03章 核酸的结构与功能 下载本文

14.基因芯片最基本的原理就是______ 。

15.判断核酸样品的纯度,DNA纯品的OD260/OD280应为______,RNA纯品的OD260/OD280应为______。 三、名词解释

1.base pair 2.nucleosome 3.coden

4.ribozyme和nucleases 5.DNA变性 6.annealing 7.Tm 8.增色效应 9.减色效应 10.核酸分子杂交 四、简答题

1.核酸的基本组成成分、基本单位、基本结构各是什么? 2.体内游离的核苷酸有哪些?

3.简述tRNA二级结构的特点及其每一部分的功能。 五、论述题

1.试述DNA双螺旋结构模型的要点。

2.试从分子组成、分子结构、功能和存在部位四方面阐述DNA和RNA的区别。 3.对比mRNA、tRNA及rRNA的结构及功能特点。

4.用32P标记的病毒感染细胞后产生有标记的后代,而用35S标记的病毒感染细胞则不能产生有标记的后代,为什么? 【参考答案】 一、选择题 【A型题】

1.D 2.C 3.B 4.A 5.C 6.E 7.C 8.B 9.E 10.E 11.D 12.C 13.C 14.B 15.C 16.A 17.A 18.A 19.C 20.D 21.A 22.C 23.A 24.B 25.C 26.D 27.B 28.D 29.E 30.C 31.A 32.C 33.E 34.B 35.D 36.B 37.D 38.D 39.E 40.A 41.B 42.B 43.A 44.B 45.D 46.B 47.D 48.B 【X型题】

1.ABCE 2.ACE 3.BD 4.BD 5.BCD 6.CDE 7.ABCD 8.AB 9.BCDE 10.ACDE 【解析】 【A型题】

1. D核酸水解的终产物是核酸的三种基本组成单位,即碱基、戊糖和磷酸,RNA与DNA结构的区别见下表 DNA RNA 碱基

①嘌呤碱 A、G A、G ②嘧啶碱 C、T C、U 戊糖β-D-2 脱氧核糖β-D-核糖 磷酸磷酸磷酸

7. C Watson-Crick DNA双螺旋结构模型即右手双螺旋,结构要点包括:(1)碱基位于双螺旋内侧,构成氢键,方向与螺旋长轴垂直,并以碱基互补原则配对,A与T形成两个氢键,G与C形成三个氢键;(2)磷酸和脱氧核糖位于双螺旋外侧构成骨架结构;(3)DNA双螺旋是右手螺旋;(4)外观上看形成大沟和小沟;(5)

双螺旋的直径为2nm,每10个核苷酸盘绕一圈,螺距为3.4nm,碱基平面与螺旋轴垂直;(6)维持双螺旋横向稳定的力主要是氢键,纵向稳定的力主要是碱基堆积力。同学们应该牢固掌握它的要点。

15. C核苷酸的结构形成首先是碱基中嘌呤碱9位N或者嘧啶碱1位N与核糖通过糖苷键相连形成核苷,磷酸再通过酯键与核苷中戊糖C-5′相连,形成核苷酸。

34. B核酸对紫外线最大吸收峰在260nm处,与蛋白质280nm要区别开。产生原因是因为嘌呤碱和嘧啶碱上的共轭双键。

38. D一种DNA分子的Tm值的高低与其分子大小及其所含碱基中的G和C所占比例相关。G和C含量越高,Tm值越高;分子越长,Tm越高。

48. B OD=1.0相当于50μg/ml双链DNA、40μg/ml单链DNA、20μg/ml寡核苷酸为计算标准。0.45×50=22.5μg 【X型题】

1. ADCE核酸的基本组成单位是碳、氢、氧、氮、磷,区别于蛋白质的基本组成单位是碳、氢、氧、氮、硫。且核酸含磷较稳定,所以测定样品中磷的含量可用于核酸的定量分析。

6. CDE根据碱基互补原则A与T配对,所以含量相同为18%,所以A+T=36%,G+C=1-36%=64% G与C配对含量相等,所以分别含32%。A+G=18%+32%=50%。 二、填空题

1.碱基;戊糖;磷酸

2.腺嘌呤;鸟嘌呤;腺嘌呤;鸟嘌呤;胞嘧啶;胸腺嘧啶;胞嘧啶;尿嘧啶 3.核糖;脱氧核糖;DNA;RNA 4.3′,5′-磷酸二酯;氢 5.2;10;外;内 6.细胞核;组蛋白

7.细胞质;mRNA;tRNA;rRNA

8.三叶草;氨基酸;反密码子环;反密码子 9.氢键;碱基堆积力

10.嘧啶碱;共轭双键;260nm 11.2;氢;3;氢 12.核小体;染色体(质) 13.单;双 14.核酸分子杂交 15.1.8 ;2.0 三、名词解释

1.在DNA分子的双链结构间,总是以A对T,G对C形成氢键配对,在A与T之间形成两个氢键,在G与C之间形成三个氢键,这一配对方式称为碱基互补(base pair)。 C之间形成三个氢键,这一配对方式称为碱基互补(base pair)。

2.染色质的基本组成单位被称为核小体(nucleosome),由DNA和5种组蛋白共同构成。

3.在mRNA分子上按5′→3′方向,从AUG开始,每三个相邻的核苷酸为一组,决定肽链上一个氨基酸或表示肽链合成的起始或终止信号,称为密码子(coden)或三联体密码。

4.某些RNA分子本身具有自我催化能力,可以完成rRNA的剪接。这种具有催化作用的RNA被称为核酶(ribozyme)。核酸酶(nucleases)泛指可以催化核酸水解的一类酶,包括能水解DNA的DNA酶以及能水解RNA的RNA酶。

5.在某些理化因素的作用下,DNA分子互补碱基对之间的氢键断裂,使DNA双螺旋结构松散,变成单链, 称为DNA变性(又称DNA解链)。

6.变性DNA在适合的条件下,两条互补链可重新恢复天然的双螺旋构象,称为复性。热变性的DNA经缓

慢冷却后即可复性,故又称退火(annealing)。

7.Tm是指使50%DNA变性时的温度(或使A260达到最大值一半时的温度,也称解链温度,融解温度)。 8.DNA变性后,溶液的A260增加的现象称为增色效应。 9.变性DNA复性时A260下降的现象。

10.在DNA复性过程中,若将不同来源的DNA分子(或RNA分子)放在同一溶液中,若不同来源的DNA单

链之间(或DNA单链与RNA)存在部分碱基互补关系,则可形成双链结构,这种现象称为核酸分子杂交。 核酸分子杂交包括DNA—DNA杂交和DNA—RNA杂交,在核酸的研究中应用十分广泛。 四、简答题

1.基本成分是碱基、戊糖和磷酸。基本单位是核苷酸。基本结构是多聚核苷酸链。

2.体内游离的核苷酸有:多磷酸核苷酸如ADP、GTP;环化核苷酸如cAMP、cGMP;辅酶类核苷酸如NAD+、NADP+、FAD等。

3.tRNA二级结构呈三叶草形。包括DHU环,反密码子环,TΨC环、附加叉和氨基酸接纳茎。其中二氢尿嘧啶环与氨基酰–tRNA合成酶的结合有关。反密码子环含有反密码子,在蛋白质生物合成时与mRNA上的密码子反向互补配对。假尿嘧啶环与核蛋白体的结合有关。氨基酸接纳茎位于tRNA的3′端,序列为CCA,是氨基酸结合部位。 五、论述题

1.(1)DNA是反向平行的互补双链结构,呈右手螺旋。

(2)螺旋是以磷酸和脱氧核糖组成骨架位于外侧,碱基在内侧,按碱基互补形成A=T、G≡C碱基对,A–T之间2个氢键,G–C之间3个氢键;

(3)双螺旋的直径为2nm,每旋转一周包含了10对碱基,螺距为3.4nm,碱基平面与螺旋轴垂直; (4)维持双螺旋横向稳定的力主要是氢键,纵向稳定的力主要是碱基堆积力。 (5)从外观上,DNA双螺旋分子表面存在一个大沟和一个小沟。

2.(1)从分子组成上看:DNA分子的戊糖为脱氧核糖,碱基为A、T、G、C;RNA分子的戊糖为核糖,碱基为A、U、G、C。

(2)从结构上看:DNA一级结构是由几千至几千万脱氧核糖核苷酸通过磷酸二酯键相连,二级结构是双螺旋;RNA一级结构是由几十至几千个核糖核苷酸通过磷酸二酯键相连,二级结构是以单链为主,也有少量局部双螺旋结构,进而形成发夹结构,tRNA的典型二级结构为三叶草结构。

(3)从功能方面看:DNA为遗传的物质基础,含有大量的遗传信息。RNA分为3种,mRNA为DNA转录的产物,是蛋白质生物合成的直接模板;tRNA的功能是转运氨基酸;rRNA主要是构成核蛋白体,后者是合成蛋白质的场所。

(4)从存在部位看:DNA主要存在于细胞核的染色体,少量存在于线粒体。RNA在细胞核内合成,转移到细胞质中发挥作用。 3.mRNA结构及功能特点:

(1)戴帽拖尾;(2)更新快,寿命短;(3)含量少,长短相差大;(4)是蛋白质生物合成的直接模板。 tRNA结构及功能特点:

(1)分子最小的RNA(70~90核苷酸);(2)含较多稀有碱基(10~20%);(3)二级结构为三叶草结构; (4)三级结构呈倒L型;(5)是蛋白质合成时转运氨基酸的工具。 rRNA结构及功能特点:

单链rRNA局部碱基配对形成多个茎-环结构,如真核生物18S rRNA的二级结构呈花状。与多种蛋白质结合成为蛋白质生物合成的装配机。

4.用32P标记的病毒感染细胞时,放射性核素进入细胞的核酸分子中去,而用35S标记的病毒感染细胞时,放射性核素进入细胞的蛋白质分子中去。由于只有核酸而非蛋白质可以作为遗传信息的携带者出现于子代分子中,因此只有用32P标记的病毒感染细胞时子代才会检测到标记。