核酸 习题.docx

1、核酸 习题第三章 核酸学习目标1、掌握：核酸、核苷酸的结构与功能。2、熟悉：核酸的理化性质。3、熟悉：核酸的含量测定方法。学习内容纲要1、核酸的结构与功能2、DNA的结构和功能3、RNA的结构与功能4、核酸的重要理化性质学习要点第一节 核酸的结构与功能生物界的核酸有两大类，即脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）和核糖核酸（ribonucleic acid，RNA）。核酸由碳、氢、氧、氮、磷元素组成。这两类核酸是生物体遗传的物质基础。DNA携带遗传物质，决定细胞和个体的基因型。RNA则参与细胞内DNA遗传信息的表达。在某些病毒中，RNA也可携带遗传信息。1、核苷酸的

2、组成（一）碱基核酸分子中有两类碱基：嘌呤碱和嘧啶碱。嘌呤碱主要有腺嘌呤（adenine，A）和鸟嘧啶（guanine，G）；嘧啶碱主要有胞嘧啶（cytosine，C）、尿嘧啶（uracil，U）和胸腺嘧啶（thymine，T）。这五种碱基在核酸中广泛存在，称基本碱基。（二）戊糖：核苷酸中的戊糖主要有两种，即D-核糖（D-ribose）和D-2脱氧核糖（D-2-deoxyribose）。由此构成的核苷酸也分为核糖核苷酸与脱氧核糖核酸两大类。DNA和RNA 的区别在于：DNA分子中含有胞嘧啶、胸腺嘧啶，不含尿嘧啶，戊糖为2-D-脱氧核糖；RNA分子中含有胞嘧啶 、尿嘧啶，不含胸腺嘧啶，戊糖为D-戊

3、糖。（三）核苷核苷（nucleoside）是由碱基与戊糖缩合形成的化合物。其中碱基与戊糖的连接部位不同：嘧啶核糖核苷中为-N1-糖苷键，嘌呤核糖核苷中为-N9-糖苷键，碱基与核糖缩合形成核糖核苷，与脱氧核糖缩合形成脱氧核糖核苷。如腺嘌呤与核糖缩合生成腺嘌呤核苷，简称腺苷，其它核苷可依此命名：腺嘌呤核苷（腺苷），胞嘧啶核苷（胞苷），腺嘌呤脱氧核苷（脱氧腺苷），胞嘧啶脱氧核苷（脱氧胞苷）。（四）核苷酸核苷分子中戊糖环上的羟基磷酸化，形成核苷酸(nucleotide)，也可称为磷酸核苷。根据核苷酸分子中戊糖的不同，核苷酸可分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸两类。如腺苷酸-表示腺嘌呤核糖核苷酸，脱氧腺苷酸

4、-表示腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。核苷酸的结构与命名： 核苷酸是由核苷与磷酸经脱水缩合后生成的磷酸酯类化合物，包括核糖核苷酸和脱氧核糖核酸两大类。最常见的核苷酸为5-核苷酸（5 常被省略）。5-核苷酸又可按其在5位缩合的磷酸基的多少，分为一磷酸核苷（核苷酸）、二磷酸核苷和三磷酸核苷。 核苷酸通常使用缩写符号进行命名。第一位符号用小写字母d代表脱氧，第二位用大写字母代表碱基，第三位用大写字母代表磷酸基的数目，第四位用大写字母P代表磷酸。例如，dAMP（脱氧核糖腺嘌呤一磷酸核苷酸），AMP（核糖腺嘌呤一磷酸核苷酸）。 （五）核苷酸的衍生物1、多磷酸核苷含有一个磷酸基的核苷酸称为一磷酸核苷。5-磷酸核苷的

5、磷酸基进步磷酸化，可生成5-二磷酸核苷和5-三磷酸核苷，后两者称为多磷酸核苷。多磷酸核苷的生物学作用：四种三磷酸脱氧核苷酸(dATP、dGTP、dCTP、dTTP )是合成DNA的重要原料，四种三磷酸核苷酸(ATP、GTP、CTP、UTP)是合成RNA的重要原料。 ATP在生物体内化学能的储存和利用中起着重要作用，ATP、GTP、CTP、UTP则可在多种物质的合成中提供能量。2、环核苷酸此外，生物体内还存在一些特殊的环核苷酸，常见的为环一磷酸腺苷（cAMP）和环一磷酸鸟苷（cGMP），它们通常是作为激素作用的第二信使。第二节 DNA的结构和功能一、DNA的分子组成DNA的基本组成单位是脱氧核苷

6、酸，主要有dAMP、dGMP、dCMP、dTMP四种。DNA在碱基组成上有如下特点：1腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩尔数相等，即：A=T；2鸟嘌呤和胞嘧啶的摩尔数相等，即：G=C；3嘌呤的总数等于嘧啶的总数，即：A+G=T+C；这个规律的发现为DNA双螺旋结构模型的建立提供了重要依据。另外，DNA的碱基组成具有种属特异性，但不具有组织特异性，这一规律为确立DNA为遗传物质提供了重要依据。二、DNA的分子结构与功能DNA的结构可分为一级、二级和三级。DNA的一级结构（primary structure）是指DNA分子中核苷酸的排列顺序；二级结构（secondary structure）是指两条DNA单链形

7、成的双螺旋结构；三级结构（tertiary structure）则是指双链DNA进一步扭曲盘旋形成的超螺旋结构。（一） DNA的一级结构与功能DNA由dAMP、dGMP、dCMP和dTMP四种脱氧核糖核苷酸所组成。组成DNA的碱基有腺嘌吟（A）、鸟嘌吟（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。在DNA的一级结构中，4种脱氧核糖核苷酸以磷酸二酯键相连，形成长链，因为链中所有的脱氧核糖和磷酸都是相同的，所以碱基顺序也就代表核苷酸顺序。核酸具有方向性，5-位上具有自由磷酸基的末端称为5-端，3-位上具有自由羟基的末端称为3-端。除RNA病毒外，大多数生物的遗传信息都以特定的核苷酸排列顺序贮存在DNA分子

8、上。（二） DNA的二级结构与功能DNA双螺旋结构是DNA二级结构的一种重要形式，它是Watson和Crick两位科学家于1953年提出来的一种结构模型，其主要实验依据是Chargaff研究小组对DNA的化学组成进行的分析研究，即DNA分子中四种碱基的摩尔百分比为A=T、G=C、A+G=T+C（Chargaff原则），以及由Wilkins研究小组完成的DNA晶体X线衍射图谱分析。 天然DNA的二级结构以B型为主，其结构特征为：为右手双螺旋，两条链以反平行方式排列；主链位于螺旋外侧，碱基位于内侧；两条链间存在碱基互补，通过氢键连系，且A-T、G-C（碱基互补原则）； 螺旋的稳定因素为氢键和碱基堆

9、积力；螺旋的螺距为3.4nm，直径为2nm。 (三) 三级结构DNA双螺旋链的再次螺旋或扭曲就形成了DNA的三级结构。超螺旋是DNA三级结构的一种重要存在形式。（四）DNA的功能： DNA的基本功能是作为遗传信息的载体，为生物遗传信息复制以及基因信息的转录提供模板。 DNA分子中具有特定生物学功能的片段称为基因（gene）。一个生物体的全部DNA序列称为基因组（genome）。基因组的大小与生物的复杂性有关。 第三节、 RNA的结构与功能RNA的化学结构与DNA相似，也是由4种基本的核苷酸以3，5一磷酸二酯键连接形成的长链。与DNA不同的是RNA中的戊糖是核糖而不是脱氧核糖，由尿嘧啶取代胸腺嘧

10、啶。（一） RNA分子的组成和种类RNA含A、G、C、U四种基本碱基和一些稀有碱基，戊糖为D-核糖。组成RNA的基本单位为核苷酸，主要有AMP、GMP、CMP、UMP四种。RNA依其结构和功能不同可分为mRNA、 rRNA和tRNA三种类型。真核细胞中还含有核内小分子RNA (snRNA)和胞质小分子RNA（scRNA）。(二) RNA的结构 1、 一级结构RNA的一级结构是指多核苷酸链中的核苷酸排列顺序。RNA分子为单链结构，无互补链。2、二级结构RNA的多核苷酸链可以在某些部分弯曲折叠，形成双螺旋区，此即为RNA的二级结构。双螺旋区的碱基也可按一定的规律配对，GC之间形成氢键、AU之间形成

11、氢键，每个双螺旋区至少有46对碱基对才能保持稳定。3、三级结构tRNA的级结构在空间伸展，形成倒“L” 型的三维空间立体结构即tRNA的三级结构。在倒“L”型的一端为氨基酸臂，另一端为反密码环。4、mRNA 在DNA分子转录的RNA分子中，有一类可作为蛋白质生物合成的模板，称为信使RNA(messenger RNA, mRNA)。分子中带有遗传密码。mRNA分子中每三个相邻的核苷酸组成一组，在蛋白质翻译合成时代表一个特定的氨基酸，这种核苷酸三联体称为遗传密码（coden）。 mRNA约占细胞RNA总量的1% -5%。5、tRNA在蛋白质的合成过程中转运氨基酸的RNA，叫做转运RNA(trans

12、fer RNA, tRNA）。细胞内tRNA种类很多，每种氨基酸至少有一种相应的tRNA与之结合。tRNA约占总RNA的15%。tRNA的二级结构由于局部双螺旋的形成而表现为“三叶草”形，故称为“三叶草”结构，其反密码环中部的三个核苷酸组成三联体，在蛋白质生物合成中，可以用来识别mRNA上相应的密码，故称为反密码（anticoden）。6、rRNA核糖体RNA(ribosomal RNA，rRNA）是细胞内含量最丰富的RNA，约占细胞内RNA的80以上。它们与核糖体蛋白共同构成核糖体，成为蛋白质合成的场所。7、反义RNA碱基序列正好与有义mRNA (sense mRNA)互补的RNA称为反意义

13、或反义RNA，又称为调节RNA。这类RNA也是单链的，可与mRNA配对结合形成双链，抑制mRNA作为模板进行翻译。这是反义RNA主要的调控功能。利用此机制，人工合成一些反意义RNA来调节基因的表达（如癌基因的表达），可用于治疗疾病。第四节 核酸的重要理化性质一、核酸的一般物理性质核酸具有酸性；微溶于水，在乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂中则不溶解。粘度大；能吸收紫外光，最大吸收峰为260nm。二、核酸的酶解生物体内存在多种核酸水解酶。这些酶可以催化水解多种核苷酸链中的磷酸二酯键。可以分为：以DNA为底物的DNA水解酶（DNases）和以RNA为底物的RNA水解酶（RNases）。根据作用方式又可分为

14、两类：核酸外切酶和核酸内切酶。凡是能水解核酸的酶都称为核酸酶。凡能从多核苷酸链的末端开始水解核酸的酶称为核酸外切酶，凡能从多核苷酸链中间开始水解核酸的酶称为核酸内切酶。能识别特定的核苷酸顺序，并从特定位点水解核酸的内切酶称为限制性核酸内切酶（限制酶）。三、核酸的紫外吸收在核酸分子中，由于嘌呤碱和嘧啶碱具有共轭双键体系，因而具有独特的紫外线吸收光谱，一般在260nm左右有最大吸收峰，可以作为核酸及其组分定性和定量测定的依据四、核酸的变性、复性与杂交1、核酸的变性（denaturation）与变性因素在理化因素作用下，DNA双螺旋的两条互补链松散而分开成为单链，从而导致DNA的理化性质及生物活性发

15、生改变，这种现象称为DNA的变性。核酸的变性并不涉及磷酸二酯键的断裂，所以它的一级结构保持不变。引起DNA变性的因素主要有：高温，强酸强碱，有机溶剂等。DNA变性后的性质改变：增色效应：指DNA变性后对260nm紫外光的光吸收度增加的现象；旋光性下降；粘度降低；生物功能丧失或改变。 2、DNA的热变性和解链温度（Tm）用加热的方法使DNA变性叫做热变性。通常将DNA的变性达到50%时，即增色效应达到一半时的温度称为DNA的解链温度（melting temperature, Tm），Tm也称变性温度、熔解温度。Tm的高低与DNA分子中G+C的含量有关，G+C的含量越高，则Tm越高。一般DNA的T

16、m值在70-85C之间。3、核酸的复性变性DNA在适当的条件下，两条彼此分开的单链可以重新缔合成为双螺旋结构，这一过程称为复性。将热变性的DNA骤然冷却至低温时，DNA不可能复性。但是将变性的DNA缓慢冷却时，可以复性，这一过程也叫退火（annealing）。分子量越大复性越难。浓度越大，复性越容易。4、核酸的杂交（hybridization）两条来源不同的单链核酸（DNA或RNA），只要它们有大致相同的互补碱基顺序，以退火处理即可复性，形成新的杂种双螺旋，这一现象称为核酸的分子杂交。核酸杂交可以是DNA-DNA，也可以是DNA-RNA杂交。核酸杂交技术已广泛应用于核酸结构及功能的研究，对遗传

17、性疾病的诊断，对肿瘤病因学及基因工程的研究，分子杂交技术都是重要手段。 五、核酸含量的测定1、定磷法元素分析表明，RNA平均含磷量为9.4，DNA平均含磷量为9.9，因此可以通过测定核酸样品的含磷量计算RNA或DNA的含量。2、 定糖法核酸中的戊糖在浓盐酸或浓硫酸作用下脱水生成醛类化合物，醛类化合物可与某些呈色剂缩合成有色化合物，可用比色法或分光光度法测定其溶液的吸收值。在一定浓度范围内，溶液的吸收值与核酸的含量成正比。3、 核糖的测定RNA分子中的核糖可在浓盐酸作用下脱水生成糠醛，糠醛可与地衣酚缩合生成绿色的化合物。4、 紫外吸收根据核酸分子中的嘌呤和嘧啶环对波长260nm左右的紫外光有最大

18、吸收的性质，可采用紫外分光光度法测定核酸的含量。1gml的DNA溶液的吸收值A260为0.020，1gml的RNA溶液的吸收值A260为0.022，以此为标准可得溶液中的核酸含量。六、核酶： 具有自身催化作用的RNA称为核酶（ribozyme），核酶通常具有特殊的分子结构，如锤头结构。第二章核酸 习题一、单选题1多核苷酸之间的连接方式是（ ）A 2，3磷酸二酯键 B3，5磷酸二酯键 C2，5磷酸二酯键 D糖苷键 E氢键2DNA的组成单位是（ ） AATP、CTP、GTP、TTP BATP、CTP、GTP、UTP CdATP、dCTP、dGTP、dTIT DdATP、dCTP、dGTP、dUTP

19、 EdAMP、dCMP、dGMP、dTMP3关于DNA双螺旋结构模型的描述正确的是（ ） A腺嘌呤的克分子数等于胞嘧啶的克分子数 B同种生物体不同组织的DNA碱基组成不同 C碱基对位于DNA双螺旋的外侧 D两股多核苷酸链通过A与T或C与G之间的糖苷键连接 E维持双螺旋结构稳定的主要因素是氢键和碱基堆积力4DNA和RNA共有的成分是（ ） AD-核糖 BD-2-脱氧核糖 C鸟嘌呤 D尿嘧啶 E胸腺嘧啶5DNA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（ ）

20、A嘌呤和嘧啶环中有共轭双键 B嘌吟和嘧啶中有酮基 C嘌呤和嘧啶中有氨基 D嘌呤和嘧啶连接了核糖 E嘌呤和嘧啶连接了磷酸基团7从5 到3 方向看，与mRNA中的ACG密码相对应的tRNA反密码子是（ ） AUGC BTGC CGCA DCGU ETCC 8通常既不见于DNA又不见于RNA的碱基是 （ ） A腺嘌呤 B黄嘌呤 C鸟嘌呤 D胸腺嘧啶 E尿嘧啶9自然界游离核苷酸中的磷酸最常位于（ ）A戊糖的C-2上B戊糖的C-3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C-5上10核苷酸中碱基(N)、戊糖(R)和磷酸(P)之间的连接关系是（ ）AN-R-PBN-P-RCR-N-PDP-

21、N-RER-P-P-N（A）11下列关于DNA碱基组成的叙述正确的是（ ）AA与C的含量相等BA+T=G+C C生物体内DNA的碱基组成随着年龄的变化而变化 D不同生物来源的DNA碱基组成不同 E同一生物，不同组织的DNA碱基组成不同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嘌呤碱和嘧啶碱位于螺旋外侧E螺旋的直径为2nm13RNA主要存在于（ ） A细胞质 B细胞核 C核仁 D溶酶体E线粒体14DNA主要存在于（ ） A细胞质 B细胞核 C溶酶体 D线粒体E叶绿体15DNA变性时（

22、 ） A多核苷酸链解聚BDNA分子由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苷键断裂16核酸的最大紫外光吸收值一般在哪一波长附近？（ ） A200nm B220nm C240mn D260nmE280nm17DNA变性发生（ ） A双螺旋单链 B多核苷酸链单核苷酸 C磷酸二酯键断裂 D碱基数增加 EA260减小18DNA变性时，断开的键是（ ）磷酸二酯键氢键 C糖苷键 D肽键 E疏水键19DNA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 C260nm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

23、、DNA与RNA之间，那么对于单链DNA 5-CGGTA-3，能够与其发生杂交的RNA是（ ） A5-GCCAU-3 B5-GCCUU-3 C5-UACCG-3 D5-UAGGC-3 E5-AUCCG-321DNA的三级结构是指（ ） A双螺旋结构 B-螺旋 C超螺旋 D无规卷曲 E开环型结构22tRNA的二级结构为（ ）A双螺旋 B超螺旋 C线形结构 D三叶草形 E倒“L”形23在核酸中含量恒定的元素是（ ）AC BH CO DN EP24组成核酸的基本结构单位是（ ）嘌呤碱与嘧啶碱核糖与脱氧核糖核苷核苷酸寡核苷酸25下列关于tRNA的叙述，错误的是（ ）二级结构通常呈三叶草形三级结构通常呈

24、倒“L”形有一个反密码5端为-CCA有一个TC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pH27 RNA形成局部双螺旋时，其碱基配对原则是（ ）AA-T，G-CBA-U，C-GCA-U，G-TDC-T，G-AEC-U，A-G二、多选题1DNA中的共价键包括（ ） A3，5磷酸二酯键 B糖苷键 C磷酸-脱氧核糖的5-OH的酯键 D磷酸-脱氧核糖的2-OH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处的吸光度增加 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

25、变性后，可发生哪些效应？（ ） A减色效应 B增色效应 C碱基暴露 D最大吸收波长发生转移 E黏度降低4有关DNA Tm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对含量成正比 E与A-T对含量成正比5下列关于核酸分子杂交的叙述，正确的有（ ）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BDNA也可与RNA杂交形成双螺旋CDNA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6DNA分子中的碱基组成为（ ）AC+ T =G+ A BA=T CC=G DC+

26、G=A+T EC+GA+T=17下列关于真核生物DNA碱基的叙述正确的是（ ） A只有四种碱基 B不含U CG-C对有3个氢键 D同一个体碱基序列相同 EC+ T/ G+ A = 18下列关于多核苷酸链的叙述，正确的是（ ）A链的两端在结构上是不同的B具有方向性C嘧啶碱与嘌呤碱总是交替重复重复D由四种不同的单核苷酸组成E是DNA和RNA的基本结构9DNA双螺旋结构中的碱基对包括（ ）AA-TBC-GCU-ADC-TEA-G10关于DNA双螺旋模型的叙述，正确的是（ ） 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11RNA

27、中存在的核苷酸是（ ） AUMP BAMP CGMP DCMPEOMP12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电泳时泳向正极 D有三种以上 E局部可形成双螺旋13DNA、RNA结构上相同的是（ ）碱基种类戊糖种类核苷酸间的连接键都由磷酸、戊糖、碱基组成都是双链三、填空题组成核酸的基本单位是_，它是由_、_、_构成。组成DNA的基本单位有_、_、_、_。组成RNA的基本单位有_、_、_、_。4DNA的基本功能是_，它是_和_过程的模板。tRNA的基本功能是_；rRNA的基本功能是_；mRNA的基本功能是_。四、名词解释题核酶 增色效应Tm值 核小体Z-

28、DNA 反密码子7、核酸的变性（denaturation）8、核酸的杂交（hybridization）五、问答题1、比较mRNA和DNA在结构上的相同点和异同点。2、DNA双螺旋结构模式的要点。3、简述RNA的种类及其生物学作用。4、tRNA结构特点。第二章核酸 习题参考答案一、单选题1 B 2E3E 4C 5A 6A 7D 8B 9C 10A 11D 12D13A 14B 15D 16D17A 18B 19C 20C21C 22D 23E24D 25D 26B27B 二、多选题1 ABC 2ABC 3BCE 4BD 5ABD 6ABC 7ABCDE8ABDE 9AB 10ACE11ABCD

29、12ACDE 13CD 三、填空题核苷酸、磷酸、戊糖、碱基 dAMP、dGMP、dTMP、dCMP AMP、GMP、UMP、CMP4储存遗传信息，复制、转录。转运氨基酸；参与构成核蛋白体合成蛋白质；转录DNA的遗传信息指导蛋白质合成四、名词解释题核酶【有催化作用的核酸】 增色效应【DNA变性时260nm光吸收增加的现象。】Tm值 【DNA变性达50%时（A260nm达最大值50%时）的温度】核小体【染色体的基本单位，由双链DNA和组蛋白构成。】Z-DNA 【左手双螺旋DNA）】反密码子【tRNA中可与mRNA的密码子反向互补结合并识别的三个碱基】8. 核酸的杂交（hybridization）两条来源不同的单链核酸（DNA或R