第十五章 DNA的复制、修复和重组

第三部分、分子生物学－信息途径第十六节：DNA的复制、修复和重组中大历年考题：一、填空题1. DNA 复制时，引发前体和引发酶构成____________。

（0828）2. 端粒的简单串联重复DNA 合成由_________酶负责。

（0724）3. 基因组中能独立复制的单位称__________。

（0725）4. 现已发现大肠杆菌有五种不同的DNA 聚合酶，其中真正负责DNA 复制的是_________。

（0619）5. DNA 复制的两大特点是_________复制和_________复制。

（0501）6. 基因组中能够独立复制的单位称_________。

（0502）7. DNA 连接酶催化的连接反应需要能量供给，大肠杆菌以_________为能量来源，而动物细胞以_________为能量来源。

（0503）8. 大肠杆菌的三种DNA 聚合酶中有5’-3’外切酶活性的是_________。

（0504）9. 真核生物DNA 聚合酶中负责冈崎片段合成的是_________。

（0505）10. 端粒的简单串联重复DNA 合成由_________酶负责。

（0506）11. DNA 复制后最常见的修饰是某些碱基的___________，目的是自我识别，以免受到自身核酸内切酶的破坏。

（0524）12. 反向重复序列_________（05三7）13. 基因突变________（05三9）14. 复制体________（05三10）15. 基因家族_________（04三5）16. 复制子__________（04三8）二、判断题1. 生物物种随基因组增大，独特基因减少，家族基因增多。

（0820）2. 细胞器基因组都是环状DNA 分子。

（0828）3．小鼠基因组的中性位点的年替换率大于人类的基因组。

（0830）4. 原核生物和真核生物的聚合酶都是以dNTP 为底物。

（0719）5. 噬菌体的整合由整合酶引发，其功能相当于Ⅱ型拓扑异构酶。

第十五章 DNA损伤与修复维持物种相对稳定的最主要因素：遗传物质的遗传保守型DNA损伤：各种体内外因素所导致的DNA组成和结构的变化DNA损伤后果：一是DNA结构发生永久性改变；二是导致DNA失去复制和转录的模板功能，最终出现功能障碍、凋亡修复：-正确修复→功能恢复-不完全修复→DNA突变、染色体畸变、功能改变-不能修复→凋亡第一节 DNA损伤绪论：许多体外因素是通过诱发体内因素，使DNA损伤一、多因素导致DNA损伤（一）体内因素1.DNA复制错误-错配（产生非watson-crick碱基对）原因:碱基的异构互变、四种dNTP浓度不平衡DNA复制的错配率为1/1010-缺失、插入→移码突变亨廷顿病、肌强直性营养不良的发病由于DNA重复片段长度的多态性（打滑现象）2.DNA自身的不稳定性（DNA自发损伤最频繁、最重要因素）影响稳定性因素：温度、Ph值效应：-自发脱嘌呤（最常见）脱氧核糖与碱基间糖苷键水解-自发脱氨基如C →U 、A →I3. 代谢产生的活性氧（ROS ）直接作用于碱基，如修饰鸟嘌呤（二） 体外因素1. 物理因素（1） 电离辐射高能射线：α粒子、β粒子、γ粒子、X 射线效应：直接作用于DNA 大分子，化学键断裂→复制时阻止链的延伸（如磷酸二酯键）；间接作用激发机体自由基反应（产生OH .、H .）（2） 紫外线损伤类型：UVA(400-320nm)，不易损伤DNA波长为260nm 及以下的紫外线（UVC ）已造成损伤效应：DNA 链内交联，如形成胸腺嘧啶二聚体（TT ）使得DNA 弯曲、扭结，不易复制转录2. 化学因素许多肿瘤化疗药物是通过诱导DNA 损伤，如碱基改变、DNA 断裂等抑制其增值（1） 自由基效应：导致碱基、核糖、磷酸的损伤（2）碱基类似物效应：导致A-T\C-G的互换例如：5-溴尿嘧啶（5-BU）是胸腺嘧啶的类似物其酮式与A配对，其烯醇式与G配对应用：促突变剂、抗癌药物（3）碱基修饰剂、烷化剂效应：亚硝酸-脱氨基作用,碱基改变，致使复制时改变序列，如A脱氨基成I（I=C）,C脱氨基成U；烷基化鸟嘌呤易脱落，形成无碱基位点或成AA二聚体（4）嵌入式染料种类：溴化乙锭、吖啶橙效应：插入碱基对中，使碱基对间距离增大一倍，造成两条链错位，导致复制时已发核苷酸缺失、插入、移码3.生物因素种类：病毒、黄曲霉菌产生的黄曲霉素等二、DNA损伤类型1.碱基损伤和糖基破坏①亚硝酸脱氨作用②羟自由基使嘧啶碱易加成、抽氢，使嘧啶环破裂；活性氧的氧化修饰；糖基上的碳及羟基上的氢发生自由基反应③紫外线促使TT的形成2.碱基错配最常见是U替代T掺入到DNA的复制3.DNA链断裂单链断裂能够完成迅速修复，双链断裂需重组修复4.DNA共价交联-DNA链间交联-DNA链内交联（TT）-DNA-蛋白质交联局部多样性损伤：碱基损伤、糖基破坏、链断裂最常见，而且符合存在转换：DNA链中一种嘌呤（嘧啶）被另一种嘌呤（嘧啶）取代【见于脱氨基作用】颠换：DNA链中嘌呤被嘧啶取代或反之。

遗传学中的DNA复制与修复一、DNA复制的意义和过程DNA复制，是指在有丝分裂、生殖细胞分裂、DNA修复等生物过程中，通过一系列化学反应将DNA双链复制产生两个完全相同的DNA分子的过程。

DNA复制的意义在于维持生物遗传信息的完整性和稳定性，使DNA遗传物质得以传递到下一代。

DNA复制的过程大致可分为三步：解旋、合成、连接。

首先，DNA双链被解旋，由核酸酶使氢键断裂，使DNA双链分离成两个单链。

然后，通过DNA聚合酶沿模板链合成新链，每个DNA 聚合酶有一个活性中心，可以将整个新链合成完整。

最后，DNA 这两个单链通过核苷酸连接形成双螺旋DNA。

二、DNA修复的意义和过程DNA修复是指细胞针对DNA突变、丢失、损害等情况所采取的修补机制。

DNA修复的目的是为了保证DNA间隙的完整性，避免细胞发生致命的变异甚至死亡。

DNA修复的过程主要包括四种类型：直接修复、错配修复、核苷酸切除修复和重组修复。

其中，直接修复是指通过一些特殊的酶有选择地矫正不断裂的化学键，来抑制DNA突变和变异的产生；错配修复是指通过酶的介入，将DNA中的错误碱基或夹缝的碱基更换成正确的碱基；核苷酸切除修复则是对遭到损害的DNA单链进行切削、取出，并重新合成一段新的DNA碱基；重组修复则是通过不同的DNA序列之间的配对连接，形成全新的DNA双链。

三、DNA复制与修复中的相互作用关系DNA复制和修复都是非常重要的生物过程，它们之间也有相互作用关系。

首先，DNA复制的过程是由多种酶、蛋白质、物质之间的协同作用完成的。

而DNA修复过程中，那些进行直接或间接修复的酶也能够参与到DNA复制过程中来，保证正常的复制过程得到了更好的保障。

其次，DNA复制过程中还需要大量能量和原料，这些能量和原料也是 DNA修复所需要的。

在DNA修复的过程中产生的一些物质，如DNA聚合酶、端粒酶等，也可以促进 DNA复制的进行。

总之，DNA复制与修复其实是不可分割的，两种生物过程之间互相依存、相互支撑。

大二生物化学十五章知识点第一章：生物大分子的结构与功能- 碳水化合物：由碳、氢和氧组成，分为单糖、双糖和多糖。

- 脂质：由甘油和脂肪酸组成，具有能量储存和保护器官的功能。

- 蛋白质：由氨基酸组成，具有结构、调节和催化反应等功能。

- 核酸：由核苷酸组成，包括DNA和RNA，携带和传递遗传信息。

第二章：蛋白质的结构与功能- 蛋白质的一级结构：由氨基酸的线性序列决定。

- 蛋白质的二级结构：包括α-螺旋和β-折叠。

- 蛋白质的三级结构：由氨基酸间的化学键和非共价键决定。

- 蛋白质的四级结构：由多个多肽链的组合形成功能性蛋白质。

- 蛋白质的功能：包括结构支持、催化反应、免疫防御等多种功能。

第三章：碳水化合物的代谢- 糖原的合成与分解：通过磷酸化和糖原合成酶进行。

- 糖酵解：将葡萄糖转化为乳酸或酒精和二氧化碳，产生ATP。

- 糖异生：通过合成途径将非糖物质转化为糖类。

第四章：脂质代谢- 脂类的消化吸收：通过胆汁酶和肠道酯酶进行。

- β-氧化：将脂肪酸分解为乙酰辅酶A，产生ATP。

- 胆固醇代谢：通过胆固醇酯酶和胆固醇酮还原酶进行。

第五章：核酸的结构与功能- DNA的结构：由磷酸、核苷碱和脱氧核糖组成，具有双螺旋结构。

- RNA的结构：由磷酸、核苷碱和核糖组成，具有单股结构。

- DNA的复制：通过DNA聚合酶进行，遵循配对规则。

- RNA的转录：通过RNA聚合酶进行，将DNA模板转录为RNA。

第六章：DNA的重组与修复- DNA的重组：通过基因组重组和DNA修饰实现。

- DNA的修复：包括直接修复、间接修复和重组修复。

第七章：蛋白质的合成与降解- 蛋白质的合成：通过转录和翻译实现。

- 蛋白质的降解：通过泛素—蛋白酶体途径和泛素—溶菌酶途径实现。

第八章：酶的分类与催化机制- 酶的分类：包括氧化还原酶、转移酶、水解酶等多种类型。

- 酶的催化机制：包括亲和力、酸碱催化和金属离子辅助等。

第九章：酶的调节与酶动力学- 酶的调节：包括竞争性抑制、非竞争性抑制和解离常数调节等。

16第十五章-DNA损伤与修复第十五章 DNA损伤与修复遗传物质DNA的遗传保守性是维持物种相对稳定的最主要因素。

然而，在长期的生命演进过程中，生物体时刻受到来自内、外环境中各种因素的影响，DNA的改变不可避免。

各种体内外因素所导致的DNA组成与结构的变化称为DNA损伤（DNA damage）。

DNA损伤可产生两种后果：一是DNA的结构发生永久性改变，即突变；二是导致DNA失去作为复制和（或）转录的模板的功能。

在长期的进化中，无论低等生物还是高等生物都形成了自己的DNA修复系统，可随时修复损伤的DNA，恢复DNA的正常结构，保持细胞的正常功能。

DNA损伤的同时即伴有DNA修复系统的启动。

受损细胞的转归，在很大程度上，取决于DNA的修复效果，如能正确修复，细胞DNA结构恢复正常，细胞得以维持正常状态；如损伤严重，DNA不能被有效修复，则可能通过凋亡的方式，清除DNA受损的细胞，降低DNA损伤对生物体遗传信息稳定性的影响；当DNA发生不完全修复时，DNA发生突变，染色体发生畸变，可诱导细胞出现功能改变，甚至出现衰老、细胞恶性转化等生理病理变化。

当然，如果遗传物质具有绝对的稳定性，那么生物将会失去进化的基础，就不会呈现大千世界、万物生辉的自然景象。

因此，生物多样性依赖于DNA 突变与DNA修复之间的良好平衡。

第一节DNA损伤DNA损伤的诱发因素众多。

一般可分为体内因素与体外因素。

前者包括机体代谢过程中产生的某些代谢物，DNA复制过程中发生的碱基错配以及DNA本身的热不稳定性等因素，可诱发DNA的“自发”损伤。

后者包括辐射、化学毒物、药物、病毒感染、植物以及微生物的代谢产物等。

值得注意的是，体内因素与体外因素的作用，有时是不能截然分开的。

许多体外因素是通过诱发体内因素，引发DNA损伤。

然而，不同因素所引发的DNA损伤的机制往往是不相同的。

一、多种因素通过不同机制导致DNA损伤（一）体内因素1. DNA复制错误在DNA复制过程中，碱基的异构互变、4种dNTP之间浓度的不平衡等均298第十五章DNA损伤与修复299呤）等3.机体代谢过程中产生的活性氧机体代谢过程中产生的活性氧（ROS）可以直接作用于碱基，如修饰鸟嘌呤，产生8-羟基脱氧鸟嘌呤等。

生化考研精解名词解释答案（下）温馨提示：部分解释不是采自教材，如有疑问，请参考课本！第十章糖代谢（P124-125）1.糖酵解（glycolysis）：由10步酶促反应组成的糖分解代谢途径。

通过该途径，一分子葡萄糖转化为两分子丙酮酸，同时净生成两分子A TP和两分子NADH。

2.发酵（fermentation）：营养分子（Eg葡萄糖）产能的厌氧降解。

在乙醇发酵中，丙酮酸转化为乙醇和CO2。

3.巴斯德效应（Pasteur effect）：氧存在下，酵解速度放慢的现象。

4.底物/无效循环（substrate/futile cycle）：一对酶催化的循环反应，该循环通过ATP的水解导致热能的释放。

Eg葡萄糖+A TP=葡萄糖6-磷酸+ADP与葡萄糖6-磷酸+H2O=葡萄糖+P i 反应组成的循环反应，其净反应实际上是ＡＴＰ＋H2O＝ＡＤＰ＋Ｐi。

6.底物水平磷酸化（substrate-level phosphorylation）：ADP或某些其它的核苷-5′—二磷酸的磷酸化是通过来自一个非核苷酸底物的磷酰基的转移实现的。

这种磷酸化与电子的传递链无关。

7.糖原分解（glycogenolysis/glycogen breakdown）：从糖原解聚生成葡萄糖的细胞内分解过程，由糖原磷酸化酶等催化完成。

8.糖原合成（glycogen synthesis）：体内由葡萄糖合成糖原的过程。

主要合成场所为肝和肌肉。

包括UDPG途径和三碳途径。

9.磷酸解作用（phosphorolysis）：通过在分子内引入一个无机磷酸，形成磷酸脂键而使原来键断裂的方式。

实际上引入了一个磷酰基。

10.糖异生作用（gluconeogenesis）：由简单的非糖前体转变为糖的过程。

糖异生不是糖酵解的简单逆转。

虽然由丙酮酸开始的糖异生利用了糖酵解中的七步近似平衡反应的逆反应，但还必需利用另外四步酵解中不曾出现的酶促反应，绕过酵解过程中不可逆的三个反应。

DNA复制与修复DNA复制与修复是细胞中重要的生物学过程，对于细胞的正常功能和生存起着至关重要的作用。

本文将详细探讨DNA复制和修复的过程以及其在细胞中的重要性。

一、DNA复制DNA复制是指细胞在细胞分裂前复制其DNA分子，确保每个新生细胞都具有完整的遗传信息。

DNA复制是一个高度精确和复杂的过程，包括三个主要步骤：解旋、复制和连接。

1. 解旋DNA复制开始时，DNA双螺旋结构被酶类分子解开，形成两个单链DNA。

这一过程需要解旋酶的参与，它能够在DNA链上切断氢键，并将双链DNA分开。

2. 复制在解旋后，DNA链上的复制酶能够识别并与之配对的核苷酸形成氢键。

复制酶从3'端向5'端的方向移动，逐个添加新的核苷酸，使得原始DNA链的每个碱基都有一个互补的碱基。

两个新生成的DNA链分别称为 leading strand（连续复制链）和 lagging strand（不连续复制链）。

3. 连接在DNA复制的末端，还需要将新复制的DNA链与模板DNA链连接起来。

这一过程由连接酶完成，它将之前添加的核苷酸紧密连接在一起，最终形成两条完整的DNA分子。

二、DNA修复DNA修复是指细胞在DNA受到损害或出现错误时修复DNA分子的过程。

由于DNA分子长期处于细胞内的环境中，会受到多种外界因素和内源性因素的影响，导致DNA发生损伤、突变等问题。

DNA修复的过程十分重要，可以帮助细胞维持基因组的稳定性。

1. 直接修复直接修复是最简单的一种DNA修复方式，常见的直接修复机制包括光修复和酶修复。

光修复是通过生物体内的酶类分子将光能转化为化学能，修复DNA中的损伤。

酶修复则是通过酶的催化作用，直接修复DNA分子上的错误。

2. 间接修复间接修复包括核酸切割修复和错配修复等机制。

核酸切割修复是通过核酸切割酶识别和切除DNA链上的损伤部分，然后再合成修复的新链。

错配修复则是通过一系列酶的协作作用，将DNA链上的错误结构修复为正确的结构。

生物的DNA复制与DNA修复DNA是生物体内重要的遗传物质，它负责传递遗传信息和决定个体的性状。

在生物体的生命周期中，DNA需要不断进行复制和修复，以确保基因的稳定性和正常功能。

本文将探讨生物的DNA复制和DNA修复的机制，以及它们在维持生物体遗传稳定性方面的重要性。

一、DNA复制的机制DNA复制是指将一个DNA分子复制成两个完全一样的DNA分子的过程，它是细胞分裂的重要步骤之一。

DNA复制过程中，有几个关键的步骤。

1.1 拆开DNA双螺旋结构DNA复制过程首先需要解开DNA双螺旋结构，使得两条DNA链分离。

这一步骤由酶类分子负责，它们能够识别DNA上的特定序列，并切开氢键，使DNA分子解开。

1.2 合成新的DNA链在DNA分离后，细胞会利用DNA模板合成新的DNA链。

这一过程由DNA聚合酶酶类负责，它们能够识别DNA上的碱基配对规则，将合适的碱基插入到合成的新链上，从而完成新的DNA链的合成。

1.3 校对和修复在新的DNA链合成完成后，细胞内会有一些校对和修复机制，用于保证复制过程的准确性。

这些机制能够识别和修复DNA链上的错误，并确保新的DNA链与原有DNA链相匹配。

二、DNA修复的机制DNA修复是保证DNA的完整性和稳定性的重要过程。

DNA分子在生物体内受到各种外界和内部因素的损伤，如化学物质、辐射、热能等，这些损伤如果不及时修复，就会导致遗传信息的丢失和突变。

DNA修复过程主要包括以下几个主要类型。

2.1 错误配对修复DNA链的合成过程中，有时会发生碱基的错误配对，比如腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（T）之间的配对。

错误配对修复机制能够识别这些错误的碱基配对，并进行修复，确保DNA链的正常配对。

2.2 切割修复在DNA分子受损时，细胞内会有一些酶类分子，能够切割并去除受损的DNA片段。

随后，DNA链的合成酶会合成新的DNA片段，用于替代受损的片段。

2.3 交联修复一些损伤物质能够引起DNA链间的交联，这会导致DNA链的断裂和交叉连接。

第15章.DNA损伤与修复练习题及答案第15章 DNA损伤与修复一、选择题A型题1.下列能导致框移的突变是A.A取代CB.G取代AC.缺失三个核苷酸D.插入一个核苷酸E.插入三个核苷酸2.紫外线照射引起DNA形成常见的嘧啶二聚体是A.C-CB.C-TC.T-UD.T-TE.C-T3.细胞内最重要和有效的修复方式是A.光修复B.切除修复C.重组修复D.SOS修复E.错配修复4.下列不参与DNA的切除修复过程的是A.DNA聚合酶IB.DNA聚合酶IIIC.核酸内切酶D.DNA连接酶E.解螺旋酶5.与修复过程缺陷有关的疾病是A.黄嘌呤尿症B.着色性干皮病C.卟啉病D.痛风E.黄疸6.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7.DNA损伤后切除修复的说法中错误的是A．修复机制中以切除修复最为重要B．切除修复包括有重组修复及SOS修复C．切除修复包括糖基化酶起始作用的修复D．切除修复中有以UvrABC进行的修复E．是对DNA损伤部位进行切除，，随后进行正确合成的修复8.镰刀状红细胞贫血其β链有关的突变是A．插入 B．断裂 C．缺失 D．交联 E．点突变9.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损伤过于严重总是导致物种的灭绝B．DNA修复需要DNA聚合酶III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10.关于DNA损伤的切除修复，不正确的是A．DNA的一条链损伤，互补链完整B．由限制性内切酶识别并切除损伤的DNA片段C．DNA链中的TT二聚体可切除修复 D．切除DNA损伤片段，5′→3′合成互补新链E．需DNA内切酶、外切酶及DNA聚合酶等催化11.突变A．是由有害因素引起的有害结果 B．是进化的基础 C．反映遗传的保守性D．自然突变频率很低，可以忽略 E．一定会引起功能受损12.点突变引起的后果是A．DNA降解 B．氨基酸读码可改变 C．DNA复制停顿D．转录终止 E．氨基酸缺失13.DNA损伤后原核生物切除修复过程需要：1.DNA连接酶；2.DNA聚合酶I；3.Uvr蛋白类A．1,2,3 B．3,2,1 C．2,3,1 D．2,1,3 E．3,1,214.嘧啶二聚体的解聚方式靠A．SOS修复 B．光修复酶的作用 C．原核生物的切除修复D．重组修复 E．真核生物的切除修复附：近年研考及执考试题A型题1. 下列哪种酶不参加DNA的切除修复过程？（1999研考）A．DNA聚合酶I B．DNA聚合酶III C．AP内切核酸酶D．DNA连接酶 E．蛋白质 UvrA、UvrB 等2. 下列哪种酶不参与DNA损伤的切除修复过程？（1998研考）A．核酸内切酶 B．核酸外切酶 C．DNA聚合酶D．DNA连接酶 E．核酸限制性内切酶3. 紫外线对DNA的损伤主要是（1997研考，2000执考）A．引起碱基置换 B．导致碱基缺失 C．发生碱基插入D．使磷酸二酯键断裂 E．形成嘧啶二聚物4. 下列不属于DNA分子结构改变的是（2003研考）A．点突变 B．DNA重排 C．DNA甲基化 D．碱基缺失 E．碱基插入5. 造成镰刀形红细胞贫血的基因突变原因是（2010研考）A. DNA重排B. 碱基缺失C. 碱基插入D. 碱基错配6. 对广泛DNA损伤进行紧急、粗糙、高错误率的修复方式是（2013研考）A. 光修复B. 切除修复C. 重组修复D. SOS修复7. 涉及核苷酸数目变化的DNA损伤形式是（2000执考）A．DNA（单链）断裂 B．链间交联 C. 链内交联 D. 插入突变 E. 置换突变C型题A．氨基酸置换 B．读码框移 C．二者均有 D．二者均无1. 点突变(碱基错配)可导致（2002研考）2. 缺失或插入突变可导致（2002研考）二、名词解释1．框移突变2．TT二聚体 3．切除修复 4．着色性干皮病三、填空题1．UvrA，UvrB，UvrC三种蛋白质在DNA损伤修复中的作用是，其中有酶的作用。