变的菌株合成的σ因子与核心酶不易解离，对RNA合成可能产生什么影响？
3. 下面是某基因中的一个片段：

（1）指出转录的方向和哪条链是转录模板
（2）写出转录产物的序列
（3）RNA产物的序列与有意义链的序列之间有什么关系？
4. 每次DNA合成的起始需要一小段RNA作引物，E.coli RNA聚合酶受利福平的抑制。
（1）把利福平加到正在进行对数生长的E.coli群体中，对DNA复制会产生什么影响？
（2）如果将E.coli在缺乏某种生长必需因子的培养中饥饿两小时，然后再加入这种生长必需因子和利福平，对DNA复制会产生什么影响？
5. 一个正在旺盛生长的大肠杆菌细胞内约含15000个核糖体。
（1） 如果rRNA前体的基因共含有5000对核苷酸残基，转录出这么多rRNA共需消耗多少分子ATP（设反应从5′-NMP和ATP开始）？
（2） 如果这些能量由葡萄糖的有氧氧化提供，共需消耗多少分子葡萄糖？
6. 假设大肠杆菌的转录速度为每秒50个核苷酸残基，计算RNA聚合酶合成一个编码分子量为100KD的蛋白质的mRNA大多需要多少时间？（氨基酸残基的平均分子量按110计）。
7. 在突变的大肠杆菌中下列基因的缺失将产生什么结果？
（1） 乳糖操纵子调节基因缺失；
（2） 色氨酸操纵子调节基因缺失。
8. 从野生型大肠杆菌中分离出一个单基因突变的突变株，它不能在乳糖、半乳糖、阿拉伯糖等碳原上生长，但它细胞内的AMP水平正常。试推测什么突变可导致这样的结果？
9. 指出下列二倍体基因型（1）能否产生β-半乳糖苷酶？（2）β-半乳糖苷酶的合成是诱导型还是组成型？（3）如果以乳糖作为唯一碳源是否能生长？
（1）I+Z-Y+/ i-Z+Y-
（2）i+Z+Y+/ i+OcZ-Y+
（3）i+Z-Y+/ OcZ+Y+
（4）i+Z+Y-/ i-Z-Y+
（5）i-Z+Y-/ i-Z+Y+
（6）i-Z+Y+/ i+OcZ-Y+
（7）i-P-Z+/ i-Z-
（8）i+OcZ-Y+/ i+Z+Y-
（9）i+P-OcZ-Y-/ i-Z+Y-
（10）i+ P-OcZ+Y-/ i-P+O+Z+Y-
10. 一种突变的大肠杆菌乳糖操纵子阻遏蛋白对lac操纵基因的亲和力比野生型大100倍，而对DNA上非专一部位的结合亲和力没有改变。试预测其后果。
11. 如果把乳糖加到预先在缺少所有糖的营养培养基上培养的一种Lac+ 大肠杆菌菌株培养物中，那么mRNA合成，酶合成，以及酶活性发生什么变化？假定所加入的乳糖量在生长两代后耗尽。
12. 有一个基因型为i+Z+Y+的细胞，在既不含葡萄糖也不含乳糖的培养基（即用一些其它碳源）内有多少种蛋白结合成组成型lac操纵子的DNA上？如果葡萄糖存在时有多少种？
13. cAMP-CAP系统的作用保证下列哪一点？
(1) cAMP水平不会变得太高;
(2) 一些酶在需要时产生;
(3) 一些酶在不需要时不产生.
14.原核生物RNA聚合酶是如何找到启动子的？真核生物RNA 聚合酶与之相比有何异同？
15. 简要说明原核生物和真核生物转录调控的主要特点。
16. 简要说明RNA功能多样性。

六、参考答案

（一）名词解释或概念比较
1. 在DNA指导下RNA的合成称为转录， 转录是在DNA模板指导下，按碱基互补的原则，由RNA聚合酶催化完成的。以RNA为模板合成DNA的过程称为逆转录，由逆转录酶催化。
2.携带一条多肽链（或一条rRNA和tRNA链）所需信息的DNA片段为单顺反子，真核细胞的大多数mRNA为单顺反子的产物。携带多条多肽链（或一条rRNA和tRNA链）所需信息的DNA片段称为多顺反子，原核细胞中大多数转录单位为多顺反子的产物。
3.转录中充当模板的DNA单链称为模板链、反意义链或（-）链，另一条与之互补的DNA链称为编码链、有意义链或（+）链。
4.启动子是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列。终止子是转录的终止控制元件，是基因末端一段特殊的序列，它使RNA聚合酶在模板上的移动减慢，停止RNA的合成。
5.在真核生物中，编码大多数蛋白质的基因为不连续基因（或称隔裂基因），即包含编码序列（又称外显子，extron）和非编码序列（又称内含子，intron），外显子被内含子隔裂成若干片 段，二者一起被转录。
6.RNA聚合酶全酶与核心酶 RNA聚合酶全酶有5个亚基(α2ββˊσ )组成，σ亚基可识别并使全酶稳定结合于启动子部位（转录起始点上游-35序列和-10序列），开始转录；没有σ亚基的酶为核心酶（α2ββ’），负责RNA链的延伸。
7.操纵子既是原核生物基因表达单位，也是协同调节的单位; 它包括在功能上彼此相关的结构基因和控制部位（操纵基因和启动子），可接受调节基因产物质(阻遏蛋白)的调节。而操纵基因是操纵子上的控制部位。
8.顺式作用元件是指基因5′端上游区域那些与基因表达调控有关的顺序，这些顺序均与基因处于顺式位置。反式作用因子是指对转录起重要调节作用的许多核蛋白，它们的编码基因位于其它不同的位置。
9 .阻遏物又称阻遏蛋白，是调节基因的产物，它通过与操纵基因的结合，可以控制结构基因的转录。辅阻遏物一般是各种生物合成途径的终产物（或产物类似物），它与无活性的阻遏蛋白结合，可以使阻遏蛋白构象发生变化，从而可以结合到操纵基因上，以阻制结构基因的转录。
10.-10序列是指大肠杆菌基因启动子共有序列，它在基因上游约-10位置处，是6bp的保守序列TATAAT，称为Pribnow 框，或称为-10序列TATA box，该序列有助于DNA局部双链解开。
TATA box是真核生物类别II启动子中基本启动子的共有序列，它的位置在-25至-30处，其保守序列为TATAAAA（T），这一序列称为TATA box，其功能与RNA聚合酶的定位有关，DNA双链在次解开并决定转录的起始位置。
11. 核酶是那些指具有催化功能的RNA。

（二）填空题
1. 利福平 dNTP
2. α2ββ’σ σ 启动子
3. 利福平与β亚基竞争性地结合GTP和ATP
4. 同一RNA聚合酶 3 RNA聚合酶Ⅰ RNA聚合酶Ⅱ RNA聚合酶Ⅲ
5. 启动子 编码 终止子
6. 隔裂基因 外显子 内含子 外显子 内含子
7. 插入序列
8. 操纵子 启动基因 操纵基因
9. 阻遏蛋白 操纵基因 cAMP 降解物基因活化蛋白 启动基因
10. 色氨酸 前导序列 色氨酸 前导肽 前导肽 衰减或制动
11. 葡萄糖 cAMP cAMP-CAP 正
复制 转录 翻译
12.Crick 1958 DNA←—→DNA——→RNA——→ 蛋白质

（三）选择题
1.B 2. D 3.C 4.C 5.C 6.A 7.A 8.D 9.B 10.A 11.A 12.C 13.C 14.C 15.B
16.D 17.B，D

（四）是非题
1. 对 2.错 3. 错 4. 对 5. 错 6. 错 7. 对 8. 错 9. 对 10. 错 11. 对 12. 对
13. 对 14. 对 15. 对 16. 对 17. 错

（五）简答与计算
1. DNA聚合酶和RNA聚合酶主要的相似点：①都以DNA为模板；②都根据碱基互补的原则按5’→3’的方向合成新链；③合成反应均由焦磷酸的水解驱动；④都需要2价阳离子作为辅因子。DNA聚合酶Ⅲ与RNA聚合酶全酶主要的不同之点如下：

不同点
DNA聚合酶Ⅲ
RNA聚合酶全酶
亚基组成
αβγδεθι
α2ββ’σ
功能
复制
转录
单体
4种dNTP
4种NTP
模板
DNA两条链全部
DNA一条链的一段
对引物的需求
需要引物
不需要引物
产物
较长，与模板结合
较短，从模板解离
核酸外切酶活性
有
无
校对功能
有
无

2. RNA聚合酶全酶与DNA模板的结合比核心酶紧密得多。RNA合成起始之后，突变的σ因子不能及时解离，极大地降低了RNA聚合酶沿模板移动的速度。因此该突变株的RNA合成比野生型慢得多。

3.（1）转录从右向左进行，即沿模板（负链）3’→5’的方向进行。上面写的那条链负链）是反意义链。
（2）5′ … A G C C U G C G A A U … 3′
（3）RNA产物的碱基序列与有意义链（正链）相同，唯一的区别是U替了正链的T，因此通常以正链（有意义链）为基因标示链。
4. （1）已经开始合成的所有DNA分子，将会继续完成其复制过程；没有开始合成的DNA，将会开始其复制过程，所以在这种情况下不影响任何细胞群体的DNA合成。
（2）由于氨基酸饥饿，所有正在进行合成的DNA分子都会停止，以后加入必需氨基酸和利福平。所有的DNA分子，都不会重新开始复制过程。
5. （1）1.5×108个ATP分子
（2）4.17×106个葡萄糖分子
6. 54.6秒
7. （1）lac调节基因缺失的突变体不能编码有活性的阻遏蛋白，使乳糖操纵子变为组成型的。
（2）trp调节基因的缺失使该突变体不能产生阻遏蛋白，色氨酸操纵子的表达呈组成型。
8. 很可能是编码降解物基因活化蛋白（CAP）的基因发生突变，无法合成有功能的CAP。
9.
基因型
β-半乳糖苷酶的合成
Z基因表达类型
在乳糖中能否生长
（1）
合成
诱导型
生长
（2）
合成
诱导型
生长
（3）
合成
组成型
生长
（4）
合成
诱导型
生长
（5）
合成
组成型
生长
（6）
合成
诱导型
生长
（7）
不合成
不表达
不能生长
（8）
合成
诱导型
生长
（9）
不合成
不表达
不能生长
（10）
合成
诱导型
生长

10. 野生型lac阻遏蛋白与操纵基因的缔合速度常数接近于扩散控制极限。因此，结合亲和力增大100倍意味着突变的阻遏蛋白从操纵基因上的解离速度大约为野生型的1/%，导致从加入诱导剂到lac操纵子开始转录之间的滞后，在突变体中比在野生型中长得多。
11. mRNA在加入乳糖后不久就合成，随之酶合成。合成持续两代，在乳糖用尽时便引起阻遏的建立，关闭mRNA合成，停止酶合成。由于β-半乳糖苷酶十分稳定，所以酶活性继续保持，即使在细胞分裂时，每个细胞的活性减少。
12. 两种，一种。
13. （2）、一些酶在需要时产生; (3) 一些酶在不需要时不产生.
14. 大肠杆菌RNA聚合酶全酶由5个亚基（α2ββˊσ）组成，没有σ亚基的酶为核心酶。RNA聚合酶在σ亚基引导下识别并结合到启动子上。单独核心酶也能与DNA结合，σ因子的存在对核心酶的构象有较大影响；它导致RNA聚合酶与DNA一般序列和启动子序列亲和力有很大不同，极大降低了酶与DNA一般序列的结合常数和停留时间。RNA聚合酶可通过扩散与DNA任意部位结合，这种结合是松散的，并且是可逆的。随后酶结合的DNA迅速被置换。这个过程一直继续下去，全酶不断变化与DNA结合部位，直到与上启动子序列，随即有疏松结合转变为牢固结合，并且DNA双链被局部揭开。
真核生物基因组远比原核生物更大，它们的RNA聚合酶也更为复杂。真核生物RNA聚合酶主要有三类：RNA聚合酶I 转录45SrRNA前体，经转录后加工产生5.8SrRNA，18SrRNA和28SrRNA。RNA聚合酶II转录所有的mRNA前体和大多数SnRNA。RNA聚合酶III转录所tRNA，5SrRNA等小分子转录物。真核生物RNA聚合酶的转录过程大体于细菌相似，所不同的是真核生物RNA聚合酶自身不能识别和结合到启动子上，而需要在启动子上有转录因子和RNA聚合酶装配成活性转录复合物才能起始转录。
15.真核生物的转录与原核生物的主要差别为：① 原核生物功能相关的基因构成操纵子，作为基因表达调控的单位。真核生物不组成操纵子，每个基因都有自己的启动子和调节元件，单独进行转 录；② 原核生物只有少数种类调节元件，真核生物存在大量顺式元件和反式因子，调节更为复杂；③ 原核生物常以负调节为主，调节因子活性常受变构效应调节，真核生物以正调节为主，调节因子常受共价修饰，主要是磷酸化的调节；④真核生物具有染色质结构上的调节。
16. RNA功能多样性如下：① RNA在遗传信息的翻译中起着决定的作用；②RNA具有重要的催化功能和其它持家功能；③RNA转录后加工和修饰依赖于各类小RNA和其它蛋白质复合物；④RNA对基因表达和细胞功能具有重要调节功能；⑤RNA在生物的进化中起主要作用。
5