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核酸化学习题
习题——核酸化学
(一)名词解释
1.单核苷酸(mononucleotide)
2.磷酸二酯键(phosphodiesterbonds)
3.碱基互补规律(complementarybasepairing)
4.退火(annealing)
5.DNA的熔解温度(meltingtemperatureTm)
7.核酸的变性与复性(denaturation、renaturation)
8.减色效应(hypochromiceffect)
9.增色效应(hyperchromiceffect)
10.H-DNA
(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.DNA在水溶解中热变性之后,如果将溶液迅速冷却,则DNA保持____状态;若使溶液缓慢冷却,则DNA重新形成___。
8.真核细胞的mRNA帽子由___组成,其尾部由___组成,他们的功能分别是______,_______。
9.常见的环化核苷酸有___和___。
其作用是___,他们核糖上的___位与___位磷酸-OH环化。
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___。
13.在DNA分子中,一般来说G-C含量高时,比重___,Tm(熔解温度)则___,分子比较稳定。
14.在_ __条件下,互补的单股核苷酸序列将缔结成双链分子。
15.____RNA分子指导蛋白质合成,_____RNA分子用作蛋白质合成中活化氨基酸的载体。
16.mRNA的二级结构呈___形,三级结构呈___形,其3'末端有一共同碱基序列___其功能是___。
17.DNA变性后,紫外吸收__ _,粘度_ __、浮力密度_ __,生物活性将__ _。
18.因为核酸分子具有_ __、__ _,所以在___nm处有吸收峰,可用紫外分光光度计测定。
19.双链DNA热变性后,或在pH2以下,或在pH12以上时,其OD260______,同样条件下,单链DNA的OD260______。
20.DNA样品的均一性愈高,其熔解过程的温度范围愈______。
21.DNA所在介质的离子强度越低,其熔解过程的温度范围愈___,熔解温度愈___,所以DNA应保存在较_____浓度的盐溶液中,通常为_____mol/L的NaCI溶液。
22.mRNA在细胞内的种类___,但只占RNA总量的____,它是以_____为模板合成的,又是_______合成的模板。
23.变性DNA的复性与许多因素有关,包括____,____,____,____,_____,等。
24.维持DNA双螺旋结构稳定的主要因素是_____,其次,大量存在于DNA分子中的弱作用力如_____,______和_____也起一定作用。
(三)选择题
1.在pH3.5的缓冲液中带正电荷最多的是:
A.AMP B.GMP C.CMP D.UMP
2.hnRNA是下列哪种RNA的前体?
A.tRNA B.rRNA C.mRNA D.SnRNA
3.决定tRNA携带氨基酸特异性的关键部位是:
A.–XCCA3`末端 B.TψC环;
C.DHU环 D.额外环 E.反密码子环
4.根据Watson-Crick模型,求得每一微米DNA双螺旋含核苷酸对的平均数为:
:
A.25400 B.2540 C.29411 D.2941 E.3505
5.构成多核苷酸链骨架的关键是:
A.2′3′-磷酸二酯键 B.2′4′-磷酸二酯键
C.2′5′-磷酸二酯键 D.3′4′-磷酸二酯键 E.3′5′-磷酸二酯键
6.与片段TAGAp互补的片段为:
A.AGATp B.ATCTp C.TCTAp D.UAUAp
7.含有稀有碱基比例较多的核酸是:
A.胞核DNA B.线粒体DNA C.tRNA D.mRNA
8.真核细胞mRNA帽子结构最多见的是:
A.m7APPPNmPNmP B.m7GPPPNmPNmP
C.m7UPPPNmPNmP D.m7CPPPNmPNmP E.m7TPPPNmPNmP
9. DNA变性后理化性质有下述改变:
A.对260nm紫外吸收减少 B.溶液粘度下降
C.磷酸二酯键断裂 D.核苷酸断裂
10.双链DNA的Tm较高是由于下列哪组核苷酸含量较高所致:
A.A+G B.C+T C.A+T D.G+C E.A+C
11.下列对于环核苷酸的叙述,哪一项是错误的?
A.cAMP与cGMP的生物学作用相反
B.重要的环核苷酸有cAMP与cGMP
C.cAMP是一种第二信使
D.cAMP分子内有环化的磷酸二酯键
12.真核生物mRNA的帽子结构中,m7G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′ E.3′-3′
(四)是非判断题
()1.DNA是生物遗传物质,RNA则不是。
()2.脱氧核糖核苷中的糖环3’位没有羟基。
()3.真核生物成熟mRNA的两端均带有游离的3’-OH。
()4.核酸的紫外吸收与溶液的pH值无关。
()5.生物体的不同组织中的DNA,其碱基组成也不同。
()6.核酸中的修饰成分(也叫稀有成分)大部分是在tRNA中发现的。
()7.DNA的Tm值和AT含量有关,AT含量高则Tm高。
()8.真核生物mRNA的5`端有一个多聚A的结构。
()9.DNA的Tm值随(A+T)/(G+C)比值的增加而减少。
()10.B-DNA代表细胞内DNA的基本构象,在某些情况下,还会呈现A型、Z型和三股螺旋的局部构象。
()11.DNA复性(退火)一般在低于其Tm值约20℃的温度下进行的。
()12.用碱水解核酸时,可以得到2’和3’-核苷酸的混合物。
()13.生物体内,天然存在的DNA分子多为负超螺旋。
()14.mRNA是细胞内种类最多、含量最丰富的RNA。
()15.tRNA的二级结构中的额外环是tRNA分类的重要指标。
()16.对于提纯的DNA样品,测得OD260/OD280<1.8,则说明样品中含有RNA。
()17.基因表达的最终产物都是蛋白质。
()18.两个核酸样品A和B,如果A的OD260/OD280大于B的OD260/OD280,那么A的纯度大于B的纯度。
(五)简答题
1.将核酸完全水解后可得到哪些组分?
DNA和RNA的水解产物有何不同?
2.对一双链DNA而言,若一条链中(A+G)/(T+C)=0.7,则:
(1)互补链中(A+G)/(T+C)=?
(2)在整个DNA分子中(A+G)/(T+C)=?
(3)若一条链中(A+T)/(G+C)=0.7,则互补链中(A+T)/(G+C)=?
(4)在整个DNA分子中(A+T)/(G+C)=?
3.DNA热变性有何特点?
Tm值表示什么?
4.在pH7.0,0.165mol/LNaCl条件下,测得某一DNA样品的Tm为89.3℃。
求出四种碱基百分组成。
5.核酸分子中是通过什么键连接起来的?
6.DNA分子二级结构有哪些特点?
7.在稳定的DNA双螺旋中,哪两种力在维系分子立体结构方面起主要作用?
8.简述tRNA二级结构的组成特点及其每一部分的功能。
9.用1mol/L的KOH溶液水解核酸,两类核酸(DNA及RNA)的水解有何不同?
10.如果人体有1014个细胞,每个体细胞的DNA量为6.4×109个碱基对。
试计算人体DNA的总长度是多少?
是太阳-地球之间距离(2.2×109公里)的多少倍?
答案
(二)填空题
1. Watson-Crick;1953
2. 核苷酸
3. 2’
4. 细胞核;细胞质
5. β;糖苷;磷酸二酯键
6. 磷
7. 单链;双链
8. m7G;polyA;m7G识别起始信号的一部分;polyA对mRNA的稳定性具有一定影响
9. cAMP;cGMP;第二信使;3’;5’
10. 反向平行、互补
11. 胸腺嘧啶
12. 3.4nm;10;36°
13. 大;高
14. 退火
15. mRNA;tRNA
16. 三叶草;倒L型;CCA;携带活化了的氨基酸
17. 增加;下降;升高;丧失
18. 嘌呤;嘧啶;260
19. 增加;不变
20. 窄
21. 宽;低;高;1
22. 多;5%;DNA;蛋白质
23. 样品的均一度;DNA的浓度;DNA片段大小;温度的影响;溶液离子强度
24. 碱基堆积力;氢键;离子键;范德华力
(三)选择题
1.C:
在pH3.5的缓冲液中,C是四种碱基中获得正电荷最多的碱基。
2.C:
hnRNA是核不均一RNA,在真核生物细胞核中,为真核mRNA的前体。
3.E:
tRNA的功能是以它的反密码子区与mRNA的密码子碱基互补配对,来决定携带氨基酸的特异性。
4.D:
根据Watson-Crick模型,每对碱基间的距离为0.34nm,那么1μmDNA双螺旋平均含有1000nm/0.34nm个核苷酸对数,即2941对。
5.E:
核苷酸是通过3`5`-磷酸二酯键连结成多核苷酸链的。
6.C:
核酸是具有极性的分子,习惯上以5’→3’的方向表示核酸片段,TAGAp互补的片段也要按5’→3’的方向书写,即TCTAp。
7.C:
tRNA含有稀有碱基比例较多的核酸。
8.B:
真核细胞mRNA帽子结构最多见的是通过5’,5’-磷酸二酯键连接的甲基鸟嘌呤核苷酸,即m7GPPPNmP。
9.B:
核酸的变性指核酸双螺旋区的氢键断裂,变成单链的无规则的线团,并不涉及共价键的断裂。
一系列物化性质也随之发生改变:
粘度降低,浮力密度升高等,同时改变二级结构,有时可以失去部分或全部生物活性。
DNA变性后,由于双螺旋解体,碱基堆积已不存在,藏于螺旋内部的碱基暴露出来,这样就使得变性后的DNA对260nm紫外光的吸光率比变性前明显升高(增加),这种现象称为增色效应。
因此判断只有B对。
10.D:
因为G≡C对比A=T对更为稳定,故G≡C含量越高的DNA的变性是Tm值越高,它们成正比关系。
11. A:
在生物细胞中存在的环化核苷酸,研究得最多的是3’,5’-环腺苷酸(cAMP)和3’,5’-环鸟苷酸(cGMP)。
它们是由其分子内的磷酸与核糖的3’,5’碳原子形成双酯环化而成的。
都是一种具有代谢调节作用的环化核苷酸。
常被称为生物调节的第二信使。
12.D:
参照选择题8。
(四)是非判断题
1.错:
RNA也是生命的遗传物质。
2.错:
脱氧核糖核苷中的糖环2’位没有羟基。
3.对:
真核生物成熟mRNA的5’为帽子结构,即m7G(5’)PPP(5’)Nm-,因此两5’端也是3’-OH。
4.错:
核酸的紫外吸收与溶液的pH值有关。
5.错:
生物体的不同组织中的DNA,其碱基组成也不同。
6.对:
核酸中的修饰成分(也叫稀有成分)大部分是在tRNA中发现的。
7.错:
DNA的Tm值和GC含量有关,GC含量高则Tm高。
8.错:
真核生物mRNA的3`端有一个多聚A的结构。
9.对:
(G+C)含量减少,DNA的Tm值减少,(A+T)/(G+C)比值的增加。
10.对:
在细胞内,B-DNA代表DNA的基本构象,但在不同某些情况下,也会呈现A型、Z型和三股螺旋的局部构象。
11.对:
DNA复性(退火)一般在低于其Tm值约20~25℃的温度下进行的。
12.对:
用碱水解核酸时,先生成2’,3’-环核苷酸,再水解为2’或3’-核苷酸。
13.对:
生物体内,负超螺旋DNA容易解链,便于进行复制、转录等反应。
14.错:
mRNA是细胞内种类最多、但含量很低的RNA。
细胞中含量最丰富的RNA是rRNA。
15.对:
不同tRNA中额外环大小差异很大,因此可以作为tRNA分类的重要指标。
16.错:
对于提纯的DNA样品,如果测得OD260/OD280<1.8,则说明样品中有蛋白质。
17.错:
基因表达的最终产物可以是蛋白质或RNA。
18.错:
核酸样品的纯度可以根据样品的OD260/OD280的比值判断,纯的DNA样品OD260/OD280=1.8,纯的RNA样品OD260/OD280=2.0。
(五)问答题及计算题(解题要点)
1.答:
核酸完全水解后可得到碱基、戊糖、磷酸三种组分。
DNA和RNA的水解产物戊糖、嘧啶碱基不同。
2.答:
(1)设DNA的两条链分别为α和β,那么:
A=βT,Tα=Aβ,Gα=Cβ,:
Cα=Gβ,
因为,(Aα+Gα)/(Tβ+Cβ)=(Aα+Gα)/(Aβ+Gβ)=0.7
所以,互补链中(Aβ+Gβ)/(Tβ+Cβ)=1/0.7=1.43
(2)在整个DNA分子中,因为A=T,G=C,
所以,A+G=T+C,(A+G)/(T+C)=1
(3)假设同
(1),则
Aα+Tα=Tβ+ Aβ,Gα+Cα=Cβ+Gβ,
所以,(Aα+Tα)/(Gα+Cα)=(Aβ+Tβ)/(Gβ+Cβ)=0.7
(4)在整个DNA分子中
(Aα+Tα+Aβ+Tβ)/(Gα+Cα+Gβ+Cβ)=2(Aα+Tα)/2(Gα+Cα)=0.7
3.答:
将DNA的稀盐溶液加热到70~100℃几分钟后,双螺旋结构即发生破坏,氢键断裂,两条链彼此分开,形成无规则线团状,此过程为DNA的热变性,有以下特点:
变性温度范围很窄,260nm处的紫外吸收增加;粘度下降;生物活性丧失;比旋度下降;酸碱滴定曲线改变。
Tm值代表核酸的变性温度(熔解温度、熔点)。
在数值上等于DNA变性时摩尔磷消光值(紫外吸收)达到最大变化值半数时所对应的温度。
4.答:
为(G+C)%=(Tm–69.3)×2.44×%
=(89.3-69.3)×2.44×%=48.8%
(A+T)%=1-48.8%=51.2%
G=C=24.4%,A=T=25.6%
5.答:
核酸分子中是通过3’,5’-磷酸二酯键连接起来的。
6.答:
按Watson-Crick模型,DNA的结构特点有:
两条反相平行的多核苷酸链围绕同一中心轴互绕;碱基位于结构的内侧,而亲水的糖磷酸主链位于螺旋的外侧,通过磷酸二酯键相连,形成核酸的骨架;碱基平面与轴垂直,糖环平面则与轴平行。
两条链皆为右手螺旋;双螺旋的直径为2nm,碱基堆积距离为0.34nm,两核酸之间的夹角是36°,每对螺旋由10对碱基组成;碱基按A=T,G≡C配对互补,彼此以氢键相连系。
维持DNA结构稳定的力量主要是碱基堆积力;双螺旋结构表面有两条螺形凹沟,一大一小。
7.答:
在稳定的DNA双螺旋中,碱基堆积力和碱基配对氢键在维系分子立体结构方面起主要作用。
8.答:
tRNA的二级结构为三叶草结构。
其结构特征为:
(1)tRNA的二级结构由四臂、四环组成。
已配对的片断称为臂,未配对的片断称为环。
(2)叶柄是氨基酸臂。
其上含有CCA-OH3’,此结构是接受氨基酸的位置。
(3)氨基酸臂对面是反密码子环。
在它的中部含有三个相邻碱基组成的反密码子,可与mRNA上的密码子相互识别。
(4)左环是二氢尿嘧啶环(D环),它与氨基酰-tRNA合成酶的结合有关。
(5)右环是假尿嘧啶环(TψC环),它与核糖体的结合有关。
(6)在反密码子与假尿嘧啶环之间的是可变环,它的大小决定着tRNA分子大小。
9.答:
不同。
RNA可以被水解成单核苷酸,而DNA分子中的脱氧核糖2’碳原子上没有羟基,所以DNA不能被碱水解。
10.答:
(1)每个体细胞的DNA的总长度为:
6.4×109×0.34nm=2.176×109nm=2.176m
(2)人体内所有体细胞的DNA的总长度为:
2.176m×1014=2.176×1011km
(3)这个长度与太阳-地球之间距离(2.2×109公里)相比为:
2.176×1011/2.2×109=99倍
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