所以一级结构决定其高级结构。
2．答：蛋白质的空间结构是指蛋白质分子中原子和基团在三维空间上的排列、分布及 肽链走向。蛋白质的空间结构决定蛋白质的功能。空间结构与蛋白质各自的功能是相适 应的。
3．答：蛋白质的生物学功能从根本上来说取决于它的一级结构。蛋白质的生物学功能 是蛋白质分子的天然构象所具有的属性或所表现的性质。一级结构相同的蛋白质，其功 能也相同，二者之间有统一性和相适应性。 4．答：（1）多肽链主链绕中心轴旋转，形成棒状螺旋结构，每个螺旋含有3.6个氨基 酸残基，螺距为0.54nm，氨基酸之间的轴心距为0.15nm。 （2）α-螺旋结构的稳定主要靠链内氢键，每个氨基酸的N—H与前面第四个氨基酸的C＝O 形成氢键。
（3）天然蛋白质的α-螺旋结构大都为右手螺旋。
5．答：β-折叠结构又称为β-片层结构，它是肽链主链或某一肽段的一种相当伸展的结 构，多肽链呈扇面状折叠。
（1）两条或多条几乎完全伸展的多肽链（或肽段）侧向聚集在一起，通过相邻肽链主链上的氨基和羰基之间形成的氢键连接成片层结构并维持结构的稳定。 （2）β-折叠结构有平行排列和反平行排列两种。
（3）氨基酸之间的轴心距为0.35nm（反平行式）和0.325nm（平行式）。
6．答：维持蛋白质空间构象稳定的作用力是次级键，此外，二硫键也起一定的作用。当某些因素破坏了这些作用力时，蛋白质的空间构象即遭到破坏，引起变性，但共价键不破坏，即二硫健与肽键保持完好。
7．答：蛋白质变性作用是指在某些因素的影响下，蛋白质分子的空间构象被破坏，并 导致其性质和生物活性改变的现象。蛋白质变性后会发生以下几方面的变化： （1）生物活性丧失；
（2）理化性质的改变，包括：溶解度降低，因为疏水侧链基团暴露；结晶能力丧失；分子形状改变，由球状分子变成松散结构，分子不对称性加大；粘度增加；光学性质发生改变，如旋光性、紫外吸收光谱等均有所改变。
（3）生物化学性质的改变，分子结构伸展松散，易被蛋白酶分解。 8． 答：蛋白质的重要作用主要有以下几方面：
（1）生物催化作用：酶是蛋白质，具有催化能力，新陈代谢的所有化学反应几乎都是在酶的催化下进行的。
（2）结构蛋白：有些蛋白质的功能是参与细胞和组织的建成。 （3）运输功能：如血红蛋白具有运输氧的功能。
（4）运动功能：收缩蛋白（如肌动蛋白和肌球蛋白）与肌肉收缩和细胞运动密切相关。 （5）激素功能：动物体内有些激素是蛋白质或多肽，是调节新陈代谢的生理活性物质。 （6）免疫功能：抗体是蛋白质，能与特异抗原结合以清除抗原的作用，具有免疫功能。 （7）贮藏蛋白：有些蛋白质具有贮藏功能，如植物种子的谷蛋白可供种子萌发时利用。 （8）接受和传递信息：生物体中的受体蛋白能专一地接受和传递外界的信息。 （9）控制生长与分化：有些蛋白参与细胞生长与分化的调控。
（10）毒蛋白：能引起机体中毒症状和死亡的异体蛋白，如细菌毒素、蛇毒、蝎毒、蓖麻毒素等。 9． 答：（a）异硫氢酸苯酯；（b）丹磺酰氯；（c）脲、β-巯基乙醇；（d）胰凝乳蛋白酶； （e）CNBr; （f）胰蛋白酶。
（1）不能，因为Arg与Pro连接。 10． 答：
6
（2）不能，因为羧肽酶B仅仅水解C-末端为Arg或Lys的肽。
（3）不能，因为胰凝乳蛋白酶主要水解Phe，Trp，Tyr和Leu的羧基形成的肽键。 （4）能，胰蛋白酶可作用于Arg和Met之间的肽键，产物为Pro-Arg和Met. 11． 答 (1)苯异硫氰酸 （2）丹磺酰氯
（3）尿素，如有二硫键应加β-巯基乙醇使二硫键还原。 （4）胰凝乳蛋白酶 （5）溴化氰 （6）胰蛋白酶
12．答（1）在低pH时，羧基质子化，这样蛋白质分子带有大量的净正电荷，分子内正 电荷相斥使许多蛋白质变性，并随着蛋白质分子内部疏水基团向外暴露使蛋白质溶解 度降低，因而产生沉淀。
（2）加入少量盐时，对稳定带电基团有利，增加了蛋白质的溶解度。但是随着盐离子 浓度的增加，盐离子夺取了与蛋白质结合的水分子，降低了蛋白质的水合程度，使蛋白 质水化层破坏，而使蛋白质沉淀。
（3）在等电点时，蛋白质分子之间的静电斥力最小，所以其溶解度最小。
（4）加热会使蛋白质变性，蛋白质内部的疏水基团被暴露，溶解度降低。从而引起蛋 白质沉淀。
（5）非极性溶剂减少了表面极性基团的溶剂化作用，促使蛋白质分子之间形成氢键， 从而取代了蛋白质分子与水之间的氢键。
（6）介电常数的下降对暴露在溶剂中的非极性基团有稳定作用，结果促使蛋白质肽链 展开而导致变性。
13．答：pH=6.0比pH=2.0或pH=13.0时电泳能提供更好的分辨率。因为在pH＝6.0的条件下各肽带有的净电荷为：A肽+1，B肽－1，C肽0；在pH＝2.0的条件下净电荷分别为A肽+2，B肽+1，C肽+2，在pH＝13.0的条件下净电荷分别为A肽－2，B肽－2，C肽－2。 14．答：（a）Asp（b）Met（c）Glu（d）Gly（e）Ser 15． 答：（a）32,100g/mol（b）2 16.答：－COO- ；Asp与Glu 17． 答：（a）异硫氰酸苯酯。（b）丹磺酰氯。（c）脲；β-巯基乙醇还原二硫键。（d）胰凝乳蛋白酶。（e）CNBr。 （f）胰蛋白酶 18．答：Ala-Thr-Arg-Val-Val-Met-Leu-Phe 19．答：对肌红蛋白氧亲和性的影响：（a）降低 （b）增加 （c）降低 20答：蛋白质在水溶液中可形成亲水的胶体，蛋白质从胶体溶液析出的现象称为蛋白质沉淀作用。
沉淀蛋白质的方法有：
盐析法：在蛋白质溶液中加入高浓度的强电解质溶液如硫酸铵、硫酸钠等，蛋白质
从溶液中产生沉淀。
机理：破坏了蛋白质分子表面的水化膜和双电层（净电荷），蛋白质溶液失去
稳定性而产生沉淀。
有机溶剂沉淀法：乙醇、丙酮等有机溶剂可使蛋白质产生沉淀。
机理：降低溶液的介电常数，也破坏了蛋白质的水化膜，蛋白质产生沉淀，
但必须低温操作，以防止蛋白质的变性。
等电点沉淀法：用稀酸或稀碱调节蛋白质的溶液于某蛋白质等电点处，该蛋白质沉
7
淀析出。
机理：中和蛋白质表面水化膜。
重金属沉淀法：蛋白质在等电点以上的pH下，易于重金属产生沉淀。 机理：重金属与带负电的蛋白质羧基结合产生不可逆沉淀。 21答：在pH为3.0上述四种氨基酸带电状态分别为Asp（0）、Gly（＋）、Thr（＋）、Lys（＋＋），因而与阳离子交换树脂结合的牢固程度从小到大排列为：
Asp、Gly≈Thr、Lys；因Thr为亲水氨基酸，随洗脱液的流动较Gly更易洗脱，故四种氨基酸的洗脱顺序为：Asp → Thr → Gly → Lys。
22．答：蛋白质变性作用是指天然的蛋白质在一些物理或化学因素的影响下，使其失去原有的生物学活性，并伴随着其物理、化学性质的改变称为蛋白质的变性。 使蛋白质变性的因素有：
（1）物理因素：加热、剧烈的机械搅拌、辐射、超声波处理等；
（2）化学因素：强酸、强碱、重金属、盐酸胍、尿素、表面活性剂等。
蛋白质变性的机理：维持蛋白质高级结构的次级键破坏，二级以上的结构破坏，蛋白质从天然的紧密有序的状态变成松散无序的状态，但一级结构保持不变。 蛋白质变性后会发生以下几方面的变化：
（1）生物活性丧失；（2）理化性质的改变，包括：溶解度降低，结晶能力丧失；粘度增加；光学性质发生改变，如旋光性改变、紫外吸收增加； （3）侧链反应增强； （4）对酶作用敏感，易被蛋白酶水解。 蛋白质变性的应用：
（1）加热煮熟食物时食物蛋白质变性既有利于食物蛋白质的消化吸收，也可使食物中的致病菌中的蛋白质变性使其失去原有的生物学活性达到消毒灭菌的目的，使食物安全可靠；
（2）酒精消毒也是微生物蛋白质在酒精作用下产生变性； （3）剧烈地搅打蛋清，蛋清变稠也是由于蛋清蛋白发生变性；
（4）面团在搓揉过程中面筋蛋白质发生变性，体积增加，易混入气体使面团变得松软有弹性等。
23．答：Anfinsen的核糖核酸酶进行的变性与复性实验证明：蛋白质的一级结构决定其高级结构，而特定的高级结构是蛋白质具有活性的基础。
02 核酸化学
一、填空题
1．常用二苯胺法测定 含量，用苔黑酚法测 含量。
2．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。
3．tRNA的三级结构为 形，其一端为 ，另一端为 。 4．DNA双螺旋结构模型是 于 年提出的。 5．核酸的基本结构单位是 。
6．DNA变性后，紫外吸收 ，粘度 ，蛋白质变性后，紫外吸收 ，粘度 。 7．因为核酸分子具有 、 ，后者分子中具有 ，因而所以在 处有 吸收峰，可用紫外分光光度计测定。
8．DNA样品的均一性愈高，其熔解过程的温度范围愈 。
8
9．DNA所在介质的离子强度越低，其熔解过程的温度 ，所以DNA应保存在较 浓度的盐溶液中，通常为 mol/L的NaCI溶液。
10．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。 11．变性DNA 的复性与许多因素有关，包括 ， ， ， ， 等。 12．核酸在 附近有紫外吸收，这是由于 。 13．核酸的特征元素 。
14．B型DNA双螺旋的螺距为 ，每圈螺旋有 对碱基，每对碱基的转角是 。
15． 分子指导蛋白质合成， 分子用作蛋白质合成中活化氨基酸的载体。 16．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。
17．常见的环化核苷酸有 和 。其作用是 ，它们核糖上的 磷酸-OH环化。
25．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 ，后者对 。
36．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 。 二、选择题
1. 在适宜条件下，核酸分子两条链通过杂交作用可自行形成双螺旋，取决于： A．DNA的Tm值 B. 序列的重复程度 C．核酸链的长短 D. 碱基序列的互补 2. 下列哪项最可能导致DNA变性？
A．加入巯基乙醇 B. 加入甲酰胺及尿素 C. 搅拌 D. 磷酸二酯键的断裂 3. 一个双螺旋DNA长306nm，则该DNA含有多少个碱基对？ A. 560 B. 666 C. 766 D. 900
4. DNA的复性速度与以下哪些因素因素有关？
A. 温度 B. 分子内的重复序列 C. 变性DNA的起始浓度 D. 以上全部 5．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 6．真核细胞mRNA帽子结构最多见的是：
A．m7APPPNmPNmP B． m7GPPPNmPNmP C．m7UPPPNmPNmP D．m7CPPPNmPNmP 7．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 8．hnRNA是下列哪种RNA的前体？
A．tRNA B．rRNA C．mRNA D．SnRNA 9．决定tRNA携带氨基酸特异性的关键部位是：
A．–CCA3`末端 B．TψC环； C．DHU环 D．反密码子环
10．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 11．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′5′-磷酸二酯键
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12．与片段TAGAp互补的片段为：
A．AGATp B．ATCTp C．TCTAp D．UAUAp 13．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 14．反密码子GψA，所识别的密码子是：
A．CAU B．UGC C．CGU D．UAC 15. 核酸变性后可发生哪些效应？
A. 减色效应 B. 增色效应 C. 失去对紫外线的吸收能力 D. 最大吸收峰蓝移 三、判断题
（ ）1．真核生物mRNA的5’端有一个多聚A的结构。
（ ）2．DNA的Tm值随（A+T）/（G+C）比值的增加而减少。
（ ）3．核酸中的修饰成分（也叫稀有成分）大部分是在mRNA中发现的。 （ ）4．DNA的Tm值和AT含量有关，AT含量高则Tm高。
（ ）5．两个核酸样品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。
（ ）6．毫无例外，从结构基因中DNA序列可以推出相应的蛋白质序列。 （ ）7．真核生物成熟mRNA的两端均带有游离的3’-OH。
（ ）8．DNA复性（退火）一般在低于其Tm值约20℃的温度下进行的。 （ ）9．用碱水解核酸时，可以得到2’和3’-核苷酸的混合物。 （ ）10．生物体内，天然存在的DNA分子多为负超螺旋。 （ ）11．mRNA是细胞内种类最多、含量最丰富的RNA。
（ ）12．tRNA的二级结构中的额外环是tRNA分类的重要指标。
（ ）13．对于提纯的DNA样品，测得OD260/OD280<1.8，则说明样品中含有RNA。 （ ）14．DNA是生物遗传物质，RNA则不是。 （ ）15．脱氧核糖核苷中的糖环3’位没有羟基。
（ ）16．原核生物和真核生物的染色体均为DNA与组蛋白的复合体。 （ ）17．基因表达的最终产物都是蛋白质。 四、问答题
1．DNA热变性有何特点？Tm值表示什么？
2．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？ 3．计算：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
（设核苷酸的平均相对分子质量为650）。
4．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？
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．简述tRNA二级结构的组成特点及其每一部分的功能。 7．简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；（2）高浓度的DNA链。 8．计算(1)分子量为3×105的双股DNA分子的长度。（2）这种DNA一分子占有的螺旋圈数。（一个互补的脱氧核苷酸残基对的平均分子量为618）.
9．试述与蛋白质生物合成有关的三种主要的RNA的生物功能。 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
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