第十五章 核酸的物理化学性质和研究方法答案法答案
第十五章 核酸的物理化学性质和研究方法答案法答案
第十五章核酸的物理化学性质和研究方法答案一．选择题1-7 ③③②④①④二．判断题1-4是否否否5-9 是是是是是三．名词解释cot：是DNA复性的动力学常数，数值上等于单链DNA初始浓度Co和复性完成一1.12半所需时间的乘积，其大小代表DNA顺序的复杂程度。
2 增色效应：由于DNA变性引起的光吸收增加称增色效应,也就是变性后DNA 溶液的紫外吸收作用增强的效应。
四．问答题1、RNA比DNA更不稳定，为什么？RNA的磷酸酯键易被碱水解，因为RNA的核糖上有2 ’-OH,在碱作用下形成磷酸三酯，磷酸三酯极不稳定，随即水解产生核苷2’，3’-环磷酸酯。
该环磷酸酯继续水解产生2’-核苷酸和3’-核苷酸。
DNA的脱氧核糖没有2 ’-OH，不能形成碱水解的中间产物，故对碱有一定抗性。
2、何谓变性？是否所有能引起蛋白质变性的因素都能引起核酸变性，或者引起核酸变性的因素都能引起蛋白质变性？变性作用是指核酸双螺旋结构被破坏，双链解开，从而核酸的天然构象和性质发生改变，但共价键并未断裂。
3、何谓Southern杂交？何谓Northern杂交？它们的原理和用途是什么？Southern杂交是将凝胶电泳分开的DNA限制片段转移到硝酸纤维膜上进行杂交。
其基本原理是将待检测的DNA样品固定在固相载体上，与标记的核酸探针进行杂交，在与探针有同源序列的固相DNA的位置上显示出杂交信号。
该项技术广泛被应用在遗传病检测、DNA 指纹分析和PCR产物判断等研究中。
Northern杂交将变性的RNA转移到硝酸纤维膜上，通过分子杂交以检测特异的RNA。
原理：在变性条件下将待检的RNA样品进行琼脂糖凝胶电泳，继而按照同Southern Blot相同的原理进行转膜和用探针进行杂交检测。
用途：检测样品中是否含有基因的转录产物（mRNA）及其含量。
4、琼脂糖凝胶电泳对核酸研究有何用途？分离DNA分子大小从上百kb到数百bp, 凝胶电泳后可以用嵌合荧光染料显色，凝胶电泳后核酸样品可用多种方法自凝胶上回收。
核酸问题及答案
核酸问题及答案定义类1、什么是核酸。
核酸（Nucleic Acids）是一种主要位于细胞核内的生物大分子，其充当着生物体遗传信息的携带和传递。
DNA分子含有生物物种的所有遗传信息，为双链分子，其中大多数是链状结构大分子，也有少部分呈环状结构，分子量一般都很大。
RNA主要是负责DNA遗传信息的翻译和表达，为单链分子，分子量要比DNA小得多。
核酸存在于所有动植物细胞、微生物和病毒、噬菌体内，是生命的最基本物质之一，对生物的生长、遗传、变异等现象起着重要的决定作用。
核酸广泛存在于所有动物、植物细胞、微生物内、生物体内核酸常与蛋白质结合形成核蛋白。
不同的核酸，其化学组成、核苷酸排列顺序等不同。
根据化学组成不同，核酸可分为核糖核酸，简称RNA和脱氧核糖核酸，简称DNA。
DNA是储存、复制和传递遗传信息的主要物质基础，RNA在蛋白质合成过程中起着重要作用，其中转移核糖核酸，简称tRNA，起着携带和转移活化氨基酸的作用；信使核糖核酸，简称mRNA，是合成蛋白质的模板；核糖体的核糖核酸，简称rRNA，是细胞合成蛋白质的主要场所。
2、核酸的性质?a.化学：①酸效应：在强酸和高温，核酸完全水解为碱基，核糖或脱氧核糖和磷酸。
在浓度略稀的的无机酸中，最易水解的化学键被选择性的断裂，一般为连接嘌呤和核糖的糖苷键，从而产生脱嘌呤核酸。
②碱效应1．DNA：当PH值超出生理范围（pH7~8）时，对DNA结构将产生更为微妙的影响。
碱效应使碱基的互变异构态发生变化。
这种变化影响到特定碱基间的氢键作用，结果导致DNA 双链的解离，称为DNA的变性2．RNA：PH较高时，同样的变性发生在RNA的螺旋区域中，但通常被RNA的碱性水解所掩盖。
这是因为RNA存在的2`-OH参与到对磷酸脂键中磷酸分子的分子内攻击，从而导致RNA的断裂。
③化学变性：一些化学物质能够使DNA/RNA在中性PH下变性。
由堆积的疏水剪辑形成的核酸二级结构在能量上的稳定性被削弱，则核酸变性。
15 核酸的物理化学性质-王镜岩生物化学(全)
（3）低盐变性：<0.01mol/l时，由于 磷酸基的静电斥力，可以配对的碱 基无法相互靠近。 （4）变性剂：尿素 、甲醛 ，可以打 开氢键
2. 核酸变性的特点
• （1）一系列物化性质也随之发生改变 ： 紫外吸光度值升高，粘度降低，浮力密 度升高，酸碱滴定曲线改变等 • （2） 变性作用发生在一个很窄的温度 范围内 。 • 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。DNA的Tm值一般在82— 95℃之间
(3) 限制性内切酶
限制性核酸内切酶：存在于细菌体内的，专门降
解外源 DNA ，是一类能够识别双链 DNA 分子中的某种
特定核苷酸序列，并由此切割DNA双链结构的核酸内 切酶。 往往与一种甲基化酶同时成对地存在。识别相 同的碱基序列，当内切酶作用位点上的某一些碱基
被甲基化修饰后，限制酶就不能再降解这种DNA了。
1. 引起核酸变性的因素
（1）热变性：加热使氢键断裂，碱基分子内 能升高，碱基堆积力减小，使用最广泛。缺 点是高温可能引起酯键断裂，得到长短不一 的单链DNA；80～100℃ （2）酸碱变性：在pH<4.5或pH>11即可引起变 性。在制备单链DNA时优先采取pH=11.3的碱 变性，全部氢键都被淘汰。
（2）、有足够的温度以破坏无规则的
链内氢键，但又不能太高，否则配对碱 基之间的氢键又难以形成，一般用比Tm低
20--25℃的温度。
将热变性的DNA骤然冷却时，DNA不可能
复性。缓慢冷却时，可以复性---退火。
（3）、DNA的性质也影响复性
DNA的片段越大，复性越慢。
DNA的浓度越大，复性越快。
重复序列越多，复性越快。
2019华南理工食品科学与工程考研865有机化学与874生物化学考试真题试卷与真题答案
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《2019华南理工考研874生物化学复习全析（含真题与答案，共四册）》全书编排根据参考书目：《食品生物化学》(第二版)宁正祥、赵谋明编著，华南理工大学出版社2006 《生物化学》（第三版）沈同、王竟岩主编,高等教育出版社内容提要：1、华工轻工食品学院院系解读+华南理工大学874生物化学考试解读；2、2004-2017年华南理工大学轻工与食品学院874生物化学考研真题及2007-2016年874生物化学考研真题答案；3、874生物化学重难点内容解析。
（注意：华工指定书目虽然是王镜岩的《生物化学》，但实际考察的内容以华工本校老师宁正祥的《食品生物化学》这本教材为主）《2019华南理工大学考研874生物化学复习全析（含真题与答案）》通过提供院系专业相关考研内部信息，总结近年考试内容与考录情况，系统梳理核心考点与重难点知识点，并对历年真题进行透彻解析，令考生不再为信息匮乏而烦恼，同时极大提高了复习效率，让复习更有针对性。
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核酸化学(习题附答案)
一、名词解释1 解链温度（Tm值）答案: 又称DNA的熔解温度，引起DNA发生“熔解”的温度变化范围只不过几度，这个温度变化范围的中点称为熔解温度（Tm）或解链温度。
2 增色效应答案: 当双链DNA解链（变性）为单链DNA时，碱基更加外露，紫外吸收增加的现象。
3 减色效应答案: 当单链DNA又重新配对，形成双链DNA时，由于碱基之间电子的相互作用，紫外吸收又明显降低的现象。
4 DNA变性答案: 一定条件下，双链DNA解链为单链DNA的现象。
5 DNA复性答案: 除去变性因素后，互补的单链DNA重新结合为双链DNA的现象。
6 分子杂交答案: 变性后的单链DNA与具有一定同一性序列的DNA链或RNA分子结合形成双链的DNA-DNA或DNA-RNA杂交分子的过程。
二、填空题1 第二信使的英文是。
答案: Second2 核苷酸的组成成分有、和。
答案: 磷酸，碱基，戊糖3 核苷由和组成，通过键连接而成。
答案: 碱基，戊糖，N-C糖苷键4 单核苷酸由和组成，单核苷酸是的酯。
答案: 核苷，磷酸，核苷，磷酸5 组成核酸的基本单位是。
答案: 核苷酸6 组成核酸的戊糖有和两种，根据所含戊糖的不同可将核酸分为和两大类。
答案: 核糖，脱氧核糖，核糖核酸（RNA），脱氧核糖核酸（DNA）7 DNA主要存在于并与结合而集中在染色体。
答案: 细胞核（基因组），蛋白质8 RNA主要存在于，根据其功能又可分为、和三种。
答案: 细胞质，r RNA，m RNA，t RNA9 DNA的二级结构是结构。
答案: 双螺旋10 核酸分子中单核苷酸之间靠键相连接，而互补的碱基之间靠键相配对。
答案: 磷酸二酯键，氢键11 在DNA中碱基互补的规律是和。
答案: A=T，G≡C12 在RNA局部双螺旋中碱基互补的规律是和。
答案: A=U，G≡C13 在ATP中有个高能磷酸键。
答案: 214 t RNA的二级结构为形，其柄部称为臂，顶部的环称为，环的中间含有。
核酸的重要理化性质
RNA本身只有局部的双螺旋区，所以变性行 为所引起的性质变化没有DNA那样明显。 利用紫外吸收的变化，可以检测核酸变性的 情况。 因为天然状态的DNA在完全变性后，紫外吸 收(260 nm)值增加25－40%.而RNA变性后， 约增加1.1%。 增色效应：变性后DNA对260nm紫外光的吸 收率（A260）比变性前明显增加，这种现象 称为增色效应.
2.DNA变性后的表 现
A260值增加 粘度下降 浮力密度增大 分子量不变
3.DNA的热变性和解链温度（Fra bibliotekm）
用加热的方法使DNA变性叫做热变性 DNA的变性过程是突变性的，它在很窄的温度 区间内完成。因此，通常将DNA的变性达到 50%时，即增色效应达到一半时的温度称为 DNA的解链温度（melting temperature,Tm）,Tm也称熔解温度或DNA 的熔点。
DNA复性
5、核酸的杂交（hybridization）
热变性的DNA单链，在复性时并不一定与同源 DNA互补链形成双螺旋结构，它也可以与在某 些区域有互补序列的异源DNA单链形成双螺旋 结构。 这样形成的新分子称为杂交DNA分子。DNA单 链与互补的RNA链之间也可以发生杂交。 核酸的杂交在分子生物学和遗传学的研究中具有 重要意义。
核 酸 的 杂 交
核酸杂交的应用
Southern blotting(Southern 印迹) Northern blotting(Northern 印迹) Western blotting(Western 印迹)
三、核酸的水解
1.核酸的酸解和碱解
核酸分子中的磷酸二酯键可在酸或碱性条件下水解切断 （降解）。 酸对核酸的作用因酸的浓度、温度和作用时间不同而不 同。嘌呤碱基比嘧啶碱基易被水解下来。 DNA和RNA对碱的耐受程度有很大差别。例如，在 0.3-1 mol/L NaOH溶液中，在室温至370C条件下 RNA几乎可以完全水解，生成2′-或3′-磷酸核苷； DNA在同样条件下则不受影响，若加温至1000C，4个 小时也可得到小分子的寡聚脱氧核苷酸。这种水解性能 上的差别，与RNA核糖基上2′-OH的羟基参与作用有 很大的关系。在RNA水解时，2′-OH首先进攻磷酸基， 在断开磷酯键的同时形成环状磷酸二酯，再在碱的作用
核酸化学__习题及答案
核酸化学习题(一)名词解释1．单核苷酸(mononucleotide)2．磷酸二酯键（phosphodiester bonds）3．不对称比率（dissymmetry ratio）4．碱基互补规律(complementary base pairing)5．反密码子（anticodon）6．顺反子（cistron）7．核酸的变性与复性（denaturation、renaturation）8．退火（annealing）9．增色效应（hyper chromic effect）10．减色效应（hypo chromic effect）11．噬菌体（phage）12．发夹结构（hairpin structure）13．DNA的熔解温度（melting temperature T m）14．分子杂交（molecular hybridization）15．环化核苷酸(cyclic nucleotide)（二）填空题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。
核苷与核苷之间通过_____键连接成多聚体。
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。
9．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双螺旋的两股链的顺序是______关系。
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___。
核酸的物理化学性质
第15章、核酸的物理化学性质（上册P502）本章重点：1、核酸的水解，2、核酸的紫外吸收，3、核酸的变性和复性本章的主要内容：（一）核酸的水解：所有糖苷键和磷酸酯键都能被水解。
（1）酸水解：糖苷键比磷酸二酯键易被水解，嘌呤碱糖苷键比嘧啶碱更易水解。
（2）碱水解：磷酸酯键易水解，RNA比DNA易水解，因为RNA核糖上有2‘-OH，水解过程见P502。
（3）酶水解：为水解磷酸二酯键的酶，专一水解核酸的为核酸酶。
1.核酸酶的分类：按底物专一性分为RNase（核糖核酸酶）和DNase（脱氧核糖核酸酶）。
按对底物作用方式分为内切酶（作用点在核糖核酸酶内部）和外切酶（作用点在末端）。
2.RNase：如牛胰核糖核酸酶（EC 2.7.7.16），内切酶，作用位点为嘧啶核苷（Py）-3‘-磷酸与其他核苷酸之间的连键。
3.限制性内切酶：为DNase。
剪裁DNA的工具，可用于核酸测序和基因工程。
在细菌中发现，目前已找到限制性内切酶数千种。
限制性内切酶往往与甲基化酶成对存在，自身酶作用位点的碱基被甲基化，内切酶不再降解，因而可识别和降解外源DNA。
断裂位点处常有二重旋转（轴）对称性（回文结构，正读反读相同），在特定位点两条链切断后形成粘末端或平末端。
限制性内切酶命名：如E. coR Ⅰ，第1个字母E(大写)，为大肠杆菌(E.coli)属名的第一个字母，第2、3两个字母co（小写）为种名头两个字母，第4个字母R，表示菌株，最后一个罗马字为该细菌中已分离这一类酶的编号。
（二）核酸的酸碱性质：核苷和核苷酸都是兼性离子，碱基和磷酸基均能解离，见P505，具有酸碱性。
由于DNA酸碱变性，使酸碱滴定曲线不可逆。
（三）核酸的紫外吸收：嘌呤环与嘧啶环具有共轭双键，核苷和核酸的吸收波段在240~290nm，最大吸收值在260nm附近（蛋白质最大吸收值280nm）。
（1）可用于测样品纯度（测吸光度A）：A260/A280比值，纯DNA应大于1.8，纯RNA应达到2.0，若样品混有杂蛋白，比值明显降低。
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第十五章核酸的物理化学性质和研究方法答案
一．选择题
1-7 ③③②④①④
二．判断题
1-4是否否否
5-9 是是是是是
三．名词解释
cot：是DNA复性的动力学常数，数值上等于单链DNA初始浓度Co和复性完成一1.
1
2
半所需时间的乘积，其大小代表DNA顺序的复杂程度。
2 增色效应：由于DNA变性引起的光吸收增加称增色效应,也就是变性后DNA 溶液的紫外吸收作用增强的效应。
四．问答题
1、RNA比DNA更不稳定，为什么？
RNA的磷酸酯键易被碱水解，因为RNA的核糖上有2 ’-OH,在碱作用下形成磷酸三酯，磷酸三酯极不稳定，随即水解产生核苷2’，3’-环磷酸酯。
该环磷酸酯继续水解产生2’-核苷酸和3’-核苷酸。
DNA的脱氧核糖没有2 ’-OH，不能形成碱水解的中间产物，故对碱有一定抗性。
2、何谓变性？是否所有能引起蛋白质变性的因素都能引起核酸变性，或者引起核酸变性的因素都能引起蛋白质变性？
变性作用是指核酸双螺旋结构被破坏，双链解开，从而核酸的天然构象和性质发生改变，但共价键并未断裂。
3、何谓Southern杂交？何谓Northern杂交？它们的原理和用途是什么？
Southern杂交是将凝胶电泳分开的DNA限制片段转移到硝酸纤维膜上进行杂交。
其基本原理是将待检测的DNA样品固定在固相载体上，与标记的核酸探针进行杂交，在与探针有同源序列的固相DNA的位置上显示出杂交信号。
该项技术广泛被应用在遗传病检测、DNA 指纹分析和PCR产物判断等研究中。
Northern杂交将变性的RNA转移到硝酸纤维膜上，通过分子杂交以检测特异的RNA。
原理：在变性条件下将待检的RNA样品进行琼脂糖凝胶电泳，继而按照同Southern Blot相同的原理进行转膜和用探针进行杂交检测。
用途：检测样品中是否含有基因的转录产物（mRNA）及其含量。
4、琼脂糖凝胶电泳对核酸研究有何用途？
分离DNA分子大小从上百kb到数百bp, 凝胶电泳后可以用嵌合荧光染料显色，凝胶电泳后核酸样品可用多种方法自凝胶上回收。
5、为制备变性胶，常在琼脂糖和聚丙烯酰胺凝胶中添加什么变性剂？它们有何用途。
为制备变性胶，常在琼脂糖凝胶中添加氢氧化甲基汞或甲醛，RNA在变性凝胶中电泳时，相对分子质量的对数才与迁移率成反比。
在聚丙烯酰胺凝胶中添加8mol/L尿素或98%甲酰胺，DNA和RNA的二级结构已被破
坏，其电泳迁移率与单链Mr的对数呈理想的反比关系。
6、为什么羟基磷灰石柱呈析能分开单链和双链核酸？
由于核酸的磷酸基可与羟基磷灰石的钙离子作用，从而被吸附其上，这种吸附力决定于核酸的性质，受分子大小的影响较小。
双链核酸分子刚性较强，呈伸展状态，其磷酸基有效分布在表面；而变性或单链核酸分子较柔软，呈无规线团结构，有些磷酸基折叠在分子内。
因此，双链核酸的吸附力比单链强，双链DNA的吸附力比双链RNA强，而DNA-RNA杂交分子的吸附力介于两者之间。
7、简要说明oligo(dT)柱制备poly(A)+mRNA的原理和主要操作步骤。
真核生物细胞的mRNA在3’端通常带有poly(A)尾巴，利用与固体支持物相偶联的寡聚脱氧胸甘酸（oligo(dT)）与poly(A)结合，即可将poly(A)+mRNA从总RNA中分离出来。
步骤：①在高浓度盐的TES缓冲液中将RNA样品上柱，使poly(A)与oligo(dT)结合，洗掉柱上非特异吸附的RNA。
②用不含盐的TES缓冲液将mRNA洗脱。
8、提取DNA和RNA主要应注意什么？目前常用的方法有哪些？
提取DNA时应尽量避免核酸酶和机械切力对DNA的降解作用。
目前较长用的方法是在细胞悬液中直接加入2倍体积含1﹪SDS的缓冲液，并加入广谱蛋白酶最后浓度达100 g/mL，在65℃保温4h,使细胞蛋白质全部降解，然后用苯酚抽提，除净蛋白酶和残留的蛋白质。
含DNA的水相在有盐存在的条件下加二倍体积的乙醇，低温放置使DNA沉淀出来。
DNA制品中含有的少量RNA可用不含DNase的RNase分解除去。
氯化铯密度梯度离心也是实验室制备高质量DNA常用的方法。
制备RNA特别需要注意三点：（1）所有用于制备RNA的玻璃器皿都要经过高温烘烤，塑料用具经高压灭菌，不能高压灭菌的用具要用0.1%焦碳酸二乙酯(DEPC)处理，再煮沸以分解和除净DEPC.试验者应戴消毒手套。
（2）在破碎细胞的同时加入强的蛋白质变性剂使RNase 失活。
（3）在RNA反应体系中加入RNase的抑制剂。
现在常用于制备RNA方法有两个：（1）用酸性胍盐、苯酚、氯仿提取。
（2）用胍盐/氯化铯法。
9、Sanger提出的酶法测定DNA序列的原理是什么？有何划时代的意义？
Sanger提出的酶法测定DNA序列的原理是利用DNA聚合酶，将待测序DNA样品作为模板，在引物和底物（dNTP）其中一种用放射性同位素标记），共分为四组，每组按一定比例加入一种底物类似物（ddNTP）。
它能随机参入合成的DNA链，一旦惨入后DNA合成立即终止。
于是各种不同大小片段的末端核苷酸必定为该种核苷酸，片段的长度也可以代表相应核苷酸的位置。
将各组样品同时进行含变性剂的聚丙烯酰胺凝胶电泳，从放射自显影的图谱可以直接读出DNA的核苷酸序列。
该方法简单快捷，极大的简化了DNA测序的方法。
许多物种的DNA序列得以知道，有利于进一步研究和基因治疗等方面。
现在测序技术的改进现已无需制备单链模板，只需有特异引物，可以直接用双链DNA进行测序。
10、何谓DNA芯片？DNA芯片有何用途？
DNA芯片或称DNA微阵，是以硅、玻璃、微孔滤膜等材料作为承载基片，通过微加工技术，在其上固定密集的不同序列DNA微阵列，一次检测即可获得大量的DNA杂交信息。
DNA芯片的用途十分广泛，它是分析基因组或是其表达信息的重要技术，归纳起来有以下几点: (1)测定基因型、基因突变和多态性
（2）DNA的重建测序（3）测定基因的表达谱。