第一章 核酸化学

生物化学习题一第一章核酸化学一、名词解释1、核苷酸；2、核酸；☆3、核酸的一级结构；4、DNA二级结构；5、碱基互补规律；6、Tm值。

☆7、增色效应8、分子杂交二、单项选择题（）1 组成核酸的基本单位是A 核苷；B 碱基；C 单核苷酸；D 戊糖。

（）2 mRNA中存在，而DNA中没有的碱基是A 腺嘌呤B 胞嘧啶C 鸟嘌呤D 尿嘧啶（）3 对Watson---CrickDNA模型的叙述正确的是A DNA为双股螺旋结构B DNA两条链的方向相反C 在A与G之间形成氢键D 碱基间形成共价键E 磷酸戊糖骨架位于DNA螺旋内部（）4 在一个DNA分子中，若腺嘌呤所占摩尔比为32.8%，则鸟嘌呤的摩尔比为：A 67.2%B 32.8%C 17.2%D 65.6%E 16.4%（）5 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 2540C 2941D 3505（）6 稳定DNA双螺旋的主要因素是：A 氢键B 与Na+结合C 碱基堆积力D 与Mn2+Mg2+的结合（）7 tRNA在发挥其功能时的两个重要部位是A 反密码子臂和反密码子环B 氨基酸臂和D环C TψC环和可变环D 氨基酸臂和反密码子环（）8 （G+C）含量越高Tm值越高的原因是A G—C间形成了一个共价键B G—C间形成了两个共价键C G—C间形成了三个氢键D G—C间形成了离子键（）9 核酸中核苷酸之间的连接方式是A 2 ′—5′—磷酸二酯键B 离子键C 3 ′—5′—磷酸二酯键D 氢键（）10 关于DNA的二级结构，叙述错误的是A A和T之间形成三个氢键，G和C之间形成两个氢键B 碱基位于双螺旋结构内侧C 碱基对之间存在范德华力D 两条键的走向相反E 双螺旋结构表面有一条大沟和小沟（）11 下列对RNA一级结构的叙述，哪一项是正确的？A 几千到几千万个核糖核苷酸组成的多核苷酸链；B 单核苷酸之间是通过磷酸一酯键相连；C RNA分子中A一定不等于U，G一定不等于C；D RNA分子中通常含有稀有碱基。

第一章核酸化学(一)、问答题：1、某DNA样品含腺嘌呤15.1%（按摩尔碱基计），计算其余碱基的百分含量。

解答：A为15.1%，则T为15.1%，G为34.9%，C为34.9%。

2、DNA双螺旋结构是什么时候，由谁提出来的？试述DNA双螺旋结构的基本特点？稳定DNA双螺旋结构主要作用力是什么?它的生物学意义是什么?解答：1953年，J.Watson和F.Crick 在前人研究工作的基础上，根据DNA 结晶的X-衍射图谱和分子模型，提出了著名的DNA双螺旋结构模型。

DNA双螺旋结构的基本特点①两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴形成右手双螺旋；②磷酸和脱氧核糖形成的主链在外侧，嘌呤碱和嘧啶碱在双螺旋的内侧，碱基平面垂直于中轴，糖环平面平行于中轴；③双螺旋的直径2nm，螺距3.4nm，沿中心轴每上升一周包含10个碱基对，相邻碱基间距0.34nm，之间旋转角度36°；④沿中心轴方向观察，有两条螺形凹槽，大沟(宽1.2nm，深0.85nm)和小沟(宽0.6nm，深0.75nm)；⑤两条多核苷酸链之间按碱基互补配对原则进行配对，两条链依靠彼此碱基之间形成的氢健和碱基堆积力而结合在一起。

意义：第一次提出了遗传信息的贮存方式以及DNA的复制机理，揭开了生物学研究的序幕，为分子遗传学的研究奠定了基础。

3、tRNA的结构有何特点？答：①分子量在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；③3’一末端是一CCA结构；④5’末端多是PG…也有PC…；⑤呈三叶草形。

包括氨基酸臂，二氢尿嘧啶环、反密码环、额外环，TψC环。

4、DNA和RNA的结构有何异同？答：1、RNA分子中所含的戊糖是核糖，而DNA中的是2’-脱氧核糖。

二者形成的核苷与核苷酸有别。

2．RNA分子中所含的嘧啶碱与DNA分子中有区别。

（U换T）3．天然RNA是以单链的形式存在，DNA分子常以双股螺旋的形式存在。

第一章核酸的基本知识及核酸化学遗传物质必须具备的几个条件：(1)自我复制，代代相传。

(2)储备、传递信息的潜在能力。

(3)稳定性强，但能够变异。

(4)细胞分裂时把遗传信息有规律分配到子细胞中。

核酸的发现：1868年，瑞士青年科学家 F.Miescher核酸是遗传信息的载体证明试验：1944，O.Avery肺炎双球菌转化实验1952，A.D Hershey和M.Chase噬菌体感染实验DNA转化实验－DNA是遗传物质的证明结论是:S型菌的DNA将其遗传特性传给了R型菌，DNA就是遗传物质。

从此核酸是遗传物质的重要地位才被确立，人们把对遗传物质的注意力从蛋白质移到了核酸上。

噬菌体的侵染标记实验－DNA是遗传物质的证明烟草花叶病毒的感染和繁殖过程－证实RNA也是重要的遗传物质核酸是生命遗传信息的携带者和传递者核酸的元素组成：C H O N P核酸的元素组成有两个特点：1.一般不含S2.P含量较多，并且恒定（9%-10%）。

因此，实验室中用定磷法进行核酸的定量分析。

（DNA9.9%、RNA9.5%?）核酸（DNA和RNA）是一种线性多聚核苷酸，它的基本结构单元是核苷酸。

DNA A 核苷酸本身由核苷和磷酸组成,而核苷则由戊糖和碱基形成。

组成核酸的戊糖有两种。

DN 所含的戊糖为β-D-2-脱氧核糖；RNA所含的戊糖则为β-D-核糖。

核苷由戊糖和碱基缩合而成，嘌呤的N9或嘧啶的N1与戊糖C-1C-1’’-OH以C-N糖苷键相连接。

核苷酸是核苷的磷酸酯。

作为DNA或RNA结构单元的核苷酸分别是5′-磷酸-脱氧核糖核苷酸和5′-磷酸-核糖核苷酸。

核苷酸的衍生物ATP(腺嘌呤核糖核苷三磷酸)----最广泛；GTP(鸟嘌呤核糖核苷三磷酸)；环化核苷酸cAMP 和cGMP主要功能是作为细胞之间传递信息的信使。

辅酶核苷酸：NAD+NADP+FMN FAD CoA生物化学上维生素与辅酶核苷酸的生物学作用（1）参与DNA、RNA的合成、蛋白质的合成、糖与磷脂的合成。

第一章核酸化学或第一节核酸导言一、核酸的发现1868年，瑞士的科学家F.Miescher从外科绷带上的脓细胞的核中分离出一种富含磷元素的酸性化合物，称为“核素”(nuclein)。

1889年，Altman等人从酵母和动物的细胞核中制得了不含蛋白质的核酸，首次使用“核酸”（nucleic acid）一词。

二、核酸是遗传与变异的物质基础1944年O.t.Avery等人通过细菌转化实验（肺炎双球菌转化实验）证明核酸是遗传物质。

PPT部分如下：S球菌：有毒肺炎球菌，光滑、有夹膜。

R型球菌：无毒肺炎球菌，粗糙、无夹膜。

二、核酸的种类及分布核酸是生物体内的高分子化合物，包括DNA和RNA两大类。

1.脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid, DNA)分布：原核生物：核质区、质粒。

真核生物：95%在细胞核、5%在线粒体和叶绿体。

功能：携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型(genotype)。

2.核糖核酸（ribonucleic acid, RNA）分布：原核生物：细胞质真核生物： 75%在细胞质15%在线粒体和叶绿体10%在细胞核RNA种类：mRNA （信使RNA , messenger RNA）：约占总RNA的5％，蛋白质合成模板。

rRNA（核糖体RNA，ribosoal RNA）：约占总RNA的80％，核蛋白体组分。

原核生物核糖体中有三类rRNA：5S、16S、23S真核生物核糖体中有四类rRNA：5S、5.8S、18S、28StRNA（转移RNA，transfer RNA）：约占总RNA的10％～15％，转运氨基酸。

hnRNA（核内不均一RNA）:成熟mRNA的前体。

snRNA(核内小RNA)：参与hnRNA的剪接、转运。

snoRNA（核仁小RNA）：rRNA的加工、修饰。

scRNA（胞浆小RNA）：蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组分。

第二节核酸组成成分一.元素组成主要元素有C、H、O、N、P与蛋白质比较，核酸一般不含S，而P的含量较为稳定，占9-11%。

人教版化学《核酸》PPT完美课件新教材1contents •核酸概述与分类•核酸组成单位-核苷酸•DNA结构与功能解析•RNA结构与功能解析•核酸提取、纯化和鉴定方法•核酸在生物技术中应用前景目录核酸概述与分类核酸定义及功能核酸定义核酸功能核酸种类与结构特点核酸种类结构特点生物体内核酸分布及作用分布DNA主要分布在细胞核中，少量存在于线粒体和叶绿体中；RNA主要分布在细胞质中，包括mRNA、tRNA和rRNA等多种类型。

作用DNA作为遗传信息的载体，负责储存和传递遗传信息；RNA则参与蛋白质合成过程，包括转录和翻译等步骤。

此外，RNA还在基因表达调控、细胞信号传导等方面发挥重要作用。

02核酸组成单位-核苷酸磷酸基团五碳糖碱基030201核苷酸基本结构核苷酸种类与命名规则核苷酸种类命名规则核苷酸的命名通常由碱基名称、五碳糖类型和磷酸基团数目三部分组成，如腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。

核苷酸间连接方式磷酸二酯键碱基配对DNA结构与功能解析DNA双螺旋结构特点双链反向平行碱基互补配对主链与碱基对之间的空间关系螺距与旋转角度遗传信息的编码遗传信息的稳定性遗传信息的多样性遗传信息的可变性DNA遗传信息储存原理复制和修复的意义DNA 复制和修复机制对于生物体的遗传信息传递、生物进化以及维持生命活动的正常进行具有重要意义。

DNA 复制以亲代DNA 为模板，在DNA 聚合酶的催化下，按照碱基互补配对原则合成子代DNA 的过程。

复制过程具有半保留性和半连续性。

DNA 修复生物体在进化过程中形成了一套完善的DNA 修复机制，包括直接修复、切除修复、重组修复和跨损伤修复等，以维持基因组的稳定性和完整性。

复制与修复的关系DNA 复制过程中可能出现错误配对或损伤，此时需要启动DNA 修复机制进行纠正。

同时，DNA 修复机制也可以保证复制过程的顺利进行。

DNA 复制和修复机制RNA结构与功能解析RNA单链结构特点作为信使RNA（mRNA），携带遗传信息并指导蛋白质合成作为转运RNA（tRNA），携带氨基酸进入核糖体并识别mRNA上的遗传密码作为核糖体RNA（rRNA），与核糖体蛋白共同组成核糖体，提供蛋白质合成的场所RNA在蛋白质合成中作用不同类型RNA功能介绍mRNA（信使RNA）tRNA（转运RNA）rRNA（核糖体RNA）其他非编码RNA核酸提取、纯化和鉴定方法核酸提取方法比较酚氯仿抽提法离心柱法磁珠法纯化策略及操作注意事项去除蛋白质使用蛋白酶K消化或有机溶剂去除蛋白质杂质。

第一章核酸化学一、名词解释核酸的变性：高温、酸、碱等破坏核酸的氢键，使有规律的双螺旋变成无规律的“线团”。

核酸的复性：变性DNA经退火重新恢复双螺旋结构。

移码：在阅读过程中，如在mRNA单链上加上或删去一个核苷酸，就会引起读码发生错误，这种加上一个核苷酸或删去一个核苷酸的过程叫移码，移码可引起突变。

DNA变性在某些理化因素作用下，DNA分子互补碱基对之间的氢键断裂，使DNA双螺旋结构松散，变为单链，即为DNA变性DNA超螺旋（DNA supercoil）DNA双螺旋本身进一步盘绕称超螺旋。

超螺旋有正超螺旋和负超螺旋两种。

当盘旋方向与DNA双螺旋方向相同时，其超螺旋结构为正超螺旋，反之则为负超螺旋，负超螺旋的存在对于转录和复制都是必要的。

hnDNA即核不均一RNA，是mRNA的前体。

DNA复性指变性DNA在适当条件下，二条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构的现象，它是变性的一种逆转过程。

核糖体RNA（r ibosomal RNA, rRNA）是一种具有催化能力的核糖酶，但其单独存在时不能发挥作用，仅在与多种核糖体蛋白质共同构成核糖体（一种无膜细胞器）后才能执行其功能。

minor bases稀有碱基:核酸中含量比较稀少的碱基,可看作是基本碱基的化学修饰产物.环化核苷酸，即单核苷酸中磷酸部分与核糖中第三位和第五位碳原子同时脱水缩合形成一个环状二酯、即3'，5'-环化核苷酸，A-DNA又称A型DNA，为DNA双螺旋的一种形式，拥有与较普遍的B-DNA相似的右旋结构，但其螺旋较短较紧密。

Z-DNA又称Z型DNA，是DNA双螺旋结构的一种形式，具有左旋型态的双股螺旋（与常见的B-DNA 相反），并呈现锯齿形状。

信使核糖核酸（mRNA,：一类用作蛋白质合成模板的RNA。

转移核糖核酸：一类携带激活氨基酸，将它带到蛋白质合成部位并将氨基酸整合到生长着的肽链上的RNA。

tRNA 含有能识别模板mRNA上互补密码的反密码。