生物化学之核酸知识点复习

核酸

知识要点

核酸分两大类：DNA和RNA。所有生物细胞都含有这两类核酸。但病毒不同，DNA病毒只含有DNA，RNA病毒只含RNA。核酸的基本结构单位是核苷酸。核苷酸由一个含氮碱基（嘌呤或嘧啶），一个戊糖（核糖或脱氧核糖）和一个或几个磷酸组成。核酸是一种多聚核苷酸，核苷酸靠磷酸二酯键彼此连接在一起。核酸中还有少量的稀有碱基。RNA中的核苷酸残基含有核糖，其嘧啶碱基一般是尿嘧啶和胞嘧啶，而DNA中其核苷酸含有2′-脱氧核糖，其嘧啶碱基一般是胸腺嘧啶和胞嘧啶。在RNA和DNA中所含的嘌呤基本上都是鸟嘌呤和腺嘌呤。核苷酸在细胞内有许多重要功能：它们用于合成核酸以携带遗传信息；它们还是细胞中主要的化学能载体；是许多种酶的辅因子的结构成分，而且有些（如cAMP、cGMP）还是细胞的第二信使。DNA的空间结构模型是在1953年由Watson和Crick两个人提出的。建立DNA空间结构模型的依据主要有两方面：一是由Chargaff发现的DNA中碱基的等价性，提示A=T、G≡C间碱基互补的可能性；二是DNA纤维的X-射线衍射分析资料，提示了双螺旋结构的可能性。DNA是由两条反向直线型多核苷酸组成的双螺旋分子。单链多核苷酸中两个核苷酸之间的唯一连键是3′,5′-磷酸二酯键。按Watson-Crick模型，DNA的结构特点有：两条反相平行的多核苷酸链围绕同一中心轴互绕；碱基位于结构的内侧，而亲水的糖磷酸主链位于螺旋的外侧，通过磷酸二酯键相连，形成核酸的骨架；碱基平面与轴垂直，糖环平面则与轴平行。两条链皆为右手螺旋；双螺旋的直径为2nm，碱基堆积距离为0.34nm，两核酸之间的夹角是36°，每对螺旋由10对碱基组成；碱基按A=T，G≡C配对互补，彼此以氢键相连系。维持DNA结构稳定的力量主要是碱基堆积力；双螺旋结构表面有两条螺形凹沟，一大一小。DNA能够以几种不同的结构形式存在。从B型DNA转变而来的两种结构A型和Z型结构巳在结晶研究中得到证实。在顺序相同的情况下A型螺旋较B型更短，具有稍大的直径。DNA中的一些特殊顺序能引起DNA弯曲。带有同一条链自身互补的颠倒重复能形成发卡或十字架结构，以镜影排列的多嘧啶序列可以通过分子内折叠形成三股螺旋，被称为H-DNA的三链螺旋结构。由于它存在于基因调控区，因而有重要的生物学意义。不同类型的RNA分子可自身回折形成发卡、局部双螺旋区，形成二级结构，并折叠产生三级结构，RNA与蛋白质复合物则是四级结构。tRNA的二级结构为三叶草形，三级结构为倒L形。mRNA则是把遗传信息从DNA转移到核糖体以进行蛋白质合成的载体。核酸的糖苷键和磷酸二酯键可被酸、碱和酶水解，产生碱基、核苷、核苷酸和寡核苷酸。酸水解时，糖苷键比磷酸酯键易于水解；嘌呤碱的糖苷键比嘧啶碱的糖苷键易于水解；嘌呤碱与脱氧核糖的糖苷键最不稳定。RNA易被稀碱水解，产生2’-和3’-核苷酸，DNA对碱比较稳定。细胞内有各种核酸酶可以分解核酸。其中限制性内切酶是基因工程的重要工具酶。核酸的碱基和磷酸基均能解离，因此核酸具有酸碱性。碱基杂环中的氮具有结合和释放质子的能力。核苷和核苷酸的碱基与游离碱基的解离性质相近，它们是兼性离子。核酸的碱基具有共轭双键，因而有紫外吸收的性质。各种碱基、核苷和核苷酸的吸收光谱略有区别。核酸的紫外吸收峰在260nm附近，可用于测定核酸。根据260nm与280nm的吸收光度（A260）可判断核酸纯度。变性作用是指核酸双螺旋结构被破坏，双链解开，但共价键并未断裂。引起变性的因素很多，升高温度、过酸、过碱、纯水以及加入变性剂等都能造成核酸变性。核酸变性时，物理化学性质将发生改变，表现出增色效应。热变性一半时的温度称为熔点或变性温度，以Tm来表示。DNA的G+C含量影响Tm值。由于G≡C比A＝T碱基对更稳定，因此富含G≡C的DNA比富含A＝T的DNA具有更高的熔解温度。根据经验公式xG+C=（Tm-69.3）×2.44可以由DNA的Tm值计算G+C含量，或由G+C含量计算Tm值。变性DNA在适当条件下可以复性，物化性质得到恢复，具有减色效应。用不同来源的DNA进行退火，可得到杂交分子。也可以由DNA链与互补RNA链得到杂交分子。杂交的程度依赖于序列同源性。分子杂交是用于研究和分离特殊基因和RNA的重要分子生物学技术。染色体中的DNA分子是细胞内最大的大分子。许多较小的DNA分子，如病毒DNA、质粒DNA、线粒体DNA和叶绿体[]NA也存在于细胞中。许多DNA分子，特别是细菌的染色体DNA和线粒体、叶绿体DNA是环形的。病毒和染色体DNA有一个共同的特点，就是它们比包装它们的病毒颗粒和细胞器要长得多，真核细胞所含的DNA要比细菌细胞多得多。真核细胞染色质组织的基本单位是核小体，它由DNA和8个组蛋白分子构成的蛋白质核心颗粒组成。其中H2A，H2B，H3，H4各占两个分子，有一段DNA（约146bp）围绕着组蛋白核心形成左手性的线圈型超螺旋。细菌染色体也被高度折叠，压缩成拟核结构，但它们比真核细胞染色体更富动态和不规则，这反映了原核生物细胞周期短和极活跃的细胞代谢。

习题（一）

(一)名词解释1．单核苷酸(mononucleotide)2．磷酸二酯键（phosphodiesterbonds）3．不对称比率（dissymmetryratio）4．碱基互补规律(complementarybasepairing)5．反密码子（anticodon）6．顺反子（cistron）7．核酸的变性与复性（denaturation、renaturation）8．退火（annealing）9．增色效应（hyperchromiceffect）10．减色效应（hypochromiceffect）11．噬菌体（phage）12．发夹结构（hairpinstructure）13．DNA的熔解温度（meltingtemperatureTm）14．分子杂交（molecularhybridization）15．环化核苷酸(cyclicnucleotide)

（二）填空题1．DNA双螺旋结构模型是_________于____年提出的。2．核酸的基本结构单位是_____。3．脱氧核糖核酸在糖环______位置不带羟基。4．两类核酸在细胞中的分布不同，DNA主要位于____中，RNA主要位于____中。5．核酸分子中的糖苷键均为_____型糖苷键。糖环与碱基之间的连键为_____键。核苷与核苷之间通过_____键连接成多聚体。6．核酸的特征元素____。7．碱基与戊糖间是C-C连接的是______核苷。8．DNA中的____嘧啶碱与RNA中的_____嘧啶碱的氢键结合性质是相似的。9．DNA中的____嘧啶碱与RNA中的_____嘧啶碱的氢键结合性质是相似的。10．DNA双螺旋的两股链的顺序是______关系。11．给动物食用3H标记的_______，可使DNA带有放射性，而RNA不带放射性。12．B型DNA双螺旋的螺距为___，每匝螺旋有___对碱基，每对碱基的转角是___。13．在DNA分子中，一般来说G-C含量高时，比重___，Tm（熔解温度）则___，分子比较稳定。14．在___条件下，互补的单股核苷酸序列将缔结成双链分子。15．____RNA分子指导蛋白质合成，_____RNA分子用作蛋白质合成中活化氨基酸的载体。16．DNA分子的沉降系数决定于_____、_____。17．DNA变性后，紫外吸收___，粘度___、浮力密度___，生物活性将___。18．因为核酸分子具有___、___，所以在___nm处有吸收峰，可用紫外分光光度计测定。19．双链DNA热变性后，或在pH2以下，或在pH12以上时，其OD260______，同样条件下，单链DNA的OD260______。20．DNA样品的均一性愈高，其熔解过程的温度范围愈______。21．DNA所在介质的离子强度越低，其熔解过程的温度范围愈___，熔解温度愈___，所以DNA应保存在较_____浓度的盐溶液中，通常为_____mol/L的NaCI溶液。22．mRNA在细胞内的种类___，但只占RNA总量的____，它是以_____为模板合成的，又是_______合成的模板。23．变性DNA的复性与许多因素有关，包括____，____，____，____，_____，等。24．维持DNA双螺旋结构稳定的主要因素是_____，其次，大量存在于DNA分子中的弱作用力如_____，______和_____也起一定作用。25．mRNA的二级结构呈___形，三级结构呈___形，其3＇末端有一共同碱基序列___其功能是___。26．常见的环化核苷酸有___和___。其作用是___，他们核糖上的___位与___位磷酸-OH环化。27．真核细胞的mRNA帽子由___组成，其尾部由___组成，他们的功能分别是______，_______。28．DNA在水溶解中热变性之后，如果将溶液迅速冷却，则DNA保持____状态；若使溶液缓慢冷却，则DNA重新形成___。

（三）选择题1．ATP分子中各组分的连接方式是：A．R-A-P-P-PB．A-R-P-P-PC．P-A-R-P-PD．P-R-A-P-P2．hnRNA是下列哪种RNA的前体？A．tRNAB．rRNAC．mRNAD．SnRNA3．决定tRNA携带氨基酸特异性的关键部位是：A．–XCCA3`末端B．TψC环；C．DHU环D．额外环E．反密码子环4．根据Watson-Crick模型，求得每一微米DNA双螺旋含核苷酸对的平均数为：:A．25400B．2540C．29411D．2941E．35055．构成多核苷酸链骨架的关键是：A．2′3′-磷酸二酯键B．2′4′-磷酸二酯键C．2′5′-磷酸二酯键D．3′4′-磷酸二酯键E．3′5′-磷酸二酯键6．与片段TAGAp互补的片段为：A．AGATpB．ATCTpC．TCTApD．UAUAp7．含有稀有碱基比例较多的核酸是：A．胞核DNAB．线粒体DNAC．tRNAD．mRNA8．真核细胞mRNA帽子结构最多见的是：A．m7APPPNmPNmPB．m7GPPPNmPNmPC．m7UPPPNmPNmPD．m7CPPPNmPNmPE．m7TPPPNmPNmP9．

DNA变性后理化性质有下述改变：A．对260nm紫外吸收减少B．溶液粘度下降C．磷酸二酯键断裂D．核苷酸断裂10．双链DNA的Tm较高是由于下列哪组核苷酸含量较高所致：A．A+GB．C+TC．A+TD．G+CE．A+C11．密码子GψA，所识别的密码子是：A．CAUB．UGCC．CGUD．UACE．都不对12．真核生物mRNA的帽子结构中，m7G与多核苷酸链通过三个磷酸基连接，连接方式是：A．2′-5′B．3′-5′C．3′-3′D．5′-5′E．3′-3′13．在pH3.5的缓冲液中带正电荷最多的是：A．AMPB．GMPC．CMPD．UMP14．下列对于环核苷酸的叙述，哪一项是错误的？A．cAMP与cGMP的生物学作用相反B．重要的环核苷酸有cAMP与cGMPC．cAMP是一种第二信使D．cAMP分子内有环化的磷酸二酯键15．真核生物DNA缠绕在组蛋白上构成核小体，核小体含有的蛋白质是A．H1、H2、H3、H4各两分子B．H1A、H1B、H2B、H2A各两分子C．H2A、H2B、H3A、H3B各两分子D．H2A、H2B、H3、H4各两分子E．H2A、H2B、H4A、H4B各两分子

（四）是非判断题（）1．DNA是生物遗传物质，RNA则不是。（）2．脱氧核糖核苷中的糖环3’位没有羟基。（）3．原核生物和真核生物的染色体均为DNA与组蛋白的复合体。（）4．核酸的紫外吸收与溶液的pH值无关。（）5．生物体的不同组织中的DNA，其碱基组成也不同。（）6．核酸中的修饰成分（也叫稀有成分）大部分是在tRNA中发现的。（）7．DNA的Tm值和AT含量有关，AT含量高则Tm高。（）8．真核生物mRNA的5`端有一个多聚A的结构。（）9．DNA的Tm值随（A+T）/（G+C）比值的增加而减少。（）10．B-DNA代表细胞内DNA的基本构象，在某些情况下，还会呈现A型、Z型和三股螺旋的局部构象。（）11．DNA复性（退火）一般在低于其Tm值约20℃的温度下进行的。（）12．用碱水解核酸时，可以得到2’和3’-核苷酸的混合物。（）13．生物体内，天然存在的DNA分子多为负超螺旋。（）14．mRNA是细胞内种类最多、含量最丰富的RNA。（）15．tRNA的二级结构中的额外环是tRNA分类的重要指标。（）16．对于提纯的DNA样品，测得OD260/OD280<1.8，则说明样品中含有RNA。（）17．基因表达的最终产物都是蛋白质。（）18．两个核酸样品A和B，如果A的OD260/OD280大于B的OD260/OD280，那么A的纯度大于B的纯度。（）19．毫无例外，从结构基因中DNA序列可以推出相应的蛋白质序列。（）20．真核生物成熟mRNA的两端均带有游离的3’-OH。

（五）简答题1．将核酸完全水解后可得到哪些组分?DNA和RNA的水解产物有何不同？2．计算下列各题：（1）T7噬菌体DNA，其双螺旋链的相对分子质量为2.5×107。计算DNA链的长度（设核苷酸的平均相对分子质量为650）。（2）相对分子质量为130×106的病毒DNA分子，每微米的质量是多少？（3）编码88个核苷酸的tRNA的基因有多长？（4）编码细胞色素C（104个氨基酸）的基因有多长（不考虑起始和终止序列）？（5）编码相对分子质量为9.6万的蛋白质的mRNA，相对分子质量为多少（设每个氨基酸的平均相对分子量为120）？3．对一双链DNA而言，若一条链中（A+G）/（T+C）=0.7，则：（1）互补链中（A+G）/（T+C）=？（2）在整个DNA分子中（A+G）/（T+C）=？（3）若一条链中（A+T）/（G+C）=0.7，则互补链中（A+T）/（G+C）=？（4）在整个DNA分子中（A+T）/（G+C）=？4．DNA热变性有何特点？Tm值表示什么？5．在pH7.0，0.165mol/LNaCl条件下，测得某一DNA样品的Tm为89.3℃。求出四种碱基百分组成。6．

述下列因素如何影响DNA的复性过程：（1）阳离子的存在；（2）低于Tm的温度；（2）高浓度的DNA链。7．核酸分子中是通过什么键连接起来的？8．DNA分子二级结构有哪些特点？9．在稳定的DNA双螺旋中，哪两种力在维系分子立体结构方面起主要作用？10．简述tRNA二级结构的组成特点及其每一部分的功能。11．用1mol/L的KOH溶液水解核酸，两类核酸（DNA及RNA）的水解有何不同？12．如何将分子量相同的单链DNA与单链RNA分开？13．计算下列各核酸水溶液在pH7.0，通过1.0cm光径杯时的260nm处的A值（消光度）。已知：AMP的摩尔消光系数A260=15400GMP的摩尔消光系数A260=11700CMP的摩尔消光系数A260=7500UMP的摩尔消光系数A260=9900dTMP的摩尔消光系数A260=9200求：（1）32μmol/LAMP，（2）47.5μmol/LCMP，（3）6.0μmol/LUMP的消光度，（4）48μmol/LAMP和32μmol/LUMP混合物的A260消光度。(5)A260=0.325的GMP溶液的摩尔浓度(以摩尔/升表示，溶液pH7.0)。(6)A260=0.090的dTMP溶液的摩尔浓度(以摩尔/升表示，溶液pH7.0)。14．如果人体有1014个细胞，每个体细胞的DNA量为6.4×109个碱基对。试计算人体DNA的总长度是多少？是太阳-地球之间距离（2.2×109公里）的多少倍？15．指出在pH2.5、pH3.5、pH6、pH8、pH11.4时，四种核苷酸所带的电荷数（或所带电荷数多少的比较），并回答下列问题：（1）电泳分离四种核苷酸时，缓冲液应取哪个pH值比较合适？此时它们是向哪一极移动？移动的快慢顺序如何？（2）当要把上述四种核苷酸吸附于阴离子交换树脂柱上时，应调到什么pH值？（3）如果用洗脱液对阴离子交换树脂上的四种核苷酸进行洗脱分离时，洗脱液应调到什么pH值？这四种核苷酸上的洗脱顺序如何？为什么？

习题（一）解答

（一）名词解释单核苷酸(mononucleotide)：核苷与磷酸缩合生成的磷酸酯称为单核苷酸。磷酸二酯键（phosphodiesterbonds）：单核苷酸中，核苷的戊糖与磷酸的羟基之间形成的磷酸酯键。不对称比率（dissymmetryratio）：不同生物的碱基组成由很大的差异，这可用不对称比率（A+T）/（G+C）表示。碱基互补规律(complementarybasepairing)：在形成双螺旋结构的过程中，由于各种碱基的大小与结构的不同，使得碱基之间的互补配对只能在G…C（或C…G）和A…T（或T…A）之间进行，这种碱基配对的规律就称为碱基配对规律（互补规律）。反密码子（anticodon）：在tRNA链上有三个特定的碱基，组成一个密码子，由这些反密码子按碱基配对原则识别mRNA链上的密码子。反密码子与密码子的方向相反。顺反子（cistron）:基因功能的单位；一段染色体，它是一种多肽链的密码；一种结构基因。核酸的变性、复性（denaturation、renaturation）：当呈双螺旋结构的DNA溶液缓慢加热时，其中的氢键便断开，双链DNA便脱解为单链，这叫做核酸的“溶解”或变性。在适宜的温度下，分散开的两条DNA链可以完全重新结合成和原来一样的双股螺旋。这个DNA螺旋的重组过程称为“复性”。退火（annealing）：当将双股链呈分散状态的DNA溶液缓慢冷却时，它们可以发生不同程度的重新结合而形成双链螺旋结构，这现象称为“退火”。增色效应（hyperchromiceffect）：当DNA从双螺旋结构变为单链的无规则卷曲状态时，它在260nm处的吸收便增加，这叫“增色效应”。减色效应（hypochromiceffect）：DNA在260nm处的光密度比在DNA分子中的各个碱基在260nm处吸收的光密度的总和小得多（约少35%~40%）,这现象称为“减色效应”。噬菌体（phage）：一种病毒，它可破坏细菌，并在其中繁殖。也叫细菌的病毒。发夹结构（hairpinstructure）：RNA是单链线形分子，只有局部区域为双链结构。这些结构是由于RNA单链分子通过自身回折使得互补的碱基对相遇，形成氢键结合而成的，称为发夹结构。DNA的熔解温度（Tm值）：引起DNA发生“熔解”的温度变化范围只不过几度，这个温度变化范围的中点称为熔解温度（Tm）。分子杂交（molecularhybridization）：不同的DNA片段之间，DNA片段与RNA片段之间，如果彼此间的核苷酸排列顺序互补也可以复性，形成新的双螺旋结构。这种按照互补碱基配对而使不完全互补的两条多核苷酸相互结合的过程称为分子杂交。环化核苷酸(cyclicnucleotide)：单核苷酸中的磷酸基分别与戊糖的3’-OH及5’-OH形成酯键，这种磷酸内酯的结构称为环化核苷酸。

（二）填空题Watson-Crick;1953核苷酸2’细胞核；细胞质β；糖苷；磷酸二酯键磷假尿嘧啶胸腺；尿胸腺；尿反向平行、互补胸腺嘧啶3.4nm；10；36°大；高退火mRNA；tRNA分子大小；分子形状增加；下降；升高；丧失嘌呤；嘧啶；260增加；不变窄宽；低；高；1多；5%；DNA；蛋白质样品的均一度；DNA的浓度；DNA片段大小；温度的影响；溶液离子强度碱基堆积力；氢键；离子键；范德华力三叶草；倒L型；CCA；携带活化了的氨基酸cAMP；cGMP；第二信使；3’；5’m7G；polyA；m7G识别起始信号的一部分；polyA对mRNA的稳定性具有一定影响单链；双链

（三）选择题1．B：ATP分子中各组分的连接方式为：腺嘌呤-核糖-三磷酸，既A-R-P-P-P。2．C：hnRNA是核不均一RNA，在真核生物细胞核中，为真核mRNA的前体。3．E：tRNA的功能是以它的反密码子区与mRNA的密码子碱基互补配对，来决定携带氨基酸的特异性。4．D：根据Watson-Crick模型，每对碱基间的距离为0.34nm，那么1μmDNA双螺旋平均含有1000nm/0.34nm个核苷酸对数，即2941对。5．E：核苷酸是通过3`5`-磷酸二酯键连结成多核苷酸链的。6．C：核酸是具有极性的分子，习惯上以5’→3’的方向表示核酸片段，TAGAp互补的片段也要按5’→3’的方向书写，即TCTAp。7．C：tRNA含有稀有碱基比例较多的核酸。8．B：真核细胞mRNA帽子结构最多见的是通过5’,5’-磷酸二酯键连接的甲基鸟嘌呤核苷酸，即m7GPPPNmP。9．B：核酸的变性指核酸双螺旋区的氢键断裂，变成单链的无规则的线团，并不涉及共价键的断裂。一系列物化性质也随之发生改变：粘度降低，浮力密度升高等，同时改变二级结构，有时可以失去部分或全部生物活性。DNA变性后，由于双螺旋解体，碱基堆积已不存在，藏于螺旋内部的碱基暴露出来，这样就使得变性后的DNA对260nm紫外光的吸光率比变性前明显升高（增加），这种现象称为增色效应。因此判断只有B对。10．D：因为G≡C对比A=T对更为稳定，故G≡C含量越高的DNA的变性是Tm值越高，它们成正比关系。11．D：ψ为假尿苷酸，其中的U可以与A配对，所以反密码子GψA，所识别的密码子是UAC。12．D：参照选择题8。13．C：在pH3.5的缓冲液中，C是四种碱基中获得正电荷最多的碱基。14．A：在生物细胞中存在的环化核苷酸，研究得最多的是3’,5’-环腺苷酸（cAMP）和3’,5’-环鸟苷酸（cGMP）。它们是由其分子内的磷酸与核糖的3’,5’碳原子形成双酯环化而成的。都是一种具有代谢调节作用的环化核苷酸。常被称为生物调节的第二信使。15．D：真核染色质主要的组蛋白有五种——Hl、H2A、H2B、H3、H4。DNA和组蛋白形成的复合物就叫核小体，核小体是染色质的最基本结构单位，成球体状，每个核小体含有8个组蛋白，各含两个H2A、H2B、H3、H4分子，球状体之间有一定间隔，被DNA链连成串珠状。

（四）是非判断题1．错：RNA也是生命的遗传物质。2．错：脱氧核糖核苷中的糖环2’位没有羟基。3．错：真核生物的染色体为DNA与组蛋白的复合体，原核生物的染色体为DNA与碱性精胺、亚精胺结合。4．错：核酸的紫外吸收与溶液的pH值有关。5．错：生物体的不同组织中的DNA，其碱基组成也不同。6．对：核酸中的修饰成分（也叫稀有成分）大部分是在tRNA中发现的。7．错：DNA的Tm值和GC含量有关，GC含量高则Tm高。8．错：真核生物mRNA的3`端有一个多聚A的结构。9．对：（G+C）含量减少，DNA的Tm值减少，（A+T）/（G+C）比值的增加。10．对：在细胞内，B-DNA代表DNA的基本构象，但在不同某些情况下，也会呈现A型、Z型和三股螺旋的局部构象。11．对：DNA复性（退火）一般在低于其Tm值约20~25℃的温度下进行的。12．对：用碱水解核酸时，先生成2’,3’-环核苷酸，再水解为2’或3’-核苷酸。13．对：生物体内，负超螺旋DNA容易解链，便于进行复制、转录等反应。14．错：mRNA是细胞内种类最多、但含量很低的RNA。细胞中含量最丰富的RNA是rRNA。15．对：不同tRNA中额外环大小差异很大，因此可以作为tRNA分类的重要指标。16．错：对于提纯的DNA样品，如果测得OD260/OD280<1.8，则说明样品中有蛋白质。17．错：基因表达的最终产物可以是蛋白质或RNA。18．错：核酸样品的纯度可以根据样品的OD260/OD280的比值判断，纯的DNA样品OD260/OD280=1.8，纯的RNA样品OD260/OD280=2.0。19．错：真核生物的结构基因中包括内含子和外显子部分，经转录、加工后只有外显子部分翻译成蛋白质，与蛋白质氨基酸序列相对应。20．对：真核生物成熟mRNA的5’为帽子结构，即m7G（5’）PPP（5’）Nm-，因此两5’端也是3’-OH。

（五）问答题及计算题（解题要点）1．答：核酸完全水解后可得到碱基、戊糖、磷酸三种组分。DNA和RNA的水解产物戊糖、嘧啶碱基不同。2．答：（1）(2.5×107/650)×0.34=1.3×104nm=13μm。（2）650/0.34=1.9×106/μm。（3）88×0.34nm=30nm=0.3μm。（4）104×3×0.34=106nm≈0.11μm。（5）(96000/120)×3×320=76800。3．答：（1）设DNA的两条链分别为α和β，那么：A=βT，Tα=Aβ，Gα=Cβ，：Cα=Gβ，因为，(Aα+Gα)/（Tβ+Cβ）=(Aα+Gα)/（Aβ+Gβ）=0.7所以，互补链中（Aβ+Gβ）/（Tβ+Cβ）=1/0.7=1.43（2）在整个DNA分子中，因为A=T，G=C，所以，A+G=T+C，（A+G）/（T+C）=1（3）假设同（1），则Aα+Tα=Tβ+Aβ，Gα+Cα=Cβ+Gβ，所以，（Aα+Tα）/（Gα+Cα）=（Aβ+Tβ）/（Gβ+Cβ）=0.7（4）在整个DNA分子中（Aα+Tα+Aβ+Tβ）/（Gα+Cα+Gβ+Cβ）=2（Aα+Tα）/2（Gα+Cα）=0.74．答：将DNA的稀盐溶液加热到70～100℃几分钟后，双螺旋结构即发生破坏，氢键断裂，两条链彼此分开，形成无规则线团状，此过程为DNA的热变性，有以下特点：变性温度范围很窄，260nm处的紫外吸收增加；粘度下降；生物活性丧失；比旋度下降；酸碱滴定曲线改变。Tm值代表核酸的变性温度（熔解温度、熔点）。在数值上等于DNA变性时摩尔磷消光值（紫外吸收）达到最大变化值半数时所对应的温度。5．答：为（G+C）%=(Tm–69.3)×2.44×%=(89.3-69.3)×2.44×%=48.8%G=C=24.4%(A+T)%=1－48.8%=51.2%A=T=25.6%6．答：（1）阳离子的存在可中和DNA中带负电荷的磷酸基团，减弱DNA链间的静电作用，促进DNA的复性；（2）低于Tm的温度可以促进DNA复性；（3）DNA链浓度增高可以加快互补链随机碰撞的速度、机会，从而促进DNA复性。7．答：核酸分子中是通过3’,5’-磷酸二酯键连接起来的。8．答：按Watson-Crick模型，DNA的结构特点有：两条反相平行的多核苷酸链围绕同一中心轴互绕；碱基位于结构的内侧，而亲水的糖磷酸主链位于螺旋的外侧，通过磷酸二酯键相连，形成核酸的骨架；碱基平面与轴垂直，糖环平面则与轴平行。两条链皆为右手螺旋；双螺旋的直径为2nm，碱基堆积距离为0.34nm，两核酸之间的夹角是36°，每对螺旋由10对碱基组成；碱基按A=T，G≡C配对互补，彼此以氢键相连系。维持DNA结构稳定的力量主要是碱基堆积力；双螺旋结构表面有两条螺形凹沟，一大一小。9．答：在稳定的DNA双螺旋中，碱基堆积力和碱基配对氢键在维系分子立体结构方面起主要作用。10．答：tRNA的二级结构为三叶草结构。其结构特征为：（1）tRNA的二级结构由四臂、四环组成。已配对的片断称为臂，未配对的片断称为环。（2）叶柄是氨基酸臂。其上含有CCA-OH3’，此结构是接受氨基酸的位置。（3）氨基酸臂对面是反密码子环。在它的中部含有三个相邻碱基组成的反密码子，可与mRNA上的密码子相互识别。（4）左环是二氢尿嘧啶环（D环），它与氨基酰-tRNA合成酶的结合有关。（5）右环是假尿嘧啶环（TψC环），它与核糖体的结合有关。（6）在反密码子与假尿嘧啶环之间的是可变环，它的大小决定着tRNA分子大小。11．答：不同。RNA可以被水解成单核苷酸，而DNA分子中的脱氧核糖2’碳原子上没有羟基，所以DNA不能被碱水解。12．答：（1）用专一性的RNA酶与DNA酶分别对两者进行水解。（2）用碱水解。RNA能够被水解，而DNA不被水解。（3）进行颜色反应。二苯胺试剂可以使DNA变成蓝色；苔黑酚（地衣酚）试剂能使RNA变成绿色。（4）用酸水解后，进行单核苷酸的分析（层析法或电泳法），含有U的是RNA，含有T的是DNA。13．答：已知：（1）32μmol/LAMP的A260消光度A260=32×10-6×15400=0.493（2）47.5μmol/LCMP的A260消光度A260=47.5×10-6×7500=0.356（3）6.0μmol/LUMP的A260消光度A260=6.0×10-6×9900=0.0594（4）48μmol/LAMP和32μmol/LUMP混合物的A260消光度A260=32×10-6×9900+48×10-6×15400=0.493=1.056（5）0.325/11700=2.78×10-5mol/L（6）0.090/9200=9.78×10-6mol/L14．答：（1）每个体细胞的DNA的总长度为：6.4×109×0.34nm=2.176×109nm=2.176m（2）人体内所有体细胞的DNA的总长度为：2.176m×1014=2.176×1011km（3）这个长度与太阳-地球之间距离（2.2×109公里）相比为：2.176×1011/2.2×109=99倍答：种核苷酸带电荷情况：

pH2.5pH3.5pH6pH8pH11.4UMP负电荷最多-1-1.5-2-3GMP负电荷较多-0.95-1.5-2-3AMP负电荷较少-0.46-1.5-2-2CMP带正电荷-0.16-1.5-2-2（1）电泳分离四种核苷酸时应取pH3.5的缓冲液，在该pH值时，这四种单核苷酸之间所带负电荷差异较大，它们都向正极移动，但移动的速度不同，依次为：UMP>GMP>AMP>CMP（2）应取pH8.0，这样可使核苷酸带较多负电荷，利于吸附于阴离子交换树脂柱。虽然pH11.4时核苷酸带有更多的负电荷，但pH过稿对树脂不利。（3）洗脱液应调到pH2.5。当不考虑树脂的非极性吸附时洗脱顺序为CMP>AMP>UMP>GMP（根据pH2.5时核苷酸负电荷的多少来决定洗脱速度），但实际上核苷酸和聚苯乙烯阴离子交换树脂之间存在着非极性吸附，嘌呤碱基的非极性吸附是嘧啶碱基的3倍。静电吸附与非极性吸附共同作用的结果使洗脱顺序为：CMP>AMP>UMP>GMP。

习题（二）一、填空题1.核酸的基本结构单位是________________。2.DNA双螺旋中只存在________________种不同碱基对。T总是与________________配对，C总是与________________配对。3.两类核酸在细胞中的分布不同，DNA主要位于________________中，RNA主要位于________________中。4.核酸在260nm附近有强吸收，这是由于________________。5.变性DNA的复性与许多因素有关，包括________________，________________，________________，________________，________________等。6.DNA复性过程符合二级反应动力学，其值与DNA的复杂程度成________________比。7.A.Rich在研究d(CGCGCG)寡聚体的结构时发现它为________________螺旋，称为________________形DNA，外型较为________________。8.常用二苯胺法测定________________含量，用苔黑酚法测________________含量。9.维持DNA双螺旋结构稳定的主要因素是________________，其次，大量存在于DNA分子中的弱作用力如________________，________________和________________也起一定作用。10.tRNA的三级结构为________________形，其一端为________________，另一端为________________。11.测定DNA一级结构的方法主要有Sanger提出的________________法和Maxam，Gilbert提出的________________法。12.T.Cech和S.Altman因发现________________而荣获1989年诺贝尔化学奖。二、是非题1.[]脱氧核糖核苷中的糖环3′位没有羟基。2.[]若双链DNA中的一条链碱基顺序为：pCpTpGpGpApC,则另一条链的碱基顺序为：pGpApCpCpTpG。3.[]若种属A的DNATm值低于种属B，则种属A的DNA比种属B含有更多的A-T碱基对。4.[]原核生物和真核生物的染色体均为DNA与组蛋白的复合体。5.[]用碱水解核酸，可以得到2′与3′-核苷酸的混合物。6.[]Z型DNA与B型DNA可以相互转变。7.[]生物体内，天然存在的DNA分子多为负超螺旋。8.[]mRNA是细胞内种类最多、含量最丰富的RNA。9.[]tRNA的二级结构中的额外环是tRNA分类的重要指标。10.[]真核生物成熟mRNA的两端均带有游离的3′-OH。11.[]目前为止发现的修饰核苷酸大多存在于tRNA中。12.[]核酸变性或降解时，出现减色效应。13.[]DNA样品A与B分别与样品C进行杂交实验，得到的杂交双链结构如下图：那么说明样品A与C的同源性比样品B与C的同源性高。14.[]在所有病毒中，迄今为止还没有发现既含有RNA又含有DNA的病毒。15.[]基因表达的最终产物都是蛋白质。16.[]核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶分别作用于RNA和DNA中的磷酸二酯键，均属于特异性的磷酸二酯酶。17.[]核糖体不仅存在于细胞质中，也存在于线粒体和叶绿体中。三、单选题1.[]胰核糖核酸酶水解RNA，产物是：A.3'-嘧啶核苷酸B.5’-嘧啶核苷酸C.3'-嘧啶核苷酸和以3'-嘧啶核苷酸结尾的寡聚核苷酸D.5'-嘧啶核苷酸和以5'-嘧啶核苷酸结尾的寡聚核苷酸E.3'-嘧啶核苷酸和5'-嘧啶核苷酸2.[]左图中，哪一点代表双链DNA的Tm值？A.AB.BC.CD.DE.都不对3.[]下列突变中，哪一种致死性最大？A.胞嘧啶取代腺嘌呤B.腺嘌呤取代鸟嘌呤C.插入三个核苷酸D.插入一个核苷酸E.丢失三个核苷酸4.[]双链DNA热变性后A.粘度下降B.沉降系数下降C.浮力密度下降D.紫外吸收下降E.都不对5.[]吖啶染料可以引起下列哪种突变？A.转换B.颠换C.移码突变D.嘧啶二聚体E.GC与AT的专一性转换6.[]爱滋病病毒HIV是一种什么病毒A.双链DNA病毒B.单链DNA病毒C.双链RNA病毒D.单链RNA病毒E.不清楚7.[]胸腺嘧啶除了作为DNA的主要组分外，还经常出现在下列哪种RNA分子中A.mRNAB.tRNAC.rRNAD.hnRNAE.snRNA8.[]RNA经NaOH水解，其产物是：A.5'-核苷酸B.2'-核苷酸C.3'-核苷酸D.2'-核苷酸和3'-核苷酸的混合物E.2'-核苷酸、3'-核苷酸和5'-核苷酸的混合物9.[]反密码子UGA所识别的密码子是：A.ACUB.ACTC.UCAD.TCAE.都不对10.[]对DNA片段作物理图谱分析，需要用：A.核酸外切酶B.DNaseIC.DNA连接酶D.DNA聚合酶IE.限制性内切酶11.[]亚硝酸引起基因突变的机制是A.还原作用B.氧化作用C.氧化脱氨作用D.解链作用E.染色体重排12.[]下列DNA序列中，哪一种复杂度最高？A.B.C.D.E.四、问答题1.(1)噬菌体DNA，其双螺旋链的相对分子质量为.计算DNA链的长度(设核苷酸对的平均相对分子质量为650)。<br>(2)相对分子质量为的病毒DNA分子，每微米的质量是多少？<br>(3)编码88个核苷酸的tRNA的基因有多长？<br>(4)编码细胞色素C(104个氨基酸)的基因有多长？(不考虑起始和终止序列)<br>(5)编码相对分子质量为9.6万的蛋白质的mRNA，相对分子质量为多少？(设每个氨基酸的平均相对分子质量为120)<br>(6)λ噬菌体DNA长17μm，一突变体DNA长15μm，问该突变体缺失了多少碱基对？2.对一双链DNA而言，若一条链中(A+G)/(T+C)=0.7，则<br>(1)互补链中(A+G)/(T+C)=？，<br>(2)在整个DNA分子中(A+G)/(T+C)=？<br>若一条链中(A+T)/(G+C)=0.7，则<br>(3)互补链中(A+T)/(G+C)=？，<br>(4)在整个DNA分子中(A+T)/(G+C)=？3.试述三种主要的RNA的生物功能(与蛋白质生物合成的关系)。4.试述下列因素如何影响DNA的复性过程。(1)阳离子的存在(2)低于Tm的温度(3)高浓度的DNA链5.线粒体电子转移链中的一种重要蛋白质：酵母细胞色素氧化酶由7个亚基组成，但是只有其中的4种亚基的氨基酸顺序由酵母核内DNA编码，那么其余三种亚基的氨基酸顺序所需的信息来自何处？6.一条DNA编码链的序列为写出:<br>(1)由此转录得到的mRNA序列<br>(2)由此mRNA翻译得到的多肽序列<br>(3)如果缺失横线标明的T后，编码的多肽序列<br>(4)如果横线标明的C突变为G后，编码的多肽序列。习题（二）答案一填空题核苷酸二AG细胞核细胞质在嘌呤碱基和嘧啶碱基中存在共轭双键样品的均一度DNA的浓度DNA的片段大小温度的影响溶液的离子强度正左手Z细长DNARNA碱基堆积力氢键离子键范德华力倒L氨基酸接受臂反密码子双脱氧法化学断裂法核酶(ribozyme)二是非题错。2错。3对。4错。5对。6对。7对。8对。9对。10对。11对。12错。13对。14对。15错。16对。17对。三单选题1C2C3D4A5C6D7B8D9C10E11C12D四问答题：1.(1)13μm(2)1.9X106/μm(3)0.03μm(4)约为0.11μm(5)76,800(6)5.88x103bp2.(1)1.43(2)1(3)0.7(4)0.73.mRNA:信使RNA，它将DNA上的遗传信息转录下来，携带到核糖体上，在那里以密码的方式控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，作为蛋白质合成的直接模板；rRNA是核糖体RNA，与蛋白质共同形成核糖体，核糖体不仅是蛋白质合成的场所，还协助或参与了蛋白质合成的起始；tRNA是转运RNA，与合成蛋白质所需要的单体－氨基酸形成复合物，将氨基酸转运到核糖体中mRNA的特定位置上。4．（1）阳离子可以中和DNA中所带负电荷的磷酸基团，减弱DNA链间的静电作用，促进两条互补的多核苷酸的相互靠近，从而促进DNA的复性。（2）温度升高可使DNA变性，因此温度降低到熔点以下可以促进DNA的复性。（3）DNA链的浓度增加可以加快互补链随机碰撞的速度，从而促进DNA的复性。5．除了核内DNA外，原核生物酵母细胞的线粒体内还含有少量的DNA，这些DNA编码其余三种亚基的氨基酸顺序。6．（1）mRNA的序列为5’UCGUCGACGAUGAUCAUCGGCUACUCGA3’(2)多肽序列为Ile-Ile-Gly-Tyr-Ser(3)多肽序列为Ile-Ile-Gly-Thr-Arg(4)多肽序列为Ile-Ile-Gly习题（三）一、选择题1、热变性的DNA分子在适当条件下可以复性，条件之一是（）A、骤然冷却B、缓慢冷却C、浓缩D、加入浓的无机盐2、在适宜条件下，核酸分子两条链通过杂交作用可自行形成双螺旋，取决于（）A、DNA的Tm值B、序列的重复程度C、核酸链的长短D、碱基序列的互补3、核酸中核苷酸之间的连接方式是：（）A、2’，5’—磷酸二酯键B、氢键C、3’，5’—磷酸二酯键D、糖苷键4、tRNA的分子结构特征是：（）A、有反密码环和3’—端有—CCA序列B、有密码环C、有反密码环和5’—端有—CCA序列D、5’—端有—CCA序列5、下列关于DNA分子中的碱基组成的定量关系哪个是不正确的？（）A、C+A=G+TB、C=GC、A=TD、C+G=A+T6、下面关于Watson-CrickDNA双螺旋结构模型的叙述中哪一项是正确的？（）A、两条单链的走向是反平行的B、碱基A和G配对C、碱基之间共价结合D、磷酸戊糖主链位于双螺旋内侧7、具5’－CpGpGpTpAp-3’顺序的单链DNA能与下列哪种RNA杂交?（）A、5’-GpCpCpAp-3’B、5’-GpCpCpApUp-3’C、5’-UpApCpCpGp-3’D、5’-TpApCpCpGp-3’8、RNA和DNA彻底水解后的产物（）A、核糖相同，部分碱基不同B、碱基相同，核糖不同C、碱基不同，核糖不同D、碱基不同，核糖相同9、下列关于mRNA描述哪项是错误的？（）A、原核细胞的mRNA在翻译开始前需加“PolyA”尾巴。B、真核细胞mRNA在3’端有特殊的“尾巴”结构C、真核细胞mRNA在5’端有特殊的“帽子”结构10、tRNA的三级结构是（）A、三叶草叶形结构B、倒L形结构C、双螺旋结构D、发夹结构11、维系DNA双螺旋稳定的最主要的力是（）A、氢键B、离子键C、碱基堆积力D范德华力12、下列关于DNA的双螺旋二级结构稳定的因素中哪一项是不正确的？（）A、3'，5'－磷酸二酯键C、互补碱基对之间的氢键B、碱基堆积力D、磷酸基团上的负电荷与介质中的阳离子之间形成的离子键13、Tm是指()的温度A、双螺旋DNA达到完全变性时B、双螺旋DNA开始变性时C、双螺旋DNA结构失去1/2时D、双螺旋结构失去1/4时14、稀有核苷酸碱基主要见于()A、DNAB、mRNAC、tRNAD、rRNA15、双链DNA的解链温度的增加，提示其中含量高的是（）A、A和GB、C和TC、A和TD、C和G16、核酸变性后，可发生哪种效应？（）A、减色效应B、增色效应C、失去对紫外线的吸收能力D、最大吸收峰波长发生转移17、某双链DNA纯样品含15％的A，该样品中G的含量为（）A、35％B、15％C、30％D、20％二、是非题（在题后括号内打√或×）1、杂交双链是指DNA双链分开后两股单链的重新结合。（）2、tRNA的二级结构是倒L型。（）3、DNA分子中的G和C的含量愈高，其熔点（Tm）值愈大。（）4、如果DNA一条链的碱基顺序是CTGGAC，则互补链的碱基序列为GACCTG。（）5、在tRNA分子中，除四种基本碱基（A、G、C、U）外，还含有稀有碱基。（）6、一种生物所有体细胞的DNA，其碱基组成均是相同的，这个碱基组成可作为该类生物种的特征。（）7、核酸探针是指带有标记的一段核酸单链。（）8、DNA是遗传物质，而RNA则不是。（）

三、问答题：1、某DNA样品含腺嘌呤15.1%（按摩尔碱基计），计算其余碱基的百分含量。2、DNA和RNA的结构和功能在化学组成、分子结构、细胞内分布和生理功能上的主要区别是什么？3、DNA双螺旋结构有些什么基本特点？这些特点能解释哪些最重要的生命现象？4、比较tRNA、rRNA和mRNA的结构和功能。5、从两种不同细菌提取得DNA样品，其腺嘌呤核苷酸分别占其碱基总数的32%和17%，计算这两种不同来源DNA四种核苷酸的相对百分组成。两种细菌中哪一种是从温泉（64℃）中分离出来的？为什么？6、计算（1）分子量为3´105的双股DNA分子的长度；（2）这种DNA一分子占有的体积；（3）这种DNA一分子占有的螺旋圈数。（一个互补的脱氧核苷酸残基对的平均分子量为618）7、谈谈你所知道的核酸研究进展情况及其对生命科学发展的影响。

四、名词解释DNA的变性和复姓分子杂交增色效应和减色效应回文结构TmChargaff定律碱基配对习题（三）答案一、选择题1.B2.D3.C4.A5.D6.A7.C8.C9.A10.B11.C12.A13.C14.C15.D16.B17.A二、是非题1.×2.×3.√4.×5.√6.√7.√8.×习题（四）名词解释1.增色效应(hyperchromiceffect)；2.分子杂交（molecularhybridization）；3.聚合酶链式反应（PCR）；4.DNA的变性与复性（denaturationandrenaturationofDNA）；5.Tm；6.内含子与外显子（二）填充题1.核酸分子中糖环与碱基之间为型的键，核苷与核苷之间通过键连接成多聚体。2.DNA变性后，紫外吸收，粘度，浮力密度，生物活性。3.DNA双螺旋直径为nm，每隔nm上升一圈，相当于个碱基对。4.Z-DNA为手螺旋。5.hn-RNA是真核生物的前体。6.用Sanger的链末端终止法测定DNA一级结构时，链终止剂是。7.维系DNA双螺旋结构稳定的力主要有和。8.在碱性条件下，核酸比核酸更容易降解，其原因是因为核酸的每个核苷酸上的缘故。（三）选择题（在备选答案中选出1个或多个正确答案）1.有关核酸的杂交A.DNA变性的方法常用加热和碱变性B.相同来源的核酸才能通过变性而杂交C.不同来源的核酸复性时，若全部或部分碱基互补就可以杂交D.杂交可以发生在DNA与DNA之间，RNA与DNA，RNA与RNA之间E.把待测DNA标记成探针进行杂交2.DNA的复性速度与以下哪些有关

A.温度B.分子内的重复序列C.pHD.变性DNA的起始浓度E.以上全部3.某DNA分子中腺嘌呤的含量为15%，则胞嘧啶的含量应为A．15%B．30%C．40%D．35%E．70%4.DNA变性是指A．分子中磷酸二酯键断裂B．多核苷酸链解聚C．DNA分子由超螺旋→双螺旋D．互补碱基之间氢键断裂E．DNA分子中碱基丢失5.寡聚dT-纤维素柱层析用于A.从总DNA中分离纯化质粒DNAB.从总核蛋白中分离DNPC.除去杂蛋白D.从总RNA中纯化mRNA6.关于双螺旋结构学说的叙述哪一项是错误的（福建师大1999年考研题）A.由两条反向平行的脱氧多核苷酸链组成B.碱基在螺旋两侧，磷酸与脱氧核糖在外围C.两条链间的碱基配对非常严格，A与T间形成三个氢键，G与C间形成两个氢键D.碱基对平面垂直于中心轴，碱基对之间的作用力为范德华力E.螺旋每转一圈包含10个碱基对7.下列关于双链DNA碱基含量关系，哪一个是错误的A．A=T，G=CB．A+T=G+CC．A+G=C+TD．A+C=G+T8.下列是几种DNA分子的碱基组成比例。哪一种的Tm值最高A．A+T=15%B．G+C=25%C．G+C=40%D．A+T=80%（四）判断题1.生物体内，天然存在的DNA分子多为负超螺旋。2.RNA分子可以发生热变性，并有增色效应。3.水分子可以插入天然DNA分子双螺旋空隙中。4.从结构基因中的DNA序列可以推出相应的蛋白质序列。5.提高盐浓度可使DNA分子的熔点（Tm）升高。6.RNA的局部螺旋区中，两条链之间的方向也是反向平行的。（五）分析计算题1.简述B-DNA的结构特征。2.何谓Tm？影响Tm大小的因素有哪些？在实验中如何计算Tm值？3.如果人体有1014个细胞，每个体细胞的DNA含量为6.4×109个碱基对。试计算人体DNA的总长度是多少？是太阳-地球之间距离（2.2×109公里）的多少倍？已知双链DNA每1000个核苷酸重1×104.什么是DNA变性？DNA变性后理化性有何变化？5.什么是核酸杂交？有何应用价值？习题（四）答案（一）名词解释1.核酸从双链变为单链的无规则卷曲状态时，在260nm处的吸光度增加，称“增色效应”。2.不同的DNA片段之间，DNA片段与RNA片段之间，如果彼此间的核苷酸排列顺序互补也可以复性，形成新的双螺旋结构。这种按照互补碱基配对而使不完全互补的两条多核苷酸相互结合的过程称为分子杂交。3.聚合酶链式反应（PCR）是扩增样品中的DNA量和富集众多DNA分子中的一个特定的DNA序列的一种技术。在该反应中，使用与目的DNA序列互补的寡核苷酸作为引物，进行多轮的DNA合成。其中包括DNA变性，引物退火和在TapDNA聚合酶催化下的DNA合成。4.DNA的变性是指DNA双螺旋区的氢键断裂，变成单链并不涉及共价键的断裂。DNA的复性是指变性DNA在适当条件下，又可使两条彼此分开的链重新缔合成为双螺旋结构。5.通常把加热变性DNA使增色效应达到最大增量一半时的的温度称为该DNA的熔点或熔解温度，用Tm表示。6.内含子是指结构基因中存在于外显子之间的非编码序列，也是基因中不表达的序列，属插入序列。外显子是指基因中编码蛋白质的序列。（二）填充题1.β，糖苷，磷酸二酯；2.增加，下降，升高，丧失；3.2，3.4，10；4.左；5.mRNA；6..双脱氧核苷三磷酸；7.氢键，碱基堆积力；8.核糖，脱氧核糖，核糖，2′-OH。（三）选择题1.（A,C,D）DNA对碱较稳定，因此DNA常用热变性和碱变性。当两条不同来源的DNA（或RNA）链或DNA链与RNA之间存在互补序列时，在一定条件下可以发生互补配对形成双螺旋分子，即杂交分子。分子杂交是常用标记的探针与待测分子杂交。2.（E)DNA的复性速度与温度,分子内的重复序列,pH,变性DNA的起始浓度,DNA长度都有关系。3.（D）按照碱基配对规律，A和T的含量15%，G和C的含量应为35%。4.（D）DNA的变性是指DNA双螺旋区的氢键断裂变成单链，并不涉及共价键的断裂。5.（D）因为mRNA含有polyA尾，所以用寡聚dT-纤维素柱可以从总RNA中分离mRNA。6.（C）A和T之间形成两个氢键，G和C之间形成三个氢键。7.（B）因为DNA分子中A-T,G-C配对，所以A=T,G=C,A+G=T+C,A+C=T+G。8.（A）DNA的Tm值与G-C含量成正比，所以G-C含量最高的，Tm值应最高。（四）判断题1.对。生物体内的负超螺旋DNA容易解链，便于进行复制、转录等反应。2.对。因为RNA有局部双螺旋结构，变性之后形成单链状，所以有增色效应。3.错。双螺旋内部碱基对与碱基对间是重叠的电子云，水分子无法进入。4.错。真核生物的结构基因中包括内含子和外显子，经转录、加工后只有外显子部分翻译成蛋白质，与蛋白质氨基酸序列相对应。5.对。可以减弱核苷酸链之间的磷酸基之间的排斥作用，从而使其分开更难，Tm升高。6.对。RNA可形成局部双螺旋，两链之间是反向平行的。（五）分析计算题1.（1）两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕形成右手螺旋；（2）嘌呤和嘧啶碱位于双螺旋的内侧，磷酸和核糖在外侧，彼此通过3′，5′磷酸二酯键相连接，形成DNA分子的骨架。碱基平面和纵轴垂直，糖环的平面则和纵轴平行；（3）双螺旋的平均直径为2nm，两个相邻的碱基对之间相距的高度，碱基堆积距离为0.34nm，两个核苷酸之间的夹角为36度；（4）两条核苷酸链依靠彼此碱基之间形成的氢键相联系而结合在一起；（5）碱基在一条链上的排列顺序不受任何限制。2.DNA的变性从开始解链到完全解链，是在一个相当窄的温度范围内完成的，在这一范围内，紫外线吸收值的增加量达到最大增加量的50%时的温度为DNA的解链温度（溶解温度，meltingtemperature,Tm）。Tm值大小主要与GC含量有关，GC含量越高，Tm值越大；另外核酸分子越大，Tm值也越大，溶液pH值大于11.3，核酸完全变性，小于5.0则核酸容易脱嘌呤。降低溶液的离子强度会使Tm值下降，尿素等变性剂也会使Tm值下降。在实验中，Tm值计算公式：Tm=69.3+0.41(G+C%),小于20bp的寡核苷酸：Tm=4（G+C）+2（A+T）。3.每个体细胞的DNA的总长度为：6.4×109×0.34nm=2.176×109nm=2.176m，

3.人体内所有体细胞的DNA的总长度为：2.176m×1014=2.176×1011km

这个长度与太阳-地球之间距离（2.2×109公里）相比为：2.176×1011/2.2×109=99倍，每个核苷酸重1×10-18g/1000=10-21g，所以，总DNA

6.4×10234.DNA双链转化成单链的过程成变性。引起DNA变性的因素很多，如高温、超声波、强酸、强碱、有机溶剂和某些化学试剂（如尿素，酰胺)等都能引起变性。

DNA变性后的理化性质变化主要有：（1）天然DNA分子的双螺旋结构解链变成单链的无规则线团，生物学活性丧失；（2）天然的线型DNA分子直径与长度之比可达1：10，其水溶液具有很大的黏度。变性后，发生了螺旋-线团转变，黏度显著降低；（3）在氯化铯溶液中进行密度梯度离心，变性后的DNA浮力密大大增加；（4）沉降系数S增加；（5）DNA变性后，碱基的有序堆积被破坏，碱基被暴露出来，因此，紫外吸收值明显增加，产生所谓增色效应。（6）DNA分子具旋光性，旋光方向为右旋。由于DNA分子的高度不对称性，因此旋光性很强，其[

a

]=150。当DNA分子变性时，比旋光值就大大下降。5.热变性后的DNA片段在进行复性时，不同来源的变性核酸（DNA或RNA）只要有一定数量的碱基互补（不必全部碱基互补），就可形成杂化的双链结构。此种使不完全互补的单链在复性的条件下结合成双链的技术称为核酸杂交。用被标记的已知碱基序列的单链核酸小分子作为探针，可确定待检测的DNA，RNA分子中是否有与探针同源的碱基序列。用此原理，制作探针，再通过杂交，可用于细菌，病毒，肿瘤和分子病的诊断（基因诊断）。也可用于基因定位，目的基因筛选，基因表达状况的分析等研究工作。习题（五）一、单项选择题1.

下列哪种碱基只存在于RNA而不存在于DNA中？（

）。

A.腺嘌呤

B.鸟嘌呤

C.尿嘧啶

D.胸腺嘧啶2.

核酸的基本组成单位是（

）。

A.戊糖和碱基

B.戊糖和磷酸

C.核苷酸

D.戊糖、碱基和磷酸3.

下列关于双链DNA的碱基含量关系中，哪种是错误的？（

）。

A.A+G＝C+T

B.A＝T

C.A+T＝G+C

D.C＝G4.

核酸中核苷酸之间的连接方式是（

）。

A.3’,5’-磷酸二酯键

B.2’,3’-磷酸二酯键

C.2’,5’-磷酸二酯键

D.糖苷键二、多项选择题1.

DNA双螺旋的稳定因素是（

）。

A.碱基间氢键

B.磷酸二酯键

C.磷酸残基的离子键

D.碱基堆积力2.

DNA分子的碱基组成特点是（

）。

A.A/T＝1

B.G+C/A+T＝1

C.G/C＝1

D.A+G/C+T＝13.

关于核酸的叙述，正确的有（

）。

A.是生物大分子

B.是生物信息分子

C.是生物必需营养

D.是生物遗传的物质基础三、名词解释1.核苷

2.核苷酸3.核酸的一级结构

4.DNA变性四、填空题1.

真核生物中DNA分布于

和

，RNA分布于

和

。2.

组成核酸的基本单位是

，基本成分是

、

和

。3.

DNA中的戊糖为

，RNA中的戊糖为

。五、简答题1.

简述DNA碱基组成的Chargaff规则。六、论述题1.

试比较两类核酸的化学组成、分子结构、分布及生物学作用。

习题（五）答案一、单项选择题1.

C

RNA与DNA碱基组成的区别就在于RNA中含U，DNA中含T。2.

C

核酸是由许多核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键连接成的高分子化合物。3.

C

根据DNA碱基组成的Chargaff规则A＝T，G＝C，故A+T≠G+C。4.

A

核酸是由前一个核苷酸3’-OH与下一个核苷酸5’-磷酸之间脱水形成酯键连成的化合物。二、多项选择题1.

AD

氢键和碱基堆积力分别是DNA双螺旋横向和纵向维系力量。2.

ACD

DNA碱基组成的Chargaff规则A＝T，G＝C，故A+T≠G+C。3.

ABD

核酸是许多核苷酸组成的生物大分子，贮存生物的遗传信息，是生物信息分子；体内完全可以合成，因此，不是机体必需的营养素。三、名词解释1.

核苷：由戊糖与碱基通过糖苷键连接成的化合物。2.

核苷酸：核苷的磷酸酯化合物，即核苷与磷酸通过磷酸酯键连接成的化合物。3.

核酸的一级结构：核酸分子中的核苷酸（或碱基）的排列顺序。4.

DNA变性：在某些理化因素的