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第一部分生物大分子
第一章蛋白质
第一节、氨基酸的结构与性质
VI.氨基酸的概念:
氨基酸(aminoacid)是蛋白质分子的基本结构单位。
构成蛋白质分子的氨基酸共有20利,,这些氨基酸都是L-构型的a-氨基酸。
V2.氨基酸分子的结构通式:
J5、氨基酸的等电点
氨基酸不带电荷时,溶液的凶值称为该氨基酸的等电点,以pl衣示。
氨基酸不同,其等电点也不同。
也就是说,等电点是氨基酸的一个特征值。
丁6、氨基酸的苗三酮反应
如果把氨基酸和苛三酮一起煮沸,除脯氨酸和梵脯氨酸显黄色外,其它氨基酸都显深浅不同的紫色。
氨基酸与苗三酮的反应,在生化中是特别重耍的,因为它能用来定量测定氨基酸。
第二节、肽键:
J1、肽键:
一个氨基酸的a-竣基与另一个氨基酸的a-氨基以共价键偶联形成肽,其间的化学键称为肽键(peptidebond),也叫酰胺键(-C0-NII-)o
J4、肽(peptide)是氨基酸通过肽键相连的化合物。
肽按其纽成的氨基酸数目为2个、3个和4个等不同血分别称为二肽、三肽和四肽等,多肽和蛋白质的区别是多肽中氨基酸残基数较蛋白质少,-般少于50个,而蛋白质大多山100个以上氨基酸残基纽成,但它们之间在数量上也没有严格的分界线。
第四节、蛋白质的分离和纯化
J2、盐析:
在蛋白质溶液中加入大昴中性盐,以破坏蛋白质的胶体性质,使蛋白质从溶液中沉淀析出,称为盐析。
常用的中性盐有:
硫酸钱、氯化钠、硫酸钠等。
丁蛋白质的等电点概念:
蛋白质分子所带止、负电荷和等时溶液的pH值称为蛋白质的等电点。
pH值在等电点以上,蛋白质带负电,在等电点以下,则带止电。
溶液的pH在蛋白质的等电点处蛋白质的溶解度最小。
丿一、蛋白质的生物功能:
生物催化、机械支撑作用、运输与贮存、协调、免疫保护、生长与分化调控、细胞信号转导、物质跨膜运输、电子传递等。
J二、蛋白质的分子结构:
可为分为一级、二级、三级和四级结构等层次。
一级结构为线状结构,二、三、四级结构为空间结构。
蛋白质分子的一级结构是形成空间结构的物质基础.
1.一级结构:
指多肽链中氨基酸的排列顺序,英维系键是肽键。
蛋白质的一级结构决定英空间结构。
2.二级结构:
指多肽链主链骨架盘绕折叠而形成的构象,借氢键维系。
二级结构是肽链的局部空间结构,它是蛋白质复杂空间结构形成的基础,因此也称为构象单元。
主要有以下几种类型:
(1巾-螺旋:
其结构特征为:
①主链骨架围绕中心轴盘绕形成右于•螺旋;②螺旋每上升一圈是3.6个氨基酸残基,螺距为0.54nm;③相邻螺旋圈之间形成许多氢键;④侧链基团位于螺旋的外侧。
⑵0-折巒:
其结构特征为:
①若干条肽链或肽段平行或反平行排列成片;②所有肽键的00和N—II形成链间氢键。
⑶无规卷曲:
主链骨架无规律盘绕的部分。
蛋白质的超二级结构和结构域
在蛋白质(特别是球状蛋白)的结构中,经曲会出现两个或几个二级结构单元被连接起来,进一步纽合成有特殊的几何排列的局域空间结构,这些局域空间结构称为超二级结构(Supersecondcirystructure),或简称模体(Motif)。
超二级结构可以视为是处于二级结构与三级结构之间的一个结构层次。
现在己知的超二级结构有3种基本的纽.合形式:
aa,3aP,PPo
多肽链述会在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的局部折書区,称为结构域(Structumldomain)o对于-•些简单的球状蛋白分子来说,它述川能是一个独立的功能单位或功能域(functionaldomain)o
3.三级结构:
结构域、二级结构、超二级结构的多肽链在空间进一步协同盘曲、折喬,形成包括主链、侧链在内的专一排布,这就是蛋白质的三级结构(Terticirystructure)0对于一些较小的蛋白质分子,三级结构就是它的完整三维立休结构;而对于大的蛋白质分子,则需要通过三级结构单位的进一•步纽织才能形成完整分子。
其维系键主耍是非共价键(次级键):
氢键、疏水键、范徳华力、离子键等,也可涉及二硫键。
4.四级结构:
亚基的概念:
亚基是指参与构成蛋白质四级结构的而又具有独立三级结构的多肽链。
四级结构的概念:
含两条以上肽链的蛋白质分子,每条肽链彼此以非共价键相结合,这些肽链称为亚基(Subunit)o通过非共价键形成大分子体系时,亚基间的纽合方式称为蛋白质分子的四级结构(Quaternarystructury)o其维系键为非共价键。
—•般来说,单独存在的亚基并没有完整的生物活性,只有具有完幣的四级结构的寡聚休才具有生物活性。
四、蛋白质的理化性质:
VI.蛋白质的变性:
蛋白质在某些理化因素的作用下,其特定的空间结构被破坏血导致其理化性质改变及生物活性丧失,这种现象称为蛋白质的变性。
引起蛋白质变性的因素有:
高温、高压、电离辐射、超声波、紫外线及有机溶剂、重金属盐、强酸强碱等。
绝大多数蛋白质分子的变性是不可逆的。
V3.蛋白质的紫外吸收:
蛋门质分子中的色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸残基对紫外光有吸收,以色氨酸吸收最强,最大吸收峰为280nnio
4.蛋白质的胶体性质:
蛋白质具有亲水溶胶的性质。
蛋白质分子表面的水化膜和表面电荷是稳定蛋白质亲水溶胶的两个重要因素。
第一章蛋白质[习题]
一、名词解释
J]、肽键(peptidebond)
J2、蛋白质的等电点(isoelectricpointofprotein):
J3、蛋白质的变性(denaturationofprotein)
J10、氨基酸
J11、蛋白质的紫外吸收
V12.氨基酸的苗三酮反应
JJ二、填空题
1、组成蛋门质的元素有、、、。
含量恒定的元素是,其
平均含量为。
2、蛋白质结构的基本单位是,结构通式为。
3、肽是氨基酸与氨基酸之间通过相连的化合物。
4、蛋门质的二级结构形式有、、、o
5、维持蛋白质空间构象的非共价键有、、、o
7、氨基酸在等电点(PI)时,以离子形式存在,在PII>PI时以离子存在,在
PIKPI时,以离子形式存在。
8、氨基酸与苛三酮的反应,除脯氨酸和瓮脯氨酸显黄色外,其它氨基酸都显。
在生
化中是特别重要的,因为它能用来定量测定0
9、酸性氨基酸基酸有、;碱性氨基酸有、、o
含毓基的氨基酸是0
JJ三、单项选择题
1.有一混合蛋白质溶液,各种蛋白质的pl分别为4.6、5.0、5.3、6.7、7.3。
电泳时欲使
其中4种泳向止极,缓冲液的凶应该是()
A.5.0B.4.0C.6.0D.7.0E.8.0
2.蛋白质分子引起280mn光吸收的最主要成分是()
A.肽键
B.半胱氨酸的-SII基
c.苯内•氨酸的苯环
D.色氨酸的n引味环
E.纽氨酸的咪ii坐环
3.
含芳香环的氨基酸是()
A.蛋白质一级结构改变B.蛋白质空间构象的改变
C.辅基的脱落D.蛋白质水解E.以上都不是
6.以下哪一种氨基酸不具备不对称碳原子()
A.甘氨酸B.丝氨酸C.半胱氨酸D.苏氨酸E.丙氨酸
7.下列有关蛋白质B折叠结构的叙述止确的是()
A.B折叠结构为二级结构B.肽单元折巻成锯齿状C.B折叠结构的肽链较伸展
D.若干肽链骨架平行或反平行排列,链间靠氢键维系E.以上都止确
8.可用于蛋白质定量的测定方法有()
A・盐析法B.紫外吸收法C.层析法D.透析法E.以上都可以
9.维系贵白质一•级结构的化学键是()
A.氢键B.肽键C.盐键D.疏水键E.范徳华力
10.天然蛋白质中不存在的氨基酸是()
A•半胱氨酸B.瓜氨酸C.瓮脯氨酸D.蛋氨酸E.丝氨酸
11.蛋白质多肽链书写方向是()
A.从3,端到5,端B.从5,端到3,端C.从C端到N端
D.从N端到C端E.以上都不是
12.血浆蛋白质的pl大多为pII5〜6,它们在血液中的主要存在形式是()
A.兼性离子B.带负电荷C.带止电荷D.非极性分子E.疏水分子
13.蛋白质分子中的a螺旋和卩片层都属于()
A.-•级结构B.二级结构C.三级结构D.域结构E.四级结构
14.a螺旋每上升一圈相当于氨基酸残基的个数是()
八・4.5B.3.6C.3.0D.2.7E.2.5
15.下列含有两个竣基的氨基酸是()
A.纟颉氨酸B.色氨酸C.赖氨酸D.甘氨酸E.谷氨酸
16.组成蛋白质的基本单位是()
A.L-a-氨基酸B.D-a-氨基酸C.L,卩-氨基酸
D.L,D-a氨基酸E.D-P-氨基酸
17.维持蛋白质二级结构的主要化学键是()
A.疏水键B.盐键C.肽键D.氢键E.二硫键
18.蛋白质分子的0转角属于蛋白质的()
A.一级结构B.二级结构C.结构域D.三级结构E.四级结构
19.关于蛋白质分子三级结构的描述错误的是()
A.具有三级结构的多肽链都具有生物学活性
B.天然蛋白质分子均有这种结构
C.三级结构的稳定性主耍山次级键维系
D.亲水基团多聚集在三级结构的衣面
E.决定盘曲折叠的因素是氨基酸序列
20.有关血红蛋白(lib)的叙述正确的是()
A.可以与氧结合B.含铁C.含辅基的结合蛋白
D.具有四级结构形式E.以上都止确
21.具有四级结构的蛋白质特征是()
A.分子中必定含有辅基
B.四级结构在三级结构的基础上,多肽链进一步折會、盘曲形成
C.依赖肽键维系四级结构的稳定性
D.每条多肽链都具有独立的生物学活性
E.山两条或两条以上的多肽链纽•成
22.关于蛋白质的四级结构止确的是()
A.一定有多个不同的亚基B.一定有多个相同的亚基
C.一定有种类相同,而数目不同的亚基数D.一定有种类不同,而数目相同的亚
基
E.亚基的种类,数目都不一定相同
23.蛋白质的一级结构及高级结构决定于()
A.亚基B.分子中盐键C.氨基酸纽成和顺序
D.分子内部疏水键E.分子中氢
24.蛋白质的等电点是()
A.蛋白质溶液的pH等于7时溶液的pH
B.哥白质溶液的PH等于7.4时溶液的pH
C.蛋白质分子呈负离子状态时溶液的pll
0.蛋白质分子呈止离子状态时溶液的pll
E.蛋白质的止电荷与负电荷相等时溶液的pH
25.蛋白质溶液的主要稳定因素是()
A.蛋白质溶液的黏度大B.蛋白质在溶液中有"布朗运动”
C.蛋白质分子衣面带有水化膜和同种电荷D.蛋白质溶液有分子扩散现象
E.蛋白质分子带有电荷
26•血清在饱和硫酸钱状态下析出的蛋白质是()
A.纤维贵白原B.球蛋白C.拟球蛋白D.清蛋白E.卩球蛋白
27.胰岛素分子A链与B链交联是靠()
A.疏水键B.盐键C.氢键D.二硫键E.范徳华力
JJ四、多项选择题
1.关于蛋白质的纽•成正确的有()
A.由C,H,0,N等多种元素组成B.含氮量约为16%
C.可水解成肽或氨基酸D.由a-氨基酸纽成E.含磷量约为10%
2.蛋白质在280nni波长处的最大光吸收是山下列哪些结构引起的()
A.半胱氨酸的筑基B.酪氨酸的酚基C.色氨酸的跑味基
D.纽氨酸的异毗I坐基E.精氨酸的呱基
3.关于蛋白质中的肽键哪些叙述是止确的()
A.比一般C—N单键短B.具有部分双键性质
C.与肽键相连的氢原子和氧原子呈反式结构
D.肽键可自山旋转E.比一•般C—N单键长
4・蛋白质的a螺旋结构()
A.多肽链主链骨架>00基氧原子与〉N—II基氢原子形成氢键
氏脯氨酸和甘氨酸对a螺旋的形成无影响
C.为右手螺旋D.每隔3.6个氨基酸残基上升一圈
E.侧链R基团出现在螺旋圈内
5.关于蛋白质结构的叙述止确的有()
A.蛋臼质的一级结构是空间结构的基础
B.亲水氮基酸侧链伸向蛋「I质分子的表面
C.蛋白质的空间结构山次级键维持
0.有的蛋白质有多个不同结构和功能的结构域
E.所有蛋白质都有一、二、三、四级结构
6.关于蛋白质变性的叙述哪些是止确的()
A.尿素引起蛋白质变性是山于特定的肽键断裂
B.变性是曲于二硫键和非共价键破坏引起的
C.变性都是可逆的D.变性蛋白质的理化性质发生改变
E.变性蛋白质的空间结构并无改变
7.下列哪些方法基于蛋白质的带电性质()
A.电泳B.透析和超滤C.离子交换层析D.凝胶过滤E.超速离心
8.已知卵清蛋白pl=4.6,卩乳球蛋白pl=5.2,糜蛋白酶原pl二9.1,上述蛋白质在电场中的移动情况为()
A.缓冲液pll为7.0时,糜蛋白酶原向阳极移动,其他两种向阴极移动
B.缓冲液pll为5.0时,卵清蛋白向阳极移动,其他两种向阴极移动
C.缓冲液pll为9.1时,糜蛋白酶原在原地不动,其他两种向阳极移动
D.缓冲液pH为5・2时,B乳球哥白在原地不动,卵清蛋白向阴极移动,糜蛋白酶原
移向阳极
E.缓冲液pll为5.0时,卵清蛋白向阴极移动,其他两种向阳极移动
9.蛋白质处于pll等于其pl的溶液时,蛋白质分子解离状态可为()
A・蛋白质分子解离为止、负离子的趋势相等,为兼性离子
B・蛋白质的净电荷为零C.具有相等量的止离子和负离子
D.蛋白质分子处于不解离状态E.蛋白质分子解离带同一■种电荷
10.纽成人体责白质的氨基酸()
A.都是氨基酸B.都是氨基酸C.除甘氨酸外都是D系氨基酸
D.除甘氨酸外都是L系氨基酸E・L系和D系氨基酸各半
11.属于蛋白质二级结构的有()
A・a螺旋卩折叠C.P转角D.亚基E.无规卷曲
12.含瓮基的氨基酸有()
A.苏氨酸丝氨酸C.赖氨酸D.酪氨酸E.半胱氨酸
JJ五、问答题
JJ\、蛋白质含氮量平均为多少?
为何能用蛋白质的含氮量表示蛋白质的相对含量?
如何计算?
VV7.蛋白质的分离、提纯一般程序
第一章蛋白质[习题参考答案]
一、名词解释
1、肽键(peptidebond):
—•个氨基酸的—竣基与另一个氨基酸的a-氨基以共价键偶联形成肽,其间的化学键称为肽键(peptidebond),也叫酰胺键(-C0-NH-)0
2、蛋白质的等电点(isoelectricpointofprotein):
蛋白质所带正负电荷相等时的溶液pll值。
3、蛋白质的变性(denaturtitionofprotein):
蛋白质在某些理化因素的作用下,其特定的空间结构被破坏而导致其理化性质改变及生物活性丧失,这种现象称为蛋白质的变性。
0
二、填空题
1、C、H、0、N;N;16%
RICIH
-
2
NH
2、氨基酸
COOH
3、肽键
4^螺旋、B-折叠、转角、无规卷曲
5、疏水作用、盐键、氢键、范徳华力
7、中性、带负电的阴、带正电荷的阳
8、紫色、氨基酸
9、谷氨酸、天冬氨酸;精氨酸、赖氨酸、组氨酸;半胱氨酸
三、选择题(每小题1分)
1.
D2.03-B4-B5.B6.A7.E8.
B9-
B10.
B11-
D12.B13.
B
4.
B15.E16.A17.D18.B19.A20.
E21.
E22.
E23.
C24.E25.
C26.D27.D
四、
多项选择题(每小题1分)
1
•ABCD2.BC3.ABC4-ACD5.ABCD6-
BD7.
•AC8-
BC9.
AB10.AD11.
ABCE12.ABD
四、问答题
1、16%o务种来源的蛋白质含氮量基本恒定。
每克样品含氮克数X6.25X100=100克样品蛋白质含量(g%)
7、蛋白质分离、提纯的一般程序:
-般的蛋白质需耍在细胞破碎后用适当溶剂(如水、稀盐溶液、缓冲液等)将蛋门质溶解出来,再用离心法除去不溶物得到含有目的物的粗抽提液。
从总体上来讲,分离纯化蛋白质在对材料进行前处理后需耍用沉淀法进行初步分离,之后再以层析或电泳法得到所需的蛋白质产物。
(图1-6)
(1)前处理:
先将细胞破碎,用适当溶剂将蛋门质溶解出來,离心除去不溶物;
(2)初分离:
沉淀法;盐析、等电点沉淀
(3)精制:
层析法:
离子交换层析
凝胶过滤层析
亲和层析
电泳法°
JJ一、单选题
E.dAMP、dCMI\dGMP、dTMP
3.关于DM双螺旋结构模型的描述正确的是()
A.腺瞟吟的克分子数等于胞喀噪的克分子数
B.同种生物体不同组织的DNA碱基纽•成不同
C.碱基对位于D\d双螺旋的外侧
D.两股多核甘酸链通过或C与G之间的糖甘键连接
E.维持戏螺旋结构稳定的主要因索是氢键和碱基堆积力
4.DNA和RNA共有的成分是()
A.D-核糖B.D-2-脱氧核糖C.鸟瞟吟D.尿喘噪E.胸腺喘噪
5.DNA和RNA彻底水解后的产物()
A.戊糖相同,部分碱基不同B.碱基相同,戊糖不同
C.戊糖相同,碱基不同D.部分碱基不同,戊糖不同
E.碱基相同,部分戊糖不同
6.核酸具有紫外吸收能力的原因是()
A.瞟吟和卩密噪环中有共辄双键瞟吟和唏噪中有酮基
C.瞟吟和咗噪中有氨基D.瞟吟和唏噪连接了核糖
E.瞟吟和卩密噪连接了磷酸基团
7.从5,到3,方向看,与niRNA中的ACG密码相对应的tRNA反密码子是()
A.UGCB.TGCC.GCAD.CGUE.TCC
8.通帶既不见于DNA又不见于RNA的碱基是()
A.腺瞟吟B.黄瞟吟C.鸟瞟吟D.胸腺咗噪E.尿喘噪
9.自然界游离核背酸中的磷酸最常位于()
A.戊糖的02,上B.戊糖的03,上
C.戊糖的C-5,上D.戊糖的C-2,及C-3,上
E.戊糖的C-2,及05,上
10.核廿酸中碱基(N)、戊糖(R)和磷酸(P)之间的连接关系是()
A.N-R-PB.N-P-RC.R-N-PD.P-N-RE.R-P-P-N(A)11•下列关于DNA碱基纽•成的徴述止确的是()
A.A与C的含量相等B.A+T二G+C
C.生物休内DNA的碱基组成随看年龄的变化血变化
D.不同生物來源的DNA碱基纽•成不同
E.同一生物,不同纽织的DM碱基纽成不同
12.下列关于B型DNA双螺旋结构模型的叙述中哪一项是错误的()
A.两条链方向相反B.两股链通过碱基之间的氢键相连
C.为右手螺旋,每个螺旋为10个碱基对
D.瞟吟碱和卩密噪碱位于螺旋外侧E.螺旋的直径为2mn
13.RNA主要存在于()
E.线粒体
A.细胞质B.细胞核
C.核仁D.溶酶体
14.DNA主要存在于(
)
A.细胞质B.
细胞核
C.溶酶体D.线粒体
E.叶绿休
15.DNA变性时()
A.多核苗酸链解聚
B.DNA分子山超螺旋转变为双螺旋
C.分子中磷酸二酯键断裂
D.氢键破坏
E.碱基与脱氧核糖间糖背键断裂
16.核酸的最大紫外光吸收值一般在哪一波长附近?
()
A.200nmB.220nmC.2z10ninD.260nmE.280nm
17.DNA变性发生()
A.双螺旋一单链B.多核背酸链一单核琶酸
C.磷酸二酯键断裂D.碱基数增加E.A260减小
18.DNA变性时,断开的键是()
A.磷酸二酯键B.氢键C.糖苛键D.肽键E.疏水键
19.DNA变性时,其理化性质发生的改变主要是()
A.溶液黏度升高B.浮力密度降低C.260nm处光吸收增强
D.易被蛋白酶降解E.分子量降低
20.核酸分子杂交可发生在DNA与DNA之间、DNA与RNA之间,那么对于单链DNA5r-CGGTA-3\能够与其发生杂交的R"是()
A.5'-GCCAU-3'B.5'-GCCUU-3'C.5'-UACCG-3'
D.5'-UAGGC-3‘E.5'-AUCCG—3'21・DNA的三级结构是指()
A.双螺旋结构B.a-螺旋C.超螺旋D.无规卷曲E.开环型结构
22.
tRNA的二级结构为()
23.在核酸中含量恒定的元素是()
A.CB.IIC.0D.NE.P
24.组成核酸的基本结构单位是()
A.嚓吟碱与喀噪碱B.核糖与脱氧核糖C.核背
D.核背酸E.寡核背酸
25.下列关于tRNA的叙述,错误的是()
A.二级结构通常呈三叶草形三级结构通常呈倒“L”形
C.有一个反密码D.5,端为-CCAE.有一个T屮C环
26.在下列哪种情况下,互补的两条DNA单链将会结合成双链()
A.变性B.退火C.加连接酶D.加聚合酶E.调节pH
27.RNA形成局部双螺旋时,其碱基配对原则是()
A.A-T,G-CB.A-U,C-GC.A-U,G-T
D.C-T,G-AE.C-U,A-G
JJ二、多选题
1.DNA中的共价键包括()
A.3\5,磷酸二酯键B.糖背键C.磷酸-脱氧核糖的5,-011的酯键
D.磷酸-脱氧核糖的2^-011的酯键E.肽键
2.在融解温度时,双链DNA发生下列哪些变化?
()
A.在260nm处的吸光度増加B.氢键断裂C.双螺旋骤然解开
D.所有G-C对消失E.两条单链重新形成双螺旋
3.核酸变性后,可发生哪些效应?
()
A.减色效应B.増色效应C.碱基暴露
D.最大吸收波长发生转移E.黏度降低
4.有关DNATm值的叙述,正确的是()
A.与DNA的碱基排列顺序有直接关系B.与DNA链的长度有关
C.在所有的真核生物中都一样D.与G-C对含量成止比
E.与A-T对含量成止比
5.下列关于核酸分子杂交的叙述,止确的有()
A.不同来源的两条单链DNA,只要碱基序列大致互补,它们即可形成杂化双链
B・DN八也可与RXA杂交形成双螺旋
C.DNA也可与其编码的多肽链结合形成杂交分子
D.杂交技术可用于核酸的研究E.是指抗原抗体的杂交
6.DNA分子中的碱基组成为()
A.C+T二G+AB.A=TC.C=G
D.C+G二A+TE.C+G/A+T二1
7.下列关于真核生物DNA碱基的叙述止确的是()
A.只有四种碱基B.不含UC.G-C对有3个氢键
D.同一个体碱基序列相同E.C+T/G+A=1
8.下列关于多核苛酸链的叙述,止确的是()
A.链的两端在结构上是不同的B.具有方向性
C.唏噪碱与瞟吟碱总是交替重复重复
D.由四种不同的单核莒酸纽成E.是DNA和RNA的基本结构
9.DNA双螺旋结构中的碱基对包括()
A.A-TB.C-G・C.U-AD.C-TE.A-G
10.关于DNA双螺旋模型的叙述,止确的是()
A.是DNA的二级结构B.两链碱基间A与G、T与C配对
C.碱基对之间以非共价键相连D.碱基对在外侧
E.大沟小沟交替出现
11.RNA中存在的核背酸是()
A.UMPB.AMPC.GMPD.CMPE.OMP
12.下列关于RNA的叙述,错误的是()
A.通常以单链分子存在B.分子量通常较大C.电泳时泳向止极
D.有三种以上E.局部可形成双螺旋