核酸

第八章 核酸的化学结构一 名词解释:
1.自我复制
2.转录
3.翻译
4.核苷
5.核酸的一极结构
6.DNA的二级结构
7.碱基互补规律
8.链温度
9.增色效应
10.发夹结构
11.分子杂交
12.Tm值
二 填空
1.核酸分为( )和( )。
2.核苷水解生成( )和( )
3.核酸中主要的嘧啶衍生物有( )和( )。
4.核酸中的嘌呤衍生物有( )和( )。
5.天然核酸中的DNA主要是由( ),( ),( )和( )四种脱氧核苷酸组成。
6.DNA双螺旋结构是( )于( )年提出的。
7.核苷酸除去磷酸基后称为( )。
8.脱氧核糖核酸在糖环( )位置不带羟基。
9.DNA双螺旋结构每( )nm旋转一圈,共有( )碱基对。
10.染色质的基本构成单位为( ),其主要成分为( )和( )。
11.双螺旋DNA的溶解温度Tm与( ),( )和( )有关。
12.核酸溶液在( )nm处有一个最大吸收值。
13.变性后的DNA其( )丧失,同时发生一些理化性质改变,主要有( ),( ),( )和( )。
14.核酸的特征性元素是( )。
15.DNA双螺旋直径为( )nm,双螺旋每隔( )nm转一圈,约相当( )个核苷酸,糖和磷酸位于双螺旋的( )侧,碱基位于( )侧。
16.DNA双螺旋稳定因素有( )( )和( )。
17.DNA和RNA相异的基本组成成分是( )。
18.DNA二级结构的重要特点是( )结构,此结构的外部是由( )和( )形成( ),而结构的内部是由( )通过( )相连形成的( )。
19.DNA双螺旋结构A,T之间有( )个( )键,而G,C之间有( )个( )键。
20.DNA的三级结构是以( )的形式相连而成,此结构形式是( )的基本结构单位。
21,RNA在各种细胞中依功能和性质都含有三类主要的RNA( ),( )和( ),它们都参与蛋白质的生物合成。
22.( )RNA分子指导蛋白质合成,( )RNA分子用做蛋白质合成中活化的载体。
23.20世纪50年代,Chargaff等人发现各种生物体DNA碱基组成有( )的特性,而没有( )的特性.
24.DNA双螺旋中只存在( )种不同碱基对.T总是( )配对,C总是与( )配对。
25.核酸的主要组成是( ),( )和( ).
26.两类核酸在细胞中的分布不同,DNA主要位于( )中,RNA主要位于( )中。
27.核酸分子的糖苷键均为( )糖苷键,糖环与碱基之间的连键为( )键,核苷与核苷之间通过( )间连接形成多聚体。
28.嘌呤核苷有顺式,反式两种可能,但天然核苷多为( )。
29.X射线衍射证明,核苷中( )与( )平面相互垂直。
30.核酸在260nm附近有强吸收,这是因为( )。
31.给动物实用3H标记的

( ),可使DNA带有放射性,而RNA不带有放射性。
32.双链DNA中若( )含量多,则Tm值高。
33.双链DNA热变性后,或在PH2以下,或在12以上时,其OD260( ),同样条件下,单链DNA的OD260( )。
34.DNA样品的均一性越高,其溶解过程的温度范围越( )。
35.DNA所处介质的离子强度越低,其溶解过程的温度范围越( ),溶解温度越( ),所以DNA应保存在较( )浓度的盐溶液中,通常为( )mol/L的NaCl溶液。
36.DNA分子中存在三类核苷酸序列:高度重复序列,中度重复序列和单一序列tRNA,r RNA以及组蛋白等由( )编码,而大多数蛋白由( )编码。
37.硝酸纤维素膜可结合( )链核苷酸.将RNA变性后转移到硝酸纤维素膜上再进行杂交,称( )印迹法.
38.变性DNA的复性与许多因素有关,包括( ),( ),( ),( ),( )等。
39.A.Rich在研究d(CGCGCG)寡聚体的结构时发现它为( )螺旋,称为( )形DNA,外形较为( )。
40.维持DNA双螺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。
41.tRNA的三级结构为( )形,其一端为( ),另一端为( )。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。
42.DNA测序的解决得益于两种新技术的帮助:( )和( )。
43.引起核酸变性的因素很多,如( ),( )和( )等。
44.核苷酸被( )酶水解为核苷和无机磷酸,核苷被( )酶水解为碱基和R-1-P.
三、选择
1,DNA碱基配对主要靠( )
a.范德华力
b.氢键
c.疏水作用
d.盐键
e.共价键
2.稀有核苷酸存在于( )
a.r RNA
b.m RNA
c.t RNA
d.核RNA
e.线粒体
3.m RNA中存在而 DNA中没有的是( )
a.A
b.C
c.G
d.V
e.T
4.双链DNA之所以有较高的溶解度是由于它含有较多的( )
a.嘌呤
b.嘧啶
c.A和T
d.G和C
e.A和C
5.对Waston-Crick DNA模型的叙述正确的是( )
a.DNA为二股双螺旋结构
b.DNA的两条链走向相反。
c.在A和G之间形成氢键
d.碱基间形成共价健
e.磷酸戊糖骨架位于DNA螺旋内部
6.在DNA和RNA两类核酸分类的依据是( )
a.空间结构不同
b.所含碱基不同
c.核甘酸间的连接方式不同
d.所含戊糖不同
e.在细胞中存在方式不同
7.DNA变性后,下列那一项性质是正确的( )
a.溶液黏度增大
b.是一个循序渐进的过程
c.形成双股螺旋
d.260nm处的光吸收增强
e.变性是不可逆的
8.hn RNA是下列哪种 RNA的前体( )
a.t RNA
b.真核r RNA
c.真核m RNA
d.原核r RNA
e.原核m RNA
9.(G+C)含量越高 Tm值越高的原因( )
a.G-C之间形成一个共价键
b.G-C之间形成两个氢键

c.G-C之间形成三个氢键
d.G-C之间形成离子键
e.G-C之间可以结合更多的精胺,亚精胺。
10.在一个DNA分子中,若A所占摩尔比为32.8%,G的摩尔比是( )
a.67.2%
b.32.8%
c.17.2%
d.65.6%
e.16.4%
11.稳定DNA双螺旋的主要因素是( )
a.氢键
b.与Na+结合
c.碱基堆积
d.与Mn2+,Mg+结合
e.与精胺,亚精胺结合
12.下列核酸变性后的描述,那一项是错误的?( )
a.共价键断裂,分子量变小
b.紫外线吸收值增加
c.碱基对之间的氢键被破坏
d.黏度下降
13.DNA与RNA完全水解后产物特点是( )
a.核糖相同、碱基小部分相同
b.核糖相同、碱基相同
c.核糖相同、碱基不同
d.核糖不同、碱基不同
e.以上都不对
14.核酸中核苷酸之间的连接方式是( )
a.2'、3'-磷酸二酯键
b.2'-5'-磷酸二酯键
c.3'、5'-磷酸二酯键
d.氢键
e.离子键
15.核酸各基本组成单位之间的连接键是( )
a.磷酸一酯键
b.磷酸二酯键
c.氢键
d.离子键
e.碱基堆积力
16.有关DNA的二级结构,下列叙述那一种是错误的?( )
a.DNA二级结构是双螺旋结构
b.DNA双螺旋结构是空间结构
c.双螺旋结构中两条链方向相同
d.双螺旋结构中碱基之间相互配对
e.二级结构中碱基之间有一定氢键相连
17.有关DNA双螺旋结构,下列那一种叙述不正确( )
a,DNA二级结构中都是由两条多核甘酸组成
b.DNA二级结构中碱基不同,相连的氢键数目也不同
c.DNA二级结构中戊糖3'-OH与后面核苷酸的5'-形成磷酸二酯键
d.磷酸与戊糖是在双螺旋结构的内部 e 磷酸与戊糖组成了双螺旋的骨架。
18.下列对RNA一级结构的叙述,那一项是正确的( )
a.几千至几万各核糖核甘酸组成的多核甘酸链
b.单核甘酸之间是通过磷酸一酯键相连
c.RNA分子中A一定不等于U、G一定不等于C
d.RNA分子中通常含有稀有碱基
e.MRNA的一级结构决定DNA的核苷酸顺序
19.下列关于DNA分子组成的叙述,哪一项是正确的( )
a.A=T G=C
b.T+A=G+C
c.D=T A=C
d.2A=C+T
e.G=A C=T
20.下列关于核酸结构的叙述哪一项是错误的( )
a.在双螺旋中,碱基对形成一种近乎平面的结构
b.G和C之间是二个氢键相连
c.双螺旋中每10对碱基对可使螺旋上升一圈
d.双螺旋中大多数为右手螺旋,但也有左手螺旋
e.双螺旋中碱基的连接是非共价键的结合。
21.有关RNA二级结构哪些叙述是错误的( )
a.大多数是以单链形成存在
b.RNA二级结构可是发卡结构
c.RNA二级结构中有时可形成突环
d.RNA二级结构中有稀有碱基
e.RNA二级结构中一定是A不等于U,G不等于C
22.DNA变性的原因是( )
a.温度升高

是唯一的原因
b.磷酸二酯键的断裂
c.多核苷酸链解聚
d.碱基的甲基化学修饰
e.互补碱基之间的氢键断裂
23.下列关于RNA的叙述,哪一项是正确的( )
a.主要有mRNA,tRNA,rRNA等种类
b.原核生物没有hn RNA和SnRNA
c.t RNA是最小的一种RNA
d.胞质中只有一种 RNA,即tRNA
e.组成核糖体的RNA是rRNA
24.原核生物和真核生物核糖体上都有( )
a.18s rRNA
b.5s rRNA
c.8s rRNA
d.30s rRNA
e.28s rRNA
四、判 断
1.DNA碱基摩尔比规律仅适用于双链DNA,不适用于单链DNA。( )
2.不同来源的DNA单链在一定条件下能进行分子杂交,是由于它们有共同的碱基组成。( )
3.Tm值高的DNA,(A+T)百分含量也高。( )
4.双链DNA中,嘌呤碱基其含量总是等于嘧啶碱基含量。( )
5.DNA双螺旋中,每上升一圈螺旋长度延伸3.4nm。( )
6.RNA的局部螺旋区中,两条链之间的方向也是平行的。( )
7.核酸变性时紫外吸收明显增强。( )
8.在生物体内蛋白质的合成是在t RNA参与下进行的。( )
9.真核m RNA分子5’末端有一个Poly A结构。( )
10.核苷中碱基和戊糖的连接一般为 C-C糖苷键。( )
11.在DNA变性过成中总是G-C对丰富区先溶解。( )
12.双链DNA中,每条单链的(G+C)百分含量与双链的(G+C)百分含量相等。( )
13.DNA是生物界中唯一的遗传物质。( )
14.在体内存在的DNA都是以Waston-Crick提出的双螺旋结构形式展开的。( )
15.RNA分子中含有较多的稀有碱基。( )
16.DNA双螺旋中,A,T之间有三个氢键。( )
17.维持DNA 分子稳定的主要是氢键。( )
18.碱基配对发生在嘌呤和嘧啶之间。( )
19.DNA双螺旋的两条链方向一定是相反的。( )
20.NA分子组成中,通常A不等于 U,G不等于C。( )
21.DNA双螺旋中,每上升一圈螺旋长度延伸3.4nm。( )
22.在酸性条件下,DNA分子上的嘌呤碱基不稳定,易被水解下来。( )
23.在原核细胞和真核细胞中,染色体DNA都与组蛋白形成复合体。( )
24.脱氧核糖核苷中的糖环3ˊ位没有羟基。( )
25.若双链DNA中的一条链碱基顺序为pCpTpGpGpApCp,则另一条链的碱基顺序为GpApCpCpTpG。( )
26.原核生物与真核生物的染色体均为DNA与组蛋白的复合体。( )
27.核酸的紫外吸收与溶液的pH值无关。( )
28.生物体内存在的游离核苷酸多为5ˊ-核苷酸。( )
29.用碱水解核苷酸,可以得到2ˊ与3ˊ核苷酸的混合物。( )
30.Z型DNA与B型DNA可以相互转化。( )
31.生物体内,天然存在的DNA分子多为负超螺旋。( )
32.真核细胞染色体DNA结构特点之一是具有重复序列,高度重复序列一般位于着丝点附近,通常不转录。( )
33.tRNA的二级结

构中的额外环是tRNA分类的重要指标。( )
34.对于提纯的DNA样品,测得OD260/OD280 <1.8,则说明样品中含有RNA。( )
35.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。( )
36.基因表达的最终产物都是蛋白质。( )
37.核糖体不仅存在于细胞质中,也存在于线立体和叶绿体中。( )
38.具有对底物分子切割功能的都是蛋白质。( )
39.毫无例外,从结构基因中的DNA序列可以推出相应的蛋白质的序列。( )
40.用摩尔消光系数法可定量测定大分子核酸含量。( )
41.DNA中碱基摩尔比规律(A=T;G=C)仅适用于双链DNA,而不适用于单链DNA。( )
42.在DNA变性过程中总是G-C对丰富区先溶解分开。( )
43.RNA的局部螺旋中,两条链之间的方向也是反向平行的。( )
44.不同来源DNA单链,在一定条件下能进行分子杂交是由于它们有共同的碱基组成。( )
45.T m值高的DNA,(A+T)百分含量也高。( )
46.用二苯胺法测定DNA,必须用同源的DNA作为标准样。( )
47.双链DNA中,每条单链的(G+C)百分含量与双链的(G+C)百分含量相等。( )
48.真核细胞中DNA只存在于细胞核中。( )
49.DNA是生物界中唯一的遗传物质。( )
50.多核苷酸链内共价键的断裂叫变性。( )
51.原核细胞DNA是环状的,真核细胞中的DNA全是线状的。( )
52.RNA分子中含有较多的稀有碱基。( )
53.所有的辅酶中都含有核苷酸。( )
54.维持DNA分子稳定的主要化学键是氢键。( )
55.碱基配对发生在嘧啶碱与嘌呤碱之间。( )
56.DNA双螺旋结构中,由氢键连接的碱基对形成一种近似平面的结构。( )
57.RNA的分子组成中,通常A不等于U,G不等于C。( )
58.RNA全部分布于细胞质中。( )
59.DNA用高氯酸在100℃处理1小时可得到碱基,因此常用此方法来分析测定核酸的碱基组成。( )
60.所有的原核细胞都是单倍体,而所有的真核细胞都是二倍体。( )
四 简答题
1.DNA分子双螺旋结构。
2.简答DNA的一些性质。
3.DNA碱基组成有何特点?
4.DNA与RNA的一级结构有何区别?
5.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)/(C+G)=0.7,则互补链中(A+T)/(G+C)=?(4)在整个DNA分子中(A+T)/(C+G)=?
6.试述下因素如何影响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
7.如何让一个超螺环状病毒DNA分子采取松弛状态?线形双链DNA能否形成超螺旋?
8.一条DNA编码链的序列为TCGTCGACGATGATCATCGGCT-AC-TCGA写出由此转录得到的mRNA序列。由此mRNA翻译得到的多肽序列。如果缺

失横线标明的T后,编码的多肽序列。如横线标明的C突变为G后,编码的多肽序列。
9.为什么大多数核酸酶受金属熬合剂EDTA的抑制?
10.为什么大多数核酸酶在 1mol/LNaCl溶液中失去活性?
11.大肠杆菌在其细胞内产生核酸(DNA)限制性内切酶的意义什么?它本身的核酸限制性内切酶对其细胞内的DNA是否有作用?
12.说明在PH值为2.5,3.5,6,8,11.4时,四种核苷酸(AMP,GMP,CMP,UMP)所带电荷数,并回答:
电泳分离四种核苷酸时,缓冲液应取哪个PH比较合适?此时它们向正极移动还是向负极移动?移动的快慢顺序如何?
当要把上述四种核苷酸吸附于阴离子交换树脂柱时,应调到什么PH值?
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,洗脱又应调到什么PH值?这四种核苷酸的洗脱顺序如何?为什么?
13.什么是核酸?怎样分类?各类中包括哪些类型?
14.什么是核酸的修饰成分?
15.环化核苷酸是怎样形成的?它有什么重要的生理功能?
16.怎样用缩写符号表示核酸?
17.核苷酸及其衍生物有哪些重要的生理功能?
18.什么是Chargaff定则?
19.什么是Z-DNA?
20.DNA双螺旋结构模型的主要特点是什么?该模型的建立有什么生物学意义?
21.什么是A型DNA双螺旋结构?
22.什么是DNA的三级结构,理化性质上有什么特点?
23.真核mRNA有什么特点?
24.tRNA分子有哪些共同的特征?
25.什么是 Tm值?Tm值大小与哪些因素有关?
26.什么是DNA变性?DNA变性后理化特性有何变化?
27.提取DNA时要注意什么?
答 案一 名解
1.一个DNA分子复制成与原来完全相同的分子,通过DNA的复制,生物将部遗传信息传递给子代。
2.以RNA的某些片段为模板,合成与之相应的各种RNA,通过转录把遗传信息转抄到某些RNA分子上,这个过程叫转录。
3.以某些RNA为模板,指导合成相应的各种蛋白质。这个过程叫翻译。
4.各种碱基与戊糖通过C-N糖苷键连接而成的化合物城糖苷。
5.核酸一级结构指核苷酸残基在核酸分子中的排列顺序。
6.DNA二级结构指两条DNA单链通过碱基互补配对的原则,所形成的双螺旋结构。
7.在形成双螺旋结构的过程中,由于各碱基的大小与结构不同,使得碱基之间得互补配对只能在G-C(或C-G)和A-T(或T-A)之间进行,这种碱基配对得规律就称为碱基互补规律(互补规律)。
8.当核酸分子热变性时,其在260nm处的紫外吸收会急剧增加,当紫外吸收达到最大变化牛顿值时,此时所对应的温度称为溶解温度或Tm值表示。
9.当核酸分子加热变性时,其在260nm处的紫外吸收回急剧增加的现象称为增色效应。
10.单链DNA分子也会

在分子内部形成部分双螺旋的结构,这种部分双螺旋的结构有些象发卡,所以称为发卡结构。
11.当两条不同来源的DNA(或RNA)或DNA链或RNA链之间存在互补顺序时,在一定条件可以发生互补配对形成双螺旋分子,这种分子称为杂交分子.形成杂交分子的过程称为分子杂交.
12.当核酸分子加热变性时,其在260nm 处紫外光吸收会急剧增加,当紫外吸收变化到达最大变化的半数值时,此时所对应的温度称为溶解温度或变性温度或用Tm值表示.
二.填空:
1.脱氧核糖核酸;核糖核酸
2.戊糖;碱基
3.胞嘧啶;尿嘧啶;胸腺嘧啶
4.腺嘌呤;鸟嘌呤
5.脱氧腺苷酸;脱氧鸟苷酸;脱氧胞苷酸;脱氧胸苷酸
6.watson-crisk;1953
7.核苷
8.2′
9.3.4;10
10.核小体;DNA;组蛋白
11.G+C含量;缓冲溶液的性质;DNA的纯度
12.260
13.生物活性;黏度下降;沉降系数下降;比旋下降;紫外光吸收值升高
14.磷
15.2.0;3.4;10;外;内
16.氢链;碱基积叠力;与正电核结合
17.戊糖
18.双螺旋;磷酸;戊糖(脱氧核糖);骨架;碱基间;氢键;碱基对平面
19.二;氢;三;氢
20.核小体;染色体
21.信使RNA;核糖体RNA;转移RNA
22.m(RNA);T(RNA)
23.种;组织
24.二;A;G
25.碱基;核糖;磷酸
26.细胞核;细胞质
27.β;糖苷;磷酸二酯键
28.反式
29.碱基;糖环
30.在嘌呤碱基和嘧啶碱基中存在共轭双键
31.胸腺嘧啶
32.G-C对
33.增加;不变
34.窄
35.宽;低;高
36.中度重复序列;单一序列
37.单;Northern
38.样品的均一度;DNA的浓度;DNA片段大小;温度的影响;溶液的离子强度
39.左手双,zigzag 特制
40.碱基堆积,氢键,范德华力,离子键
41.倒L,CCA,反密码子,加减法,化学裂解法
42.电泳分离,克隆DNA
43.加热,溶液离子种类和强度,DNA分子稳定性
44.核苷酸,糖苷三、选 择
1.b 2.c 3.d 4.d 5.b
6.d 7.d 8.c 9.c 10.c
11.c 12.a 13.d 14.c 15.b
16.c 17.d 18.d 19.a 20.b
21.e 22.e 23.d 24.b
四,判 断
1.√ 2.× 3.× 4.√ 5.√
6.√ 7.√ 8.√ 9.× 10.×
11.× 12.√ 13.× 14.× 15.√
16.× 17.× 18.√ 19.√ 20.√
21.× 22.√ 23.× 24.× 25.×
26.× 27.× 28.√ 29.√ 30.√
31.√ 32.√ 33.√ 34.× 35.√
36.× 37.× 38.× 39.× 40.√
41.√ 42.× 43.√ 44.× 45.×
46.√ 47.√ 48.× 49.× 50.×
51.× 52.× 53.× 54.√ 55.√
56.√ 57.× 58.× 59.× 60.×
五 回答题
1.答:DNA分子是一个右手双螺旋结构,由两条平行的多核苷酸链,以相反的方向(即一条由3/-5/,另一条

由5/-3/)围绕着同一个(想象的)中心轴,以右手旋转方式构成一个双螺旋形状。疏水的嘌呤和嘧啶碱基平面层叠于螺旋的内侧,亲水的磷酸基和脱氧核糖以磷酸二脂键相连形成的骨架位于外侧。内侧碱基呈平面状,碱基平面与中心轴相垂直,糖的平面与碱基的平面几乎成直角。每个平面上有两个碱基(每条各一个)形成碱基对。相邻碱基平面在螺旋轴之间的距离为3.4nm。旋转夹角为36。因此每10对核甘酸饶中心轴旋转一圈,故螺旋的旋距为34nm。双螺旋的直径为20nm,沿螺旋的中心轴形成大沟和小沟交替出现。两条链被碱基对之间形成的氢键而稳定的维系在一起。在DNA中碱基总是由腺嘌呤与胸腺嘧啶配对(用A-T表示),和由鸟嘌呤与胞嘧啶配对(用G-C)表示。
2.答:
㈠ DNA微溶于水,呈酸性,加碱促进溶解,但不溶于有机溶剂,因此常用有机溶剂(如乙醇)来沉淀DNA。
㈡ 由于DNA分子很长,形成溶液后呈现粘稠状,DNA愈长,粘稠度愈大。在加入乙醇后可用玻璃棒将粘稠的DNA搅缠起来。
㈢ DNA的溶液是呈粘稠状,但DNA的双螺旋 结构实际上显得僵直具有刚性,经不起剪切力的作用,易断裂成碎片。
㈣ 溶液状态的DNA易受DNA酶作用而降解。
㈤ 变性 核酸和蛋白质一样具有变性现象。
㈥ 由于核酸组成中的嘌呤,嘧啶碱基都具有共轭双键,因此对紫光有强烈的吸收。核酸溶液在260nm附近有一个最大吸收值。
㈦ 复性 DNA的变性是可逆过程,在适当的条件下,变性DNA分开的两条链又重新缔合而恢复成双螺旋结构,这个过程称为复性。
㈧ 核酸的分子杂交 DNA的变性和复性都是以碱基互补为基础的,因此可以进行分子杂交。
3.答:① 具有种的特异性,种系发生越接近的生物其碱基组成也越接近。
② 没有器官和组织的特异性,在同一生物体内的不同器官和组织的DNA碱基组成基本相似。
③ 在各种DNA中腺嘌呤与胸腺嘧啶的摩尔数相等,即A=T;鸟嘌呤与胞嘧啶的摩尔数相等,即G=C+m5c。因此嘌呤碱基的总摩尔数等于嘧啶碱基的总摩尔数,即A+G=T=m5c。
④ 年龄营养状况,环境的改变不影响DNA的碱基组成。
4.答:DNA的一级结构中组成成分为脱氧核糖核苷酸,核苷酸残基的数目由几千至几千万个,而RNA的组成成分是核糖核苷酸,核苷酸残基的数目仅有几十个到几千个。另外在DNA分子中A=T,G=C,而在RNA分子中A≠U,G≠C,二者的相同点在于,它们都是以单核甘酸组成单位核苷酸残基之间都是由3,5磷酸二酯键相连接的。
5.答:
(1)设DNA的两条链分别为α和β,那么
A1=T2 T1=A2 G1=C2 C1=G2
因为,(A1+G1)/(T1+C1)=(T2+C2)/(A2+G2)=0.7
所以,互补链中(A2+G2)/(T2+C2)=1/0.7=1.43
(2

)在整个分子中,因为,A=T,G=C
所以,A+G=T+C,(A+G)/(T+C)=1
(3)假设同1,则
A1+T1=T2+A2,G1+C1=C2+G2
所以,(A1+T1)/(G1+C1)=(A2+T2)/(G2+C2)=0.7
(4)(A1+T1+A2+T2)/(G2+C2+G2+C2)=2(A1+T1)/2(G1+C1)=0.7
6.答:(1)阳离子可以中和DNA中带负电荷的磷酸集团,减弱DNA链间静电作用,促进两条互补的多核苷酸链的相互靠近,从而促进DNA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随机碰撞的速度,从而促进DNA的复性。
7.答:核酸内切酶作用于超螺旋的环状病毒DNA分子,在其中的一条链上产生“缺刻”,释放张力,则超螺旋转变为松弛态。线形DNA分子只有当两端都被固定时,才能产生超螺旋。
8.答:(1)mRNA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
多肽序列为Ile-Ile-Gly
9.答:绝大多数核酸酶在发挥作用时需要Mg2+的参与。当加入金属熬合剂EDTA后,Mg2+将被熬合,从而抑制了核酸酶的活性。
10.在高离子强度的溶液中,核酸酶会失去与DNA结合的能力,所以它就不能作用于核苷酸。
11.答:大肠杆菌产生核酸限制性内切酶是为了水解破坏外源的DNA,而大肠杆菌本身的DNA已经被甲基化修饰,所以不被其本身的核酸限制性内切酶水解。
12.答:
PH2.5
PH3.5
PH6
PH8
PH11.4
UMP
负电荷最多
-1
-1.5
-2
-3
GMP
负电荷最多
-0.95
-1.5
-2
-3
AMP
负电荷较少
-0.46
-1.5
-2
-2
CMP
带正电荷
-0.16
-1.5
-2
-2
电泳分离四种核苷酸应取PH3.5,在该PH时,这四种单核苷酸所带负电荷差异较大,它们向正极移动,但移动速度不同,依次为:UMP,GMP,AMP,CMP(从大到小)应取PH8.0,这样可使各核苷酸带较多负电荷,利于吸附阴离子交换树脂。虽然PH11.4时核苷酸有更多的负电菏,但PH过高对树脂不利。洗脱液的PH应取PH2.5.当不考虑树脂非极性吸附时洗顺序为CMP>AMP>GMP>UMP9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时嘧啶基的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。
13.答:核酸是一类生物高分子化合物。它的基本结构单位是核苷酸,由数量巨大的单核苷酸聚合而成的长链,因此,核酸又称为多聚核苷酸。根据其化学组成和生物功能,可把核酸分为两大类:含有核糖的称为核糖核酸,简称RNA;含有脱氧核糖的称为脱氧核糖核酸,简称DNA。这两类核酸除含的核糖有差别外,碱基组成也有差别。RNA中含有腺瞟呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶;DNA中不含尿

嘧啶而含有胸腺嘧啶。其余三种碱基则和RNA相同。
在生物细胞内在RNA可分为三种类型:
(1)核糖体RNA 简称 rRNA,约占全部 RNA总量的 80%,是构成核糖体(又称核糖核蛋白体)的成分之一。在原核细胞中,rRNA有三种,即 5S rRNA、16srRNA 23srRNA。真核细胞中,rRNA有四种,即 5S rRNA、5.8S rRNA、18srRNA、28s rRNA,这些 rRNA不仅分子质量不同,其核苷酸排列顺序也不相同。
(2)转移RNA 简称tRNA。约占RNA总量的 16%,分子质量较小,约25000Da左右,含70~90个核苷酸。它的主要功能是在蛋白质合成中转运氨基酸。细胞内tRNA种类很多,据估计有60~120种。
(3)信使RNA 简称mRNA。约占RNA总量的5%,是合成蛋白质的直接模板。每一种多肽链都有一种特定的mRNA作模板。因此,细胞内mRNA的种类也是很多的。DNA的种类很多,相对分子质量大小不一,通常在 10-6-10之间,最大的达 1010。根据DNA分子的结构来看,有双链DNA和单链DNA两种类型,绝大多数生物的DNA分子均为双链,只有少数病毒DNA是单链,如大肠杆菌噬菌体xl74、噬菌体s13、M13、fd等。
根据DNA分子的形状,也可把DNA分子分为线型和环状两种类型。具有线型DNA的生物是绝大多数,但某些病毒如大肠杆菌噬菌体off74、噬菌体M13、s13,fd多瘤病毒、各种质粒、大肠杆菌染色体,以及真核细胞的线粒体和叶绿体DNA分子均呈环状。
在环状DNA中,也可以分为双链环状DNA和单链环状DNA两种。在线型DNA中,也有双链线型和单链线型(如腺病毒。结合病毒)之分。
14.答:在核糖核酸中,含有四种核苷酸,即腺苷酸、鸟苷酸、胞苷酸、尿苷酸。在脱氧核糖核酸中,也含有四种,为脱氧腺苷酸、脱氧鸟苷酸、脱氧胞苷酸和脱氧胸苷酸。除此之外,还发现有其他一些稀有核苷酸存在,据不完全统计,约有70余种。其中RNA中存在69种,DNA中存在9种。这些成分含量很少,其中绝大部分是上述8种主要成分的衍生物,因此把它们叫做修饰成分(或稀有成分)。
核酸中的修饰成分,绝大部分存在于tRNA和噬菌体DNA中、有以下几种:
(1)修饰腺苷 在RNA中,发现有多种腺苷衍生物,它们是:①甲基化腺苷,如l-甲基腺苷 N6一甲基腺苷等;②侧链带氨基酸的腺苷,如N6一苏氨酸磷基腺苷;③侧链含异戊烯基的腺苷,N6-(Δ2一异戊烯基)腺苷;④侧链含硫的腺苷,如2一甲硫基腺苷⑤侧链脱氨的产物,如肌苷 (次黄嘌呤核苷)和l-甲基肌苷。
(2)修饰鸟苷 主要为甲基化鸟苷,如 l一甲基鸟苷、N2一甲基鸟苷、N2一二甲基鸟苷等。
(3)修饰胞苷 RNA中胞苷的衍生物种类较少,目前只发现6种。在胞嘧啶环上各个部位都可被侧链基团取代,如2一疏

代胞苷、3一甲基胞苷N4一甲基胞苷N4一乙酸胞苷等。
(4)修饰尿苷 尿苷衍生物的种类是修饰核苷中最多的,达20多种。修饰的侧链基团有甲基(如3一甲基尿苷)、羟基(5一羟基尿苷)、甲氧基(5一甲氧基尿苷)、羟甲基(5一羟甲基尿苷)、含硫的(4一硫代尿苷)、5,6位加氢的(5,6一二氢尿苷)等,还有一些更复杂的成分,这里就不谈了。在修饰尿苷中,有一种结构特殊的尿苷叫假尿苷,它的碱基与核糖的连接部位不是在N;位,而是以Q位与核糖的C’;连接,形成C-C键。
(5)2’-O一甲基核苷 RNA中含有少量的以D-2’-O一甲基核糖代替核糖的核苷,如2’-O一甲基腺苷2-O一甲基鸟苷、2’-O一甲基胞苷2’-O一甲基尿苷、2’-O一甲基胸苷。
DNA分子中的修饰核苷,除 N6一甲基脱氧腺苷和 5一甲基脱氧胞苷较为广泛分布外,其余修饰成分都在噬菌体DNA中发现。
以上谈到的修饰核苷,归纳起来可分为三大类:①由修饰碱基构成的核苷;②2’-O一甲基核糖构成的核苷;③由碱基与戊糖连接方式异常而构成的核苷(如假尿苷及其衍生物)。
15.答:在核苷酸环化酶的作用下,三磷酸核苷可以形成环化核苷酸。最常见的环化核苷酸有3’,5’一环腺苷酸(cAMP)、3’,5’一环鸟苷酸(cGMP)。它们分别由腺苷酸环化酶和鸟苷酸环化酶作用形成。 环化核苷酸广泛存在于动植物和微生物中,细胞中的含量虽然极微,但具有极重要的生理功能。cAMP可调节细胞内糖原和脂肪的分解代谢,蛋白质和核酸的生物合成,细胞膜上的物质运转,以及细胞的分泌作用。哺乳动物体内的激素很多是通过cAMP起作用的,因此,人们把激素称为第一信使,把cAMP称为第二信使。细胞内cAMP的含量的变化,除了受膜上的腺苷酸环化酶的活力影响外。还受到细胞内磷酸二酯酶活力的影响,后者可以分解cAMP为5’-AMP,失去生理效应。
cGMP也具有重要的生理作用,它能激活依赖cGMP的蛋白激酶来调节细胞内代谢,还能激活降解cAMP的磷酸二酯酶,以降低细胞内cAMP的含量。
16.答:核酸的组分种类繁多,各组分在核酸链中的排列又有特定的顺序性和方向性,因此为了书写简便,表达准确,必须用统一的缩写符号及书写方式表示,目前文献中常用的表示方法归纳如下:
(1)碱基 核酸中的碱基一般采用三字符号表示,即取碱基的英文名称前三个字表示,如腺嘌呤,英文名称为Adenine,缩写符号为Ade。鸟瞟岭Guanine,编写为Gua。胸腺嘌呤Thymine,缩写为 Thy。胞嘧啶Cytosine缩写为 Cyt。尿嘧啶Uracil,为 Ura。
(2)核苷 常用单字母符号表示,如腺苷用A表示,鸟苷,胸苷,胞苷,尿苷分

别用G,U,C,T表示。脱氧核苷则在符号前加上小写字母d,如脱氧腺苷用dA表示,其他的核苷为dG、dU、dC、dT。
对于由修饰碱基组成的核苷,均在A、G、C、U、dA、dG、dC、dT符号的左面以小写字母及其右上角数码表示其取代基团的性质、数目和位置。例如2-甲基腺苷表示为m2A,3一甲基胞苷表示为m3C,2一硫代尿苷为S2U,N6一甲基脱氧腺苷为如mdA。
如果在核苷符号右边有小写字母,则表示为糖环上的取代基团的性质,如2’-O—甲基腺苷,写成Am;2’-O一甲基胞苷,写成Cm;2’-O一甲基肌苷为Im。
(3)核苷酸 核苷单磷酸酯表示法:在核苷符号左下方注小写字母p时,为5’一磷酸酯;在右下方注小写字母 p时,为 3-磷酸酯,如 pA为 5’-腺苷酸,Cp为 3’一胞苷酸。
核苷多磷酸酯表示法:ppU表示 5’一尿苷二磷酸,ppA表示 5- 腺苷三磷酸,PPGPP表示鸟苷四磷酸,其中两个磷酸在5’位,另两个在3’位。
环化核苷酸表示法:2’,3’一环化核苷酸,一般用>P表示,如 U>P表示 2’,3’一环化尿苷酸。cNMP表示3’,5’一环化核苷酸,如 cAMP表示 3’,5’一环化腺苷酸,(xioo表示3’,5’一环化鸟苷酸。
(4)核苷酸链 书写核苷酸链时,一般把5’端写在左边,3’端写在右边,如5’PAPGPCPU3’,此链也可简写成 5’PAGCU3’。简写时,注意末端的磷 p不能省去。多核苷酸链也可用下式表示,如 5’pApGpCpU3可写成
17.答:核苷酸及其衍生物是一类极其重要的生物分子,其生理功能简要叙述如下:
(1)核苷酸是遗传信息的载体核酸(DNA、RNA)的组成成分。
(2)核苷酸是某些辅酶如NAD+、NADP+、FAD、CoASH的组成成分,参加细胞内的氧化还原反应和酰基转移反应。
(3)ATP、ADP是在生物能量代谢中(光合磷酸化、氧化磷酸化和底物水平的磷酸化)转运能量和暂时贮存能量的载体。
(4)ATP、ADP、AMP在细胞中的相对含量即能荷水平对生物的代谢起着极重要的调节作用(能荷调节)。能荷高时促进合成代谢,低时促进分解代谢。
(5)核甘酸及衍生物参与细胞内一些重要的生物合成反应,如GTP参与蛋白质合成,CDPG参与磷脂合成,ADPG、UDPG、GDPG、TDPG参与糖原、淀粉、纤维素、半纤维素、果胶等多糖的合成。
(6)ATP是提供能量促进膜上和维管束中物质主动运输的高能分子。
(7)cAMP及cGMP与激素调节、基因表达、细胞生殖与分化等方面有密切关系(见题解3—3)。
(8)多磷酸核苷酸对代谢也有重要的调节作用,如鸟苷五磷酸(ppGpp)和鸟苷五磷酸(ppGppp)参与细菌基因转录的调节作用。二腺苷多磷酸化合物(A5 ppppA)也是一种调节因子。在生长迅速和分裂期的细胞中

含量很高,具有诱导DNA合成起始的功能。
(9)某些核甘酸在医疗中也有重要作用,如ATP可作为能源药物用于心力衰竭急救。cAM P有调节心脏收缩的功能,用于心肌梗死。阿拉伯糖胞苷有抗DNA病毒作用,用于抗癌。5一氟环胞苷具有抗白血病功能,胞二磷胆碱可治疗肝硬化急性肝炎等。
18.答:在20世纪 50年代初,E.Chargaff等应用纸层析技术及紫外分光光度法,对各种生物的DNA分子的碱基组成进行了定量分析,总结出一些共同的规律,这些规律被人们称之为Chargaff定则。该定则要点如下:
(1)同一生物的所有器官和组织中的DNA的碱基组成是相同的,也就是说,在同一生物中,DNA的碱基组成没有器官和组织的特异性。
(2)不同生物的DNA的碱基组成是不相同的,具有种的特异性,这种差异可用“不对称比率”(A+T/G+C)表示。
(3)亲缘相近的生物中,其DNA碱基组成相似,即不对称比率相近似。
(4)在所有双链DNA中,腺嘌呤与胸腺嘧啶的含量(mol)相等,即A=T;鸟嘌呤与胞嘧啶(包括5一甲基胞嘧啶)的含量(mol)相等,即G=C;因此,嘌呤的总数与嘧啶总数也相等,即A+G=C+T,含氨基的碱基总数与含酮基的碱基总数同样相等,即A+C=G+T。
(5)年龄、营养状况、环境的改变不影响DNA的碱基组成。
(6)E.Chargaff等发现的DNA中的碱基组成规律(A=T,G=C),为DNA双螺旋结构模型的建立、为人们用DNA分子的碱基组成作为生物分类的指标,提供了重要的依据。
19.答:1979年A.Rich等人用 X射线衍射分析法分析人工合成的 DNA小片段晶体时,发现d(CGCGCG)是左旋的双螺旋结构。随后,S.Aront等人也在人工合成的约一千个GC碱基对的DNA链中观察到了左旋DNA,并发现左旋DNA不限于由G和C交替排列的DNA中,在其他嘌吟碱基和嘧啶碱基交替排列的DNA中也存在。
左旋DNA构型,虽然也是两条链反向平行的双螺旋,但与Watson和Crick的右手双.螺旋DNA构型( B型DNA)不同,其主要特点是:①两条多核苷酸链绕成一个左手螺旋;②糖磷酸骨架链的走向呈“Z字形”,因此,被称为Z-DNA;③分子外表只有一道沟槽(大沟消失,小沟加深);④碱基对在分子轴外侧,并构成分子的凸面;⑸DNA双螺旋比较细长。如图:
Z-DNA和B-DNA的主要区别列于表3-2中Z-DNA是否天然存在?科学家们认为,如果在天然DNA中存在有G-C交替序列时,Z-DNA也有可能存在。有人制得鼠和兔的抗Z-DNA抗体,使其于天然DNA作用,发现天然DNA中有的部分可以与Z-DNA的抗体相结合。 因此说明Z-DNA的确是DNA的一种存在形式,但不是主要形式。
20.答:1953年由 Wantson和 Crick两人提出的 DNA双螺旋结构模型主要特点如

下:
(1)DNA两条链走向相反,即一条为3’一5’走向,另一条为5'一3’走向,两条错成反向平行,并围绕一假想的中心轴呈右手螺旋盘绕。
(2)碱基在螺旋内侧,磷酸与脱氧核糖链在外侧,碱基平面和中心轴垂直,脱氧核糖平面则与中心轴平行。由于几何形状的限制。碱基对只能由嘌吟和嘧啶配对,即由A与T、G与C配对。
(3)双螺旋直径为2nm,相邻两对碱基间垂直距离为0.34nm,旋转角为36℃,每对碱基旋绕一周,为360度,每周螺距高度为3.4nm。
(4)由于碱基对排列的方向性。使得碱基占据的空间是不对称的,因此,在双螺旋的表面形成大小两个凹槽,分别称为大沟和小沟。
(5)两条链借碱基之间的氢键和碱基堆积力(即碱基之间的范德华力)牢固地连结起来,维持DNA双螺旋的三维结构。
DNA双螺旋结构示意图
该模型的建立对促进分子生物学及分子遗传学的发展具有划时代的意义。它对DNA本身的复制机制、对遗传信息的储存方式和遗传信息的表达、对生物遗传性的稳定性和变异性规律等的阐明,起了很重要的作用。
21.答:DNA的A型双螺旋结构和B型双螺旋结构是DNA分子的两种基本的双螺旋形式,都属于右手螺旋。Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型属于B型。B型双螺旋结构是指DNA钠盐在相对湿度为92%时所具有的结构状态。而A型双螺旋结构是DNA钠盐在相对湿度为75%时具有的结构状态,它们的区别列于表中。
DNA分子的双螺旋结构是很稳定的,这种
稳定的结构主要靠三种力维持。
(1)氢键 在DNA分子中,两条走向相反的互补链间可以形成大量的氢键,GC碱 基间形成三条,AT之间形成两条,氢键的强度虽比共价键弱,但比范德华力大,由于氢键量多,所以是维持双螺旋结构的三种力之一。
(2)碱基堆积力 这是维持DNA分子双螺旋结构稳定性的主要作用力。DNA分子的碱基都是由芳香环构成的,具有很强的疏水性质。碱基的有规律的堆积,使碱基之间发生缔合,形成了碱基堆积力,这种力是由芳香族碱基的。电子之间的相互作用而产生的。由于碱基层层堆积,在DNA分子内部形成了一个疏水核心区,也有助于氢键的形成。
(3)离子键 使DNA分子稳定的第三种力是磷酸残基上的负电荷与介质中阳离 子之间形成的离子键。在生理PH条件下DNA带有大量的负电荷,吸引着各种阳离子,如多胺、组蛋白、Na+、K+、Mg2+等,形成离子键,消除了自身各部位之间因负电荷而产生的斥力,增加了DNA分子的稳定性。
22.答:DNA双螺旋结构是DNA的二级结构,当双螺旋的链扭曲再次形成螺旋结构时,就称为DNA的三级结构。例如,某些病毒和细菌的环状双螺旋D

NA,可以作多次扭曲而形成“麻花状”的超螺旋结构,就是一种三级结构。另外,真核生物的线状双螺旋DNA分子,在核小体结构中的扭曲方式,也是一种三级结构。
核小体还可以组成更高层次的结构——染色质和染色体,这时,DNA分子也将进一步扭曲,因此在真核生物中,DNA的三级结构可以分成若干层次具有三级结构的DNA分子,与具有二级结构的DNA分子相比,在物理化学性质上均有所不同:
(二)熔解温度高 具三级结构的DNA分子,熔解温度比具有二级结构的高得多,例如具超螺旋的多瘤病毒DNA,熔点达140t,而当它的复制型双螺旋DNA存在时,熔点只有89摄氏度。
(2)分子结构紧密 由于分子结构紧密,因此,它的黏度比较低,浮力密度比较大,沉降速率也比较快。
以抗PH变化能力强 具三级结构的DNA,需用较高的PH才能将其超螺旋结构中的碱基对破坏。
23.答:真核mRNA的特点是:
(1)在 mRNA 5’端有一“帽子结构m7G(5')ppp(5')Nm…在帽子结构中,5'端的鸟嘌吟N-7被甲基化,形成7一甲基鸟苷(m7G),7一甲基鸟苷的核糖C-5’通过3个磷酸残基与相邻的2’-O一甲基核苷的C-5’连接。这个帽子结构在mRNA的翻译中可能有重要作用。
(2)在 mRNA链的 3'端,有一段多聚腺苷酸(PolyA)结构。不同的 mRNA的 polyA长度是不相同的,如兔珠蛋白mRNA有30~40个腺苷酸,鸡肌球蛋白重链mRNA170个腺苷酸,鼠免疫球蛋白的轻链mRNA有200个腺苷酸。
(3)mRNA一般为单顺反子,即一个mRNA只含一条肽链的信息,指导一条肽链的生物合成。
(4)mRNA的代谢很慢,即InRNA的代谢半衰期较长,如兔珠蛋白mRNA,可以存在几天。
RNA帽状结构的功能,目前知道的有如下两方面:①与蛋白质合成起始有关。现已证实,在许多病毒蛋白和真核细胞蛋白的生物合成中,rnRNA5’端如缺乏m7G时,则不能作为蛋白质合成的模板。具有帽状结构的mRNA比缺乏帽状的更容易与40s核糖体形成稳定的起始复合物,这说明帽状结构具有使40s核糖体识别rnRNA起始点的信号作用。②帽状结构增加了rnRNA的稳定性,因为它有抵抗核酸酶降解的作用。
24.答:细胞内tRNA的种类很多,目前已有70种以上的tRNA已经分离提纯,并测定了它们的碱基顺序。研究结果说明,各种tRNA的二、三级结构是相似的,它们的结构具有一些共同的特征。
(1)tRNA的分子质量在25lkDa左右,含70~90核苷酸,溶降系数在4S左右。
(2)分子中含有较多的稀有碱基(修饰碱基)
(3)tRNA分子的3’端都具有CCA结构。
(4)tRNA分子的5’端大多为PG…,有的为PC…。
(5)tRNA的二级结构呈三叶草型由氨基酸臂、二氢尿嘧啶环、反密码环、额外环和T/

Ψ环五部分构成。不同的tRNA分子具有大小不同的额外环,额外环由3~18个核苷酸组成,是tRNA分类的重要指标。
(6)RNA分子的三级结构呈倒写的L字母形状,L的一端是一CCA,另一端是反密码结构。
25.答:天然状态的DNA,在比较高的温度下(70~90℃)会发生变性,这时,氢键断裂,双螺旋解开为单链,并变成无规则的线团。在光学性质上则产生“增色效应”,即紫外吸收(260nm波长)值增高。这同结晶的熔化现象类似。DNA发生“熔解”的温定范围比较窄,只有几度。通常以增色效应达到最大值的一半时的温度叫DNA的熔解温度(或熔点),以符号Tm表示。DNA的Tm值的高低与下列因素有关。
一是GC的含量:在一定条件下,Tm高低由DNA分子中的GC含量所决定。GC含量高时,Tm值比较高,反之则低。这是因为GC之间的氢键较A-T多,解链时需要较多的能量之故。Tm值和GC的含量可用一个经验公式表示:
(G-C)=(Tm一69.3)X 2.44
在一定条件下(pH7.0,0.165mol/L NaCl中)Tm值与(G-C)%呈正比关系。因此,通过测定Tm值,可以推算出DNA分子中的碱基百分组成。
二是DNA所处的溶液条件:DNA溶液中离子强度低时,Tm较低,而且熔解温度范围较宽:离子强度高时,Tm较高,熔解温度范围较窄。因此,在表示某一来源DNA的Tm时,必须指出其测定条件。
26.答:DNA变性是指DNA分子中的氢键断裂,双螺旋解开,DNA分子由双螺旋结构转变成无规则线团的现象。引起DNA变性的因素很多,如温度、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。随着DNA分子变性的发生,许多理化性质也发生显著的变化,如:
(1)分子结构和形状 天然的DNA分子是具双螺旋结构的线型分子,或共价闭环超螺旋结构,变性后,发生分子解链,分子由双螺旋结构变成无规则的线团,生物学活性丧失。
(2)黏度 天然的线型DNA分子,其直径与长度之比可达1:107,它的水溶液具有很大的粘度。变性后,发生了螺旋一线团转变,黏度显著降低。
(3)浮力密度 如果把变性的DNA分子和天然的DNA分子放在氯化铯溶液(8.0mol/L)中,进行密度梯度离心(25 000r/min),可以看到DNA变性后其浮力密度大大增加。
(4)沉降系数S增加。
(5)紫外吸收DNA分子中,由于存在有嘌呤和嘧啶,所以在260nrn波长处具有强烈的紫外吸收。DNA变性后,碱基的有序堆积被破坏,碱基暴露出来,因此,紫外吸收值明显增加,产生所谓增色效应。
(6)比旋光值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]D=150o。当DNA分子变性时,比旋光值就大大下降。
27.

答:提取与纯化DNA时,最重要的问题就是要保持DNA分子的完整性。只有这样,才能对其进行结构与功能的研究,才能用它来进行分子重组。DNA分子是生物大分子,除小的病毒(5.1×103碱基对)外,一般分子都比较大。如细菌 DNA分子有 0.2×107碱基。对;高等植物有2.3×109碱基对;人有2.9×109碱基对。这样大的分子,很容易在提取和纯化过程中断裂成小片段。为了尽可能保持它的完整性,要注意如下一些问题:首先,要防止机械张力的剪切。在提取纯化过程中,不要作剧烈的振荡和搅拌,甚至在用滴管吸取时,稍不小心都可以使其断裂,因此,在提取纯化时,操作动作要缓和。第二,要防止提取液过酸或过碱。过酸或过碱的抽提液都可使DNA链断裂和变性.通常保持抽提液pH中性。


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