11.E：微生物遗传学机制（练习）

11.1: 什么是基因？

基因由在转录过程中被 “读取” 或转录以产生 RNA 分子的 DNA 组成。 一种主要的RNA分子，称为信使RNA（mRNA），它为核糖体提供了信息，以在称为翻译的过程中催化蛋白质合成。 转录和翻译过程统称为基因表达。

多项选择

除了以下哪项之外，DNA 可以完成所有操作？

1. 作为从父母传给后代的遗传物质
2. 尽管环境条件发生了变化，但仍保持不变
3. 提供合成信使 RNA 的指令
4. 在翻译过程中被核糖体读取

回答

D

根据中心教条，以下哪一项代表细胞中遗传信息的流动？

1. 蛋白质到 DNA 再到 RNA
2. DNA 到 RNA 再到蛋白质
3. RNA 到 DNA 再到蛋白质
4. DNA 到蛋白质再到 RNA

回答

B

对/错

细胞总是从它们拥有的每个基因中产生蛋白质。

回答

假的

填空

制作基因的 RNA 拷贝的过程称为 ________。

回答

转录

细胞的 ________ 保持不变，而其表型会因环境影响而发生变化。

回答

基因型或基因组

简短答案

两个明显不同的细胞能否具有相同的基因型？ 解释一下。

批判性思维

一种未知细菌的纯培养物被涂在各种培养基的板上。 你注意到，与胰蛋白酶大豆琼脂板上看到的菌落形态相比，在含有葡萄糖的最小培养基板上看到的菌落形态有显著的不同。 你怎么能解释菌落形态的这些差异？

11.2: DNA 复制

DNA 复制过程是半保守的，它会产生两个 DNA 分子，每个分子都有一条 DNA 亲本链和一条新合成的链。 在细菌中，复制的开始始于复制的起源，其中超线圈的DNA由DNA回旋酶解开，由解旋酶单链，并通过单链结合蛋白结合以维持其单链状态。

多项选择

以下哪项是用 DNA 核苷酸代替引物中的 RNA 核苷酸的酶？

1. DNA 聚合酶 III
2. DNA 聚合酶 I
3. primase
4. 解旋酶

回答

B

以下哪项不参与复制的启动？

1. 连接酶
2. DNA gyrase
3. 单链结合蛋白
4. primase

回答

一个

以下哪种参与DNA复制的酶是真核生物所独有的？

1. 解旋酶
2. DNA 聚合酶
3. 连接酶
4. 端粒酶

回答

D

以下哪一项是使用 5'-CAGTTCGA-3′ 作为模板合成的？

1. 3'-AGGCTGAC-4′
2. 3'-TCCGAACTG-5′
3. 3'-GTCAAGCCT-5′
4. 3'-CAGTTCGA-5′

回答

C

填空

负责松开超线圈的 DNA 以启动复制的酶被称为 ________。

回答

DNA 回旋酶或拓扑异构酶 II

环状DNA分子（如质粒）的单向复制称为________，它涉及在合成新链的同时对一条DNA链进行划痕并将其置换。

回答

滚动圈复制

对/错

滞后链合成中使用的引物比领先的链合成中使用的引物更多。

回答

真的

简短答案

为什么 primase 需要 DNA 复制？

单链结合蛋白在DNA复制中的作用是什么？

以下是 DNA 序列。 假设这是为准备复制而分离的 DNA 分子的一部分，所以你只能看到一条 DNA 链。 构建互补 DNA 序列（表示 5' 和 3' 末端）。

DNA 序列：3'-T A C T G A C T G A C G A T C-5'

批判性思维

查看图 11.2.1 和图 11.2.2。 为什么 Meselson 和 Stahl 在用 ¹⁵ N 对起始 DNA 进行同位素标记后，继续进行实验至少两轮复制，而不是仅在复制一轮后就停止实验，这一点很重要？

如果在复制过程中添加缺少 3'-OH 组的脱氧核糖核苷酸，你预计会发生什么？

11.3: RNA 转录

在转录过程中，一个或多个基因的DNA序列中编码的信息被转录成一条RNA链，也称为RNA转录本。 由此产生的单链 RNA 分子由含有腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤和尿嘧啶碱基的核糖核苷酸组成，充当原始 DNA 序列的移动分子拷贝。 原核生物和真核生物中的转录需要 DNA 双螺旋在 RNA 合成区域部分解开。

多项选择

在细菌转录的哪个阶段涉及RNA聚合酶的α亚单位？

1. 引发
2. 伸长
3. 终止
4. 粘接

回答

一个

以下哪个成分参与了转录的启动？

1. 底漆
2. 起源
3. 启动者
4. 启动密码子

回答

C

以下哪一项不是成熟真核生物 mRNA 分子的 5' cap 和 3' poly-a 尾巴的函数？

1. 便于拼接
2. 防止 mRNA 降解
3. 帮助将成熟的转录本导出到细胞质中
4. 帮助核糖体与转录本结合

回答

一个

来自真核生物的成熟 mRNA 将包含所有这些特征，但以下哪个除外？

1. 外显子编码的 RNA
2. 内含子编码的 RNA
3. 5' 帽子
4. 3' poly-A 尾巴

回答

B

填空

________ mRNA 是编码多种多肽的 mRNA。

回答

polycistroni

负责从真核生物的初级转录本中去除内含子编码的 RNA 序列的蛋白质复合物被称为 ________。

回答

spliceosome

简短答案

在真核生物中进行 RNA 处理的目的是什么？ 为什么原核生物不需要类似的处理？

以下是 DNA 序列。 设想这是为准备转录而分离出来的 DNA 分子的一部分，所以你只能看到反义链。 构建从该模板转录的 mRNA 序列。

反义 DNA 链：3'-T A C T G A C T G A C G A C G A T C-5'

批判性思维

预测细菌启动子 —35 区域中核苷酸序列的改变所产生的影响。

11.4：蛋白质合成（翻译）

蛋白质的合成比任何其他代谢过程消耗更多的细胞能量。 反过来，蛋白质占活生物体中任何其他大分子的质量都要大。 它们几乎发挥细胞的所有功能，既是功能元素（例如酶）又是结构元素。 翻译或蛋白质合成过程是基因表达的第二部分，涉及核糖体将 mRNA 信息解码为多肽产物。

多项选择

以下哪一项是 mRNA 中与 tRNA 分子结合的三碱基序列的名称？

1. P 站点
2. 密码子
3. anticodon
4. CCA 结合部位

回答

B

在翻译开始期间，哪个组件是最后一个加入初始复合体的组件？

1. mRNA 分子
2. 小核糖体亚单位
3. 大型核糖体亚单位
4. 启动器 tRNA

回答

C

在翻译伸长过程中，传入的带电 tRNA 分子会与哪个核糖体位点结合？

1. 一个网站
2. P 站点
3. E 站点
4. B 站点

回答

一个

以下哪一项是出现在所有新翻译的原核和真核多肽的 N 末端的氨基酸？

1. 色氨酸
2. 蛋氨酸
3. 硒半胱氨酸
4. 甘氨酸

回答

B

当核糖体到达胡说八道的密码子时，会发生以下哪种情况？

1. 加入了甲硫氨酸
2. 多肽被释放
3. 肽键形成
4. A 站点绑定到带电的 tRNA

回答

B

填空

密码子中的第三个位置被称为 ________，其变化通常会导致相同的氨基酸掺入生长中的多肽中。

回答

摇摆姿势

向 tRNA 分子添加氨基酸的酶称为 ________。

回答

氨酰基-tRNA 合成酶

对/错

遗传密码中的每个密码子都编码不同的氨基酸。

回答

假的

简短答案

为什么当核糖体到达停止密码子时翻译会终止？ 会发生什么？

原核生物和真核生物的翻译过程有何不同？

遗传密码几乎普遍意味着什么？

以下是反义DNA序列。 翻译使用遗传密码合成的 mRNA 分子，记录生成的氨基酸序列，指示 N 和 C 末端。

反义 DNA 链：3'-T A C T G A C T G A C G A C G A T C-5'

批判性思维

在图中标记以下内容：核糖体 E、P 和 A 位点；mRNA；密码子；反密码子；生长中的多肽；传入氨基酸；易位方向；小核糖体单位；大型核糖体单位。

在阐明遗传密码之前，包括弗朗西斯·克里克在内的著名科学家曾预测，编码20种氨基酸中的一种的每个mRNA密码子必须至少有三个核苷酸长。 为什么密码子不可能更短？

11.5: 突变

突变是生物体DNA序列中可遗传的变化。 由此产生的生物称为突变体，与野生型相比，其表型可能有明显的变化，野生型是自然界中最常观察到的表型。 DNA序列的变化通过转录赋予mRNA，并可能导致翻译时蛋白质中氨基酸序列的改变。

多项选择

以下哪一项是序列的变化导致终止密码子的形成？

1. 错义突变
2. 废话突变
3. 静默突变
4. 删除突变

回答

B

嘧啶二聚体的形成是由以下哪个原因造成的？

1. DNA 聚合酶引起的自发错误
2. 暴露于伽马辐射
3. 暴露于紫外线辐射
4. 暴露于插层剂

回答

C

以下哪个是 frameshift 突变的示例？

1. 删除密码子
2. 错义突变
3. 静默突变
4. 缺少一个核苷酸

回答

D

以下哪一种是胸腺嘧啶二聚体被光解酶直接分解的 DNA 修复类型？

1. 直接维修
2. 核苷酸切除修复
3. 不匹配修复
4. 校对

回答

一个

以下关于艾姆斯测试的说法中哪一项是正确的？

1. 它用于识别新形成的营养缺陷突变体。
2. 它用于识别具有恢复生物合成活性的突变体。
3. 它用于识别自发突变体。
4. 它用于识别缺乏光再激活活活性的突变体。

回答

B

填空

结构上与核苷酸相似但碱基配对规则不同的化学诱变剂被称为 ________。

回答

核苷类似物

光修复中用于分裂胸腺嘧啶二聚体的酶被称为 ________。

回答

光解酶

自然界中最常观察到的生物的表型被称为 ________。

回答

野生型

对/错

致癌物质通常具有诱变性。

回答

真的

简短答案

为什么插入或缺失对细胞的危害比点突变更大？

批判性思维

以下是与野生型序列相比发生突变的几个 DNA 序列：3'-T A C T G A C T G A C G A T C-5'。 设想每一个都是为准备转录而分离出来的 DNA 分子的一部分，所以你只能看到模板链。 为每个突变的DNA序列构建互补的DNA序列（表示5'和3'末端），然后转录（表示5'和3'末端）模板链，并使用遗传密码翻译mRNA分子，记录生成的氨基酸序列（表示N和C末端）。 每种突变是什么类型？

突变的 DNA 模板链 #1:3'-T A C T G T C T G A C G A T C G A T C-5' 互补 DNA 序列： 从模板转录的 mRNA 序列： 肽的氨基酸序列： 突变类型：

突变的 DNA 模板链 #2:3'-T A C G G A C T G A C G A T C-5' 互补 DNA 序列： 从模板转录的 mRNA 序列： 肽的氨基酸序列： 突变类型：

突变的 DNA 模板链 #3:3'-T A C T G A C T G A C T A C T A T C-5 ' 互补 DNA 序列： 从模板转录的 mRNA 序列： 肽的氨基酸序列： 突变类型：

突变的 DNA 模板链 #4:3'-T A C G A C T G A C T A T A T C-5' 互补 DNA 序列： 从模板转录的 mRNA 序列： 肽的氨基酸序列： 突变类型：

为什么你认为艾姆斯测试比使用动物模型筛选化合物的致突变性更可取？

11.6：无性原核生物如何实现遗传多样性

以无性为主的繁殖模式的生物如何创造遗传多样性？ 在原核生物中，水平基因转移（HGT）是引入遗传多样性的重要途径，即在同一代内将遗传物质从一个生物体引入另一个生物体。 HGT 甚至允许远距离相关的物种共享基因，从而影响其表型。

多项选择

从细菌染色体上不当切除预言会导致细菌基因在整合部位附近封装成噬菌体头部的机制是什么？

1. 共轭
2. 广义转导
3. 专业转导
4. 转型

回答

C

以下哪一项是指从周围环境中吸收裸露的 DNA？

1. 共轭
2. 广义转导
3. 专业转导
4. 转型

回答

D

F 质粒参与以下哪个过程？

1. 共轭
2. 转导
3. 换位
4. 转型

回答

一个

以下哪一项是指水平基因转移机制自然导致抗生素耐药基因在细菌群体中传播？

1. 共轭
2. 广义转导
3. 专业转导
4. 转型

回答

一个

填空

能够从较大 DNA 分子中的一个位置独立切除并在其他地方整合到 DNA 中的小 DNA 分子被称为 ________。

回答

转座子或转座元素

________ 是一组允许在同一代人中将遗传物质从一个生物体引入另一个生物体的机制。

回答

水平基因转移

对/错

无性繁殖生物缺乏在种群中产生遗传多样性的机制。

回答

假的

简短答案

简要描述在偶联过程中来自供体细胞的染色体 DNA 转移到受体细胞的两种方式。

描述在转座子内编码转座酶的基因中引入无意义的突变时会发生什么。

11.7：基因调控——操纵子理论

基因组DNA既包含结构基因，前者对充当细胞结构或酶的产物进行编码，也包含调控基因，后者编码调节基因表达的产物。 基因的表达是一个高度调节的过程。 尽管调节多细胞生物中的基因表达允许细胞分化，但在原核生物等单细胞生物中，它可以确保细胞的资源不会被浪费在制造细胞当时不需要的蛋白质上。

多项选择

在生物合成途径中编码酶的基因的操纵子可能是以下哪一个？

1. 诱导
2. 可抑制的
3. 组成的
4. monocistronic

回答

B

编码基因的操纵子被持续转录和翻译，为细胞提供恒定中间水平的蛋白质产物，据说是以下哪一种？

1. 可抑制的
2. 诱导
3. 组成的
4. 已激活

回答

C

以下哪个条件导致 la c 操作元的最大表达？

1. 存在乳糖，葡萄糖不存在
2. 存在乳糖，存在葡萄糖
3. 乳糖不存在，葡萄糖不存在
4. 不含乳糖，存在葡萄糖

回答

一个

以下哪一种是真核生物特有的基因表达调节？

1. 衰减
2. 使用备用 α 因子
3. 组蛋白的化学修饰
4. alarmones

回答

C

填空

位于启动子和第一个结构基因之间的抑制因子可能与之结合的DNA序列被称为________。

回答

操作者

当存在葡萄糖时，防止编码底物的操纵子使用葡萄糖以外的底物途径的表达称为_______。

回答

分解代谢抑制

简短答案

在特定的环境条件下，细菌可以通过哪两种方式同时影响多个不同操纵子的转录？

批判性思维

下图来自莫诺德关于二氧化硅生长的原始著作，显示了在木糖和葡萄糖同时存在的唯一碳源的情况下，大肠杆菌的生长。 解释在用于生长的碳源方面，在A-D点发生了什么，并解释木糖使用操纵子是否被表达（以及为什么）。 请注意，使用木糖所需的酶的表达方式与使用乳糖所需的酶的表达相似。