响？
解答：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。
11．一个正在旺盛生长的大肠杆菌细胞内约含15?000个核糖体。① 如果rRNA前体的基因共含有5000对核苷酸残基，若转录反应从5′–NMP和ATP开始，生成这么多rRNA共需消耗多少分子ATP？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？
解答：① 15?000×5000×2=1.5×108个ATP分子；
② （1.5×108）/32=4.69×106个葡萄糖分子。
12．鸡卵清蛋白基因为7700 bp，经转录后加工从前体分子中剪去内含子，拼接成1872 nt的成熟mRNA，其中卵清蛋白的编码序列含1164 nt(包括一个终止密码子)。如果戴帽和内部修饰消耗的能量忽略不计，计算从转录出mRNA前体到最后加工成一个成熟的卵清蛋白mRNA(假定3′端还有200个腺苷酸残基组成的尾巴)需要消耗多少分子ATP？
解答：从卵白蛋清基因转录出的前体mRNA应含7700个核苷酸残基，另外有200个腺苷酸残基组成的尾巴，因为dNMP + 2ATP → dNTP + 2ADP，所以每掺入一个残基相当于消耗两分子ATP。如果戴帽和内部修饰消耗的能量忽略不计，这个基因转录和加工共需消耗的ATP数为：（7700 + 200）× 2 = 1.58 × 104个ATP分子。
13．与DNA聚合酶不同，RNA聚合酶没有校正活性，试解释为什么RNA聚合酶缺少校正功能对细胞并无很大害处。
解答：RNA聚合酶缺少校正活性，从而使转录错误率远远高于DNA复制的错误率，但是因为从一个基因合成的RNA的绝大多数的拷贝是正常的，错误的RNA分子将不可能影响到细胞的生存。就mRNA分子来说，按照含有错误的mRNA翻译的错误的蛋白质数量只占所合成蛋白总数的很小百分比。另外，在转录过程中生成的错误可以很快去除，因为大多数的mRNA分子的半衰期很短。
14．自我拼接反应和RNA作为催化剂的反应之间的区别是什么？
解答：四膜虫的rRNA的初始转录产物经过一个自剪切反应失去了它的间插序列。因为在这一反应中转录物被永久的修饰了，因此它不是一个真正的催化剂。核糖核酸酶P的RNA组分能够切割tRNA前体分子，并且在反应结束时仍旧保持不变，因而它称得上是一个真正的催化剂。
15．DNA和RNA各有几种合成方式，各由什么酶催化新链的合成？
解答：① DNA → DNA， 其中DNA半不连续复制需要DNA聚合酶III、DNA聚合酶I和DNA连接酶；DNA修复合成需要DNA聚合酶I、DNA连接酶。② RNA → DNA，需要逆转录酶。③ RNA合成包括：DNA → RNA，需要RNA聚合酶；RNA → RNA，需要
RNA复制酶； RNA → DNA → RNA需要RNA转录酶和RNA聚合酶。
15 蛋白质的生物合成
1．一个编码蛋白质的基因，由于插入一段4个核苷酸序列而被破坏的功能，是否可被一个核苷酸的缺失所恢复？解释原因。
解答：一个编码蛋白质的基因，如果插入4个核苷酸序列，就会发生移码突变，即从插入处开始此蛋白质的氨基酸顺序都发生了变化，导致此蛋白质功能的丧失。但如果在此插入段相邻处缺失一个核苷酸，此蛋白质仅在插入处的几个氨基酸发生了改变，如果此变异不是蛋白质发挥功能必需的部位，那么此蛋白质可能恢复其功能。
2．一个双螺旋DNA片段的模板链含有顺序：
5?GTTAACACCCCTGACTTCGCGCCGTCG 3?
(a)写出从这条链转录产生的mRNA的碱基顺序；
(b)从(a)中的mRNA的5?-末端开始翻译产生的肽链的氨基酸顺序是什么（?参考密码表）
(c)合成此多肽需消耗多少ATP
解答：（a）转录产生mRNA的碱基顺序为：
5?-CGACGGCGCGAAGUCAGGGGUGUUAAC-3?
(b) Arg-Arg-Arg-Glu-Val-Arg-Gly-Val-Lys（不考虑起始密码和终止密码）
(c) 在蛋白质合成过程中，每个氨基酸活化消耗2个高能键（ATP→AMP），进位和转肽各需要1个GTP，每往肽链中加入1个氨基酸要消耗4个ATP，所以以上肽链合成需要9×4=36个ATP （不考虑起始和终止）。
3．原核生物是如何区分AUG是起始密码还是多肽链内部Met的密码的?
解答：原核生物在起始密码上游约10个核苷酸处(即-10区)通常有一段富含嘌呤的序列，称为SD序列（Shine-Dalgain sequence）。SD序列可以与小亚基16S rRNA 3′-末端的序列互补，使mRNA与小亚基结合，使得核糖体能够识别正确的起始密码AUG。而多肽链内部Met的密码前没有SD序列。
4．原核生物蛋白质合成体系由哪些物质组成？各起什么作用？ 解答：原核生物蛋白质合成体系的物质组成和作用。详见15.1。 5．简述蛋白质合成的起始、延长和终止过程。 解答：详见15.2.3，15.2.4，15.2.5。
6．试比较原核生物与真核生物在蛋白质合成上的差异。
解答：（1）原核生物转录和翻译同步进行，真核生物转录产物要加工后才进行翻译。
（2）原核生物核糖体为70S，由50S与30S两个亚基组成；真核生物核糖体为80S，由60S与40S两个亚基组成。
（3）原核生物的蛋白质合成起始于甲酰甲硫氨酸，需起始因子IF-1、IF-2、 IF-3及GTP、Mg2+参加。真核生物的蛋白质合成起始于甲硫氨酸，起始因子为 eIF-1、eIF-2、eIF-3、eIF-4、eIF-5和eIF-6。
（4）原核生物在起始密码上游的SD序列可以与小亚基16S rRNA 3′-末端的序列互补，从而确定起始密码的位置。真核生物核糖体与mRNA 5′-末端的帽子结构结合之后，通过消耗ATP的扫描机制向3? 端移动来寻找起始密码。
（5）原核生物的延长因子有EF-Ts、EF-Tu和EF-G。真核生物的延长因子是eEF-1和eEF-2。
（6）肽链合成的终止需要有肽链释放因子。原核生物释放因子有3种：RF-1、RF-2、RF-3。RF-1识别终止密码UAA、UAG，RF-2识别终止密码UAA、UGA，RF-3是一种与GTP形成复合体的GTP结合蛋白，它不参与终止密码的识别，但是可促进核糖体与RF-1、RF-2的结合。在真核生物中，仅1种释放因子eRF，它可以识别3种终止密码。
7．何谓信号肽理论?
解答：蛋白质的定向转运机制，普遍被人接受的是D.Salatini和G.Blobel提出的信号肽理论。此理论认为多肽链中的信号序列控制蛋白质在细胞内的转移与定位。详见15.5。
8．密码子的简并性和摆动性有何生物学意义？
解答：tRNA上的反密码子与mRNA的密码子配对时，密码子的第一位、第二位碱基是严格按照碱基配对原则进行的，而第三位碱基配对则可以不按照碱基配对原则进行，这种现象称为摆动性（wobble）。详见15.1.1.2。由于摆动性的存在，合理的解释了密码子的简并性，同时也使基因突变造成的危害程度降至最低。
9．蛋白质合成后的加工有哪些方式？
解答：蛋白质合成后要经历下述加工过程才能成为有生物活性的蛋白质。① N端甲酰基或N端氨基酸的切除； ② 信号肽的切除； ③ 氨基酸的修饰； ④ 二硫键的形成； ⑤ 糖链的连接； ⑥ 蛋白质的剪切； ⑦ 辅基的附加； ⑧ 多肽链的正确折叠。详见15.3。
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