1、研究生入学考试生物化学（DNA 的复制重组）历年真题试卷汇编 3 及答案与解析一、不定项选择题下列各题的备选答案中，有一个或多个是符合题意的，请选出所有符合题意的备选答案。1 (中国药科大学 2006 年考研试题)在 DNA 复制中，引物的作用( )。（A）使 DNA 双链解开（B）使 DNA 聚合酶活化（C）提供 3-OH 末端合成新 DNA 链起点（D）提供 5-P 末端作合成新 DNA 链起点（E）提供 3-OH 末端作合成新 RNA 链起点2 (南京师范大学 2008 年考研试题)DNA 复制过程中双链的解开，主要靠什么作用?( )（A）引物合成的酶（B） DNase（C）限制性内切酶
2、（D）拓扑异构酶3 (西北大学 2004 年考研试题)真核生物含有 DNA 聚合酶 、 、 和 ，其中DNA 聚合酶 主要负责的是 ( )。（A）DNA 的聚合（B）引物合成（C）参与修复（D）解开双螺旋（E）以上作用均不是4 (浙江工业大学 2006 年考研试题)下列哪种突变最可能致死?( )（A）插入一个核苷酸（B）胞嘧啶取代鸟嘌呤（C）丢失了三个核苷酸（D）腺嘌呤取代胞嘧啶5 (厦门大学 2007 年考研试题)核酸的杂交6 (北京师范大学 2006 年考研试题)RFLP 和 SSR7 (上海交通大学 2006 年考研试题)cohesiveend8 (上海交通大学 2006 年考研试题)s
3、plitgene9 (四川大学 2007 年、天津大学 2002 年考研试题)PCR10 (四川大学 2007 年考研试题)端粒酶11 (四川大学 2007 年考研试题)重组12 (四川大学 2006 年考研试题)移码突变13 (四川大学 2006 年、山东大学 2006 年、华南农业大学 2009 年考研试题)半保留复制14 (山东大学 2005 年考研试题)复制叉15 (华东理工大学 2007 年考研试题)前导链16 (华南农业大学 2009 年考研试题)复制子17 (华南农业大学 2009 年考研试题)同源遗传重组18 (湖南大学 2007 年考研试题)有意义链19 (湖南大学 2007
4、 年、山东大学 2006 年考研试题)错配修复20 (湖南大学 2007 年考研试题)滚环复制21 (江南大学 2007、2008 年考研试题)okazaki fragment22 (天津大学 2002 年考研试题)基因突变23 (南京师范大学 2008 年考研试题)单链结合蛋白。24 (中山大学 2007、2009 年考研试题)影响限制性内切酶作用的主要因素有哪些?25 (浙江大学 2007 年考研试题)细胞内受到损伤的 RNA 及蛋白质能够很快被编码的 DNA 信息取代而得以修复，然而 DNA 的损伤却不能被自身的信息所取代，DNA 的损伤是依靠细胞内多重系统进行修复，请描述目前已知的可导
5、致 DNA 损伤的物理化学因素以及细胞内的多重 DNA 修复系统，并结合相关知识，以癌症为例讨论“DNA 的修复决定人的生死” 的含义。26 (四川大学 2006 年考研试题)试论端粒及端粒酶的作用机制。27 (东北师范大学 2008 年考研试题)现已发现的 DNA 双螺旋有哪几种? 在原核细胞DNA 的复制过程中有哪些酶参与，各起到什么作用?28 (东北师范大学 2006 考研试题)在真核生物中，主要的 DNA 聚合酶有几种，各自有什么功能和性质?29 (哈尔滨工业大学 2008 年考研试题)为什么基因突变后，有些会表现出生物功能异常，有些未表现出异常?30 (哈尔滨工业大学 2007 年考
6、研试题)原核生物 DNA 复制的分子机制。31 (山东大学 2006 年考研试题)为什么没有一种核酸外切酶降解噬菌体x174DNA?32 (山东大学 2006 年考研试题)1968 年岗崎利用脉冲标记实验中脉冲追踪实验证明了岗崎片段的存在，最初脉冲标记实验结果表明，新合成脉冲标记的 DNA 片段远大于一半的大小，为 10002000 个核苷酸，似乎合成是不连续的，即无法确定两条链中是否一条连续一条不连续，解释产生这现象的原因，今后哪些实验证明了DNA 复制是半连续的。33 (山东大学 2005、2006 年考研试题)DNA 的甲基化状态是如何为复制的调节和DNA 的修复所利用的?34 (山东大
7、学 2005 年考研试题)E.coliOH157 生长得特别快，在营养亚丰富的条件下，这些细菌 6070 分钟后分裂，表明复制和细胞分裂是连续的过程，新的分裂在一次分裂完成后才起始。当生长在一个营养丰富且温度适宜的培养基上，其加倍的时间接近 20 分钟，这比复制过程所需的标准时间快一倍，试解释事件发生的原因。35 (华南农业大学 2009 年考研试题)哪些因素可以引起 DNA 突变?36 (湖南大学 2007 年考研试题)何为聚合酶链反应?请举出 5 项其可以应用的方面。37 (中科大 2008 年考研试题)有一环 DNA 分子，有方向如图 14-1 所示的两段同源序列(黑色箭头所示) ，在细
8、胞提取液的重组酶作用下发生同源重组，请画出重组后的产物。38 (南京师范大学 2008 年考研试题)简述原核生物 DNA 的复制过程。真核和原核生物 DNA 的复制有何区别?39 (浙江工业大学 2006 年考研试题)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?研究生入学考试生物化学（DNA 的复制重组）历年真题试卷汇编 3 答案与解析一、不定项选择题下列各题的备选答案中，有一个或多个是符合题意的，请选出所有符合题意的备选答案。1 【正确答案】 C【知识模块】 DNA 的复制重组2 【正确答案】 D【知识模块】 DNA 的复制重组3 【正确
9、答案】 A【知识模块】 DNA 的复制重组4 【正确答案】 A【知识模块】 DNA 的复制重组5 【正确答案】 具有碱基互补序列的不同来源的单链核酸分子，通过退火复性后，碱基互补的区段能够按照碱基配对原则结合形成双链核酸分子的过程称为核酸的杂交。杂交过程可以发生在 DNA 与 DNA、RNA 与 RNA 以及 DNA 与 RNA 之间。【知识模块】 DNA 的复制重组6 【正确答案】 RFLP(限制性片段长度多态性 )指限制性内切核酸酶所能识别的位点上的遗传差异(例如，靶位点上的碱基改变)，这些差别引起相关限制性内切酶切割产生不同长度片段，RFLP 可用于遗传作图，将基因组与常见的遗产标记联系
10、起来。SSR(简单序列重复)又称微卫星 DNA，真核细胞基因组中，由 15bp 串联排列成 50100bp 的序列，它在高度重复序列中最短，称为微卫星 DNA；人类基因组中至少有 3 万个不同微卫星位点，具有高度多样性。【知识模块】 DNA 的复制重组7 【正确答案】 cohesive end 即黏性末端。当一种限制性内切酶在一个特异性的碱基序列处切断 DNA 时，就可在切口处留下几个未配对的核苷酸片段，即 5突出。这些片断可以通过重叠的 5末端形成的氢键相连，或者通过分子内反应环化，这些片段具有黏性，因此称为黏性末端。【知识模块】 DNA 的复制重组8 【正确答案】 split gene 即
11、割裂基因。真核生物基因的编码序列是不连续的，而是被若干个非编码区(内含子)分割。这类结构断裂的基因称为割裂基因。【知识模块】 DNA 的复制重组9 【正确答案】 PCR 即聚合酶链式反应，是一种体外 DNA 扩增技术，是在模板DNA、引物和 4 种脱氧核苷酸存在的条件下，依赖于 DNA 聚合酶的酶促合反应，将待扩增的 DNA 片段与其两侧互补的寡核苷酸链引物经“ 高温变性一低温退火一引物延伸”三步反应的多次循环，使 DNA 片段在数量上呈指数增加，从而在短时间内获得我们所需的大量的特定基因片段。【知识模块】 DNA 的复制重组10 【正确答案】 端粒酶是一种特殊的 DNA 聚合酶，属反转录酶，
12、有 RNA 和蛋白质组成，它以 dNTP 为底物，以酶分子中的 RNA 的一段序列为模板延伸染色体的 3末端，解决通常 DNA 复制时引起的末端隐缩。【知识模块】 DNA 的复制重组11 【正确答案】 重组指 DNA 分子内或分子问发生的遗传信息的重新共价组合过程。包括同源重组、特异位点重组和转座重组等类型，广泛存在于各类生物。体外通过人工 DNA 重组可获得重组体 DNA，是基因工程中的关键步骤。【知识模块】 DNA 的复制重组12 【正确答案】 在正常的 DNA 分子中，碱基缺失或增加非 3 的倍数，造成这位置之后的一系列编码发生移位错误的改变，这种现象称移码突变。【知识模块】 DNA 的
13、复制重组13 【正确答案】 在 DNA 复制过程中首先碱基间氢键需破裂并使双链解旋和分开，然后每条链可作为模板在其上合成新的互补链，结果由一条链可以形成互补的两条链。这样新形成的两个 DNA 分子与原来 DAN 分子的碱基顺序完全一样。在此过程中，每个子代分子的一条链来自亲代 DNA，另一条链则是新合成的，这种方式称为半保留复制。【知识模块】 DNA 的复制重组14 【正确答案】 DNA 复制时在 DNA 链上通过解旋、解链和 SSB 蛋白的结合等过程形成的 Y 字型结构称为复制叉。在复制叉处作为模板的双链 DNA 解旋，同时合成新的 DNA 链。【知识模块】 DNA 的复制重组15 【正确答
14、案】 DNA 的半不连续复制，顺着复制叉前进方向生成的子链，它的复制沿 53 连续进行的，这条连续合成的链称为前导链。【知识模块】 DNA 的复制重组16 【正确答案】 复制子是作为含有一个复制起始点的独立复制单元的一个完整DNA 分子或 DNA 分子上的某段区域。质粒、细菌染色体和噬菌体等通常只有一个复制起始点，因而其 DNA 分子就构成一个复制子；真核生物染色体有多个复制起始点，因而含有多个复制子。【知识模块】 DNA 的复制重组17 【正确答案】 同源遗传重组又称一般性重组，是指由两条同源区的 DNA 分子，通过配对、链的断裂和再连接，而产生片段交换的过程。【知识模块】 DNA 的复制重
15、组18 【正确答案】 以 DNA 为模板，在 DNA 的两条多核苷酸链中只有其中一条链作为模板，这条链叫做模板链，又叫做无意义链。DNA 双链中另一条不作为模板的链叫做编码链，又叫做有意义链，编码链的序列与转录本 RNA 的序列相同，只是在编码链上的 T 在转录本 RNA 时为 U。【知识模块】 DNA 的复制重组19 【正确答案】 指在含有错配碱基的 DNA 分子中，使正常核苷酸序列恢复的修复方式。主要用来纠正 DNA 双螺旋上错配的碱基对，还能修复一些因复制打滑而产生的小于 4nt 的核苷酸插入或缺失。错配修复的过程需要区分母链和子链，做到只切除子链上错误的核苷酸，而不会切除母链上本来就正
16、常的核苷酸。修复的过程是：识别出正确的链，切除掉不正确的部分，然后通过 DNA 聚合酶和 DNA 连接酶的作用，合成正确配对的双链 DNA。【知识模块】 DNA 的复制重组20 【正确答案】 滚环复制是复制环状 DNA 的一种模式，在该模式中，DNA 聚合酶结合在一个缺口链的 3端绕环合成与模板链互补的 DNA，每一轮都是新合成的DNA 取代前一轮合成的 DNA。【知识模块】 DNA 的复制重组21 【正确答案】 okazaki fragment 即冈崎片段，一组短的 DNA 片段，是在 DNA复制的起始阶段产生的，随后又被连接酶连接形成较长的片段。这些短的片段由冈崎发现，故命名为冈崎片段。【
17、知识模块】 DNA 的复制重组22 【正确答案】 基因突变指由自发损伤或由环境理化因素引起的 DNA 一级结构的改变，包括碱基的转换、颠换，核苷酸的插入或缺失等。【知识模块】 DNA 的复制重组23 【正确答案】 单链结合蛋白(SSB)是结合于螺旋酶沿复制叉方向向前推进产生的单链区，防止新形成的单链 DNA 重新配对形成双链 DNA 或被核酸酶降解的蛋白质。【知识模块】 DNA 的复制重组24 【正确答案】 影响因素主要有： (1)DNA 纯度。污染在 DNA 制剂中的某些物质，例如蛋白质、酚、氯仿、酒精、乙二胺四乙酸(EDTA)、SDS( 十二烷基硫酸钠)、以及高浓度的盐离子等，都有可能抑制
18、核酸内切限制酶的活性。 (2)DNA 的甲基化程度。在基因克隆中是使用失去了甲基化酶的大肠杆菌菌株来制备质粒 DNA，其目的是为了避免被核酸内切限制酶局部消化，甚至完全不被消化。 (3)酶切消化反应的温度。DNA 消化反应的温度，是影响限制内切酶活性的一个重要因素。不同的核酸内切限制酶，具有各自的最适反应温度。多数限制内切酶的最适反应温度是37，少数限制性内切酶的最适反应温度高于或低于 37。 (4)DNA 的分子结构。DNA 分子构型对核酸内切限制酶的活性有很大影响，如消化超螺旋的 DNA 比消化线性 DNA 用酶量要高出许多倍。 (5)核酸内切限制酶的缓冲液。核酸内切限制酶的标准缓冲液的组
19、分包括氯化镁、氯化钠或氯化钾、Tris-HCl 、 一巯基乙醇或二硫苏糖醇(DTT)以及牛血清白蛋白(BSA) 等。Mg 2+的作用是提供二价的阳离子。缓冲液 Tris-HCl 的作用在于，使反应混合物的 pH 恒定在酶活性所要求的最佳数值的范围之内。巯基试剂对于保持某些核酸内切限制酶的稳定性是有用的，而且还可保护其免于失活。【知识模块】 DNA 的复制重组25 【正确答案】 (1)化学诱变因素，如烷化剂、碱基类似物、羟胺、吖啶色素、亚硝酸、嵌入剂等；物理诱变因素，如 x 射线、丫射线、紫外线、电离辐射等；可引起链断裂、交联、环打开，紫外照射引起嘧啶二聚体的形成(2)细胞内的多重 DNA 修复
20、机制：1)直接修复：光复活，这是一种广泛存在的修复作用。光复活能够修复任何嘧啶二聚体的损伤。其修复过程为：光复活酶识别嘧啶二聚体并与之结合形成复合物在 300600nm 可见光照射下，酶获得能量，将嘧啶二聚体的丁酰环打开，使之完全修复_光复活酶从 DNA 上解离；转甲基作用，在转甲基酶的催化下，将DNA 上的被修饰的甲基去除。此时，转甲基酶自身被甲基化而失活； 直接连接，DNA 断裂形成的缺口，可以在 DNA 连接酶的催化下，直接进行连接而封闭缺口。2)取代修复：切除修复 (excision repairing)，这也是一种广泛存在的修复机制，可适用于多种 DNA 损伤的修复。该修复机制由两种
21、不同的酶来发动，一种是核酸内切酶，另一种是 DNA 糖苷酶；重组修复(reombination repairing)，这是 DNA 的复制过程中所采用的一种有差错的修复方式；SOS 修复，这是一种在 DNA 分子受到较大范围损伤并且使复制受到抑制时出现的修复机制，以 SOS 借喻细胞处于危急状态。DNA 分子受到长片段高密度损伤，使 DNA 复制过程在损伤部位受到抑制。损伤诱导一种特异性较低的新的 DNA 聚合酶，以及重组酶等的产生。由这些特异性较低的酶继续催化损伤部位 DNA 的复制，复制完成后，保留许多错误的碱基，从而造成突变。(3)由于人体处于复杂的环境中，或多或少的会接触到化学或物理诱
22、变因索，如阳光中紫外线、部分食品中的致癌物等引起 DNA 损伤；且基因在复制时也会出现自发突变，若突变不能得到及时修复，则极易诱发癌症，最终导致人体死亡。但在正常情况下，人体细胞内存在上述多种 DNA 修复系统，及时修复 DNA 损伤。若 DNA 损伤太严重，或 DNA 修复系统出现问题，就会导致基因突变，基因突变积累，如抑癌基因失活、原癌基因活化，就可能引起细胞癌变。此时癌变的细胞若能被免疫系统识别，则马上被杀死，对人体无影响；若癌变的细胞未能被免疫系统识别，则会迅速增殖并扩散，最终导致人体死亡。【知识模块】 DNA 的复制重组26 【正确答案】 端粒是真核细胞染色体末端一种膨大的端状结构，
23、端粒酶是由RNA 和蛋白质组成的能催化 DNA 合成的酶，是一种逆转录酶。二者的作用机制：(1)在 DNA 合成模板的 3-端(端粒)，由端粒酶的 RNA 与其配对，然后以端粒酶的 RNA 为模板合成 DNA，使模板 3一端延长。(2)随着端粒酶的移位，模板 DNA3-端继续延长。(3)以模板 DNA 延长后的 3-端为模板；引物酶催化合成引物(53方向)，由DNApol 和 催化补齐新建 5-端的缺口。(4)由 DNA 连接酶连接，再切除引物和模板延长部分。【知识模块】 DNA 的复制重组27 【正确答案】 (1)1953 年，Watson 和 Crick 以 Chargaff 规则为基础，
24、经过对DNA 晶体的 X 一射线衍射分析，提出了 B 型 DNA 双螺旋模型。 B 型 DNA 仅仅是众多 DNA 双螺旋构象中的一种。在外界条件的改变下，双螺旋的构象也会改变。除了 B 构象外，人们还发现了 A 型、C 型、D 型和 E 型等右手双螺旋构象以及左手双螺旋的 Z 型。不过以现有的生物系统来说，自然界中可见的只有 A-DNA、B-DNA 与 zDNA，它们的主要结构特点如表所示。(2)原核生物 DNA 聚合酶主要有三种，分别为 DNA 聚合酶 I(pol I)、DNA 聚合酶(pol )和 DNA 聚合酶(pol ) ，这三种酶都属于具有多种酶活性的多功能酶。参与 DNA 复制的
25、主要是 pol 和 pol I 。 DNA 聚合酶 I 为单一肽链的大分子蛋白质，可被特异的蛋白酶水解为两个片段，其中的大片段称为 Klenow fragment，具有 53聚合酶活性和 35外切酶的活性；小片段具有 53 核酸外切酶活性：整个 DNApol I 是一个多功能酶具有 53 核酸外切酶、35 核酸外切酶和聚合酶三种酶活性区域。 DNA 聚合酶 II 由一条相对分子质量 120 000 的多肽链构成。该酶在性质上与 DNA pol I 相似，可催 53 方向的聚合反应，但反应需要带有缺口的双链。DNA 作为模板，需要有游离 3-OH 的引物，缺口不能过大，否则活性将会降低。DNA
26、pol II具有 35核酸外切酶活性，而无 53 外切酶活性。此酶在体内的功能还不清楚，可能在 DNA 的修复中起某种作用。 DNA 聚合酶由十种亚基组成，其中 亚基具有 53聚合 DNA 的酶活性，因而具有复制 DNA 的功能；而亚基具有 35外切酶的活性，因而与 DNA 复制的校正功能有关。【知识模块】 DNA 的复制重组28 【正确答案】 在真核生物中，主要的 DNA 聚合酶有五种，分别为 DNA 聚合酶(pol )、DNA 聚合酶 (pol )、DNA 聚合酶 ，(pol)、DNA 聚合酶 (pol )和DNA 聚合酶 (pol)。其中，参与染色体 DNA 复制的是 pol (延长随从
27、链)和 pol (延长领头链)，参与线粒体 DNA 复制的是 pol，pol 与 DNA 损伤修复、校读和填补缺口有关，pol 只在其他聚合酶无活性时才发挥作用。各种酶功能和性质如表所示。【知识模块】 DNA 的复制重组29 【正确答案】 基因突变分为点突变和移码突变，一般移码突变的影响较点突变的为大，所以会使生物功能表现异常；而点突变又分为同义突变、错义突变和无义突变，同义突变指点突变发生后，新生成的密码子与原密码子具有相同的生物学效应，不会对所表达的蛋白质的结构造成影响，因此不会使生物功能表现异常，而错义突变及无义突变发生时，会使新生成的密码子编码不同的氨基酸或变成无义密码子，因而会使生物
28、功能表现异常。【知识模块】 DNA 的复制重组30 【正确答案】 (1)与复制有关的酶及蛋白质。1)拓扑异构酶：通过切断并连接 DNA 双链中的一股或双股，改变。 DNA 分子拓扑构象，避免 DNA 分子打结、缠绕、连环，在复制的全程中都起作用。其种类有：拓扑异构酶 I 和拓扑异构酶 II，拓扑异构酶 I 能切断 DNA 双链中一股并再连接断端，反应不需 ATP 供能；拓扑异构酶 II 能使 DNA 双链同时发生断裂和再连接，需 ATP 供能，并使 DNA 分子进入负超螺旋。2)解螺旋酶：DNA 进行复制时，需亲代 DNA 的双链分别作模板来指导子代DNA 分子的合成，解螺旋酶可以将 DNA
29、双链解开成为单链。大肠杆菌中发现的解螺旋酶为 DnaB。3)单链结合蛋白(SSB) ：在复制中模板需处于单链状态，SSB 可以使模板处于单链状态并保护模板不受核酸酶的降解，随着 DNA 双链的不断解开，SSB 能不断的与之结合、解离。4)引物酶：是一种 RNA 聚合酶，在复制的起始点处以 DNA 为模板，催化合成一小段互补的 RNA。DNA 聚合酶不能催化两个游离的 dNTP 聚合反应，若没有引物就不能起始 DNA 合成。引物酶能直接在单链 DNA 模板上催化游离的 NTP 合成一小段 RNA，并由这一小段 RNA 引物提供 3-OH，经 DNA 聚合酶催化链的延伸。5)DNA 聚合酶：是依赖
30、 DNA 的 DNA 聚合酶，简称为 DNApol，以 DNA 为模板，dNTP 为原料，催化脱氧核苷酸加到引物或 DNA 链的 3-OH 末端，合成互补的DNA 新链，即 53 聚合活性。原核生物的 DNA 聚合酶有 DNA pol I、DNA pol 和 DNA pol ，DNA pol 是复制延长中真正起催化作用的，除具有 53聚合活性，还有 35 核酸外切酶活性和碱基选择功能，能够识别错配的碱基并切除，起即时校读的作用；DNA pol I 具有 53聚合活性、35和 53 核酸外切酶活性，53 核酸外切酶活性可用于切除引物以及突变片段，起切除、修复作用。另外，klenow 片断是 DN
31、A pol I 体外经蛋白酶水解后产生的大片段，具有 DNA 聚合酶和 35 外切酶活性，是分子生物学的常用工具酶。DNA pol II 在无 DNA pol I 和 DNA pol 时起作用，也具有 53和 35核酸外切酶活性。6)DNA 连接酶：DNA 连接酶用于连接双链中的单链缺口，使相邻两个 DNA 片段的 3-OH 末端和 5-P 末端形成 3，5磷酸二酯键。DNA 连接酶在 DNA 复制、修复、重组、剪接中用于缝合缺口，是基因工程的重要工具酶。(2)DNA 的复制过程：分为起始、延长和终止三个阶段。1)复制起始：辨认起始点，合成引发体：在 E.coli，复制起始点称为 oriC，具
32、有特定结构能够被 DnaA 蛋白辨认结合，DnaB 蛋白具有解螺旋作用，DnaC 蛋白使 DnaB 蛋白结合于起始点，DNA 双链局部被打开，引物酶及其他蛋白加入，形成引发体；形成单链。 DNA 进行复制时，首先在拓扑异构酶作用下，使分子的超螺旋构象变化，然后在解链酶的作用下，解开双链，才能开始进行 DNA 的合成。解螺旋酶在蛋白因子的辅助下打开 DNA 双链，单链结合蛋白 SSB 结合于处于单链状态模板链上；拓扑异构酶使 DNA 分子避免打结、缠绕等，在复制全过程中起作用；合成引物。引发体中的引物酶催化合成 RNA 引物，由引物提供 3一 OH 基，使复制开始进行。领头链和随从链均由引物酶合
33、成引物，随从链在复制中需多次合成引物。2)复制延长：复制方向。原核生物如 E.coli，只有一个起始点 oriC，两个复制叉同时向两个方向进行复制，称为双向复制；链的延长。按照与模板链碱基配对的原则，在 DNA 聚合酶的作用下，逐个加入脱氧核糖核酸，使链延长。由于DNA 双链走向相反，DNA 聚合酶只能催化核苷酸从 53方向合成，领头链的复制方向与解链方向一致，可以连续复制，而另一股模板链沿 53方向解开，随从链的复制方向与解链方向相反，复制只能在模板链解开一定长度后进行，因此随从链的合成是不连续的，形成的是若干个冈崎片段。DNA 聚合酶 I 的即时校读，DNA 聚合酶的碱基选择功能，使复制具
34、有保真性。3)复制终止：原核生物如 Ecoli，他的两个复制叉的汇合点就是复制的终点。由 RNA 酶切去前导链和后随链中的引物，引物留下的空隙由 DNA 聚合酶 I 催化，四种脱氧核糖三磷酸为原料自 53方向延长填补。最后，DNA 连接酶由 ATP 供能，将两个不连续片段相邻的 5-P 和 3一 OH 连接起来，成为连续的子链，复制完成。(3)原核生物与真核生物 DNA 复制过程的不同点：1)真核生物中 DNA 进行的速度约为 50 核苷酸 s，仅为原核生物的 110。但真核生物染色体上 DNA 复制起始点有多个，因此可以从几个起始点同时进行复制。如人染色体上平均有 100 个起始点，其上有
35、200 个复制叉进行复制。真核生物复制起始点在发育过程中可以发生变化，如果蝇在胚胎发生早期，其最大染色体上有6000 个复制又。因此，真核生物复制起始点还受细胞周期时相的控制。2)真核生物 DNA 复制只发生在细胞周期的特定时期，即合成期 (S 期)。而且真核生物染色体在全部复制完成之前，各个复制点不能开始新的复制，也就是说，每个细胞周期内复制起始点只能发动一次，即核内 DNA 合成只能进行一次。而原核生物 DNA 复制起始点却不受这种调控，在一个细胞周期内可以连续开始新的复制事件。3)真核生物参与 DNA 复制的 DNA 聚合酶及蛋白质因子与原核生物有区别。前者的 DNA 聚合酶中，DNAp
36、ola 及 DNA pol 在细胞核内 DNA 复制中起主要作用，DNA pol 催化前导链及随从链的合成，增殖细胞核抗原(PCNA) 参与其作用，DNA pola 与引物酶共同引发链的合成。DNA pol 有 35外切酶活性，故有校正功能。DNA pol 是线粒体中的复制酶。4)真核生物 DNA 复制过程中的引物及冈崎片段的长度均小于原核生物。动物细胞中的引物约为 10 个核苷酸，而原核生物中则可高达数十个。真核生物中冈崎片段约有 100200 个核苷酸，而原核生物中则可高达 10002000 个核苷酸。相同点：均为半保留复制；半不连续复制；都有起始、延伸、终止三阶段；具高保真性。【知识模块
37、】 DNA 的复制重组31 【正确答案】 因为核酸外切酶需要作为底物的 DNA 或 RNA 具有游离的 3-末端和 5-末端，而噬菌体 174 DNA 是单股环状分子，没有游离的 3一末端和 5-末端，所以没有一种核酸外切酶降解噬菌体 174 DNA。【知识模块】 DNA 的复制重组32 【正确答案】 是因为细胞内有低浓度的 dUTP，DNA 聚合酶对其分辨率不高，产生的尿嘧啶碱基会迅速的被尿嘧啶-N-糖苷键切除，接着进行核苷酸切除修复，这是暂时导致在 DNA 上产生一个断裂。在 DNA 聚合酶 I 和 DNAligase 完成修复之前分离的 DNA 片段是一段一段的。在尿嘧啶-N-糖基化酶缺
38、陷的大肠杆菌突变体中只有约一半的新合成的 DNA 是一段一段的原因使其缺失这种校正功能。今后证明了 DNA 复制是半连续的实验：密度梯度离心、放射性显影等。【知识模块】 DNA 的复制重组33 【正确答案】 (1)复制调节：Dam 甲基化酶使 GATC 序列中腺嘌呤第 6 位 N 甲基化，DNA 完成复制后，亲代链保持甲基化，新合成的链未甲基化，是半甲基化的 DNA，半甲基化的起点不能发生复制的起始，直到 Dam 甲基化酶使起点全部甲基化。DNA 的复制与 DNA 的甲基化和细菌质膜的相互作用有关。(2)修复调节：细胞错配修复系统能识别新旧链，不会造成错误切除。Dam 甲基化酶使 GATC 序
39、列中腺嘌呤第 6 位 N 甲基化，一旦发现错配，即将未甲基化的链切除，并以甲基化的链为模板进行修复合成，保持遗传信息的精确性。【知识模块】 DNA 的复制重组34 【正确答案】 生长在一个营养丰富且温度适宜的培养基上时，在现有循环完成之前需要新一轮的复制起始，产生多个相互连接的复制子，这将缩短二分裂到胞质分裂所需的时间。像大肠杆菌这样的细胞，该过程大约需要 20 分钟，而复制需要40 分钟。所以 E.coli OHl57 在营养亚丰富的条件下，二分裂需要 6070 分钟，而当生长在一个营养丰富且温度适宜的培养基上，其加倍的时间接近 20 分钟。【知识模块】 DNA 的复制重组35 【正确答案】
40、 主要因素有：自然突变(natural mutation)，大约每 109 个碱基对发生一次突变。物理因素 (physicalfactors)，如电离辐射、紫外光等；化学因素(chemical factors)，如硝酸、硫酸二甲酯等；生物因素(biologicalfactors)：主要是病毒。【知识模块】 DNA 的复制重组36 【正确答案】 聚合酶链反应是一种体外快速的特定 DNA 片段扩增技术。Mullis 于 1985 年发明，其基本原理是根据 DNA 复制机制及 DNA 在体外随温度发生变性和复性的特点设计的。一个 PCR 反应包括靶 DNA(含目的 DNA 的样品)、引物(人工合成的
41、与靶 DNA 的 3端序列互补杂交)、4 种 dNTP 和热稳定的 DNA 聚合酶等。然后置高温 950(1530s)使靶 DNA 变性解链，反应混合物被迅速冷却(单链 DNA 与引物结合的退火温度 45550 )，再升高温度置 70750左右，由TDNA 聚合酶催化引物延伸合成子链。PCR 的高温变性一低温退火一适温延伸三步反应反复循环，使靶 DNA 在两段引物限定范围内的序列以几何级数扩增。聚合酶链反应的应用：遗传病的诊断； 基因的分离和克隆； 法医和刑侦鉴定；基因组测序、染色体巡视； cDNA 库的建立；DNA 重组； 基因突变的分析和诱变；癌基因的检测； 病原体的检测； 基因探针的制备
42、。【知识模块】 DNA 的复制重组37 【正确答案】 如图 14-2 所示。【知识模块】 DNA 的复制重组38 【正确答案】 DNA 复制，即 DNA 生物合成，是以碱基互补为基础的一个严格的脱氧核苷酸分子逻辑组合的过程，对真核细胞来说，它发生在细胞周期的 S 期。揭示 DNA 复制的奥秘，起初是从原核细胞开始的，从中积累了丰富的实验依据，发现 DNA 复制的规律。(1)原核生物 DNA 复制 (DNA 复制)基本上可分起始、延长和终止三个阶段。第一阶段：复制起始。(a)辨认起始点，合成引发体。在 E.coli，复制起始点称为 oriC，具有特定结构能够被 Dna A 蛋白辨认结合，Dna
43、B 蛋白具有解螺旋作用，Dna C 蛋白使 Dna B 蛋白结合于起始点，DNA 双链局部被打开，引物酶及其他蛋白加入，形成引发体。(b)形成单链。 DNA 进行复制时，首先在拓扑异构酶作用下，使分子的超螺旋构象变化，然后在解链酶的作用下，解开双链，才能开始进行 DNA 的合成。解螺旋酶在蛋白因子的辅助下打开 DNA 双链，单链结合蛋白 SSB 结合于处于单链状态的模板链上；拓扑异构酶使 DNA 分子避免打结、缠绕等，在复制全过程中起作用。(c)合成引物。引发体中的引物酶催化合成 RNA 引物，由引物提供 3-OH 基，使复制开始进行。前导链和后随链均由引物酶合成引物，随从链在复制中需多次合成
44、引物。第二阶段：复制延长。(a)复制方向。原核生物如 E.coli，只有一个起始点 oriC，两个复制义同时向两个方向进行复制，称为双向复制。(b)链的延长。按照与模板链碱基配对的原则，在 DNA 聚合酶的作用下，逐个加入脱氧核糖核酸，使链延长。由于 DNA 舣链走向相反，DNA 聚合酶只能催化核苷酸从 53 方向合成，领头链的复制方向与解链方向一致，可以连续复制，而另一股模板链沿 53 方向解开，随从链的复制方向与解链方向相反，复制只能在模板链解开一定长度后进行，因此随从链的合成是不连续的，形成的是若干个冈崎片段。DNA 聚合酶 I 的即时校读，DNA 聚合酶的碱基选择功能，使复制具有保真性
45、。第三阶段：复制终止。原核生物如 E.coli，他的两个复制叉的汇合点就是复制的终点。由 RNA 酶切去领头链和随从链中的引物，引物留下的空隙山 DNA 聚合酶 I 催化，四种脱氧核糖三磷酸为原料自 53 方向延长填补。最后，DNA 连接酶由 ATP 供能，将两个不连续片段相邻的 5一 P 和 3一 OH 连接起来，成为连续的子链，复制完成。(2)真核和原核生物 DNA 的复制有许多区别，主要有：(a)真核牛物中 DNA 进行的速度约为 50 核苷酸 s，仅为原核生物的 110。但真核生物染色体上 DNA 复制起始点有多个，因此可以从几个起始点同时进行复制。如人染色体上平均有 100 个起始点
46、，其上有 200 个复制叉进行复制。真核生物复制起始点在发育过程中可以发生变化，如果蝇在胚胎发生早期，其最大染色体上有6000 个复制叉。因此，真核生物复制起始点还受细胞周期时相的控制。(b)真核生物 DNA 复制只发生在细胞周期的特定时期，即合成期(S 期)。而且真核生物染色体在全部复制完成之前，各个复制点不能开始新的复制，也就是说，每个细胞周期内复制起始点只能发动一次，即核内 DNA 合成只能进行一次。而原核生物 DNA 复制起始点却不受这种调控，在一个细胞周期内可以连续开始新的复制事件。(c)真核生物参与 DNA 复制的 DNA 聚合酶及蛋白质因子与原核生物有区别。前者的 DNA 聚合酶
47、中，DNA pol 及 DNA pol 在细胞核内 DNA 复制中起主要作用，DNA pol 催化前导链及随从链的合成，增殖细胞核抗原(PCNA) 参与其作用，DNA pol 与引物酶共同引发链的合成。DNA pol 有 35 外切酶活性，故有校正功能。DNA pol 是线粒体中的复制酶。(d)真核生物 DNA 复制过程中的引物及冈崎片段的长度均小于原核生物。动物细胞中的引物约为 10 个核苷酸，而原核生物中则可高达数十个。真核生物中冈崎片段约有 100200 个核苷酸，而原核生物中则可高达 10002000 个核苷酸。【知识模块】 DNA 的复制重组39 【正确答案】 维持 DNA 复制的高度忠实性的机制主要包括： DNA 聚合酶的高度选择性；DNA 聚合酶所具有的 35 核酸外切酶活性能够进行自我校对，切除错误核苷酸：错配修复： 使用 RNA 作为引物也能提高 DNA 复制的忠实性。因为当 DNA 开始进行复制时，由于缺乏协同性，所以错误的几率很大，使用RNA 作为引物，就可以降低在开始阶段所发生的错误。这是因为最终的 RNA 引物都要被切除，如果不使用 RNA 作为引物那么后随链合成的忠实性肯定要低于前导链。【知识模块】 DNA 的复制重组
