14.E: DNA 结构和功能（练习）

14.1: 现代理解的历史基础

现代人对 DNA 的理解已经从发现核酸演变为双螺旋模型的开发。 19 世纪 60 年代，专业医生弗里德里希·米舍尔是第一个从白细胞或白细胞中分离出富含磷酸盐的化学物质的人。 他将这些化学物质（最终被称为RNA和DNA）命名为核蛋白，因为它们是从细胞核中分离出来的。

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如果分析了特定物种的 DNA，发现它含有 27% 的 A，那么 C 的百分比是多少？

1. 27％
2. 百分之三十
3. 23％
4. 54％

回答

C

Hershey和Chase的实验帮助证实了DNA是遗传物质，其依据是以下发现：

1. 在颗粒中发现了放射性噬菌体
2. 在上清液中发现了放射性细胞
3. 在细胞内发现了放射性硫
4. 在细胞中发现了放射性磷

回答

D

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解释格里菲斯的转化实验。 他从他们那里得出了什么结论？

回答

活的 R 细胞从热杀死 S 细胞中获取遗传信息，这些细胞将 R 细胞 “转化” 为 S 细胞。

为什么在Hershey和Chase的实验中使用放射性硫和磷来标记噬菌体？

回答

硫是蛋白质中发现的一种元素，磷是核酸的成分。

14.2: DNA 结构和测序

DNA的基石是核苷酸。 核苷酸的重要成分是含氮碱、脱氧核糖（5-碳糖）和磷酸基团。 核苷酸根据含氮碱命名。 含氮碱可以是嘌呤，例如腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），也可以是嘧啶，例如胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。

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DNA 双螺旋没有以下哪个？

1. 反并行配置
2. 互补基础配对
3. 大凹槽和小槽
4. 尿嘧啶

回答

D

在真核生物中，DNA包裹着什么？

1. 单链结合蛋白
2. 滑动钳
3. 聚合酶
4. 组蛋白

回答

D

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简要概述桑格测序方法。

回答

模板DNA链与DNA聚合酶、引物、4种脱氧核苷酸和限制浓度为4种双脱氧核苷酸混合。 DNA 聚合酶合成了一条与模板互补的链。 在不同的位置加入 ddNTP 会产生 DNTP 在模板中所有可能的碱基上终止的 DNA 片段。 这些碎片通过凝胶电泳分离，并通过激光探测器进行可视化以确定碱基序列。

描述 DNA 的结构和互补碱基配对。

回答

DNA有两条反平行取向的链。 糖磷酸盐连接件在外部形成支柱，底座在内部配对：A 与 T，G 与 C，就像螺旋梯子上的梯级一样。

14.3: DNA 复制的基础知识

对双螺旋结构的阐明暗示了DNA是如何分裂和复制自身的。 该模型表明，在复制过程中，双螺旋的两条链是分开的，每条线都充当了复制新的互补链的模板。 目前尚不清楚的是复制是如何进行的。 提出了三种模型：保守、半保守和分散模型。

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梅塞尔森和斯塔尔的实验证明，DNA是通过哪种模式复制的？

1. 保守
2. 半保守
3. 分散的
4. 以上都不是

回答

B

如果 5'-3' 链的序列为 AATGCTAC，则互补序列具有以下序列：

1. 3'-AATGCTAC-5'
2. 3'-CATCGTAA-5'
3. 3'-TTACGATG-5'
4. 3'-GTAGCATT-5'

回答

C

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科学界是如何得知DNA复制是以半保守的方式进行的？

回答

梅塞尔森对在 ¹⁵ N 中生长的大肠杆菌进行的实验推断出这一发现。

14.4: 原核生物中的 DNA 复制

DNA复制在原核生物中得到了非常好的研究，这主要是因为基因组体积很小，而且有可用的突变体。 大肠杆菌在单个圆形染色体中有460万个碱基对，所有碱基对在大约42分钟内被复制，从单一的复制源开始，沿着圆圈向两个方向移动。 这意味着每秒添加大约 1000 个核苷酸。 这个过程非常快速，而且没有发生太多错误

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在复制分叉的形成过程中，以下哪些组件不参与？

1. 单链结合蛋白
2. 解旋酶
3. 复制起源
4. 连接酶

回答

D

primase 合成了以下哪一项？

1. DNA 引物
2. RNA 引物
3. 冈崎碎片
4. 磷酸二酯连接

回答

B

DNA复制是朝哪个方向进行的？

1. 5'-3'
2. 3'-5'
3. 5'
4. 3'

回答

一个

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DNA 复制是双向且不连续的；请解释你对这些概念的理解。

回答

在复制的起点，形成了两个向两个方向延伸的复制分叉。 在滞后的链条上，冈崎碎片以不连续的方式形成。

什么是冈崎碎片以及它们是如何形成的？

回答

短的 DNA 片段在远离复制叉的方向合成的滞后链上形成。 它们是由 DNA pol 合成的。

如果特定原核生物的复制速率为每秒900个核苷酸，那么制作两个拷贝需要120万个碱基对基因组多长时间？

回答

1333 秒或 22.2 分钟。

解释在复制分叉处发生的事件。 如果解旋酶的基因发生突变，复制的哪一部分会受到影响？

回答

在复制分叉上，发生的事件包括解旋酶作用、单链结合蛋白的结合、引物合成和新链的合成。 如果有突变的解旋酶基因，则复制分叉将不会延长。

引物在 DNA 复制中的作用是什么？ 如果你忘记在装有 DNA 测序反应的反应混合物的试管中添加引物，会发生什么？

回答

Primer 为 DNA pol 提供了 3'-OH 基团，用于开始添加核苷酸。 没有引物，管内不会有反应，电泳上也看不到任何带子。

14.5: 真核生物中的 DNA 复制

真核生物基因组比原核生物基因组复杂得多，体积也更大。 人类基因组每组单倍体染色体有30亿个碱基对，在细胞周期的S阶段复制了60亿个碱基对。 真核生物染色体上有多个复制来源；人类最多可以有 100,000 个复制来源

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线性染色体的末端由以下方式维持

1. 解旋酶
2. primase
3. DNA po
4. 端粒酶

回答

D

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真核生物中的线性染色体如何确保其末端被完全复制？

回答

端粒酶具有内置的 RNA 模板，可延伸 3' 末端，因此引物是合成和扩展的。 因此，两端受到保护。

14.6: DNA 修复

DNA 复制是一个高度精确的过程，但偶尔会出现错误，例如 DNA 聚合酶插入了错误的碱基。 未经纠正的错误有时会导致严重的后果，例如癌症。 修复机制可以纠正错误。 在极少数情况下，错误得不到纠正，从而导致突变；在其他情况下，修复酶本身会发生突变或缺陷。

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在校对过程中，以下哪种酶可以读取 DNA？

1. primase
2. 拓扑异构酶
3. DNA po
4. 解旋酶

回答

C

修复 DNA 中核苷酸错误的初始机制是 ________。

1. 不匹配修复
2. DNA 聚合酶校对
3. 核苷酸切除修复
4. 胸腺嘧啶二聚体

回答

B

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失配修复酶的突变会产生什么后果？ 这将如何影响基因的功能？

回答

突变无法修复，例如色素性干皮病。 基因功能可能受到影响，也可能无法表达。