班级 学号 姓名 第三章 核酸化学作业及参考答案
一．单选
1．通常既不见于DNA又不见于RNA的碱基是 A．腺嘌吟 B．黄嘌呤 C．鸟嘌呤 D．胸腺嘧啶 E．尿嘧啶 2．核苷酸中碱基(N)、戊糖(R)和磷酸(P)之间的连接关系是
A．N-R-P B．N-P-R C．R- N-P D．P-N- R E．R- P-P-N
3．脱氧胸苷的英文简写符号为A．AdR B．GdR C．UdR D．TdR E．CdR 4．含有稀有碱基较多的核酸是 A．rRNA B．tRNA C．mRNA D．hnRNA E．DNA 5．下列关于核苷酸生理功能的叙述，错误的是
A．生物界中最主要的直接功能物质 B．作为辅酶的成分 C．作为质膜的基本结构成分 D．生理性调节物 E．多种核苷酸衍生物为生物合成过程中的活性中间物 6．含有高能磷酸键，但不能直接作为核酸合成原料的物质是
A．dGTP B．GTP C．GDP D．GMP
7．ATP的功能不包括 A．为生物反应供能 B．合成RNA C．转变成cAMP D．贮存化学能 E．转变为UDPG 8．合成DNA的原料是 A．dNMP B．dNDP C．dNTP D．NTP E．NDP
9．合成RNA的原料是 A．dNMP B．dNDP C．dNTP D．NTP E．NDP
10．核酸的最大紫外光吸收值一般在哪一波长附近A.200nm B.220nm C.240nm D.260nm E.280nm 11．下列关于真核生物DNA碱基的叙述，错误的是
A．腺嘌吟与胸腺嘧啶含量相等 B．嘌吟与嘧啶的含量相等 C．G-C对有三个氢键 D．A-T对有两个氢键 E．营养不良常可导致DNA的碱基组成发生改变 12．下列关于DNA碱基组成的叙述．正确的是
A．A与C的含量相等 B．A+T＝G+C C．生物体DNA的碱基组成随着年龄的变化而改变 D．不同生物来源的DNA碱基组成不同 E．同一生物，不同组织的DNA碱基组成不同 13．DNA变性是指： A．多核苷酸链解聚 B．DNA分子由超螺旋转变为双螺旋
C．分子中磷酸二酯键断裂 D．互补碱基间氢键断裂 E．碱基与脱氧核糖间糖苷键断裂 14．DNA变性时，断开的键是A．磷酸二酯键 B．氢键 C．糖苷键 D．肽键 E．疏水键 15．DNA变性时，其理化性质主要发生哪种改变 A．溶液黏度升高 B．浮力密度降低
C．260nm处光吸收增强 D．易被蛋白酶降解 E．分子量降低 16．核酸变性后，可发生哪种效应 A．减色效应 B．增色效应 C．失去对紫外线的吸收能力 D．最大吸收波长发生转移 E．溶液黏度增加
17．DNA受热变性时 A．在260nm处的吸收值下降 B．多核苷酸链水解为寡核苷酸 C．碱基对间以共价键相连 D．溶液黏度增加
E．在有RNA存在下，DNA溶液缓慢冷却时，DNA可与互补的RNA发生杂交 18．DNA热变性的特征是 A．碱基间的磷酸二酯键断裂 B．形成一种三股螺旋
C．在260nm处的吸收值降低 D．对于均一的DNA，其变性温度的范围不变
E．熔解温度因G-C的含量而异
19．Tm值愈高的DNA分子，其 A．G+C含量愈高 B．A+T含量愈高C．A+C含量愈低 D．A+G含量愈高 E．T+C含量愈高 20．下列关于核酸结构的叙述，错误的是
A．双螺旋表面有一条大沟和一条小沟 B．双螺旋结构中上下碱基之间存在碱基堆积力 C．碱基位于双螺旋内侧，碱基对形成一种近似平面的环形结构
D．与DNA相比，RNA种类繁多，分子量相对较大 E．RNA可形成局部双螺旋结构
21．DNA的一级结构实质上就是
A．DNA分子中的碱基排列顺序 B．DNA分子中的碱基配对关系C．DNA分子中的各碱基所占的比例
1
D．DNA分于的双螺旋结构 E．DNA分子中的碱基种类
22．DNA双螺旋结构中的碱基对不包括A.A-T B.C-G C. G-C D. T-A E. U-A
23．下列关于DNA双螺旋模型的叙述，错误的是
A．是DNA的二级结构 B．双股链相互平行、走向相反
C．碱基位于双螺旋外侧 D．碱基间以非共价键相连E．磷酸与脱氧核糖组成了双螺旋的骨架 24．下列关于DNA双螺旋结构的叙述，正确的是
A．磷酸核糖在双螺旋外侧，碱基位于内侧B．碱基对平面与螺旋轴平行
C．遵循碱基配对原则，但有摆动现象 D．碱基平面与螺旋轴平行 E．核糖平面与螺旋轴垂直 25．关于DNA双螺旋模型的叙述，正确的是
A．是DNA的三级结构 B．双股链走向相同 C．碱基对之间以共价键相连 D．碱基对之间存在范德华力 E．两链碱基间A与G、T与C配对
26．下列哪项为DNA的三级结构A.双螺旋结构 B.α-螺旋 C.超螺旋 D.无规则卷曲 E.开环型结构
27．下列不参与构成核小体核心颗粒的蛋白是A.H1 B.H2A C.H2B D.H3 E.H4 28．RNA形成局部双螺旋时，其碱基配对原则是A.A-T,G-C B.A-U,C-G C.A-U,G-T D.C-T,G-A E.C-U,A-G 29．下列关于rRNA的叙述，正确的是
A．原核生物的核蛋白体中有四种rRNA，即23S、16S、5S、5．8S
B．原核生物的枝蛋白体中有三种rRNA，即23S、18S、5S C．真核生物的核蛋白体中有三种tRNA，即28S、18S,5S
D．真核生物的核蛋白体中有四种rRNA，即28S、18S、5S、5.8S
E．真核与原核生物的核蛋白体具有完全相同的rRNA
30．tRN的二级结构为 A．双螺旋 B．超螺旋 C．线型 D．三叶草型 E．倒\型 31．下列关于tRNA的叙述．错误的是
A．二级结构通常呈三叶草型 B．三级结构呈倒\型 C．具有一反密码子环 D．5’-末端为CCA-OH E．有一个TψC环
32．下列关于tRNA的叙述，错误的是
A．通常由几百个核苷酸组成，分子量较大 B．含有假尿嘧啶 C．磷酸与核糖的比值为1 D．含有核糖胸苷酸残基 E．含有二氢尿嘧啶核苷酸残基 33．下列关于tRNA的叙述，错误的是
A．含IMP B．含TMP C．含假尿嘧啶核苷酸 D．含二氢尿嘧啶核苷酸E．含黄嘌吟核苷酸 34．绝大多数真核生物mRNA的5’-端有 A.poly A B.终止密码 C.帽子结构 D.TATA盒 E.起始密码 35．下列关于真核生物mRNA结构特点的叙述，正确的是
A.5’-末端接m7 Appp B.3’-末端接多聚鸟苷酸尾巴 C.3’-末端具-CCA D.含有遗传密码 36. 下列关于假尿苷的结构描述正确的是
A假尿苷所含有的碱基不是尿嘧啶； B碱基戊糖间以C5-C1’相联；
C碱基戊糖间以N1-C1’相联； D碱基戊糖间以C5-C1’相联
37. DNA经消化后，取1ml溶液，测得其磷含量为2.5?g，该消化液每ml含核酸的?g数是多少？（DNA平均
含磷为9.9%） A25.00；B25.25；C26.59；D27.77；E15.63 38. 单核苷酸用电泳分离后，显示电泳图谱最简单的方法是：
A定磷法；B二苯胺试剂显色；C 苔黑酚试剂显色；D 紫外吸收法；E 加入银铵络合物形成嘌呤银 39. 下列对环核苷酸的叙述，哪一项是错误的？
A重要的环核苷酸有cAMP和cGMP；B cAMP和cGMP的生物学作用相反；
C cAMP是一种第二信使；D cAMP是由AMP在腺苷酸环化酶的作用下生成 E cAMP分子内有环化的磷酸二酯键 40下述遗传信息的流动方向不正确的是：
A.DNA→DNA；B.DNA→RNA；C.RNA→蛋白质；D.RNA→DNA（真核）；E.RNA→DNA（病毒） 二． 填空题
2
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。 6．核酸的特征元素____。
7．碱基与戊糖间是C-C连接的是______核苷。
8．DNA中的____嘧啶碱与RNA中的_____嘧啶碱的氢键结合性质是相似的。 10．DNA双螺旋的两股链关系是____ __。
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，互补的单股核酸分子将缔结成双链分子。 16．DNA分子的沉降系数决定于_____、_____。
17．DNA变性后，紫外吸收__ _，粘度_ __、浮力密度_ __，生物活性__ _。
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A260（或OD260）______，同样条件下，单链DNA的A260（或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。 26．常见的环化核苷酸有_ __和_ __，其作用是__ _，它们核糖上的___位与___位磷酸-OH环化。 27．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__ ____，___
____。 28．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_ __。
29．硝酸纤维素膜可结合 链核酸。将BNA变性后转移到硝酸纤维素膜上再进行杂交，称 印迹法.
30. DNA复性过程符合二级反应动力学，其Cot1/2值与DNA的复杂程度成 比。（在一定条件下，复
性反应的速度可以用Cot1/2值来衡量。Co为变性DNA复性时的初始浓度，以核苷酸的摩尔浓度表示，t为时间，以秒表示，Cot1/2表示复性一半的Cot值。）
31．测定DNA一级结构的方法主要有Sanger提出的 和Maxam、Gillbert提出的 法。 32．DNA测序的解决得益于两种心技术的帮助： 和 。 33．T.Cech和S.Altman因发现 而荣获1989年诺贝尔化学奖。 34．Oligo(dT)-纤维素可以用来分离纯化真核生物的 。 三．判断
（ ）1. 原核生物和真核生物的染色体均为DNA与组蛋白的复合体。 （ ）2. 核酸的紫外吸收与溶液的pH无关。 （ ）3. 基因表达的最终产物都是蛋白质。
（ ）4. 核糖体不仅存在于细胞质中，也存在于线粒体和叶绿体中。 （ ）5. 具有对底物切割功能的都是蛋白质。
3
（ ）6. 毫无例外，从结构基因的DNA序列中可以推出相应的蛋白质序列。 四．计算
1．质量、长度
（1）T7噬菌体DNA，其双螺旋链的相对分子质量为2.5×107。计算DNA链的长度（设核苷酸对的平均相对分
子质量为650）。 （2）病毒DNA分子每微米的质量是多少？ （3）编码88个核苷酸的tRNA的基因有多长？
（4）编码细胞色素C（104个氨基酸）的基因有多长（不考虑起始和终止序列）？
4
（5）编码相对分子质量为9.6×10的蛋白质的mRNA，相对分子质量为多少（设每个氨基酸的平均相对分子
量为120）？ (6)λ噬菌体DNA长17?m，一突变体DNA长15??m，问该突变体缺失了多少碱基对？ 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．在pH7.0，0.165mol/L NaCl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。 4. 一段双链DNA包含1000个碱基对，其组成中G+C占58%，那么在DNA的该区域中胸腺嘧啶残基有多少？ 5. 有二个DNA样品，分别来自两种未确认的细菌，两种DNA样品中的腺嘌呤碱基含量分别占它们DNA总碱
基的32％和17％。这两个DNA样品的腺嘌呤，鸟嘌呤，胞嘧啶和胸腺嘧啶的相对比例是多少？其中哪一种DNA是取自温泉（64℃）环境下的细菌，哪一种DNA是取自嗜热菌？答案的依据是什么？
6. 一个逆转录病毒的单链RNA致癌基因的碱基组成（mol％）为：A-15；U-25；G-25；C-35，对应于该致癌
基因的双链DNA片段的碱基组成是多少？
7. 某双链DNA的相对分子质量为37080000，如脱氧核苷酸残基对的平均相对分子质量为618，问该DNA分子含有多少螺旋？ 五．问答
1．DNA分子二级结构有哪些特点？
2．如何将分子量相同的单链DNA与单链RNA区分开？ 3．试述下列因素如何影响DNA的复性过程：（1）阳离子的存在；（2）低于Tm的温度；（3）高浓度DNA链。 4．用稀酸或高盐溶液处理染色质，可以使组蛋白与DNA解离，请解释。
参考答案： 一．单选：1B 2A 3D 4B 5C 6C 7E 8C 9D 10D 11E 12D 13D 14B 15C 16B 17E 18E 19A 20D 21A 22E 23C 24A 25D 26C 27A 28B 29D 30D 31D 32A 33E 34C 35D 36B 37B 38D 39B 40D 二．填空
14. 退火 1. Watson-Crick; 1953 2. 核苷酸
3. 2’
4. 细胞核；细胞质 5. β；N-糖苷； 6. 磷
7. 假尿嘧啶 8. 胸腺；尿 10. 反向平行、互补 11. 胸腺嘧啶 12. 3.4nm；10；36° 13. 大；高
16. 分子大小；分子形状
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；溶液离子强度；DNA重复序列 24. 碱基堆积力；氢键；离子键；范德华力 26. cAMP；cGMP；第二信使；3’；5’
4
27. m7G；polyA；m7G识别起始信号的一部分；polyA对mRNA的稳定性和寿命具有一定影响 28. 单链；双链 29. 单链，Northern
31. 双脱氧法，化学断裂法
32. 高分辨率的聚丙烯酰胺凝胶电泳 限制性内切酶的应用 33. 核酶
30. 正比 34. mRNA三．判断
1．错。真核生物的染色体为DNA与组蛋白的复合体，原核生物的染色体DNA与碱性的精胺、亚精胺结合。 2．错。有关。
3．错。基因表达的产物可以是蛋白质或RNA。
4．对。线粒体和叶绿体具有自己的一套复制、转录、翻译体系，因此也含有核糖体。
5．错。已经发现一些RNA具有催化能力，可以催化自我拼接等反应。
6．错。真核生物的结构基因中包括内含子和外显子部分，经转录、加工后只有外显子部分翻译成蛋白质，与蛋白质的氨基酸序列相对应。 四．计算 1．解：
（1）(2.5×107/650) × 0.34 = 1.3× 104nm = 13μm （2）650/ 0.34 =1.9×106/μm （3）88 × 0.34 nm = 30nm =0.3μm 2．解：
（1）设DNA的两条链分别为1和2，那么：
A 1= T2，T1=A2，G1=C2，：C1=G2，
因为，(A1+ G1)/（T1+ C1）= (T2+ C2)/（A2+ G2）= 0.7
所以，互补链中（A2+ G2）/（T2+ C2）= 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A1+ T1= A2+T2，G1+ C1= C2+G2，
所以，（A1+ T1）/（G1+C1）=（A2+ T2）/（C2+G2）= 0.7 （4）在整个DNA分子中：
（A1+ T1+ A2+ T2）/（G1+C1+ G2+C2）= 2（A1+ T1）/2（G1+C1）= 0.7
3．解：为（G + C）% = (Tm – 69.3) × 2.44 ×% = (89.3-69.3) × 2.44 ×% = 48.8% G = C = 24.4%
(A + T)% = 1－ 48.8% =51.2% A = T = 25.6%
4. 解： 如果58%的残基是G+C，42%的残基必定为A+T。因为每一个A与相对链上的一个T相配，A残基
的数量与T残基的数量相等，因而21%或420个残基为T：即2000×0.21=420
5. 解：一个DNA含量为32％A、32％T、18％G和18％C，另一个为17％A、17％T、33％G和33％C，均
为双链DNA。前一种取自温泉的细菌，后一种取自嗜热菌，因为其G-C含量高，变性温度高因而在高温下更稳定。
6. 解： [A]＝[T]＝20mol％。[G]＝[C]＝30mol％
7. 解：据题意，该DNA的碱基对数为：37080000/618=60000（对碱基）；60000/10 = 6000（圈螺旋）
或：因碱基平面之间的距离为0.34nm，故该DNA的长度为：60000×0.34nm=20400nm
因每圈螺旋有10对碱基，其长度为3.4nm，故该DNA的螺旋数为：20400/3.4nm=6000（圈螺旋）
五．问答
1．答：按Watson-Crick模型，B-DNA的结构特点是：两条反向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，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（10.4）对碱基组成；碱基按A=T，G≡C配对互补，彼此间形成链间氢键。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。 2．答：
5
（4）104 × 3 × 0.34 =106nm ≈ 0.11μm （5）(96000/120) × 3 × 320 = 768000 （6）（17-15）× 10/0.34=5.88 × 10bp
3
3
（1）用专一性的RNA酶与DNA酶分别对两者进行水解。
（2）用碱水解。RNA能够被水解为单核苷酸，DNA分子中D-2d-R的2’-位上没有-OH，故不被水解。 （3）进行颜色反应。二苯胺试剂可以使DNA变成蓝紫色；苔黑酚（地衣酚）试剂能使RNA变成绿色。 （4）用酸水解后，进行单核苷酸的分析（层析法或电泳法），含有U的是RNA，含有T的是DNA。 3．答：（1）阳离子可以中和DNA中带负电荷的磷酸基团，减弱DNA链间的静电作用，促进两条互补的多核苷酸链的相互靠近，从而促进DNA复性；（2）温度升高可使DNA变性，因此温度降低到Tm以下可以促进DNA复性；（3）DNA链的浓度增加可加快互补链随机碰撞的速度，从而促进DNA复性。
4．答：组蛋白与DNA之间的结合依靠的是组蛋白带正电荷的碱性基团与DNA带负电荷磷酸基团之间的静电引力，如果用稀酸处理复合物，则磷酸基团质子化而失去所带的负电荷，复合物解离。如果用高盐溶液处理复合物，则阳离子与磷酸基团结合而取代了组蛋白，导致组蛋白与DNA解离。 解释：
1. 单核苷酸(mononucleotide)：核苷与磷酸缩合生成的磷酸酯称为单核苷酸。
2. 磷酸二酯键（phosphodiester bonds）：核酸分子中一个核苷酸残基（脱氧）戊糖3’-位羟基与另一个核苷酸残基（脱氧）戊糖5’-位磷酸的羟基之间形成的磷酸酯键。 3. 不对称比率（dissymmetry ratio）：不同生物的碱基组成有很大的差异，可用不对称比率(A+T)/(G+C)表示。 4. 碱基互补规律(complementary base pairing)：在形成双螺旋结构的过程中，由于各种碱基的大小与结构的不同，使得碱基之间的互补配对只能在G-C（或C-G）和A-T（或T-A）之间进行，这种碱基配对的规律称为碱基配对规律（互补规律）。 5. 反密码子（anticodon）：在tRNA链上有三个特定的碱基，组成一个密码子，由这些反密码子按碱基配对原则识别mRNA链上的密码子。反密码子与密码子的方向相反。
6. 顺反子（cistron）：基因的功能单位；是一种多肽链的密码；一种结构基因。 7. 核酸的变性、复性（denaturation、renaturation）：当呈双螺旋结构的DNA溶液缓慢加热时，其中的氢键便断开，双链DNA便脱解为单链，叫做核酸的“溶解”或变性。在适宜的温度下，分散开的两条DNA链可以完全重新结合成和原来一样的双股螺旋，这个DNA螺旋的重组过程称为“复性”。 8. 退火（annealing）：当将双股链呈分散状态的DNA溶液缓慢冷却时，它们可以发生不同程度的重新结合而形成双链螺旋结构，这现象称为“退火”。 9. 增色效应（hyper chromic effect）：当DNA从双螺旋结构变为单链的无规则卷曲状态时，它在260nm处的光吸收值增加，这叫“增色效应”。 10. 减色效应（hypo chromic effect）：变性DNA复性后在260nm处的光吸收值降低的现象称为“减色效应”。 11. 噬菌体（phage）：一种病毒，它可破坏细菌，并在其中繁殖。也叫细菌的病毒。 12. 发夹结构（hairpin structure）：RNA是单链线形分子，只有局部区域为双链结构。这些结构是由于RNA单链分子通过自身回折使得互补的碱基对相遇，形成氢键结合而成的，称为发夹结构。 13. DNA的熔解温度（Tm值）：引起DNA发生“熔解”的温度变化范围较狭窄，这个温度变化范围的中点称为熔解温度（Tm）。
14. 分子杂交（molecular hybridization）：不同的DNA片段之间，DNA片段与RNA片段之间，如果彼此间的核苷酸排列顺序互补也可以复性，形成新的双螺旋结构。这种按照互补碱基配对而使不完全互补的两条多核苷酸相互结合的过程称为分子杂交。
15. 环化核苷酸(cyclic nucleotide)：单核苷酸中的磷酸基分别与戊糖的3’-OH及5’-OH形成酯键，这种磷酸内酯的结构称为环化核苷酸。
16. 反转录或逆转录酶：以RNA为模板合成DNA的过程称为反转录。逆转录酶是一种催化以RNA为模板合成DNA的DNA聚合酶，具有RNA指导的DNA合成、水解RNA和DNA指导的DNA合成的酶活性。
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