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生化习题答案
生化习题-答案
第一章绪论
略
第二章核酸的结构与功能
一、名词解释
1.核苷:
是核糖或脱氧核糖与嘌呤或嘧啶碱生成的糖苷。
2.核苷酸:
核苷中的戊糖羟基被磷酸酯化,形成核苷酸。
3.核酸:
多个核苷酸彼此通过3′,5′-磷酸二酯键连接所形成的多聚核苷酸,称为核酸。
4.核酸的一级结构:
指DNA分子中核苷酸的排列顺序及连接方式。
5.核酸的二级结构:
即DNA的双螺旋结构模型。
6.环化核苷酸:
即c和cGMP。
在细胞的代谢调节中作为激素的第二信使,控制细胞的生长、分化和细胞对激素的效应。
7.增色效应:
DNA变性后,在260nm处的紫外吸收显著增高的现象,称增色效应(高色效应)。
8.减色效应:
DNA复性后,在260nm处的紫外吸收显著降低的现象,称为减色效应。
9.核酸变性:
指核酸双螺旋的氢键断裂变成单链的过程,并不涉及共价键的断裂。
10.熔解温度:
50%的双链DNA发生变性时的温度称为熔解温度(Tm)或解链温度。
11.退火:
变性DNA在缓慢冷却时,可以复性,此过程称为退火。
12.核酸复性:
变性DNA在适当条件下,又可使两条彼此分开的链重新缔合成为双螺旋结构,这个过程称复性。
13.分子杂交:
形成杂交分子的过程称为分子杂交。
当两条来源不同的DNA(或RNA链或DNA链与RNA链之间)存在互补顺序时,在一定条件下可以发生互补配对形成双螺旋分子,这种分子称为杂交分子。
14.核酸降解:
多核苷酸链上共价键(3′,5′-磷酸二酯键)的断裂称为核酸的降解。
15.碱基配对:
DNA双螺旋内部的碱基按腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)结合,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)结合,这种配对关系,称为碱基配对。
16.稀有碱基:
是指A、G、C、U之外的其他碱基。
17.超螺旋:
以DNA双螺旋为骨架,围绕同一中心轴形成的螺旋结构,是在DNA双螺旋基础上的进一步螺旋化。
二、填空1.260.7.核苷酸。
2.下降,增大。
8.反密码子。
3.核糖,脱氧核糖。
9.核苷酸,3′,5′-磷酸二酯键,磷酸,4.嘌呤碱,嘧啶碱,260nm。
核苷,戊糖,碱基。
5.大,高。
10.脱氧核糖核酸(DNA),核糖核酸6.戊糖/核糖。
(RNA),脱氧核糖,A、G、C、T;核糖,A、G、C、U。
11.3.4,10,0.34,2,内,平行,90°。
12.DNA均一性,G-C含量,介质离子强度。
13.氢键,碱基堆积力,离子键(盐键)。
14.反向平行,互补配对,A,T,二(两,2),G,C,三(3)。
15.mRNA,rRNA,tRNA,rRNA,tRNA,mRNA。
16.嘌呤嘧啶,共轭双键,260。
三、选择题1.D.2.C.3.C.4.C.5.A.6.D.7.D.8.A.9.C.10.A.11.B.12.B.
四、判断题1.错。
2.对。
3.错。
4.对。
5.错。
6.对。
7.错。
8.对。
9.对。
10.错。
11.错。
12.对。
13.错。
14.对。
15.对。
16.错。
17.对。
18.对。
19.对。
20.错。
21.错。
22.错。
23.错。
24.错。
13.A.14.D.15.C.16.D.17.D.18.D.19.C.20.C.21.B.22.A.23.C.24.D.25.错。
26.错。
27.错。
28.对。
29.对。
30.对。
31.错。
32.错33.错。
34.对。
35.错。
25.A.26.B.27.C.28.A.29.B.30.D.31.D.32.C.33.D.34.B.35.B.
五、简答题
1.DNA热变性有何特点?
Tm值表示什么?
答:
当将DNA的稀盐溶液加热到80~100℃时,双螺旋结构即发生解体,两条链分开,形成无规则线团。
260nm区紫外吸光度值升高,粘度降低,浮力密度升高,双折现象消失,比旋下降,酸碱滴定曲线改变等。
通常把加热变性使DNA的双螺旋结构失去一半时的温度称为该DNA的熔点或熔解温度,用Tm表示。
2.简述DNA双螺旋模型的结构特点,利用这些模型可以解释生物体的哪些活动?
答:
DNA双螺旋模型的结构特点:
⑴两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕;两条链均为右手螺旋;⑵嘌呤与嘧啶碱位与双螺旋的内侧。
磷酸与核糖在外侧,彼此通过3′,5′-磷酸二酯键相连接,形成DNA分子的骨架。
碱基平面与纵轴垂直,糖环的平面则与纵轴平行。
多核苷酸链的方向取决于核苷酸间磷酸二酯键的走向,习惯上以C′3→C′5为正向。
两条链配对偏向一侧,形成一条大沟和一条小沟。
⑶双螺旋的平均直径为2nm,两个相邻的碱基对之间相距的高度,即碱基堆积距离为0.34nm,两个核苷酸之间的夹角为36°。
因此,沿中心轴每旋转一周有10个核苷酸。
每一转的高度(即螺距)为3.4nm。
⑷两条核苷酸链依靠彼此碱基之间的氢键相连系而结合在一起。
A与T配对,形成两个氢键,G与C配对,形成三个氢键。
⑸碱基在一条链上的排列顺序不受任何限制。
当一条多核苷酸链的序列被确定后,即可决定另一条互补链的序列。
解释生物体DNA的半保留复制。
生物体是如何将遗传信息平均分配到子代细胞中去的。
3.在pH7.0,0.165mmol/LnaCl条件下,测得某一DNA样品的Tm为89.3℃,求四种碱基的百分组成。
答:
根据公式XG+C=(Tm-69.3)×2.44
G+C的含量为=(89.3-69.3)×2.44=20×2.44=48.8A+T的含量为100-48.8=51.2G的含量为48.8/2=24.4%C的含量为48.8/2=24.4%A的含量为51.2/2=25.6%T的含量为51.2/2=25.6%
4.有一噬菌体DNA长17μm,问它含有多少对碱基?
螺旋数是多少?
答:
17μm=17000nm
每对碱基间距为0.34nm
故碱基对数为17000/0.34=50000bp每10对碱基一个螺旋
故螺旋数为50000/10=5000个。
5.简述tRNA二级结构的组成特点及其每一部分的功能。
答:
tRNA的二级结构都呈三叶草形。
由氨基酸臂、二氢尿嘧啶环、反密码环、额外环和TψC环等五个部分组成。
⑴氨基酸臂由7对碱基组成,富含鸟嘌呤,末端为CCA,接受活化的氨基酸。
⑵二氢尿嘧啶环由8-12个核苷酸组成,具有两个二氢尿嘧啶。
通过由3-4对碱基组成的双螺旋区(也称二氢尿嘧啶臂)与tRNA分子的其余部分相连。
⑶反密码环由7个核苷酸组成。
环中部为反密码子,由3个碱基组成。
次黄嘌呤核苷酸(也称肌苷酸,缩写成I)常出现于反密码子中。
反密码环通过由5对碱基组成的双螺旋区(反密码臂)与tRNA的其余部分相连。
反密码子可识别信使RNA的密码子。
⑷额外环由3-8个核苷酸组成。
不同的tRNA具有不同大小的额外环,所以是tRNA分类的重要指标。
⑸假尿嘧啶-胸腺嘧啶核糖核苷环(TψC环)由7个核苷酸组成,通过由5对碱基组成的双螺旋区(TψC臂)与tRNA其余部分相连。
除个别例外,几乎所有tRNA在此环中都含有TψC环。
6.如何区分分子量相同的一个单链DNA分子和一个单链RNA分子。
答:
(1)用专一性的DNA酶和RNA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,进行单核苷酸分析(层析法或电泳法),含有U的是RNA,含有T的是DNA。
7
7.有一个DNA双螺旋分子,其分子量为3×10Da,求:
①DNA分子的长度,②DNA分子的螺旋数。
(脱氧核苷酸残基对的平均分子量为618Da.
7
答:
其碱基对数为3×10Da/618Da=4.85×104个
每个碱基对的间距为0.34nm,故长度为4.85×104×0.34=1.65×104nm=16.5μm每10对碱基一个螺旋,故螺旋数为4.85×104÷10=4.85×103个
8.RNA有哪些主要类型?
比较其结构和功能。
答:
RNA在蛋白质生物合成中起重要作用。
动物、植物和微生物细胞内都含有三种主要的RNA:
(1)核糖体RNA(ribosomelRNA,缩写成rRNA)rRNA含量大,占细胞RNA总量的80%左右,是构成核糖体的骨架。
核糖体含有大约40%的蛋白质和60%的RNA,由两个大小不同的亚基组成,是蛋白质生物合成的场所。
大肠杆菌核糖体中有三类rRNA:
5SrRNA,16SrRNA,23SrRNA。
动物细胞核糖体rRNA有四类:
5SrRNA,5.8SrRNA,18SrRNA,28SrRNA。
(2)转运RNA(transferRNA,缩写成tRNA)tRNA约占细胞RNA的15%。
tRNA的相对分子质量较小,在25000左右,由70~90个核苷酸组成。
碱基组成中有较多的稀有碱基;3′-末端都为?
CCAOH,用来接受活化的氨基酸,5′末端大多为PG?
,也有PC?
的;tRNA的二级结构都呈三叶草形,由氨基酸臂、二氢尿嘧啶环、反密码环、额外环和Tψ环等五个部分组成。
tRNA三级结构的形状像一个倒写的字母LtRNA在蛋白质的生物合成中具有转运氨基酸的作用。
tRNA有许多种,每一种tRNA专门转运一种特定的氨基酸。
tRNA除转运氨基酸外,在蛋白质生物合成的起始、DNA的反转录合成及其他代谢调节中都有重要作用。
(3)信使RNA(messengerRNA,缩写成mRNA)mRNA约占细胞RNA含量的5%。
mRNA生物学功能是转录DNA上的遗传信息并指导蛋白质的合成。
每一种多肽都有一种特定的mRNA负责编码,因此mRNA的种类很多。
极大多数真核细胞mRNA在3′-末端有一段长约200个核苷酸的polyA。
原核生物的mRNA一般无3′-polyA,但某些病毒mRNA也有3′-polyA。
polyA可能有多方面功能:
与mRNA从细胞核到细胞质的转移有关;与mRNA的半寿期有关;新合成的mRNA,polyA链较长,而衰老的mRNA,polyA链缩短。
真核细胞mRNA5′-末端还有一个5′-帽子。
5′-末端的鸟嘌呤N7被甲基化。
鸟嘌呤核苷酸经焦磷酸与相邻的一个核苷酸相连,形成5′,5′-磷酸二酯键。
这种结构有抗5′-核酸外切酶降解的作用。
目前认
为5′-帽子可能与蛋白质合成的正确起始作用有关,它可能协助核糖体与mRNA相结合,使翻译作用在AUG起始密码子处开始。
某些真核细胞病毒也有5′-帽子结构。
(4)
前体RNA,为细胞质RNA的前身物,存在于核内。
或不均一核RNA。
如mRNA的前体即核内不均一RNA(也叫不均一核RNA,hnRNA)。
其加工后的产物会出细胞核入细胞质。
(5)小分子RNA,其分子大小在4S—8S不等,由80—160个核苷酸组成。
有的小分子RNA在RNA的加工成熟过程中起作用。
有的与染色质结合,可能对基因活性起调节作用,这些小分子RNA又称为染色质RNA(chRNA)。
小分子RNA始终存在于核内。
9.核酸有何紫外吸收特点?
在实验室如何利用这一特点研究核酸?
答:
嘌呤碱与嘧啶碱具有共轭双键,使碱基、核苷、核苷酸和核酸在240~290nm的紫外波段有一强烈的吸收峰,最大吸收值在260nm附近。
不同核苷酸有不同的吸收特性。
所以可以用紫外分光光度计加以定量及定性测定。
紫外吸收是实验室中最常用的定量测定DNA或RNA的方法。
对待测核酸样品的纯度也可用紫外分光光度法进行鉴定。
读出260nm与280nm的吸光度值,从A260/A280的比值即可判断样品的纯度。
纯DNA大于1.8,纯的RNA达到2.0。
对于纯的样品,只要读出260nm的A值即可算出含量。
根据增色效应或减色效应判断DNA制剂是否发生变性或降解。
10.简述DNA和RNA二级结构的异同。
答:
相同点都含有双螺旋结构,互补配对部分反向平行。
碱基配对为A与T(U),G与C
不同点:
DNA的二级结构是两条链互补配对。
双螺旋结构特点。
RNA均由一条链构成,局部有双螺旋,tRNA的二级结构是三叶草形。
三叶草形结构特点。
11.某双链DNA样品,含28.9摩尔百分比的腺嘌呤,那么T、G、C摩尔百分比分别
为多少?
答:
T为28.9%,G为21.1%,C为21.1%。
12.Hershey-Chase所做的噬菌体转染试验中,为什么32P只标记在DNA分子中,而35S
只标记在蛋白质外壳上?
如果用35S标记的噬菌体去感染细菌,那么在子代病毒中是否会出现带35S标记的病毒?
如果用32P标记的噬菌体重复试验,那么在子代病毒中是否可找到带32P标记的病毒?
为什么?
答:
DNA里含有P元素,而蛋白没有,蛋白质有S元素而DNA没有。
S标记噬菌体的蛋白外壳上,遗传物质是DNA,子代不会出现S标记的病毒。
P标记噬菌体的DNA,DNA经半保留复制,可以将遗传物质传递到子代的DNA中,可以找到子代P标记的病毒。
13.下列两个DNA分子,哪一个分子的Tm值较小?
为什么?
(1)AGTTGCGACCATGAT7/15TCAACGCTGGTACTA
(2)ATTGGCCCCGAATATCTG9/1850%
TAACCGGGGCTTATAGAC
答:
DNA分子的Tm值与其G+C的含量有一定关系,G+C含量越高,其Tm值越大,反之越小。
比较第一个和第二个分子的G+C的百分含量
第一个为7÷15×100/%=46.7%第二个为9÷18×100/%=50%故第一个分子的Tm值较小
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