DNA的生物合成(复制).doc

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重点难点1重点：DNA分子在生物体内合成的三种方式：DNA指导的DNA合成，也称复制；修复合成，即DNA受到损伤（突变）后进行修复；RNA指导的DNA合成，即反转录合成，是RNA病毒的复制形式，以RNA为模板，由逆转录酶催化合成DNA。2难点：DNA生物合成过程。二、 教学内容概要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-pol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DNA-pol I、II和III三种DNA聚合酶；真核生物有、和 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病毒的复制方式，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以外，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。【自测题】一、选择题【A型题】1 DNA在复制中所需的底物是AAMP、GMP、CMP、UMP BADP、GDP、CDP、TDPCdAMP、dGMP、dCMP、dUMP DdADP、dGDP、dCDP、dTDPEdATP、dGTP、dCTP、dTTP2 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E以上都不对4 DNA复制时，与核苷酸链5dTpApGpAp3互补的链是A5dTpCpTpAp3 B5dUpCpUpAp3C5dGpTpGpAp3 D5dApTpCpTp3E5dGpCpGpAp35 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53核酸外切酶活性C有35核酸外切酶活性 D以dNTP为底物E有53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53 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53C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 BTT CTC DCC EUC15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 BRNADNA蛋白质CDNARNA蛋白质 DRNARNADNA EDNADNA蛋白质17HTemin对中心法则的补充内容是ARNA蛋白质 BDNArRNA CDNADNA DRNADNA EDNAmRNA18MMesselson和FWStahl用15NH4Cl证明的机制是ADNA混合式复制 BDNA转录为mRNACmRNA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15NDNA链）A7LH/1HH B6LL/2LH C1LL/7LH D7HH/1LH E2HH/6LH2115N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22DNA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23DNA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24DNA复制时，合成5-TAGATCC-3的互补序列是A5-GGATCTA-3 B5-CCTAGAT-3C5-GGAUCUA-3 D5-GGAUAGA-3 E5-ATCTAGG-325模板链DNA序列5-ACGCATTA-3对应的mRNA序列是A5-ACGCAUUA-3 B5-TAATGCGT-3C5-UGCGUAAU-3 D5-UAATGCGT-3 E5-UAAUGCGU-326合成真核生物线粒体DNA的DNApol是ADNA-pol BDNA-pol CDNA-pol DDNA-pol EDNA-pol 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oriCEDnaC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35E连接酶作用时需ATP29着色性干皮病的分子基础是AUvr类蛋白缺乏 BDNA-pol基因缺陷CDNA-pol基因突变 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A DNA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53C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36DNA复制时需要松弛DNA的双螺旋结构，参与此过程的酶是ADNA pol I BDNA pol II CDNA pol III D端粒酶 E拓扑异构酶【X型题】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8DNA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9DNA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53 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14DNA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DNA-pol 与原核生物的DNA-pol作用相似B在原核生物细胞内真正起复制作用的酶是DNA-polC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EDNA-pol II 只有35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17DNA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DNA-pol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53C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。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、名词解释题91分子生物学中心法则 2复制 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、论述题以原核生物为主，试述参与DNA复制的酶有哪些？各有何作用。【参考答案】一、选择题【A型题】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 【X型题】1ADE 2AC 3AD 4BCE 5AB 6ABD 7AC 8ABDE 9ABC 10ABE 11ABCD 12BCD 13ACD 14C 15 ABCD 16ACDE 17ABCD 18ACD 19ABCD【解析】【X型题】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1 DNA的半保留复制 2 DNA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 ；dTTP4； ； ； ； DNA聚合酶； DNA聚合酶；5氢键 ；26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10 DNA ； 复制 ； 转录 ； 翻译 ；逆转录 ； RNA复制1153 ； 53 ； -NH2 -COOH12RNA； 逆转录； dNTP ； DNA135GTCGAT3145TATCGA3三、名词解释翻译 转录1 复 DNA RNA 蛋白质，遗传信息传递方向的这种规律性，称为分子生物学中心 制 法则。2以亲代DNA为模板合成子代DNA时，将遗传信息准确地复制到子代DNA分子上，这一过程叫做复制。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11958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 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 (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 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、重组修复和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、重组修复和SOS修复。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。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。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。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）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，此外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，催化新链不断延长，合成起始时需要引物提供3-OH。脱氧三磷酸核苷的-磷酸基与3-OH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。（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