生物化学 第五章 核酸化学习题含答案

核酸的化学一、是非题1．嘌呤碱分子中含有嘧啶碱结构。2．核苷由碱基和核糖以β型的C—N糖苷键相连。3．核苷酸是由核苷与磷酸脱水缩合而成，所以说核苷酸是核苷的磷酸酯。4．核苷酸的碱基和糖相连的糖苷键是C—O型。5．核糖与脱氧核糖的差别是糖环的2’位有无羟基。6．核苷酸的等电点的大小取决于核糖上的羟基与磷酸基的解离。7．在DNA双链之间，碱基配对A-T形成两对氢键，C-G形成三对氢键，若胸腺嘧啶C－2位的羰基上的氧原于质子化形成OH，A－T之间也可形成三对氢键。8．任何一条DNA片段中，碱基的含量都是A=T，C=G。9．DNA碱基摩尔比规律仅适令于双链而不适合于单链。10．用二苯胺法测定DNA含量必须用同源的DNA作标准样品。11．DNA变性后就由双螺旋结构变成线团结构。12．Tin值低的DNA分子中（A－T）％高。13．Tin值高的DNA分子中（C-G）％高。14．由于RNA不是双链，因此所有的RNA分子中都没有双螺旋结构。15．起始浓度高、含重复序列多的DNA片段复性速度快。 16．DNA的复制和转录部必须根据碱基配对的原则。17．某氨基酸tRNA反密码子为GUC，在mRNA上相对应的密码子应该是CAG。18．细胞内DNA的核苷酸顺序都不是随机的而是由遗传性决定的。19．RNA链的5′核苷酸的3′羟基与相邻核昔酸的5′羟基以磷酸二酯键相连。20．假如某DNA样品当温度升高到一定程度时，OD260提高30％，说明它是一条双链DNA。21．核酸外切酶能够降解所有的病毒DNA。二、填空题1．核苷酸是由＿＿＿、＿＿＿＿和磷酸基连接而成。2．在各种RNA中＿＿含稀有碱基最多。3．Tm值高的DNA分子中＿＿＿的％含量高。Tm值低的DNA分子中＿＿＿％含量高。4．真核生物的DNA存在于＿＿＿＿，其生物学作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。5．细胞内所有的RNA的核苷酸顺序都是由它们的＿＿＿＿＿＿决定的。6．将双链DNA放置在pH2以下或pH12以上，其OD260＿＿＿，在同样条件下单链 DNA的OD260＿＿＿＿＿＿。7．B型结构的DNA双螺旋，两条链是＿＿＿＿平行，其螺距为＿＿＿＿每个螺旋的碱基数为＿＿＿＿。8．DNA抗碱的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。9．将A、U、C和G四种核苷酸溶解在pH3.5的缓冲液中，从负极向正极进行电泳，＿＿跑得最快，＿＿跑得最慢。10．从E．coli中分离的DNA样品内含有20％的腺嘌呤（A），那么T＝＿＿＿％，G＋C＝＿＿＿％。11．某DNA片段的碱基顺序为GCTACTAAGC，它的互补链顺序应为＿＿＿＿＿＿＿。12．具有高度重复序列的DNA片段，如＿＿＿＿＿，具有中度重复序列的DNA片段，如＿＿＿＿＿和＿＿＿＿的基因，真核细胞的结构基因是序列＿＿＿＿＿＿＿＿。13．当温度逐渐升到一定高度时，DNA双链＿＿＿＿＿＿＿称为变性。当温度逐渐降低时，DNA的两条链＿＿＿＿＿＿＿＿，称为＿＿＿＿＿＿。11．DNA的复性速度与＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿以及DNA片段的大小有关。15．天然DNA的负超螺旋是由于DNA双螺旋中两条链＿＿＿＿引起的，为＿＿手超螺旋。正超螺旋是由于DNA双螺旋中两条链＿＿＿＿引起的，为＿＿＿手超螺旋。 16．tRNA的二级结构呈＿＿＿＿形，三级结构的形状像＿＿＿＿＿＿。三、选择题１．DNA的Tm与介质的离子强度有关，所以DNA制品应保存在：A、高浓度的缓冲液中B、低浓度的缓冲液中C、纯水中D、有机试剂中2．在以下的修饰碱基中哪种在氢键的形成方面不同于和它相关的碱基：A、2-甲基腺嘌呤B、5-甲基胞嘧啶　C、5-羟甲基胞噙陵　D、1-甲基鸟瞟吟3．热变性后的DNA：A、紫外吸收增加B、磷酸二酯键断裂C、形成三股螺旋D、（G-C）％含量增加4．DNA分子中的共价键有：A、碱基与脱氧核糖1位碳（C-1′）之间的糖苷键。B、磷酸与脱氧核糖2位碳上的羟基（2′-OH）之间的酯键。C、碱基与脱氧核糖2位碳（C-2′）之间的糖音键。D、磷酸与脱氧核糖1位碳上的羟基（2′-OH）之间的酯键。5．发生热变性后的DNA复性速度与：A、DNA的原始浓度有关。B、催化复性的酶活性有关。C、与DNA的长短无关。 D、与DNA分子中的重复序列无关。6．下面关于核酸的叙述除哪个外都是正确的：A、在嘌呤和嘧啶碱之间存在着碱基配对。B、当胸腺嘧啶与腺嘌呤配对时，甲基不影响氢键形成。C、碱溶液只能水解RNA，不能水解DNA。D、在DNA分子中由氢键连接的碱基平面与螺旋轴平行。7．下列过程与DNA的人工克隆无关的是：A、用专一性的限制性内切酶在特定的互补位点切割质粒DNA和供体B、通过连接酶催化质粒DNA与供体DNA接合。C、将重组后的DNA通过结合反应引入寄主细胞。D、常常根据载体所具有的抗药性来筛选含有重组DNA的细菌。8．核酸分子中的共价键包括：A、嘌呤碱基第9位N与核糖第1位C之间连接的β-糖苷键B、磷酸与磷酸之间的磷酸酯键C、磷酸与核糖第1位C之间连接的磷酸酯键D、核糖与核糖之间连接的糖苷键9．下列哪种物质不是由核酸与蛋白质结合而成的复合物：A、病毒　　B、核糖体　C、E．coli的蛋白质生物合成70S起始物D、线粒体内膜10．下列关于核糖体的叙述正确的是：A、大小亚基紧密结合任何时候都不分开。 B、细胞内有游离的也有与内质网结合的核糖体。C、核糖体是一个完整的转录单位。D、核糖体由两个相同的亚基组成。11．Crick的摆动假说较好的描述了：　A、密码子的第三位变动不影响与反密码子的正确配对。B、新生肽链在核糖体上的延长机理。　C、由链霉素引起的翻译错误。D、溶原性噬菌体经过诱导可变成烈性噬菌体。12．分离出某种病毒核酸的碱基组成为：A＝27％，G=30%，C=22%，T=21%，该病毒应该为：A、单链DNA　B、双链DNAC、单链RNAD、双链RNA四、问答与计算：1．用RNaseT1限制降解tRNA得到一个长度为13个核苷酸的片段，再用RNaseT1完全降解得到下列产物：（a）ApCpApGp；（b）pGp；（c）ApCpU；（d）ApApUpApGp。用RNasecI完全降解得到下列产物：（a）ApGpApApUp；（b）pGpApCp；（c）U；(d)　ApGpApCp，请写出该片段的顺序。2．某一寡聚十六核苷酸，用RNaseT1降解得到：（a）ApUpUpCpCpGp；（b）ApCpUpCpGp；（c）pUpCpCpA；（d）Gp各一分子。用RNaseA降解得到：（a）1ApUp； （b）１GpGpApCp；（c）GpUp；(d)5Cp；（e）2Up；（f）1A。请写出该片段的顺序。1．根据下列性质判断某一均匀的DNA样品应有的结构：（a）可与甲醛进行反应，并且能作为DNA聚合酶的模板、热变性时A260增加；（b）可与硝化纤维膜结合；(c)在高离子强度介质中的沉降系数比在低离于强度介质中稍高；（d）变性时在CsCI中的浮力密度增加约0.011g／cm3；(e)变性后经区带离心得到A和B两个片段。A被切开一个缺口产生C，在高离子强度介质中，C与A的沉降系数相等，在低离子强度的介质中比A低，无论在哪种情况下，　C均比B高。2．DNA样品在水浴中加热到一定温度，然后冷至室温测其OD260，请问在下列情况下加热与退火前后OD260的变化如何?（a）加热的温度接近该DNA的Tm值；（b）加热的温度远远超过该DNA的Tm值。５．有一核酸溶液通过实验得到下列结果：（a）加热使温度升高．该溶液的紫外吸收增加。迅速冷却紫外吸收没有明显的下降；（b）经CsCI梯度离心后，核酸位于1.77g/ml溶液层。(c)核酸经热变性后迅速冷却再离心，原来的浮力密度ρ＝1.77g/ml的区带消失，新带在ρ＝1.72g/ml出现。此带的紫外吸收只有原来的一半。将离心管里的组分重新混合，通过适当温度处理进行退火，再离心后新带消失，ρ＝1.77g/ml的原带又重新出现了。其紫外吸收与变性前相同。（d ）用提高pH12然后中和到7的方法代替热变性重复（c）步骤，得到与（c）步骤的第一次离心后相同的结果，但经退火处理后ρ＝1.72g/ml的区带不消失。根据以上现象推断该核酸样品的结构。6．如果E．coli染色体DNA的75％用来编码蛋白质．假定蛋白质的平均分子量为60×103。请问：若E．coli染色体大约能编码2000种蛋白质。求该染色体DNA的长度是多小？该染色体DNA的分子量大约是多少？（以三个碱基编码一个氨基酸，氨基酸平均分子量为120u，核苷酸平均均分子量为640计算。）7．假定每个基因有900对核苷酸，并且有三分之一的DNA不编码蛋白质，人的一个体细胞（DNA量为6.4×109对核苷酸），有多少个基因？如果人体有1013个细胞．那么人体DNA的总长度是多少千米？等于地球与太阳之间距离（2.2×109千米）的多少倍?8．根据同源蛋白质的知识，说明为什么编码同源蛋白质的基因（DNA片段）可以杂交?9．有一噬菌体的突变株其DNA长度为15μm，而野生型的DNA长度为17μm，问该突变株的DNA中有多少个碱基缺失？10．用RNaseT1降解纯tRNA样品获得一条寡核苷酸片段，用蛇毒磷酸二酯酶完全水解。可产生pA，pC，pU和U，其比例是1：2：1：１，根据这一信息和tRNA3′ 端的特点能否推断tRNA3’端的核百酸顺序。11．解释下列名词：（1）稀有碱基；（2）DNA超螺旋；u）DNA的增色和减色效应；（4）mRNA的帽子结构；（5）反密码子。答案一、是非题1对。2对。3对。4错。S对。6错。7错．８错。9对。10错。11对。12对。13对。14错。15对。16对。17错。18对。19对。20对。21错。二、填空题l．碱基　　核糖2．tRNA3．（G－C）　　（A－T）4．核内　　携带遗传信息5．基因6．高　　　不变7．反向平行　　　　5．4urn　　　　108．脱氧核糖的第2位碳原子上没有羟基，不利于碱（-OH）作用使磷酸二酯键断裂。9．U　　　　A10．20　　　　6011．GCTTAGTAGC 12．卫星DNA　　tRNA　　　rRNA　　　单拷贝（不重复）13．解开　　　重新结合　　　复性14．起始浓度　　　　重复序列多少15．松弛（少绕）　　右　　　扭紧（多绕）　　　　左16．三叶草倒L形三、选择题1．A2．D3．A4．A5．A6．D7．B8．A9．D10．D11．A12．A四、问答与计算1．根据RNaseT1降解RNA生成Gp或以Gp为3′-末端寡核苷酸片段的特性，pGp为该片段的5′-末端，ApCpＵ为3′-末端。根据RNaseI降解RNA生成Cp，Up或以Cp，Up为3′-末端寡核苷酸片段的特性，GpApCp为5′-末端，U为3′-末端。将两种酶降解的片段叠加，可得该片段的全部顺序为：pGpApCpApGpApApUpApGpApCpU2．根据RNaseT1特异性地降解G与相邻核苷酸之间的磷酸二酯键生成Gp或以Gp为3′-末端寡核苷酸片段的特性，以及根据RNaseA特异性地降解C和U与相邻核苷酸之间的磷酸二酯键生成Cp、Up，或以Cp、Up为3′-末端寡核苷酸片段的特性，将两种酶降解的片段叠加，可得该片段的全部顺序为： ApUpUpCpCpGpGpApCpUpCpGpUpCpCpA3．根据DNA结构鉴定的一般标准，可判断DNA样品是一个由一条环状单链A和一条线状单链B组成的环状DNA分子，B链的长度短于A，所以该环状DNA分子具有部分单链。实验数据也表明该DNA分子具有单链性质（a，b，d，e，f）。由e可知A为环状单链，只有这样，在被切开一个切口时，才能产生与其沉降系数接近的线状单链C。由于C的沉降系数＞B，A的长度＞B，所以A与B形成环状分子，除A与B互补双链外，还有A剩余部分的单链。４．(a)加热的温度接近该DNA的Tm值，开始退火复性后的A260与变性前应完全相同，因为在接近Tm值的温度时，DNA的两条链并未完全分开，所以复性可以达到与变性前相同的程度。（b）加热的温度远远超过该DNA的Tm值，退火复性后的A260比变性前高，因为在远远超过Tm值的温度时，DNA的两条链完全分开复性不容易达到与变性前相同的程度。5．（a）紫外吸收随温度升高而增大，迅速冷却后，紫外吸收并不降低说明此样品分子为含氢键丰富的双键结构。（b）经CsCL密度梯度离心后，ρ值较高，表明此样品中除DNA片段外，还有RNA片段。（c）热变性后迅速离心，重新离心出现新带，这说明两条链的ρ值不同，一条ρ- 1.720是DNA的特征带，另一条ρ值＞1.80，由于密度太大，离心时不能形成区带，但此链仍然完整存在，退火后重新出现就是证据。(d)双链中ρ值大的一条链被碱降解说明此链是RNA。综上所述，此核酸样品是由一条DNA片段和一条RNA片段形成的杂交分子。6．设E．coli染色体应有的碱基为x，编码蛋白质的基因片段中应有的碱基对数为：3×2000×60000／120=3×106=0.75xx=3×106/0.75=4×106（碱基对）染色体的长度=0.34nm×4×106=1.36×106nm。染色体DNA的分子量＝640×4×106＝2.56×109u7．每个体细胞中有：（6.4×109－6.4×109×1/3）/900=4.72×106(个基因)　　　　　每个体细胞中DNA的长度：6.4×109×0.34nm=2.2×109nm=2.2km人体内DNA的总长度：2.2×1013千米等于地球与太阳之间距离的：（2.2×1013）／（2.2×109）=104倍 8．同源蛋白质是指来源不同的同一种蛋白质，它们具有基本相同的氨基酸序列，所以它们的基因具有相同的核着酸序列。当将带有同源蛋白质基因的＊N八片段，进行杂交时．形成杂交分子的机会就比较多。9．显然，突变株的DNA比正常株的DNA短2μm2μm＝2×104Å，2×104/3.4=5.88×103所以大约有5.88×103个碱基对缺失。10．tRNA的功能是在蛋白质生物合成的过程中，转运氨基酸到核糖体参与肽链的形成。其3′-端有一共同的序列是CCA，根据蛇毒磷酸二酯酶的水解产物可以推断该tRNA经RNaseT1降解的寡核苷酸片段顺序为UpUpCpCpA16．解释名词：（l）稀有碱基又称修饰碱基，这些碱基在核酸分子中含量比较少，但它们是天然存在不是人工合成的，是核酸合成后，进一步加工而成。修饰碱基一般是在原有碱基的基础上，经甲基化，乙酸化，氢化，氟化以及硫化而成。如：5一甲基胞苷（M5C）5,6一双氢尿苷（D），4-硫代尿苷（S4U）等。另外有一种比较特殊的核甘：假尿嘧啶核苷（ψ）是由于碱基与核糖连接的方式与众不同，即尿嘧啶5位碳与核苷形成的C—C糖昔键。tRNA中含修饰碱基比较多。（2）DNA超螺旋是DNA在双螺旋结构基础上进一步扭曲形成的三级结构。在双螺 旋结构中，每旋转一圈含有10个碱基对，处于能量最低的状态，少于10个就会形成右手超螺旋，反之为左手超螺旋，前者称之为负超螺旋，后者称之为正超螺旋。自然界存在的主要是负超螺旋。原核细胞中的DNA超螺旋是在DNA旋转酶作用下，由ATP提供能量形成的环状DNA负超螺旋；真核细胞中的DNA与组蛋白形成的核小体以正超螺旋结构存在。（3）增色效应是指DNA变性后紫外吸收值增加的现象。减色效应是指，变性DNA复性后紫外吸收值减少的现象。（4）真核细胞中的mRNA的5′-端有一段特殊的结构，即帽子结构。m7G5ppp5′　（5）反密码子是指tRNA分子中反密码环中三个与mRNA上密码子互补的核苷酸，反密码子决定tRNA携带的氨基酸种类，由于每一个氨基酸不止有一个密码子，所以携带同一种氨基酸有多个tRNA。为了防止由于第三个密码子不同的同一种氨基酸在蛋白质生物合成中发生错误，反密码子的5′端常常出现次黄嘌呤核苷酸（I），I可以与U、A、C三种碱基配对，所以称其为“变偶碱基”。