12第十三章DNA生物合成作业及答案-

D．必须有引物存在才能合成 E．dNTP是合成原料

17 DNA损伤修复机制包括A．切除修复 B．SOS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5’→3’

C．底物是dNTP D．引物提供3’－OH末端 E．使DNA双链解开 二、填空题

1．1958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DNA→DNA称为；DNA→RNA称为；RNA→蛋白质称为； RNA→DNA称为；RNA→RNA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5’—ATCGAC—3’为模板，复制的产物是5’——3’。 14． RNA链5’—UCGAUA—3’，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。 3．DNA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 16．ACDE 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。

18．ACD 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。 19．ABCD 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5’→3’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）；5’→3’

3．dATP ；dGTP ；dCTP ；dTTP

4．Ⅰ；Ⅱ；Ⅲ；α；β；γ；δ；ε；DNA聚合酶Ⅲ；DNA聚合酶α；δ 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Ⅰ；DNA连接酶

10．DNA；复制；转录；翻译；逆转录；RNA复制 11．5’→3’；5’→3’；-NH2 → -COOH 12．RNA；逆转录；dNTP；DNA 13．5’—GTCGAT—3’ 14．5’—TATCGA—3’ 三、解释

3．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。 7．DNA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Ⅲ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Ⅰ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300～600nm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Ⅰ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Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种，这三种酶都有5’→3’聚合作用以及3’→5’核酸外切酶活性，

DNA-polⅠ还有5’→3’核酸外切酶活性；DNA-polⅠ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-polⅡ可能是参与DNA损伤的应急状态修复。

DNA-polⅢ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3’—OH。脱氧三磷酸核苷的α—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Ⅰ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Ⅱ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水解。 （5）引物酶：是一种特殊的RNA聚合酶，该酶以DNA为模板，催化一段RNA引物的合成，复制时在RNA引物的3’—OH末端加上脱氧三磷酸核苷。

（6）DNA连接酶：连接DNA链3’-OH末端和另一DNA链的5’-P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链连接成完整的链。 2. DNA复制的基本规律

答：DNA复制基本规律的要点如下：

（1）DNA复制是半保留的，以两条亲链为模板合成子链，亲子链配对，以保证复制的精确度；校对作用等也保证了DNA复制的精确度。

（2）DNA复制不是随机的而是有固定的起点和终点，原核生物和病毒多为一个起点，真核生物为多个起点。

（3）复制可为单向或双向，以双向为主；两个方向的复制速度不一定相同，故有多种复制方式。

（4）复制是半不连续的，前导链为连续复制，后随链先合成不连续的冈崎片段，再连接起来。

（5）复制由多种酶和辅助因子参与，经起始、延长和终止三个阶段完成复制，其中DNA聚合酶III是主延长酶，复制需要RNA引物，并需要最后的引物切除和连接酶的作用等。 3. 如何保证DNA复制的准确性？ 答：（要点）(1)DNA双螺旋结构的稳定性。碱基位于疏水中心，不易受到活性水溶性物质的攻击，从而保证了所合成子链的准确性。(2) 半保留复制的原则。复制是有模板依赖性的，子链必须与亲链进行严格的碱基配对才能形成双螺旋。（3）子链通过与亲链进行碱基配对并形成大量链间氢键，氢键的形成有方向性，释放出大量的能量来保证配对的准确性。（4）DNA聚合酶具有校正功能。（5）细胞内存在一系列DNA修复机制。 4. DNA复制的基本规律。 答：（1）DNA复制是半保留的，以两条母链为模板合成子链，母子链配对，以保证复制的精确度，另外校对作用等也保证了DNA复制的精确度。（2）DNA复制有固定的起点和终点，原核生物和病毒多为一个起点，真核生物为多个起点。（3）复制可以是单向也可以是双向，以双向为主，两个方向的复制速度不一定相同，故有多种复制方式。（4）复制是半不连续的，前导链是连续的，后随链是不连续的合成冈崎片段，再连接起来。（5）复制由多种酶和辅助因子参与，经起始、延长和终止三个阶段完成复制，其中DNA聚合酶III是主延长酶，复制需要RNA引物，并需要最后的引物切除和连接酶的作用等。