2025年大学《化学生物学》专业题库- 遗传物质的分子化学结构解析

2025年大学《化学生物学》专业题库——遗传物质的分子化学结构解析考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分）1.脱氧核糖核酸（DNA）与核糖核酸（RNA）在组成成分上最主要的区别是（）。A.核苷酸的连接方式B.五碳糖的种类C.含氮碱基的种类D.磷酸基团的数目2.在DNA双螺旋结构中，连接两条链的化学键主要是（）。A.磷酸二酯键B.肽键C.氢键D.离子键3.DNA双螺旋模型中，碱基位于螺旋内部，主要依靠（）维持其稳定性。A.糖-磷酸骨架B.磷酸二酯键C.碱基堆积力D.水分子氢键4.下列哪一组碱基配对规则符合DNA分子？（）A.A-U,G-CB.A-T,G-CC.A-G,C-UD.A-C,G-T5.RNA分子中常见的二级结构是（）。A.α-螺旋B.β-折叠C.三叶草结构D.β-转角6.组成DNA分子的基本化学单位是（）。A.氨基酸B.核苷C.核苷酸D.脱氧核糖7.DNA分子中，一条链的碱基序列为5'-AAGCTT-3'，则其互补链的碱基序列为（）。A.5'-TTGCCA-3'B.5'-AAAGGG-3'C.3'-TTGCCA-5'D.3'-AAGGTT-5'8.核小体是染色质的基本结构单位，其主要组成成分包括（）。A.DNA和组蛋白B.DNA和RNA聚合酶C.DNA和DNA聚合酶D.RNA和组蛋白9.tRNA分子三级结构中，含有稀有碱基（如伪尿苷）的区域通常位于（）。A.茎环结构区域B.可变环区域C.TΨC环区域D.CCA末端区域10.下列哪种化学修饰可能增强RNA分子的稳定性？（）A.甲基化B.磷酸化C.尿苷脱氨D.二硫键形成二、填空题（每空1分，共15分）1.核苷酸是由______、______和______三部分连接而成的化合物。2.DNA双螺旋结构中，两条链的走向是______的。3.嘌呤碱基包括______和______；嘧啶碱基包括______、______和______。4.RNA分子中，含有鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶和甘嘧啶的核苷酸称为______。5.DNA分子中，由一个中心碳原子和四个相邻基团构成的平面结构称为______。6.染色质在细胞间期主要以______形式存在，其主要成分是______和______。7.核酸的一级结构是指______的排列顺序。三、名词解释（每题3分，共12分）1.碱基互补配对原则2.核酸的高级结构3.超螺旋4.CCA末端四、简答题（每题5分，共10分）1.简述DNA与RNA在化学组成上的主要差异。2.解释DNA双螺旋结构中，碱基堆积力是如何贡献于结构稳定性的。五、分析题（每题7分，共14分）1.已知一段DNA链的序列为5'-GATTACA-3'，请写出其互补链的序列，并标注两条链的5'端和3'端。2.简述核小体的结构组成及其在染色质组织中的作用。试卷答案---一、选择题1.B*解析思路：DNA的五碳糖是脱氧核糖，而RNA的五碳糖是核糖，这是两者最根本的区别。2.C*解析思路：DNA双螺旋的稳定性主要依靠两条链之间碱基对通过氢键形成的吸引力，以及碱基之间堆积的范德华力。3.C*解析思路：碱基堆积力是指相邻碱基之间通过范德华力和疏水作用产生的吸引力，这种力量沿着螺旋轴方向存在，对维持双螺旋结构的稳定至关重要。4.B*解析思路：DNA分子中，腺嘌呤（A）总是与胸腺嘧啶（T）配对，鸟嘌呤（G）总是与胞嘧啶（C）配对，这就是碱基互补配对原则。5.C*解析思路：tRNA等RNA分子常形成局部双螺旋结构，其中包含多种复杂的二级结构单元，如茎环结构，其中最典型的是三叶草结构。6.C*解析思路：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，它由一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基和一分子磷酸组成。7.A*解析思路：根据碱基互补配对原则和链的反平行性，5'-AAGCTT-3'的互补链为5'-TTGCCA-3'。8.A*解析思路：核小体是染色质的基本包装单位，由约166bp的DNA片段缠绕约1.74圈的核心组蛋白八聚体（H2A、H2B、H3、H4各两分子）形成，核心组蛋白是其主要蛋白质成分。9.C*解析思路：tRNA的TΨC环（含有T、ψ、C三种碱基）位于其三级结构的中心区域，该环中常含有伪尿苷（Ψ）等稀有碱基，对维持其特定构象至关重要。10.A*解析思路：RNA分子中的甲基化修饰（如m6A）可以增强RNA分子的稳定性，减少其被降解。二、填空题1.五碳糖，含氮碱基，磷酸基团*解析思路：核苷酸是构成核酸的基本单位，由这三部分通过磷酸二酯键连接而成。2.反平行*解析思路：在DNA双螺旋中，一条链的5'端指向另一条链的3'端，两条链的走向相反。3.腺嘌呤，鸟嘌呤，胞嘧啶，胸腺嘧啶，尿嘧啶*解析思路：分为两大类，嘌呤有A和G两种，嘧啶有C、T（DNA中）和U（RNA中）三种。4.寡核苷酸*解析思路：当RNA分子含有非标准的碱基，如甘嘧啶（Guanine-pseudouridine,GΨ）时，通常被称为寡核苷酸，以区别于主要由A、U、G、C组成的RNA。5.碱基平面*解析思路：构成DNA的碱基（A、G、C、T/U）具有共平面性，这些平面的堆叠是维持双螺旋结构稳定性的重要因素。6.染色质，DNA，组蛋白*解析思路：在细胞间期，遗传物质以染色质形式存在，其主要化学成分是DNA和包装DNA的组蛋白蛋白质。7.核苷酸序列*解析思路：核酸的一级结构是指构成核酸链的核苷酸按照一定顺序的排列。三、名词解释1.碱基互补配对原则：指在DNA和RNA分子中，碱基之间按照特定的配对方式（DNA中A与T配对，G与C配对；RNA中A与U配对，G与C配对）通过氢键结合的规律，这是保证遗传信息准确复制和转录的基础。2.核酸的高级结构：指核酸分子除了核苷酸链的线性排列（一级结构）和局部双螺旋（二级结构）之外，更复杂的空间构象，如DNA的超螺旋、核小体结构、RNA的三叶草结构、核糖体结构等，这些结构对核酸的功能至关重要。3.超螺旋：指DNA双螺旋本身进一步扭曲（超螺旋）的现象，可以是正超螺旋（超过标准B型螺旋的扭曲）或负超螺旋（少于标准B型螺旋的扭曲），存在于环状DNA或线性DNA中，对DNA的复制和转录调控有重要影响。4.CCA末端：指tRNA分子3'端的核苷酸序列通常为CCA（在RNA中为CGA），这里的腺苷酸残基携带氨基酸，是tRNA识别核糖体并参与蛋白质合成的重要结构特征。四、简答题1.DNA与RNA在化学组成上的主要差异在于：①五碳糖不同，DNA含有脱氧核糖，而RNA含有核糖；②含氮碱基不同，DNA含有A、T、G、C四种碱基，而RNA含有A、U、G、C四种碱基（DNA中的T在RNA中由U替代）；③结构不同，DNA通常是双链形成的双螺旋结构，而RNA通常是单链结构，可以形成局部双螺旋或更复杂的三维结构；④DNA相对稳定，RNA较为不稳定且具有多种功能。*解析思路：从组成成分（五碳糖、碱基）和结构形式两方面进行对比，指出最核心的区别在于五碳糖和尿嘧啶的存在。2.碱基堆积力是指位于DNA双螺旋内部，相邻碱基对之间通过范德华力和疏水作用产生的吸引力。这种力量沿着螺旋轴方向存在，使得碱基对紧密地堆叠在一起。碱基堆积力对维持DNA双螺旋结构的稳定起着重要作用，其贡献在于：①提供了额外的结构稳定性，补充了氢键的贡献；②限制了碱基在空间中的旋转和振动，有助于维持双螺旋的规则性；③碱基堆积能量的变化会影响DNA的构象转换（如B型到A型DNA）和与其他分子的相互作用。*解析思路：首先定义碱基堆积力，然后说明其作用方式（沿轴吸引），最后阐述其对结构稳定性的具体贡献（补充稳定性、限制运动、影响构象）。五、分析题1.已知DNA链序列为5'-GATTACA-3'，其互补链序列为5'-TACTGAT-3'。互补链的5'端位于左上方（序列起始处），3'端位于右下方（序列末尾处）。*解析思路：根据碱基互补配对原则（A-T,G-C），逐个核苷酸进行配对，并注意链的反平行性，然后写出互补链的序列，并标注5'和3'端。2.核小体是染色质的基本结构单位，其组成包括约166bp的DNA片段缠绕一个由核心组蛋白（H2A、H2B、H3、H4各两分子）组成的八聚体核心，形成一个“珠状”结构。核心组蛋白周