DNA的复制和修复.docx
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DNA的复制和修复
第十三章DNA的生物合成
一：
填空题
1.参与DNA复制的主要酶和蛋白质包括________________、________________、________________、________________、________________、________________和________________。
2.DNA复制的方向是从________________端到________________端展开。
3.大肠杆菌在DNA复制过程中切除RNA引物的酶是________________，而真核细胞DNA复制过程中切除RNA引物的酶是________________或________________。
4.大肠杆菌染色体DNA复制的起始区被称为________________，酵母细胞染色体DNA复制的起始区被称为________________，两者都富含________________碱基对，这将有利于________________过程。
5.大肠杆菌DNA连接酶使用________________能源物质，T4噬菌体DNA连接酶使用________________作为能源物质。
6.________________和________________酶的缺乏可导致大肠杆菌体内冈崎片段的堆积。
7.体内DNA复制主要使用________________作为引物，而在体外进行PCR扩增时使用________________作为引物。
8.使用________________酶或________________酶可将大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ水解成大小两个片段，其中大片段被称为________________酶，它保留________________和________________酶的活性，小片段则保留了________________酶的活性。
9.参与大肠杆菌DNA复制的主要聚合酶是________________，该酶在复制体上组装成________________二聚体，分别负责________________链和________________链的合成，已有证据表明后随链的模板在复制中不断形成________________结构。
10.DNA拓扑异构酶Ⅰ能够切开DNA的________________条链，而DNA拓扑异构酶Ⅱ能同时切开DNA的________________链，在切开DNA链以后，磷酸二酯键中的磷酸根被固定在它的________________残基上。
11.DNA损伤可分为________________和________________两种类型，造成DNA损伤的因素有________________和________________。
12.光复活酶的辅基是________________和________________或________________，它能直接修复________________。
13.真核细胞DNA的损伤可诱导抗癌基因________________表达量提高，该抗癌基因的称产物可________________细胞周期的进行；当损伤过于严重的时候，可诱导细胞________________。
14.完成碱基切除修复至少需要________________、________________、________________和________________等几种酶。
15.维持DNA复制的高度忠实性的机制主要有________________、________________和________________。
16.DNA重组主要分为________________和________________两种形式，它们的主要差别是________________。
17.同源重组可分成两步反应：
第一步反应是________________；第二步反应是________________。
18.E.coli参与错配修复的DNA聚合酶是________________。
19.新生霉素和四环双萜分别是________________酶和________________酶的抑制剂。
20.端聚酶由________________和________________两个部分组成，它的生理功能是________________。
21.________________病毒是研究真核细胞DNA复制最好的材料。
22.原核细胞DNA复制时形成的冈崎片段比真核细胞DNA复制形成的冈崎片段________________。
答案：
1．
2.
3.
4.
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
二：
是非题
1.[]DNA分子是由两条链组成的，其中一条链作为前导链的模板，另一条链作为后随链的模板。
2.[]DNA复制的总实性主要是由DNA聚合酶的3′→5′外切酶的校对来维持。
3.[]端聚酶是一种Ribozyme。
4.[]DNA连接酶和拓扑异构酶的催化都属于共价催化。
5.[]大肠杆菌DNA连接酶使用
作为氧化剂。
6.[]滚环复制不需要RNA作为引物。
7.[]D环复制不形成冈崎片段。
8.[]真核细胞DNA聚合酶α没有3′→5′外切酶的活性，因此真核细胞染色体DNA复制的忠实性低于原核细胞。
9.[]SSB能够降低DNA的Tm。
10.[]大肠杆菌DNA复制的延伸速度取决于培养基的营养状况。
11.[]大肠杆菌参与DNA错配修复的DNA聚合酶是DNA聚合酶Ⅰ。
12.[]人细胞缺乏DNA直接修复的机制。
13.[]DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ都属于多功能酶。
14.[]癌细胞的端聚酶活性较高，而正常的分化细胞的端聚酶活性则很低。
15.[]原核细胞和真核细胞都是以甲基化作为DNA错配修复过程中识别新链和老链的标志。
16.[]如果以3′-NTP作为DNA复制的原料，DNA复制的方向有可能是从3′→5′。
17.[]DNA的后随链的复制是先合成许多冈崎片段，最后再将它们一起连接起来形成一条连续的链。
18.[]TaqDNA聚合酶无校对的功能，因此它所催化的PCR反应，错误机会较大。
19.[]DNA聚合酶Ⅰ不是参与大肠杆菌染色体DNA复制的主要聚合酶，因此它的任何突变不可能是致死型突变。
20.[]酵母细胞的DNA复制需要转录激活。
21.[]大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ只参与修复，并不参与染色体DNA的复制。
22.[]在大肠杆菌SOS修复之中，RecA蛋白被激活，作为蛋白酶水解LexA蛋白，从而引发SOS反应。
23.[]RecA蛋白对单链DNA的亲和力强于对双链DNA的亲和力。
24.[]由于真核细胞的DNA比原核细胞DNA大得多，因此真核细胞DNA在复制过程中复制叉前进的速度大于原核细胞的复制叉前进的速度，这样才能保证真核细胞DNA迅速复制好。
25.[]嘧啶二聚体可通过重组修复被彻底去除。
26.[]
噬菌体可以完全使用宿主细胞的复制机器完成对自身DNA的复制。
答案：
错错错对错错对错对错错错错对错对错对错对错错对错错错
三：
单选题
1.[]参与真核细胞线粒体DNA复制的DNA聚合酶是
A.DNA聚合酶α
B.DNA聚合酶β
C.DNA聚合酶γ
D.DNA聚合酶δ
E.DNA聚合酶ε
2.[]PCNA（分裂细胞核抗原）是真核细胞哪一种DNA聚合酶的辅助蛋白？
A.DNA聚合酶α
B.DNA聚合酶β
C.DNA聚合酶γ
D.DNA聚合酶δ
E.DNA聚合酶ε
3.[]真核细胞中与引发酶通常紧密结合在一起的DNA聚合酶是
A.DNA聚合酶α
B.DNA聚合酶β
C.DNA聚合酶γ
D.DNA聚合酶δ
E.DNA聚合酶ε
4.[]识别大肠杆菌DNA复制起始区的蛋白质是
A.dnaA蛋白
B.dnaB蛋白
C.dnaC蛋白
D.dnaE蛋白
E.dnaG蛋白
5.[]尿嘧啶糖苷酶的功能是
A.去除嘧啶二聚体
B.切除RNA分子中的尿嘧啶
C.切除DNA分子中的尿嘧啶
D.切除DNA分子中的尿苷酸
E.切除RNA分子中的尿苷酸
6.[]DNA突变和DNA修复之间的平衡在生物进化中发挥着重要的作用，这是因为
A.DNA损伤过分严重总是导致物种的灭绝
B.DNA修复需要消耗ATP去纠正DNA的损伤
C.DNA损伤和DNA修复是细胞中互不相关的事件
D.胞嘧啶的脱氨基反应是一件罕见的事件，但却是引起突变的
E.生殖细胞中的DNA突变如果没有被修复，只可以允许自然选择
7.[]在大多数DNA修复中，牵涉到四步序列反应，这四步序列反应的次序是
A.识别、切除、再合成、再连接
B.再连接、再合成、切除、识别
C.切除、再合成、再连接、识别
D.识别、再合成、再连接、切除
E.切除、识别、再合成、再连接
8.[]DNA复制需要一系列的蛋白质促进复制叉的移动，大肠杆菌DNA在体外的复制至少需要那些蛋白质？
A.DNA聚合酶Ⅰ、引发酶、SSB和连接酶
B.SSB、解链酶、和拓扑异构酶
C.连接酶、DNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ
D.DNA聚合酶Ⅲ、解链酶、SSB和引发酶
E.拓扑异构酶、解链酶和DNA聚合酶Ⅱ
9.[]同源重组是产生遗传多样性的一种重要的途径。
以下关于同源重组的机制哪一个是错误的？
A.分支点的迁移决定交叉的范围
B.DNA链的断裂并非同源重组所必需
C.链的侵入需要序列的同源性
D.Holliday连接的分离需要180°的转动
E.重新连接是同源重组的最后一步反应
10.[]RPA是人细胞DNA复制所需要的
A.SSB
B.DNA连接酶
C.DNA聚合酶
D.拓扑异构酶
E.引发酶
11.[]XP（着色性干皮病）是因为什么酶缺失引起的？
A.DNA复制
B.转录
C.转录后加工
D.DNA修复
E.翻译
12.[]萘啶酮酸是大肠杆菌细胞哪一种酶的抑制剂？
A.DNA聚合酶
B.引发酶
C.DNA连接酶
D.DNA拓扑异构酶
E.DNA解链酶
13.[]在一个复制叉之中，以下哪一种蛋白质的数量最多？
A.DNA聚合酶
B.引发酶
C.SSB
D.DNA解链酶
E.DNA拓扑异构酶
14.[]参与DNA复制的几种酶的作用次序是
A.DNA解链酶→引发酶→DNA聚合酶→DNA连接酶→切除引物的酶
B.DNA解链酶→引发酶→DNA聚合酶→切除引物的酶→DNA连接酶
C.引发酶→DNA解链酶→DNA聚合酶→DNA连接酶→切除引物的酶
D.DNA解链酶→引发酶→切除引物的酶→DNA连接酶→DNA聚合酶
E.DNA聚合酶→引发酶→DNA解链酶→DNA连接酶→切除引物的酶
15.[]参与直接修复DNA分子上6-甲基鸟嘌呤这种异常碱基的甲基转移酶可直接将鸟嘌呤上的甲基转移到它的哪一种氨基酸残基上？
A.Lys
B.His
C.Cys
D.Pro
E.Met
16.[]预测下面哪一种基因组在紫外线照射下最容易发生突变？
A.双链DNA病毒
B.单链DNA病毒
C.线粒体基因组
D.叶绿体基因组
E.细胞核基因组
17.[]将两段寡聚脱氧核苷酸片段5′-ACCACGTAACGGA-3′和5′-GTTAC-3′与DNA聚合酶一起加到含有dATP、dGTP、dCTP和dTTP的反应混合物之中，预测反应的终产物被参入的各碱基的比例是
A.2C∶1T
B.1G∶1T
C.3G∶2T
D.3G∶3T∶2C
E.5T∶4G∶3C∶1A
答案：
CDAACEADBADDCBCBC
四：
问答题
1.什么是DNA聚合酶的进行性？
如何测定一种DNA聚合酶的进行性？
2.如何证明DNA复制延伸的方向是从5′→3′？
3.在冈崎提出DNA复制的不连续性观点以后，对于DNA复制过程中是两条链都是不连续复制，还是仅仅是后随链才是不连续复制，存在着很大争议。
显然前导链的合成不需要不连续复制，但是许多研究者发现经脉冲标记的冈崎片段可以和亲代DNA的两条链杂交，这似乎意味着亲代DNA的两条链都可以作为冈崎片段的模板。
试提出一种机制解释前导链的复制也可能产生冈崎片段，并设计一个实验证明你提出的机制。
4.DNA连接酶在AMP存在的情况下能够解开超螺旋的环型DNA，而在缺乏AMP的情况下并不具有这种功能。
（1）试解释这种反应的机制，为什么该反应依赖于AMP？
（2）如何确定一个超螺旋的DNA分子已被解开？
5.四环双萜（Aphidicolin）是DNA聚合酶α的特异性抑制剂，尽管它并不是NTP的类似物，但抑制动力学表现的是竞争性特征。
通常对四环双萜呈抗性的细胞突变株是因为DNA聚合酶α结构上的变化而引起的。
然而某些对四环双萜呈抗性的突变株细胞的DNA聚合酶的结构并无变化，而核苷二磷酸还原酶的结构则发生变化。
试解释核苷二磷酸还原酶的结构的变化是如何导致突变的细胞对四环双萜有抗性的？
6.已发现大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ的3′→5′的外切酶活性并不能区分3′端错误配对的核苷酸和正确配对的核苷酸。
3′-端正确配对的核苷酸和错误配对的核苷酸可被相同的速度切下。
你如何解释这种观察到的结果与3′→5′的外切酶活性提高复制的忠实性这一事实不相冲突。
7.为什么到现在为止还没有得到在所有温度下都缺乏5′→3′的外切酶活性的DNA聚合酶Ⅰ的突变株？
8.请设计一个实验证明野生型的大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ在催化DNA复制的过程中具有自我校对的能力。
9.试解释为什么象
噬菌体所具有的线形DNA不能被仅由大肠杆菌编码的复制蛋白催化完成复制反应？
10.简述维持DNA复制的高度忠实性的机制。
你预计前导链复制的忠实性与后随链复制的忠实性会是一样吗？
11.大肠杆菌dnaA蛋白的突变通常是致死型的。
对于这种蛋白质功能的研究只能借助于条件致死型突变株。
已得到大肠杆菌的一种温度敏感型突变株。
这种突变株在18℃能生长的很好，其DNA能正常地进行复制，但在37℃就不能正常地生长，这时候，DNA不能进行复制。
有两种结果在确定dnaA蛋白的功能中很有用：
其一是体外进行的研究表明使用缺刻的DNA模板不需要dnaA蛋白；其二是将生长在18℃下的突变株放在37℃下培养，DNA复制会继续进行，直到一轮复制结束，以后DNA复制将停止。
你从以上观察中，对dnaA蛋白的功能有什么结论？
12.大肠杆菌染色体DNA的长度为1.28mm。
在最适的条件下，DNA复制一次约需要40分钟
（1）在1分钟内，一个复制叉前进的距离是多少？
（2）如果复制的DNA以B型DNA存在（10.4bps/turn），则在一个复制叉内，每分钟有多少核苷酸参入到新合成的链之中？
（3）大肠杆菌细胞分裂的时间大约只需要28分钟，那么在28分钟内如何完成子代DNA的复制？
（4）如果人的培养细胞（如Hela细胞）DNA的总长度为1.2m,S期持续的时间为5个小时,而复制叉前进的速度为大肠杆菌复制叉前进速度的1/10,则每一个人细胞中约含有多少个复制起始区?
（5）以上相连的复制区之间的距离有多少千碱基对（kbps）?
（6）什么因素能够保证多个冈崎片段之间按照正确的顺序组装在新合成的DNA链上？
13.脊椎动物细胞和植物细胞的DNA上的胞嘧啶经常被甲基化形成5-甲基胞嘧啶。
在相同的细胞内，发现有一种专门的能够识别错配G-T碱基对并将它们修复为正常的G-C碱基对的修复系统。
你认为这种系统存在于含有5-甲基胞嘧啶的DNA的细胞中有什么样的合理性。
14.在大肠杆菌DNA分子进行同源重组的时候，形成的异源双螺旋允许含有某些错配的碱基对。
为什么这些错配的碱基对不会被细胞内的错配修复系统排除？
15.dUTPase或DNA连接酶活性有缺陷能够刺激重组的发生。
为什么？
16.将四种α[
]-标记的NTP的混合物加入正在进行DNA复制的可参入的大肠杆菌细胞中，一段时间后，发现DNA有同位素的参入，参入量的时间曲线见下图。
在十分钟以后，加入1000倍的非放射性的NTP，其结果也见下图。
试问
（1）为什么要加入非放射性标记的NTP？
（2）你如何确定放射性标记是以NTP的形式而不是以它的还原形式dNTP参入到DNA链之中的。
（3）该实验告诉你DNA复制过程中发生了什么样的重要事件？
17.MatthewMeselson和FranklinStahl为了验证DNA复制是半保留复制，设计了一个非常巧妙的实验：
将大肠杆菌先放到含有
的培养基中连续培养15代，以使细胞内的DNA上的N原子几乎都是
，然后将大肠杆菌改放在
的培养基上继续培养数代。
分别分离各代细胞的DNA，再使用CsCl密度梯度离心方法分析各代DNA，并比较各代细胞DNA在离心管中的相对位置。
最终确定了DNA复制的确遵循半保留规则。
试问：
（1）如果DNA采取的是全保留复制的原则，则从在
的培养基上培养的第三代细胞中抽取的DNA在密度梯度离心中，DNA条带所处的位置与半保留复制有何不同？
（2）假如是弥散型复制呢？
（3）如果将本来在
的培养基上培养的细胞，直接改放在
的培养基中培养数代，同样抽取各代细胞中的DNA，通过密度梯度法离心分析各代DNA在离心管中的相对位置，那么能否得到类似的结论呢？
18.尽管DNA聚合酶催化聚合反应既需要模板，又需要引物。
但下面的单链DNA却可以直接作为DNA聚合酶Ⅰ或TaqDNA聚合酶的有效的底物。
试解释其中的原因，并写出由这两种DNA聚合酶催化而形成的终产物的结构。
3′OH-TGGCTCATAGCCGGAGCCCTAACCGTAGACCACGAATAGCATTAGG5′P
19.如果要你设计能够在酵母细胞内自我复制的人工染色体（YAC，yeastartificialchromosome），你认为至少需要哪些序列，为什么？
20.一端聚酶RNA含有CAACCCCAA序列，这段序列作为序列为（TTGGGG）n的端粒DNA复制的模板。
如果上述RNA序列突变成CGACCCCAA，你认为将会对端粒DNA的复制有什么影响？
21.写出腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶经历氧化脱氨基反应后生成的产物。
机体是如何修复由这种反应造成的DNA损伤的？
为什么尿嘧啶-DNA糖苷酶在DNA修复中举足轻重？
为什么遗传物质经过长期的进化的产物是含有T的DNA而不是含有U的DNA？
22.试比较切除修复和光复活机制是如何清除由紫外线诱导形成的嘧啶二聚体的？
你可使用什么方法区分这两种机制？
23.预测下列大肠杆菌温度敏感型突变体当将它们转移到在非允许温度下其DNA复制是立刻还是需要经过一段时间以后才能停止？
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
24.某一动物病毒DNA复制是从一个起点，进行双向复制，终止于环状基因的180度处。
为了研究复制的终止，利用DNA重组技术得到了一系列缺失突变株，每一种突变型的复制终点都可以确定。
见下表：
通过以上信息，你能确定野生型和突变型DNA复制的终止是怎样发生的吗？
25.在大肠杆菌中，存在IMP，因为它是嘌呤核苷酸生物合成的中间产物。
Kornberg的实验表明如果提供dITP，在原为dGMP的地方，DNA聚合酶也会装配上dIMP，然而在天然的DNA复制中，并没有上述现象发生。
试解释为什么。
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