大学分子生物学上册《DNA损伤修复与重组》练习题

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本单元考点（6 个）

DNA损伤的常见类型核苷酸切除修复机制碱基切除修复途径错配修复系统同源重组与位点特异性重组SOS修复与跨损伤合成

本单元练习题（27 题）

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1. 在某段DNA中，一个胞嘧啶自发脱氨转变为尿嘧啶。若该损伤被细胞正确识别并修复，下列关于碱基切除修复（BER）途径的描述，正确的是：A. 尿嘧啶-DNA糖苷酶先切除尿嘧啶碱基形成AP位点，再由AP内切酶切开磷酸二酯键　B. DNA聚合酶Ⅰ先识别尿嘧啶并直接将其切除　C. AP内切酶直接切除整个核苷酸后再由连接酶封口　D. 该损伤由MutS蛋白识别并启动错配修复途径

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2. 大肠杆菌错配修复系统中，识别错配碱基对的是____蛋白，切除子链由MutH在半甲基化GATC位点切口实现，这一特点说明该系统区分新旧链的依据是母链DNA的____修饰。若某细菌突变导致Dam甲基化酶失活，则新复制DNA双链均未甲基化，错配修复将失去链选择依据，其直接后果是修复的____（选填：定向性/保真性）丧失，突变频率升高。

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3. 在一个二倍体细胞中，两条高度同源的DNA双链（各长2000 bp）发生同源重组：起始时在距一端600 bp处形成单链断裂并侵入配对，产生一个Holliday交叉。该交叉随后向同一方向持续分支迁移，迁移速度恒定，共推进800 bp后停止。随后交叉按同一切割方向被解离酶切开并连接，恢复两条完整的双链DNA。假定整个过程中无错配修复介入，且分支迁移区域两侧序列完全配对。求：解离后，每条双链DNA中异源双链（杂合）区域的长度是多少bp？并说明该异源双链区域由哪些链组成。

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4. 在某细胞提取物中，一种化学物质特异性抑制AP内切酶的活性，但不影响DNA糖苷酶、AP位点水解酶、DNA聚合酶和DNA连接酶的功能。现将一段双链DNA中3个腺嘌呤自发脱氨转变为次黄嘌呤，随后加入该细胞提取物进行碱基切除修复（BER）。已知次黄嘌呤-DNA糖苷酶可正常识别并切除次黄嘌呤产生AP位点。在修复过程中，被切除碱基后产生的AP位点共有____个，其中能被后续步骤完成修复（即最终恢复为正确的碱基配对）的AP位点有____个。

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5. 某双链DNA片段中，有3个腺嘌呤因自发脱氨转变为次黄嘌呤。细胞通过碱基切除修复途径完成修复：次黄嘌呤-DNA糖苷酶识别并切除次黄嘌呤碱基，形成无嘌呤位点（AP位点）；随后AP内切酶在AP位点切开磷酸二酯键，DNA聚合酶以互补链为模板填入正确的碱基，DNA连接酶封闭缺口。假设每处损伤均被完整修复且不引入新错误，问：本次修复过程中，AP内切酶共切割磷酸二酯键多少次？DNA聚合酶共催化掺入核苷酸多少个？

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6. 大肠杆菌经历SOS反应后，DNA聚合酶V被诱导负责跨损伤合成。已知聚合酶V在每个损伤位点掺入错误碱基的概率为10^(-2)，而正常复制聚合酶在每个对应位点的出错概率为10^(-5)。某细胞基因组中共有200个损伤位点需经跨损伤合成通过。假设各位点出错相互独立，且每个位点出错即产生一个突变。求：（1）聚合酶V跨损伤合成后期望产生的突变总数；（2）该期望突变总数是正常聚合酶通过相同位点时期望突变总数的多少倍？

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7. 某大肠杆菌群体共1.0×10⁷个细胞，经UV处理后每个存活细胞平均带有10个需跨损伤合成的嘧啶二体。已知聚合酶V每通过一个损伤位点发生错配并导致突变（该位点突变）的概率为0.1，且各位点突变相互独立；只有10个损伤位点全部完成跨损伤合成、且至少一个位点发生突变的细胞计为突变体。（1）在SOS修复正常诱导的菌株中，90%的细胞能完成全部损伤的跨损伤合成，其余细胞死亡，求该群体产生的突变体细胞数；（2）在LexA阻遏蛋白不可被裂解的突变菌株中，仅1%的细胞能完成全部损伤的跨损伤合成，求该群体产生的突变体细胞数；（3）求两种情况下突变体细胞数之比。

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8. 某双链DNA片段中，一条链序列为 5'-TGCATTCGT-3'（第7位的C为5-甲基胞嘧啶），另一条链为其互补链。现将该片段同时暴露于两类损伤因素：①亚硝酸（HNO₂）使两条链上所有胞嘧啶（含5-甲基胞嘧啶）发生氧化脱氨基；②254 nm紫外线在两条链上相邻两个胸腺嘧啶之间形成环丁烷嘧啶二聚体。则发生脱氨基反应的胞嘧啶总数为____个，形成的嘧啶二聚体总数为____个。

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9. 在大肠杆菌的核苷酸切除修复中，UvrA₂UvrB复合物识别DNA损伤后，UvrC在损伤位点5'侧第8个磷酸二酯键处切开，同时在3'侧第____个磷酸二酯键处切开，随后UvrD解链移去片段，两切口之间被切除的寡核苷酸片段共含____个核苷酸，留下的缺口由DNA聚合酶Ⅰ以未损伤链为模板填补。

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10. 大肠杆菌错配修复中，MutH在半甲基化GATC位点切开未甲基化的新合成链，随后核酸外切酶从切口向错配方向降解至越过错配位点，再由聚合酶以亲代链为模板重新合成该段。现有一段新复制的DNA，某错配碱基对位于两个GATC位点之间：距左侧GATC位点1200 bp，距右侧GATC位点3800 bp。MutH选择在距离错配较近的GATC位点切口。请计算该次错配修复中被切除降解并重新合成的新链片段长度（以核苷酸数表示）。

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11. 大肠杆菌核苷酸切除修复中，UvrA₂UvrB复合物识别DNA上的一处嘧啶二体后，UvrC在损伤位点5'侧第8个磷酸二酯键处和3'侧第4个磷酸二酯键处各切开一次，随后UvrD解链并释放出含损伤位点的寡核苷酸片段（片段长度=5'侧核苷酸数+3'侧核苷酸数，损伤位点核苷酸计入3'侧）。已知该嘧啶二体由2个相邻嘧啶核苷酸组成。计算被切除片段中不含损伤的完好核苷酸数目。

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12. 下列哪种DNA损伤属于碱基的氧化性损伤？A. 紫外线照射引起相邻嘧啶二聚体的形成 B. 活性氧自由基使鸟嘌呤氧化生成8-氧鸟嘌呤 C. DNA复制时碱基错配 D. 亚硝酸引起碱基脱氨基

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13. 某实验室用不同试剂分别处理大肠杆菌培养物，检测到四类DNA变化。下列哪一项的归因是正确的？ A. 亚硝酸使胞嘧啶脱氨基成尿嘧啶，属于碱基的氧化损伤 B. 紫外线照射导致同一DNA链上相邻两个嘧啶间形成嘧啶二聚体，属于DNA链内共价交联型损伤 C. 烷化剂使鸟嘌呤N7位甲基化，属于DNA双链断裂损伤 D. 羟基自由基攻击脱氧核糖导致磷酸二酯键断裂，属于碱基错配损伤

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14. 大肠杆菌中，由 UvrA₂UvrB 复合物识别 DNA 双链上因紫外线照射产生的嘧啶二体损伤后，UvrC 在损伤位点两侧各切开一个磷酸二酯键，随后由 UvrD 移除一段含损伤的寡核苷酸片段。已知切割位点分别在损伤位点 5′ 侧第 8 个磷酸二酯键和 3′ 侧第 4～5 个磷酸二酯键处，则被移除的寡核苷酸片段长度约为____个核苷酸。

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15. 在大肠杆菌核苷酸切除修复过程中，UvrABC 切除核酸酶在损伤位点 5' 侧第 8 个磷酸二酯键处和 3' 侧第 4 个磷酸二酯键处各切开一次（切口间共含 13 个核苷酸）。若某 DNA 分子总长为 5000 bp，一段含单个损伤的区域内完成一次核苷酸切除修复，随后 DNA 聚合酶 I 以缺口为引物按 5'→3' 方向合成填补，且整个过程无其他核苷酸丢失。求：（1）被切除的寡核苷酸片段长度；（2）修复完成后需要新合成多少个核苷酸；（3）若该损伤为嘧啶二体，负责识别该损伤的蛋白质复合物名称。

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16. 大肠杆菌错配修复系统中，MutS识别错配碱基后，MutH依据____的甲基化状态来区分亲代链与新合成链，从而选择性降解____链；若该识别机制失效，则会导致____类型突变频率显著升高。

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17. 某一双链DNA片段中，有5个胞嘧啶各自发生了自发脱氨，转变为尿嘧啶。细胞通过碱基切除修复（BER）途径完成修复：尿嘧啶-DNA糖苷酶识别并切除尿嘧啶碱基产生无嘌呤/无嘧啶（AP）位点，AP内切酶在AP位点切开磷酸二酯键，随后由DNA聚合酶填补正确的核苷酸，最后由DNA连接酶封口。假设每个损伤位点独立修复且全部修复成功。请分别给出：（1）尿嘧啶-DNA糖苷酶切除尿嘧啶碱基的个数；（2）AP内切酶切开磷酸二酯键的次数；（3）DNA连接酶催化封口的次数；（4）修复完成后该片段中尿嘧啶的个数。

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18. 大肠杆菌在DNA受到严重损伤时，RecA蛋白被激活并裂解LexA阻遏蛋白，诱导一系列基因表达，允许DNA聚合酶V跨过损伤部位继续合成，但碱基掺入的准确性下降。这一应急修复机制是（　　） A. 光复活修复 B. SOS修复（跨损伤合成） C. 错配修复 D. 碱基切除修复

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19. 在大肠杆菌错配修复过程中，MutS-MutL复合体识别错配位点后，需借助半甲基化GATC位点区分新合成链与亲代链。若某突变菌株的Dam甲基化酶活性缺失，则刚完成复制的一段DNA上出现错配碱基时，下列关于其错配修复后果的推断最准确的是：修复系统将（　　）　A. 仍能正常区分新旧链并高效完成修复　B. 因无法依据甲基化状态区分新旧链，可能随机切除任一链，导致错配被固定的概率显著升高　C. 直接由MutH在任意GATC位点切开亲代链完成修复　D. 转而依赖MutS的5'→3'外切酶活性独立完成修复，突变率不变

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20. 在大肠杆菌的一段双链DNA中，DNA糖苷酶识别并切除了一个受损的碱基，形成无嘌呤/无嘧啶（AP）位点。随后在碱基切除修复（BER）途径中，负责在AP位点切开磷酸二酯键的酶是____，最后由DNA连接酶完成缺口封闭。

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21. 在大肠杆菌核苷酸切除修复中，UvrABC 切除核酸酶识别损伤位点后，由 UvrC 在损伤位点 5' 侧第 8 个磷酸二酯键处和 3' 侧第 4 个磷酸二酯键处各切开一次，随后 UvrD 解链并释放含损伤的片段。若不计末端化学基团差异，仅按切口位置计数，被切除片段共含多少个核苷酸？ A. 10 B. 11 C. 12 D. 13

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22. 大肠杆菌DNA广泛损伤时，RecA-ssDNA复合物激活SOS反应，裂解LexA，诱导聚合酶Ⅳ、Ⅴ表达并取代聚合酶Ⅲ在损伤位点进行跨损伤合成。下列关于该过程的叙述，正确的是： A. 跨损伤合成本身提高了损伤位点的复制保真性，因此属于无误修复 B. SOS反应使聚合酶Ⅴ获得校对功能，可纠正跨损伤时掺入的错误碱基 C. 跨损伤合成以牺牲复制准确性换取复制连续性，掺入错误碱基概率升高，故为易错修复 D. 聚合酶Ⅴ在无损伤的正常模板上也能被持续优先使用并高效延伸

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23. λ噬菌体整合酶催化位点特异性重组时，重组发生在attP与attB两个位点之间，重组后产生两个新位点，分别称为____；与同源重组不同，该过程不需要RecA蛋白，也不依赖大范围的同源序列，只需附着位点两侧约____ bp的同源核心序列即可完成链交换。

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24. 在哺乳动物细胞核苷酸切除修复（NER）过程中，下列关于全基因组NER途径的描述，正确的是哪一项？A. XPC蛋白直接识别DNA链上的嘧啶二体后，由XPF-ERCC1和XPG分别在损伤位点5'侧和3'侧切开磷酸二酯键，切除约24-32个核苷酸的片段；B. 切除片段后留下的单链缺口由DNA聚合酶β填补，再由连接酶III封口；C. TFIIH复合物中的XPB和XPD亚基利用其解旋酶活性在损伤位点周围打开约20-25个核苷酸的泡状结构；D. 整个过程不需要ATP供能，双切口之间的寡核苷酸片段以被动扩散方式脱离损伤位点。

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25. 大肠杆菌错配修复系统中，MutS负责____错配碱基对，MutH在半甲基化的GATC位点切开新合成链，随后由外切酶切除包含错配碱基的DNA片段并重新合成。该系统之所以能区分新合成链与亲代链，是因为亲代链上GATC位点的腺嘌呤已被____。若某菌株的Dam甲基化酶缺失，则修复系统将无法准确选择待切除的链，其后果是____。

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26. 在某细胞的一段双链DNA中，有4个鸟嘌呤因氧化损伤转变为8-氧代鸟嘌呤。细胞通过碱基切除修复途径逐一完成修复：首先由8-氧代鸟嘌呤-DNA糖苷酶识别并切除受损碱基，产生无嘌呤（AP）位点；随后AP内切酶在AP位点切开磷酸二酯键；再由DNA聚合酶填补正确的核苷酸；最后由DNA连接酶封闭缺口。假设每个损伤位点均被完整修复一次。请计算：全过程中AP内切酶共切割的位点数、DNA聚合酶共掺入的核苷酸数、DNA连接酶共形成的磷酸二酯键数。

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27. 大肠杆菌SOS反应中，LexA被RecA裂解后诱导表达DNA聚合酶V，后者在跨越嘧啶二体等损伤部位时以牺牲准确性换取合成连续性。下列关于该跨损伤合成的描述正确的是：A. 聚合酶V保真性高于正常复制聚合酶，可无错配通过损伤位点　B. 跨损伤合成能维持DNA链的连续性，但掺入碱基的准确性下降，因而易产生突变　C. SOS反应被阻遏蛋白LexA永久关闭，损伤后不能再被诱导　D. 跨损伤合成属于无错修复，修复后序列与原始序列完全一致

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