第二章_核酸的结构和功能
Chapter 2 核酸的结构与功能教学教材
核酸的结构与功能
Structures and Functions of Nucleic Acids
内容
2.1 核酸的种类与分布 2.2 核苷酸 2.3 DNA的分子结构 2.4 核酸与蛋白质的复合体 2.5 RNA的分子结构 2.6 核酸的理化性质
2
2.1 核酸（Nucleic acid） 的种类与分布
48
（四）DNA双螺旋结构的多样性
49
双螺旋DNA的类型及相关参数
类型 螺旋方向
存在条件
螺距 碱基数/螺旋 碱基倾角
A-DNA 右手
相对湿度75% 2.53 nm
11
19°
B-DNA 右手
相对湿度92% 3.54 nm
10.4
1°
Z-DNA 左手 嘌呤－嘧啶二核 4.56 nm
12
苷酸为重复单位
N=A/U/G/C
同样，dNDP、dNTP， N=A/T/G/C
腺嘌呤 腺苷
16
核苷多磷酸的生物学功能:
§NTP和dNTP分别是RNA和DNA的直接前体。 §ATP分子的最显著特点是含有两个高能磷酸键。水
解时, ATP可以释放出大量自由能，推动生物体内 各种需能的生化反应。 §UDP、ADP、GDP在多糖合成中，可作为携带葡 萄糖基的载体；CDP在磷脂合成中可作为携带胆 碱的载体。 §GTP、CTP、UTP在某些生化反应中也具有传递能 量的作用。
11
稀 有 碱 基
大多甲基化碱基，tRNA含量丰富 (高达10％) 12
2.2.3 戊糖
β-D-核糖
β-D-脱氧核糖
13
2.2.4 核苷
碱基和核糖（或脱氧核糖）通过C-N 糖苷 键连接形成核苷（或脱氧核苷）。
第二单元 核酸的结构和功能
(1～2题共用备选答案)
A.G、C、T、U
Bቤተ መጻሕፍቲ ባይዱG、A、C、T
C.A、G、C、U
D.G、A、T、U
E.I、C、A、U
【助理】
1RNA分子中所含的碱基是
四、DNA的功能
DNA是遗传的物质基础，表现生物性状的遗传信息贮存在DNA分子的核苷酸序列中。当细胞分裂时，生物遗传信息通过复制从亲代(细胞)传递给子代(细胞)，使物种得以延续。因此，DNA与细胞增生、生物体传代有关。DNA还可通过转录指导RNA(包括mRNA)合成，将遗传信息传递给mRNA；继而以mRNA为模板合成特异的蛋白质分子。蛋白质赋予生物体或细胞特异的生物表型和代谢表型，使生物性状遗传。
C．DNA双螺旋以右手螺旋的方式围绕同一轴有规律地盘旋
D．两股单链的5′至3′端走向在空间排列上相同
E．两碱基之间的氢键是维持双螺旋横向稳定的主要化学键
答案：D
三、DNA的三级结构
原核生物没有细胞核，其DNA分子在双螺旋基础上进一步扭转盘曲，形成超螺旋，使体积压缩。超螺旋结构就是DNA的三级结构。
在真核生物的染色体中，DNA的三级结构与蛋白质的结合有关。与DNA结合的蛋白质有组蛋白和非组蛋白两类。组蛋白有H1，H2A，H2B，H3和H4共5种，它们都是含有丰富的赖氨酸和精氨酸残基的碱性蛋白质。组蛋白H2A、H2B、H3和H4各两分子形成八聚体，八聚体之外绕有近1圈约140至146个碱基对的DNA，构成一个核小体。H1位于核小体与核小体之间的连接区，并与约75至100个碱基对的DNA结合，组成串珠状结构。在核小体结构基础上，DNA链进—步折叠，形成染色(单)体。人类细胞核中有46条(23对)染色体，这些染色体的DNA总长达1．7m，经过折叠压缩，46条染色体总长也仅200nm左右。
02-2_核酸的理化性质和研究方法_核酸的结构与功能
部分变性DNA的电镜图像
DNA解链时的紫外吸收变化
➢增色效应(hyperchromic effect)：DNA变性 时其溶液OD260增高的现象。
DNA的解链曲线
连 续 加 热 DNA 的 过程中以温度相对于 A260 值 作 图 ， 所 得 的 曲线称为解链曲线。
解链温度(melting temperature，Tm)
生物化学/Biochemistry
概念、理论、研究、应用
Conception, theory, research, and application
——逻辑和自学
——Logic and LIY (Learn It Yourself)
第二章: 核酸的结构和功能
核酸理化性质和研究方法
第四节
核酸的理化性质
一、核酸分子具有强烈的紫外吸收
核酸在波长 260nm 处有强烈的吸收，是 由碱基的共轭双键所决定的。这一特性常用作 核酸的定性和定量分析。
碱基的紫外吸收光谱
紫外吸收的应用
➢DNA或RNA的定量
A260 = 1.0 相当于 50μg/ml 双链DNA(dsDNA) 40μg/ml 单链DNA (ssDNA or RNA) 20μg/ml 寡核苷酸
解链过程中，紫外 吸光度的变化达到最大 变化值的一半时所对应 的温度。
解链曲线的变化 ➢ G+C 含量越高，解链温度就越高。
三、变性的核酸可以复性或形成 杂交双链
➢当变性条件缓慢地除去后，两条解离的互补链 可重新配对，恢复原来的双螺旋结构，这一现 象称为DNA复性(renaturation) 。
➢热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一 过程称为退火(annealing) 。
第二章 核酸的结构与功能
第二章核酸的结构与功能Structure and Function of nucleic acid一、授课章节及主要内容：第二章核酸的结构与功能二、授课对象：临床医学、预防、法医（五年制）、临床医学（七年制）通过本章的学习让学生掌握两种核酸分子即DNA和RNA的化学组成、分子结构和功能及其理化性质的特点和应用。
三、授课学时本章共安排3学时（每个课时为45分钟）。
讲授安排如下：1学时：概述+第一节核酸的化学组成及一级结构和第二节DNA的空间结构与功能中的第一部分：DNA的二级结构——双螺旋结构模型；2学时：第二节DNA的空间结构与功能的第二部分：DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装和第三节RNA的空间结构与功能的第一点：信使RNA（mRNA）的结构与功能3学时：第三节RNA的空间结构与功能的第二点：转运RNA（tRNA）的结构与功能和第二点：转运RNA（tRNA）的结构与功能和第二点：核蛋白体RNA（rRNA）的结构与功能及第四节核酸的理化性质和第五节核酸酶四、教学目的与要求五、重点与难点重点：掌握核酸的分类、分布及生物学意义。
掌握DNA和RNA的化学组成。
掌握DNA 的一级结构、空间结构及其功能，RNA的一级结构以及三种RNA的功能。
掌握DNA的变性、复性、分子杂交的概念。
难点：核酸的结构（DNA的一级结构、空间结构，几种重要的RNA的结构）六、教学方法及授课大致安排以讲授为主，授课结束前作适当的小节，帮助学生消化当天所学的内容，另外课前穿插提问帮助学生复习，巩固已学的知识。
七、主要外文专业词汇八、思考题1、试比较两类核酸的化学组成、分子结构、分布及生物学功能。
2、简述DNA双螺旋结构的碱基组成的Chargaff规则。
3、简述真核细胞的mRNA的结构特点和功用。
4、简述tRNA的分子组成、结构特点和功能。
5、什么是TM值？他有何生物学意义？6、什么是核酶？他在医学发展中有何意义？7、什么是DNA变性、复性、分子杂交和增色效应？有何实际意义？九、教材与教具：人民卫生出版社《生物化学》第六版十、授课提纲(或基本内容)概述Introduction核酸（nucleic acid）是以核苷酸为基本组成单位的生物信息大分子。
核酸的结构和功能
核苷酸衍生物
环化核苷酸：cAMP、cGMP，
是细胞信号转导中的第二信使。
NH2 N O CH2 N O N N
cAMP
O P OH O OH
二、DNA是脱氧核糖核苷酸通过 3’,5’-磷酸二酯键连接形成的大分子
一个脱氧核苷酸3的羟基与另一个核苷酸5的α-磷酸
基团缩合形成磷酸二酯键(phosphodiester bond)。
DNA的空间结构(spatial structure)
构成DNA的所有原子在三维空间具有确定的相对位置关系。 分为二级结构(secondary structure)和高级结构。
二、DNA的二级结构是双螺旋结构
double helix
发现基础：
1. 碱基组成的Chargaff 规则：[A] = [T]、 [G] = [C] 2. R Franklin 和M Wilkins 拍摄的X射线衍射照片
DNA超螺旋结构的电镜图象
（二）真核生物DNA高度有序和高度致密的结构
真核生物DNA以非常有序的形式组装，存在于细胞核内。 在 细 胞 周 期 的 大 部 分 时 间 里 ， DNA 以 松 散 的 染 色 质 (chromatin) 形式存在，在细胞分裂期，则形成高度致密的染 色体(chromosome)。染色质的基本单位是核小体(nucleosome)
A G 24.9 34.9 C 25.2 35.4 T 23.9 14.6 A/T 1.09 1.03 G/C 0.99 0.99 G+C 50.1 70.3 嘌呤/嘧啶 1.04 1.00
大肠杆菌 结核杆菌
26.0 15.1
酵母
牛 猪
31.7
29.0 29.8
第二章 核酸的结构与功能
一、选择题：A型题：1．DNA和RNA彻底水解后的产物下列哪一项是正确的?A．戊糖相同，部分碱基不同B．碱基相同，戊糖不同C．碱基不同，戊糖不同D．碱基不同，戊糖相同E．以上都不对2．某一DNA片段中一股链的碱基序列为5'-AACGTT-3'，其互补链应为： A．5' -TTGCAA-3'B．5' -AACGTT-3'C．5' -UUGCAA-3'D．5' -AACGUU-3'E．5' -ACGATT-3'3．真核生物染色质的基本结构单位是A．DNAB．组蛋白C．核小体D．染色单体E．核心颗粒4．真核生物染色体DNA组成约为：A．104～105bpB．102～103bpC．107～109bpD．1010～2014bpE．1015～1020bp5．DNA变性是指：A．分子中3'，5'-磷酸二酯键断裂B．核酸游离于溶液中C．双螺旋链间氢键断裂，双链解开D．Tm值下降E．粘度增加6．rRNA的含量约占总RNA的A．50％B．60％C．70％D．80％E．90％7．真核生物mRNA 5'末端的帽子结构是： A．—m2GpppXB．—m2CpppXC．—m2ApppXD．—m7GpppXE．—m7ApppX8．tRNA氨基酸臂的特点是A．5'端有羟基B．3'端有CCA结构C．3'端有polyA尾巴D．含较多稀有碱基E．5'端有CCA结构9．B—DNA双螺旋的每一螺距为：A．2nmB．20nmC．0.34nmD．3.4nmE．34nm1O．嘧啶核苷中，嘧啶与戊糖的连接位置是：A．N-3—C-1'B．N-1—C-1'C．N-3—C-5'D．N-l—C-5'E．C-l—C-1'l1．下列是几种DNA分子的碱基组成比例，哪一种DNA的 Tm值最高? A．A+T＝15％B．G+C＝25％C．G+C＝40％D．A+T＝20％E．G+C＝35％12．组成核酸的核苷酸之间彼此连接的化学键是A．3'，5'-磷酸二酯键B．氢键C．糖苷键D．碳-碳键E．范德华力13．关于核酸在生物细胞中分布的叙述，哪项是错误的?A．生物细胞中的核酸包括核糖核酸和脱氧核糖核酸两大类B．生物细胞中的核酸均以核蛋白复合体的形式存在C．在真核细胞中RNA主要存在于细胞质D．在真核细胞中DNA主要存在于细胞核E．同种生物不同体细胞核，DNA含量相同14．关于 tRNA的叙述不正确的是A．约由70～90个核苷酸组成B．5 端皆为CCAC．富含稀有碱基D．其二级结构为三叶草形E．在反密码环顶部有反密码子15．DNA的 Tm值A．与DNA链长度无直接关系B．同一生物不同组织的DNA的 Tm值不同C．无种属特异性D．与A＝T碱基对含量呈正比E．与G≡C碱基对含量呈正比16．不能引起核酸变性的因素是A．酸B．碱C．尿素D．热E．硫酸铵17. DNA和RNA共有的成分是:A.D-核糖B.D-2-脱氧核糖C.鸟嘌呤D.尿嘧啶E.胸腺嘧啶18．自然界游离核苷酸中的磷酸最常见的是连于戊糖的 A．C—2'B．C—3'C．C—5'D．C—l'E．C—4'19．有关DNA双螺旋结构模型的正确叙述是：A．双股链是平行反向B．嘌呤与另一嘌呤配对C．碱基间以共价键连接D．磷酸和核糖主链位于螺旋外侧E．碱基配对有摆动现象20．下列哪一项是DNA的正常组分：A．鸟嘌呤，核糖B．腺嘌呤，核糖C．胸嘧啶，核糖D，胞嘧啶，脱氧核糖E．尿嘧啶，脱氧核糖21．DNA与RNA的共同组分是：A．胸嘧啶，胞嘧啶B．胞嘧啶，尿嘧啶C．尿嘧啶，腺嘌呤D．胞嘧啶，鸟嘌呤E．尿嘧啶，鸟嘌呤22．核酸对紫外线的吸收主要由下列哪一种结构引起A．磷酸二酯键B．戊糖的呋喃环C．糖苷键D．磷酸酯键E．碱基环上的共轭双键23．能用于核酸含量测定的元素是：A．CB．HC．OD．NE．P24．某双链DNA中已知一条链中A＝30％，G＝24％，其互补链的碱基组成是： A． T和C为46％B． T和C为54％C．A和G为54％D． T和C为60％E． A和C为54％25．关于双链DNA中，碱基含量关系错误的是： A．A＝TB．A+G＝C+TC．A+T＝G+CD．A+C＝G+TE．G＝C26．能与单链DNA 5' -CGGTA-3'杂交的RNA是： A．5' GCCTAB．5' GCCAUC．5' UACCGD．5' TACCGE．5' TUCCG27．原核生物与真核生物的核糖体中都含有A．18SrRNAB．30SrRNAC．5SrRNAD．28SrRNAE．5.8SrRNA28．关于RNA的论述不正确的是：A．主要有mRNA、tRNA和rRNAB．原核生物没有hnRNA和snRNAC． tRNA是最小的一种RNAD．胞质中只有mRNA一种E．组成核糖体的是rRNA29．DNA二级结构的正确叙述是：A．碱基平面和脱氧核糖平面与螺旋轴平行B．碱基平面和脱氧核糖平面与螺旋轴垂直C．碱基平面与螺旋轴平行，脱氧核糖平面与螺旋轴垂直D．碱基平面与螺旋轴垂直，脱氧核糖平面与螺旋轴平行E．以上都不对30．假尿苷(ψ)中的糖苷键是A．Nl—Cl'连接B．N3—Cl'连接C．C4—Cl'连接D．C5—C1'连接E．C6—Cl'连接31. DNA分子中没有哪种单核苷酸:A.腺嘌呤脱氧核苷酸B.尿嘧啶核苷酸C.胞嘧啶脱氧核苷酸D.胸腺嘧啶脱氧核苷酸E.鸟嘌呤脱氧核苷酸32. 维持核酸一级结构的化学键是:A.磷酸键B.氢键C.肽键D.磷酸二酯键E.糖苷键33.含有反密码子的结构是：A.rRNAB.tRNAC.蛋白质D.DNAE.mRNA34.关于DNA与RNA在结构上的异同，正确的叙述是：A.DNA富含稀有碱基B.RNA含有A，U，C，T四种碱基C.DNA既含有核糖，又含有脱氧核糖D.组成DNA的核苷酸以3',5' -磷酸二酯键连接E.DNA含有A，U，C，G四种碱基35.有关DNA结构的描述,下列哪项是错误的:A.右手双螺旋B.由两条方向相反的链组成C.两链间形成严格的碱基配对D.嘌呤与嘧啶在摩尔数量上无明显规律E.配对碱基以氢键相连36.稀有核苷酸碱基主要存在于下列哪一种核酸中?A.rRNAB.mRNAC.tRNAD.DNAE.hnRNA37.tRNA的分子结构特征是:A.有密码环B.有反密码环和3'-端C-C-AC.3'-端有多聚AD.5'-端有C-C-AE.有反密码环和5'-端C-C-A38.核苷酸分子中嘌呤N9 (或嘧啶N1)与核糖哪一位碳原子之间以糖苷键连接?A.5'-CB.4'-CC.3'-CD.2'-CE.1'-C39.关于tRNA的结构与功能，正确的叙述是：A.tRNA不具有二级结构B.tRNA具有转肽酶活性C.tRNA将氨基酸携至核糖体D.反密码环不是tRNA特有的E.tRNA分子中不含稀有核苷40.DNA的二级结构是:A.帽子结构B.双螺旋结构C.超螺旋结构D.三叶草结构E.茎-环结构X型题：41．DNA双螺旋结构中的碱基对主要是：A．A—TC．U—GD．A—U42．原核生物RNA不含A．rRNAB． tRNAC．hnRNAD．snRNA43．终止密码为A．UAAB．UCAC．UAGD．UGA44．比较DNA和蛋白质，二者有下述共同特点 A．均是大分子B．均有一、二、三级结构C．均有热变性D．均可在一定条件下经电泳分离45．核酸是：A．生物大分子B．一切生物体细胞中必有的物质C．遗传的物质基础D．组成细胞的骨架46．核酸的结构特性有：B．一个5'-磷酸末端C．一个3'-羟基末端D．磷酸戊糖组成的骨架47．NAD+、NADP+、CoA、FAD、ATP都含有：A．一至三个磷酸B．一种维生素C．腺嘌呤D．核糖48．表示核酸分子大小的单位有：A．长度B．碱基对数目C．分子量D．沉降系数(S)49．在密码与反密码配对时可出现：A．A＝TB．G≡CC．A＝UD．C≡I50．某一核酸有如下的碱基组成： A＝16％，G＝39％，C＝22％，T＝23％，它可能是： A．双链DNAB．tRNAC．单链DNAD．单链RNA51．影响 Tm值的因素有A．DNA均一，则 Tm值高B．DNA中GC含量高则 Tm值高C．DNA中 AT含量高则 Tm值高D．DNA分子越大则 Tm值越高52．维持DNA双螺旋结构稳定的因素有：A．分子中间的公共轴B．碱基堆积力C．骨架上磷酸之间的相斥力D．配对碱基之间的氢键53．蛋白质变性与DNA变性的共同特点是A．生物学活性丧失B．氢键断裂C．结构松散D．共价键断裂54．遗传密码的特点包括A．从病毒直至人类蛋白质合成，基本上使用同一密码表B．某些氨基酸的密码多达8个C．多数氨基酸有不止一个密码D．密码表上不编码氨基酸的密码共有4个，即3个终止密码和1个起始密码55．DNA分子杂交的基础是：A．DNA变性后在一定条件下可复性B．DNA的刚性与柔性C．DNA的粘度大D．DNA变性时双链解开，在一定条件下可重新缔合56．DNA的增色效应是指A．核酸变性后，Tm值增高B．核酸变性后，紫外吸收增加C．核酸变性后，Tm值降低D．核酸变性后，紫外吸收降低57．变性DNA复性后A．粘度降低B．紫外吸收增加C．生物活性不能恢复D．已分开的两链又重新缔合成双螺旋58．DNA双螺旋结构模型的正确叙述是：A．两条多核苷酸链反向平行B．B-DNA中有深沟无浅沟C．链间的碱基配对是A＝T，G≡CD．链内磷原子走向呈锯齿状59．有关DNA变性的描述，哪些不正确？A.磷酸二酯键断裂B.变性温度的最高点为TmC.A260增加D.双链间氢键被破坏60. DNA结构的多样性是指：A.DNA都是右手螺旋B.温度变化时DNA从右手螺旋变成左手螺旋C.改变离子强度与温度对DNA构型有影响D.不同构象的DNA在功能上有差异61. DNA存在于：A.高尔基体B.粗面内质网C.线粒体D.细胞核62. 关于核酶，哪些是正确的？A.可作为肿瘤和病毒的基因治疗手段B.它的作用是水解蛋白质C.具有酶活性的RNA分子D.是核酸与蛋白质共同组成的酶二、填空题：1．鸟苷是指和之间通过连接而成的化合物。
第二章 核酸的结构与功能
第二章核酸的结构与功能第一部分：选择题1.核酸中核苷酸之间的连接方式是：3'，5'-磷酸二酯键2.腺嘌呤的克分子数等于胸腺嘧啶的克分子数3.同种生物体不同组织中的DNA碱基组成极为相似4.DNA双螺旋中碱基对位于内侧5.二股多核苷酸链通过A与T或C与G之间的氢键连接6.维持双螺旋稳定的主要因素是氢键和碱基堆积力7.RNA和DNA彻底水解后的产物：碱基不同，核糖不同8.DNA和RNA共有的成分是：鸟嘌呤9.核酸具有紫外吸收能力的原因是：嘌呤和嘧啶环中有共轭双键10.DNA超螺旋结构中，核小体由DNA和组蛋白共同构成组蛋白的成分是H1,H2A,H2B,H3和H411.大肠杆菌的基因组的碱基数目为：4700kb12.DNA的解链温度指的是：A260nm达到最大值的50％时的温度，G＋C比例越高，Tm值也越高13.热变性后相同的DNA经缓慢冷却后可复性，此过程也称作退火14.核酶是RNA分子，但具有酶的功能，可作为肿瘤和病毒的基因治疗手段15.DNA的变性是指DNA分子中碱基间氢键的断裂16.真核生物DNA的高级结构包括：核小体，环状DNA，双螺旋17.DNA双链结构中氢键形成的基础是：碱基中的酮基或氨基，与介质中的pH有关，酮式烯醇式互变18.RNA分子：主要是单链，可以有局部双链，具有功能多样性19.DNA存在于：线粒体，细胞核20.DNA双螺旋的提出依据：依据Chargaff规则，X线衍射图21.DNA结构的多样性是指：改变离子强度与温度对DNA构型有影响，不同构象的DNA在功能上有差异22.真核生物mRNA：5'端帽子结构与生物进化有关，5'端帽子结构与蛋白质合成起始有关，3'端的poly A尾结构与mRNA稳定有关23.在双股DNA的Watson－Crick结构模型中，碱基平面垂直于螺旋长轴，核糖平面平行于螺旋长轴，磷酸和核糖位于外侧，碱基位于内侧24.DNA双螺旋模型有大沟和小沟，两条链的碱基配对为T=A,G≡C，一条链是5'→3',另一条链是3'→5'方向25.核苷酸分子中核糖1'-C与嘌呤N-9或嘧啶N-1相连26.tRNA含甲基化核苷酸，三叶草形的二级结构，有局部的双链结构，含有二氢尿嘧啶环，3'末端有氨基酸臂，有假尿嘧啶核苷酸，3'端是C－C－A结构27.3 ．DNA分子由两条脱氧核苷酸链组成，脱氧单核苷酸之间靠磷酸二酯键连接，碱基配对为A＝T，G≡C28.原核生物核糖体RNA小亚基中是16SrRNA，小亚基中有21种蛋白质，大亚基中有5S和23SrRNA，大亚基中有31种蛋白质29.转运特异氨基酸的RNA是：tRNA，具有DHU环的RNA30.3'末端具有多聚腺苷酸结构的RNA是：mRNA，hnRNA第二部分：白皮书1.tRNA结构：3'端为CCA-OH，5'端为鸟氨酸2.mRNA更新最快3.5s-rRNA二级结构：局部双螺旋结构4.组成DNA的基本单位：dAMP,dGMP,dCMP,dTMP5.组成RNA的基本单位：AMP,GMP,CMP,UMP6.DNA与RNA：嘌呤碱基相同，嘧啶碱基不同，所含戊糖不同，功能不同，在细胞中分布不同7.DNA的基本功能是携带遗传信息并通过复制将遗传信息进行传达，它是复制和转录过程的模板，tRNA的基本功能是作为载体将氨基酸搬运运到mRNA上翻译遗传密码，rRNA的基本功能是作为蛋白质合成场所，mRNA的基本功能是转录核内DNA遗传信息的碱基排列顺序并带至细胞质，指导蛋白质合成中氨基酸排列顺序。
核酸的结构和功能 (2)
均有形成 四股螺旋DNA
的可能
3’---AATCCCAATCCC-5’ • 着丝点附近的高度重复序列
已有实验结果表明－－真核细胞端粒中存在四链结构
G G
结构特点
G G
Linked by Hoogsteen Bonding
可能的功能
A、 稳定真核生物染色体结构 B、 保证DNA末端准确复制 C、 与DNA分子的组装有关 D、 与染色体的 meiosis & mitosis 有关
的3’酯键到5’酯键 的方向
(5’→-U3C’AG)GCUA-3’ = UCAGGCUA
默认书写顺序5‘→3’
双螺旋模型的特征
1953. Watson & Crick
Chatgaff （查塔姆）对DNA 碱基组成的研究结果
Wilkins（威尔金斯）及其同事 Franklin（富兰克林）等用X射 线衍射方法获得的DNA结构资料
（1）核苷酸顺序；
（2）碱基组成；
（3）盐的种类；
（4）相对湿度。
B-DNA：生理状态下，每螺圈10.4个碱基对，右手螺旋； A-DNA：高盐浓度下，每螺圈11个碱基对，右手螺旋； Z-DNA：序列富含GC，嘌呤和嘧啶交替出现，每螺圈12个碱基对， 左手螺旋。
DNA钠盐在相对湿度92％或活 细胞生理状态下，以及A－T 较丰富的大多数自然DNA。
作业
1，名词解释： siRNA，分子生物学，蛋白质组学
2，维持DNA双螺旋的作用力有哪些？ 3，真核生物和原核生物从DNA到染色质的组装有何不同?
感谢下 载
Watson（沃森） 和 Crick（克 里克）建立的双螺旋模型
18-19 第2章 第2节 第3课时 核酸的结构和功能
课
探
时
究 此核苷酸为核糖核苷酸，是构成RNA的基本组成单位。]
•
分 层
攻
作
重
业
难
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自
核酸的结构和功能
当
主
堂
预 习
背景材料
DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要作用，从案发现场提取
达 标
•
•
探 DNA样品，可为案件侦破提供证据。
固
新
双
知
[思考交流]
基
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1．为什么DNA能储存大量的遗传信息？
作
课
基
合
(1)脱氧核糖核苷酸
作
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探
时
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•
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攻
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自
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(2)核糖核苷酸
标
•
•
探
固
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双
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基
合
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探
时
究
分
•
层
攻
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难
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自
当
主 预
二、核酸的结构、分布和作用
堂 达
习
标
• 探
1．1953 年，沃森和克里克发现了 DNA 分子_双__螺__旋__结___构__。其特点是：
• 固
•
•
探 新
特点。
固 双
知
B [核苷酸是核酸的基本组成单位，每个核苷酸由一分子的磷酸、一分子 基
合 的五碳糖和一分子的含氮碱基组成，核苷酸分子通过磷酸二酯键连接形成核苷
第2章 核酸结构与功能习题
第二章核酸结构、功能复习测试（一）名词解释1.核苷2.核苷酸3.磷酸二酯键4.核酸一级结构5.DNA二级结构6.碱基互补规律7.增色效应8.Tm值9.核小体10.反密码子环 11.核酶 12.分子杂交（二）选择题A型题：1. 下列哪种碱基只存在于RNA而不存在于DNA：A．腺嘌呤 B．胞嘧啶 C．胸腺嘧啶 D．尿嘧啶 E．鸟嘌呤2. DNA和RNA共有的成分是：A．D-核糖 B．D-2-脱氧核糖 C．腺嘌呤 D．尿嘧啶E．胸腺嘧啶3. DNA与RNA两类核酸分类的主要依据是：A．所含碱基不同 B．所含戊糖不同C．核苷酸之间连接方式不同 D．空间结构不同E．在细胞中存在的部位不同4. 稀有碱基主要存在于：A．核糖体RNA B．信使RNA C．转运RNAD．核DNA E．线粒体DNA5. tRNA含有的核苷酸数目为：A．100～120 B．70～90 C．40～60 D．10～30 E．以上都不是6. 游离核苷酸中磷酸常常位于：A．核苷酸中戊糖的C3＇上 B．核苷酸中戊糖的C5＇上C．二核苷酸中戊糖的C2＇上 D．核苷酸中戊糖的C3＇和C2＇上E．核苷酸中戊糖的C5＇和C2＇上7. 核酸中核苷酸之间的连接方式是：A．2＇,3＇-磷酸二酯键 B．2＇,5＇-磷酸二酯键C．3＇,5＇-磷酸二酯键 D．肽键 E．糖苷键8. 核酸各基本组成单位之间的连接方式是：A．磷酸一酯键 B．磷酸二酯键C．氢键 D．离子键 E．碱基堆积力9. 下列对环核苷酸的叙述哪项是错误的：A．重要的环核苷酸有C AMP和C GMPB．C AMP与C GMP的生物学作用相反C．C AMP是一种第二信使D．C AMP是由AMP在腺苷酸环化酶的作用下生成的E．C AMP分子内有环化的磷酸二酯键10. 对Watson-Crick DNA模型的叙述正确的是：A．DNA为单股螺旋结构 B．DNA两条链的走向相反C．只在A与G之间形成氢键 D．碱基间形成共价键E．磷酸戊糖骨架位于DNA螺旋内部11. DNA碱基配对主要靠：A．范德华力 B．疏水作用 C．共价键 D．盐键 E．氢键12. 与片断pTAGA互补的片断为：A．pTAGA B．pAGAT C．pATCT D．pTCTA E．pUGUA13.在一个DNA分子中，若A所占摩尔比为32.8%，则G的摩尔比为：A．67.2% B．32.8% C．17.2% D．65.6% E．16.4%14. 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．25 400 B．2 540 C．29 411 D．2 941 E．3 50515. 稳定DNA双螺旋的主要因素是：A．氢键和碱基堆积力 B．与Na＋结合 C．DNA与组蛋白的结合D．与Mn2＋、Mg2+的结合 E．与精胺、亚精胺的结合16. A型DNA和B型DNA产生差别的原因是：A．A型DNA是双链，B型DNA是单链B．A型DNA是右旋，B型DNA是左旋C．A型DNA与B型DNA碱基组成不同D．两者的结晶条件不同E．二者碱基平面倾斜角度不同17. 下列有关DNA二级结构的叙述哪种是错误的：A．DNA二级结构是双螺旋结构B．DNA二级结构是空间结构C．DNA二级结构中两条链方向相同D．DNA二级结构中碱基之间相互配对E．二级结构中碱基之间一定有氢键相连18. 有关DNA双螺旋结构下列哪种叙述不正确：A．DNA二级结构中都是由两条多核苷酸链组成B．DNA二级结构中碱基不同，相连的氢键数目也不同C．DNA二级结构中，核苷酸之间形成磷酸二酯键D．磷酸与戊糖总是在双螺旋结构的内部E．磷酸与戊糖组成了双螺旋的骨架19. 下列关于DNA分子组成的叙述哪项是正确的：A．A＝T，G＝C B．A＋T=G＋C C．G＝T，A＝CD．2A＝C＋T E．G＝A，C＝T20. 下列关于核酸二级结构的叙述哪项是错误的：A．在双螺旋中，碱基对形成一种近似平面的结构B．G和C之间是2个氢键相连而成C．双螺旋中每10对碱基对可使螺旋上升一圈D．双螺旋中大多数为右手螺旋，但也有左手螺旋E．双螺旋中碱基的连接是非共价的结合21. 双链DNA有较高的解链温度是由于它含有较多的：A．嘌呤 B．嘧啶 C．A和T D．C和G E．A和C22. 关于核小体下列哪项正确：A．核小体由DNA和非组蛋白共同构成B．核小体由RNA和组蛋白共同构成C．组蛋白的成分是H1，H2A，H2B，H3和H4D．核小体由DNA和H1，H2，H3，H4各二分子构成E．组蛋白是由组氨酸构成的23. DNA的热变性时：A．磷酸二酯键发生断裂B．形成三股螺旋C．在波长260nm处光吸收减少D．解链温度随A-T的含量增加而降低E．解链温度随A-T的含量增加而增加24. 核酸具有紫外吸收能力的原因是：A．嘌呤和嘧啶环中有共轭双键 B．嘌呤和嘧啶中有氮原子C．嘌呤和嘧啶中有氧原子 D．嘌呤和嘧啶连接了核糖E．嘌呤和嘧啶连接了磷酸基团25. 有关核酸的变性与复性的正确叙述为：A．热变性后DNA经缓慢冷却后可复性B．不同的单链DNA，在合适温度下都可复性C．热变性的DNA迅速降温过程也称作退火D．复性的最佳温度为250CE．热变性DNA迅速冷却后即可相互结合26. DNA的解链温度指的是：A．A260nm达到最大值时的温度B．A260nm达到最大变化值的50%时的温度C．DNA开始解链时所需要的温度D．DNA完全解链时所需要的温度E．A280nm达到最大值的50%时的温度27. 真核生物mRNA的帽子结构中，m７G与多核苷酸链通过三个磷酸基连接，连接方式是：A．2＇-5＇ B．3＇-5＇ C．3＇-3＇ D．5＇-5＇ E．3＇-3＇28. hnRNA是下列哪种RNA的前体：A．tRNA B．真核rRNA C．原核rRNA D．真核mRNA E．原核mRNA29. 下列关于假尿苷的结构描述哪项是正确的：A．假尿苷所含的碱基不是尿嘧啶 B．假尿苷中戊糖是D-2＇-脱氧核糖C．碱基戊糖间以N1-C1相联 D．碱基戊糖间以N1-C5相联E．碱基戊糖间以C5-C1相联30. tRNA在发挥其“对号入座”功能时的两个重要部位是：A．反密码子臂和反密码子环 B．氨基酸臂和D环C．TΨC环与可变环 D．TΨC环与反密码子环E．氨基酸臂和反密码子环31. 下列核酸变性后的描述哪项是错误的：A．共价键断裂，分子量变小 B．紫外吸收值增加C．碱基对之间的氢键被破坏 D．粘度下降 E．比旋值减小32. （G＋C）含量愈高Tm值愈高的原因是：A．G-C间形成了一个共价键 B．G-C间形成了两个氢键C．G-C间形成了三个氢键 D．G-C间形成了离子键E．G-C间可以结合更多的精胺、亚精胺33. 核小体珠状核心蛋白是：A．H2A、H2B、H3、H4各一个分子B．H2A、H2B、H3、H4各二个分子C．H1蛋白以及140—145碱基对DNAD．H2A、H2B、H3、H4各四个分子E．非组蛋白34. 下列有关tRNA的叙述哪项是错误的：A．tRNA二级结构是三叶草结构B．tRNA分子中含有稀有碱基C．tRNA的二级结构含有二氢尿嘧啶环D．tRNA分子中含有1个可变环E．反密码子环有CCA三个碱基组成的反密码子35. 下列对RNA一级结构的叙述哪项是正确的：A．几千至几千万个核糖核苷酸组成的多核苷酸链B．单核苷酸之间是通过磷酸一酯键相连C．RNA分子中A一定等于U，G一定等于CD．RNA分子中通常含有稀有碱基E．mRNA的一级结构决定了DNA的核苷酸顺序36. 下列有关RNA的叙述哪项是错误的：A．mRNA分子中含有遗传密码B．tRNA是分子量最小的一种RNAC．RNA可分为mRNA、tRNA、rRNA等D．胞浆中只有mRNA，而没有别的核酸E．rRNA可以组成合成蛋白质的场所37. 对于tRNA的叙述下列哪项是错误的：A．tRNA通常由70～80个核苷酸组成B．细胞内有多种tRNAC．参与蛋白质的生物合成D．分子量一般比mRNA小E．每种氨基酸都只有一种tRNA与之对应38. DNA变性的原因是：A．温度升高是惟一的原因 B．磷酸二酯键断裂C．多核苷酸链解聚 D．碱基的甲基化修饰E．互补碱基之间的氢键断裂39. DNA变性后下列哪项性质是正确的：A．是一个循序渐进的过程 B．260nm波长处的光吸收增加C．形成三股链螺旋 D．溶液粘度增大E．变性是不可逆的40．下列哪种碱基组成DNA分子的Tm高：A．A＋T＝15% B．G＋C＝25% C．G＋C＝40% D．A＋T＝80% E．G＋C＝35%41. 单链DNA：5＇-pCpGpGpTpA-3＇能与下列哪种RNA单链分子进行分子杂交：A．5＇-pGpCpCpTpA-3＇ B．5＇-pGpCpCpApU-3＇C．5＇-pUpApCpCpG-3＇ D．5＇-pTpApGpGpC-3＇E．5＇-pTpUpCpCpG-3＇42．下列关于RNA的论述哪项是错误的：A．主要有mRNA、tRNA、rRNA等种类B．原核生物没有hnRNA和snRNAC．tRNA是最小的一种RNAD．胞质中只有一种RNA，即tRNAE．组成核糖体的RNA是rRNA43. 关于真核生物的mRNA叙述正确的是：A．在胞质内合成并发挥其功能 B．帽子结构是一系列的腺苷酸C．有帽子结构和多聚A尾巴 D．在细胞内可长期存在E．前身是rRNA44. 有关mRNA的正确解释是：A．大多数真核生物的mRNA都有5＇-末端的多聚腺苷酸结构B．所有生物的mRNA分子中都有较多的稀有碱基C．原核生物mRNA的3＇末端是7－甲基鸟嘌呤D．大多数真核生物mRNA 5＇-端为m7GpppN结构E．原核生物帽子结构是7-甲基腺嘌呤45. 真核生物mRNA多数在3＇-末端有：A．起始密码子 B．PolyA尾巴 C．帽子结构D．终止密码子 E．CCA序列46. snRNA的功能是：A．作为mRNA的前身物 B．促进mRNA的产生成熟C．使RNA的碱基甲基化 D．催化RNA合成E．促进DNA合成47. tRNA连接氨基酸的部位是在：A．1＇-OH B．2＇-OH C．3＇-OH D．3＇-P E．5＇-P48. tRNA分子3'末端的碱基序列是：A．CCA-3＇B．AAA-3＇ C．CCC-3＇ D．AAC-3＇ E．ACA-3＇49. 酪氨酸tRNA的反密码子是5＇-GUA-3＇，它能辨认的mRNA上的相应密码子是： A．GUA B．AUG C．UAC D．GTA E．TAC50. 原核生物和真核生物核糖体上都有：A．18S rRNA B．5S rRNA C．5.8S rRNA D．30S rRNA E．28S rRNA51. 哺乳动物细胞核糖体的大亚基沉降系数为：A．30S B．40S C．60S D．70S E．80S52. 下列关于tRNA的叙述哪项是正确的：A．分子上的核苷酸序列全部是三联体密码B．是核糖体组成的一部分C．可贮存遗传信息D．由稀有碱基构成发卡结构E．其二级结构为三叶草形53. 下列关于tRNA的叙述哪项是错误的：A．由于各种tRNA3＇末端结构不同，因而能结合各种不同的氨基酸B．含有二氢尿嘧啶核苷并形成环C．分子量较小，通常由70～90个核苷酸组成D．发卡结构是形成四个臂的基础E．3＇末端往往有CCA-3＇序列54. 关于核酶的叙述正确的是：A．专门水解RNA的酶 B．专门水解DNA的酶C．位于细胞核内的酶 D．具有催化活性的RNA分子E．由RNA和蛋白质组成的结合酶．55. 关于锤头核酶的叙述错误的是：A．碱基组成相同 B．一级结构没有共同的特点C．二级结构呈锤头状 D．有十三个保守碱基E．人工设计合成的核酶可能成为抗病毒的新药56. DNA合成需要的原料是：A．ATP，CTP，GTP，TTP B．ATP，CTP，GTP，UTP C．dATP，dGTP，dCTP，dUTP D．dATP，dGTP，dCTP，TTPE. 以上都不是57. 关于DNA双螺旋结构模型的描述哪项不正确：A．腺嘌呤的摩尔分数等于胸腺嘧啶的摩尔分数B．同种生物体不同组织中的DNA碱基组成相同C．DNA双螺旋中碱基对位于外侧D．二股多核苷酸链通过A与T或C与C之间的氢键连接E．维持双螺旋稳定的主要因素是氢键和碱基堆积力58. 参与hnRNA剪接的RNA是：A．snRNA B．tRNA C．hnRNA D．mRNA E．rRNA 59. 人的基因组的碱基数目为：A．2.9×109bp B．2.9×106bp C．4×109bpD．4×106bp E．4×108bpB型题：A．AMP B．ADP C．ATP D．dATP E．cAMP1. 含一个高能磷酸键：2. 含脱氧核糖基：3. 含分子内3＇,5＇-磷酸二酯键：A．5sRNA B．28sRNA C．16sRNA D．snRNA E．hnRNA4. 原核生物和真核生物核糖体都有的是：5. 真核生物核糖体特有：6. 原核生物核糖体特有：A．tRNA B．mRNA C．rRNA D．hnRNA E．DNA7. 分子量最小的一类核酸：8. 细胞内含量最多的一类RNA：9. mRNA的前体：A．tRNA B．mRNA C．rRNA D．hnRNA E．DNA10. 有5＇-帽子结构：11. 有3＇-CCA-OH结构：12. 有较多的稀有碱基：13. 其中有些片段被剪切掉：A．变性 B．复性 C．杂交 D．重组 E．层析14. DNA的两股单链重新缔合成双链称为：15. 单链DNA与RNA形成局部双链称为：16. 不同DNA单链重新形成局部双链称为：A．超螺旋结构 B．三叶草形结构 C．双螺旋结构D．帽子结构 E．发夹样结构17. RNA二级结构的基本特点是：18. tRNA二级结构的基本特征是：19. DNA二级结构的特点是：20. mRNA5'端具有：A．腺嘌呤核苷酸 B．胸腺嘧啶核苷酸 C．假尿嘧啶核苷酸D．次黄嘌呤核苷酸 E．黄嘌呤21. 存在于tRNA中反密码子环：22. 只存在于DNA中：23. 通过C-C糖苷键相连：（三）问答题1. DNA与RNA一级结构和二级结构有何异同？2. 细胞内有哪几类主要的RNA?其主要功能是什么?3. 已知人类细胞基因组的大小约30亿bp，试计算一个二倍体细胞中DNA的总长度，这么长的DNA分子是如何装配到直径只有几微米的细胞核内的?4. 叙述DNA双螺旋结构模式的要点。