昆明医学院 2010 年分子生物学一考博真题（样本展示）

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昆明医学院 2010 年分子生物学一考博真题（精选样本）

一、简答题（每题 5 分）

1. DNA 的 C 值以及 C 值矛盾（C Value paradox）
2. PCR 循环中三个阶段的作用

二、论述题（每题 20 分）

1. 简述重组 DNA 技术（分子克隆）的定义、原理和主要过程，结合专业举出一个应用该技术的实例并说明其意义
2. 现分离到一个 DNA 片段，可能含有编码多肽基因的前几个密码子。该片段的序列组成如下：
   5' CGCAGGATCAGTCGATGTCCTGTG 3'
   3' GCGTCCTAGTCAGCTACAGGACAC 5'
   （1）哪一条链作为转录的模板链？
   （2）mRNA 的顺序是什么？
   （3）此 mRNA 能形成二级结构吗？若能，形成何种二级结构？
   （4）翻译从哪里开始？朝哪个方向进行？
   （5）此 DNA 最可能是从原核细胞还是真核细胞中分离的？

答案详解（附考点定位、核心要点）

一、简答题答案

1. DNA 的 C 值以及 C 值矛盾（C Value paradox）

• 考点定位：本题聚焦基因组学核心概念，是 “基因组结构与功能” 章节的基础考点，考查对 C 值定义及矛盾本质的精准掌握。
• 答案详解：
  （1）C 值的定义：C 值是指一个单倍体基因组中 DNA 的总含量（以 pg 为单位），或换算为碱基对数量（bp），是衡量基因组大小的重要指标。不同物种的 C 值存在差异，一般来说，真核生物 C 值大于原核生物和病毒，但同种生物的 C 值相对稳定。
  （2）C 值矛盾的内涵：C 值矛盾是指生物的 C 值与其进化复杂性、表型复杂性不呈严格正相关的现象，主要体现在三点：
  • 进化程度相近的物种（如人和两栖类），C 值差异极大；
  • 低等生物的 C 值可能大于高等生物（如某些两栖类 C 值远高于人类）；
  • 基因组中存在大量非编码 DNA（如重复序列、内含子），其含量与生物复杂性无明显关联，导致 C 值无法直接反映编码基因的数量和生物复杂度。
    （3）矛盾的本质：真核生物基因组中存在大量非编码序列（如卫星 DNA、转座子、内含子等），这些序列的积累是 C 值矛盾的主要原因，非编码 DNA 的功能（如基因表达调控、基因组稳定性维持）与生物复杂性的关联仍需进一步探究。

2. PCR 循环中三个阶段的作用

• 考点定位：本题聚焦分子生物学核心技术原理，是 “基因扩增技术” 章节的核心考点，考查对 PCR 技术关键步骤及功能的系统掌握。
• 答案详解：
  PCR（聚合酶链式反应）的核心是通过变性、退火、延伸三个循环阶段，实现目的 DNA 片段的指数级扩增，每个阶段的温度与作用如下：
  （1）变性（Denaturation）：
  • 温度：90-95℃（通常 94℃）；
  • 作用：使模板 DNA 双链间的氢键断裂，解旋为单链 DNA，为引物结合提供单链模板，是 PCR 扩增的前提。
    （2）退火（Annealing）：
  • 温度：50-65℃（根据引物 Tm 值调整，通常低于 Tm 值 5℃）；
  • 作用：引物与模板 DNA 单链的互补序列特异性结合，形成引物 - 模板复合物，确保扩增的特异性，引物结合的特异性是 PCR 扩增精准性的关键。
    （3）延伸（Extension）：
  • 温度：72℃（Taq DNA 聚合酶的最适温度）；
  • 作用：Taq DNA 聚合酶以引物为起点，以 dNTP 为原料，按照 5'→3' 方向合成与模板 DNA 互补的新链，每次延伸可使目的 DNA 片段数量翻倍，实现指数级扩增。
    三个阶段构成一个循环，重复 25-35 次后，目的 DNA 片段可扩增至 10^6-10^9 倍，满足后续克隆、检测等实验需求。

二、论述题答案

1. 简述重组 DNA 技术（分子克隆）的定义、原理和主要过程，结合专业举出一个应用该技术的实例并说明其意义

• 考点定位：本题聚焦分子生物学核心技术体系，是 “基因工程” 章节的核心难点考点，考查对重组 DNA 技术全流程的掌握及跨专业应用能力。
• 答案详解：
  （1）定义：重组 DNA 技术（分子克隆）是指在体外将目的基因与载体 DNA 连接，构建重组 DNA 分子，再将其导入宿主细胞（如细菌、酵母、哺乳动物细胞），通过宿主细胞的复制、表达，实现目的基因的扩增或表达的技术体系。

• 目的基因的获取：通过 PCR 扩增、基因组 DNA 文库筛选、cDNA 文库筛选、化学合成等方式获得目的基因片段；
• 载体的选择与制备：选择合适的载体（如质粒、噬菌体、病毒载体），通过限制性核酸内切酶（限制酶）切割载体，使其产生与目的基因互补的黏性末端或平末端；
• 重组 DNA 分子的构建：用 DNA 连接酶（如 T4 DNA 连接酶）将目的基因与酶切后的载体连接，形成重组载体；
• 重组载体导入宿主细胞：通过转化（细菌）、转染（真核细胞）、感染（病毒载体）等方式将重组载体导入宿主细胞；
• 重组子的筛选与鉴定：通过抗性筛选、蓝白斑筛选、PCR 鉴定、测序鉴定等方法，筛选出含有目的基因的阳性重组子；
• 目的基因的扩增与表达：培养阳性重组子，实现目的基因的扩增（如质粒提取）或目的蛋白的表达（如原核表达、真核表达）。

• 实例过程：从人胰岛 β 细胞中提取 mRNA，通过逆转录获得 cDNA，扩增胰岛素基因（目的基因）；将胰岛素基因与原核表达载体（如 pET-28a）连接，构建重组载体；将重组载体导入大肠杆菌（宿主细胞），筛选阳性重组菌；通过 IPTG 诱导重组菌表达胰岛素融合蛋白，经纯化、复性后获得具有生物活性的重组人胰岛素。
• 意义：解决了传统胰岛素（从动物胰腺提取）产量低、纯度低、免疫原性强的问题，为糖尿病患者提供了高效、安全、低免疫原性的治疗药物，极大地改善了糖尿病的临床治疗效果，是重组 DNA 技术在生物制药领域的经典应用，推动了生物制药行业的发展。

2. 针对给定 DNA 片段的系列问题解答

• 考点定位：本题聚焦基因转录、翻译及物种基因组特征，是 “基因表达调控” 章节的综合难点考点，考查对转录模板链判断、mRNA 合成、翻译起始、物种基因组差异的综合分析能力。
• 答案详解：
  给定 DNA 片段序列：
  5' CGCAGGATCAGTCGATGTCCTGTG 3'（链 1）
  3' GCGTCCTAGTCAGCTACAGGACAC 5'（链 2）

• 理由：转录时 RNA 聚合酶沿模板链 3'→5' 方向移动，合成的 mRNA 沿 5'→3' 方向延伸，且 mRNA 序列与模板链互补，与非模板链（编码链）序列一致（仅 U 替代 T）。编码链中通常含起始密码子对应的 DNA 序列（ATG），链 1（编码链）中存在 “ATG”（5' 端第 13-15 位：...GATGTC...，即编码链 5'→3' 为 ATG），因此链 1 为编码链，链 2 为模板链。

• 推导过程：以链 2 为模板，按碱基互补配对原则（A-U、T-A、G-C、C-G）合成 mRNA，mRNA 方向为 5'→3'，与编码链（链 1）序列一致（T 替换为 U），同时需注意原 DNA 片段中 “GATC” 对应的 mRNA 为 “GAUC”，“ATG” 对应 “AUG” 等。

• 理由：mRNA 序列中存在互补重复序列（如 5' 端 CGC 与 3' 端 GCG 互补，AGG 与 CCU 互补），互补序列可通过碱基配对形成双链茎部，中间非互补序列形成单链环部，构成茎环二级结构，可能参与 mRNA 的稳定性维持或翻译调控。

• 起始位点：从 mRNA 中的 AUG 起始密码子开始（对应 DNA 编码链的 ATG，mRNA 序列中第 10-12 位：AUG）；
• 延伸方向：沿 mRNA 的 5'→3' 方向进行，核糖体从 AUG 起始密码子向 3' 端移动，依次读取密码子合成多肽链。

• 理由：原核生物基因无内含子，编码序列连续，给定 DNA 片段中编码链的 ATG（起始密码子对应序列）紧邻上游序列，无内含子间隔；且原核生物基因的启动子、核糖体结合位点（SD 序列）通常位于起始密码子上游附近，序列紧凑，与给定片段的结构特征一致；而真核生物基因含内含子，编码序列不连续，与该片段特征不符。