专题核酸的生物合成及化学合成

生物化学核酸的合成总结
生物化学核酸的合成是一个复杂的过程，它涉及到原料的选择、反应的条件和方法等多方面的因素。

以下是一些重要的总结和建议：
原料的选择
- 氮碱基和磷酸需要选择高纯度的化学试剂。

- 脱氧核糖需要通过专业的方法和设备进行合成。

- 有机溶剂需要使用高纯度的溶剂。

反应的条件
- 酶法合成核酸是迄今为止最具可行性的方法，但需要特定的
反应条件。

- 化学法合成核酸需要控制好反应的温度、pH、浓度和时间等
因素。

- 合成核酸的反应过程中，需要对反应物进行保护，例如，甲
基化保护和二甲基氨基保护。

合成的方法
- 固相合成是一种常用的方法，能够高效地合成寡核苷酸。

- 液相合成是另一种常用的方法，能够合成较长的核酸序列。

- 化学法和酶法的结合可以实现更精确的合成，但需要更多的操作和经验支持。

总的来说，生物化学核酸的合成需要仔细的技术操作和合理的方法设计。

当这些因素得到合理的控制和平衡时，生物化学核酸的合成可以实现高效、准确和规模化的要求。

一、选择题1．如果一个完全具有放射性的双链DNA分子在无放射性标记溶液中经过两轮复制，产生的四个DNA分子的放射性情况是：A、其中一半没有放射性B、都有放射性C、半数分子的两条链都有放射性D、一个分子的两条链都有放射性E、四个分子都不含放射性2．关于DNA指导下的RNA合成的下列论述除了项外都是正确的。

A、只有存在DNA时，RNA聚合酶才催化磷酸二酯键的生成B、在转录过程中RNA聚合酶需要一个引物C、链延长方向是5′→3′D、在多数情况下，只有一条DNA链作为模板E、合成的RNA链不是环形3．下列关于核不均一RNA（hnRNA）论述哪个是不正确的？A、它们的寿命比大多数RNA短B、在其3′端有一个多聚腺苷酸尾巴C、在其5′端有一个特殊帽子结构D、存在于细胞质中4．hnRNA是下列那种RNA的前体？A、tRNAB、rRNAC、mRNAD、SnRNA5．DNA复制时不需要下列那种酶：A、DNA指导的DNA聚合酶B、RNA引物酶C、DNA连接酶D、RNA指导的DNA聚合酶6．参与识别转录起点的是：A、ρ因子B、核心酶C、引物酶D、σ因子7．DNA半保留复制的实验根据是：A、放射性同位素14C示踪的密度梯度离心B、同位素15N标记的密度梯度离心C、同位素32P标记的密度梯度离心D、放射性同位素3H示踪的纸层析技术8．以下对大肠杆菌DNA连接酶的论述哪个是正确的？A、催化DNA双螺旋结构中的DNA片段间形成磷酸二酯键B、催化两条游离的单链DNA连接起来C、以NADP+作为能量来源D、以GTP作为能源9．下面关于单链结合蛋白（SSB）的描述哪个是不正确的？A、与单链DNA结合，防止碱基重新配对B、在复制中保护单链DNA不被核酸酶降解C、与单链区结合增加双链DNA的稳定性D、SSB与DNA解离后可重复利用10．有关转录的错误叙述是：A、RNA链按3′→5′方向延伸B、只有一条DNA链可作为模板C、以NTP为底物D、遵从碱基互补原则11．关于σ因子的描述那个是正确的？A、不属于RNA聚合酶B、可单独识别启动子部位而无需核心酶的存在C、转录始终需要σ亚基D、决定转录起始的专一性12．真核生物RNA聚合酶III的产物是：A、mRNAB、hnRNAC、rRNAD、srRNA和tRNA13．合成后无需进行转录后加工修饰就具有生物活性的RNA是：A、tRNAB、rRNAC、原核细胞mRNAD、真核细胞mRNA14．DNA聚合酶III的主要功能是：A、填补缺口B、连接冈崎片段C、聚合作用D、损伤修复15．DNA复制的底物是：A、dNTPB、NTPC、dNDPD、NMP16．下来哪一项不属于逆转录酶的功能：A、以RNA为模板合成DNAB、以DNA为模板合成DNAC、水解RNA－DNA杂交分子中的RNA链D、指导合成RNA二、填空题1．中心法则是于年提出的，其内容可概括为。

第9章核酸的生物合成一、单项选择题1．真核基因表达受下列哪个成分调控？（）A．操纵基因B．非组蛋白C．组蛋白D．阻遏蛋白【答案】B【解析】真核基因的表达调控没有操纵子结构，真核生物的调控序列是指DNA中与转录启动和调控有关的核苷酸序列，包括：启动子、增强子及沉默子，受基因调节蛋白的调控，基因调节蛋白属于非组蛋白。

因此答案选B。

2．DNA半保留复制时，如果亲代DNA完全被放射性同位素标记，在无放射性标记的溶液中经过两轮复制所得到的4个DNA分子为（）。

A．都带有放射性B．其中一半分子无放射性C．其中一半分子的每条链都有放射性D．都没有放射性【答案】B【解析】DNA复制为半保留复制，经两轮复制后，其中一半分子无放射性，有一半分子的一条链由放射性。

因此答案选B。

3．关于转录的叙述下列哪一项是正确的？（）A．mRNA是翻译的模板，转录只是指合成mRNA的过程B．转录需RNA聚合酶，是一种酶促的核苷酸聚合过程C．逆转录也需要RNA聚合酶D．DNA复制中合成RNA引物也是转录【答案】B【解析】A项，转录是指遗传信息由基因转移到RNA的过程，包括mRNA、tRNA、rRNA等；C项，参与逆转录的酶是逆转录酶，不需要RNA聚合酶；D项，DNA复制中合成RNA引物不是遗传信息的传递过程。

因此答案选B。

4．下列不是操纵子的组成部分的是（）。

A．结构基因B．启动子C．操纵基因D．阻遏物【答案】D【解析】ABC三项，操纵子包括在功能上彼此相关的结构基因和控制部位，控制部位是由启动子和操纵基因构成。

因此答案选D。

5．下列（）参与打开DNA双螺旋结构。

A．引物酶B．端粒酶C．拓扑异构酶D．解螺旋酶【答案】D【解析】A项，引物酶是用来合成引物的；B项，端粒酶是一种核糖核蛋白酶，它催化端粒中重复单元的合成，用以维持端粒长度及功能；C型，拓扑异构酶是在超螺旋解旋和形成过程中起作用。

因此答案选D。

6．下列（）导致的DNA损伤导致生物体死亡的可能性最大。

生物大分子的化学合成方法生物大分子是由具有生物活性的大分子化合物组成，如蛋白质、核酸、多糖等。

这些大分子在细胞中起着重要的生理功能，比如酶催化反应、基因传递、细胞信号传导等。

为了研究和应用这些生物大分子，化学合成方法在近几十年间得到了快速发展。

本文将介绍几种常见的生物大分子化学合成方法。

1.蛋白质的化学合成方法：蛋白质的化学合成方法主要包括固相合成和液相合成两种。

固相合成方法是通过将氨基酸依次添加到以树脂为基质的固相载体上来合成多肽链。

这种方法通常使用费莉特氨酸保护基团来保护氨基酸的活性基团，并通过活化剂和催化剂来完成反应。

随后，通过去除保护基团和切割剂来获得完整的多肽链。

液相合成方法则是在溶液中进行蛋白质的合成。

这种方法需要对氨基酸进行保护和活化处理，并通过特定的耦合试剂和缩合剂来完成合成反应。

然后，通过去除保护基团和切割剂来获得目标蛋白质。

2.核酸的化学合成方法：核酸的化学合成方法主要包括固相合成和液相合成两种。

固相合成方法是通过将由去氧核苷酸和保护基团构建的核酸链放置在固相载体上来实现。

然后，通过碱性条件和活化剂来进行聚合反应。

最后，通过去除保护基团和切割剂来获得完整的核酸链。

液相合成方法则是在溶液中进行核酸的合成。

这种方法需要对去氧核苷酸进行保护和活化处理，并利用碱性条件和活化剂来完成合成反应。

然后，通过去除保护基团和切割剂来获得完整的核酸。

3.多糖的化学合成方法：多糖的化学合成方法主要包括单体插入法、聚合法和酶催化法等。

单体插入法是通过将单体逐步连接在彼此上来合成多糖分子。

这种方法需要通过保护和活化处理来对单体进行化学修饰，并利用缩合剂和催化剂来完成合成反应。

最后，通过去除保护基团来获得完整的多糖。

聚合法是通过将含有活性基团的单体在聚合反应中进行连接来合成多糖分子。

这种方法需要先将单体进行活化和保护处理，并通过聚合试剂和催化剂来完成反应。

最后，通过去除保护基团和切割剂来获得完整的多糖。

第七章核酸的生物合成（一）DNA的生物合成1. DNA的生物合成：指以亲代DNA的两条链为模板，以4种脱氧核苷三磷酸为底物，在DNA 聚合酶催化下进行的脱氧核苷酸聚合反应。

基因（顺反子）:泛指被转录的一个DNA片段。

在某些情况下，基因常用来指编码一个功能蛋白或DNA分子的DNA片段。

2.复制 (Replication)：以亲代DNA分子的双链为模板，按照碱基配对的原则，合成出与亲代DNA分子相同的双链DNA的过程。

3.转录(Transcription)：以DNA分子中一条链的部分片段为模板，按照碱基配对原则，合成出一条与模板DNA链互补的RNA分子的过程。

4.翻译(Translation)：把mRNA上的遗传信息按照遗传密码转换成蛋白质中特定的氨基酸序列的过程。

5.半保留复制：双链DNA 的复制方式，其中亲代链分离，每一子代DNA 分子由一条亲代链和一条新合成的链组成。

基因组中能独立进行复制的单位叫复制子。

6．DNA聚合酶反应的特点：以四种脱氧核苷三磷酸为底物；反应需要接受模板的指导；反应要有引物3’-OH的存在；需Mg2+激活；DNA链的生长方向为5’→3’；产物与模板的性质相同。

7. DNA聚合酶：DNA聚合酶I主要负责RNA引物的切除和校对；DNA聚合酶II主要负责修复；DNA聚合酶III主要负责复制。

8.DNA复制体：蛋白质和酶合理、精巧地分布在复制叉上，既可解离聚合，又彼此协调，形成一个高效、高精度复制的完整实体复合物。

包括解螺旋酶、单链结合蛋白(SSB)、拓扑异构酶、引发体、连接酶等。

9.复制叉：复制DNA 分子的Y 形区域,在此区域发生链的分离及新链的合成。

10.原核生物DNA的复制复制的启动：原核生物的DNA上一般只有一个复制原点，真核生物则有多个复制原点，可以同时启动复制过程。

DNA链的延伸：DNA链的延伸按5'→3'方向。

一条链延伸的方向与复制叉前进的方向一致，它的合成能连续进行，称为先导链；另一条链延伸的方向与复制叉前进的方向相反，这条新链的合成是不连续的，而且总晚于先导链，所以称为后随链。

第十一章 核酸的生物合成一、填空题1．中心法则是 于 年提出的，其内容可概括为2．所有冈崎片段的延伸都是按 方向进行的。

3．前导链的合成是 的，其合成方向与复制叉移动方向 。

4．引物酶与转录中的RNA 聚合酶之间的差别在于它对 不敏感；后随链的合成是 的。

5．DNA 聚合酶I 的催化功能有 、 、 。

6．DNA 拓扑异构酶有 种类型，分别为 和 ,它们的功能是 。

7．细菌的环状DNA 通常在一个 开始复制，而真核生物染色体中的线形DNA 可以在 起始复制。

8．大肠杆菌DNA 聚合酶III 的 活性使之具有 功能，极大地提高了DNA 复制的保真度。

9．到目前为止，在大肠杆菌中已发现有 种DNA 聚合酶，其中 负责DNA 复制， 负责DNA 损伤修复。

10．大肠杆菌中DNA 指导的RNA 聚合酶全酶的亚基组成为 ，去掉 _因子的部分称为核心酶，这个因子使全酶能识别DNA 上的 位点。

11．在DNA 复制中， 可防止单链模板重新缔合和核酸酶的攻击。

12．DNA 合成时，先由引物酶合成 ，再由 在其3′端合成DNA 链，然后由 切除引物并填补空隙，最后由 连接成完整的链。

13．大肠杆菌DNA 连接酶要求 的参与，哺乳动物的DNA 连接酶要求 参与。

14．原核细胞中各种RNA 是 种RNA 聚合酶催化生成的，而真核细胞核基因的转录分别由 种RNA 聚合酶催化，其中rRNA 基因由 转录，hnRNA 基因由 转录，各类小分子量RNA 则是 的产物。

15．转录单位一般应包括 序列， 序列和 序列。

16．真核细胞中编码蛋白质的基因多为 ，编码的序列还保留在成熟mRNA 中的是 ，编码的序列在前体分子转录后加工中被切除的是 ；在成熟的mRNA 中 序列被拼接起来。

17．限制性核酸内切酶主要来源于 ，都识别双链DNA 中 ，并同时断裂 。

二、选择题(只有一个最佳答案)：1．如果一个完全具有放射性的双链DNA 分子在无放射性标记溶液中经过两轮复制，产生的四个DNA 分子的放射性情况是：（ ）A 、其中一半没有放射性B 、都有放射性C 、半数分子的两条链都有放射性D 、一个分子的两条链都有放射性E 、四个分子都不含放射性2．关于DNA 指导下的RNA 合成的下列论述除了（ ）项外都是正确的。

院系动物科技学院年级专业动物医学动物药学姓名学号考试课程动物生物化学(√) 5、在细菌的细胞内有一类能识别DNA特定核苷酸序列的核酸内切酶，称为限制性内切酶。

(√) 6、所有核酸合成时，新链的延长方向都是从5’→3’。

(×) 7、引物是指DNA复制时所需要的一小段RNA，催化引物合成的引物酶是一种特殊的DNA聚合酶。

(×) 8、DNA半不连续复制是指复制时一条链的合成方向是5’→3’，另一条链的合成方向为3’ →5’。

(√) 9、原核细胞的每一条染色体只有一个复制起点，而真核细胞的每一条染色体有多个复制起点。

(×) 10、在真核细胞中，三种主要RNA的合成都是由一种RNA聚合酶催化。

(×) 11、逆转录酶仅具有RNA指导的DNA聚合酶的活力。

(×) 12、抑制RNA合成酶的抑制剂不影响DNA的合成。

(√) 13、一个动物细胞内的DNA可以与该动物的所有RNA杂交。

(×) 14、真核细胞的mRNA两个末端都有3’-OH基团。

(√) 15、基因表达是指遗传信息从DNA经RNA传递给蛋白质的过程。

六、问答题1.大肠杆菌DNA复制所需要的酶及复制体系中参与的物质？答：反应体系包括下列成分。

①底物：dATP、dTTP、dGTP和dCTP；②DNA聚合酶：催化dNTP 加到生长链的3′端；③模板：解开成单链的DNA母链；④引物：具有3′-OH的一段RNA；⑤ Mg2+：为聚合酶发挥催化活性所必需；⑥其他酶和蛋白质因子。

所涉及的酶及蛋白质因子有：（1）DNA解旋酶(2)DNA拓扑异构酶；（3）SSB 蛋白（4）引物酶（5）DNA聚合酶Ⅲ（6）DNA聚合酶Ⅰ(7) DNA连接酶。

2.大肠杆菌DNA半保留复制时保证复制忠实性的主要机制。

（1）DNA复制时必须严格遵守碱基互补配对规律，这对于保证复制的忠实性是至关重要的。

（2）DNA聚合酶的3′→5′外切核酸酶功能可以检测并消除偶然出现错误。

第九章核酸的生物合成一、知识要点在细胞分裂过程中通过DNA的复制把遗传信息由亲代传递给子代，在子代的个体发育过程中遗传信息由DNA传递到RNA，最后翻译成特异的蛋白质；在RNA病毒中RNA具有自我复制的能力,并同时作为mRNA，指导病毒蛋白质的生物合成;在致癌RNA病毒中,RNA还以逆转录的方式将遗传信息传递给DNA分子。

这种遗传信息的流向称为中心法则。

复制是指以原来DNA分子为模板,合成出相同DNA分子的过程；转录是在DNA（或RNA）分子上合成出与其核苷酸顺序相对应的RNA（或DNA)的过程；翻译是在以rRNA和蛋白质组成的核糖核蛋白体上,以mRNA为模板，根据每三个相邻核苷酸决定一种氨基酸的三联体密码规则,由tRNA运送氨基酸，合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质肽链的过程。

（一） DNA的生物合成在DNA复制时，亲代DNA的双螺旋先行解旋和分开，然后以每条链为模板，按照碱基配对原则，在这两条链上各形成一条互补链,这样从亲代DNA的分子可以精确地复制成2个子代DNA分子.每个子代DNA分子中，有一条链是从亲代DNA来的，另一条则是新形成的,这叫做半保留复制。

通过14N和15N标记大肠杆菌实验证实了半保留复制。

1．复制的起始点与方向DNA分子复制时，在亲代分子一个特定区域内双链打开，随之以两股链为模板复制生成两个子代DNA双链分子。

开始时复制起始点呈现一叉形（或Y形）,称之为复制叉.DNA 复制要从DNA分子的特定部位开始,此特定部位称为复制起始点（origin of replication)，可以用ori表示。

在原核生物中复制起始点常位于染色体的一个特定部位，即只有一个起始点.真核生物的染色体是在几个特定部位上进行DNA复制的,有几个复制起始点的。

酵母基因组与真核生物基因组相同,具有多个复制起始点。

复制的方向可以有三种不同的机制。

其一是从两个起始点开始,各以相反的单一方向生长出一条新链，形成两个复制叉。

生命科学中的化学合成方法生命是如此的神秘而美妙，令人惊叹的是其中的化学反应和生物合成过程。

人类一直在不断探索生命奥秘，其中化学合成方法在生命科学领域中起着重要的作用。

一、化学合成的概念化学合成是指利用化学反应方法，通过对原材料的化学反应，将其转化为目标产物的过程。

生命科学中的化学合成方法包括有机合成、肽合成、核酸合成等。

二、有机合成有机合成是指利用已知的化学反应，通过一系列的反应，将一些简单的有机化合物转变为有机化合物的目标产物。

有机合成在生命科学中广泛应用，包括了药物研究、天然产物的合成、无机化合物的有机修饰等。

有机合成涉及到的反应种类非常多，其中包括了取代反应、加成反应、消除反应、重排反应、杂环反应等。

在进行有机合成时，需要了解不同反应的特点和适用范围，选择合适的反应方法才能获得预期的化合物产物。

三、肽合成肽合成是指将氨基酸通过肽键连接形成肽链的过程。

因为肽链在生物体内有着重要的功能，如构成酶、激素等，因此肽合成在药物研究和蛋白质研究等领域有着非常广泛的应用。

肽合成的方法包括化学合成和生物合成两种。

化学合成方法通过不断连接氨基酸，逐渐合成目标肽。

目前常用的化学合成方法包括了Fmoc保护群与Boc保护群两种底物保护策略，以及快速合成技术。

四、核酸合成核酸是生命体中不可缺少的分子，在DNA和RNA分子中发挥着非常重要的作用。

核酸合成是指将核苷酸单元连接在一起形成完整的DNA或RNA链的过程。

核酸合成方法包括了化学合成和基于PCR的生物合成两种方法。

化学合成方法常用于小分子技术研究中，以及药物研究等领域。

生物合成技术通过不断模拟DNA复制过程，实现目标DNA或RNA的合成。

五、结语化学合成在生命科学领域中是不可或缺的工具之一，其应用范围非常广泛。

有机合成、肽合成和核酸合成等技术在药物研究、蛋白质研究和生物化学研究等领域中都有着广泛应用。

这些技术的不断发展和完善，对于生命科学领域的进展具有重要意义。