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 25. 三叶草;倒L型;CCA;携带活化了的氨基酸 26. cAMP;cGMP;第二信使;3’;5’
27. 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 28. 单链;双链 (三)选择题
1.B:ATP分子中各组分的连接方式为:腺嘌呤-核糖-三磷酸,既A-R-P-P-P。 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.D:ψ为假尿苷酸,其中的U可以与A配对,所以反密码子GψA,所识别的密码子是UAC。 12.D:参照选择题8。
13.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。
14.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。
15.D:真核染色质主要的组蛋白有五种——Hl、H2A、H2B、H3、H4。DNA和组蛋白形成的复合物就叫核小体,核小体是染色质的最基本结构单位,成球体状,每个核小体含有8个组蛋白,各含两个H2A、H2B、H3、H4分子,球状体之间有一定间隔,被DNA链连成串珠状。 (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.错:真核生物的染色体为DNA与组蛋白的复合体,原核生物的染色体为DNA与碱性精胺、亚精胺结合。 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。
19.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,与蛋白质氨基酸序列相对应。
20.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。 (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)(2.5×10-7/650) × 0.34 = 1.3× 104nm = 13μm。 (2)650/ 0.34 =1.9×106/μm。 (3)88 × 0.34 nm = 30nm =0.3μm。 (4)104 × 3 × 0.34 =106nm ≈ 0.11μm。 (5)(96000/120) × 3 × 320 = 76800。
3.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
4.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。 5.答: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%
6.答:(1)阳离子的存在可中和DNA中带负电荷的磷酸基团,减弱DNA链间的静电作用,促进DNA的复性; (2)低于Tm的温度可以促进DNA复性;
(3)DNA链浓度增高可以加快互补链随机碰撞的速度、机会,从而促进DNA复性。
7.答:核酸分子中是通过3’,5’-磷酸二酯键连接起来的。
8.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。 9.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。 10.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。
11.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。
12.答:(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,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,进行单核苷酸的分析(层析法或电泳法),含有U的是RNA,含有T的是DNA。 13.答:已知:(1) 32μmol/L AMP的 A260消光度 A260 =32×10-6 × 15400 = 0.493 (2)47.5μmol/L CMP的 A260消光度 A260 =47.5×10-6 × 7500 = 0.356 (3)6.0μmol/L UMP的A260消光度 A260 =6.0×10-6 × 9900 = 0.0594
(4)48μmol/L AMP和32μmol/L UMP混合物的A260消光度 A260 =32×10-6 × 9900 + 48×10-6 × 15400 = 0.493 = 1.056 (5)0.325/11700 = 2.78 × 10-5mol/L (6)0.090/9200 = 9.78 × 10-6mol/L 14.答:(1)每个体细胞的DNA的总长度为: 6.4×109×0.34nm = 2.176×109 nm= 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
15.答:种核苷酸带电荷情况:pH2.5 pH3.5 pH6 pH8 pH11.4 UMP 负电荷最多 -1 -1.5 -2 -3 GMP 负电荷较多 -0.95 -1.5 -2 -3 AMP 负电荷较少 -0.46 -1.5 -2 -2 CMP 带正电荷 -0.16 -1.5 -2 -2
(1)电泳分离四种核苷酸时应取pH3.5 的缓冲液,在该pH值时,这四种单核苷酸之间所带负电荷差异较大,它们都向正极移动,但移动的速度不同,依次为:UMP>GMP>AMP>CMP
(2)应取pH8.0,这样可使核苷酸带较多负电荷,利于吸附于阴离子交换树脂柱。虽然pH11.4时核苷酸带有更多的负电荷,但pH过稿对树脂不利。
(3)洗脱液应调到pH2.5。当不考虑树脂的非极性吸附时洗脱顺序为CMP>AMP>UMP>GMP(根据pH2.5时核苷酸负电荷的多少来决定洗脱速度),但实际上核苷酸和聚苯乙烯阴离子交换树脂之间存在着非极性吸附,嘌呤碱基的非极性吸附是嘧啶碱基的3倍。静电吸附与非极性吸附共同作用的结果使洗脱顺序为:CMP>AMP>UMP>GMP。