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⽣化第⼆章核酸的结构和功能第⼆章核酸的结构与功能本章重点核酸前⾔：1.真核⽣物DNA 存在于细胞核和线粒体内，携带遗传信息，并通过复制的⽅式将遗传信息进⾏传代；真核⽣物RNA 存在于细胞质、细胞核和线粒体内。
2.在某些病毒中，RNA 也可以作为遗传信息的载体。
⼀、核酸的化学组成以及⼀级结构（⼀）、核苷酸是构成核酸的基本组成单位1．DNA 的基本组成单位是脱氧核苷酸，⽽RNA 的基本组成单位是核糖核苷酸。
2．核苷酸中的碱基成分:含氮的杂环化合物。
①DNA 中的碱基：A\T\C\G 。
②RNA 中的碱基：S\U\C\G 。
★这五种碱基的酮基或氨基受所处环境的pH 是影响可以形成酮-烯醇互变异构体或氨基-亚2．核糖①β-D-核糖：C-2’原⼦上有⼀个羟基。
②β-D-脱氧核糖：C-2’原⼦上没有羟基☆脱氧核糖的化学稳定性⽐核糖好，这使DNA成为了遗传信息的载体。
3．核苷①核苷②脱氧核苷③核糖的C-1’原⼦和嘌呤的N-9原⼦或者嘧啶的N-1原⼦通过缩合反应形成了β-N-糖苷键。
在天然条件下，由于空间位阻效应，核糖和碱基处在反式构象上。
3．核苷酸的结构与命名①核苷或脱氧核苷C-5’原⼦上的羟基可以与磷酸反应，脱⽔后形成磷酸键，⽣成核苷酸或脱氧核苷酸。
②根据连接的磷酸基团的数⽬不同，核苷酸可分为核苷⼀磷酸（NMP）、核苷⼆磷酸（NDP）、核苷三磷酸（NTP）。
③⽣物体内游离存在的多是5’核苷酸★细胞内⼀些参与物质代谢的酶分⼦的辅酶结构中都含有腺苷酸，如辅酶Ⅰ（NAD+），它们是⽣物氧化体系的重要成分，在传递质⼦或电⼦的过程中具有重要的作⽤。
（⼆）、DNA是脱氧核糖核苷酸通过3’，5’-磷酸⼆酯键连接形成的⼤分⼦1.脱氧核糖核苷三磷酸C-3’原⼦的羟基能够与另⼀个脱氧核糖核苷三磷酸的α-磷酸基团缩合，形成了⼀个含有3’，5’-磷酸⼆酯键的脱氧核苷酸分⼦。
2.脱氧核苷酸分⼦保留着C-5’原⼦的磷酸基团和C-3’原⼦的羟基。
第二章核酸的结构与功能名词解释超螺旋结构超螺旋是DNA三级结构的主要形式，由双螺旋DNA进一步扭曲盘绕而形成。
超螺旋按其扭曲方向分两种类型：与DNA双螺旋的旋转方向相同的扭转称为正超螺旋；反之称为负超螺旋。
研究发现，所有的DNA超螺旋都可由DNA拓扑异构酶消除。
正超螺旋和负超螺旋两种。
真核生物中，DNA与组蛋白八聚体形成核小体结构时，存在着负超螺旋，它的存在对于转录和复制都是必要的。
DNA变性DNA变性，是指核酸双螺旋碱基对的氢键断裂，碱基间的堆积力遭到破坏，双链变成单链，使核酸的天然构象和性质发生改变，但不涉及其一级结构的改变。
凡能破坏双螺旋稳定的因素（如加热、极端的pH、有机试剂如甲醇、乙醇、尿素及甲酰胺等)均可引起核酸分子变性。
变性后的DNA常发生一些理化及生物学性质的改变：①溶液黏度降低。
DNA双螺旋是紧密的刚性结构，变性后则是柔软而松散的无规则单股线性结构，DNA黏度因此而明显下降。
②溶液旋光性发生改变。
变性后整个DNA分子的对称性及分子局部的构象改变，使DNA溶液的旋光性发生变化。
③增色效应。
[1]Tm Tm（解链温度）:当核酸分子加热变性时，其在260nm处的紫外吸收会急剧增加，当紫外吸收达到最大变化的半数值时，此时对应的温度称为溶解温度，用Tm表示。
热变性的DNA解链到50%时的温度增色效应DNA变性时，其溶液A260增高的现象核酸分子的杂交建立在核酸变性和复性的基础上，将两种不同来源的核酸分子，当然核酸分子可以是DNA或RNA，只要序列大致互补，就可以把它们结合在一起，变成杂合的双螺旋，这一过程就叫做核酸分子的杂交DNA与RNA各有和功能？DNA是遗传信息的载体，在细胞里是复制与转录的模板，而RNA参与基因表达与调控，在细胞内功能多样，主要有核糖体RNA rRNA【核糖体组成成分】，信使RNA mRNA【蛋白质合成模板】tRNA即转运RNA【转运氨基酸】，他们的共同点是参与蛋白质的合成。
第二章核酸的结构和功能核酸是以核苷酸为基本组成单位的线性多聚生物信息分子。
分为DNA和RNA两大类。
其化学组成见下表：DNA RNA碱基①嘌呤碱 A、G A、G②嘧啶碱 C、T C、U戊糖β-D-2 脱氧核糖β-D-核糖磷酸磷酸磷酸碱基与戊糖通过糖苷键相连，形成核苷。
核苷的磷酸酯为核苷酸。
根据核苷酸分子的戊糖种类不同，核苷酸分为核糖核苷酸与脱氧核糖核苷酸，前者是RNA的基本组成单位，后者为DNA的基本组成单位，核酸分子中核苷酸以3’,5’－磷酸二酯键相连，形成多核苷酸链，是核酸的基本结构。
多核苷酸链中碱基的排列顺序为核酸的一级结构。
多核苷酸链的两端分别称为3’－末端与5’－末端。
DNA的二级结构即双螺旋结构的特点：⑴两条链走向相反，反向平行，为右手螺旋结构；⑵脱氧核糖和磷酸在双螺旋外侧，碱基在内侧；⑶两链通过氢键相连，必须A与T、G与C配对形成氢键，称为碱基互补规律。
⑷大（深）沟，小（浅）沟。
⑸螺旋一周包含10个bp，碱基平面间的距离为0.34nm，螺旋为3.4nm，螺旋直径2nm；⑹疏水作用。
氢键及碱基平面间的疏水性堆积力维持其稳定性。
DNA的基本功能是作为遗传信息的载体，并作为基因复制转录的模板。
mRNA分子中有密码，是蛋白质合成的直接模板。
真核生物的mRNA一级结构特点：5’－末端“帽”，3’－末端“尾”。
tRNA在蛋白质合成中作为转运氨基酸的载体，其一级结构特点：含有较多的稀有碱基；3’－CCA－OH，二级结构为三叶草形结构。
rRNA与蛋白质结合构成核蛋白体，作为蛋白质合成的“装配机”。
细胞的不同部位还存在着许多其他种类小分子RNA，统称为非mRNA小RNA（snmRNAs），对细胞中snmRNA 种类、结构和功能的研究称为RNA组学。
具有催化作用的某些小RNA称为核酶。
碱基、核苷、核苷酸及核酸在260nm处有最大吸收峰。
加热可使DNA双链间氢键断裂，变为单链称为DNA变性。
DNA变性时，OD260增高。
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．220nmB．240nmC．260nmD．280nmE．300nm8.含有稀有碱基比例较多的核酸是：A．mRNAB．DNAC．tRNAD．rRNAE．hnRNA9．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+GB．A+G＝C+TC．G＝CD．A＝TE．A/T＝G/C11．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．cAMPB．cDMPC．cUMPD．cTMPE．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＝CC．戊糖和磷酸组成的骨架在外侧D．碱基之间通过氢键相连E．生物细胞中所有DNA的二级结构都是右手螺旋16．下列哪种核酸的二级结构具有“三叶草”型？A．mRNAB．质粒DNAC．tRNAD．线粒体DNAE．rRNA17．有关tRNA描述哪一项是不正确的？A．含有密码环B．含有反密码环C．富含稀有碱基D．其二级结构呈三叶草形E．3′末端有CCA18．关于rRNA的叙述哪项是错误的？A．是生物细胞中含量最多的RNAB．可与多种蛋白质构成核蛋白体C．其前体来自hnRNAD．不同的rRNA分子大小不同E．不同种类生物细胞的rRNA种类不同19．有关mRNA的论述不正确的是：A．mRNA分子中含有生物遗传信息B．mRNA在生物细胞内种类最多C．各种mRNA3′－末端和5′－末端都有相同的结构D．mRNA的碱基序列可以指导多肽链的合成E．mRNA的所有碱基都有编码氨基酸的作用20．下列关于真核生物mRNA特点的叙述正确的是：A．5′－末端接7m APPPB．3′－末端接POLYC．3′－末端有－CCAD．5′－末端有7m GPPPE．二级结构呈三叶草型21．下列关于tRNA的叙述，错误的是：A．含有IMPB．TMPC．含有假尿嘧啶核苷酸D．含有二氢尿嘧啶核苷酸E．含有黄嘌呤核苷酸22．真核细胞染色质的基本结构单位：A．组蛋白B．核心颗粒C．核小体D．超螺旋管E．α－螺旋23．组成核小体的是：A．RNA和组蛋白B．RNA和酸性蛋白C．DNA和组蛋白D．DNA和酸性蛋白E．rRNA和组蛋白24．关于双螺旋结构的叙述错误的是：A．DNA双螺旋表面有深沟和浅沟B．DNA双螺旋有三种类型A－DNA、B－DNA、Z－DNA C．双螺旋结构仅存在于DNA分子中D．双螺旋结构也存在于RNA分子中E．双螺旋结构区存在有碱基互补关系25．DNA变性是指：A．多核苷酸链解聚B．DNA分子内超螺旋变为双螺旋C．分子中磷酸二酯键断裂D．碱基间氢键断裂E．核酸分子的完全水解26．Tm是表示DNA的：A．转化温度B．解链温度C．复性温度D．水解温度E．最适温度27．DNATm值较高是由下列哪组核苷酸含量较高所致：A．G+AB．G+CC．A+TD．C+TE．A+C28．核酸变性后可发生下列哪种变化？A．减色效应B．增色效应C．紫外吸收能力丧失D．溶液粘度增加E．分子量降低29．下列几种DNA分子的碱基组成比例中，哪一种DNA的Tm值最低？A．A－T占15%B．G－C占25%C．G－C占40%D．A－T占80%E．G－C占55%30．核酸分子杂交可发生在DNA和RNA之间、DNA和DNA之间，那么对于单链DNA`5′-CGGTA－3′，可以与下列哪种RNA发生杂交？A．5′UACCG3′B．5′－GCCAU－3′C．5′－GCCUU－3′D．5′－AUCCG－3′E．5′－UAGGC－3′31．关于tRNA的叙述哪一项是错误的：A．氨基酸的运输工具B．一种tRNA可携带几种不同的氨基酸C．都有反密码D．对氨基酸有高度特异性E．分子中含较多稀有碱基32．DNA合成需要的原料是：A．ATP、CTP、GTP、TTPB．ATP、CTP、GTP、UTPC．dATP、dGTP、dCTP、dUTPD．dATP、dGTP、dCTP、dTTPE．dAMP、dGMP、dCMP、dTMP33．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C．组蛋白的成分是H1，H2A，H2B，H3和H4D．核小体由DNA和H1，H2，H3，H4各二分子构成E．组蛋白是由组氨酸构成的34．与mRNA中的ACG密码相对应的tRNA反密码子是：A．UGCB．TGCC．GGAD．CGUE．TGC35．有关核酸的变性后可发生哪种变化？A．减色效应B．增色效应C．紫外吸收能力丧失D．紫外吸收峰波长转移E．溶液的黏度增加36．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37．下列哪种结构是tRNA的三级结构？A．双螺旋结构B．α－螺旋结构C．核小体D．超螺旋结构E．倒“L”型38．有关复性的正确叙述为：A．核酸热变性后，使其温度缓慢下降，变性的两股单链DNA可复性B．热变性的DNA迅速降温过程称为退火C．热变性DNA迅速冷却后即可相互结合D．变性DNA的浓度越高，复性越慢E．一般认为比Tm高250C 的温度是DNA复性的最佳条件39．DNA的解链温度是指：A．DNA开始解链时的温度B．DNA完全解链时的温度C．A260nm达到最大值时的温度 D．A260nm达到最大值时的50%时的温度E．A280nm达到最大值时的50%的温度40．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．以上都不是二、多项选择题1．有关DNA分子的描述哪些正确？A．有两条方向相反的脱氧核苷酸链组成B．5′－端是－OH，3′－端是磷酸C．脱氧单核苷酸之间靠磷酸二酯键连接D．5′末端是磷酸基，3′末端是－OH E．碱基配对为A＝T，G≡C2．核小体是指：A．原核生物的细胞核B．真核生物的细胞核C．由DNA和组蛋白组成D．组蛋白包括H2A、H2B、H3、H4各2分子和H1E．核心颗粒之间的连接区是DNA和H1组蛋白构成3．在融解温度时，双股DNA发生下列哪些变化？A．双股螺旋完全解开B．双股螺旋50%解开C．所有G－C对消失D．碱基对间氢键部分断裂E．在260nm处吸光度增加4．蛋白质变性和DNA变性的共同特点是：A．生物学活性丧失B．易恢复天然状态C．氢键断裂D．结构松散E．形成超螺旋结构5．DNA和RNA的区别是：A．碱基不同B．戊糖不同C．功能不同D．含磷量不同E．在细胞内分布部位不同6．Tm值是表示DNA的：A．变性温度B．融解温度C．杂交温度D．解链温度E．最适温度三、填空题1．核酸完全水解生成的产物＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿，其中糖基有＿＿＿、＿＿＿，碱基有＿＿＿和＿＿＿两大类。
2．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＿＿＿。
3．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＿＿＿。
4．RNA的基本组成单位＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿，DNA的基本组成单位＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿，它们通过＿＿＿键相互连接形成多核苷酸链。
5．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）＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿。
6．嘌呤环上的第＿＿＿位氮原子与戊糖的第＿＿＿位碳原子相连形成＿＿＿键，通过这种键相连的化合物叫＿＿＿。
7．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＿＿＿。
8．体内有两个主要的环核苷酸是＿＿＿、＿＿＿，它们的主要生理功能是＿＿＿。
9. 核酸的基本组成单位是，它们之间是通过键相连接的。
10．DNA双螺旋结构的维系，横向靠＿＿＿；纵向靠＿＿＿。
11．RNA主要有三类即＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿，它们的生物功能分别是＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿。
12．典型的tRNA二级结构是＿＿＿，三级结构是＿＿＿。
13．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＿＿＿。
14．tRNA三叶草型结构中，氨基酸臂的功能是＿＿＿，反密码环的功能是＿＿＿。
15．tRNA氨基酸臂3′末端中最后三个碱基是＿＿＿，反密码环中有三个相连单核苷酸组成＿＿＿，tRNA不同＿＿＿也不同。
16．成熟的mRNA在5′末端加上了＿＿＿，构成帽的结构，在3′－末端加上了＿＿＿形成尾，mRNA的前身是＿＿＿。
17．DNA的Tm值的大小与其分子中所含＿＿＿种类、数量及比例有关，若含的A－T配对较多其值则＿＿＿，含的G－C配对较多其值则＿＿＿，分子越大其Tm值也越＿＿＿。
18．D NA变性后，其粘度＿＿＿，紫外吸收峰＿＿＿。
四、名词解释1．核酸的变性2．Tm值3．核酸的杂交4．增色效应5．DNA的复性6．核酶五、回答题1．试比较DNA和RNA在分子组成和分子结构上的异同点。
