第三章：核酸的结构与功能
一、名词解释
1.不对称比率 2.碱基互补 3.发夹结构 4.DNA的一级结构 5.分子杂交 6.增色效应 7.减色效应 8.核酸的变性 9.核酸的复性 10.DNA的熔解温度（Tm） 11.假尿苷（Ψ） 12.三叶草型结构 13.snRNA 14 ．回文序列 15.拓扑异构体 16.超螺旋结构 17. H-DNA （ tsDNA ） 18.单顺反子 19.多顺反子 二、填空题
1.( )和( )提出 DNA 的双螺旋模型，从而为分子生物学的发展奠定了基础。 2.DNA 与 RNA 的结构差别：DNA为( )链，RNA为( )链，DNA 中有( )和 ( ) ，而 RNA 代之为( )和( )。 3．RNA 分为( )、( )和( )，其中以( )含量为最多，分子量( )为最小，( )含稀有碱基最多。
4.胸苷就是尿苷的( )位碳原子甲基化。
5.核酸按其所含糖不同而分为( )和( )两种，在真核生物中，前者主要分布在( )中，后者主要分布在( )中。
6.在核酸分子中由( )和( )组成核苷，由( )和( )组成核苷酸。（ ）是组成核酸的基本单位。无论是 DNA 还是 RNA 都是有许许多多的（ ）通过（ ）键连接而成的。
7.核苷中，嘌呤碱基与核糖是通过( )位( )原子和( )位( )原子相连，嘧啶碱基与核糖是通过( )位( )原子和( )原子相连。
8.一条单链（+） DNA 的碱基组成为 A21% ， G9%， C29%， T21%，用DNA聚合酶复制出互补的（-）链，然后用得到的双链 DNA 做模板，用RNA聚合酶转录其中的（-）链，产物的碱基组成是( )。
9.常见的环化核苷酸是( )和( ),作用是( )，它们是通过核糖上( )位( )位的羟基与磷酸环化形成酯键。
10.生物体内有一些核苷酸衍生物可作为辅酶而起作用，如：( )、( )、( )和( )等。 11.某双链 DNA 中含A为 30％ (按摩尔计) ，则含 C 为( )％，含 T 为( )％。 12.某双链 DNA 的一段链上，已知碱基 (按摩尔计) 组成A=30% ， G=24% ，则同一链中的 T+C 是( )％，其互补链中的 T 是( )％， C 为( )％，A+G 是( )％。
13.DNA 双螺旋 B 结构中，双螺旋的平均直径为( )nm ，螺距为( )nm ；沿
中心轴每旋转一周包含( )个碱基对，相邻碱基距离为( )nm ，相邻碱基 之间旋转角度为( )。
14.真核细胞核内的 DNA 呈( )形，原核细胞及真核细胞的线粒体内 DNA 呈( )形。
15.tRNA 二级结构中， 5’端磷酸化多为 ( )， 3 ’端碱基顺序是( )，叫做( )，常用作( )的接受部位。另外还有三个环状部位，分别称( )、( )和 ( )，用于 tRNA 分类标志的部位叫( )。
16.tRNA 的二级结构呈( )形，三级结构像个倒写的( )字母。
17.真核生物细胞中 mRNA 帽子结构主要组分是( )，其尾部是由( )组成。 18.溶液中的核酸分子在离心力场中可以沉降， RNA 分离多用( )密度梯度超离心， DNA 分离多用( )密度梯度超离心。
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19.嘌呤碱和嘧啶碱具有( )，使得核酸在( )nm 附近有最大吸收峰，可用紫外分光光度计测定。
20.DNA 变性后，紫外吸收能力( )，粘度( )，浮力、密度( )，生物活性( )。
21.在沸水中的核酸样品缓慢冷却后，在 260nm处的光吸收值会( )。 22.DNA 分子中， (C 十 G) ％含量越高，则( )越高，分子越稳定。
23.在提取 DNA 时，加入 0.14MnaCl是为了( )，加入 SDS 目的之一是使( )和( )分离，再加入 1MnaCl是( )，用氯仿／异戊醇是将( )除去，最后加入 95 ％乙醇的作用是( )。
24.核酸研究中，地衣酚法常用来测定( )，二苯胺法常用来测定( )。
25.生理 pH 值下，体内核酸大分子中的碱基是以( )式存在 (酮式，烯醇式) 。 26.1944年 Auery 证明核酸是遗传物质的实验是( )。
27.核酸是两性电解质，因为分子中含( )基和( )基团。 28.B-DNA 为（ ）手螺旋 DNA ，而 Z-DNA 为（ ）手螺旋 DNA 。
29.游离核糖可形成（ ）环状结构，有α、β两种构型，组成核酸的核糖为（ ）构型。 30.把琼脂糖中的 DNA 转移到硝酸纤维素膜或尼龙膜上的技术是英国分子生物学家（ ）发明的，故被人们称为（ ）或DNA印记法。
31.通常 DNA 的分子长度一般用（ ）对数（ bp ）或（ ）来表示。 32.纯 DNA 样品的 A260/A280 约等于（ ），纯 RNA 样品的 A260/A280 约等于（ ）。
33.核酸样品中含（ ）物质时 A260/A280 之比值（ ）。
三、选择题
1.稀有核苷酸主要是在什么中发现的：( )
A.mRNA B.tRNA C.rRNA D.线粒体内 DNA 2.下列关于双链 DNA 碱基的含量关系哪个是对的：( )
A.A=T、G=C B.A+T = C+G C.G+C > A+T D.G+C < A+T 3.下列 DNA 双链中， Tm 值最高的是：( )
A.(G+C)％ = 25％ B.(A+T)％ = 25％ C.(G+C)％ = 60％ D.(A+T)％ = 55％ 4.G-C 含量愈高 Tm 值愈高的原因是：（ ）
A.G-C 之间形成了离子键 B.G-C 之间形成了两个氢键 C.G-C 之间形成了一个共价键 D.G-C 之间形成了三个氢键
5.假尿苷 (ψ) 中糖苷键的连接方式是：( ) A.C-N 连接 B.C-C 连接 C.N-N 连接 D.以上都不对
6．真核生物 mRNA 帽子结构中 m7G5’与多核苷酸链通过三个磷酸基连接，连接方式是：( )
A.2’-5’ B.3’-5’ C.3’-3’ D.5’-5’ 7.下列因素中不能影响 Tm 值大小的是：( )
A.DNA 的均一性 B.C-G 含量 C.重金属盐 D.介质中的离子强度 8.关于 tRNA 下列表述哪项是错误的：( )
A.是 RNA 中含量最多的单链分子 B.tRNA 的二级结构是三叶草形
C.是 RNA 中含稀有碱基最多的 D.tRNA的3’端几乎都有 CCA 结构。 9.下列关于 DNA 变性的表述哪项是正确的：( )
A. 随温度逐渐升高，紫外吸收值逐渐增大 B.Tm 值只与 DNA 分子的大小有关而与构成无关
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C.DNA 变性从微观考虑是个瞬时过程 D.溶液的构成对 DNA 分子的 Tm 值没有影响 10．下列关于 DNA 的描述哪项是错误的：( )
A. 在二级结构基础上往往形成超螺旋 B.维持二级结构的作用力是氢键
C.线粒体中的 DNA 呈环状 D.提出 DNA 双螺旋的主要依据是 chargaff 定则和 X 射线衍射图谱
11.下列哪种碱基在 mRNA 找到在 DNA 中不存在：( ) A.腺嘌呤 B.鸟嘌呤 C.尿嘧啶 D.胞嘧啶 12．原核生物核糖体的 30S小亚基中含有哪一种rRNA：( ) A.23SrRNA B.18SrRNA C.5SrRNA D.16SrRNA
13.用电泳方法分析核酸时，常用的染料是：( ) A.溴酚兰 B.溴乙锭 C.考马斯亮兰 D.地衣酚 14．某 DNA 双螺旋的一条多核苷酸链碱基顺序为 ACCTTAGA 指出另一条链的碱基顺序：( )
A.TGGAATCT B.AGATTCCA C.TCTAAGGT D.ACCTTAGA 15.热变性的 DNA 分子在适当条件下可以复性，条件之一是：（ ） A.骤然冷却 B.缓慢冷却 C.浓缩 D.加入浓的无机盐
16.在适宜条件下，核酸分子两条链通过杂交作用可自行形成双螺旋，取决于：（） A.DNA 的 Tm 值 B.序列的重复程度 C.核酸链的长短 D.碱基序列的互补 17.核酸中核苷酸之间的连接方式是：（ ）A.2’，5’-磷酸二酯键 B.氢键 C.3’，5’-磷酸二酯键 D.糖苷键
18.tRNA 的分子结构特征是：（）
A.有反密码环和 3’-端有-CCA 序列 B.有密码环
C.有反密码环和 5’-端有-CCA 序列 D.5’-端有-CCA 序列
19.下面关于 Watson- Crick DNA 双螺旋结构模型的叙述中哪一项是正确的：（）
A.两条单链的走向是反平行的 B.碱基A和 G 配对 C.碱基之间共价结合 D.磷酸戊糖主链位于双螺旋内侧
20.具 5’- CpGpGpTpAp-3’ 顺序的单链 DNA 能与下列哪种 RNA 杂交：（ ）
A.5’- GpCpCpAp-3’ B.5’- GpCpCpApUp-3’ C.5’- UpApCpCpGp-3’ D.5’- TpApCpCpGp-3’
21.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.部分碱基不同，核糖不同 D.碱基不同，核糖相同
22.下列关于 mRNA 描述哪项是错误的：（）
A. 原核细胞的 mRNA 在翻译开始前需加 “PolyA” 尾巴。 B.原核细胞的 mRNA 在翻译开始前不需加 “PolyA” 尾巴。
C.真核细胞 mRNA 在 5’端有特殊的 “帽子” 结构 D.真核细胞 mRNA 在 3’端有特殊的 “尾巴” 结构
23.在 pH3.5 的缓冲液中带正电荷最多的是：（ ） A.AMP B.GMP C.CMP D.UMP
24.核酸变性后，可发生哪种效应：（ ）
A.减色效应 B.增色效应 C.失去对紫外线的吸收能力D.最大吸收峰波长发生转移 25.一个 RNA 片段 UgmψICm6A ，其中含多少个修饰碱基：（ ） A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
四、是非题
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17. DNA 是生物的遗传物质， RNA 不是。
2.一种生物不同组织的体细胞的DNA 碱基组成是相同的。 3.DNA 戊糖环的3’位上没有羟基，所以称为脱氧核糖核酸。
4.真核生物 mRNA 的 3’端有一个多聚A（polyA）的结构，随着mRNA在细胞中存在的时间延长，polyA 的长度也随着增加长。
5.在 RNA 分子中，单链 RNA 局部区域由于A-U ， G-C 配对，也象 DNA一样，可以形成局部双螺旋而构成发夹式结构。 6.rRNA 就是核糖体。
7.真核生物的 mRNA 多顺反子，原核生物 mRNA 单顺反子。
8.到目前为止，发现所有的脱氧核糖核酸链形成的双螺旋结构均为右手螺旋。 9.DNA 碱基摩尔比规律仅适合于双链而不适合于单链。 10.在绝大多数细胞中核酸不能作为能量物质。 11.热变性的 DNA 复性时，温度必须缓慢降低。
12.一个动物细胞内的 DNA 可以与该动物的所有 RNA 杂交。 13.DNA 的熔解温度随（A+T ）/（ G+C ）比值的增加而减小。
14.双链 DNA 中每条单链的（ G+C ）% 含量与双链的（ G+C ）% 含量相等。 15.DNA 的核蛋白易溶于高浓度的 NaCl （1 ～ 2M）溶液中。
16.某 DNA 提取液经紫外吸收测定 OD260/OD280 ≥ 1.8 ，则该溶液中蛋白质杂质基本除去。
17.病毒分子的核酸组成分为单纯 DNA,单纯 RNA ， DNA 和 RNA 同时存在三种类型。 18.生物体内只有 5’-核苷酸。
19.自然界中的 DNA 全部为 B 型双螺旋结构。
20.真核生物 mRNA 的帽子结构与蛋白质合成的起始有关，并能增加 mRNA 的稳定性，防止核酸酶降解。
21.核酸中 G-C 含量可用测定 Tm 值的方法进行计算。 22.杂交双链是指 DNA 双链分开后两股单链的重新结合。 23.核酸探针是指带有标记的一段核酸单链。
五、问答题
17. 核酸的元素组成特点是什么?它的应用如何?
2.DNA 和 RNA 的结构和功能在化学组成，分子结构,细胞内分布和生理功能上的主要区别是什么？
3.环化核苷酸是怎样形成的？它有什么重要的生理功能？ 4.核苷酸及其衍生物有哪些重要的生理功能？ 5.Chargaff 原则的要点是什么?
6.试述 DNA 双螺旋 (B 结构) 的要点?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？
7.RNA 分哪几类?各类 RNA 的结构特点和生物功能是什么? 8.简述 RNA 和 DNA 分离提取的最基本原则? 9.影响 DNATm 值大小的因素有哪些? 10.试述 tRNA 二级结构的共同特征?
11.什么是 DNA 的变性?DNA 变性后理化性质有何改变？
12.什么是 DNA 超螺旋结构?有几种形式?形成超螺旋结构的意义?
13.大肠杆菌 DNA 的分子量为 2.8x109，一个脱氧核苷酸对的平均分子量为 670 。计算： ①该 DNA 长度? ②占有的体积是多少? ③形成多少圈螺旋?
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14.某基因片段的碱基分析结果如下，写出该基因片段的碱基排列顺序 切割A得： 32P-G， 32P-GACTCTG， 32p-GACTCTGAGC 切割 G 得： 32P-GACTCT， 32P-GACTCTGA
切割 C 得： 32P-GA， 32P-GACT， 32P-GACTCTGAG 切割 T 得： 32P-GAC， 32P-GACTC
15.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。
16.从两种不同细菌提取得 DNA 样品，其腺嘌呤核苷酸分别占其碱基总数的 32% 和 17% ，计算这两种不同来源 DNA 四种核苷酸的相对百分组成。两种细菌中哪一种是从温泉（ 64 ℃）中分离出来的？为什么？
17.谈谈你所知道的核酸研究进展情况及其对生命科学发展的影响。
参考答案
一、名词解释 1.不对称比率：（A+T ）/（ C+G ）表示不对称比率，亲源关系越近， DNA 碱基相似，不对称比率相似。
2.碱基互补：指碱基之间的配对原则，即腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（ T ） 配对，两者之间形成两对氢键；鸟嘌呤（ G ）和胞嘧啶（ C ）配对，两者之间形成三对氢键。碱基互补配对原则具有极重要的生物学意义，它是复制、转录、逆转录、分子杂交的分子基础。 3.发夹结构： RNA 多核苷酸单链的某些去段能够发生折叠，而折叠部分的一些碱基由于相互靠近并且碱基互补而形成局部双螺旋，不能形成双螺旋的碱基对则成环状，将此结构称为发夹结构。
4.DNA 的一级结构： DNA 由数量很大的四种脱氧核糖核苷酸按一定顺序通过 3'， 5'-磷酸二酯键连接起来的线形或环状分子。 5.分子杂交：两条来源不同但有碱基互补关系的 DNA 单链分子，或 DNA 单链分子与 RNA 分子，在去掉变性条件后互补的区段能够退火复性形成双链 DNA 分子或 DNA/RNA 异质双链分子，这一过程叫杂交分子。
6.增色效应：天然 DNA 分子在热变性的条件下，双螺旋结构破坏，碱基外露，因此紫外吸收增加的现象。
7.减色效应：变性 DNA 分子复性形成双螺旋时其紫外吸收降低的现象。
8.核酸的变性：在极端的 pH 或高温条件下，碱基对之间的氢键断裂,碱基堆积力遭到破坏，使有规律的 DNA 的双螺旋结构解螺旋变成单链，此现象称为核酸的变性。
9.核酸的复性：变性的 DNA 在适当的条件下，又可以使两条彼此分开的链重新缔合形成双螺旋，这个过程称为核酸的复性。 10.DNA 的熔解温度（ Tm ）：通常把增色效应达到一半时的温度或 DNA 双螺旋结构失去一半时的温度叫该.DNA 的熔点或熔解温度，用 Tm 值表示。 11.假尿苷（Ψ）：是存在于 tRNA 中的一种稀有核苷，假尿苷以其尿嘧啶第 5 位 C 原子与核糖的第 1' 位 C 原子以 C-C 键连接而成。
12.三叶草型结构： tRNA 的二级结构都呈三叶草形，双螺旋区构成叶柄，突环区好象是三叶草的三片小叶。是由氨基酸臂，二氢尿嘧啶环，反密码子环,T Ψ C 环及它们的臂和额外环构成。
13.snRNA ： snRNA 主要存在于细胞核中，也存在于细胞质中，占细胞 RNA 总量的 0.1% ～ 1% ，分子大小为 58 ～ 300bp，称为小分子RNA。其中 5'端有帽子结构，分子内含 U 较多的称 U-RNA ，不同结构的 U-RNA 称为 U1, U2 等； 5' 端无帽子结构的按沉降系数或电泳迁移率排序，如 4.5SrRNA,7SrRNA等。SnRNA 多于蛋白质结合在一起，以核糖核蛋白（ RNP ）形式存在。U-RNP 在 hnRNA 及 tRNA 的加工中有重要作用。其
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