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。
生化竞赛讲义【高中生物竞赛 生物化学】
指一个分子由于其中各原子特有的固定的空间排列,而使该分子所具有的特定的 立体化学形式----构型
如:甘油醛
分子式----C3H6O3
结构式--构型----
O C-H CHOH CH2OH
CHO HO C H
CH2OH
L-型
一对对映体 (平面投影式)
CHO H C OH
CH2OH
D-型
CHO C
※ 蛋白质含量=氮的量×100/16
2、蛋白质的氨基酸组成 （1）氨基酸的结构天然蛋白质中存在的氨基酸都是L-a-氨基酸
COOH | NH2 —C— H | R L- a-氨基酸
一种为脯氨酸，它也有类似结构，但侧链与氮原子相接形 成亚氨基酸。
除甘氨酸外，蛋白质中的氨基酸都具有不对称碳原子 ，都有L—型与D一型之分，为区别两种构型，通过与 甘油醛的构型相比较，人为地规定一种为L型，另种为 D一型。当书写时—NH2写在左边为L型，－NH2在右为 D一型。已知天然蛋白质中的氨基酸都属L型。
4、蛋白质的理化性质 （1）胶体性质 ：布朗运动、丁达尔现象、不能通过半透膜；蛋白质颗粒比较稳定 ，不易沉淀。
（2）两性电解质：蛋白质与多肽一样，能够发生两性离解。 （3）沉淀反应：破坏蛋白质的水膜及中和蛋白质的电荷出现沉淀现象。高浓度盐类 （称为盐析），有机溶剂（如酒精、丙酮），重金属盐，某些酸类。
注：由于静电作用，在等电点时，氨基酸的溶
•色氨酸最大吸收波长为279nm，
解度最小，容易沉淀－－分离某些氨基酸（如 ：谷）
•酪氨酸最大吸收波长278nm，
•苯丙氨酸最大吸收波长为259nm。 注：蛋白质的紫外吸收最大值在
280而核酸在260
生物化学P10－11
2024全国生物竞赛试题
选择题下列关于DNA复制的说法中，哪一项是正确的？A. DNA复制只发生在细胞分裂的间期B. DNA复制是半保留复制，新合成的每个DNA分子都含有一条原始链和一条新链（正确答案）C. DNA复制需要RNA作为模板D. DNA复制过程中，碱基配对遵循A-U、G-C的规则下列哪一项不是细胞膜的功能？A. 控制物质进出细胞B. 进行细胞间的信息交流C. 提供细胞识别的信号D. 完成基因的表达过程（正确答案，基因表达主要在细胞核和细胞质中的核糖体进行）在植物光合作用的光反应阶段，下列哪个过程是正确的？A. 水在光下分解，产生氧气和[H]，同时释放能量（正确答案）B. 二氧化碳被固定成三碳化合物C. ATP中的化学能转变为有机物中的化学能D. [H]与二氧化碳结合生成葡萄糖下列关于遗传密码的描述，哪一项是错误的？A. 遗传密码具有方向性，从mRNA的5'端到3'端B. 遗传密码具有连续性，每三个相邻的碱基组成一个密码子C. 遗传密码具有通用性，几乎所有生物都使用同一套遗传密码D. 遗传密码具有简并性，但每个氨基酸只对应一个密码子（正确答案）下列哪一项不是生物多样性的直接价值？A. 为人类提供食物和药物资源B. 为科学研究提供材料C. 具有旅游观赏价值D. 对生态系统的调节作用（正确答案）下列关于神经递质的叙述，哪一项是正确的？A. 神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜B. 神经递质都是小分子物质，可以通过血脑屏障C. 神经递质与受体结合后，会引起突触后膜电位的变化（正确答案）D. 神经递质一旦发挥作用，就会被立即灭活，不会重复使用下列关于生态系统稳定性的说法，哪一项是错误的？A. 生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性B. 抵抗力稳定性高的生态系统，其恢复力稳定性往往较低C. 生态系统的稳定性与生物多样性密切相关D. 增加生态系统中的生物种类，一定会提高其稳定性（正确答案）下列关于基因工程的叙述，哪一项是正确的？A. 基因工程可以直接向植物或动物体内导入有益基因B. 基因工程的操作对象通常是整个基因组C. 基因工程育种的优点是能定向改造生物的性状（正确答案）D. 基因工程完全摒弃了自然选择和人工选择的过程下列关于人体免疫系统的说法，哪一项是错误的？A. 人体免疫系统包括非特异性免疫和特异性免疫B. 淋巴结、脾脏和扁桃体等是免疫系统的重要组成部分C. 疫苗是通过刺激机体产生特异性免疫反应来预防疾病的D. 过敏原第二次进入机体时，不会引起免疫反应（正确答案）。