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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cAMP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=48.8 A+T的含量为100-48.8=51.2 G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。
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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.
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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（ribosomel RNA，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（transfer RNA，缩写成tRNA）tRNA约占细胞RNA的15％。tRNA的相对分子质量较小，在25 000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（messenger RNA，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