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，
记忆衰退，刺激造血，促进白细胞再生，治疗初级癌症。
2、DNA：来源于微生物发酵，可用于改善疲劳，提高抗癌疗效。
3、免疫核糖核酸（iRNA）：来源于免疫的动物内脏，用于肿瘤的免疫治疗。
4、多聚核苷酸（polyC，polyI）：来源于微生物发酵和化学合成，作为干扰素的诱导剂。
5、核苷-磷酸（IMP、CMP、UMP）：来源于微生物发酵。
IMP：治疗肝炎、肾炎、白血球升高等症
CMP；治疗肝炎、肾炎、白血球、血小板升高
四、核酸的基本结构单位——单核苷酸
（一）核苷酸的概念
核酸水解生成核苷酸，核苷酸进一步水解生成核苷和磷酸，核苷再水解生成碱基和戊糖。
核苷酸：由碱基、戊糖和磷酸组成和化合物，是核酸的基本结构单位。
核酸分子中的碱基有两类：嘌呤碱和嘧啶碱，嘌呤碱主要有腺嘌呤A、鸟嘌呤G；嘧啶碱主要有胞嘧啶C、尿嘧啶U和胸腺嘧啶T，称为基本碱基。有些核酸分子中还有1-甲基腺嘌呤、次黄嘌呤、N6-甲基腺嘌呤等，它们在核酸分子中并不多见，称为稀有碱基。
核酸分子中的戊糖有两种：D-核糖、D-脱氧核糖，结构式如下：
DNA和RNA分子的化学组成为
RNA DNA
碱基AGCU AGCT
戊糖R dR
磷酸磷酸磷酸
（二）核苷酸的分子结构
1、核苷
核苷：由碱基和戊糖缩合形成的化合物。
碱基与核糖缩合形成核糖核苷，碱基与脱氧核糖核苷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，它们的分子结构如下：（投影膜）
在核苷分子中，嘌呤碱基的N9与戊糖的C1连接，连接键为N-C 键，一般称为N-糖苷键，并且戊糖环的C1-OH为β构型，所以碱基与戊糖的连接为β-糖苷键。为了与碱基相区别，将核苷分子中戊糖上原子的定位加“‘”表示。
2、核苷酸
核苷分子中戊糖环上的羟基磷酸酯化，形成核苷酸，也可称磷酸核苷。根据核苷酸分子中戊糖的不同，核苷酸可分为核糖核苷酸和脱氧核糖苷酸两类。核糖有3个游离羟基（2，3，5）因此可形成三种核苷酸；脱氧核糖只有两个游离羟基（3，5）。自然界中存在的游离核苷酸多为5‘-核苷酸（代号可略）。如5‘-腺嘌呤核苷酸，简称腺苷酸。，其它核苷酸的命名依次类推。（投影膜）
五、核苷酸的衍生物
（一）多磷酸核苷酸
凡含有一个磷酸基的核苷酸称为一磷酸核苷。其中5‘-一磷酸核
苷的磷酸基可进一步磷酸化，生成5‘-二磷酸核苷和5‘-三磷酸核苷。
以腺苷酸为例，结构式如下：（投影）
常用的核苷酸及其简化符号见投影：
常用的核苷酸及简化符号见表2-2
一磷酸二磷酸三磷酸腺苷AMP ADP ATP
鸟苷GMP GDP GTP
胞苷CMP CDP CTP
尿苷UMP UDP UTP 脱氧胸苷dTMP dTDP dTTP
生物体内多磷酸核苷具有重要的生物学作用。四种三磷酸核苷是合成
RNA的重要原料，四种三磷酸脱氧核苷是合成DNA的重要原料。
ATP在生物体内化学能的储存和利用中起重要的作用。
（二）环核苷酸
5‘-核苷酸的磷酸基可与戊糖上的3‘-OH缩合形成3‘，5‘-环核
苷酸。重要的环核苷酸有3‘，5‘-环腺苷酸（cAMP）和3‘，5‘-环鸟
苷酸（cGMP），它们在组织细胞中起着传递信息的作用，称为“第二信使”。
（三）辅酶类核苷酸
一些辅酶属于核苷酸类衍生物。辅酶Ⅰ（NAD+）和辅酶Ⅱ（NADP+）都是腺嘌呤与尼克酰胺组成化合物，黄素单核苷酸（FMN）是异咯嗪、核醇和磷酸组成的化合物，黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）是由黄素单核苷酸与腺嘌呤核苷酸组成的化合物。辅酶A（CoA-SH）是由腺嘌呤、氨基乙硫醇和叶酸组成的化合物，它们在糖、脂肪和蛋白质代谢中起着重要的作用。
第二节核酸的分子结构
一、DNA的分子结构
(一)DNA的碱基组成
参与DNA组成主要四种碱基：A、C、G、T，还有少量稀有碱基。
20世纪50年代应用纸层析及紫外分光光度计对各种生物DNA 的碱基组成进行定量测定，发现如下规律：
1、所有DNA中A和T的摩尔含量相等，即A=T，G和C的摩尔含量相等，即G=C，因此A+G=C+T。
2、DNA的碱基组成具有种的特异性，即不同生物种的DNA具有独特的碱基组成，但无组织和器官的特异性，且生长发育阶段、营养状态、环境都不会影响DNA的碱基组成。
（二）DNA的一级结构
1977年，英国科学家Sanger首次测定噬菌体ΦX174的DNA，它是单链，由5386个碱基组成。现已测定的最大噬菌体为λ-噬菌体。
DNA一级结构的定义：构成DNA的各个单核苷酸的数目和排列顺序。
实验分子表明，核酸分子中相邻核苷酸之间通过3‘，5‘-磷酸二酯键连接。因为3‘，5‘-磷酸二酯键是在一个核苷酸的3‘-羟基与另一个核苷酸的5‘-磷酸之间形成的，所以由此连接的开链多核苷酸具有两端，戊糖3‘-羟基指向的一端称为3‘-末端，5‘-羟基指向的末端称为5‘-末端。
DNA的一级结构即是DNA分子中核苷酸的排列。
多核苷酸的分子结构书写格式可以写成线条式或文字缩写式如图:（投影膜）
P和斜线代表3‘，5‘-磷酸二酯键,竖线表示核糖的碳链。
（三）DNA的二级结构
1953年，Waston and Crick提出DNA的双螺旋结构模型。（投
影膜）
1、DNA双螺旋模型提出的依据
1）DNA碱基组成的分析：发现腺嘌呤和胸腺嘧啶含量相同（摩尔含量）A=T，C=G，说明可能A和T，G和C是配对的。
2）碱基的理化数据分析：嘌呤碱大，嘧啶碱小，因此A-T，G-C 配对是较合理的。
3）DNA纤维X-光衍射结构分析：Franklin制得精致的DNA纤维X-光衍射图，表明DNA分子中3.4á和34á的周期性结构，说明DNA可能存在着双螺旋性。
2、DNA双螺旋结构的特点
1）DNA双螺旋分子由两条多核苷酸链组成，反向平行，即一条链走向3‘→5‘，另一条链为5‘→3‘，两条链均为右手螺旋，围绕同一中心轴形成右手螺旋。
2）脱氧核苷酸和磷酸基形成的链为基本骨架，在螺旋外侧，碱
基分布在螺旋内侧
3）内侧互补的碱基通过氢键性形成，A-T之间形成三个氢键，G-C之间形成两个氢键。
4）每个碱基对位于同一个平面内，碱基平面与中心轴垂直，相邻两个碱基距离为0.34nm，每螺旋一圈有10对碱基，相邻碱基平面距离为3.4 nm。
5）双螺旋结构上有二条螺形凹槽，一条较深，一条较浅。较深的沟称大沟，较浅的沟称小沟。
3、维持DNA结构稳定的作用力
1）碱基平面之间堆积力是维持双螺旋结构的主要力量。
2）碱基对之间的氢键。
3）磷酸基团上的负电荷和介质中的阳离子形成的离子键。
4、DNA双螺旋结构种类
1）右手螺旋结构：由于DNA纤维的含水量不同，可分为三种：B-DNA、A-DNA、C-DNA。
①B-DNA：Waston and Crick提出的DNA双螺旋结构为B-DNA，
另外溶液和细胞中天然状态的DNA可能是B-DNA。
②A-DNA：碱基与中心轴不相垂直，而呈20倾角。
③C-DNA：可能存在于染色体与某些病毒的DNA中。
三者区别见书本P91。
2）左手螺旋DNA
1979年，美国麻省理功学院Rich从d（GpCpGpCpGpCp）一
段脱氧核苷酸链X衍射中发现，糖与磷酸的走向是曲折的，又把左手螺旋称为Z-DNA螺旋。Z-DNA和B-DNA的区别见P92。
（五）DNA的三级结构
定义：指DNA双螺旋链的扭曲或压缩。常见的形成超螺旋结构。
1、DNA超螺旋结构形成原因
由于某种原因使双螺旋多旋转或少旋转几圈，这样双螺旋内的原子偏离正常位点，产生额外压力，能量增大。如果双螺旋末端是开放的，这种张力可通过链的转动释放出来，DNA就恢复到原来正常状态。如果螺旋双端是闭和或固定（不能转动），那么这些张力就不能释放出来，只能在DNA分子内部，使原子位置重新排列，这样使得DNA发生扭曲，即超螺旋结构。
2、生物体内的超螺旋结构
在细菌、真核生物中的环状DNA，叶绿体DNA是超螺旋结构。生物的细核内DNA是线形双螺旋DNA，当两端固定时，可形成，例如：人的染色体DNA与组蛋白结合，成环状DNA，形成核小体，许多核小体串联在一起，再经过反复折叠缠绕、压缩形成超螺旋结构。
二、RNA的种类和分子结构
生物细胞内含有三种主要的RNA，即转运RNA（tRNA）、核糖体
RNA（rRNA）信使RNA（mRNA）。
（一）转运RNA（tRNA）
占全部RNA的15%，分子量较小，在2.5×104左右，由70—90个核苷酸组成。tRNA在蛋白质生物合成过程中具有转运氨基酸的作用。细胞内tRNA种类很多，每一种氨基酸都有相应的一种或几种tRNA。对tRNA的分子结构较为清楚，它的结构特点主要有：
1、分子量25kd左右，由70—90个核苷酸组成，沉降系数在4S 左右；
2、碱基组成中有较多的稀有碱基；
3、3‘末端都为…CpCpAOH，用来接受活化的氨基酸。称为接受末端
4、5‘-末端大多为pG…，也有pC…的；
5、tRNA的二级结构都呈三叶草（见投影膜）。双螺旋区成了叶柄，突出区好象三叶草的三片小叶。由于双螺旋所占的比例较高，tRNA的二级结构十分稳定。三叶草型结构由氨基酸臂、二氢尿嘧啶环、反密码环、额外环和TψC环等五部分组成。
1）氨基酸臂：由7对碱基组成，富含鸟嘌呤，末端为—CCA，接受活化的氨基酸。
2）二氢尿嘧啶环：由8—12个核苷酸组成，具有两个二氢尿嘧啶，通过3-4对碱基组成的双螺旋区与其余部分相连。
3）额外环反密码环：由7个核苷酸组成。环中部为反密码子，由3个碱基组成，反密码环通过由5对碱基组成的双螺旋区与其余部分相连。
4）额外环：由3—18个核苷酸组成。不同的tRNA具有不同大小的额外环，是tRNA分类的重要指标。
5）假尿嘧啶-胸腺嘧啶核糖核苷环（TψC），由7个核苷酸组成，5对碱基组成的双螺旋区与其余部分相连。
6、tRNA的三级结构酵母丙氨酸tRNA三级结构呈倒L型（见
投影膜）
（二）信使RNA（mRNA）
大多数真核生物细胞mRNA在3‘末端有一段约200个核苷酸的polyA（多聚腺嘌呤）。原核生物细胞mRNA一般无3‘polyA 。polyA 的功能主要是：与mRNA从细胞核到细胞质的转移有关；与mRNA 的半衰期有关，新合成的mRNA，polyA链较长，而衰老的mRNA，polyA链较短。真核生物细胞5‘-末端还有一个特殊结构：即7-甲基鸟嘌呤核苷三磷酸，称为5‘-cap。目前认为5‘-cap可能于蛋白质合成的正确起始作用有关。
（三）r RNA
含量大，占细胞RNA总量的80%。是构成核糖体的骨架。动物细胞核糖体rRNA有四类：5 SRNA、5.8 SRNA、18 SRNA、28 SRN。
rRNA的功能迄今仍不清楚。
第三节核酸的理化性质与常用的研究方法
一、核酸的分子量
大分子化合物，。DNA分子量特别巨大，一般在106~1010之间。不同生物、不同种类DNA分子量差异很大，如多瘤病毒DNA分子量为3×106，而果蝇染色体DNA分子量为8×1010。DNA具有双螺旋结构，使分子具有一定的刚性，但DNA极为细长，又具有柔性。
RNA分子量在数百至数千万之间。
二、核酸的溶解性和粘度
DNA和RNA属于极性化合物，微溶于水，不溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂。但其钠盐在水中的溶解度大，如RNA在水中的溶解度可达4%。
DNA分子细长，分子长度有的达数厘米，如人的第十三对染色体DNA分子量为6.4×1010，伸展长度可达3.2厘米，而分子直径只有2nm，因此即使稀溶液也有很大的粘度。当DNA变性时，分子形状由双螺旋变为无规线团，空间伸展长度变短，使溶液粘度降低，因此可用粘度作为DNA变性的指标。
三、核酸的的酸碱性质
核酸分子中具有很多呈酸式解离的磷酸残基和呈碱式解离的氮原子，因此核酸是两性电解质，在水溶液中能发生两性电离，具有等电点。DNA双螺旋两条链间氢键的形成与其解离状态有关，在PH4.0~11.0范围内碱基最稳定。由于磷酸基的PK值较低，所以当溶液PH大于4.0时，核酸呈多介阴离子状态，易于碱性蛋白，如组氨
酸结合。
四、核酸的紫外吸收
嘌呤碱与嘧啶碱具有共轭双键，使碱基、核苷、核苷酸和核酸在240~290处有吸收峰，其中在处有最大的吸收值。对待测样品中是否纯品可用紫外吸收分光光度计读出260nm与280nmOD的OD值，从OD260nm/OD280nm的比值中即可判断样品的纯度。纯的DNA的OD260nm /OD280nm应为1.8，纯的RNA应为2.0。样品中如含有杂杂蛋白及苯酚，OD260nm/OD280nm比值明显下降。不纯的样品不能用紫外吸收法定量测定。对于纯的样品只要读出260nm的OD值，即可知含量。通常以1OD值相当于50微克/毫升双螺旋DNA，或40微克/毫升单双螺旋DNA（或RNA，或20微克/毫升寡核苷酸计算。这个方法既快速又相当准确，而且不会浪费样品。
五、核酸的沉降特性
溶液中的核酸分子在引力场中可以沉降。不同构象的核酸，蛋白质及其它杂质，在超速离心机的强大离心场中，沉降的速率差异很大，所以可以用超速离心法纯化核酸或将不同构象的核酸进行分离，也可测定核酸的沉降系数与分子量。
应用不同介质组成密度梯度进行超离心分离核酸，效果更好。RNA分离常用蔗糖梯度。分离DNA时用得最多的是氯化铯梯度。应用啡啶溴红-氯化铯梯度平衡超离心，很容易将不同构象的DNA，RNA及蛋白质分开。这个方法是目前实验中纯化质粒DNA最常用的方法。离心完毕后，离心管中各种成分的分布可以在紫外光照下显
得一清二楚（如图），蛋白质漂浮在最上面，RNA沉淀在底部，超螺旋DNA沉降较快，开环及线形DNA沉降较慢。
六、凝胶电泳
（一）琼脂糖电泳
以琼脂糖为支持物。电泳的迁移率决定于以下因素：
1、核酸分子大小：迁移率与分子量对数成反比
2、胶浓度：迁移率与胶浓度成反比。常用1%胶分离DNA
3、DNA的构向：一般条件下超螺旋DNA的迁移率最快，线形DNA其次，开环形最慢。但在胶中假如啡啶溴红时，上述分布次序回发生改变
4、电流：一般不大于5V/cm，在适当的电压下，迁移率与电流大小成正比
5、碱基组成：有一定影响，但不大
6、温度：4~30℃都可
琼脂糖凝胶电泳常用于分析DNA。由于琼脂糖制品中往往带有核糖核酸酶杂质，所以用于分析RNA时，必须加入蛋白质变性剂，如甲醛。
电泳完毕后，将胶在荧光染料啡啶溴红的水溶液中染色。DNA 与啡啶溴红结合后，经紫外光照射，可发出红-橙色可见光。0.1μg 的DNA即可用此法检出，十分灵敏。
（二）聚丙烯酰胺凝胶电泳
以聚丙烯酰胺作为支持物。由于这种凝胶的孔径比琼脂糖凝胶的
要小，所以可用于分析分子量小于1000bp的DNA片段，聚丙烯酰胺凝胶中不含Rnase，所以常用于RNA的分析。
聚丙烯酰胺凝胶的核酸样品，经啡啶溴红染色，在紫外光照下，发出的荧光很弱，所以浓度很低的核酸样品不能用此法检出。
四、核酸的变性、复性及杂交
（一）变性
指核酸双螺旋区的氢键断裂，变成单链，并不涉及共价键的断裂。多核苷酸骨架上共价键（3‘，5‘-磷酸二酯键）的断裂称核酸的降解。降解引起核酸分子量的降低。
引起核酸变性的因素主要有：温度引起的热变性；由酸碱度引起的酸碱变性；尿素是聚丙烯酰胺凝胶时测定DNA序列时常用的变性剂。
当将DNA的稀盐溶液加热到80~100℃时，双螺旋结构即发生解体，形成无规线团。其理化性质也随之发生改变：
1、260nm区紫外吸收值升高，原因是碱基的暴露
2、粘度降低，因为失去了双螺旋结构，把粘度的改变作为DNA
变性的指标
3、浮力密度升高
4、生物活性丧失
DNA的变性的特点是爆发式的，变性作用发生在一个很窄的温度范围内。通常把DNA的双螺旋结构失去一半时的温度称该DNA 的熔点或熔解温度，用T m表示。DNA的T m值一般在70~85℃之间。
DNA的T m大小与下列因素有关：
1、DNA的均一性均一性愈高的样品，熔解过程愈是发生在一个很小的温度范围之内。
2、G-C含量G-C含量越高高，T m越高。这是因为G-C对比A-T对更稳定。所以测定T m值即可推出G-C含量。其经验公式为：G-C%=（T m—69.3）×2.44
3、介质的离子强度一般说离子强度较低的介质中，DNA的熔解温度较低，熔解温度的范围也很窄。而在离子强度较高的介质中，情况相反。所以常在1mol/LnaCl中保存。
（二）复性
定义：变性DNA在适当条件下，分开的DNA单链重新缔和为双螺旋结构的现象。
DNA复性的条件：
1、有适当的阳离子浓度如钠离子浓度≥0.01mol/L
2、适当的PH值，常用PH6.8
3、适当的温度（60℃）
4、适当的DNA浓度和恢复性质时间
（一）核酸的杂交
将不同来源的DNA放在试管里，经热变性后，慢慢冷却，让其复性。若这些异源DNA之间在某些区域有相同的序列，则复性时，会形成杂交DNA分子。DNA与互补的RNA之间也可发生杂交。
以Southern印迹法为例，介绍DNA-DNA的杂交：
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
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
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 (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 ___。
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。
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：
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，
核酸化学习题 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
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： 那么说明样品A与C的同源性比样品B与C的同源性高。
核酸化学名词解释 核酸化学名词解释 1．中心法则(centraldogma)：生物体遗传信息流动途径。最初 A由Crick(1958)提出，经后人的不断补充和修改，现包括反转录和RNRNA 复制等内容。 2．半保留复制(简称复制)（semiconservativereplication)：亲代双链DNA以每条 链为模板，按碱基配对原则各合成一条互补链，这样一条亲代DNA双螺旋，形成两条完全 相同的子代DNA螺旋，子代DNA分子中都有一条合成的“新”链和一条来自亲代的旧链， 称为半保留复制。 polymerase)：3．DNA聚合酶(DNA(DNApolymerase)指以脱氧核苷三磷酸为底物， 按5’→3’方向合成DNA的一类酶，反应条件：4种脱氧核苷三磷酸、Mg+、模板、 引物。DNA聚合酶是多功能酶，除具有聚合作用外，还具有其它功能，不同DNA聚合酶所 具有的功能不同。 A4．解旋酶(helicase)：是一类通过水解ATP提供能量，使DNDNA 双螺旋两条链分开的酶，每解开一对碱基，水解2分子ATP。 5．拓扑异构酶(topoisomerase)：是一类引起DNA拓扑异构反应的酶，分为两类：类 型I的酶能使DNA的一条链发生断裂和再连接， 反应无需供给能量，类型Ⅱ的酶能使DNA的两条链同时发生断裂和再连接，当它引入 超螺旋时，需要由ATP供给能量。 6．单链DNA结合蛋白(single-strandbindingprotein,SSB)：是一类特异性和单链区DNA结合的蛋白质。它的功能在于稳定DNA解开的单链，阻止复性和保护单链部分不被核 酸酶降解。 ligase)：7．DNA连接酶(DNA(DNAligase)是专门催化双链DNA中缺口共价连接的酶，不能催化两条游离的单链DNA链间形成磷酸二酯键。反应需要能量。 8．引物酶及引发体(primase＆primosome)：以DNA为模板，以核糖核苷酸为底物， 在DNA合成中，催化形成RNA引物的酶称为引物酶及引物体。大肠杆菌的引物酶单独没有 活性，只有与其它蛋白质结合在一起，形成一个复合体，即引发体才有生物活性。 9．复制叉(replicationfork)：复制中的DNA分子，末复制的部分是亲代双螺旋，而 复制好的部分是分开的，由两个子代双螺旋组成，复制正在进行的部分呈丫状叫做复制叉。
核酸化学 一名词解释： 1．DNA的一极结构和DNA的二级结构 2．增色效应 3．DNA的变性、DNA的复性 4．Tm值 二填空 1.核酸的基本组成单位是__________。 2.核苷酸的基本组成成分是_________、__________和 __________。 3.在核酸分子中，单核苷酸之间的主要连接方式是__________。 4.核酸发生热变性后，在260nm处的紫外吸收值增高，这种现象 称为__________。 1.单核苷酸 2.磷酸戊糖碱基 3.磷酸二酯键 4. 增色效应 三、选择 1． DNA碱基配对主要靠（） a．范德华力b．氢键 c．疏水作用 d．共价键 2．稀有核苷酸主要存在于（） a．r RNA b．m RNA c．t RNA d．核RNA 3．m RNA中存在而 DNA中没有的是（） a．A b．C c．G d．U 4．双链DNA之所以有较高的熔点温度是由于它含有较多的（）a．嘌呤 b．嘧啶 c．A和T d．G和C 5．对Waston-Crick DNA模型的叙述正确的是（） a．磷酸戊糖骨架位于DNA螺旋内部 b．DNA的两条链走向相反。 c．在A和G之间形成氢键 d．碱基间形成共价健 6．在DNA和RNA两类核酸分类的依据是（） a．空间结构不同 b．所含碱基不同 c．核甘酸间的连接方式不同 d．所含戊糖不同 7．DNA变性后，下列那一项性质是正确的（） a．溶液黏度增大 b．是一个循序渐进的过程
c．形成双股螺旋d．260nm处的光吸收增强 8．（G+C）含量越高 Tm值越高的原因（） a．G-C之间形成一个共价键 b．G-C之间形成两个氢键 c．G-C之间形成三个氢键 d．G-C之间形成离子键 9.在一个DNA分子中，若A所占摩尔比为32.8%，G的摩尔比是（） a．67.2% b．32.8% c．17.2% d．65.6% 10．下列核酸变性后的描述，那一项是错误的？（）a．共价键断裂，分子量变小 b．紫外线吸收值增加 c．碱基对之间的氢键被破坏 d．黏度下降 11．DNA与RNA完全水解后产物特点是（） a．核糖相同、碱基小部分相同 b．核糖相同、碱基相同 c．核糖相同、碱基不同 d．核糖不同、碱基不同12．核酸中核苷酸之间的连接方式是（） a．2＇、3＇-磷酸二酯键 b．2＇-5＇-磷酸二酯键 c．3＇、5＇-磷酸二酯键 d．氢键 13．有关DNA的二级结构，下列叙述那一种是错误的？（）a．DNA二级结构是双螺旋结构 b．DNA双螺旋结构是空间结构 c．双螺旋结构中两条链方向相同 d．双螺旋结构中碱基之间相互配对 14.DNA分子中与片段pTAGA互补的片段 A. pTAGA B.pAGAT C.pATCT D.pTCTA 15.单链DNA 5＇-pCpGpGpTpA-3＇能与下列哪种RNA单链分子进行杂交 A. 5＇-pGpCpCpTpA-3＇ B. 5＇-pGpCpCpApU-3＇ C. 5＇-pUpApCpCpG-3＇ D. 5＇-pTpApGpGpC-3＇ 16.下列关于RNA的论述哪项是错误的 A.主要有mRNA、tRNA、rRNA B. tRNA是最小的一种RNA C.胞质中只有一种RNA即tRNA D.组成核糖体的RNA是rRNA 17.tRNA分子的3＇末端的碱基序列是 https://www.doczj.com/doc/4e3219522.html,A-3＇ B.AAA-3＇ https://www.doczj.com/doc/4e3219522.html,C-3＇ D.AAC-3＇ 18.有A、B、C三种不同来源的DNA，它们的Tm值依次为73℃、
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