6.RNA干扰：是指由双链RNA所引起的序列特异性基因沉默。双链dsRNA被核酸酶Dicer降解成20～30个核苷酸的小RNA干扰分子片段，siRNA解链后，通过碱基互补配对识别具有同源序列的mRNA，并介导其降解。
7.操纵子：是指原核生物几个功能相关的结构基因和上游的调控成分。上游的调控成分包括一个启动子和一个操纵基因。功能相关的一组基因则成簇地串联排列在染色体上，共同组成一个转录单位，转录出一段mRNA，然后分别翻译出几种蛋白质。一个操纵子只含有一个启动子。常见的操纵子有：乳糖操纵子、色氨酸操纵子、阿拉伯糖操纵子、苯丙氨酸操纵子、组氨酸操纵子等。
8.顺式作用元件：为真核生物结构基因上游调控区特有的一些相似或一致的序列，包括启动子、增强子和沉默子。启动子是RNA聚合酶结合，决定转录起始位点的一段DNA序列。增强子是增强启动的一段调节序列，可以远离启动子，它控制基因表达的时空特异性。沉默子阻遏基因转录。RNA聚合酶Ⅱ作用的启动子含有TATA盒和反式作用因子结合的多种位点，包括远离TATA盒的增强子序列。
9.反式作用因子：和顺式作用元件相结合或间接影响其作用的蛋白质因子。大多数转录调节因子以反式作用调节基因转录。转录因子包括基本转录因子和特异转录因子。
RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相应的转录因子分别称为TFⅠ、TFⅡ、TFⅢ，属于基本转录因子。特异转录因子是个别基因转录所必需的因子。反式作用因子至少包括三个功能域：DNA结合域、转录激活域和结合其他蛋白的结合域。
四、简答题
1.答：大肠杆菌的乳糖操纵子，按上游到下游顺序排列，含有一个调节基因、一个启动子、一个操纵基因和一组结构基因：Z、Y、A。
调节基因编码阻遏蛋白。后者和操纵基因结合，使操纵子受到阻遏而处于关闭状态。
启动子结合RNA聚合酶，具有－35区TTGACA共有序列和－10区TATTATPribnow盒序列。结构基因分别编码β-半乳糖苷酶、通透酶和****转移酶。在启动子上游还有一个代谢物基因激活蛋白（CAP）结合位点。
没有乳糖存在时，操纵基因和阻遏蛋白结合，RNA聚合酶蛋白虽可和启动子基因序列结合，但通不过操纵基因区，操纵子处于阻遏状态，转录无法启动。
当有乳糖存在时，乳糖经过通透酶转运入细胞，被原先存在于细胞中少量的β-半乳糖苷酶催化分解为半乳糖，而半乳糖作为诱导物和阻遏蛋白结合并使阻遏蛋白构象发生变化，失去了结合操纵基因的能力。这时RNA聚合酶顺利通过操纵基因，转录启动。β-半乳糖苷酶分子将被增强一千倍。
从上可知，乳糖操纵子的转录调控由阻遏蛋白起着抑制作用，这种调控方式称为负调控。除此之外，CAP结合位点可以进行正调控。cAMP和CAP蛋白结合形成复合物，CAP蛋白和CAP结合位点结合，推动RNA聚合酶前移，启动转录。
2.答：许多原核mRNA是多顺反子，如乳糖mRNA是三个多肽链的模板，而真核基因转录产物为单顺反子，一个编码基因转录生成一个mRNA分子，翻译后生成一条多肽链。
真核基因具有不连续性，编码基因内部有内含子和外显子之分，外显子最终真正编码基因，内含子在转录后被剪接切除。信使RNA由巨大的核RNA前体（hnRNA）选择性地产生。
不同的剪接方式可以形成不同的mRNA，得到不同的蛋白质，转录后剪接是真核基因表达调控的一种重要方式。
正是这些结构上的不同点，使真核基因转录调节和原核基因有着一些差别：
（1）原核细胞中所有的RNA都是由单独一种RNA聚合酶所合成，由σ亚基（σ因子）识别启动。真核RNA聚合酶则有三种，即RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，相应的转录因子分别为TFⅠ、TFⅡ、TFⅢ。
（2）激活的染色体结构发生变化。DNA可能被甲基化修饰；组蛋白可能被****化、磷酸化、甲基化、泛素化；基因被激活后，对核酸酶非常敏感；基因被激活后，同时DNA拓扑结构发生改变，天然状态下，几乎所有的双链DNA均以负性超螺旋构象存在。当基因被活化后，RNA聚合酶前方的转录区DNA拓扑结构为正性超螺旋构象，而其后方的则为负性超螺旋构象。正性超螺旋构象有利于核小体的解构，组蛋白H2A·H2B二聚体的释放，使RNA聚合酶向前移动，促进转录进行。
（3）原核基因以负调控为主，正调控为辅。阻遏蛋白发挥了很大作用。操纵子学说是原核基因的主要调节方式。真核基因组则广泛存在正性调节机制。真核转录的基本要素为顺式作用元件和反式作用因子。真核基因结构庞大，调节复杂，远远超出了单单使用阻遏蛋白所能调节的范围。
（第十四章）基因重组与基因工程
一、单项选择题
1.A 2.B 3.A 4.E 5.E 6.D 7.B 8.C 9.B 10.D 11.B 12.C 13.D 14.B 15.D 16.C 17.E 18.C 19.C 20.D 21.C 22.E 23.B 24.A
二、多项选择题
1.ABCDE 2.AB 3.ABC 4.BC 5.ABCD 6.ABCDE 7.ABCDE 8.ABCD 9.ABCE 10.ABC 11.ABCD 12.ABCDE
三、名词解释
1.基因工程：是指用分离纯化或人工合成的DNA在体外与载体DNA结合，成为重组的DNA，以此去转化宿主（细菌或其他细胞），筛选出能表达重组DNA的活细胞，加以纯化、扩增为克隆。因此，基因工程也称基因克隆或重组DNA技术。
2.质粒：是一种载体，即可以克隆、扩增或表达目的基因的一些DNA分子。质粒是环形双链DNA分子，小的2～3个kb，大的可达数百kb，存在于细菌染色体外的胞质中。能在宿主细胞中独立自主复制，产生大量的拷贝，传给子代细胞。含有一个或多个抗药性基因，便于转化细菌后的筛选。含有多个限制性内切酶位点，便于插入目的基因。理想的质粒对同一个限制性内切酶只有一个切口。
3.载体：即可以克隆、扩增或表达目的基因的一些DNA分子。载体分克隆载体和表达载体。理想的载体应该具备这些特征：①能够自我复制，产生大量拷贝，装载目的基因后使后者能得到大量扩增；②载体DNA在提纯分离中容易和宿主细胞的染色体DNA分开；③本身相对分子质量较小，容易操作，但可以装载较大相对分子质量的目的基因；④具有多个单一限制性内切酶酶切位点，便于目的基因的插入；⑤含有一个或多个筛选标记，目的基因插入、转化细菌后可以通过抗生素抗性、营养缺陷或显色表型反应等进行筛选；⑥稳定地在子代细胞中复制或表达。
4.限制性内切酶：是指能够识别和切割双链DNA分子内部特异核苷酸序列的一类核酸酶。
5.聚合酶链式反应：PCR是一种体外模拟自然DNA复制过程的核酸扩增技术，即无需细胞参与的分子克隆技术。其需要DNA模板、一对人工合成的寡核苷酸引物、DNA聚合酶（如Taq酶）、dNTP及Mg2＋等辅助因子。经过94度左右变性、55度左右退火和72度左右延伸，DNA反复地循环反应而得到扩增。在约30个循环后、两个小时内，目的DNA量可扩增数百万倍。
6.cDNA文库：从组织或细胞中提取总mRNA。以之为模板，利用反转录酶合成与之互补的单链cDNA。将所有的cDNA和适当的同一载体连接，形成数以万计的重组DNA，转化入宿主细菌扩增后，即可得到cDNA文库（cDNAlibrary）。
四、简答题
1.答：基因工程就是将体外分离纯化的或人工合成的DNA与载体DNA连接，形成重组DNA，然后转化细菌或转染真核细胞宿主，并通过筛选，得到能表达重组DNA的活细胞，纯化后，稳定地扩增、传代和表达。基因工程即基因克隆，也称重组DNA技术。通过基因工程，可以将某个目的基因克隆扩增，也可以利用这个基因生产大量的蛋白质。
从操作流程上看，基因工程通常依次包括：①目的基因的制备及载体的构建和选择；②限制性内切酶酶切载体和目的基因形成相匹配的接口；③DNA连接酶连接载体和目的基因；④重组DNA转化入细胞；⑤扩增；⑥筛选和鉴定重组子；⑦表达、纯化蛋白；等等。
2.答：获取目的基因可以通过如下多种途径：
（1）化学人工合成
根据已知目的基因一级结构的核苷酸序列，通过DNA合成仪化学合成。
（2）基因文库
制备基因文库，通过探针或其他技术将所需的目的基因从基因文库中“钓”出来。
（3）cDNA文库
制备cDNA文库，经过对cDNA文库的筛选、鉴定，找到所感兴趣的目的基因。
（4）反转录反应和聚合酶链式反应（PCR）
利用已知基因的DNA序列设计一对引物，从mRNA中直接获得特定目的基因。
3.答：PCR是一种体外模拟自然DNA复制过程的核酸扩增技术，即无需细胞参与的分子克隆技术。PCR基本原理是根据双链DNA在体外随温度升高发生变形与随温度下降复性的特点而设计的。该技术要求具备待扩增的目的基因DNA模板和已知目的基因片段的两端序列。根据已知序列设计并人工合成两条与模板DNA3′-端序列互补的寡核苷酸引物，以待扩增的微量的两条DNA链为模板，在热稳定的DNA聚合酶（如Taq酶）、原料dNTP及Mg2＋等辅助因子的体系里，发生酶促反应。DNA在94度左右时变形解链，55度左右单链DNA与引物退火杂交，再于72度左右，在DNA聚合酶催化引物延伸成子链。如此经过变性、退火和延伸，反复地循环反应扩增，在约30个循环后、两个小时内，目的DNA量以几何级数增长，将扩增数百万倍。PCR可扩增ng甚至pg水平的DNA。
PCR技术简单、快速、特异、灵敏，自1985年问世以来以惊人的速度广泛应用于生物科学的各个领域，譬如基因突变、DNA测序、基因诊断、基因治疗等。2001年人类基因组全序列测定完成后，任何一对引物的设计都成为可能。PCR技术所需DNA模板量少，单个细胞的DNA也可经过PCR得到扩增。
（第十五章）细胞信号转导
一、单项选择题
1.D 2.A 3.B 4.A 5.D 6.C 7.A 8.D 9.A 10.E 11.C 12.C 13.E 14.D 15.B 16.E 17.D 18.B 19.C 20.B 21.B
二、多项选择题
1.ACDE 2.BE 3.ACE 4.ABCDE 5.ABCE 6.BCD 7.ABCD 8.ABC 9.ABCDE 10.ABE 11.ABDE 12.ABCDE 13.CD 14.ABC 15.ACD 16.ABD
三、名词解释
1.G蛋白：100kD，异三聚体，由α、β、γ三个亚基组成。α-亚基差别大，为G蛋白分类依据，具有GTP结合位点和GTP酶活性，有些部位可被细胞毒素修饰。β、γ亚基通常结合紧密，共同发挥作用。G蛋白可在有活性的α-GTP和无活性的α-GDP之间转换。G蛋白按功能分为激活型Gs和抑制型Gi；按结构分为Gs系列，Gi，Go，Gt，Gg系列，Gq系列，G12系列等。G蛋白与G蛋白偶联受体结合后，介导跨膜信息传递。
2.蛋白激酶：蛋白激酶通过催化作用将磷酸基团加到蛋白质上。按底物磷酸化的氨基酸残基可分为：丝氨酸（Ser）／苏氨酸（Thr）型，酪氨酸（Tyr）型，双重底物特异型。一些重要的蛋白激酶有：cAMP依赖性蛋白激酶（PKA）、Ca2＋‐钙调蛋白依赖的蛋白激酶、蛋白激酶（PKC）、蛋白酪氨酸激酶、有丝分裂原激活的蛋白激酶（MAPK）。
3.第二信使：将激素或神经递质作用于细胞膜的信号传递到细胞内，并引起相应生理效应的细胞内的某种化学物质。大多数含氮激素及某些神经递质在与细胞膜受体结合时，首先触发细胞内某种化学物质的生成，进而通过该物质对细胞内多种代谢过程的影响而发挥生理作用。在此过程中，激素起第一信使的作用。
