生化习题答案.docx

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生化习题答案

生化习题-答案

第一章绪论

略

第二章核酸的结构与功能

一、名词解释

1．核苷：

是核糖或脱氧核糖与嘌呤或嘧啶碱生成的糖苷。

2．核苷酸：

核苷中的戊糖羟基被磷酸酯化，形成核苷酸。

3．核酸：

多个核苷酸彼此通过3′,5′-磷酸二酯键连接所形成的多聚核苷酸，称为核酸。

4．核酸的一级结构：

指DNA分子中核苷酸的排列顺序及连接方式。

5．核酸的二级结构：

即DNA的双螺旋结构模型。

6．环化核苷酸：

即c和cGMP。

在细胞的代谢调节中作为激素的第二信使，控制细胞的生长、分化和细胞对激素的效应。

7．增色效应：

DNA变性后，在260nm处的紫外吸收显著增高的现象，称增色效应（高色效应）。

8．减色效应：

DNA复性后，在260nm处的紫外吸收显著降低的现象，称为减色效应。

9．核酸变性：

指核酸双螺旋的氢键断裂变成单链的过程，并不涉及共价键的断裂。

10．熔解温度：

50%的双链DNA发生变性时的温度称为熔解温度（Tm）或解链温度。

11．退火：

变性DNA在缓慢冷却时，可以复性，此过程称为退火。

12．核酸复性：

变性DNA在适当条件下，又可使两条彼此分开的链重新缔合成为双螺旋结构，这个过程称复性。

13．分子杂交：

形成杂交分子的过程称为分子杂交。

当两条来源不同的DNA（或RNA链或DNA链与RNA链之间）存在互补顺序时，在一定条件下可以发生互补配对形成双螺旋分子，这种分子称为杂交分子。

14.核酸降解：

多核苷酸链上共价键（3′,5′-磷酸二酯键）的断裂称为核酸的降解。

15．碱基配对：

DNA双螺旋内部的碱基按腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）结合，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）结合，这种配对关系，称为碱基配对。

16．稀有碱基：

是指A、G、C、U之外的其他碱基。

17．超螺旋：

以DNA双螺旋为骨架，围绕同一中心轴形成的螺旋结构，是在DNA双螺旋基础上的进一步螺旋化。

二、填空1．260．7．核苷酸。

2．下降，增大。

8．反密码子。

3．核糖，脱氧核糖。

9．核苷酸，3′，5′-磷酸二酯键，磷酸，4．嘌呤碱，嘧啶碱，260nm。

核苷，戊糖，碱基。

5．大，高。

10．脱氧核糖核酸（DNA），核糖核酸6．戊糖/核糖。

（RNA），脱氧核糖，A、G、C、T；核糖，A、G、C、U。

11．3.4,10,0.34,2,内，平行，90°。

12．DNA均一性，G-C含量，介质离子强度。

13．氢键，碱基堆积力，离子键（盐键）。

14．反向平行，互补配对，A，T，二（两，2），G，C，三（3）。

15．mRNA,rRNA,tRNA，rRNA,tRNA，mRNA。

16．嘌呤嘧啶，共轭双键，260。

三、选择题1．D．2．C．3．C．4．C．5．A．6．D．7．D．8．A．9．C．10．A．11．B．12．B．

四、判断题1．错。

2．对。

3．错。

4．对。

5．错。

6．对。

7．错。

8．对。

9．对。

10．错。

11．错。

12．对。

13．错。

14．对。

15．对。

16．错。

17．对。

18．对。

19．对。

20．错。

21．错。

22．错。

23．错。

24．错。

13．A．14．D．15．C．16．D．17．D．18．D．19．C．20．C．21．B．22．A．23．C．24．D．25．错。

26．错。

27．错。

28．对。

29．对。

30．对。

31．错。

32．错33．错。

34．对。

35．错。

25．A．26．B．27．C．28．A．29．B．30．D．31．D．32．C．33．D．34．B．35．B．

五、简答题

1.DNA热变性有何特点？

Tm值表示什么？

答：

当将DNA的稀盐溶液加热到80～100℃时，双螺旋结构即发生解体，两条链分开，形成无规则线团。

260nm区紫外吸光度值升高，粘度降低，浮力密度升高，双折现象消失，比旋下降，酸碱滴定曲线改变等。

通常把加热变性使DNA的双螺旋结构失去一半时的温度称为该DNA的熔点或熔解温度，用Tm表示。

2．简述DNA双螺旋模型的结构特点，利用这些模型可以解释生物体的哪些活动？

答：

DNA双螺旋模型的结构特点：

⑴两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕；两条链均为右手螺旋；⑵嘌呤与嘧啶碱位与双螺旋的内侧。

磷酸与核糖在外侧，彼此通过3′，5′-磷酸二酯键相连接，形成DNA分子的骨架。

碱基平面与纵轴垂直，糖环的平面则与纵轴平行。

多核苷酸链的方向取决于核苷酸间磷酸二酯键的走向，习惯上以C′3→C′5为正向。

两条链配对偏向一侧，形成一条大沟和一条小沟。

⑶双螺旋的平均直径为2nm，两个相邻的碱基对之间相距的高度，即碱基堆积距离为0.34nm，两个核苷酸之间的夹角为36°。

因此，沿中心轴每旋转一周有10个核苷酸。

每一转的高度（即螺距）为3.4nm。

⑷两条核苷酸链依靠彼此碱基之间的氢键相连系而结合在一起。

A与T配对，形成两个氢键，G与C配对，形成三个氢键。

⑸碱基在一条链上的排列顺序不受任何限制。

当一条多核苷酸链的序列被确定后，即可决定另一条互补链的序列。

解释生物体DNA的半保留复制。

生物体是如何将遗传信息平均分配到子代细胞中去的。

3．在pH7.0，0.165mmol/LnaCl条件下，测得某一DNA样品的Tm为89.3℃，求四种碱基的百分组成。

答：

根据公式XG+C=（Tm-69.3）×2.44

G+C的含量为=（89.3-69.3）×2.44=20×2.44=48.8A+T的含量为100-48.8=51.2G的含量为48.8/2=24.4%C的含量为48.8/2=24.4%A的含量为51.2/2=25.6%T的含量为51.2/2=25.6%

4．有一噬菌体DNA长17μm，问它含有多少对碱基？

螺旋数是多少？

答：

17μm=17000nm

每对碱基间距为0.34nm

故碱基对数为17000/0.34=50000bp每10对碱基一个螺旋

故螺旋数为50000/10=5000个。

5．简述tRNA二级结构的组成特点及其每一部分的功能。

答：

tRNA的二级结构都呈三叶草形。

由氨基酸臂、二氢尿嘧啶环、反密码环、额外环和TψC环等五个部分组成。

⑴氨基酸臂由7对碱基组成，富含鸟嘌呤，末端为CCA，接受活化的氨基酸。

⑵二氢尿嘧啶环由8-12个核苷酸组成，具有两个二氢尿嘧啶。

通过由3-4对碱基组成的双螺旋区（也称二氢尿嘧啶臂）与tRNA分子的其余部分相连。

⑶反密码环由7个核苷酸组成。

环中部为反密码子，由3个碱基组成。

次黄嘌呤核苷酸（也称肌苷酸，缩写成I）常出现于反密码子中。

反密码环通过由5对碱基组成的双螺旋区（反密码臂）与tRNA的其余部分相连。

反密码子可识别信使RNA的密码子。

⑷额外环由3-8个核苷酸组成。

不同的tRNA具有不同大小的额外环，所以是tRNA分类的重要指标。

⑸假尿嘧啶-胸腺嘧啶核糖核苷环（TψC环）由7个核苷酸组成，通过由5对碱基组成的双螺旋区（TψC臂）与tRNA其余部分相连。

除个别例外，几乎所有tRNA在此环中都含有TψC环。

6．如何区分分子量相同的一个单链DNA分子和一个单链RNA分子。

答：

（1）用专一性的DNA酶和RNA酶分别对两者进行水解。

（2）

用碱水解。

RNA能够被水解，而DNA不被水解。

（3）进行颜色反应。

二苯胺试剂可以使DNA变成蓝色；苔黑酚（地衣酚）试剂能使RNA变成绿色。

（4）

用酸水解后，进行单核苷酸分析（层析法或电泳法），含有U的是RNA，含有T的是DNA。

7

7．有一个DNA双螺旋分子，其分子量为3×10Da，求：

①DNA分子的长度，②DNA分子的螺旋数。

（脱氧核苷酸残基对的平均分子量为618Da.

7

答：

其碱基对数为3×10Da/618Da=4.85×104个

每个碱基对的间距为0.34nm，故长度为4.85×104×0.34=1.65×104nm=16.5μm每10对碱基一个螺旋，故螺旋数为4.85×104÷10=4.85×103个

8．RNA有哪些主要类型？

比较其结构和功能。

答：

RNA在蛋白质生物合成中起重要作用。

动物、植物和微生物细胞内都含有三种主要的RNA：

（1）核糖体RNA（ribosomelRNA，缩写成rRNA）rRNA含量大，占细胞RNA总量的80％左右，是构成核糖体的骨架。

核糖体含有大约40％的蛋白质和60％的RNA，由两个大小不同的亚基组成，是蛋白质生物合成的场所。

大肠杆菌核糖体中有三类rRNA：

5SrRNA，16SrRNA，23SrRNA。

动物细胞核糖体rRNA有四类：

5SrRNA，5.8SrRNA，18SrRNA，28SrRNA。

（2）转运RNA（transferRNA，缩写成tRNA）tRNA约占细胞RNA的15％。

tRNA的相对分子质量较小，在25000左右，由70～90个核苷酸组成。

碱基组成中有较多的稀有碱基；3′-末端都为?

CCAOH，用来接受活化的氨基酸，5′末端大多为PG?

，也有PC?

的；tRNA的二级结构都呈三叶草形，由氨基酸臂、二氢尿嘧啶环、反密码环、额外环和Tψ环等五个部分组成。

tRNA三级结构的形状像一个倒写的字母LtRNA在蛋白质的生物合成中具有转运氨基酸的作用。

tRNA有许多种，每一种tRNA专门转运一种特定的氨基酸。

tRNA除转运氨基酸外，在蛋白质生物合成的起始、DNA的反转录合成及其他代谢调节中都有重要作用。

（3）信使RNA（messengerRNA，缩写成mRNA）mRNA约占细胞RNA含量的5％。

mRNA生物学功能是转录DNA上的遗传信息并指导蛋白质的合成。

每一种多肽都有一种特定的mRNA负责编码，因此mRNA的种类很多。

极大多数真核细胞mRNA在3′-末端有一段长约200个核苷酸的polyA。

原核生物的mRNA一般无3′-polyA，但某些病毒mRNA也有3′-polyA。

polyA可能有多方面功能：

与mRNA从细胞核到细胞质的转移有关；与mRNA的半寿期有关；新合成的mRNA，polyA链较长，而衰老的mRNA，polyA链缩短。

真核细胞mRNA5′-末端还有一个5′-帽子。

5′-末端的鸟嘌呤N7被甲基化。

鸟嘌呤核苷酸经焦磷酸与相邻的一个核苷酸相连，形成5′,5′-磷酸二酯键。

这种结构有抗5′-核酸外切酶降解的作用。

目前认

为5′-帽子可能与蛋白质合成的正确起始作用有关，它可能协助核糖体与mRNA相结合，使翻译作用在AUG起始密码子处开始。

某些真核细胞病毒也有5′-帽子结构。

（4）

前体RNA，为细胞质RNA的前身物，存在于核内。

或不均一核RNA。

如mRNA的前体即核内不均一RNA（也叫不均一核RNA，hnRNA）。

其加工后的产物会出细胞核入细胞质。

（5）小分子RNA，其分子大小在4S—8S不等，由80—160个核苷酸组成。

有的小分子RNA在RNA的加工成熟过程中起作用。

有的与染色质结合，可能对基因活性起调节作用，这些小分子RNA又称为染色质RNA（chRNA）。

小分子RNA始终存在于核内。

9．核酸有何紫外吸收特点？

在实验室如何利用这一特点研究核酸？

答：

嘌呤碱与嘧啶碱具有共轭双键，使碱基、核苷、核苷酸和核酸在240～290nm的紫外波段有一强烈的吸收峰，最大吸收值在260nm附近。

不同核苷酸有不同的吸收特性。

所以可以用紫外分光光度计加以定量及定性测定。

紫外吸收是实验室中最常用的定量测定DNA或RNA的方法。

对待测核酸样品的纯度也可用紫外分光光度法进行鉴定。

读出260nm与280nm的吸光度值，从A260/A280的比值即可判断样品的纯度。

纯DNA大于1.8，纯的RNA达到2.0。

对于纯的样品，只要读出260nm的A值即可算出含量。

根据增色效应或减色效应判断DNA制剂是否发生变性或降解。

10．简述DNA和RNA二级结构的异同。

答：

相同点都含有双螺旋结构，互补配对部分反向平行。

碱基配对为A与T（U），G与C

不同点：

DNA的二级结构是两条链互补配对。

双螺旋结构特点。

RNA均由一条链构成，局部有双螺旋，tRNA的二级结构是三叶草形。

三叶草形结构特点。

11．某双链DNA样品，含28.9摩尔百分比的腺嘌呤，那么T、G、C摩尔百分比分别

为多少?

答：

T为28.9%,G为21.1%,C为21.1%。

12．Hershey-Chase所做的噬菌体转染试验中，为什么32P只标记在DNA分子中，而35S

只标记在蛋白质外壳上？

如果用35S标记的噬菌体去感染细菌，那么在子代病毒中是否会出现带35S标记的病毒？

如果用32P标记的噬菌体重复试验，那么在子代病毒中是否可找到带32P标记的病毒？

为什么？

答：

DNA里含有P元素，而蛋白没有，蛋白质有S元素而DNA没有。

S标记噬菌体的蛋白外壳上，遗传物质是DNA，子代不会出现S标记的病毒。

P标记噬菌体的DNA，DNA经半保留复制，可以将遗传物质传递到子代的DNA中，可以找到子代P标记的病毒。

13．下列两个DNA分子，哪一个分子的Tm值较小？

为什么？

（1）AGTTGCGACCATGAT7/15TCAACGCTGGTACTA

（2）ATTGGCCCCGAATATCTG9/1850%

TAACCGGGGCTTATAGAC

答：

DNA分子的Tm值与其G+C的含量有一定关系，G+C含量越高，其Tm值越大，反之越小。

比较第一个和第二个分子的G+C的百分含量

第一个为7÷15×100/%=46.7%第二个为9÷18×100/%=50%故第一个分子的Tm值较小