内容正文:
专题4 遗传的分子基础
热点聚焦1 DNA损伤的修复机制
【模型构建①】光激活修复
【模型构建②】碱基切除修复
【模型构建③】核苷酸切除修复
光激活修复【P77】
01
【资料】紫外线主要通过诱导DNA链中相邻的胸腺嘧啶形成嘧啶二聚体而损伤DNA。DNA复制时,嘧啶二聚体无法作模板,
子链在此处随机引入碱基后再进行延伸,
导致发生突变,严重时会导致细胞死亡。
生物进化过程中形成了多种修复机制,
如: 酶识别并结合在二聚体部位,
在 的作用下,激发二聚体解旋。
光复活
可见光
预测演练【P78】
01
3.(2025·广州二模)紫外线主要通过诱导DNA链中相邻的胸腺嘧啶形成嘧啶二聚体而损伤DNA。DNA复制时,嘧啶二聚体
无法作模板,子链在此处随机引入碱基
后再进行延伸,导致发生突变,严重时
会导致细胞死亡。生物进化过程中形成
了多种修复机制,如图所示为大肠杆菌
两种常见的修复嘧啶二聚体机制,其中
光解酶需可见光提供能量。在某DNA损伤
只形成一个嘧啶二聚体的前提下,
下列叙述错误的是( )
A
A.若该损伤的DNA分子未发生修复,复制时无法形成碱基序列正常的DNA
B.DNA修复机制的存在使大肠杆菌发生基因突变的频率下降
C.依赖内切酶、外切酶的DNA修复过程还需DNA连接酶等的参与
D.用紫外线进行消毒后保持黑暗一段时间,有利于提高消毒效果
DNA复制是以两条链为模板,其中一条链的碱基序列是正常的,可形成正常DNA,×;
DNA修复机制能修复损伤的DNA,减少因DNA损伤导致的基因突变,√;
切除损伤部位后,需要DNA连接酶连接DNA片段形成完整的DNA链,√;
光解酶需要可见光提供能量来修复嘧啶二聚体,保持黑暗一段时间,
光解酶无法发挥作用,不利于修复,使细菌更容易死亡,可提高消毒效果,√;
碱基切除修复【P77】
02
【资料】碱基切除修复专门负责处理DNA中那些微小的、非螺旋扭曲性的碱基损伤。
①识别: 酶沿着DNA链检查,若
发现受损碱基位点,可切断受损碱基与DNA
骨架之间的糖苷键,形成AP位点(无碱基)。
②切除: 酶可识别AP位点(无碱基),
并切除磷酸、脱氧核糖,形成单核苷酸缺口。
③合成: 酶以未受损的互补链为
模板,填补核苷酸。
④连接: 酶连接新合成的DNA片段
与原有DNA链。
糖苷
限制
DNA聚合
DNA连接
→精细修复工
核苷酸切除修复【P77】
03
【资料】核苷酸切除修复专门负责大规模、导致DNA双螺旋结构扭曲的损伤。
①识别: 酶识别DNA变形部位,
并切除损伤部位两侧一段寡核苷酸链。
②切除:将两个切口之间的整段DNA
(通常为24~32个核苷酸)作为整体移除。
③合成: 酶以未受损的互补链为
模板,填补核苷酸。
④连接: 酶连接新合成的DNA片段
与原有DNA链。
限制
DNA聚合
DNA连接
→大型工程队
注:延伸方向为5→3
预测演练【P77】
01
1.DNA在细胞生命过程中会发生多种类型的损伤。如损伤较小,RNA聚合酶经过损伤位点时,腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖模板掺入mRNA(如图1);如损伤较大,修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA聚合酶,“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行修复(如图2)。下列叙述错误的是( )
C
A.图1所示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因
B.图1所示转录产生的mRNA指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变
C.图2所示的转录过程是沿着模板链的5′端到3′端进行的
D.图2所示的DNA聚合酶催化DNA损伤链的修复,方向是从n到m
根据DNA的半保留复制可知,应有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因,√;
因为密码子的简并,mRNA掺入腺嘌呤核糖核苷酸之后,氨基酸序列可能不变,√;
转录时mRNA是由5′端到3′端合成的,是沿着模板链的3′端到5′端进行的,×;
由分析可得,m是3′端,n是5′端,
修复时DNA延伸(即DNA子链延伸)方向为5′→3′,故修复是从n向m进行,√;
5′
3′
5′
3′
预测演练【P77】
01
1.人类细胞中的DNA每天都会由于外部(外源)和内部(内源)的代谢进程而遭受多次损伤,如图为DNA损伤时的一种切除修复方式。下列相关叙述正确的是( )
B
A.图中DNA中形成凸起结构是碱基发生错配导致的
B.酶①为DNA聚合酶,可由左向右将脱氧核苷酸连接到DNA链的3′端
C.图中修复后恢复正常的DNA一定能控制生物体的特有性状
D.酶②可催化相邻的2个核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键
据图可知,凸起部分的碱基并没有发生错配,×;
修复时DNA延伸(即DNA子链延伸)方向为5′→3′,√;
若图中修复后恢复正常的DNA位于非基因片段,则修复后也不能控制性状,×;
DNA的基本单位是脱氧核苷酸而非核糖核苷酸,
酶②可催化相邻的2个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键,×;
预测演练【P78】
01
2.真核细胞的核DNA出现损伤时,P53蛋白会与DNA结合,阻止DNA复制,以修复损伤DNA,若修复失败,P53蛋白会引发细胞程序性死亡。研究发现,即使氧气充足,癌细胞也主要进行无氧呼吸产生大量乳酸。P53蛋白乳酸化可降低P53蛋白的活性,进而影响细胞增殖。P53蛋白乳酸化的过程如图所示,下列叙述错误的是( )
A
A.P53蛋白乳酸化抑制癌细胞增殖
B.P53蛋白发挥作用的场所在细胞核
C.癌细胞主要进行无氧呼吸可能和细胞连续增殖有关
D.P53蛋白的存在能降低基因突变概率,保持遗传的稳定性
P53蛋白引发细胞程序性死亡,故P53蛋白乳酸化对癌细胞增殖的抑制作用变弱,×;
由题意可得,核DNA出现损伤时,P53蛋白会与DNA结合,故在细胞核,√;
癌细胞主要进行无氧呼吸可能和细胞连续增殖有关,√;
P53蛋白可修复损伤DNA,故其存在能降低基因突变概率,保持遗传的稳定,√;
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