核酸化学习题.docx

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核酸化学习题

习题——核酸化学

（一）名词解释

1．单核苷酸（mononucleotide）

2．磷酸二酯键（phosphodiesterbonds）

3．碱基互补规律（complementarybasepairing）

4.退火（annealing）

5．DNA的熔解温度（meltingtemperatureTm）

7．核酸的变性与复性（denaturation、renaturation）

8．减色效应（hypochromiceffect）

9．增色效应（hyperchromiceffect）

10.H－DNA

（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．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___。

8．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______，_______。

9．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。

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．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___。

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。

（三）选择题

1．在pH3.5的缓冲液中带正电荷最多的是：

A．AMP    B．GMP    C．CMP    D．UMP

2．hnRNA是下列哪种RNA的前体？

A．tRNA    B．rRNA   C．mRNA   D．SnRNA

3．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．25400　  B．2540    C．29411   D．2941   E．3505

5．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．AGATp     B．ATCTp    C．TCTAp   D．UAUAp

7．含有稀有碱基比例较多的核酸是：

A．胞核DNA   B．线粒体DNA  C．tRNA  D．mRNA

8．真核细胞mRNA帽子结构最多见的是：

A．m7APPPNmPNmP      B．m7GPPPNmPNmP   

C．m7UPPPNmPNmP      D．m7CPPPNmPNmP    E．m7TPPPNmPNmP

9． 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+G   B．C+T   C．A+T   D．G+C   E．A+C

11．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cGMP

C．cAMP是一种第二信使 

D．cAMP分子内有环化的磷酸二酯键

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′

（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．真核生物成熟mRNA的两端均带有游离的3’-OH。

（）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。

（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．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）=？

3．DNA热变性有何特点？

Tm值表示什么？

4．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。

5．核酸分子中是通过什么键连接起来的？

6．DNA分子二级结构有哪些特点？

7．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？

8．简述tRNA二级结构的组成特点及其每一部分的功能。

9．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？

10．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？

答案

（二）填空题

1.      Watson-Crick;1953

2.      核苷酸

3.      2’

4.      细胞核；细胞质

5.      β；糖苷；磷酸二酯键

6.      磷

7.      单链；双链

8.      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

9.     cAMP；cGMP；第二信使；3’；5’

10.  反向平行、互补

11.  胸腺嘧啶

12.  3.4nm；10；36°

13.  大；高

14.  退火

15.  mRNA；tRNA

16.  三叶草；倒L型；CCA；携带活化了的氨基酸

17.  增加；下降；升高；丧失

18.  嘌呤；嘧啶；260

19.  增加；不变

20.  窄

21.  宽；低；高；1

22.  多；5%；DNA；蛋白质

23.  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

24.  碱基堆积力；氢键；离子键；范德华力

（三）选择题

1．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。

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． 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。

12．D：

参照选择题8。

（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．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。

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。

（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）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）=0.7

3．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。

4．答：

为（G+C）%=（Tm–69.3）×2.44×%

=（89.3-69.3）×2.44×%=48.8%

（A+T）%=1－48.8%=51.2%

G=C=24.4%，A=T=25.6%

5．答：

核酸分子中是通过3’,5’-磷酸二酯键连接起来的。

6．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。

7．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。

8．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。

9．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。

10．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