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1核酸
第一章核酸的结构与功能
一、本章重点
1、核酸的化学组成、分类、命名。
2、核酸的一级结构。
3、DNA的空间结构,DNA双螺旋结构模型的要点及DNA的功能。
4、RNA的分类、结构及各类RNA的功能。
5、DNA的变性、复性的概念;变性、复性DNA的特点;分子杂交的原理、方法及应用。
二、名词解释
核苷(nucleoside):
是嘌呤或嘧啶碱通过共价键与戊糖连接组成的化合物。
核糖与碱基一般都是由糖的1’-碳与嘧啶的N-1或嘌呤的N-9之间形成的β-N-C糖苷键连接。
核苷酸(nucleotide):
核苷的戊糖成份中的羟基磷酸化形成的化合物。
磷酸二酯键(phosphodiesterbond):
指一分子磷酸与两个醇(羟基)酯化形成的两个酯键。
该酯键成了两个醇之间的桥梁。
脱氧核糖核酸(deoxyribonucleicacid,DNA):
含有2’脱氧核糖核苷酸序列的多聚脱氧核苷酸,脱氧核苷酸之间是通过3’,5’-磷酸二酯键连接的,是遗传信息的载体。
核糖核酸(ribonucleicacid,RNA):
核糖核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键连接形成的多聚核糖核苷酸。
核糖体核糖核酸(ribosomalRNA,rRNA):
作为核糖体的组成成份的一类RNA,rRNA是细胞内最丰富的RNA。
信使核糖核酸(messengerRNA,mRNA):
一类用作蛋白质生物合成模板的RNA。
转移核糖核酸(transferRNA,tRNA):
在蛋白质合成过程中负责运输氨基酸的RNA。
Chargaff规则(Chargaff’srules):
所有DNA分子中腺嘌呤与胸腺嘧啶的摩尔含量相等(A=T),鸟嘌呤和胞嘧啶的摩尔含量相等(G=C),即嘌呤的总含量与嘧啶的总含量相等(A+G=T+C)。
DNA的碱基组成具有种的特异性,但没有组织和器官的特异性。
另外,生长和发育阶段、营养状态和环境的改变都不影响DNA的碱基组成。
DNA的双螺旋(DNAdoublehelix):
由两条反向平行的多核苷酸链相互缠绕形成一个右手双螺旋结构。
碱基位于双螺旋内侧,磷酸与糖形成的骨架在外侧;碱基平面与螺旋的中心轴垂直,糖环平面则与轴平行;双螺旋的直径为2nm,碱基堆积距离为0.34nm,两核苷酸之间的夹角是36°,每一条螺旋由10对碱基组成,其中A与T相配对,形成2个氢键;G与C相配对,形成3个氢键。
维持DNA双螺旋结构稳定的力主要是碱基堆积力。
双螺旋表面有宽窄、深浅不一的一个大沟和一个小沟。
碱基堆积力(basestackingforce):
是层层堆积的芳香族碱基上π电子云交错而形成的一种力,使双螺旋结构内部形成一个强大的疏水区,与介质中的水分子隔开,有利于互补碱基间形成氢键,稳定双螺旋结构。
DNA超螺旋(DNAsupercoiling):
DNA本身的卷曲一般是DNA双螺旋的弯曲负超螺旋或正超螺旋的结果。
拓扑异构酶(topoisomerase):
通过切断DNA的一条或两条链中的磷酸二酯键,然后重新缠绕和连接来改变DNA连环数的酶。
核小体(nucleosome):
用于包装染色质的结构单位,是由DNA链缠绕一个组蛋白八聚体构成的。
染色质(chromatin):
是存在于真核生物间期细胞核内,易被碱性染料着色的一种无定形物质。
染色质中含有作为骨架的完整的双链DNA,以及组蛋白非组蛋白和少量的RNA。
染色体(chromosome):
是染色质在细胞分裂过程中经过紧密缠绕、折叠、凝缩和精细包装形成的具有固定形态的遗传物质的存在形式。
DNA变性(DNAdenaturation):
DNA双链解链,分离成两条单链,生物活性丧失的现象。
退火(annealing):
即DNA由单链复性变成双链结构的过程。
来源相同的DNA单链经退火后完全恢复双链结构,有碱基互补配对的异源DNA之间、DNA和RNA之间退火后形成杂交分子。
熔解温度或解链温度(meltingtemperature,Tm):
热变性过程中,DNA光吸收达到最大吸收一半时的温度,又称熔点。
增色效应(hyperchromiceffect):
当双螺旋DNA熔解(解链)时,260nm处紫外吸收急剧增加的现象。
减色效应(hypochromiceffect):
随着核酸复性,紫外吸收急剧降低的现象。
三、选择题
1.RNA和DNA在组成成份上是:
C
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
2.DNA与RNA两类核酸分类的主要依据是:
D
A.在细胞中存在的部位不同B.所含碱基不同
C.核苷酸之间连接方式不同D.所含戊糖不同
3.核酸中核苷酸之间的连接方式是:
B
A.2',3'-磷酸二酯键B.3',5'-磷酸二酯键
C.2',5'-磷酸二酯键D.糖苷键
4.下列关于双链DNA碱基的含量关系哪个是错误的?
B
A.A=T,G=CB.A+T=G+C
C.A+C=G+TD.A+G=C+T
5.组成核酸的基本结构单位是:
D
A.戊糖和脱氧戊糖B.磷酸和戊糖
C.含氮碱基D.单核苷酸
6.将脱氧核苷酸彻底水解时产物中含有:
D
A.脱氧核苷和核糖B.核糖、磷酸
C.D-核糖、磷酸、含氮碱基D.D-α-脱氧核糖、磷酸、含氮碱基
7.下列哪种碱基只存在于mRNA而不存在于DNA:
A
A.尿嘧啶B.腺嘌呤C.胞嘧啶
D.鸟嘌呤E.胸腺嘧啶
8.核苷中连接核糖与碱基的键是:
C
A.戊糖的C6′与嘧啶的N2形成N-糖苷键B.戊糖的C2′与嘌呤的N9形成N-糖苷键
C.戊糖的C1′与嘧啶的N1形成N-糖苷键D.戊糖的C1′与嘌呤的N7组成N-糖苷键
9.在核酸中占9-11%,且可根据其含量计算核酸含量的元素是D
A.碳B.氢C.氧D.磷E.氮
10.假尿苷中的糖苷键是:
A
A.C-C键B.N-C键C.C-O键D.N-O键
11.腺嘌呤与鸟嘌呤在分子结构上的差别是:
D
A.腺嘌呤C6上有羟基,鸟嘌呤C6上有氨基
B.腺嘌呤C6上有甲基,鸟嘌呤C6上无甲基
C.腺嘌呤C6上有氨基,鸟嘌呤C6上有羟基
D.腺嘌呤C6上有氨基,鸟嘌呤C2上有氨基
12.胸腺嘧啶与尿嘧啶在分子结构上的差别在于:
B
A.胸腺嘧啶C2上有-NH2,尿嘧啶C2上有O
B.胸腺嘧啶C5上有甲基,尿嘧啶C5上无甲基
C.胸腺嘧啶C4上有-NH2,尿嘧啶C4上有O
D.胸腺嘧啶C5上有羟甲基,尿嘧啶C5上无羟甲基
13.稀有核苷酸多存在于下列哪一类核酸中?
C
A.rRNAB.mRNAC.tRNAD.核仁DNAE.线粒体DNA
14.作为核酸合成的底物,核苷酸中的磷酸位于:
A
A.戊糖的C-5′上B.戊糖的C-2′上
C.戊糖的C-3′上D.戊糖的C-2′和C-5′上
15.下列关于核酸的描述哪种是错误的?
C
A.核酸分子具有极性B.多核苷酸链有两个不相同的末端
C.多核苷酸链的3'-端为磷酸基D.多核苷酸链的5'-端为磷酸基
E.链的书写方向为5'→3'方向,其5'端总是在左边
16.下列关于核苷酸生物学作用的叙述哪一项是错误的?
E
A.核苷酸衍生物作为许多生物合成过程的活性中间物
B.在生物体的能量转化过程起重要作用,生物系统的直接能源物质
C.作为辅酶的成份D.参与细胞的代谢调节
E.作为质膜的基本结构成份
17.有关RNA的描写哪项是错误的:
C
A.mRNA分子中含有遗传密码B.tRNA是分子量最小的一种RNA
C.胞浆中只有mRNAD.组成核糖体的主要是rRNA
18.下列对环核苷酸的描述哪一项是错误的?
D
A.由5'-核苷酸的磷酸基与核糖C-3'上的羟基脱水缩合成酯键,成为核苷的3',5'-环磷酸二酯
B.重要的环核苷酸有cAMP及cGMP
C.cAMP在生理活动及物质代谢中有重要的调节作用,被称之为第二信使
D.环核苷酸的核糖分子中碳原子上没有游离的羟基
19.某DNA分子中腺嘌呤的含量为15%,则胞嘧啶的含量应为:
D
A.15%B.17.5%C.7.5%D.35%
20.DNA的碱基组成规律哪一项是错误的?
A
A.分子中A=C,G=TB.分子中A+G=C+T
C.同种生物,其DNA中的(A+T)/(G+C)是一定的
D.同一个体不同组织器官其DNA碱基组成相同
E.年龄、营养状态及环境的改变不影响DNA的碱基组成
21.DNA的一级结构是指:
C
A.各核苷酸中核苷与磷酸的连键性质
B.DNA分子由数目庞大的C、A、U、G四种核苷酸通过3',5'-磷酸二酯键连接而成
C.各核苷酸之间的连键性质及核苷酸的排列顺序
D.核糖与含氮碱基的连键性质
E.DNA的双螺旋结构
22.Watson-CrickDNA分子结构模型:
B
A.是一个三链结构B.DNA双股链的走向是反向平行的
C.碱基A和G配对D.碱基之间共价结合
E.磷酸戊糖主链位于DNA螺旋内侧
23.下列关于B-DNA双螺旋结构模型的叙述中哪一项是错误的?
D
A.两条链方向相反
B.两股链通过碱基之间的氢键相连维持稳定
C.为右手螺旋,每个螺旋为10个碱基对
D.嘌呤碱和嘧啶碱位于螺旋的外侧
E.螺旋的直径为2nm
24.DNA双螺旋结构的特点之一是:
B
A.碱基朝向螺旋外侧B.碱基朝向螺旋内侧
C.磷酸核糖朝向螺旋内侧D.糖基平面与碱基平面平行
E.碱基平面与螺旋轴平行
25.DNA两链间氢键是:
B
A.G-C间为两对B.G-C间为三对C.A-T间为三对
D.G-C不形成氢键E.A-C间为三对
26.在DNA的双螺旋模型中:
C
A.两条多核苷酸链完全相同B.一条链是左手螺旋,另一条链是右手螺旋
C.A+G/C+T的比值为1D.A+T/G+C的比值为1
E.两条链的碱基之间以共价键结合
27.下列关于核酸的叙述哪一项是错误的?
B
A.碱基配对发生在嘧啶碱与嘌呤碱之间
B.鸟嘌呤与胞嘧啶之间的联系是由两对氢键形成的
C.DNA的两条多核苷酸链方向相反,一条为3'→5',另一条为5'→3'
D.DNA双螺旋链中,氢键连接的碱基对形成一种近似平面的结构
E.腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的联系是由两对氢键形成的
28.下列关于DNA双螺旋结构的叙述哪一项是正确的?
A
A.磷酸核糖在双螺旋外侧,碱基位于内侧B.遵循碱基配对原则,但有摆动现象
C.碱基对平面与螺旋纵轴平行D.核糖平面与螺旋纵轴垂直
29.DNA碱基配对之间形成:
B
A.共价键B.氢键C.疏水作用D.盐键
30.DNA的二级结构是:
E
A.α-螺旋B.β-折叠C.β-转角D.超螺旋结构
E.双螺旋结构
31.在DNA的Watson-Crick分子模型中:
C
A.两条链的核苷酸顺序相同B.一条链是右手螺旋,另一条链是左手螺旋
C.两条链反向缠绕D.两条链同向缠绕
E.两条链实际上是一条链回折而成
32.DNA双螺旋的螺距(以B-DNA为例)为:
C
A.4.5nmB.5.4nmC.3.4nmD.0.34nm
33.B-DNA的双螺旋结构中,螺旋每旋转一周包括:
A
A.10个核苷酸B.11个核苷酸C.12个核苷酸D.13个核苷酸
34.DNA分子中的两种多核苷酸链是:
A
A.反向平行绕同一中心轴构成双螺旋B.顺向平行绕同一中心轴构成双螺旋
C.交叉扭结在一起通过盐键连接D.均为左手螺旋
35.tRNA的分子结构特征是:
B
A.有密码环B.有反密码环和3'-端CCA
C.3'-端有多聚AD.5'-端有C-C-A
E.有反密码环和5'-端CCA
36.下列对于tRNA的叙述哪一项是错误的?
C
A.5'端是磷酸化的B.含有甲基化的碱基
C.所有的tRNA反密码环是完全相同的D.3'端碱基顺序是-CCA
37.下列关于tRNA的叙述哪一项是错误的?
B
A.tRNA的二级结构是三叶草形的
B.由于各种tRNA3'-末端碱基都不相同,所以才能结合不同的氨基酸
C.tRNA分子中含有稀有碱基
D.细胞内有多种tRNA
38.绝大多数真核生物mRNA5'端有:
B
A.polyAB.帽子结构C.起始密码D.终止密码
39.大部分真核细胞mRNA的3′-末端都具有:
A
A.polyAB.polyUC.polyCD.polyG
40.核酸变性后可发生哪种效应?
B
A.减色效应B.增色效应C.失去对紫外线的吸收能力D.溶液粘度增加
41.DNA受热变性时:
D
A.在260nm波长处的光吸收下降B.多核苷酸链水解成寡核苷酸
C.碱基对以共价键连接
D.在有RNA存在下,DNA溶液冷却时,DNA链能与互补的RNA链杂交
42.Tm是表示DNA的:
D
A.转化温度B.完全水解的温度C.复性温度D.熔解温度
43.DNA的热变性特征是:
C
A.碱基间的磷酸二酯键断裂
B.一种三股螺旋的形成
C.熔解温度因鸟嘌呤-胞嘧啶碱基对的相对含量而异
D.在260nm处的光吸收降低
44.下列关于DNA变性的叙述哪一项是正确的?
E
A.升高温度是DNA变性的唯一原因
B.DNA热变性是一个渐进过程,无明显分界线
C.变性必定伴随有DNA分子中共价键的断裂
D.核酸变性是DNA的独有现象,RNA无此现象
E.凡引起DNA两股互补链间氢键断裂的因素,都可使其变性
45.下列哪组碱基的含量高,则双螺旋DNA的熔解温度也高:
D
A.腺嘌呤+鸟嘌呤B.胞嘧啶+胸腺嘧啶
C.腺嘌呤+胸腺嘧啶D.胞嘧啶+鸟嘌呤
E.腺嘌呤+胞嘧啶
46.两个核酸制品经紫外检测其制品A的A260/A280=2,制品B的A260/A280=1,下面对此二制品纯度的描述哪种是正确的?
A
A.A制品的纯度高于B制品B.B制品的纯度高于A制品
C.A、B两制品的纯度均高D.A、B两制品的纯度均不高
47.具下列顺序的单链DNA5'-CpGpGpTpAp-3'能与下列哪一种RNA杂交?
C
A.5'-GpCpCpApTp-3'B.5'-GpCpCpApUp-3'
C.5'-UpApCpCpGp-3'D.5'-TpApGpGpCp-3'
E.5'-TpUpCpCpGp-3'
48.真核生物DNA缠绕在组蛋白上构成核小体,核小体的蛋白质组成是:
D
A.H1、H2、H3、H4各两分子B.H1A、H1B、H2A、H2B各两分子
C.H2A、H2B、H3A、H3B各两分子D.H2A、H2B、H3、H4各两分子
E.H2A、H2B、H4A、H4B各两分子
49.下列关于核酸分子杂交的叙述哪一项是错误的?
C
A.不同来源的两条单链DNA,只要它们有大致相同的互补碱基顺序,它们就可结形成新的杂交DNA双螺旋
B.DNA单链也可与相同或几乎相同的互补碱基RNA链杂交形成双螺旋
C.RNA链可与其编码的多肽链结合形成杂交分子
D.杂交技术可用于核酸结构与功能的研究
E.杂交技术可用于基因工程的研究
50.DNA携带生物遗传信息这一事实意味着什么?
C
A.不论哪一物种的碱基组成均相同
B.病毒的侵染是靠蛋白质转移至宿主细胞来实现的
C.同一生物不同组织的DNA,其碱基组成相同
D.DNA的碱基组成随机体年龄及营养状态而改变
E.DNA以小环状结构存在
51.核酸对紫外线的最大吸收峰在哪一波长附近?
B
A.280nmB.260nmC.200nmD.340nmE.220nm
52.增色效应是指核酸变性后:
A
A.紫外吸收值增加B.紫外吸收值降低
C.紫外吸收值不变D.不能确定
四、多选题
1.关于核酸描述正确的是:
AC
A.是生物大分子B.存在于细胞内唯一的酸
C.是遗传的物质基础D.是组成细胞的骨架
2.关于DNA描述正确的是:
ABC
A.是脱氧核糖核酸B.主要分布在细胞核中
C.是遗传的物质基础D.富含尿嘧啶核苷酸
E.主要分布在胞浆中
3.关于RNA描述正确的是:
AC
A.是核糖核酸B.主要分布在细胞核中
C.主要分布在胞浆中D.富含脱氧胸苷酸
E.是脱氧核糖核酸
4.RNA中所含基本碱基通常有:
AC
A.A、GB.T、CC.U、CD.U、TE.A、T
5.DNA所含基本碱基通常是:
BD
A.U、TB.T、CC.U、C
D.A、GE.A、U
6.B-DNA二级结构特点有:
AC
A.两链反向平行绕同一中心轴构成双螺旋B.为左手螺旋
C.两链均为右手螺旋D.螺旋表面只有一浅沟而没有深沟
E.两链正向平行绕同一中心轴
7.变性DNA复性后:
CD
A.粘度降低B.紫外吸收增加C.生物活性部分恢复
D.已分开的两链又重新缔合成双螺旋E.生物活性丧失
8.核酸对紫外光的吸收:
AC
A.其最大吸收峰在260nmB.其最大吸收峰在280nm
C.利用此性质可进行定性及定量分析D.其最大吸收峰在180nm
E.以上都不是
9.DNA双螺旋结构中的碱基对包括:
AC
A.腺嘌呤—胸腺嘧啶B.尿嘧啶—腺嘌呤
C.胞嘧啶—鸟嘌呤D.鸟嘌呤—腺嘌呤
E.尿嘧啶—鸟嘌呤
10.DNA分子中的碱基组成是:
ABC
A.G+A=C+TB.C=GC.A=TD.C+G=A+TE.A=C
11.下列关于真核生物DNA碱基的叙述哪些是正确的?
ABC
A.腺嘌呤与胸腺嘧啶含量相等B.嘌呤与嘧啶含量相等
C.G-C间有3对氢键D.A+T/G+C比值等于1
E.G-C间有2对氢键
12.维持DNA双螺旋结构稳定的作用力包括:
ACD
A.碱基对之间的氢键B.磷酸二酯键C.碱基堆积力
D.磷酸残基的离子键E.二硫键
13.DNA和RNA分子的区别是:
ABCDE
A.碱基不同B.戊糖不同C.在细胞内分布不同
D.功能不同E.空间结构不同
14.DNA分子杂交的基础是:
AC
A.DNA变性后在一定条件下可复性B.DNA的粘度大
C.DNA变性双链解开,在一定条件下可重新缔合D.DNA的刚性与柔性
E.以上都不是
15.含有腺苷酸的辅酶有:
ABC
A.NAD+B.NADP+C.FADD.FMN
16.关于DNA的碱基组成,正确的说法是:
BD
A.腺嘌呤与鸟嘌呤分子数相等,胞嘧啶与胸嘧啶分子数相等
B.不同种属DNA碱基组成比例不同
C.同一生物的不同器官DNA碱基组成不同
D.年龄增长但DNA碱基组成不变
17.DNA二级结构特点有:
ABCD
A.两条多核苷酸链反向平行围绕同一中心轴构成双螺旋
B.以A-T,G-C方式形成碱基配对
C.双链均为右手螺旋
D.链状骨架由脱氧核糖和磷酸组成
18.tRNA分子二级结构的特征是:
DE
A.3′端有polyAB.5′端有CCAC.有密码环
D.有氨基酸臂E.有反密码子环
19.DNA变性时发生的变化是:
AB
A.链间氢键断裂,双螺旋结构破坏B.增色效应
C.粘度增加D.共价键断裂
20.真核生物mRNA的特点有:
ABC
A.分子大小不均一B.有3′-polyA尾C.有编码区
D.有5′-CCA结构
21.影响Tm值的因素有:
ABC
A.一定条件下核酸分子越长,Tm值越大B.DNA中G,C对含量高,则Tm值高
C.溶液离子强度高,则Tm值高D.DNA中A,T含量高,则Tm值高
22.真核生物DNA的高级结构包括有:
AC
A.核小体B.环状DNAC.染色质纤维D.α-螺旋
五、填空题
1.核酸完全水解产物是________、________和________。
其中________又包括________碱和__________碱。
(磷酸;含氮碱;戊糖;含氮碱;嘌呤;嘧啶)
2.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_________。
(腺嘌呤;鸟嘌呤;胞嘧啶;尿嘧啶;胸腺嘧啶;稀有碱基)
3.嘌呤环上的第________位氮原子与戊糖的第________位碳原子相连形成________键,通过这种键相连而成的化合物叫_________。
(9;1;糖苷键;嘌呤核苷)
4.体内两种主要的环核苷酸是_________和_________。
(cAMP;cGMP)
5.写出下列核苷酸符号的中文名称:
ATP__________dCDP________。
(三磷酸腺苷;脱氧二磷酸胞苷)
6.RNA的二级结构大多数是以单股_______的形式存在,但也可局部盘曲形成________结构;典型的tRNA二级结构是_________结构。
(多核苷酸链;双螺旋;三叶草)
7.tRNA的三叶草型结构中有________环,________环,________环及________环,还有________。
(二氢尿嘧啶;反密码;TφC;额外;氨基酸臂)
8.tRNA的三叶草型结构中,氨基酸臂的功能是_________,反密码环的功能是___________。
(与氨基酸结合;识别密码子)
9.DNA双螺旋结构模型是年由和提出的。
(1953;Watson;Crick)
10.脱氧核糖核酸糖环位置不带羟基。
(2′-C)
11.DNA双螺旋沿轴向每nm旋转一整圈,共有个碱基对。
(3.4;10)
12.核酸可分为和两大类,前者主要存在于真核细胞的和原核细胞的部位,后者主要存在于细胞的部位。
(DNA;RNA;细胞核;类核;细胞质)
13.组成DNA的两条多核苷酸链其走向是的。
(反向平行)
14.构成核酸的基本单位是,由、和三部分组成。
(核苷酸;磷酸;含氮碱基;戊糖)
15.在DNA和RNA中,核苷酸残基以互相连接,形成不分枝的链状分子。
由于含氮碱基具有,核苷酸和核酸在nm波长附近有一最大紫
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- 核酸