不同生物的核酸、核苷酸及碱基的比较
沭阳中学陈卫东
963 A + B 生化共筆 範圍：CH8 核苷酸與核酸 CH9 DNA分析技術 我是4/22(A班)或4/24(B班)要考生化的_______________ 我的學號是_______________
}結合後可轉譯為蛋白質分子 黃潤誼 基因 含有合成功能性的生物產品(functional biological product)所需資訊的DNA 分子片段 R NAs 的分類 1. Ri b osomal RNAs ：核醣體的組成成分，執行蛋白質合成的複合物 2. Messenger RNAs ：為一中間物，從基因將遺傳訊息攜帶至核醣體 3. Transfer RNAs ：將mRNAs 訊息轉譯成特定的胺基酸序列的分子 *亦可按照RNA 分子大小分類 rRNA ：原核有三種，真核有兩種 mRNA ：大大小小的都有，為3種RNA 中最大的 tRNA ：通常都很小，為3種RNA 中最小的 核苷酸(Nucleotides)的組成 具有三種特定成分： 1. 含氮鹼基(nitrogenous base)：嘧啶(pyrimidine)或膘呤(purine) 2. 五碳糖(pentose) 3. 磷酸根(phosphate) *核苷(Nucleoside)則是沒有磷酸根的核苷酸 2號碳為判別DNA 或RNA 的依據，若為H 則為DNA ，若為OH 則為RNA 含氮鹼基的結構 嘧啶<六元環> 嘌呤<六元環+五元環 > N-Β-glycosyl bond
生物體中含有的較少見的含氮鹼基，如下所示 (老師說考試至少會出一題，但只要認識特徵就可作答) 核醣(ribose)在水中的構型 1.核醣在溶液中會達成線形和環形的平衡 2.核苷酸中的五元環在水溶液中可能有四種構形 (C-2’ endo / C-2’ exo / C-3’ endo / C-3’ exo) 說明：五元環的五個原子中有四個原子是共平面的，另一個不在平面上的原子不是 2號碳就是3號碳，若五元環中不在平面上的原子(C-2’或C-3’)與五號碳位於平面的同側稱為endo，若位於不同側則稱為exo
第12章核酸的降解和核苷酸代谢 一、教学大纲基本要求 核酸的酶促降解，水解核酸的有关酶（核酶外切酶、核酶内切酶、限制性内切酶），核苷酸、嘌呤碱、嘧啶碱的分解代谢，嘌呤核苷酸的合成，嘧啶核苷酸的合成，脱氧核糖核苷酸的合成，辅酶核苷酸的合成。 二、本章知识要点 (一)核酸的酶促降解 核酸酶（nucleases）：是指所有可以水解核酸的酶，在细胞内催化核酸的降解，以维持核酸（尤其是RNA）的水平与细胞功能相适应。食物中的核酸也需要在核酸酶的作用下被消化。 核酸酶按照作用底物可分为：DNA酶（DNase）、RNA酶（Rnase）。 按照作用的方式可分为：核酸外切酶和核酸内切酶，前者指作用于核酸链的5‘或3’端，有５’末端外切酶和３’末端外切酶两种；后者作用于链的内部，其中一部分具有严格的序列依赖性（4～8 bp），称为限制性内切酶。 核酸酶在DNA重组技术中是不可缺少的重要工具，尤其是限制性核酸内切酶更是所有基因人工改造的基础。 （二）核苷酸代谢 1.核苷酸的生物学功能 ①作为核酸合成的原料，这是核苷酸最主要的功能；②体内能量的利用形式；③参与代谢和生理调 节；④组成辅酶。 核苷酸最主要的功能是作为核酸合成的原料，体内核苷酸的合成有两条途径，一条是从头合成途径，一条是补救合成途径。肝组织进行从头合成途径，脑、骨髓等则只能进行补救合成，前者是合成的主要途径。核苷酸合成代谢中有一些嘌呤、嘧啶、氨基酸或叶酸等的类似物，可以干扰或阻断核苷酸的合成过程，故可作为核苷酸的抗代谢物。不同生物嘌呤核苷酸的分解终产物不同，人体内核苷酸的分解代谢类似于食物中核苷酸的消化过程，嘌呤核苷酸的分解终产物是尿酸。嘧啶核苷酸的分解终产物是β-丙氨酸或β-氨基异丁酸。核苷酸的合成代谢受多种因素的调节。 (1)嘌呤核苷酸代谢①嘌呤核苷酸的合成代谢：体内嘌呤核苷酸的合成有两条途径，一是从头合成途径，一是补救合成途径，其中从头合成途径是主要途径。 嘌呤核苷酸合成部位在胞液，合成的原料包括磷酸核糖、天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、一碳单位及CO2等。主要反应步骤分为两个阶段：首先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），然后IMP再转变成腺嘌呤核苷酸（AMP）与鸟嘌呤核苷酸（GMP）。嘌呤环各元素来源如下：N1由天冬氨酸提供，C2由N10-甲酰FH4提供、C8由N5，N10-甲炔FH4提供，N3、N9由谷氨酰胺提供，C4、C5、N7由甘氨酸提供，C6由CO2提供。 嘌呤核苷酸从头合成的特点是：嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子基础上逐步合成的，不是首先单独合成嘌呤碱然后再与磷酸核糖结合的。反应过程中的关键酶包括PRPP酰胺转移酶、PRPP合成酶。PRPP酰胺转移酶是一类变构酶，其单体形式有活性，二聚体形式无活性。IMP、AMP及GMP使活性形式转变成无活性形式，而PRPP则相反。从头合成的调节机制是反馈调节，主要发生在以下几个部位：嘌呤核苷酸合成起始阶段的PRPP合成酶和PRPP酰胺转移酶活性可被合成产物IMP、AMP及GMP等抑制；在形成AMP 和GMP过程中，过量的AMP控制AMP的生成，不影响GMP的合成，过量的GMP控制GMP的生成，不影响AMP的合成；IMP转变成AMP时需要GTP，而IMP转变成GMP时需要ATP。 ②嘌呤核苷酸的补救合成：反应中的主要酶包括腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT），次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）。嘌呤核苷酸补救合成的生理意义：节省从头合成时能量和一些氨基酸的消耗；体内某些组织器官，例如脑、骨髓等由于缺乏从头合成嘌呤核苷酸的酶体系，而只能进行嘌呤核苷酸的补
第三章核酸 一、名词解释 1、核苷和核苷酸 2、磷酸二酯键 3、环化核苷酸 4、碱基互补规律 5、核酸的变性与复性 6、增色效应与减色效应 7、发夹结构8、DNA的熔解温度(T m) 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，由核糖和碱基组成的化合物称为。 3、根据组成核酸的戊糖的种类不同，核酸可分成和两种，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、核酸分子中的糖环与碱基之间的连键为型的键，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、ATP的中文名称是______，cAMP的中文名称是。 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分子是由两条的多核苷酸链组成的手双螺旋，在双螺旋体中，位于螺旋体的外侧，被包裹在螺旋体内侧。 10、DNA中的H键、糖苷键和磷酸二酯键的功能分别是、、。 11、B型DNA双螺旋的直径为，螺距为，每匝螺旋有对碱基，每对碱基的转角是。 12、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。 13、某物种体细胞DNA含量有25%的A，则其T的含量为，G的含量为。 14、双链DNA分子的碱基互补配对的规律是。 15、按磷酸二酯键的断裂方式可将核酸酶分为两类：一类在3’-OH与磷酸基之间断裂，其产物是__________，另一类是在5’-OH与磷酸基之间断裂，其产物是。 16、DNA变性后，紫外吸收，粘度、浮力密度，生物活性将。 17、因为核酸分子的和都具有共轭双键，所以在nm处有吸收峰，可用紫外分光光度计测定。 18、参与蛋白质合成的RNA有、和三种。 19、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。 20、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，也起一定作用。 21、大多数天然RNA是链，其许多区段形成如DNA那样的双螺旋，双螺旋中碱基配对的规律是，不能配对的区域则形成，称为发夹。 22、超螺旋DNA有和两种形式，当双螺旋缠绕不足时可形成超螺旋，当双螺旋缠绕过度时可形成超螺旋。 23、Z-DNA是一种DNA，主要存在于的DNA序列中。 24、A-DNA是在相对湿度为时DNA钠盐的构象，它与以及在溶液中的构象非常相似。 三、单项选择题 1、ATP分子中各组分的连接方式是： A．R-A-P-P-P B．A-R-P-P-P C．P-A-R-P-P D．P-R-A-P-P 2、某DNA分子中A的含量为15%，则C的含量为： A．15% B．30% C．35% D．40% 3、tRNA的分子结构特征是： A．有反密码环和3’端有-CCA B．有密码环 C．有反密码环和5’端有-CCA D．5’端有-CCA 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．25400B．2540 C．29411 D．2941 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′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、DNA的二级结构是： A．α-螺旋 B.β-片层 C.超螺旋结构 D.双螺旋结构 9、DNA变性后理化性质有下述改变： A．对260nm紫外吸收减少B．粘度下降 C．磷酸二酯键断裂D．核苷酸分解 10、双链DNA的T m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
第二章核苷酸与核酸解释题 1. 增色效应 (hyperchromic effect) 2. 摩尔磷原子消光系数ε (p) 3. 分子杂交 (hybridization) 4. 基因组 (genome) 5. 内含子 (introns) 6. “外显子” (exon) 7. 质粒( plasmids) 8 ．黏性末端( cohesive ends) 9. “退火”( annealing) 10. 减色效应(hypochromic effect) 11. 回文结构( palindrome) 12. 基因 (gene) 13. 平末端 (blunt end) 14. 同座酶 (isoschizomers) 15. 限制图 (restriction map) 16. 结构基因 (structural genes) 17. 调节顺序 (regulatory sequence) 18. 反式作用因子 (traps-acting factors) 19. 顺式行为元件 (cis-acting elements) 20. 端粒 DNA (telomere DNA) 21. 卫星 DNA (satellite DNA) 22. Alu 顺序 23. 顺反子 (cistron) 24. 超螺旋 DNA (DNA supercoiliy) 填空题 1. 从外观看， DNA 为_____ ， RNA 为_____ 。 2. B-DNA 为 _____手螺旋 DNA ，而 Z-DNA 为_____ 手螺旋。 3. 细胞质 RNA 主要有_____ 、_____和_____ 三种。 4. 真核 mRNA 的 3' 端通常有_____ 结构， 5' 端含有_____ 结构。 5. 某物种体细胞 DNA 样品含有 25 ％的 A ，则其 T 的含量为_____ ， G 的含量应为_____。 6. 一个物种细胞中所有_____ 和_____ 的总和称为该物种的基因组。 7. DNA 的 _____会导致溶液紫外光吸收的_____ ，此现象称为增色效应。 8. 在细胞内， DNA 和蛋白质的复合体称为_____ ， RNA 和蛋白质的复合体称为_____ 。 9. 核酸在复性后其紫外吸收值_____ ，这种现象称为减色效应。 10. 核酸有两大类，其中_____ 主要存在于细胞质中，但_____ 中也有。 11. 核酸在_____ 波长下有吸收，这是由于其分子结构中含有_____ 和 _____。 12. 一种核苷酸是由一种_____ 和_____ 组成的。 13. 一种核苷由一个_____ 和_____ 缩合而成。 14. 天然核苷酸有多种同分异构体，如 _____和 _____核苷酸等。 15. 核酸的基本组成单位是_____ ，它们之间通过相互连接 _____而形成多核苷酸链。 16. 3',5'-cAMP 被称为_____ ，它是由腺苷酸环化酶催化_____ 产生的。 17. DNA 的镜像重复顺序在同一条链内不具有_____ ，因此不能形成 _____结构。 18. RNA 中的糖为_____ ，其嘧啶碱基一般是 _____两种碱基。 19. DNA 中的糖为_____ ，其嘧啶碱基一般是_____ 两种。 20. 在 RNA 和 DNA 分子中所含的嘌呤碱一般都是_____ 和 _____。 21.DNA 能以几种结构形式存在。在稀盐溶液中的右手双螺旋 DNA 具有_____ 型结构，左手螺旋 DNA 亦称为_____ 型结构。 22. 具有回文结构的 DNA 因同一条链内有_____ ，故在双链 DNA 内部可形成_____ 结构。 23. 限制性内切酶的名称用三个斜体字母来表示，第一个大写字母来自_____ ，第二、三两个小写字母来自 _____。 24. 富含_____ 的 DNA 比富含_____ 的 DNA 具有更高的熔解温度。 25. DNA 主要存在于_____ 中，但_____ 中也有，如线粒体 DNA 等。 26. _____、 _____、_____ DNA 一般都是环形的。 27. 基因是染色体上为 _____或_____ 编码的一个 DNA 片断。 28. 在真核染色体中，有两种重要的具有特殊功能的卫星 DNA 顺序，其中之一是_____ ，它们是有丝分裂纺锤体的附着点；另一种是_____ 。
蛋白质 ．何谓蛋白质的等电点？其大小和什么有关系？ 2．经氨基酸分析测知1mg某蛋白中含有45ug的亮氨酸（MW131．2），23.2ug的酪氨酸(MW204.2)，问该蛋白质的最低分子量是多少？ 3．一四肽与FDNB反应后，用6mol/L盐酸水解得DNP－Val．及三种其他氨基酸。当这种四肽用胰蛋白酶水解，可得到两个二肽，其中一个肽可发生坂口反应，另一个肽用LiBH4还原后再进行水解，水解液中发现有氨基乙醇和一种与茚三酮反应生成棕褐色产物的氨基酸，试问在原来的四肽中可能存在哪几种氨基酸，它们的排列顺序如何？ 4．一大肠杆菌细胞中含 10个蛋白质分子，每个蛋白质分子的平均分子量为40 000，假定所有的分子都处于a螺旋构象。计算其所含的多肽链长度？ 5．某蛋白质分子中有一40个氨基酸残基组成的肽段，折叠形成了由2条肽段组成的反平行?折叠结构，并含有一?转角结构，后者由4个氨基酸残基组成。问此结构花式的长度约是多少？ 6．某一蛋白样品在聚丙烯酸胺凝胶电泳（PAGE）上呈现一条分离带，用十二烷基硫酸钠(SDS)和硫基乙醇处理后再进行SDS－PAGE电泳时得到等浓度的两条分离带，问该蛋白质样品是否纯？ 7．“一Gly－Pro－Lys－Gly－Pro－Pro－Gly－Ala－Ser－Gly－Lys－Asn一”是新合成的胶原蛋白多肽链的一部分结构，问： 1）哪个脯氨酸残基可被羟化为4一羟基脯氨酸？ 2）哪个脯氨酸残基可被羟化为3一羟基脯氨酸？ 3）哪个赖氨酸残基可被羟化？ 4）哪个氨基酸残基可与糖残基连接？ 8．一五肽用胰蛋白酶水解得到两个肽段和一个游离的氨基酸，其中一个肽段在280nm有吸收，且 Panly反应、坂口反应都呈阳性；另一肽段用汉化氰处理释放出一个可与茚三酮反应产生棕褐色产物的氨基酸，此肽的氨基酸排列顺序如何？ 9．研究发现，多聚一L－Lys在pH7.0呈随机螺旋结构，但在pH10为a螺旋构象，为什么？预测多聚一L－Glu在什么pH条件下为随机螺旋，在什么pH下为a螺旋构象？为什么？10．Tropomyosin是由两条a螺旋肽链相互缠绕构成的超螺旋结构。其分子量为 70 000，假设氨基酸残基的平均分子量为110，问其分子的长度是多少？ 11．某肽经 CNBr水解得到三个肽段，这三个肽的结构分别是：Asn－Trp－Gly-Met，Gly-Ala －Leu，Ala－Arg－Tyr－Asn－Met；用胰凝乳蛋白酶水解此肽也得到三个肽段，其中一个为四肽，用 6mol/L盐酸水解此四肽只得到（Asp）2和 Met三个氨基酸，问此肽的氨基酸排列顺序如何？ 12．列举蛋白质主链构象的单元及它们的主要结构特征。 13．试比较蛋白质的变性作用与沉淀作用。 14．将一小肽（pI=8.5）和 Asp溶于 pH7．0的缓冲液中，通过阴离子交换树脂柱后，再进行分子排阻层析，那么Asp和小肽哪一个先从凝胶柱上被洗脱下来，为什么？ 15．从理论和应用上说明有机溶剂、盐类、SDS、有机酸等对蛋白质的影响。 16．血红蛋白和肌红蛋白都具有氧合功能，但它们的氧合曲线不同，为什么？ 17．为什么无水肼可用于鉴定C-端氨基酸？ 18．Anfinsen用核糖核酸酶进行的变性一复性实验，在蛋白质结构方面得出的重要结论是什么？ 19．蛋白质分离纯化技术中哪些与它的等电点有关？试述这些技术分离提纯蛋白质的原理。20．根据下列资料推出某肽的氨基酸排列顺序。
一、名词解释 1 解链温度（Tm值） 答案: 又称DNA的熔解温度，引起DNA发生“熔解”的温度变化范围只不过几度，这个温度变化范围的中点称为熔解温度（Tm）或解链温度。 2 增色效应 答案: 当双链DNA解链（变性）为单链DNA时，碱基更加外露，紫外吸收增加的现象。 3 减色效应 答案: 当单链DNA又重新配对，形成双链DNA时，由于碱基之间电子的相互作用，紫外吸收又明显降低的现象。 4 DNA变性 答案: 一定条件下，双链DNA解链为单链DNA的现象。 5 DNA复性 答案: 除去变性因素后，互补的单链DNA重新结合为双链DNA的现象。 6 分子杂交 答案: 变性后的单链DNA与具有一定同一性序列的DNA链或RNA分子结合形成双链的DNA-DNA或DNA-RNA杂交分子的过程。 二、填空题 1 第二信使的英文是。 答案: Second 2 核苷酸的组成成分有、和。 答案: 磷酸，碱基，戊糖 3 核苷由和组成，通过键连接而成。 答案: 碱基，戊糖，N-C糖苷键 4 单核苷酸由和组成，单核苷酸是的酯。 答案: 核苷，磷酸，核苷，磷酸 5 组成核酸的基本单位是。 答案: 核苷酸 6 组成核酸的戊糖有和两种，根据所含戊糖的不同可将核酸分为和两大类。 答案: 核糖，脱氧核糖，核糖核酸（RNA），脱氧核糖核酸（DNA） 7 DNA主要存在于并与结合而集中在染色体。 答案: 细胞核（基因组），蛋白质 8 RNA主要存在于，根据其功能又可分为、和三种。答案: 细胞质，r RNA，m RNA，t RNA 9 DNA的二级结构是结构。 答案: 双螺旋 10 核酸分子中单核苷酸之间靠键相连接，而互补的碱基之间靠键相配对。答案: 磷酸二酯键，氢键 11 在DNA中碱基互补的规律是和。 答案: A=T，G≡C 12 在RNA局部双螺旋中碱基互补的规律是和。 答案: A=U，G≡C 13 在ATP中有个高能磷酸键。 答案: 2
生物化学（本科）第八章核酸组成、结构 与核苷酸代谢 随堂练习与参考答案 第一节核酸的化学组成第二节DNA的结构与功能第三节RNA的种类及其结构与功能第四节核酸的理化性质及其应用第五节核苷酸代谢 1. (单选题)核酸中核苷酸之间的连接方式是 A．2’，3’-磷酸二酯键 B．3’，5’ -磷酸二酯键 C．2’，5’ -磷酸二酯键 D．糖苷键 E．氢键 参考答案：B 2. (单选题)符合DNA结构的正确描述是 A．两股螺旋链相同 B．两股链平行，走向相同 C．每一戊糖上有一个自由羟基 D．戊糖平面垂直于螺旋轴 E．碱基对平面平行于螺旋轴 参考答案：D 3. (单选题)DNA双螺旋结构模型的描述中哪一条不正确
A．腺瞟吟的克分子数等于胸腺嘧啶的克分子数 B．同种生物体不同组织中的DNA碱基组成极为相似 C．DNA双螺旋中碱基对位于外侧 D．二股多核苷酸链通过A与T或C与G之间的氢键连接 E．维持双螺旋稳定的主要因素是氢键和碱基堆积力 参考答案：C 4. (单选题)有关DNA的变性哪条正确 A．是指DNA分子中磷酸二酯键的断裂 B．是指DNA分子中糖苷键的断裂 C．是指DNA分子中碱基的水解 D．是指DNA分子中碱基间氢键的断裂 E．是指DNA分子与蛋白质间的疏水键的断裂 参考答案：D 5. (单选题)RNA和DNA彻底水解后的产物 A．核糖相同，部分碱基不同 B．碱基相同，核糖不同 C．碱基不同，核糖不同 D．碱基不同，核糖相同 E．碱基相同，部分核糖不同 参考答案：C 6. (单选题)DNA和RNA共有的成分是 A．D-核糖
B．D-2-脱氧核糖 C．鸟嘌呤 D．尿嘧啶 E．胸腺嘧啶 参考答案：C 7. (单选题)核酸具有紫外吸收能力的原因是 A．嘌呤和嘧啶环中有共轭双键 B．嘌呤和嘧啶中有氮原子 C．嘌呤和嘧啶中有硫原子 D．嘌呤和嘧啶连接了核糖 E．嘌呤和嘧啶连接了磷酸基团 参考答案：A 8. (单选题)有关 DNA双螺旋模型的叙述哪项不正确 A．有大沟和小沟 B．两条链的碱基配对为T＝A，G≡C C．两条链的碱基配对为T＝G，A＝C D．两条链的碱基配对为T=A，G≡C E．一条链是5’→3’，另一条链是3’→5’方向参考答案：C 9. (单选题)DNA超螺旋结构中哪项正确 A．核小体由DNA和非组蛋白共同构成 B．核小体由RNA和H1，H2，H3，H4各二分子构成
核酸以及核苷酸的基本换算 1．核酸的换算： (1.1) 摩尔数与质量： 1 mg 1,000bp DNA = 1.5 2 pmol 1 mg pUC18/19 DNA (2,688bp) = 0.57 pmol 1 mg pBR32 2 DNA (4,361bp) = 0.35 pmol 1 mg SV40 DNA (5,243bp) = 0.29 pmol 1 mg FX174 DNA (5,386bp) = 0.28 pmol 1 mg M13mp18/19 DNA (7.250bp) = 0.21 pmol 1 mg l phage DNA (48,502bp) = 0.03 pmol 1 pmol 1,000bp DNA = 0.66 mg 1 pmol pUC18/19 DNA (2,688bp) = 1.77 mg 1 pmol pBR32 2 DNA (4,361bp) = 2.88 mg 1 pmol SV40 DNA (5,243bp) = 3.46 mg 1 pmol FX174 DNA (5,386bp) = 3.54 mg 1 pmol M13mp18/19 DNA (7.250bp) = 4.78 mg 1 pmol l phage DNA (48,502bp) = 32.01 mg (1.2) 光吸收值与浓度： 1 OD260 dsDNA = 50 mg/ml = 0.15 mmol/L 1 OD260 ssDNA = 33 mg/ml = 0.10 mmol/L 1 OD260 ssRNA = 40 mg/ml = 0.1 2 mmol/L 1 mmol/L dsDNA = 6.7 OD260 1 mmol/L ssDNA = 10.0 OD260 1 mmol/L ssRNA = 8.3 OD260 (1.3) 分子量： 1个脱氧核糖核酸碱基的平均分子量为333 Daltons 1个核糖核酸碱基的平均分子量为340 Daltons (1.4) 核酸末端浓度： 环状DNA： pmol ends = pmol DNA ′ number of cuts ′ 2 线性DNA： pmol ends = pmol DNA ′ (number of cuts ′ 2 + 2) 1 mg 1,000bp DNA = 3.04 pmol ends 1 mg pUC18/19 DNA (2,688bp) = 1.14 pmol ends 1 mg pBR32 2 DNA (4,361bp) = 0.7 pmol ends 1 mg SV40 DNA (5,243bp) = 0.58 pmol ends 1 mg FX174 DNA (5,386bp) = 0.56 pmol ends
第33章、核酸的降解和核苷酸的代谢(下册P387) 本章重点：熟悉体内核苷酸的来源、分布及多种生物学功能。了解食物中核酸的消化吸收概况。（一）合成代谢：1、熟悉从头合成的概念、原料、进行部位；熟悉从头合成的大致过程及特点。了解从头合成的调节概况。2、了解补救合成的概念、大致过程及生理意义。3、了解嘌呤核苷酸的相互转变。4、熟悉dNDP由NDP（N=A、G、U、C）还原生成的概况。 5、了解多种嘌呤核苷酸抗代谢物（嘌呤类似物、氨基酸类似物及叶酸类似物）的作用原理要点。（二）分解代谢：熟悉嘌呤核苷酸分解代谢的终产物及特点。（一）合成代谢：1、从头合成：熟悉嘧啶核苷酸从头合成的概念、原料、进行部位、大致过程及特点。熟悉dTMP 的生成，了解从头合成的调节要点2、补救合成：了解嘧啶核苷酸补救合成概况。3、抗代谢物：了解三种嘧啶核苷酸抗代谢物（嘧啶类似物、氨基酸类似物及叶酸类似物）的作用原理要点。（二）分解代谢：熟悉嘧啶核苷酸分解代谢的终产物及特点。 本章主要内容： 8-1 核酸和核苷酸的分解代谢 核酸在核酸酶（磷酸二酯酶）作用下降解成核苷酸，核苷酸在核苷酸酶（磷酸单酯酶）作用下分解成核苷与磷酸，然后再在核苷磷酸化酶作用下可逆生成碱基（嘌呤和嘧啶）和戊糖-1-磷酸。 （一）嘌呤碱的分解代谢：P390 图33-2 首先在各种脱氨酶作用下水解脱去氨基（脱氨也可以在核苷或核苷酸的水平上进行），腺嘌呤脱氨生成次黄嘌呤(I)，鸟嘌呤脱氨生成黄嘌呤(X)，I和X在黄嘌呤氧化酶作用下氧化生成尿酸。人和猿及鸟类等为排尿酸动物，以尿酸作为嘌呤碱代谢最终产物；其他生物还能进一步分解尿酸形成尿囊素、尿囊酸、尿素及氨等不同代谢产物。 尿酸过多是痛风病起因，病人血尿酸> 7mg %，为嘌呤代谢紊乱引起的疾病。 可服用别嘌呤醇，结构见P389，与次黄嘌呤相似。别嘌呤醇在体内先被黄嘌呤氧化酶氧化成别黄嘌呤，别黄嘌呤与酶活性中心的Mo（Ⅳ）牢固结合，使Mo（Ⅳ）不易转变成Mo(Ⅵ)，黄嘌呤氧化酶失活，使I和X不能生成尿酸，血尿酸含量下降。（二）嘧啶碱的分解代谢：见P391 图33-3 C：胞嘧啶先脱氨成尿嘧啶U，U再还原成二氢尿嘧啶后水解成β-丙氨酸。 T：胸腺嘧啶还原成二氢胸腺嘧啶后水解成β-氨基异丁酸。 8-2 核苷酸的生物合成 （一）核糖核苷酸的生物合成 （1）从头合成：从一些简单的非碱基前体物质合成核苷酸。 1.嘌呤核苷酸：从5-磷酸核糖焦磷酸（5-PRPP）开始在一系列酶催化下先合成 五元环，后合成六元环，共十步生成次黄嘌呤核苷酸。然后再生成A、G等嘌 呤核苷酸。 2.嘧啶核苷酸：先合成嘧啶环（乳清酸），再与5-PRPP（含核糖、磷酸部分）反 应生成乳清苷酸，失羧生成尿嘧啶核苷酸（UMP），再转变成其他嘧啶核苷酸。 （2）补救途径：利用已有的碱基、核苷合成核苷酸，更经济，可利用已有成分。特别在从头合成受阻时（遗传缺陷或药物中毒）更为重要。 外源或降解产生的碱基和核苷可通过补救途径被生物体重新利用。
第十一章氨基酸代谢与核苷酸代谢 一：填空题 1.氨基酸共有的代谢途径有________________和________________。 2.转氨酶的辅基是________________。 3.人类对氨基代谢的终产物是________________，鸟类对氨基代谢的终产物是________________，植物解除氨的毒害的方法是________________。 4.哺乳动物产生1分子尿素需要消耗________________分子的ATP。 5.脑细胞中氨的主要代谢去向是________________。 6.通过________________的脱羧可产生β-丙氨酸。 7.人类对嘌呤代谢的终产物是________________。 8.痛风是因为体内________________产生过多造成的，使用________________作为黄嘌呤氧化酶的自杀性底物可以治疗痛风。 9.________________酶的缺乏可导致人患严重的复合性免疫缺陷症(SCID)，使用________________治疗可治愈此疾患。 10.核苷酸的合成包括________________和________________两条途径。 11.脱氧核苷酸是由________________还原而来。 12.Arg可以通过________________循环形成。 13.重亮氨酸作为________________类似物可抑制嘌呤核苷酸的从头合成。 14.HGPRT是指________________，该酶的完全缺失可导致人患________________。 15.从IMP合成GMP需要消耗________________，而从IMP合成AMP需要消耗________________作为能源物质。 16.羟基脲作为________________酶的抑制剂，可抑制脱氧核苷酸的生物合成。 17.不能使用5-溴尿嘧啶核苷酸代替5-溴尿嘧啶治疗癌症是因为________________。 18.细菌嘧啶核苷酸从头合成途径中的第一个酶是________________。该酶可被终产物 ________________抑制。 19.褪黑激素来源于________________氨基酸，而硫磺酸来源于________________氨基酸。 20.PAPS是指________________，它的生理功能是________________。 21.γ-谷氨酰循环的生理功能是________________。 二：是非题 1.[ ]对于苯丙酮尿患者来说酪氨酸也是必需氨基酸。 2.[ ]氨基酸脱羧酶通常也需要吡哆醛磷酸作为其辅基。 3.[ ]动物产生尿素的主要器官是肾脏。 4.[ ]参与尿素循环的酶都位于线粒体内。 5.[ ]L-氨基酸氧化酶是参与氨基酸脱氨基作用的主要酶。 6.[ ]黄嘌呤氧化酶既可以使用黄嘌呤又可以使用次黄嘌呤作为底物。 7.[ ]嘌呤核苷酸的从头合成是先闭环，再在形成N糖苷键。 8.[ ]IMP是嘌呤核苷酸从头合成途径中的中间产物。 9.[ ]严格的生酮氨基酸都是必需氨基酸。 10.[ ]Lys的缺乏可以通过在食物中添加相应的α-酮酸加以纠正。 11.[ ]能刺激固氮酶的活性。 12.[ ]氨基酸经脱氨基作用以后留下的碳骨架进行氧化分解需要先形成能够进入TCA循环的中间物。
第二章核酸结构与功能 【习题】 一、单项选择题 1．在核酸测定中，可用于计算核酸含量的元素是： A．碳 B．氧 C．氮 D．氢 E．磷 2．通常即不见于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 3．组成核酸的基本单位是： A．核糖和脱氧核糖 B．磷酸和戊糖 C．戊糖和碱基 D．单核苷酸 E．磷酸、戊糖和碱基 4．下列哪种碱基只存在于RNA而不存在于DNA中？ A．腺嘌呤 B．尿嘧啶 C．鸟嘌呤 D．胞嘧啶 E．胸腺嘧啶 5．DNA的组成成分是： A．A，G，C，T磷酸
B．A，G，C，T核糖 C．A，G，C，T磷酸，脱氧核糖 D．A，G，T，U磷酸，核糖 E．A，G，T，U磷酸，脱氧核糖 6．在核酸分子中核苷酸之间的连接方式是：A．3′，3′－磷酸二酯键 B．糖苷键 C．2′，5′－磷酸二酯键 D．肽键 E．3′，5′－磷酸二酯键 7．核酸对紫外吸收的最大吸收峰在哪一波长附近？A．220nm B．240nm C．260nm D．280nm E．300nm 8.含有稀有碱基比例较多的核酸是： A．mRNA B．DNA C．tRNA D．rRNA E．hnRNA 9．核酸的紫外吸收是哪一结构产生的？ A．嘌呤和嘧啶之间的氢键 B．碱基和戊糖之间的糖苷键 C．戊糖和磷酸之间的酯键 D．碱基和戊糖之间的糖苷键 E．嘌呤和嘧啶环上的共轭双键 10．DNA分子碱基含量关系哪种是错误的？ A．A+T＝C+G
B．A+G＝C+T C．G＝C D．A＝T E．A/T＝G/C 11．DNA的二级结构是指： A．α－螺旋 B．β－片层 C．β－转角 D．双螺旋结构 E．超螺旋结构 12．下列关于核苷酸生理功能的叙述，错误的是： A．作为生物界最主要的直接供能物质B．作为辅酶的组成成分C．作为质膜的基本结构成分D．作为生理调节物质E．多种核苷酸衍生物为生物合成过程中的中间物质 13．作为第二信使的核苷酸是： A．cAMP B．cDMP C．cUMP D．cTMP E．全是 14．下列哪种碱基是DNA和RNA的共同成分： A．胸嘧啶、胞嘧啶 B．胞嘧啶、尿嘧啶 C．尿嘧啶、腺嘌呤 D．胞嘧啶、鸟嘌呤 E．尿嘧啶、胸嘧啶 15．关于DNA双螺旋结构的描述哪一项是错误的？ A．由两条反向平行的DNA链组成 B．碱基具有严格的配对关系，A＝T，G＝C C．戊糖和磷酸组成的骨架在外侧
第二章核酸的结构与功能 一、名词解释 1．核酸 2．核苷 3．核苷酸 4．稀有碱基 5．碱基对 6．DNA的一级结构 7．核酸的变性 8．Tm值 9．DNA的复性 10．核酸的杂交 二、填空题 11．核酸可分为 ____和____两大类，其中____主要存在于____中，而____主要存在于____。 12．核酸完全水解生成的产物有____、____和____，其中糖基有____、____，碱基有____和____两大类。13．生物体内的嘌呤碱主要有____和____，嘧啶碱主要有____、____和____。某些RNA分子中还含有微量的其它碱基，称为____。 14．DNA和RNA分子在物质组成上有所不同，主要表现在____和____的不同，DNA分子中存在的是____和____，RNA分子中存在的是____和____。 15．RNA的基本组成单位是____、____、____、____，DNA的基本组成单位是____、____、____、____，它们通过____键相互连接形成多核苷酸链。 16．DNA的二级结构是____结构，其中碱基组成的共同特点是（若按摩尔数计算）____、____、____。17．测知某一DNA样品中，A=0.53mol、C=0.25mol、那么T= ____mol，G= ____mol。 18．嘌呤环上的第____位氮原子与戊糖的第____位碳原子相连形成____键，通过这种键相连而成的化合物叫____。 19．嘧啶环上的第____位氮原子与戊糖的第____位碳原子相连形成____键，通过这种键相连而成的化合物叫____。 20．体内有两个主要的环核苷酸是____、____，它们的主要生理功用是____。 21．写出下列核苷酸符号的中文名称：ATP____、dCDP____。 22．DNA分子中，两条链通过碱基间的____相连，碱基间的配对原则是____对____、____对____。23．DNA二级结构的重要特点是形成____结构，此结构属于____螺旋，此结构内部是由____通过____相连维持，其纵向结构的维系力是____。 24．因为核酸分子中含有____和____碱基，而这两类物质又均含有____结构，故使核酸对____波长的紫外线有吸收作用。 25．DNA双螺旋直径为____nｍ，双螺旋每隔____nｍ转一圈，约相当于____个碱基对。戊糖和磷酸基位于双螺旋____侧、碱基位于____侧。 26、核酸双螺旋结构中具有严格的碱基配对关系，在DNA分子中A对____、在RNA分子中A对____、它们之间均可形成____个氢键，在DNA和RNA分子中G始终与____配对、它们之间可形成____个氢键。27．DNA的Tm值的大小与其分子中所含的____的种类、数量及比例有关，也与分子的____有关。若含的A-T配对较多其值则____、含的G-C配对较多其值则____，分子越长其Tm值也越____。 28．Tm值是DNA的变性温度，如果DNA是不均一的，其Tm值范围____，如果DNA是均一的其Tm值范围____。 29．组成核酸的元素有____、____、____、____、____等，其中____的含量比较稳定，约占核酸总量的____，可通过测定____的含量来计算样品中核酸的含量。 30．DNA双螺旋结构的维系力主要有____和____。 31．一般来说DNA分子中G、C含量高分子较稳定，同时比重也较____、解链温度也____。 32．DNA变性后，其钢性_____、粘度____、紫外吸收峰____。 33．DNA分子中两条多核苷酸链所含的碱基____和____间有三个氢键，____和____之间仅有两个氢键。34．RNA主要有三类，既____、____和____、它们的生物功能分别是____、____和____。 35．RNA的二级结构大多数是以单股____的形式存在，但也可局部盘曲形成____结构，典型的tRNA二级结构是____型结构。 36．在生物细胞中主要有三种RNA，其中含量最多的是____、种类最多的是____、含有稀有碱基最多的是____。
考点一 核酸的组成、结构与功能 1.核酸的组成 (1)组成元素：C 、H 、O 、N 、P 。 (2)基本单位——核苷酸 核苷酸的组成成分：a.磷酸、b.五碳糖、c.含氮碱基，其相关种类：b 是2种，c 是5种。 (3)基本单位的种类?????脱氧核糖核苷酸(4种)――→组成DNA 核糖核苷酸（4种）――→组成RNA ■助学巧记 巧记DNA 组成结构的“五、四、三、二、一” 2.核酸的种类和功能 (1)分类：脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。 (2)“三看”法快速确认DNA 、RNA 3.DNA 和RNA 的比较 分类 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA)
组成单位 成 分 碱基 共有A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤) 特有T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶) 五碳糖脱氧核糖核糖 磷酸磷酸 功能 是主要的遗传物质，携带和 复制遗传信息，并决定蛋白 质的生物合成 (1)针对RNA病毒：是RNA病 毒的遗传物质 (2)mRNA：传递遗传信息 (3)tRNA：运输氨基酸 (4)rRNA：组成核糖体 (5)极少数RNA可作为酶，具有 催化功能 存在 ①真核生物：细胞核(主 要)、线粒体、叶绿体 ②原核生物：拟核、质粒 主要存在于细胞质中 1.真题重组判断正误 (1)人轮状病毒是一种双链RNA病毒，利用吡罗红染色，可以鉴别小肠上皮细胞是否被轮状病毒感染(2016·四川，6A)(×) (2)核酸→核苷酸属于水解反应(2016·经典高考)(√) (3)tRNA分子中含有一定数量的氢键(2014·江苏卷，1A)(√) (4)DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接(2014·江苏，1D)(×) (5)DNA和RNA分子的碱基组成不完全相同(2013·重庆高考)(√) 以上内容考查了DNA和RNA分子的化学组成及空间结构、功能及鉴定，其主要源自教材必修1P26～29关于核酸的相关知识，大多属识记内容。2.(教材必修1P28图2－9改编)下图为某核苷酸链的示意图，下列相关叙述中，正确的是()
第十章 核酸的降解与核苷酸的代谢 学习要求：通过本章学习，熟悉核酸的降解过程，掌握核酸酶的分类及其作用方式；了解核苷酸分解过程及不同生物嘌呤核苷酸分解代谢的区别；了解核苷酸从头合成途径的过程，掌握合成原料及嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸的合成特点，重点掌握核苷酸合成途径的调节，熟悉补救合成途径的过程和意义；熟悉核苷酸代谢与氨基酸代谢及糖代谢的相互关系；了解核苷酸代谢的有关理论对医药及生产实践的指导意义。 动物、植物和微生物都能合成各种核苷酸，因此核苷酸与氨基酸不同，不属于营养必需物质。细胞内存在多种游离的核苷酸，它们具有多种重要的生理作用：①作为合成核酸的原料。②ATP 在生物体内能量的贮存和利用中处于中心地位，是最重要的高能化合物。此外，GTP 在能量利用方面也有一定作用。③参与代谢和代谢调节。某些核苷酸或其衍生物是重要的信息物质，如 cAMP 是多种激素作用的第二信使；cGMP 也与代谢调节有关。④组成辅酶。腺苷酸是辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ、辅酶A 和FAD 四种辅酶的组成成分。⑤活化中间代谢物。UTP 和CTP 可使代谢物NDP （核苷二磷酸）化，成为活性代谢物直接用作合成原料，如UDP-葡萄糖称为“活性葡萄糖”，是合成糖原、糖蛋白的活性原料；CDP-甘油二酯是合成磷脂的活性原料。ATP 使蛋氨酸腺苷化生成的S-腺苷蛋氨酸（SAM ）作为甲基的直接供体，是合成肾上腺素、肌酸等物质的活性原料。 第一节 核酸的酶促降解 一、核酸的降解 生物组织中的核酸往往以核蛋白的形式存在，动物和异养型微生物可分泌消化酶类分解食物或体外的核蛋白和核酸。核蛋白可分解成核酸与蛋白质，核酸由各种水解酶催化逐步水解，生成核苷酸、核苷、戊糖和碱基等，这些水解产物均可被吸收，但动物体较少利用这些外源性物质作为核酸合成的原料，进入小肠粘膜细胞的核苷酸、核苷绝大部分进一步被分解。植物一般不能消化体外的有机物。 所有生物细胞都含有核酸代谢的酶类，能分解细胞内的各种核酸促进其更新。核酸降解产生的1-磷酸核糖可由磷酸核糖变位酶催化转变为5-磷酸核糖进入核苷酸合成代谢或糖代谢，碱基可进入核苷酸补救合成途径或分解排出体外。细胞内核酸的降解过程如下： 核酸 核酸酶 核苷酸酶 核苷 + 磷酸 核苷磷酸化酶 嘌呤碱和嘧啶碱 + 戊糖-1-磷酸 二、核酸酶 催化核酸水解的酶称为核酸酶（nuclease ）。核酸酶催化核酸分子中3′,5′-磷酸二酯键的水解断裂，属于磷酸二酯酶（phosphodiesterase ）。根据其作用底物可分为脱氧核糖核酸酶（DNase ，deoxyribonuclease ）和核糖核酸酶（RNase ,ribonuclease ）；按其作用位置又可分为核酸外切酶（exonuclease ）和核酸内切酶（endonuclease ）。 (一) 核酸外切酶 从核酸链一端逐个水解产生单核苷酸的酶称为核酸外切酶。核酸外切酶有多种，有的作用于DNA ，有的作用于RNA ，有的对二者都有催化作用。核酸外切酶有两种作用方式，一种是从核酸链的3′端开始逐个水解生成5′-核苷酸，具有3′→5′外切活性，如蛇毒磷酸二酯酶（VPD ）；另一种则是从核酸链的5′端开始逐个水解生成3′-核苷酸，具有5′→ 3′外切活性，如牛脾磷酸二酯酶（SPD ）。如图10-1。 B P B P B P B B P P 牛脾磷酸二酯酶 蛇毒磷酸二酯酶 OH B 53 图10-1 核酸外切酶的水解位置（B 代表碱基） VDP 和SDP 对DNA 和RNA 都有催化作用，分别用VPD 和SPD 水解核酸可得到5′-单核苷酸的混合物和3′-单核苷酸的混合物，用离子交换法可将混合物分离得到各种单核苷酸。这些单核苷酸在医药和科研上都具有重要应用价值。 （二）核糖核酸内切酶