第十五章 核酸的物理化学性质和研究方法答案法答案

第十五章核酸的物理化学性质和研究方法答案一．选择题1-7 ③③②④①④二．判断题1-4是否否否5-9 是是是是是三．名词解释cot：是DNA复性的动力学常数，数值上等于单链DNA初始浓度Co和复性完成一1.12半所需时间的乘积，其大小代表DNA顺序的复杂程度。

2 增色效应：由于DNA变性引起的光吸收增加称增色效应,也就是变性后DNA 溶液的紫外吸收作用增强的效应。

四．问答题1、RNA比DNA更不稳定，为什么？RNA的磷酸酯键易被碱水解，因为RNA的核糖上有2 ’-OH,在碱作用下形成磷酸三酯，磷酸三酯极不稳定，随即水解产生核苷2’，3’-环磷酸酯。

该环磷酸酯继续水解产生2’-核苷酸和3’-核苷酸。

DNA的脱氧核糖没有2 ’-OH，不能形成碱水解的中间产物，故对碱有一定抗性。

2、何谓变性？是否所有能引起蛋白质变性的因素都能引起核酸变性，或者引起核酸变性的因素都能引起蛋白质变性？变性作用是指核酸双螺旋结构被破坏，双链解开，从而核酸的天然构象和性质发生改变，但共价键并未断裂。

3、何谓Southern杂交？何谓Northern杂交？它们的原理和用途是什么？Southern杂交是将凝胶电泳分开的DNA限制片段转移到硝酸纤维膜上进行杂交。

其基本原理是将待检测的DNA样品固定在固相载体上，与标记的核酸探针进行杂交，在与探针有同源序列的固相DNA的位置上显示出杂交信号。

该项技术广泛被应用在遗传病检测、DNA 指纹分析和PCR产物判断等研究中。

Northern杂交将变性的RNA转移到硝酸纤维膜上，通过分子杂交以检测特异的RNA。

原理：在变性条件下将待检的RNA样品进行琼脂糖凝胶电泳，继而按照同Southern Blot相同的原理进行转膜和用探针进行杂交检测。

用途：检测样品中是否含有基因的转录产物（mRNA）及其含量。

4、琼脂糖凝胶电泳对核酸研究有何用途？分离DNA分子大小从上百kb到数百bp, 凝胶电泳后可以用嵌合荧光染料显色，凝胶电泳后核酸样品可用多种方法自凝胶上回收。

核酸问题及答案定义类1、什么是核酸。

核酸（Nucleic Acids）是一种主要位于细胞核内的生物大分子，其充当着生物体遗传信息的携带和传递。

DNA分子含有生物物种的所有遗传信息，为双链分子，其中大多数是链状结构大分子，也有少部分呈环状结构，分子量一般都很大。

RNA主要是负责DNA遗传信息的翻译和表达，为单链分子，分子量要比DNA小得多。

核酸存在于所有动植物细胞、微生物和病毒、噬菌体内，是生命的最基本物质之一，对生物的生长、遗传、变异等现象起着重要的决定作用。

核酸广泛存在于所有动物、植物细胞、微生物内、生物体内核酸常与蛋白质结合形成核蛋白。

不同的核酸，其化学组成、核苷酸排列顺序等不同。

根据化学组成不同，核酸可分为核糖核酸，简称RNA和脱氧核糖核酸，简称DNA。

DNA是储存、复制和传递遗传信息的主要物质基础，RNA在蛋白质合成过程中起着重要作用，其中转移核糖核酸，简称tRNA，起着携带和转移活化氨基酸的作用；信使核糖核酸，简称mRNA，是合成蛋白质的模板；核糖体的核糖核酸，简称rRNA，是细胞合成蛋白质的主要场所。

2、核酸的性质?a.化学：①酸效应：在强酸和高温，核酸完全水解为碱基，核糖或脱氧核糖和磷酸。

在浓度略稀的的无机酸中，最易水解的化学键被选择性的断裂，一般为连接嘌呤和核糖的糖苷键，从而产生脱嘌呤核酸。

②碱效应1．DNA：当PH值超出生理范围（pH7~8）时，对DNA结构将产生更为微妙的影响。

碱效应使碱基的互变异构态发生变化。

这种变化影响到特定碱基间的氢键作用，结果导致DNA 双链的解离，称为DNA的变性2．RNA：PH较高时，同样的变性发生在RNA的螺旋区域中，但通常被RNA的碱性水解所掩盖。

这是因为RNA存在的2`-OH参与到对磷酸脂键中磷酸分子的分子内攻击，从而导致RNA的断裂。

③化学变性：一些化学物质能够使DNA/RNA在中性PH下变性。

由堆积的疏水剪辑形成的核酸二级结构在能量上的稳定性被削弱，则核酸变性。

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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: Second2 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 RNA9 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≡C12 在RNA局部双螺旋中碱基互补的规律是和。

答案: A=U，G≡C13 在ATP中有个高能磷酸键。

答案: 214 t RNA的二级结构为形，其柄部称为臂，顶部的环称为，环的中间含有。

核酸化学习题(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．噬菌体（phage）12．发夹结构（hairpin structure）13．DNA的熔解温度（melting temperature T m）14．分子杂交（molecular hybridization）15．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___。

第15章、核酸的物理化学性质（上册P502）本章重点：1、核酸的水解，2、核酸的紫外吸收，3、核酸的变性和复性本章的主要内容：（一）核酸的水解：所有糖苷键和磷酸酯键都能被水解。

（1）酸水解：糖苷键比磷酸二酯键易被水解，嘌呤碱糖苷键比嘧啶碱更易水解。

（2）碱水解：磷酸酯键易水解，RNA比DNA易水解，因为RNA核糖上有2‘-OH，水解过程见P502。

（3）酶水解：为水解磷酸二酯键的酶，专一水解核酸的为核酸酶。

1.核酸酶的分类：按底物专一性分为RNase（核糖核酸酶）和DNase（脱氧核糖核酸酶）。

按对底物作用方式分为内切酶（作用点在核糖核酸酶内部）和外切酶（作用点在末端）。

2.RNase：如牛胰核糖核酸酶（EC 2.7.7.16），内切酶，作用位点为嘧啶核苷（Py）-3‘-磷酸与其他核苷酸之间的连键。

3.限制性内切酶：为DNase。

剪裁DNA的工具，可用于核酸测序和基因工程。

在细菌中发现，目前已找到限制性内切酶数千种。

限制性内切酶往往与甲基化酶成对存在，自身酶作用位点的碱基被甲基化，内切酶不再降解，因而可识别和降解外源DNA。

断裂位点处常有二重旋转（轴）对称性（回文结构，正读反读相同），在特定位点两条链切断后形成粘末端或平末端。

限制性内切酶命名：如E. coR Ⅰ，第1个字母E(大写)，为大肠杆菌(E.coli)属名的第一个字母，第2、3两个字母co（小写）为种名头两个字母，第4个字母R，表示菌株，最后一个罗马字为该细菌中已分离这一类酶的编号。

（二）核酸的酸碱性质：核苷和核苷酸都是兼性离子，碱基和磷酸基均能解离，见P505，具有酸碱性。

由于DNA酸碱变性，使酸碱滴定曲线不可逆。

（三）核酸的紫外吸收：嘌呤环与嘧啶环具有共轭双键，核苷和核酸的吸收波段在240~290nm，最大吸收值在260nm附近（蛋白质最大吸收值280nm）。

（1）可用于测样品纯度（测吸光度A）：A260/A280比值，纯DNA应大于1.8，纯RNA应达到2.0，若样品混有杂蛋白，比值明显降低。

第 15 章、核酸的物理化学性质（上册 P502）本章重点： 1、核酸的水解， 2、核酸的紫外吸收， 3、核酸的变性和复性本章的主要内容：（一）核酸的水解：所有糖苷键和磷酸酯键都能被水解。

（1）酸水解：糖苷键比磷酸二酯键易被水解，嘌呤碱糖苷键比嘧啶碱更易水解。

（2）碱水解：磷酸酯键易水解， RNA 比 DNA 易水解，因为 RNA 核糖上有 2‘ - OH ，水解过程见P502。

（3）酶水解：为水解磷酸二酯键的酶，专一水解核酸的为核酸酶。

1.核酸酶的分类：按底物专一性分为 RNase（核糖核酸酶）和 DNase（脱氧核糖核酸酶）。

按对底物作用方式分为内切酶（作用点在核糖核酸酶内部）和外切酶（作用点在末端）。

2.RNase：如牛胰核糖核酸酶（ EC 2.7.7.16 ），内切酶，作用位点为嘧啶核苷（ Py）‘- 3 - 磷酸与其他核苷酸之间的连键。

3.限制性内切酶：为 DNase。

剪裁 DNA 的工具，可用于核酸测序和基因工程。

在细菌中发现，目前已找到限制性内切酶数千种。

限制性内切酶往往与甲基化酶成对存在，自身酶作用位点的碱基被甲基化，内切酶不再降解，因而可识别和降解外源 DNA 。

断裂位点处常有二重旋转（轴）对称性（回文结构，正读反读相同），在特定位点两条链切断后形成粘末端或平末端。

限制性内切酶命名：如 E. coR Ⅰ，第 1 个字母 E( 大写 ) ，为大肠杆菌 (E.coli)属名的第一个字母，第2、 3 两个字母co （小写）为种名头两个字母，第 4个字母R，表示菌株，最后一个罗马字为该细菌中已分离这一类酶的编号。

（二）核酸的酸碱性质：核苷和核苷酸都是兼性离子，碱基和磷酸基均能解离，见P505，具有酸碱性。

由于 DNA 酸碱变性，使酸碱滴定曲线不可逆。

（三）核酸的紫外吸收：嘌呤环与嘧啶环具有共轭双键，核苷和核酸的吸收波段在240~290nm，最大吸收值在 260nm 附近（蛋白质最大吸收值280nm）。

3.3 核酸的理化性质、分离纯化和含量测定一核酸的分子大小一核酸的分子大小二核酸的溶解度与黏度•核酸微溶于水，不溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂•黏滞度：DNA 〉RNA ；dsDNA〉ssDNA•DNA变性，黏度降低三核酸的酸碱性质•核酸是多元酸，具有较强的酸性;•DNA碱基对在pH4.0~11.0之间最稳定•DNA的等电点为4～4.5，RNA的等电点为2～2.5四核酸的紫外吸收天然DNA变性DNA核苷酸总吸收值1232202402602800.10.20.30.4波长（nm ）光吸收123克原子磷消光系数e(p)•以每升核酸溶液中1克原子磷为标准来计算核酸的消光系数，称为克原子磷消光系数e(p)。

e(p)=A/CL•A：吸收值C：每升溶液中磷的克原子数L：比色杯内径厚度•增色效应hyperchromic effect核酸变性时，紫外吸收值e(p)值显著升高，称为增色效应•减色效应hypochromic effect在一定条件下，变性核酸可以复性，此时紫外吸收值e(p)值又回复至原来水平，称为减色效应五核酸的变性、复性和杂交(一) 变性核酸的变性denaturation维持核酸空间结构的作用力氢键和碱基堆积力被某些理化因素破坏，使核酸的空间结构改变，从而引起核酸理化性质和生物学功能的改变。

•增色效应•Tm值•黏度降低•旋光性降低•沉降系数S增加•浮力密度大大增加•对双链DNA进行加热变性，当温度升高到一定程度时，DNA溶液在260nm处的吸光度突然明显上升至最高值，随后即使温度继续升高，吸光度也不再明显变化。

Tm：熔解温度(melting temperature) DNA的Tm值一般在70-85℃之间。

影响Tm值的因素•1.DNA的均一性均质DNA Tm范围小异质DNA Tm范围大•ii. G-C含量G-C含量与Tm值成正比关系G-C含量越高，Tm值越大•iii. 介质中的离子强度•离子强度较低的介质中，D N A的T m较低，范围较宽•离子强度较高的介质中，情况则相反•D N A制品保存在较高浓度的缓冲液(一般1m o l/L N a C l溶液)。