生物竞赛生物化学33DNA复制顶级资源生物化学原理共89页
《生物化学原理》之DNA复制
•･ DNA的复制 •･ DNA的损伤和修复 •･ 遗传重组
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RNA
一一、DNA的复制：指亲代DNA链双螺旋解开，分别作为模版， 指导子子代DNA合成的过程。
•･ 半保留复制：DNA复制后产生生的新链中，一一条来自亲代的 DNA，另一一条是新合成的新链。
•･ DNA聚合酶：参与DNA复制的主要酶，它催化四种dNTP 合成DNA双链。 ✦ DNA聚合酶的作用特点：
1.以四种dNTP为底物
2.反 应必须接受模板的指导 3.反应必须有3’-OH的存在 4.反应必须有二二价金金属Mg2+的存在
5.DNA链的合成方方向是从5’➝3’
•･ 复制的起始：DNA复制开始于特定的位置，即DNA的复制 有特定的复制起始点（replication origin）。在起始位点处， DNA双螺旋打开，以两条DNA单链为模版，向两端开始复 制。
双向复制
•･ 复制叉：DNA复制过程中，亲代的DNA双链从复制起点开 始逐步解链，形成一一个分叉状结构，称为复制叉。
和单个酶的直接修复作用。
光修复
•･ 切除修复：指在一一系列酶的催化下，将DNA分子子中受损的 部分切除，并以完整的那条单链为模板，合成切除部分的 过程。
•･ 错配修复：修复在复制过程中错配且没有被校正的碱基。
•･ SOS反应和易错修复：SOS反应是指细胞DNA受到大大面积 损伤或者DNA复制系统受到抑制的情况下的应急效应。
DNA聚合酶Ⅰ的3’➝5’核酸 外切酶活性在DNA复制过 程中起重要的校对作用。
生物竞赛讲义-生物化学-20生物氧化-《生物化学原理(第二版)(代谢生物化学)》
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
电子传递体在呼吸链中的位置与其E0'之间的关系
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几种呼吸链抑制剂的作用位点
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呼吸链的组分
NAD+及与NAD+偶联的脱氢酶：NAD+是一种流 动的电子传递体。 黄素及与黄素偶联的脱氢酶 辅酶Q：属于一种流动的电子传递体。 铁硫蛋白 细胞色素：细胞色素c是一种流动的电子传递体 氧气
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复合体 IV 即细胞色素c氧化酶
有4个氧还中心 主要成分为细胞色素a和a3 电子来自还原性的细胞色素c，电子的最终 受体为氧气 一对电子可产生2个质子梯度
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电子在复合体IV上的传递
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氧化磷酸化的偶联机制
˟ ˟ √ 化学偶联假说 构象偶联假说 化学渗透学说：该学说由Peter Mitchell于1961年 提出，其核心内容是电子在沿着呼吸链向下游传 递的时候，释放的自由能转化为跨线粒体内膜 （或跨细菌质膜）的质子梯度，质子梯度中蕴藏 的电化学势能直接用来驱动ATP的合成。驱动 ATP合成的质子梯度通常被称为质子驱动力 （pmf），它由化学势能（质子的浓度差）和电 势能（内负外正）两部分组成。
(杨荣武)生物竞赛讲义-生物化学-30胆固醇代谢-《生物化学原理(第二版)(代谢生物化学)》(33P
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胆固醇合成的四个阶段反应
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HMG-CoA 还原酶
内质网膜整合蛋白 催化的是不可逆反应 胆固醇合成的限速酶
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主要 成分
主要载 脂蛋白
主要功能
脂肪
脂肪
脂肪， 胆固醇
A,B-48, CI,II,III, E
B-100, C-I,II,III, E
B-100, E
运输食物中的脂肪 和胆固醇 运输内源的脂肪
一部分被肝吸收， 一部分转变为LDL
胆固醇 B-100
蛋白质 A, CI,II,III, D, E
将胆固醇转运到外 周组织
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胆固醇合成的第二个阶段的反应
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第三阶段：6个异戊二烯单位→鲨烯
此阶段主要包括三步反应，首先在二甲烯丙基 转移酶的催化下，一个二甲烯丙基与一个异戊 二烯焦磷酸头尾缩合成牻牛儿焦磷酸；随后在 牻牛儿转移酶催化下，牻牛儿焦磷酸与另一个 异戊二烯焦磷酸头尾缩合成法尼焦磷酸；最后， 在法尼转移酶或鲨烯合酶催化下，两个法尼焦 磷酸头头缩合并被NADPH还原为含有30个碳 的碳氢化合物——鲨烯。
的激活剂 参与胆固醇的逆向运输 （好胆固醇） 通过受体介导的内吞被肝细胞吸收
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胆固醇代谢的调节
胆固醇合成的限速酶是HMG-CoA还原酶 调节的方式包括
高职、专科专用医学生物化学课件--DNA复制
子 (replicon)。 • 复制子是独立完成复制的功能单位。
真核生物多个复制起始点、复制子与复制叉
真核生物的多复制子复制电镜图
三、复制的半不连续性
3
领头链 (leading strand)
5
3
解链方向
随从链 (lagging strand)
5
• 顺着解链方向生成的子链，复制是连续 进行的这股链称为领头链。
基础，但不是绝对的。
二、双向复制 复制时，DNA从起始点(origin)向两个方 向解链，形成两个延伸相反的复制叉，称为 双向复制。
复制时双链打开，分开成两股，各自作
为模板，子链沿模板延长所形成的Y字形的
结构称为复制叉(replication fork) 。
5' 3' 3' 5' 5' 3' 5'
生物化学
Biochemistry
第 九 章
核酸的生物合成
基 因 (gene)：
DNA分子中编码蛋白质或RNA的功能 片段，是以碱基排列顺序的方式储存的遗 传信息。 基 因 组（genome)： 某一物种拥有的全部遗传物质，从分 子意义上说，是指全部DNA序列。
* 中心法则(the central dogma)
碱基选择与配对
一、原核生物的DNA生物合成
（一）复制的起始
需要解决两个问题： 1. DNA解开成单链，提供模板。
2. 合成引物，提供3-OH末端，形成引发体。
原核生物复制起始的相关蛋白质
蛋白质（基因） 通用名 功能 辨认起始点
DnaA (dnaA) DnaB (dnaB) DnaC (dnaC)
AMP 5’ 3’
生物竞赛-生物化学-43真核生物的基因表达调控-杨荣武《生物化学原理(第二版)(三)》
生物竞赛—生物化学原理（分子生物学）—南京大学杨荣武
DNA甲基化与印记
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多个启动子的选择性使用
某些真核生物的基因不止一个启动子，例如，抗肌营
养不良蛋白有8个启动子，通过使用不同的启动子可转 录出不同长度的mRNA，它们经过翻译可产生不同性 质或功能的蛋白质产物。 人谷胱甘肽还原酶的基因具有两个启动子，这两个启 动子分别指导定位于细胞质和线粒体的谷胱甘肽还原 酶的合成。指导线粒体谷胱甘肽还原酶的启动子在指 导细胞质谷胱甘肽还原酶启动子的上游。显然，上游 启动子转录出来的mRNA要比下游启动子转录出来的 mRNA要长。分析它们的核苷酸序列以后发现，长 mRNA的起始密码子位置前移，因而会多翻译一段指 导进入线粒体的信号肽序列。
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DNA重排
B淋巴细胞在成熟过程Ig基因经历的重排 锥体虫主要的表面抗原基因发生的重排 酿酒酵母在交配类型转换过程中发生的基因 重排
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抗体基因多样性产生的分子机制
1. 2.
3. 4. 5.
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在染色质水平上的基因调控
组蛋白的共价修饰； 染色质重塑因子对染色质的作用； 组蛋白变体取代标准组蛋白。
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组蛋白不同化学修饰对基因表达的影响以及其他功能
修饰形式
乙酰化 单甲基化
修饰位点
生物竞赛—生物化学原理（分子生物学）—南京大学杨荣武
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高中生物必修二《DNA的复制》PPT课件
⑤含亲代母链的DNA分子数与子代DNA分子数之比为：
2/ 2n
二、脱氧核苷酸链数
亲代DNA分子经 n 次复制后，则
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数：
2n+1条
②亲代脱氧核苷酸链数：
2条
③新合成的脱氧核苷酸链数：
2n+1-2条
三、消耗的脱氧核苷酸数
若一亲代DNA分子含有某种 脱氧核苷酸m个，则
→ 7、结果:1个DNA分子 两个完全相同的DNA分子
1
2
4
……
2n
8、意义: 使遗传信息从亲代传给子代， 保证了遗传信息的连续性。
总结提升
DNA分子复制的相关计算
动动手：
画出一个被15N标记的DNA分子在含14N的 培养基中培养3代的DNA复制过程（标 出每条链是15N还是14N）
亲代 第一代
亲代DNA分子
半 保 留 复 制
一、对DNA复制的推测
有人持不同观点，提出全保留复制等不同假说。
亲代DNA分子
全 保 留 复 制
全
半
保
保
留
留
复
复
制
制
思考：1.怎样验证这个假说呢？ 2.关键思路？
区分亲代和子代的DNA，标记亲 代DNA链，然后观察它们在子代DNA 中如何分布。
二、DNA半保留复制的实验证据 背景知识：
15N
15N
14N
15N
14N
15N 21
第二代
14N
14N 14N
14N
22
第三代
23Leabharlann 两 无论DNA复制多少次，含有15N-DNA分子永远只有
个
一.DNA分子数
生物化学简述dna复制过程
生物化学简述dna复制过程DNA复制是指在细胞分裂过程中，DNA分子通过一系列酶的协同作用，复制成两条完全相同的DNA分子的过程。
这个过程是生物体遗传信息传递的基础，也是细胞分裂的前提。
DNA复制的过程可以分为三个主要步骤：解旋、复制和连接。
DNA分子的双螺旋结构需要被解旋。
在细胞分裂的准备阶段，酶复合物会结合到DNA分子的起始位点，解开DNA双螺旋结构，形成一个称为“复制起始点”的开放区域。
该复制起始点是DNA复制的起点，也是DNA复制酶的结合位点。
然后，DNA复制酶开始复制DNA分子。
在复制起始点，一个名为DNA聚合酶的酶复合物结合到DNA分子上，开始合成新的DNA 链。
DNA聚合酶在复制过程中，沿着DNA模板链读取碱基序列，并将对应的互补碱基加入到新合成的DNA链上，形成一个完全相同的DNA分子。
这个过程称为链合成。
在DNA复制过程中，有两个新合成的DNA链是以不同的方式合成的。
一个新合成的链称为“领先链”，它可以沿着DNA模板链连续地合成。
另一个新合成的链称为“滞后链”，它必须以片段的形式合成。
DNA聚合酶在滞后链上合成片段时，需要不断地重新结合到DNA模板链上，形成一个个短的DNA片段。
这些片段称为“Okazaki片段”。
新合成的DNA链需要被连接在一起。
在DNA复制过程中，另一个酶复合物称为DNA连接酶，负责将领先链和滞后链上的DNA片段连接在一起，形成连续的DNA链。
这个过程称为连接。
整个DNA复制过程是一个高度协调和精确的过程。
在细胞分裂过程中，每次DNA复制都需要在正确的时间和位置进行，以确保每个细胞都能获得完整的遗传信息。
此外，DNA复制过程还需要保证复制的准确性，以避免遗传信息的错误传递。
总结起来，DNA复制是生物体遗传信息传递的基础，也是细胞分裂的前提。
它通过解旋、复制和连接三个主要步骤，将DNA分子复制成两条完全相同的DNA分子。
这个过程需要一系列酶的协同作用，以确保复制的准确性和时机的控制。
汇智2024生物联赛答案
汇智2024生物联赛答案一．生物化学、分子生物学、细胞生物学、微生物学（共31题，44分）1.下列不属于真核生物基因组DNA特点的是：A.大部分为非编码序列；B.含有大量重复序列，例如高度重复的卫星DNA；C.功能相关的基因串联在一起，转录产生一条mRNA链；D.基因组的完整复制依赖于逆转录。
2.下列实验方法中能直接鉴定蛋白质磷酸化位点的有：A.蛋白质免疫印迹法；B.酶联免疫吸附；C.酵母双杂交系统；D.质谱分析。
3.关于豆科植物与根瘤菌的共生关系，下列叙述正确的是（多选）：A.根瘤菌为豆科植物提供含氮化合物；B.根瘤菌固定的氮元素不会释放到土壤中；C.豆科植物为根瘤菌提供生长所需氨基酸；D.豆科植物分泌特殊物质,诱导根瘤菌靠近并感染其根部。
4.三羧酸循环由8步反应组成，其中不可逆的反应是（多选）：A.柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸；B.异柠檬酸氧化脱羧转变为α-酮戊二酸；C.α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰辅酶A；D.琥珀酰辅酶A经底物水平磷酸化形成琥珀酸。
5.与胆固醇合成密切相关的HMG-COA还原酶（H酶）位于内质网膜。
研究者在培养细胞CHO中表达了跨膜结构域融合了GFP的H酶，即H-GFP。
经不同浓度的胆固醇和二氢羊毛甾醇（DHL）处理后，用免疫印迹法检测H酶的表达。
如图所示的实验结果不支持的结论有（多选）：A.H酶在DHL缺乏的条件下比较稳定；B.DHL能够直接与H酶跨膜结构域结合；C.DHL对维持胆固醇稳态发挥调控作用；D.DHL导致H酶的翻译过程受阻。
6.溶菌酶是一个碱性蛋白质，其相对分子质量约为14kDa，用以下方法从蛋清中得到溶菌酶，纯度最高的方法是：A.硫酸铵沉淀，然后有机溶剂沉淀；B.硫酸铵沉淀，然后离子交换层析；C.等电点沉淀，然后离子交换层析；D.有机溶剂沉淀，然后凝胶过滤层析。
7.已知在正常人体内X蛋白有155个氨基酸，在某疾病中该蛋白长度变为165个氨基酸，下列密码子突变可造成该现象的有（多选）：A.GAU→GAC；B.CGA→UGA；C.UAA→CAA；D.UGA→AGU。