13- DNA的生物合成(答案)

第13章 DNA的生物合成——参考答案

一、单项选择题

1.E

2.D

3.B

4.B

5.A

6.C

7.C

8.A

9.C 10.A 11.E 12.A 13.A 14.C 15.D 16.D 17.A 18.A 19.B 20.E

21.B 22.B 23.C 24.A 25.D 26.C 27.A 28.A 29.C 30.D

二、多项选择题

1.A、B、C、D、E

2.A、B、C、D

3.A、B、D

4.A、E

5.A、B、D、E

6.A、C、D

7.A、B、C

8.A、B

9.A、C 10.A、C 11.B、C、E 12.A、D

13.A、C、E 14.C、E 15.B、C、E 16.A、B

17.A、B、C、D 18.A、B、C 19.A、C、E 20.A、B、C

三、填空题

1.DNA聚合酶, DNA拓扑异构酶，DNA连接酶

2.DNA，DNA， RNA，蛋白质

3. DNA拓扑异物酶， DNA解链酶, 单链DNA结合蛋白

4.DNA聚合酶-III, DNA聚合酶δ, DNA聚合酶α

5.RNA指导的DNA合成， RNA水解酶, DNA指导的DNA合成

6.DNA， RNA， dNTP，半保留复制

7.前导链，解链方向，冈崎片段

8.DnaB， DnaC，引物酶， DNA复制起始区

9.RNA，逆转录酶， dNTP， cDNA

10.光修复，切除修复，重组修复， SOS修复

11.引物，依赖DNA的 RNA聚合酶，逆转录酶

12.hnRNA，帽子结构，多聚A尾，内含子，外显子，

13.DNA， RNA聚合， NTP， RNA

14.全酶，ζ

15.结构基因，模板链，编码链，不对称转录

四、名词解释

１.DNA复制中，以3′→5′方向DNA链为模板可连续合成5′→3′方向的新链DNA，而另一条以5′→3′方向的DNA模板链，只能分段合成一段一段的5′→3′的冈崎片段，

然后连接成DNA长链，故名半不连续复制。

2.新形成的子代分子中的一条链来自亲代DNA保留下来的，另一条互补链是新合成的，

这样生成的子代DNA分子与亲代DNA分子的碱基排列顺序完全相同，这种复制方式被称

为半保留复制。

3.新链延伸方向与复制叉前进方向一致，称为前导链。

4.新链延伸方向与复制叉前进方向相反，称为随后链。

5.真核生物线性染色体的两端DNA是由数百个串联重复的、富含GT碱基序列组成，并与蛋白紧密结合，称之为端粒。

6. DNA核苷酸碱基序列永久的改变称为突变。

7.以RNA为模板指导DNA的合成，这种遗传信息的传递方向与转录过程相反，故称逆转录。

8.随后链刚刚合成的是一段一段的DNA小片段，称此为冈崎片段。

9.遗传信息从DNA经RNA流向蛋白质的过程，称为遗传信息传递的中心法则。

10.遗传信息以DNA为模板合成RNA，从而将遗传信息转抄给RNA分子，此过程称为转录。

11.结构基因的DNA两股链中只有一股链可被转录，或者两股链中不同部位的节段被转录，称此为不对称转录。

12.结构基因中不被转录的一条DNA链，称为编码链，其碱基序列与转录产物一致，仅T 被U取代。

13.结构基因的DNA双股链中只有一股链可被转录，能转录为RNA的一股链称为模板链。

14.由于一个或多个非三整倍数的核苷酸碱基的插入或缺失，而使编码区域该位点后的三联体密码子阅读框架改变，导致后续氨基酸序列都发生错误，称此为框移突变。

15.能编码多肽链氨基酸的碱基序列被称为外显子。

五、问答题

1.（1）解旋、解链酶类：拓扑异构酶——松弛超螺旋结构；解链酶——解开DNA双链碱基对之间的氢键形成两股单链；单链DNA结合蛋白——附着在解开的单链上，维持模板DNA 处于单链状态。（2）引物酶——催化合成一小段RNA作为DNA合成的引物。（3）DNA聚合酶：DNA pol Ⅰ——借助于5′→3′聚合酶活性、3′→5′外切酶活性和5′→3′外切酶活性，发挥校读、切除RNA引物、填补空隙、修复损伤DNA等作用；DNA pol Ⅱ——借助于5′→3′聚合酶活性和3′→5′外切酶活性，参与特殊的损伤DNA的修复作用；DNA pol Ⅲ——具有5′→3′聚合酶活性和3′→5′外切酶活性，是主要的DNA复制酶。（4）DNA连接酶——催化一段一段的DNA片段之间形成磷酸二酯键构成长链DNA。

2、转录复制

模板一条 DNA单链（模板链） DNA两股链

酶依赖DNA的RNA聚合酶依赖DNA的DNA聚合酶

底物 NTP dNTP

碱基配对 A=U，G≡C A=T，G≡C

产物 RNA DNA

引物不需要引物

基本方式不对称转录半保留复制

新链延伸方向5′→3′5′→3′

3、E.coli DNA聚合酶有三种：

（1）DNA pol Ⅰ：具有5′→3′聚合酶活性、3′→5′外切酶活性和5′→3′外切酶活性，发挥校读、切除RNA引物、填补空隙、修复损伤DNA等作用；

（2）DNA pol Ⅱ：具有5′→3′聚合酶活性和3′→5′外切酶活性，参与DNA损伤的特殊修复作用；

（3）DNA pol Ⅲ：具有5′→3′聚合酶活性和3′→5′外切酶活性，是主要的DNA复制酶。

真核生物DNA聚合酶有五种，分别为α、β、γ、δ、ε：

（1）DNA聚合酶α：兼有引物酶活性，以催化引物RNA和随后链的合成；

（2）DNA聚合酶β：可能主要在损伤DNA的修复中起作用；

（3）DNA聚合酶γ：是线粒体DNA复制的酶；

（4）DNA聚合酶δ：是DNA复制的主要酶，参与前导链和随后链的合成；

（5）DNA聚合酶ε：具有多功能性，具有切除RNA引物、填补空隙和修复损伤DNA等作用。

4、真核生物线性染色体的两个末端称为端粒。端粒DNA是由数百个串联重复的、富含GT 碱基序列组成，并与结合蛋白紧密结合，覆盖在染色体两端，故命之。复制使新链5′端缩短，而端粒酶可外加重复序列到模板链3′端上维持端粒一定长度。端粒酶是蛋白质和RNA 的复合物，是一种自身携带模板RNA的逆转录酶。端粒酶可以结合到端粒的3′端上，利

用端粒3′端单链—OH为起点，自身RNA为模板，合成端粒重复序列，使端粒DNA链延长。合成一个重复序列后链发生反折。端粒DNA重复序列的反折，利于端粒酶再向前移动继续合成重复序列至足够长度。

5、RNA指导下的DNA合成称为逆转录。基本反应过程为：（1）以RNA为模板催化合成

与模板链互补的一条DNA链，形成RNA-DNA杂化双链；（2）将RNA-DNA杂化双链中的RNA 链水解去除；（3）以剩下的DNA单链为模板，催化合成与之互补的第二条DNA链，形成cDNA 双链。意义：丰富了中心法则的遗传信息流向，阐明了RNA病毒致病的关键性步骤，还可利用逆转录过程在基因工程中建立cDNA文库，便于获取目的基因。

6、DNA复制、损伤DNA的修复及逆转录过程中，DNA合成的异同点如下：

DNA复制：以亲代DNA两条链为模板，在DNA-pol III催化下，以dNTP为原料、RNA引物的3′－OH端为起点，合成两条5′→3′方向的互补子链。

损伤DNA的修复：先将损伤DNA片段切除，然后以另一条完整的DNA链为模板，在DNA-polI 催化下，以dNTP为原料从5′→3′方向进行修补合成，恢复DNA的正常结构与功能。

逆转录：以病毒RNA为模板，在逆转录酶催化下，以dNTP为原料，合成cDNA。

7、原核生物转录的终止主要有两种机制：

（1）依赖ρ因子的转录终止：当转录产物RNA 3′端出现富含C的碱基序列时，ρ因子借助其ATP酶活性提供能量移动到该特殊序列部位并与之结合，进而引起ρ因子和RNA聚合酶都发生构象变化，从而使RNA聚合酶作用暂停；ρ因子又可借助其解旋酶活性使DNA－RNA杂化双链拆离，释放RNA链，并使RNA聚合酶与ρ因子一起从DNA模板链上脱落下来，转录即终止。

（2）依赖茎环结构的转录终止：DNA模板上靠近终止区富含GC碱基对及此后的AT密集区等特殊碱基序列，其转录产物RNA 3′端能够通过GC互补配对形成特殊的“茎环”

结构。“茎环”结构的出现可使RNA聚合酶构象改变而暂停转录作用，并释放转录产物RNA链。

8、原核生物RNA聚合酶(全酶)是由四种亚基(α2ββ′ζ)构成的五聚体。除去ζ亚基后的α2ββ′称为核心酶。ζ亚基可以辨认DNA模板上的转录起始点，带动全酶解开DNA 局部双链，促进转录的起始，故又称为起始因子。核心酶只能使已经开始合成的ＲＮＡ链不断延长。

真核生物的RNA聚合酶有Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三种，分别催化不同基因的转录，催化的转录产物各不相同。RNA聚合酶Ⅰ：主要催化生成45S rRNA ，再加工成18S、5.8S和28SRNA；聚合酶Ⅱ：催化合成hnRNA, 再加工成成熟mRNA；RNA聚合酶Ⅲ：催化合成tRNA、5S rRNA和snRNA等。

9、模板：以双链DNA中的一条链为模板链，称此为不对称转录；原料：NTP(ATP、GTP、CTP 和UTP)；RNA聚合酶：又称依赖DNA的RNA聚合酶，其以DNA的一条链(或一节段)为模板，四种NTP为原料，按A＝U、C≡G碱基配对规则，催化合成5′→3′方向的RNA 链。ρ因子：其作用是协助RNA聚合酶辨认终止点而终止转录，或形成茎环结构而终止转录。

10、 DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶、引物酶在不同核酸生物合成中的作用如下

酶模板底物引物新链延伸方向功用

DNA聚合酶 DNA两条链 dNTP 需RNA引物5′→3′复制

RNA聚合酶 DNA中一条链 NTP 不需5′→3′转录

逆转录酶病毒RNA dNTP 不需5′→3′逆转录

引物酶 DNA3’端序列 NTP 不需5′→3′合成引物