核酸化学
核酸化学
一、A型选择题
1、关于DNA的下列叙述，错误的是
A．DNA只存在于细胞核内
B.嘌呤碱基只与嘧啶碱基配对
C.双螺旋的螺距为3. 4nm，直径为2nm
D.主链由脱氧核糖与磷酸交替连接构成
E.是右手双螺旋结构，每个螺旋包含10bp
2、关于RNA的下列叙述，错误的是
A. mRNA传递遗传信息
B.细胞质中只有mRNA
C. rRNA可与蛋白质结合
D. tRNA 比mRNA和rRNA小
E.主要有mRNA、tRNA和rRNA三类
3. 核酸中含量相对恒定的元素是
A.氮
B.磷
C.氢
D.碳
E.氧
4.比较RNA和DNA的水解产物
A.碱基不同，戊糖不同
B.碱基不同，戊糖相同
C.碱基相同，戊糖不同
D.部分碱基不同，戊糖不同
E.部分部分碱基不同，戊糖相同
5、核酸中核苷酸之间的连接方式是
A.氢键
B.1',5'-糖苷键
C. 2',3’-磷酸酯键
D. 2',5’-磷酸二酯键
E. 3',5'-磷酸二酯键
6、构成多核苷酸主链的是
A.碱基
B.戊糖
C. 碱基和磷酸
D.碱基和戊糖
E.戊糖和磷酸
7、按照Chargaff规则，关于DNA碱基组成的下列叙述，正确的是
A. A+T=G+C
B. A与C的含量相等
C.不同生物体来源的DNA组成不同
D.生物体DNA的组成随年龄的治接有的变化而变化
E.同一生物体，不同组织的DNA碱基的组成不同
8、关于DNA碱基组成的下列叙述，正确的是
A. DNA分子中A和T含量不同
B.同一体不同组织的碱基组成不同
C.不同生物来源的DNA碱基组成不同
D.同一体在不同营养状态下碱基组成不同
E.同一个体在成年期与少儿期碱基组成不同
9、关于真核生物DNA的下列叙述，错误的是
A. A与T形成两个氢键
B. C与C形成三个氢键
C.嘌呤与嘧啶的含量相等
D.腺嘌呤与胸腺嘧啶含量相等
E.营养不良可改变DNA的组成
10、一个DNA中，若G所占的摩尔分数是32.8%，则A的摩尔分数应是( )
A. 15.6%
B. 17.2%
C. 32.8%
D. 65.6%
E. 67.2%
11、关于DNA双螺旋结构的下列叙述，正确的是( )
A. A+G与C+T的比值为1最的
B. A+T与G+C的比值为1
C.两条链的碱基间以共价键相连
D.一条链是左手螺旋，另一条链为右手螺旋
E.由两条完全相同的多核苷酸链绕同一中心轴盘旋而成
12、关于DNA双螺旋结构的下列叙述，不正确的是( )
A.螺距为3. 4nm
B. 每个螺旋包含10bp
C.两股链间存在碱基配对关系
D.两股脱氧核苷酸链呈反向平行
E. DNA形成的均是左手螺旋结构
13、关于DNA双螺旋结构的下列叙述，错误的是( )
A.两股链反向互补
B. 碱基对平面和螺旋轴垂直
C.碱基配对发生在嘌呤和嘧啶之间
D.疏水作用和氢键维持结构的稳定
E.脱氧核糖和磷酸位于双螺旋内部
14、维持DNA双链间碱基配对的化学键是( )
A.氢键
B.肽键
C.糖苷键
D.疏水作用
E.磷酸酯键
15、关于DNA双螺旋结构的下列叙述，不正确的是( )
A. 螺旋直径2nm
B. 两股核苷酸链呈反向平行
C. 为右手螺旋，每个螺旋含10bp
D. 两股链间有严格的碱基配对关系
E. 极性磷酸二酯键位于双螺旋内部
16、共价闭合环状DNA依双螺旋相反方向旋转形成( )
A.右手双螺旋
B. 右手负超螺旋
C. 右手正超螺旋
D.左手负超螺旋
E.左手正超螺旋
17、DNA双螺旋每旋转一周，沿轴上升的高度是
A.0.15nm
B.0.34nm
C.3.4nm
D.3.6nm
E.5.4nm
18、维持DNA双链间碱基配对的化学键是()
A.肽键
B.疏水作用
C. 氢键
D. 糖苷键
E. 磷酸二酯键
19、核小体组分不包括( )P. 65
A. H1
B.H3
C. H4
D. H2A
E. H2B
20、关于mRNA结构的下列叙述，正确的是
A.局部可形成双链结构
B. 3’端有甲基化鸟嘌呤尾结构
C.5'端有多聚腺苷酸帽子结构
D. 三个连续核苷酸组成一个反密码子
E.链的二级结构为单链卷曲和单链螺旋
21、关于核酸结构的下列叙述，错误的是( )
A. RNA可形成局部双螺旋结构
B. DNA双螺旋表面有一条大沟和一条小沟
C. 与DNA相比，RNA种类繁多，分子量较大
D. DNA双螺旋结构中碱基平面之间存在碱基堆积力
E. DNA碱基位于双螺旋内部，碱基对形成一种近似平面的结构
22、关于mRNA的下列叙述，错误的是( )
A.其功能是作为蛋白质合成的模板
B. 在细胞核内由RNA前体剪接而成
C.各种mRNA长短不同，相差很大
D.是各种RNA分子中半衰期最长的一类
E.真核生物mRNA有“帽子”和“多(A)尾”结构
23、关于tRNA的下列叙述，错误的是()
A. 3'端均为CCA
B.含稀有碱基较多
C.三级结构呈倒L形
D.有三叶草形二级结构
E.核苷酸序列中含有遗传密码
24、核酸的紫外吸收峰靠近(* )P.69
A 220nm B.230mm C.260nm D.280nm E.340nm
25、DNA变性时其结构变化表现为( )
A.磷酸二酯键断裂
B. N-C糖苷键断裂
C.碱基内C-C键断裂
D.戊糖内C-C键断裂
E.碱基对间的氢键断裂
二、X型选择题
1、mRNA的作用是( )
A.构成端粒酶
B.构成核糖体
C.构成道逆转录酶
D.指导蛋白质的合成
E.转录DNA中的信息
2、DNA中的常规碱基是( )
A. A
B. C
C. G C. T E.U
3、DNA与RNA碱基组成的区别是( )
A. A
B. C
C. G C. T E.U
4、核酸包括( )
A. DNA
B. RNA C、核苷酸 D. 多核苷酸 E.寡核苷酸
5、关于核酸的一级结构( )P.62
A.主链亲水，侧链疏水
B.核苷酸以3',5'-磷酸二酯键
C.主链由磷酸基与戊糖交替连接构成
D.主链有方向性，5'端为头，3'端为尾
E.常与带正电荷的蛋白质等以离子键结合
6、不同物种DNA的组成均存在下列关系
A. A=C
B. A=G
C. A=T
D. A+C=G+T
E. A+G=C+T
7、关于B-DNA二级结构的下列叙述，正确的是( )
A.是右手双螺旋结构
B.每个螺旋包含10bp
C.两股链间存在碱基配对关系
D. 两股脱氧核苷酸链呈反向平行
E.两股脱氧核苷酸链呈同向平行
8、tRNA的结构特征有( )
A.帽子
B.3'端CCA
C.氨基酸臂
D.反密码子
E. poly(A)尾
9、DNA变性导致( )
A.黏度降低
B.双链解链
C.双链解旋
D.沉降速度加快
E.紫外吸收增强
10、导致DNA变性的理化因素包括
A.酸
B.高温
C.尿素中
D.乙醇
E.甲酰胺
11、导致Tm高的因素有( )
A. 温度高
B. GC含量高
C. GU含量高
D.缓冲液浓度改变
E.溶液离子强度高
三、判断题
1.DNA是遗传物质，而RNA不是遗传物质。
2.DNA中A 与T的摩尔含量不同。
3.同一个体成年期与儿少期DNA组成不同。
4.同一个体在不同营养状况下DNA组成不同。
5.同一个体不同组织DNA组成不同。
6.不同生物来源的DNA组成不同。
7.如果DNA双螺旋结构中一股链中的一段序列是pCpTpGpGpGpC,那么与之互补另一股链的
序列应为pG-pApCpCpCpG。
8.DNA双螺旋分子的变性定义为紫外吸收的增强。
9.DNA样品的解链温度是指DNA变性一半时的温度。
10.双链DNA中GC含量越高，Tm值就越大。
四、填空题
1.水解核苷酸可以得到( )、( )和磷酸。
2.构成DNA的基本单位是( )，构成RNA的基本单位是( )。
3.酵母DNA按摩尔百分比计含有32.8%的T，则含A为( )%，含G为( )%。
4.在一股DNA中连接核苷酸的是( )键。在两股DNA间连接核苷酸的是( )键。
5.tRNA分子3'端的核苷酸序列是( ),5’端的碱基往往是( )苷酸。P.67
6.tRNA具有( )形的二级结构和( )形的三级结构。
7.在目前已经阐明的几类RNA中，( )RNA是核糖体的结构成分，而核糖体是( )
合成机器。
8.蛋白质和核酸均对紫外线有吸收。蛋白质的吸收峰波长靠近( ) nm;核酸的吸收峰
波长靠近( )nm。 P. 69
9.双链DNA变性时紫外吸收( )，这一现象称为 ( )。 P.70
10.一般来说，如果DNA中GC含量( )，则分子结构较稳定，解链温度Tm( ) P.70
五、名词解释
1.核酸变性
2.增色效应
3.减色效应
4.解链温度
六、简答题
1.简述DNA二级结构特点。
2.简述tRNA结构特点。
3.简述核酸变性的因素及变性后的改变有哪些。
4.
核酸的分子结构
核酸的分子结构 脱氧核糖核酸的结构 我们希望提出一种脱氧核糖核酸盐（DNA）的结构。这种结构具有新的特征，具有非常大的生物学意义。 核酸的结构已经由Pauling和Corey提出。他们在出版前友好地给我们提供了手稿。它们的模型由三条相互缠绕的链组成，磷酸盐在DNA链的轴附近，碱基在外侧。我们认为，这种结构令人不满意的原因有两个：（1）我们认为，给出做X射线衍射实验的材料是脱氧核糖核酸盐，而不是游离的核酸。没有酸性的氢原子，还不清楚什么力能使结构保持在一起，特别是靠近轴的带负电荷的磷酸盐会相互排斥。（2）一些范德华距离似乎太小。 另一个三链结构也被Fraser提出（研究成果正在印刷）。在他的模型中，磷酸盐在外面，碱基在内部，通过氢键连接在一起。所描述的这种结构是很不清楚的，因此我们将不予置评。 我们希望对脱氧核糖酸的盐提出一种完全不同的结构。这种结构有两个螺旋DNA链，绕同一个轴盘旋（见图）。我们作出了通常的化学假设，也就是说，每个链由β-D-脱氧核糖核糖残基在3’，5’处连接磷酸二酯基组成。这两个链（除了碱基部分）两两配对并垂直于中轴。两条链都遵循右手螺旋规则，但是由于两两配对，两条链中的原子序列方向相反。每个链条都与Furberg的第一个模型大致相似，即碱基位于螺旋的内部，磷酸盐位于外部。糖及其附近的原子的构型接近于Furberg的“标准构型”，糖大致垂直于连接的碱基。在Z轴方向上每3.4 A有一个残基。我们假定同一链中相邻残基之间的夹角为36°，则每条链上每10个残基，即在34A之后，出现重复结构。磷原子与纤维轴的距离是10A。由于磷酸盐在外面，阳离子很容易接近它们。 该结构是值得商榷的，它的水含量较高。在水含量较低的情况下，我们预测碱基会倾斜，从而使结构变得更紧凑。该结构的新颖特征是两条链通过嘌呤和嘧啶碱基保持在一起。碱基平面垂直于中轴。它们成对地连接在一起，一个链的单个碱基与另一个链的单个碱基通过氢键结合，因此两个碱基以相同的z坐标并排排列。为了有效结合，碱基对中的一个必须是嘌呤，另一个必须是嘧啶。氢键的形成如下：嘌呤位置1对应嘧啶位置1；嘌呤位置6对应嘧啶位置6。 如果假设碱基只以最合理的互变异构形式出现(即酮式而非烯醇式)，则发现只有特定的碱基对才能结合在一起。这些碱基对是：腺嘌呤与胸腺嘧啶，鸟嘌呤与胞嘧啶。 换句话说，如果碱基对中的其中一个碱基是腺嘌呤，根据这些假设，另一个必须是胸腺嘧啶，鸟嘌呤和胞嘧啶也是如此。单链上的碱基序列不受任何限制。然而，如果仅能形成特定的碱基对，则如果给定一个链上的碱基序列，则自动确定另一个链上的碱基序列。 实验发现，在DNA中，腺嘌呤与胸腺嘧啶的比例以及鸟嘌呤与胞嘧啶的比例总是非常接近统一。 用核糖代替脱氧核糖来构建这种结构是不可能的，因为额外的氧原子会使范德华距离太近。 以前公布的脱氧核糖核酸的X射线数据不足以对我们的结构进行严格的测试。据我们所知，它与实验数据大致相符，但必须把它看作未经证实的假设，直到用更精确的实验结果进行检验。其中一些在下面的通信中给出。当我们设计我们的结构时，我们并不知道下面给出的实验结果的细节。我们的理论主要基于我们的思考，并不完全依赖于公布的实验数据和立体化学理论。 我们注意到，我们假设出特定碱基配对，这种规则立即揭示了遗传物质的一种可能的复制机制。
核酸化学
1.4.3 第三章核酸化学 第三章核酸化学 学习目标 知识目标 （1）阐述核酸的元素组成、组成成分及组成单位。 （2）描述DNA、mRNA、tRNA和rRNA的结构特点。 （3）阐述核酸的变性、复性、杂交等基本概念，并列举其应用。 （4）了解核酸的性质、体内重要的游离核苷酸及其衍生物的功能。 （5）概括核酸提取的有关原理和注意事项。 能力目标 （1）至少会用一种方法完成核酸的含量测定。 （2）具备核酸类药物在使用、储存和运输中的基本技能。 核酸是生物体的基本组成物质，是重要的生物大分子，从高等的动物、植物到简单的病毒都含有核酸。核酸是遗传信息的载体。 1869年，年轻的瑞士科学家Miescher从脓细胞核中分离出一种含有C、H、O、N和P的物质，当时称为核素。因发现核素显酸性，后又改称为核酸，意即来自细胞核的酸性物质。随后，Hoppe－Seyler从酵母中分离出一种类似的物质，即现在的RNA。自那之后，核酸研究并非非常顺利。直到1909年，美国生物化学家Owen发现核酸中的糖分子是由5个碳原子组成的核糖。1930年，他又发现Miescher在绷带上发现的核酸中的糖分子比
Hoppe－Seyler发现的“酵母核酸”中的糖分子少了1个氧原子，因此将这种糖分子称为脱氧核糖，含两种不同糖分子的核酸分别称为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。1934年，Owen将核酸水解，证明核酸的基本组成单位是核苷酸。同时，在这一时期还证明了核苷酸是由碱基、戊糖和磷酸组成。20世纪50年代初，Chargaff发现DNA的嘌呤和嘧啶组成有其特殊规律。1953年，Watson和Crick提出了DNA的双螺旋结构模型。从此，核酸的研究经历了基因克隆、人类3×109个碱基对（base pair，bp）的基因测序，开始进入基因组学研究阶段。 1.4.3.1 第一节核酸的化学组成 第一节核酸的化学组成 一、核酸的元素组成 组成核酸的元素有C、H、O、N、P 5种，其中磷的含量在各种核酸中变化范围不大，平均含磷量为9%～10%。因而，可通过测定生物样品中磷的含量来计算样品中核酸含量。 二、核酸的基本组成单位——核苷酸 核酸在核酸酶的作用下水解为核苷酸，因此核酸的基本组成单位是核苷酸。为区别多、寡核苷酸，故将核苷酸也称为单核苷酸。核苷酸完全水解可释放出等摩尔量的碱基、戊糖和磷酸。 知识链接 核苷酸的利用
核酸的分子结构
詹姆斯·沃森《双螺旋——发现DNA结构的故事》 克沃森和克里克:核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的结构 1953年4月25日 我们希望能提出一种脱氧核糖核酸的结构，该结构新颖而且具有相当可观的生物意义。 Pauling and Corey已经提出了一种核酸结构。他们曾非常好心地在出版前将他们的手稿借给我们阅读。他们的模型由三条多核苷酸链以类似纤维轴的形式包裹磷酸，并碱基挂着外面。我们认为这种结构不够完善，原因有二，第一，我们相信，这种分子的X射线衍射分析说明DNA是一种盐而不是游离酸，没有酸性氢原子存在，到底是什么力使他们结合在一起的我们还不清楚，特别是轴中心带负电的磷酸会相互排斥；第二，有些范德华力距离似乎太小了。 Fraser提出了另一种三链结构。在他的结构中，磷酸包裹在外而碱基嵌在里面，内外以氢键连接。这种结构并没有明确的描述，因此，我们对它不进行评论。 我们提出的是一种全新的脱氧核糖核酸盐结构。这种结构中，两条链围绕一条轴心螺旋缠绕（如图）。我们已经建立了基本化学假设模型，每个β-D-2-脱氧核糖以3',5'-磷酸二酯键相连成链，两条链关于纤维轴对称垂直，并且都是右手螺旋。由于旋转对称性，两条链的原子顺序方向相反。每条链在自由情况下都类似于Furberg的1号模型，也就是，碱基在内而磷酸在外，脱氧核糖在分子中的结构接近于Furberg的“标准模型”，脱氧核糖大致垂直于相连的碱基。每条链在z轴方向每隔3.4埃有一个核苷酸，我们假定同一条链中相邻核苷酸之间夹角36度，因此，一条链每10个核苷酸，即每34埃出现一次螺旋重复。纤维轴距磷酸分子的距离是10埃。因为磷酸暴露在外，阳离子易于接近。 这种结构是开放的，其中水含量相当高。如果水分含量降低，碱基倾斜，我们有希望得到一个更紧密稳定的结构。 该结构的新特点是在其中的两条链分别由嘌呤和嘧啶碱基连在一起。相连的碱基对垂直于纤维轴，碱基配凑成对，一条链上的碱基以氢键与另一条链上的碱基相连，两条链沿共同的z轴方向相连。为了形成氢键，碱基对中必须一个是嘌呤，另一个是嘧啶。在碱基上形成氢键的位置：嘌呤的1位对嘧啶的1位；嘌呤的6位对嘧啶的6位。 如果假设碱基只以结构上最合理的互变异构（即酮式而非烯醇式构型）配对，可以发现，只有特定的碱基对存在。即是：腺嘌呤（嘌呤）与胸腺嘧啶（嘧啶），鸟嘌呤（嘌呤）与胞嘧啶（嘧啶）。 换句话说，如果一个碱基对中发现有一个腺嘌呤，在另一条链的碱基上则必然是胸腺嘧啶，鸟嘌呤和胞嘧啶同样如此。单链上的碱基序列没有受到任何限制。但是，如果特定的碱基能够被确定，则一条链上的碱基序列就能确定，接着与之配对的另一条链的碱基序列就能确定。 据实验发现，腺嘌呤对胸腺嘧啶的比例，鸟嘌呤对胞嘧啶的比例，总是非常接近脱氧核糖核酸。 对于脱氧核糖核酸，是不大可能建立起这样的结构的，因为游离氧原子会接近到范德华力的作用范围内。
第三章核酸的化学及结构习题
第三章核酸的化学及结构 一、名词解释 1.DNA的变性：DNA变性是指核酸双螺旋碱基对的氢键断裂，双链变成单链， 从而使核酸的天然构象和性质发生改变。变性时维持双螺旋稳定性的氢键断裂，碱基间的堆积力遭到破坏，但不涉及到其一级结构的改变； 2.DNA复性：变性DNA在适当条件下，使彼此分离的两条链重新由氢键链接而 形成双螺旋结构的过程； 3.分子杂交：将不同来源的DNA经热变性、冷群，使其复性，在复性时，如这 些异源DNA之间在某些区域有相同的序列，则形成杂交DNA分子； 4.增色效应：天然DNA在发生变性时，氢键断裂，双键发生解离，碱基外露， 共轭双键更充分暴露，变性DNA在260nm的紫外吸收值显著增加的现象；& 5.减色效应：在一定条件下，变性核酸可以复性，此时紫外吸收值又回复至原 来水平的现象； 6.回文结构：在真核细胞DNA分子中，脱氧核苷酸的排列在DNA的两条链中 顺读与倒读序列是一样的（即脱氧核苷酸排列顺序相同），脱氧核苷酸以一个假想的轴成为180°旋转对称（即使轴旋转180°两部分结构完全重叠起来）的结构； 7.T m：DNA热变性的过程不是一种“渐变”，而是一种“跃变”过程，即变性 作用不是随温度的升高缓慢发生，而是在一个很狭窄的临界温度范围内突然引起并很快完成，就像固体的结晶物质在其熔点时突然熔化一样。通常把DNA
在热变性过程中紫外吸收度达到最大值的1/2时的温度称为“熔点”或熔解温度（melting temperature）,用符号T m表示； 8.Chargaff定律：不同生物种属的DNA碱基组成不同，同一个体不同器官、不 同组织的DNA具有相同的碱基组成，含氨基的碱基（腺嘌呤和胞嘧啶）总数等于含酮基的碱基（鸟嘌呤和胸腺嘧啶）总数，即A+C=T+G；嘌呤的总数等于嘧啶的总数，即A+G=C+T； 9. 碱基配对：腺嘌呤与胸腺嘧啶成对，鸟嘌呤与胞嘧啶成对，A和T之间形成两个氢键，C和G之间形成三个氢键； ~ 10. 内含子：基因的插入序列或基因内的非蛋白质编码； 11. 正超螺旋：盘绕方向与双螺旋方向相同，此种结构使分子内部张力加大，旋得更紧； 12. 负超螺旋：盘绕方向与双螺旋方向相反，使二级结构处于疏松状态，分子内部张力减小，利于DNA复制、转录和基因重组； 13. siRNA：（small interfering RNA干扰小RNA）是含有21~22个单核苷酸长度的双链RNA，通常人工合成的siRNA是碱基对数量为22个左右的双链RNA； 14. miRNA：(microRNA,) 是一类含19~25单核苷酸的单链RNA，在3’端有1~2个碱基长度变化，广泛存于真核生物中，不编码任何蛋白，本身不具有开放阅读框架，具有保守型、时序性和组织特异性； <
生物化学3-核酸作业参考答案
Chapter 4 Nucleic acids 专业________ 学号_________ 姓名________ 成绩________ 一、填空题（20分，每空0.5分） 1. 核酸可分为和两大类，前者主要存在于真核细胞的和原核细胞的部位，后者主要存在细胞的部位。(DNA,RNA,细胞核,拟核区，细胞质) 2. 构成核酸的基本单位是，由，和连接而成。(核苷酸， 碱基，戊糖，磷酸) 3. 在各种RNA中，含量最多，含稀有碱基最多，半寿期最短。 (rRNA,tRNA,mRNA) 4. 维持DNA的双螺旋结构稳定的作用力有，，。(碱基堆积力，氢 键，离子键) 5. 组成DNA的两条多核苷酸链是的，两链的碱基序列，其中与 配对，形成两对氢键，与配对，形成三对氢键。（反向平行，互补配对，A,T，C,G） 6. 当温度逐渐升高到一定的高度时，DNA双链，称为。当“退火”时，DNA的 两条链，称为。（打开，变性，重新配对，复性） 7. 核酸在复性后260nm波长的紫外吸收，这种现象称为效应。（变性， 减小，减色） 8. tRNA的二级结构呈形，三级结构的形状象。（三叶草。倒“L”） 9. 富含的DNA比富含的DNA具有更高的溶解温度。（GC，AT） 10.DNA的双螺旋结构模型是和于1953年提出的。（Watson，Crick） 11.DNA的T m值大小与三个因素有关，它们是，，。（GC对， DNA均一性，溶液离子强度） 12.PCR是通过、和三个步骤循环进行DNA扩增的。（变性， 退火，延伸） 二、选择题（20分） 1. 细胞内游离核苷酸分子的磷酸基团通常连接在糖的什么位置上？（）a a. C5’ b. C3’ c. C2’ d. C1’ 2. 关于双链DNA碱基含量的关系哪个是错误的？( )b a. A=T b. A+T=G+C c. C=G d. A+G=C+T 3. 下列关于DNA的叙述哪项是错误的？( )b a. 两条链反向平行 b. 所有生物中DNA均为双链结构 c. 自然界存在3股螺旋DNA d. 分子中稀有碱基很少 4. Southern印记法是利用DNA与下列何种物质之间进行分子杂交的原理？（）d a. RNA b. 蛋白质 c. 氨基酸 d. DNA 5. RNA分子中常见的结构成分是（）b a. AMP、CMP和脱氧核糖 b. GMP、UMP和核糖 c. TMP、AMP和核糖 d. UMP、CMP和脱氧核糖 6. 热变性的DNA（）a
核酸的分子结构
核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的结构 沃森和克里克 1953年4月25日 我们拟提出脱氧核糖核酸（DNA）盐的一种结构。这种结构的新特点具有重要的生物学意义。 鲍林和考瑞曾提出过一个核酸结构。在发表这一结构之前，他们将手稿送给我们一阅。他们的模型由含接近纤维轴的磷酸及在外周碱基的三条双链组成。我们觉得这样的结构是不够满意的，其理由有二：（1）我们认为进行过X射线衍射分析的样品是DNA的盐而不是游离的酸。没有酸性氢原子，接近轴心并带负电的磷酸会相互排斥。在这样的条件下，究竟是什么力量把这种结构维系在一起，尚不清楚。（2）范德瓦尔力距似显太小。 弗雷泽曾提出过另外一种三条多核苷酸链的结构（将出版）。在他的模型中，磷酸在外边，碱基在内部，并由氢键维系着。他描述的这种结构也不够完善，因此，我们将不予评论。 我们拟提出一个完全不同的脱氧核糖核酸盐的结构。该结构具有绕同一轴心旋转的两条螺旋链（见图）。根据化学常识我们假定，每条链包括联结β-D-脱氧呋喃核糖的3',5'磷酸二酯键。两条链（不是它们的碱基）与纤维轴旋转对称垂直，并呈右手螺旋。由于旋转对称性，两条链的原子顺序方向相反。每条链都与弗尔伯格的第一号模型粗略地相似；即碱基在螺旋内部，磷酸在外边。糖的构型及其附近的原子与弗尔伯格“标准构型”相似，即糖和与其相联的碱基大致相垂直。每条链在z向每隔3.4埃有一个核苷酸。我们假定，同一条链中相邻核苷酸之间呈36度角，因此，一条链每10个核苷酸，即34埃出现一次螺旋重复。磷原子与纤维轴之间的距离为10埃。因为磷酸基团在螺旋的外部，正离子则易于接近它们。 这个结构模型仍然有值得商榷之处，其含水量偏高，在含水量偏低的情况下，碱基倾斜，DNA的结构会更加紧凑些。 这个结构的一个新特点就是通过嘌呤和嘧啶碱基将两条链联系在一起。碱基平面与纤维轴垂直。一条链的碱基与另一条链的碱基通过氢键联系起来形成碱基对。两条链肩并肩地沿共同的之向联系在一起。为了形成氢键，碱基对中必须一个是嘌呤，另一个是嘧啶。在碱基上形成氢键的位置为嘌呤的1位对嘧啶的1位；嘌呤的6位对嘧啶的6位。 假定核酸结构中碱基仅以通常的互变异构形成（即酮式而非醇式构型）出现，则只能形成专一的碱基对。这些专一碱基对为：腺嘌呤（嘌呤）和胸腺嘧啶（嘧啶），鸟嘌呤（嘌呤）和胞嘧啶（嘧啶）。 换言之。按照这种假设，如果一个碱基对中有一个腺嘌呤，在另一条链上则必然是胸腺嘧啶。同样地，一条链上是鸟嘌呤，另一条链上必是胞嘧啶。多核苷酸链的碱基顺序不受任何限制。因此，如果仅仅存在专一碱基对的话，那么，知道了一条链的碱基顺序，则另一条链的碱基顺序自然也就决定了。 以前发表的关于脱氧核糖核酸的X射线资料，不足以严格验证我们提出的这种结构。至今，我们只能说它与实验资料粗略地相符合，但在没有用更加精确的结果检验以前，还不能说它已经得到了证明。在本文后面发表的一篇短文提供了一些精确的数据。但是，我们在搞出这个DNA结构以前，并不知道该文报告的详细结果。这个结构模型虽然不是完全地，但主要地是根据已发表的资料和立体化学原则建造起来的。
核酸化学2
教案 20010～2011学年第二学期 课程名称生物化学 院（部）医学院 教研室(实验室) 生物化学与分子生物学 授课班级09级药学理论 主讲教师刘广超 职称教授 使用教材《生物化学》（6版）吴梧桐主编人民卫生出版社 生物化学实验指导》石渊渊主编河南大学出版社 河南大学教务处制 二○○八年二月
教学过程
四 DNA与基因组织 一、DNA与基因 基因是一段含有特定遗传信息的核苷酸序列,是遗传物质的最小功能单位。 基因分为结构基因和调节基因 结构基因（structural gene）：有实际表达产物, 为特定的RNA和多肽编码的基因 调节基因或调节顺序（regulatory sequence）：DNA分子中只起调节功能的非转录和非翻译序列 ●基因组(genome): 某生物体所含全部基因的总和 ●基因组学（genomics）：研究生物体的基因组的 大小、组织和基因组成的学科 ★可见：基因是实体, 其物质基础是DNA(或RNA); 基因是遗传信息传递和性状分化发育的依据；基因(类型)是可分的。 二、原核生物基因组的特点 1. 除调节序列和信号序列外, DNA的大部分为结构基因，每个基因出现频率低。 2. 功能相关的基因常串联在一起, 并转录在同一mRNA中（多顺反子）。 3. 有基因重叠现象。 三、真核生物基因组的特点 1. DNA分子中有重复序列 单拷贝序列：在整个DNA中只出现一次或少数几次， 主要为编码蛋白质的结构基因。 中度重复序列：在DNA中可重复几十次到几千次。 高度重复序列：或称简单序列DNA，可重复几百万次 高度重复序列一般富含A-T对或G-C对。富含A-T对的在密度梯度离心时在离心管中形成的区带比主体DNA更靠近管口，富含G-C对的更靠近管底，故称为卫星DNA（satellite DNA） 2. 有断裂基因（split gene）由于基因中内含子的存在 内含子（intron)：基因中不为多肽编码，不在mRNA中出现的居间序列。 外显子（exons）：为多肽编码的基因片段。 内含子(intron)指大多数真核结构基因中的居间序列(intervening sequence)或不编码序列。它们可以转录，但在基因转录后，由这些居间序列转录的部分经加工被从初级转录本中准确除去，才产生有功能的RNA。 内含子常比外显子长，且占基因的更大比例。真核基因所含内含子的数目、位置和长度不尽相同，如鸡卵清蛋白基因的外显子被7个内含子隔开(图)，鸡卵伴清蛋白基因有17个内含子，α-珠蛋白基因有2个内含子，胶原蛋白基因含50多个内含子等。 例外：组蛋白基因(histongene)和干扰素基因(interferon gene)无内含子。 内含子的功能－－－－ ●可能含有调节信号，调控基因的表达； ●将基因分割成“可交换的单位”，有利于重新组合出新的基因 五RNA的结构与功能 ——RNA分子是含短的不完全的螺旋区的多核苷酸链。 一、RNA的结构 （一）RNA分子主要碱基：A、U、G、C （二）连接方式：3′,5′－磷酸二酯键 （三）单链:自身回折,局部双螺旋(与A-型DNA 结构相似) （有些病毒为双链RNA） （四）RNA的高级结构特点
核酸化学习题及问题详解
核酸化学 (一)名词解释 1．单核苷酸(mononucleotide) 2．磷酸二酯键（phosphodiester bonds） 3．不对称比率（dissymmetry ratio） 4．碱基互补规律(complementary base pairing) 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（hyper chromic effect） 10．减色效应（hypo chromic effect） 11．发夹结构（hairpin structure） 12．DNA的熔解温度（melting temperature T m） 13．分子杂交（molecular hybridization） 14．环化核苷酸(cyclic nucleotide) （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___，T m（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。
核酸的化学
第二章核酸的结构与功能 第一节核酸的概念和化学组成 一、核酸的发现及研究进展 1、最早1868年，瑞士科学家Miescher从绷带脓细胞中发现含磷2.5%的化合物，称为核素。 2、1881年，Altmann从小牛胸腺、酵母中得到，它不含Pro，命名为核酸。 3、1914年，把小牛胸腺中得到的核酸称胸腺核酸（动物核酸），把从酵母中分离得到的核酸称酵母核酸(植物核酸)。 又根据戊糖分为脱氧核糖核酸——DNA和核糖核酸——RNA 4、1944年，Avery研究肺炎球菌转化实验，证明DNA是遗传物质的结论。 最初是1928年，Gniffith以肺炎球菌作为转化的材料。 肺炎球菌光滑型（S型）：菌落光滑、有荚膜、有毒性。 粗糙型（R型）：菌落粗糙、无荚膜、无毒性。 活体转化，四组实验： ①活S型菌—→Rat—→die ②活R型菌—→Rat—→live ③加热杀死的S型菌—→Rat—→live ④加热杀死的S型菌—→Rat—→die 活R型菌 说明R型菌可以转化为活S型菌，加热杀死的S型菌中有一种物
质可使活R型菌转化为S型菌。 1944年美国科学家Avery做了大量实验确定这种物质是DNA （转化因子）。 5、1953年，沃森和克里克提出DNA的双螺旋模型结构，不但阐明了DNA结构，而且对DNA的复制、遗传物质的传递、都作了重要的说明。 6、20世纪70年代，DNA重组技术应用——基因工程诞生。 7、2000~2002年人类基因组计划完成。 二、核酸的概念和重要性 核酸是由核苷酸组成的具有复杂三维结构的大分子物质，包括DNA和RNA。DNA主要分布在细胞核中；RNA分布在细胞质和细胞核中，主要有三种信使RNA（mRNA）、核蛋白体（rRNA）、转运（tRNA）。真核生物中还有HnRNA和SnRNA，HnRNA是mRNA 的前体，SnRNA参与RNA的修饰加工等。DNA是遗传的物质基础。（一）核酸是遗传物质 细胞核内DNA含量恒定，不受外界环境的影响。生物遗传特征的延续和生物进化都由基因所决定的。基因是具有遗传效应的DNA 片段。 （二）核酸参与蛋白质的生物合成 mRNA是蛋白质合成材料，rRNA是核糖体的成分。 三、核酸在医药上的应用 1、RNA：来源与微生物发酵，动物内脏，可用于改善精神迟缓，
第八章 核酸的化学结构
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
核酸的化学组成与基本单位
核酸的化学组成与基本单位核酸经水解可得到很多核苷酸，因此核苷酸是核酸的基本单位。核酸就是由很多单核苷酸聚合形成的多聚核苷酸。核苷酸可被水解产生核苷和磷酸，核苷还可再进一步水解，产生戊糖和含氮碱基（图15－1）。 核苷酸中的碱基均为含氮杂环化合物，它们分别属于嘌呤衍生物和嘧啶衍生物。核苷酸中的嘌呤碱（purine）主要是鸟嘌呤（guanine，G）和腺嘌呤（adenine，A），嘧啶碱（pyrimidine）主要是胞嘧啶（cytosine，C）、尿嘧啶（uracil，U）和胸腺嘧啶（thymine，T）。DNA和RNA都含有鸟嘌呤（G）、腺嘌呤（A）和胞嘧啶（C）；胸腺嘧啶（T）一般而言只存在于DNA中，不存在于RNA中；而尿嘧啶（U）只存在于RNA中，不存在于DNA中。它们的化学结构请参见图示。 核酸中五种碱基中的酮基和氨基，均位于碱基环中氮原子的邻位，可以发生酮式一烯醇式或氨基 亚氨基之间的结构互变。这种互变异构在基因的突变和生物的进化中具有重要作用。 有些核酸中还含有修饰碱基（modified component），（或稀有碱基，unusual com ponent），这些碱基大多是在上述嘌呤或嘧啶碱的不同部位甲基化（methylation）或进行其它的化学修饰而形成的衍生物。一般这些碱基在核酸中的含量稀少，在各种类型核酸中的分布也
不均一。DNA中的修饰碱基主要见于噬菌体DNA，如5-甲基胞嘧啶（m5C），5-羟甲基胞嘧啶hm5C；RNA中以tRNA含修饰碱基最多，如1-甲基腺嘌呤（m1A），2，2一二甲基鸟嘌呤（m22G）和5，6-二氢尿嘧啶（DHU）等。 嘌呤和嘧啶环中含有共轭双键，对260nm左右波长的紫外光有较强的吸收。碱基的这一特性常被用来对碱基、核苷、核苷酸和核酸进行定性和定量分析。 核酸中的戊糖有核糖（ribose）和脱氧核糖（deoxyribose）两种，分别存在于核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸中。为了与碱基标号相区别，通常将戊糖的C原子编号都加上“′”，如C1′表示糖的第一位碳原子。 戊糖与嘧啶或嘌呤碱以糖苷键连接就称为核苷，通常是戊糖的C1′与嘧啶碱的N1或嘌呤碱的N9相连接。 核苷中戊糖的羟基与磷酸以磷酸酯键连接而成为核苷酸。生物体内的核苷酸大多数是核糖或脱氧核糖的C5′上羟基被磷酸酯化，形成5′核苷酸。核苷酸在5′进一步磷酸化即生成二磷酸核苷和三磷酸核苷。以核糖腺苷酸为例，除AMP外，还有二磷酸腺苷（ADP，adenosine 5′－diphosphate）和三磷酸腺苷（ATP，adenosine 5′-triphosphate）两种形式。核苷酸的二磷酸酯和三磷酸酯多为核苷酸有关代谢的中间产物或者酶活性和代谢的调节物质，以及作为核苷酸有关代谢的中间产
核酸化学习题及答案
核酸化学 (一)名词解释 1.单核苷酸(mononucleotide) 2.磷酸二酯键(phosphodiester bonds) 3.不对称比率(dissymmetry ratio) 4.碱基互补规律(complementary base pairing) 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(hyper chromic effect) 10.减色效应(hypo chromic effect) 11.发夹结构(hairpin structure) 12.DNA的熔解温度(melting temperature T m) 13.分子杂交(molecular hybridization) 14.环化核苷酸(cyclic nucleotide) (二)填空题 1.DNA双螺旋结构模型就是_________于____年提出的。 2.核酸的基本结构单位就是_____。 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.碱基与戊糖间就是C-C连接的就是______核苷。 8.DNA中的____嘧啶碱与RNA中的_____嘧啶碱的氢键结合性质就是相似的。 9.DNA中的____嘧啶碱与RNA中的_____嘧啶碱的氢键结合性质就是相似的。 10.DNA双螺旋的两股链的顺序就是______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,每对碱基的转角就是___。 13.在DNA分子中,一般来说G-C含量高时,比重___,T m(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____,它就是以_____为模板合成的,又就是 _______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就是_____,其次,大量存在于DNA分子中的弱作用 力如_____,______与_____也起一定作用。 25.tRNA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___其功能就是 ___。
2.1 核酸的化学组成
2.1 核酸的化学组成 目录 核酸(nucleic acid) 是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信息。
核酸的分类及分布 存在于细胞核和线粒体、叶绿体、 质粒 分布于细胞核、细胞质、线粒体、叶绿体(deoxyribonucleic acid, DNA)(ribonucleic acid, RNA)脱氧核糖核酸核糖核酸携带遗传信息，并通过复制传递给下一代。 是DNA 转录的产物，参与遗传信 息的复制与表达。某些病毒RNA 也可作为遗传信息的载体 第一节 核酸的化学组成以及一级结构The Chemical Component and Primary Structure of Nucleic Acid
目录 核酸的元素组成： C 、H 、O 、N 、P （9~10%）目录 核酸(DNA 和RNA ) 核苷酸 核苷和脱氧核苷 磷酸戊糖碱基 嘌呤嘧啶 核糖脱氧核糖 核酸组成 DNA 的组成单位是脱氧核糖核苷酸（deoxyribonucleotide ）RNA 的组成单位是核糖核苷酸（ribonucleotide ）。
?分子组成 碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱 戊糖(ribose)：核糖，脱氧核糖 磷酸(phosphate) 一、核苷酸是构成核酸的基本组成单位目录 碱基(base)是含氮的杂环化合物。 碱基嘌呤嘧啶腺嘌呤 鸟嘌呤尿嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶 存在于DNA 和RNA 中 仅存在于RNA 中 仅存在于DNA 中 ?碱基
嘌呤(purine ，Pu) N N NH N 1234 56789N N NH N NH 2 腺嘌呤(adenine, A) N NH NH N NH 2 O 鸟嘌呤(guanine, G)N NH 132 456嘧啶(pyrimidine ，Py)胞嘧啶(cytosine, C)N NH NH 2O 尿嘧啶(uracil, U) NH NH O O 胸腺嘧啶(thymine, T) NH NH O O C H 3
核酸化学习题
核酸的化学 一、是非题 1．嘌呤碱分子中含有嘧啶碱结构。 2．核苷由碱基和核糖以C—N糖苷键相连。 3．核苷酸是由核苷与磷酸脱水缩合而成，所以说核苷酸是核苷的磷酸酯。 4．核苷酸的碱基和糖相连的糖苷键是C—O型。 5．核糖与脱氧核糖的差别是糖环的2’位有无羟基。 6．核苷酸的等电点的大小取决于核糖上的羟基与磷酸基的解离。 7．在DNA双链之间，碱基配对A-T形成两对氢键，C-G形成三对氢键，若胸腺嘧啶C－2位的羰基上的氧原于质子化形成OH，A －T之间也可形成三对氢键。 8．任何一条DNA片段中，碱基的含量都是A=T，C=G。 9．DNA碱基摩尔比规律仅适令于双链而不适合于单链。 10．用二苯胺法测定DNA含量必须用同源的DNA作标准样品。 11．DNA变性后就由双螺旋结构变成线团结构。 12．Tm值低的DNA分子中（A－T）％高。 13．Tm值高的DNA分子中（C-G）％高。 14．由于RNA不是双链，因此所有的RNA分子中都没有双螺旋结构。 15．起始浓度高、含重复序列多的DNA片段复性速度快。 16．DNA的复制和转录部必须根据碱基配对的原则。
17．某氨基酸tRNA反密码子为GUC，在mRNA上相对应的密码子应该是CAG。 18．细胞内DNA的核苷酸顺序都不是随机的而是由遗传性决定的。 19．RNA链的5 ′核苷酸的3′羟基与相邻核苷酸的5′羟基以磷酸二酯键相连。 20．假如某DNA样品当温度升高到一定程度时，OD260提高30％，说明它是一条双链DNA。 21.脱氧核糖核苷中的糖环3′位没有羟基。 22.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。 23. 若种属A的DNA Tm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。 24.原核生物和真核生物的染色体均为DNA与组蛋白的复合体。 25.生物体内，天然存在的DNA分子多为负超螺旋。 26. mRNA是细胞内种类最多、含量最丰富的RNA。 27.核酸变性或降解时，出现减色效应。 28. 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：
第八章 核酸的化学结构
第八章核酸的化学结构 一名词解释 核酸的变性与复性/ 退火/ 增色效应/ 减色效应/ DNA的熔解温度（T m）/ 分子杂交 ①核酸的变性：碱基对之间的氢键断裂，双螺旋结构解开，成为两条单链的DNA分子，即改变了 DNA的二级结构，但并不破坏一级结构。 ②核酸的复性：在适当条件下，变性DNA分开的两条链又重新缔合而恢复双螺旋结构，这个过程 称为复性。 ③退火：当将双股呈分散状态的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”。 ④增色效应：DNA变性后，氢键断开，碱基堆积破坏，碱基暴露，于是紫外光的吸收就明显升高， 这种现象称为增色效应。 ⑤减色效应：双螺旋结构和3，5－磷酸二酯键的形成都会减弱碱基对紫外光的吸收。 ⑥DNA的熔解温度（T m）：50％的DNA分子发生变性时的温度。 ⑦分子杂交：不同来源的多核苷酸链，经变性分离和退火处理，当它们之间有互补的碱基序列时 就可能发生杂交，形成DNA/DNA的杂合链，甚至可以在DNA和RNA之间形成DNA/RNA的杂合体。二填空题 1．DNA双螺旋结构模型是沃森、克里克于1953年提出的。 2．核酸的基本结构单位是核苷酸。 3．两类核酸在细胞中的分布不同，DNA主要位于细胞核的染色体中，RNA主要位于细胞质中。4．在DNA分子中，一般来说G-C含量高时，比重越大，T m则越高，分子比较稳定。 5．因为核酸分子具有嘌呤、嘧啶，所以在260nm处有吸收峰，可用紫外分光光度计测定。 6．与片段TAGA互补的片段为TCTA。 7．tRNA的二级结构呈三叶草形，三级结构呈倒“L”形，其3＇末端有一共同碱基序列－CCA，其功能是接受氨基酸 8．常见的环化核苷酸有3＇，5＇－环状腺苷酸（cAMP）和3＇，5＇－环状鸟苷酸(cGMP)。其作用是第二信使，他们核糖上的3’位与5’位磷酸-OH环化。 9．真核细胞的mRNA帽子由甲基化的鸟苷酸组成，其尾部由聚腺苷酸组成，他们的功能分别是m7G 识别起始信号的一部分并保护mRNA不被降解，polyA对mRNA的稳定性有一定影响。10．含有稀有碱基比例较多的RNA是tRNA；含量最多的是rRNA。 三简答题 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？ 答：碱基、戊糖、磷酸。
生物化学2--核酸化学
教学目标： 1.掌握DNA和RNA在化学组分、分子结构和生物功能上的特点。 2.掌握DNA双螺旋结构模型和t-RNA二级结构的要点，了解核酸的三级结构。 3.熟悉核酸的性质（一般性质、DNA热变性、复性与分子杂交）。 4.掌握基因组的概念，原核生物和真核生物基因组的特点。了解DNA测序的原理。 第一节核酸的化学组成 天然存在的核酸有两类，即脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）和核糖核酸（ribonucleic acid，RNA）。DNA分子是生物体的遗传信息库，分布在原核细胞的核区，真核细胞的核和细胞器以及病毒中；RNA分子参与遗传信息表达的一些过程，主要存在于细胞质。 一、核酸的基本组成单位（核酸—部分水解—核苷酸—部分水解—磷酸+核苷—部分水解—戊糖+含氮碱基） 核酸是一种多聚核苷酸，用不同的降解法得到其组成单位——核苷酸。而核苷酸又由碱基、戊糖和磷酸组成。 （一）戊糖 DNA含β-D-2-脱氧核糖，RNA含β-D-核糖。这是核酸分类的依据。核糖中的C记为1＇……5＇。 （二）碱基（base） 核酸中的碱基有两类：嘌呤碱和嘧啶碱。有5种基本的碱基外，还有一些含量甚少的稀有碱基。DNA 和RNA中常见的两种嘌呤碱是腺嘌呤（adenine，A）、鸟嘌呤（guanine，G）。而嘧啶碱有所不同：RNA 主要含胞嘧啶（cytosine，C）、尿嘧啶（uracil，U），DNA主要含胞嘧啶、胸腺嘧啶（thymine，T）。 tRNA中含有较多的稀有碱基（修饰碱基），多为甲基化的。 （三）核苷 是碱基和戊糖生成的糖苷。通过C1＇- N9或C1＇- N1糖苷键连接，用单字符表示，脱氧核苷则在单字符前加d。常见的修饰核苷有：次黄苷或肌苷为I、黄嘌呤核苷X、二氢尿嘧啶核苷D、假尿苷Ψ等。注意符号的意义，如m5dC。 （四）核苷酸 是核苷的磷酸酯。生物体内游离存在的多是5＇- 核苷酸（如pA、pdG等）。常见的核苷酸为AMP、GMA、CMP、UMP。常见的脱氧核苷酸有dAMP、dGMA、dCMP、dTMP。AMP是一些重要辅酶的结构成分（如NAD+、NADP+、F AD等）；环化核苷酸（cAMP/cGMP）是细胞功能的调节分子和信号分子。A TP 在能量代谢中起重要作用。 核苷酸是两性电解质，有等电点。核苷酸有互变异构和紫外吸收。（含氧的碱基有酮式和烯醇式两种互变异构体，在生理pH条件下主要以酮式存在） 二、核苷酸的连接方式 RNA和DNA链都有方向性，从5＇→3＇。前一位核苷酸的3＇- OH与下一位核苷酸的5＇位磷酸基之间形成3＇，5＇-磷酸二酯键，从而形成一个没有分支的线性大分子，两个末端分别称为5＇末端和3＇末端。大分子的主链由相间排列的戊糖和磷酸构成，而碱基可看作主链上的侧链基团，主链上的磷酸基是酸性的，在细胞pH下带负电荷；而碱基有疏水性。 讨论：列表说明DNA和RNA在化学组成、分子结构和生物功能方面的主要特点。 第二节DNA的分子结构 一、DNA的一级结构(primary stucture) DNA的一级结构是指分子中脱氧核苷酸的排列顺序，常被简单认为是碱基序列（base sequence）。碱基序有严格的方向性和多样性。一般将5＇- 磷酸端作为多核苷酸链的“头”，写在左侧，如pACUGA（5＇→3＇）。 在DNA一级结构中，有一种回文结构的特殊序列，所谓回文结构即DNA互补链上一段反向重复顺序，