12 第十三章 dna生物合成作业及答案

班级 学号 姓名 12 第十三章 DNA 生物合成作业及参考答案 通过复制将亲代的遗传信息传到子代，转录和翻译是将遗传物质表达为执行各种生物功能的生物大分子。 生物细胞内的 DNA 复制方式为半保留复制，是遗传信息准确传代的保证。 复制以 dNTP 为原料，在 DNA 聚合酶（）催化下生成磷酸二酯键使 dNTP 逐一聚合生成 DNA 子链。原核生 物有 DNApol I、II 和 III 三种 DNApol；真核生物有 、 5 种 DNApol，各有独特的功能。 复制还需多种其他酶和多种蛋白质因子，染色体复制能维持应有的长度，复制的终止需要端粒酶延伸端粒 DNA。 逆转录是 RNA 病毒复制方式，逆转录是以 RNA 为模板合成 DNA，需逆转录酶催化。DNA 复制过程中出现 错误是突变发生的原因，突变除了自发发生的外，还可因各种物理、化学因素而诱发。物理因素诱发突变如常 见的嘧啶二聚体。化学诱变剂种类繁多，而且往往与致癌作用有关。细胞内存在各种修复措施，使损伤的 DNA 得以复原。主要的修复方式有光修复、切除修复、重组修复和 SOS 修复等。 一、选择题 （单选） 1 DNA 在复制中所需的底物是 AAMP 、GMP、CMP、UMP BADP 、GDP、CDP、TDP CdAMP、dGMP、dCMP 、dUMP DdADP 、dGDP、dCDP、dTDP EdATP、dGTP、dCTP、dTTP 2 催化 DNA 半保留复制的酶是 ADNA 指导的 DNA 聚合酶 BRNA 指导的 RNA 聚合酶 CRNA 指导的 DNA 聚合酶 DDNA 指导的 RNA 聚合酶 E细胞色素氧化酶 3 有关 DNA 的半保留复制，若将两条链均有同位素标记的 DNA 分子置于无放射性标记的溶液中复制两代，试 问所产生的 4 个 DNA 分子的放射性情况如何 A四个分子均有放射性 B四个分子中，分别有一条链含有放射性 C两个分子有放射性，两个分子无放射性 D四个分子均无放射性 4 DNA 复制时，与核苷酸链 5dTpApGpAp3互补的链是 A5dTpCpTpAp3 B5dUpCpUpAp3 C5dGpTpGpAp3 D5dApTpCpTp3 E5dGpCpGpAp3 5 关于大肠杆菌 DNA 聚合酶 I 下列说法错误的是 A对复制及修复过程中的空隙进行填补 B有 5 3核酸外切酶活性 C有 3 5核酸外切酶活性 D以 dNTP 为底物 E有 5 3核酸内切酶活性 6 DNA 连接酶作用是 A催化 DNA 两条链间形成磷酸二酯键 B将螺旋解链 C催化 DNA 链两段间形成磷酸二酯键 D去除引物，填补空缺 E催化 DNA 两条链间形成氢键 7 下列哪种过程需要 RNA 引物 ARNA 复制 BDNA 复制 CRNA 转录 D逆转录 ERNA 翻译 8 关于 DNA 聚合酶 I，错误的说法是 A催化合成的方向是 5 3 B具有修复损伤的能力 C催化冈崎片段的形成 D具有核酸外切酶活性 E是原核生物细胞内含量最多的 DNA 聚合酶 9 DNA 拓扑异构酶的作用是 A将 DNA 双螺旋解链 B合成 RNA 引物 C稳定分开的双螺旋 D将复制中不连续的两段链连接起来 E使 DNA 解链旋转时不致打结 10 在 DNA 复制中，关于 RNA 引物错误的说法是 A 由引物酶合成 B合成方向 5 3C提供 3OH 末端作为合成新 DNA 链的起点 DRNA 酶将引物水解去除 E提供 5P 末端作为合成新 DNA 链的起点 11 单链 DNA 结合蛋白的作用是 A解开双链 B松弛 DNA 超螺旋 C稳定和保护单链模板 D合成冈崎片段 E合成 RNA 引物 2 12 关于冈崎片段，下列说法错误的是 A1968 年，日本学者冈崎发现的 B只在随从链上产生 C是由于复制与解链方向相反而产生的 D复制过程将终结时，冈崎片段互相汇合 E是由于 DNA 复制速度太快而产生的 13 下列能引起移码突变的是 A点突变 B转换同型碱基 C颠换异型碱基 D缺失 E插入 3 个或 3 的倍数个核苷酸 14 紫外线照射造成的 DNA 损伤并形成二聚体主要发生在下列哪一对碱基之间 AAT BT T CTC DCC EU C 15 与 DNA 修复过程缺陷有关的疾病是 A卟啉症 B着色性干皮病 C黄疸 D痛风症 E苯酮酸尿症 16 根据 FCrick 中心法则，遗传信息的传递方式是 A蛋白质RNADNA BRNA DNA蛋白质 CDNARNA蛋白质 DRNA RNADNA EDNA DNA蛋白质 17 HTemin 对中心法则的补充内容是 ARNA蛋白质 BDNA rRNA CDNADNA DRNADNA EDNAmRNA 18 MMesselson 和 FW Stahl 用 15NH4Cl 证明的机制是 ADNA 混合式复制 BDNA 转录为 mRNA CmRNA 翻译为蛋白质 DDNA 半保留复制 EDNA 全保留复制 19 现有 15N 标记 DNA 双链，以 NH4Cl 作为氮源复制 DNA 时，开始产生不含 15N 的子代 DNA 分子时是 A第 1 代 B第 2 代 C第 3 代 D第 4 代 E第 5 代 20 现有 15N 标记 DNA 双链，以 NH4Cl 作为氮源复制 DNA，生长三代所产生的子代 DNA 比例应该是（L 代表 14NDNA 链，H 代表 15N DNA 链） A7LH/1HH B6LL/2LH C1LL/7LH D7HH/1LH E2HH/6LH 21 15N 标记 DNA 双链分子，以 NH4Cl 作为氮源复制，用提取的第 1 代子代 DNA 分子做密度梯度离心分析，其 密度应位于 A普通 DNA 带 B普通 DNA 带下方 C普通 DNA 带上方 D “重”DNA 带 E普通与“重”DNA 带之 间 22 DNA 半保留复制使子代保留了亲代 DNA 的全部遗传信息，其表现形式是 A有规律间隔的碱基序列一致性 B代与代之间 DNA 碱基序列的一致性 C互补链 DNA 碱基序列的一致性 D隔代 DNA 碱基序列的一致性 E每代都有一条链碱基序列是一样的 23 DNA 复制起始复合物引发体的成分不包括 ASSB BDnaB CDnaC D引物酶 EDNA 复制起始 区 24 DNA 复制时，合成 5-TAGATCC-3的互补序列是 A5-GGATCTA-3 B5-CCTAGAT-3 C5-GGAUCUA-3 D5-GGAUAGA-3 E5-ATCTAGG-3 25 模板链 DNA 序列 5-ACGCATTA-3对应的 mRNA 序列是 A5-ACGCAUUA-3 B5-TAATGCGT-3 C5-UGCGUAAU-3 D5-UAATGCGT-3 E5-UAAUGCGU-3 26 合成真核生物线粒体 DNA 的 DNApol 是 ADNApol BDNApol CDNApol DDNA pol EDNApol 27 关于 DNA 解螺旋酶的叙述，错误的是 A rep 蛋白是解螺旋酶 BDnaB 蛋白是解螺旋酶 Crep 蛋白作用时需 ATP 供能 DDnaB 蛋白能辨认 oriC EDnaC 蛋白辅助 DnaB 发挥作用 28 关于 DNA 复制的叙述，错误的是 A随从链生成冈崎片段 B领头链复制与解链方向一致 C拓扑酶作用时可能需 ATP D随从链复制方向是 3 5 E连接酶作用时需 ATP 29 着色性干皮病的分子基础是 AUvr 类蛋白缺乏 BDNApol 基因缺陷 CDNApol 基因突变 3 DLexA 类蛋白缺乏 EXP 类基因缺陷 30 关于逆转录酶的叙述，错误的是 A以单链 RNA 为模板 B以单链 DNA 为模板 C水解杂化双链中的 RNA D促使新合成 DNA 转入宿主细胞 E能生成 cDNA 双链 31 亚硝酸盐引起分子的突变是 A形成嘧啶二聚体 BGluGln CAG DCU E碱基甲基化 32 胸腺嘧啶二聚体阻碍 DNA 合成的机制是 ADNA 的合成将停止在二聚体处并使其合成受阻 B使 DNA 聚合酶失活 C使 DNA 模板链断裂 D使两股 DNA 链间形成负超螺旋 E使 dNTP 无法进入 DNA 合成链 33 镰刀状红细胞贫血与 链有关的突变是 A插入 B断裂 C缺失 D交联 E点突变 34 比较真核生物与原核生物的 DNA 复制，二者的相同之处是 A引物长度较短 B合成方向是 5 3 C冈崎片段长度短 D有多个复制起始点 EDNA 复制的速度较慢（50dNTP/s） 35 着色性干皮病是人类的一种遗传性皮肤病，患者皮肤经阳光照射后易发展为皮肤癌，该病的分子机理是 A 细胞膜通透性缺陷引起迅速失水 B 在阳光下使温度敏感性转移酶类失活 C 因紫外线照射诱导了有毒力的前病毒 D 细胞不能合成类胡萝卜素型化合物 E DNA 修复系统有缺陷 36 DNA 复制时需要松弛 DNA 的双螺旋结构，参与此过程的酶是 ADNApol I BDNApol II CDNApol III D端粒酶 E拓扑异构酶 （多选） 1 关于 DNA 复制，下列说法正确的是 A在解螺旋酶的作用下， DNA 双链间氢键断裂，双链打开 B只有前导链可作为模板 C均为不连续复制 D新链合成的方向是 53 E最后切去引物，由连接酶连接 2 关于 DNA 复制，下列说法错误的是 A有 RNA 指导的 DNA 聚合酶参加 B为半保留复制 C以四种 NTP 为原料 D有 DNA 指导的 DNA 聚合酶参加 E有引物酶参加 3 关于原核生物的 DNA 聚合酶，下列说法正确的是 ADNA 聚合酶由 10 种亚基组成 BDNA 聚合酶是真正起复制作用的酶 C以 4 种脱氧核苷作底物 D都有核酸外切酶活性 E有 、 和 5 种 4 在 DNA 复制的延长过程中，可以出现的现象有 A形成复制叉 B形成 RNA 引物 C形成冈崎片段 DRNA 引物水解 E生成磷酸二酯键 5 点突变包括 A转换 B颠换 C插入 D缺失 E倒位 6 嘧啶二聚体 A由紫外线照射引起 B由相邻的两个核苷酸组成 C是一种点突变 D若不能修复，易引起着色性干皮病 E这种突变不能修复 7 基因表达是指 A用基因的遗传信息指导蛋白质的合成 B包括复制、转录和翻译过程 C包括转录和翻译的过程 DDNA 通过复制将遗传信息传给子代 E翻译过程 8 DNA 聚合酶的作用是 A参与 DNA 的损伤与修复 B具有 35外切酶活性 C具有连接酶活性 DKlenow 片段是分子生物学研究中常用的工具酶 E填补合成片段间的空隙 9 DNA 聚合酶具有 A35外切酶活性 B53外切酶活性 C53聚合酶活性 D35聚合酶活性 E连接酶活性 10 关于 DNA 聚合酶作用的叙述，下列哪项是正确的 APol 在 DNA 损伤的修复中发挥作用 BPol 是主要的复制酶 CPol 是主要的复制酶 DPol 具有 35聚合酶活性 EPol 同时有 35及 53外切酶活性 4 11 关于 DNA 复制的叙述，下列说法哪些是正确的 A有固定的复制起始点 B需引物 RNA C真核生物的冈崎片段较原核生物的短 D催化子链延伸方向为 5 3 E是连续等速复制 12 关于 DNA 复制起点的叙述，下列哪些是正确的 A复制起点是任意的 B复制是从一个特定位点开始的 C原核生物的 DNA 复制只有一个起点 D真核生物的 DNA 复制有多个起点 E以上都是 13 关于原核生物 DNA 聚合酶的叙述，下列哪些说法是正确的 ADNA 聚合酶不是主要的复制酶 BDNA 聚合酶是主要的聚合酶 CDNA 聚合酶是主要的聚合酶 DDNA 聚合酶能从缺口开始合成新的 DNA 链 E都具有 53外切酶活性 14 DNA 损伤的光修复需 ADNA 聚合酶 B糖基化酶 C光修复酶 D转甲基酶 E核酸内切酶 15 下列关于 DNA 聚合酶正确说法是 A 真核生物的 DNApol 与原核生物的 DNApol作用相似 B在原核生物细胞内真正起复制作用的酶是 DNApol C 和 DNA 聚合酶是真核生物 DNA 复制中起主要作用的酶 D原核生物的三种 DNA 聚合酶都有 35核酸外切酶活性 EDNApol II 只有 3 5外切酶活性 16 下列叙述与逆（反）转录有关的是 A以 RNA 为模板合成 DNA 的过程 B以 RNA 为模板合成 RNA 的过程 C需逆（反）转录酶催化 D必须有引物存在才能合成 EdNTP 是合成原料 17 DNA 损伤修复机制包括 A切除修复 BSOS 修复 C光修复 D重组修复 E嘧啶二聚体修复 18 下列关于端粒与端粒酶的叙述正确的是 A端粒酶是由 RNA 与蛋白质两部分组成 B端粒酶是由 DNA 与蛋白质两部分组成 C端粒酶是一种反转录酶 D端粒是真核生物染色体 DNA 的末端结构 E端粒与 DNA 复制及染色体的稳定性无关 19 在 DNA 复制中，对 DNApol 正确的说法是 A必须有 DNA 模板 B催化子链合成方向只能是 5 3 C底物是 dNTP D引物提供 3OH 末端 E使 DNA 双链解开 二、填空题 11958 年 Meselson 和 Stahl 利用 15N 标记大肠杆菌 DNA 的实验证实了 机制。 2原核生物参与 DNA 复制的酶主要有 、 、 、 、 和 。DNA 复制的方向是 。 3参与 DNA 复制的底物有 、 、 、 。 4原核生物的 DNA 聚合酶有 、 、 三种，真核生物中发现的 DNA 聚合酶有 、 、 、 和 五种。原核生物 DNA 复制时起主要作用的是 ，而真核生物则为 和 5解螺旋酶的作用是打开碱基对之间的 。每解开 1 对碱基，需消耗 个 ATP。 6 DNA 复制时， 链连续合成， 链不连续合成，形成的片段叫 。 7点突变包括 和 。 8复制过程中发生的 DNA 突变称为 。损伤的修复方式有 、 、 和 等，其中以 为主。 9切除修复需要的酶主要有 、 、和 。 10生物遗传信息传递法则是以 为中心的，信息传递中 DNADNA 称为 ；DNARNA 称为 ；RNA 蛋白质称为 ； RNADNA 称为 ；RNARNA 称为 。 11 DNA 合成的方向是 ，RNA 合成的方向是 ，蛋白质多肽链合成的方向是 。 12逆转录是以 为模板，在 酶作用下，以 为原料，合成 的过程。 5 13以 5ATCGAC3为模板，复制的产物是 5 3。 14 RNA 链 5UCGAUA3，逆转录的产物是 5 3 三、名词解释 3 半保留复制 4 复制叉 5 反转录 6 双向复制 7 冈崎片段 8 半不连续复制 四、简答题 1简述分子生物学的中心法则及其扩充。 2何谓 DNA 的半保留复制？简述复制的主要过程。 3DNA 复制时，应具备哪些条件？ 4造成 DNA 损伤的因素是什么？损伤的修复方式有哪几种？ 5简述 DNA 损伤的修复类型。 五、论述题 1. 以原核生物为主，试述参与 DNA 复制的酶有哪些？各有何作用。 2. DNA 复制的基本规律 3. 怎样实现 DNA 复制的准确性？ 4. DNA 复制的基本规律 参考答案 一、选择题 （单选）1E 2A 3C 4A 5E 6C 7B 8C 9E 10E 11C 12E 13D 14B 15B 16C 17D 18D 19B 20B 21E 22B 23A 24A 25E 26C 27D 28D 29E 30D 31D 32A 33E 34B 35E 36E （多选）1ADE 2AC 3AD 4BCE 5AB 6ABD 7AC 8ABDE 9ABC 10ABE 11ABCD 12BCD 13ACD 14C 15 ABCD 16ACDE 17ABCD 18ACD 19ABCD 多选解析 16ACDE 反转录是以 RNA 为模板，利用四种 dNTP 为原料，由反转录酶催化合成互补 DNA 的过程。也可 以理解为：反转录是某些生物（如 RNA 病毒等）的特殊复制方式。所以必须有引物存在才能合成，现在认为引 物是病毒本身的一种 tRNA。 18ACD 端粒是真核生物染色体线性 DNA 分子末端的特殊结构，其重要功能是维持染色体的稳定性和 DNA 复制的完整性。答案 D 正确， E 错误。端粒酶是一种由 RNA 和蛋白质组成的酶，RNA 和蛋白质都是酶活性所 必须的组分。在端粒合成过程中，端粒酶以其自身携带的 RNA 为模板，催化合成端粒的 DNA 片段。因此端粒 酶可看作是一种特殊的反转录酶。 19ABCD DNA 聚合酶催化 DNA 复制有一定条件：（1）底物，即四种 dNTP（A、G 、C 、T） ；（2）DNA 指导的 DNA 聚合酶；（3）DNA 模板；（4）引物提供 3 OH 末端；（5）新链按 53的方向合成。而 使 DNA 解链的酶是解螺旋酶（DnaB 蛋白） ，其作用还需 DnaA、DnaC 蛋白的参与。 二、填空题 1DNA 的半保留复制 2DNA 聚合酶；解螺旋酶；引物酶；DNA 连接酶；DNA 拓扑异构酶；单链 DNA 结合蛋白（SSB ） ；53 3dATP ；dGTP ；dCTP ；dTTP 4；DNA 聚合酶；DNA 聚合酶 ； 5氢键；2 6领头；随从；冈崎片段 7转换同型碱基；颠换异型碱基 8损伤；光修复；切除修复；重组修复；SOS 修复；切除修复 9核酸内切酶；DNA 聚合酶；DNA 连接酶 10DNA；复制；转录；翻译；逆转录；RNA 复制 1153 ；53 ；-NH2 -COOH 12RNA；逆转录；dNTP；DNA 135GTCGAT 3 145TATCGA 3 三、解释 6 3DNA 在复制时，亲代 DNA 两条链均可作为模板，生成两个完全相同的子代 DNA，每个子代 DNA 的一条链 来自亲代 DNA，另一条链是新合成的，称半保留复制。 4复制开始后，DNA 双链解开形成两股单链，两股单链伸展成叉状，称为复制叉。 5以 RNA 为模板在反转录酶的作用下，合成 DNA 的过程，称为反转录。 6原核生物复制时，总是从一个固定的起始点开始向两个方向进行，称为双向复制。 7DNA 复制中，领头链连续合成，而随从链不连续合成，随从链上的不连续片段称为冈崎片段。 8子代 DNA 在合成时，领头链复制是连续进行的，随从链的复制是不连续的，这种复制方式叫半不连续复制。 四、简答题 1答：1958 年，Crick 提出了分子生物学的中心法则。DNA 是遗传的主要物质，携带有遗传信息。通过复制， 遗传信息从亲代 DNA 传到子代 DNA。DNA 把遗传物质传递给 RNA 的过程称为转录。RNA 通过翻译，以三个碱基序 列决定一个氨基酸这种遗传密码方式，决定蛋白质的基本结构。这种遗传信息的传递规律称为中心法则。其扩 充包括在反转录酶的作用下以 RNA 为模板，指导 DNA 合成的反转录过程。同时 RNA 本身也可以进行复制及翻译 成蛋白质。 2答：DNA 在复制时，亲代 DNA 两条链均可作为模板，生成两个完全相同的子代 DNA，每个子代 DNA 的一条链 来自亲代 DNA，另一条链是新合成的，称为半保留复制。复制的主要过程是：(1)拓扑异构酶松弛超螺旋；(2)解 螺旋酶将双股螺旋打开；(3)单链 DNA 结合蛋白结合在每条单链上，以维持两条单链处于分开状态；(4)引物酶 催化合成 RNA 引物；(5) DNA 聚合酶 催化合成新的 DNA 的领头链及冈崎片段；(6)RNA 酶水解引物， DNA 聚 合酶催化填补空隙；(7) DNA 连接酶将冈崎片段拼接起来以完成随从链的合成。 3答： (1)底物：以脱氧三磷酸核苷为底物，总称 dNTP，包括 dATP 、dGTP 、dCTP 、dTTP。 (2)模板：要有母链 DNA 为模板必须先解链，解旋。双链解开后，两链均可做模板。 (3)酶和蛋白质因子：DNA 聚合酶等，还需要特定的蛋白质因子。 (4)引物：以小段 RNA 作为引物。 4答：造成 DNA 损伤的因素及损伤的修复方式： (1)引起 DNA 损伤的因素：主要是一些物理和化学因素，如紫外线照射，电离辐射，化学诱变剂等。 (2)损伤修复的方式有：光修复、切除修复、重组修复、SOS 修复。 5修复是指针对已经发生的缺陷而施行的补救机制，主要有光修复、切除修复、重组修复、SOS 修复。 （1）光修复：通过光修复酶催化完成的，需 300600nm 波长照射即可活化，可使嘧啶二聚体分解为原来的非 聚合状态，DNA 完全恢复正常。 （2）切除修复：细胞内主要的修复机制，主要有核酸内切酶、DNA 聚合酶及连接酶完成修复。 （3）重组修复：先复制再修复。损伤部位因无模板指引，复制出来的新子链会出现缺口，通过核酸酶将另一股 健康的母链与缺口部分进行交换。 （4）SOS 修复：SOS 是国际海难信号，SOS 修复是一类应急性的修复方式。是由于 DNA 损伤广泛以至于难以继续 复制由此而诱发出一系列复杂的反应。 五、论述题 1. 以原核生物为主，试述参与 DNA 复制的酶有哪些？各有何作用。 答：（1）DNA 聚合酶（DNA-pol）：原核生物的 DNA 聚合酶有、三种，这三种酶都有 53聚合作 用以及 35核酸外切酶活性， DNA-pol还有 53核酸外切酶活性；DNA-pol主要是对复制中的错误进行校读，对复制和修复中出现 的空隙进行填补。 DNA-pol可能是参与 DNA 损伤的应急状态修复。 DNA-pol 是原核生物复制延长中真正起催化作用的酶，以 DNA 为模板、以四种 dNTP 为底物，催化新链延长， 合成起始时需要引物提供 3OH。脱氧三磷酸核苷的 磷酸基与 3OH 反应，生成 3，5磷酸二酯 键。 （2）解螺旋酶（DnaB 蛋白）：破坏氢键，利用 ATP 供能解开 DNA 双链。此过程还需 DnaA 和 DnaC 蛋白。 7 （3）拓扑异构酶：能松弛超螺旋，克服扭结现象。拓扑异构酶在不需要 ATP 的条件下，能断开 DNA 双链中的 一股，使 DNA 分子变为松弛状态，然后切口再封闭。拓扑异构酶能同时断开 DNA 双股链，使其变为松弛状态， 然后再将切口封闭，在利用 ATP 时，还可以使松弛状态的 DNA 分子变为负超螺旋结构。 （4）单链 DNA 结合蛋白（SSB）：保持模板处于单链状态，便于复制，同时还可防止复制过程中单链模板被核 酸酶