第九章生化简明教程章节习题集

18．RNA也能以自身为模板合成一条互补的RNA链。

19．真核生物的各种RNA都必须经过剪切、修饰才能成熟。 二、参考答案 (一)名词解释

1．中心法则(central dogma)：生物体遗传信息流动途径。最初由Crick(1958)提出，经后人的不断补充、修改，可表示为：

2．半保留复制(简称复制)（semiconservative replication)：亲代双链DNA以每条链为模板，按碱基配对原则各合成一条互补链，这样一条亲代DNA双螺旋，形成两条完全相同的子代DNA螺旋，子代DNA分子中都有一条合成的“新”链和一条来自亲代的旧链，称为半保留复制。

3．DNA聚合酶(DNA polymerase)：指以脱氧核苷三磷酸为底物，按5’→3’方向合成DNA的一类酶，反应条件：4种脱氧核苷三磷酸、Mg+、模板、引物。DNA聚合酶是多功能酶，除具有聚合作用外，还具有其它功能，不同DNA聚合酶所具有的功能不同。

4．解旋酶(helicase)：是一类通过水解ATP提供能量，使DNA双螺旋两条链分开的酶，每解开一对碱基，水解2分子ATP。

5．拓扑异构酶(topolisomerase)：是一类引起DNA拓扑异构反应的酶，分为两类：类型I的酶能使DNA的一条链发生断裂和再连接，反应无需供给能量，类型Ⅱ的酶能使DNA的两条链同时发生断裂和再连接，当它引入超螺旋时，需要由ATP供给能量。 6．单链DNA结合蛋白(single—strand binding protemSSB)：是一类特异性和单链区DNA结合的蛋白质。它的功能在于稳定DNA解开的单链，阻止复性和保护单链部分不被核酸酶降解。

7．DNA连接酶(DNA ligase)：是专门催化双链DNA中缺口共价连接的酶，不能催化两条游离的单链DNA链间形成磷酸二酯键。反应需要能量。

8．引物酶及引物体(primase primosome)：以DNA为模板，以核糖核苷酸为底物，在DNA合成中，催化形成RNA引物的酶称为引物酶及引物体。大肠杆菌的引物酶单独没有活性，只有与其它蛋白质结合在一起，形成一个复合体，即引物体才有生物活性。

9．复制叉(replication fork)：复制中的DNA分子，末复制的部分是亲代双螺旋，而

复制好的部分是分开的，由两个子代双螺旋组成，复制正在进行的部分呈丫状叫做复制叉。 10．复制眼θ结构：在一段DNA上，正在复制的部分形成眼状结构。复制眼在环状DNA上形成的结构与希腊字母θ相象，所以叫θ结构。

11．前导链(1eadingstrand)：在DNA复制过程中，以亲代链(3’→5’为模板时，子代链的合成 (5’→3’)是连续的．这条能连续合成的链称前导链。

12．冈崎片段(Okazaki fragment)、后随链(1aggmgstrand)：在DNA复制过程中，以亲代链(5’一3’)为模板时，子代链的合成不能以3’一5’方向进行，而是按5’一3’方向合成出许多小片段，因为是冈崎等人研究发现，因此称冈崎片段。由许多冈崎片段连接而成的子代链称为后随链。

13．半不连续复制(Semidis continuous replication)：在DNA复制过程中，一条链的合成是连续的，另一条链的合成是不连续的，所以叫做半不连续复制。

14．逆转录(reverse transcription)：以RNA为模板合成DNA的过程。 15．逆转录酶(reverse transeriptase)：催化以RNA为模板合成DNA的逆转录过程的酶。 Temin(1960)首次从劳氏肉瘤病毒中发现。逆转录酶具有多种酶活性：依赖RNA的DNA聚合酶活性；依赖DNA的DNA聚合酶活性，RNA水解酶活性，DNA合成方向5’一3’。合成时需要引

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物与模板。

16．突变(mutation)：基因组DNA顺序上的任何一种改变都叫做突变。分点突变和结构畸变。

17．点突变(Point mutation)：

是指一个或几个碱基对被置换(replacement)，这种置换又分两种形式：转换(transition)一指用一个嘌呤碱置换另一个嘌呤碱，一个嘧啶碱置换另一个嘧啶碱；颠换(transversion)一指用嘌呤碱置换嘧啶碱或用嘧啶碱置换嘌呤碱。

18．结构畸变：基因中的缺口、或插入(insertion)或缺失(deletion)某些碱基造成移码突变使 DNA的模板链失去功能。

19．诱变剂(mutagen)：使基因组发生突变的物理、化学、生物因素叫诱变剂。

20．修复(repair)：除去DNA上的损伤，恢复DNA的正常结构和功能是生物机体的一种保护功能。

21．光裂合酶修复(又称光复活)(photoreactivation)：可见光将光裂合酶激活，它分解DNA上由紫外线照射而形成的嘧啶二聚体，使它们恢复成两个单独的嘧啶碱。 22．切除修复(excision repair)：在一系列酶的作用下，将DNA分子中受损伤部分切除，以互补链为模板，合成出空缺的部分，使DNA恢复正常结构的过程。

23．重组修复(recombination repair)：DNA在有损伤的情况下也可以复制，复制时子代链跃过损伤部位并留下缺口，通过分子间重组，从完整的另一条母链上将相应的核苷酸序列片段移至子链缺口处，然后用再合成的多核苷酸的序列补上母链的空缺，此过程称重组修复。

24．诱导修复和应急反应(induction repair and SOS response)(SOS修复)：由于DNA受到损伤或复制系统受到抑制所诱导引起的一系列复杂的应急效应，称为应急反应。

SOS反应主要包括两个方面：DNA损伤修复(SOS修复或称诱导修复)和诱变效应。SOS修复是一种易出差错的修复过程，虽能修复DNA的损伤而避免死亡。但却带来高的变异率。 25．DNA重组(recombination)：DNA重组是指在真核生物减数分裂过程中，细菌细胞的转化中、病毒转导中等发生的DNA片段的交换或插入。

26．基因工程(又称基因重组技术)(genetic engineering)：是将外源基因经过剪切加工，再插入到一个具有自我复制能力的载体DNA中，将新组合的DNA转移到一个寄主细胞中，外源基因就可以随着寄主细胞的分裂进行繁殖，寄主细胞也借此获得外源基因所携带的新特性。

27．转录(transcription)：由依赖于DNA的RNA聚合酶催化，以DNA的一条链的一定区段为模板，按照碱基配对原则，合成一条与DNA链互补的RNA链的过程。

28．模板链(template strand)[又称负(—)链，反意义链(antisense strand)]：转录过程中用作模板的这条DNA链，称模板链。

29．非模板链(nontemplate strand)[又称正(十)链，编码链(coding strand)，有意义链(Sense strand)]：与模板链互补的那条DNA链，称非模板链。

30．不对称转录(asymmetric transcription)：因为RNA的转录只在DNA的任一条链上进行，所以把RNA的合成叫做不对称转录。

31．启动子(promoter)：DNA链上能指示RNA转录起始的DNA序列称启动子。 32．转录单位(transcription unit)：RNA的转录只在DNA的一个片段上进行，这段DNA序列叫转录单位。

33．内含子(intron)：真核生物基因中，不为蛋白质编码的、在mRNA加工过程中消失的DNA序列，称内含子。

34．外显子(exon)：真核生物基因中，在mRNA上出现并代表蛋白质的DNA序列，叫外显

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子。

35．转录加工(POSt—transcriptional processing)：细菌中很多RNA分子和几乎全部真核生物的RNA在合成后都需要不同程度的加工，才能形成成熟的RNA分子，这个过程叫转录后加工。

36．核内不均一RNA(hnRNA)：是真核生物细胞核内的mRNA前体分子，分子量较大，并且不均一，含有许多内含子。

37．RNA的复制(RNAreplication)：某些病毒RNA既可以做为模板合成病毒蛋白质又可在 RNA复制酶(RNAreplicase)的催化下，以自身RNA为模板，合成互补的RNA新链，合成方向5'→3’，这一过程叫RNA复制。 (五)问答题

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l．提示：①将ε．coli放入以NH4Cl为唯一氮源的培养基中连续培养十几代，使所有

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DNA分子标记上N；②将N标记的ε．coli再放入普通的N培养基中培养，在细胞生长一代、二代?n代的时间间隔内采样；③采用氯化铯密度梯度离心分离DNA，并用紫外照相技术检测DNA所在位置；④结果如下：其结果确切地证明DNA以半保留方式复制。

2．ε．coliDNA聚合酶I是多功能酶，具有：①DNA聚合酶活性，能按模板要求，以5’→3’方向合成DNA，在DNA复制中，常用以填补引物切除后留下的空隙；②5'→3’外切酶活性，DNA复制后期，用于切除RNA引物；③3'→5’外切酶活性，用以校对复制的正确性，当出现错配碱基时，切除错配碱基直到正确配对为止；DNA聚合酶I不是DNA复制和校正中的主要聚合酶，它的功能主要是修复。

3．以ε．coli为例，DNA复制过程分三个阶段；①起始：从DNA上控制复制起始的序列即起始点开始复制，形成复制叉，复制方向多为双向，也可以是单向，若以双向进行复制，两个方向的复制速度不一定相同。由于DNA聚合酶不能从无到有合成新链，所以DNA复制需要有含3’—OH的引物，引物由含有引物酶的引物体合成一段含3一10个核苷酸的RNA片段；②延长：DNA复制时，分别以两条亲代DNA链为模板，当复制叉沿DNA移动时，以亲代3’→5’链为模板时，子链的合成方向是5'→3'，可连续进行，以亲代5’→3’链为模板时，子链不能以3’→5’方向合成，而是先合成出许多5’→3’方向的冈崎片段，然后连接起来形成一条子链；③终止：当一个冈崎片段的3'-OH与前一个冈崎片段的5’一磷酸接近时，复制停止，由DNA聚合酶I切除引物，填补空隙，连接酶连接相邻的DNA片段。

DNA复制时，由DNA解旋酶(又称解链酶)通过水解ATP获得能量来解开DNA双链，并沿复制叉方向移动，所产生的单链很快被单链结合蛋白所覆盖，防止DNA的变性并保护其单链不被降解，复制叉前进过程中，双螺旋产生的应力在拓扑异构酶的作用下得到调整。

DNA复制基本规律：①复制过程为半保留方式；②原核生物单点起始，真核生物多点起始，复制方向多为双向，也有单向；③复制方式呈多样性，(直线型、Q型、滚动环型?等)；④新链合成需要引物，引物RNA长度—般为几个～10个核苷酸，新链合成方向5’→3’，与模板链反向，碱基互补；⑤复制为半不连续的，以解决复制过程中，两条不同极性的链同时延伸问题，即?—条链可按5’→43’方向连续合成称为前导链，另一条链先按5’→3’方向合成许多不连续的冈崎片段(原核生物一般长1000-2000个核苷酸，真核生物一般长100--200个核苷酸)，再通过连接酶连接成完整链，称后随链，且前导链与后随链合成速度不完全—致，前者快，后者慢；⑥复制终止时，需切除前导链、冈崎片段的全部引物，填补空缺，连接成完整DNA链；⑦修复和校正DNA复制过程出现的损伤和错误，以确保DNA复制的精确性。

4．提示：见名词解释“逆转录”。病毒的单链RNA在病毒进入寄主细胞后被释放出来，此 RNA带有与模板互补的tRNA引物，病毒的逆转录酶以此RNA为模板，从引物的3’—OH端，按碱基互补原则以5’→3’方向合成DNA链(-)，形成RNA—DNA杂交分子，然后逆转酶

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发挥 RNA水解酶活性，水解杂交分子中的RNA链，最后以新合成的DNA链(—)为模板，合成另一条 DNA链(+)，形成双链DNA分子(为病毒)整合到寄主基因组中，随寄主细胞的转录，产生病毒 RNA(+)，此RNA可翻译病毒蛋白质，可作为后代病毒RNA。

5．提示：①自身复制过程中发生的错误：②外界环境的影响，如物理因素(紫外线、X一射线辐射等)，化学因素(各种诱变剂、抗菌素等)。造成嘧啶碱基形成聚合体，发生碱基错配、缺失和插入。

6．提示：①获取外源目的基因；②寻找基因载体(通常为质粒、噬菌体等)使用限制性内切酶，使目的基因与载体产生相同粘性末端，两个末端互补连接，形成重组DNA；③通过转化(或感染)将重组DNA引入寄主细胞；④从大量的寄主细胞中筛选出带有重组体的细胞进行克隆。

意义：①利用基因工程技术，可以大量生产在一些正常细胞中产量很低的多肽物质，用于医药等工业生产中；②定向改造生物墓因结构，生产抗病强、品质优的各种农副产品，以提高经济价值；③用于生命科学的基础研究；

值得注意的是基因工程技术若使用不当、管理不善，也会给人类带来灾难。

7．提示：①目的不同，所使用的酶、原料及其它辅助因子不同，转录是合成RNA，复制是合成DNA；②方式不同：转录是不对称的，只在双链DNA的一条链上进行，只以DNA的一条链为模板，复制为半不连续的，分别以DNA的两条链为模板，在DNA的两条链上进行；③复制需要引物，转录不需要引物；④复制过程存在校正机制，转录过程则没有；⑤转录产物需要加工，复制产物不需要加工；⑥复制与转录都经历起始、延长、终止阶段，都以DNA为模板，新链按碱基互补原则，5'→ 3’方向合成。

(三)填空题

1．同位素示踪、超速离心、紫外分光光度

2．聚合作用、5’→3’外切酶作用、3’→5’外切酶、大、5’→3’聚合酶作用、3’→5’外切酶、5’→3’外切酶

3．DNA聚合酶Ⅲ、7、修复

4．DNA聚合酶α、DNA聚合酶β、DNA聚合酶γ、DNA聚合酶δ、DNA聚合酶α、DNA聚合酶σ

5．使DNA双螺旋打开、ATP；5’→3’、3’→5’ 6．拓扑异构酶

7．单链DNA结合蛋白、使单链保持伸长状态 8．双、游离的单、ATP、NAD+、复制、修复、重组 9．RNA、引物、蛋白质、引物体 10．5’→3’、5’→3’

11．RNA、三磷酸脱氧核苷酸(dNTP)、与RNA互补的DNA链 12．点突变、结构畸变

13．物理诱变剂、化学诱变剂、生物诱变剂 14．DNA、ATP、GTP、UTP、CTP

15．α2ββ’δ、全、α2ββ’、合成RNA链、ζ保证RNA聚合酶对启动子的特异识别 16．反意义链、负链 17．3’→5’、5’→3’

18．RNA聚合酶I、RNA聚合酶Ⅱ、RNA聚合酶Ⅲ、rRNA、mRNA、tRNA和5SrRNA 19．AUCGCUCGA

20．转录、逆转录、碱基互补配对 21．前导、连续、后随、不连续

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22．A21％、G29％、U21％、C29％ 23．因子、启动子部位 24．质粒、环、基因载体 25．外显子、内含子 (四)选择题 1．① 2．② 3．④ 4．③ 5．① 6．③ 7．① 8．④ 9．② 10．③ 11．③ 12．② 13．①②③ 14．②→①→③→⑤→④ 15．①③⑤ 16．②④ 17．①②④ 18．③④ 19．①③⑤ 20．①②③④⑤ 21．①③④ 22．①②； 23．②④⑤ 24．②③④ 25．③④⑤ 26．①②④⑤

(五)是非题 1．× 2．√ 3．× 4．× 5．× 6．× 7．√ 8．× 9．√ 10．√ 11．× 12．√ 13．√ 14．√ 15．√ 16．√ 17．× 18．√ 19．√

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