第四章 核酸
生物化学课件 第四章 核酸杂交
（三）影响Tm值的因素：
（1）碱基组成：Tm=69.3+0.41(G+C)%
（2）分子大小: （3）离子强度： （3）pH：5～9
主要用于基因组DNA的定性和定量分析(特定序列 定位)，亦可分析重组质粒和噬菌体。
方法：利用琼脂糖凝胶电泳分离经限制 性内切酶消化的DNA片段，将胶上的 DNA变性并在原位将单链DNA片段转移 至尼龙膜或其他固相支持物上，经干烤 或者紫外线照射固定，再与相对应结构 的标记探针进行杂交，通过显色，检测 特定DNA分子的含量。
迹/Northern印迹的步骤及用途
印迹杂交的过程
探针的种类、常用的几种酶促标记方法
小测验
1. PCR的基本原理和步骤。 2. Southern blotting的基本原理、过 程和用途。
44
(in situ hybridization)
在细胞保持基本形态的情况下将探针 注入细胞内与DNA或RNA杂交，杂交反应在 载物片上的细胞内进行。
DNA 点阵
本章重点:
掌握以下概念: 核酸分子杂交;探针;印迹；
核酸的变性/复性;Tm;增色效应/减色效应
掌握核酸杂交的基本原理
熟悉常用的核酸分子杂交技术及Southern 印
核酸分子杂交
复性
RNA
DNA
第二节
核 酸 探 针
探针的概念 探针的种类和选择
核酸杂交技术全解
（二）Southern印迹杂交
Southern印迹杂交（Southern blot hybridization/ Southern blotting）是指DNA与 DNA分子之间的杂交。 可用于基因组DNA的定性与定量分析，重组质粒 和噬菌体的分析等。
（二）Southern印迹杂交
包括两个主要过程： 将待测定核酸分子通过一定的方法转移并结合到 一定的固相支持物（硝酸纤维素膜或尼龙膜）上， 即印迹（blotting）。 固定于膜上的核酸与同位素标记的探针在一定的 温度和离子强度下退火，即分子杂交过程。
Southern印迹
凝胶中DNA分离带
凝胶中DNA 的NaOH变
性
探针杂交带曝光显 影
Southern杂交的应用
应用 单基因遗传病的基因诊断
基因点突变的检测
临床应用－－用于下列疾病的产前诊断 镰型细胞贫血 苯丙酮酸尿症 珠蛋白合成障碍性贫血 假肥大型肌营养不良 血友病 慢性进行型舞蹈病
(4) cDNA探针的标记 (5) 寡核苷酸探针的标记 (6) 单链DNA探针的标记 (7) RNA探针的标记
（1）DNA随机引物标记
随机引物：含有各种可 能排列顺序的寡核苷酸 片段的混合物。
DNA聚合酶ⅠKlenow片段： 保 留 5’→3’DNA 聚 合 酶 活性,弱3’→5’外切酶 活 性 ， 无 5’→3’ 外 切 酶活性。
根据杂交探针标记 • 同位素杂交 • 非同位素杂交
根据杂交介质 • 液相杂交 菌落杂交
Southern印迹杂交 • 固相杂交 Northern印迹杂交
点杂交 • 原位杂交 狭缝杂交
分子杂交技术一般过程
☆ 探针制备及标记（同位素或非同位素） ☆ 待测核酸样品制备（分离，纯化） ☆ 杂交（液相，固相，原位杂交） ☆ 杂交后处理（去掉非特异杂交分子） ☆ 显示结果（显色，发光，放射自显影） ☆ 结果分析
第四章 核酸电泳与检测
(2)分子筛效应 在一定的电场强度下，DNA分子的迁移速度 取决于分子本身的大小和构型。 分子量较小的DNA分子，比分子量较大的 DNA分子迁移率要快； 同等分子量的不同构型的核酸分子， cccDNA＞IDNA＞ocDNA
（3）DNA分子的大小 在凝胶中，DNA片段迁移距离（迁移率） 与碱基对的对数值成反比，因此通过已知 大小的标准物移动的距离与未知片段的移 动距离时行比较，便可测出未知片段的大 小。
（3）结果分析
• 提取细菌基因组电泳图
琼脂糖凝胶电泳检测细胞凋亡过程中 DNA Ladder的形成
PCR产物的电泳
• RNA电泳图
4.注意事项
• 1、溴乙锭(EB)是诱变剂 ，应戴乳胶手套。 凡是沾污过溴乙锭的器皿或物品,必须经专 门处理后，才能进行清洗或弃去。 • 2、加样量的多少决定于加样孔最大容积。 加入样品的体积应略少于加样孔容积。 •
EB替代品
SYBR Gold是一种新型极敏感染料的商品名称。 其与DNA结合的亲和力高，并且结合后，能够极
大增强荧光信号。
• sybr-green、sybrgold ---- 不稳定，毒性 也很大 • goldview ----宣称无毒,不灵敏,回收连接不 好,荧光易猝灭。对于大片段DNA的染色效 果还凑合，但是在对于500bp以下的片段效 果不是很好。 • GelRed/GelGreen低毒,效果很强!但价格昂 贵。
（4）电压:低电压时DNA片段迁移率与所用 电压成正比。但随着电压上升,不同长度 DNA泳动的增加程度不同 ，分辨率会降低
（5）离子强度 • 缓冲液中无离子时, DNA几乎不移动 。而在 高离子强度下，导电性极高,带电颗粒泳动 很快,并产生大量的热,有时甚至熔化凝胶或 使DNA变性。
第四章 核酸 生物化学试卷
核酸习题一、选择题1、热变性的DNA分子在适当条件下可以复性，条件之一是BA 骤然冷却B 缓慢冷却C 浓缩D 加入浓的无机盐2、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DA 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3、核酸中核苷酸之间的连接方式是CA 2’，5’—磷酸二酯键B 氢键C 3’，5’—磷酸二酯键D 糖苷键4、tRNA的分子结构特征是AA 有反密码环和3’—端有—CCA序列B 有反密码环和5’—端有—CCA序列C 有密码环D 5’—端有—CCA序列5、下列关于DNA分子中的碱基组成的定量关系哪个是不正确的？DA C+A=G+TB C=GC A=TD C+G=A+T6、下面关于Watson-Crick DNA双螺旋结构模型的叙述中哪一项是正确的？ AA 两条单链的走向是反平行的B 碱基A和G配对C 碱基之间共价结合D 磷酸戊糖主链位于双螺旋内侧7、RNA和DNA彻底水解后的产物CA 核糖相同，部分碱基不同B 碱基相同，核糖不同C 碱基不同，核糖不同D 碱基不同，核糖相同8、下列关于mRNA描述哪项是错误的？ AA、原核细胞的mRNA在翻译开始前需加“PolyA”尾巴。
B、真核细胞mRNA在 3’端有特殊的“尾巴”结构C、真核细胞mRNA在5’端有特殊的“帽子”结构9、tRNA的三级结构是BA 三叶草叶形结构B 倒L形结构C 双螺旋结构D 发夹结构10、维系DNA双螺旋稳定的最主要的力是CA 氢键B 离子键C 碱基堆积力D 范德华力11、下列关于DNA的双螺旋二级结构稳定的因素中哪一项是不正确的？ AA 3'，5'－磷酸二酯键B 碱基堆积力C 互补碱基对之间的氢键D 磷酸基团上的负电荷与介质中的阳离子之间形成的离子键12、Tm是指什么情况下的温度？CA 双螺旋DNA达到完全变性时B 双螺旋DNA开始变性时C 双螺旋DNA结构失去1/2时D 双螺旋结构失去1/4时13、稀有核苷酸碱基主要见于CA DNAB mRNAC tRNAD rRNA14、双链DNA的解链温度的增加，提示其中含量高的是DA A和GB C和TC A和TD C和G15、核酸变性后，可发生哪种效应？BA 减色效应B 增色效应C 失去对紫外线的吸收能力D 最大吸收峰波长发生转移16、某双链DNA纯样品含15％的A，该样品中G的含量为AA 35％B 15％C 30％D 20％17. DNA碱基配对主要靠：CA 范德华力B 氢键C 疏水作用D 共价键盘18. mRNA中存在，而DNA中没有的是：DA、 AB、CC、GD、U19. 对Watson-CrickDNA模型的叙述正确的是：BA DNA为二股螺旋结构B DNA两条链的走向相反C 在A与G之间形成氢键D 碱基间形成共价键20. DNA与RNA两类核酸分类的主要依据是：DA 空间结构不同B 所含碱基不同C 核苷酸之间连接方式不同D 所含戊糖不同21. 在一个DAN分子中，若A所占摩尔比为32.8%，则G的摩尔比为：CA 67.2%B 32.8%C 17.2%D 65.6%22. 稳定DNA双螺旋的主要因素是：CA 氢键B 与Na+结合C 碱基堆积力D 与Mn2+、Mg2+的结合23. tRNA在发挥其功能时的两个重要部位是：CA 反密码子臂和反密码子环B 氨基酸臂和D环C 氨基酸臂和反密码子环D TψC环与反密码子环24. 下列核酸变性后的描述，哪一项是错误的？AA 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25. 单核苷酸用电泳分离后，显示电泳图谱最简便的方法是：CA 定磷法B 二苯胺试剂法C 紫外吸收法D 苔黑酚试剂显色法27. 游离核苷酸中，磷酸最常位于：AA核苷酸中戊糖的C5`上B核苷酸中戊糖的C3`上C 核苷酸中戊糖的C2`上D 核苷酸中戊糖的C2`和C3`上28. 核酸中各基本组成单位之间的主要连接键是：BA 磷酸—酯键B 磷酸二酯键C 氢键D 碱基堆积力29. 下列哪一种碱基只存在于RNA而不存在于DNA：CA 腺嘌呤B 胞嘧啶C 尿嘧啶D 鸟嘌呤30. 有关DNA的二级结构，下列哪一种是错误的？CA DNA二级结构是双螺旋结构B DNA双螺旋结构是空间结构C 双螺旋结构中两条链方向相同D 双螺旋结构中碱基之间相互配对31. 有关DNA双螺旋结构，下列哪一种叙述不正确？DA 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，戊糖3`—OH与后面核苷酸的5`—磷酸D 磷酸与戊糖总是在双螺旋结构的内部32. 下列对RNA一级结构的叙述哪一项是正确的？DA 几千至几千万个核糖核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一定不等于U，G一定不等于CD RNA分子中通常含有稀有碱基33. 下列关于核酸结构的叙述，哪一项是错误的？BA 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34. 下列关于DNA分子组成的叙述，哪一项是正确的？AA A=T，G=CB A+T=G+C C G=T，A=CD G=A，A=C35. 有关tRNA的二级结构的叙述，哪一项是正确的？DA有些tRNA没有氨基酸臂B环III是附加环C环I是反密码环 D tRN分子中有部分碱基以氢键连接成对36. DNA变性后，下列哪一项性质是正确的？AA溶液粘度增大B是一个循序渐进的过程C形成三股链螺旋D260nm波长处的光吸收增加37. tRNA连接氨基酸的部位是在：BA 2`-OHB 3`-OHC 3`-PD 5`-P38.tRNA分子3`末端的碱基序列是：AA CCA-3`B AAA-3`C CCC-3`D AAC-3`39. 下列关于tRNA的叙述，哪一项是正确的DA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由稀有碱基构成发卡结构D其二级结构为三叶草40. 下列各因素使DNA双螺旋结构稳定，除外DA离子键B氢键C碱基堆积力D疏水键二、填空题1．脱氧核糖核酸在糖环 2 位置不带羟基。
人教版高中化学选择性必修第3册教学设计 第四章 第三节 核酸
第四章第三节《核酸》教学设计一、课标解读《核酸》是《普通高中化学课程标准（版）》中模块3《有机化学基础》主题3“生物大分子及合成高分子”中二级标题“生物大分子”的内容，在新人教版教材中位于选择性必修3第四章第三节。
【内容要求】（1）了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能；（2）认识人工合成核酸的意义，体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。
【学业要求】（1）能辨识核糖核酸、脱氧核糖核酸中的磷酯键，能基于氢键分析碱基的配对原理；（2）能说明核糖核酸、脱氧核糖核酸对于生命遗传的意义。
二、教材分析本节内容首先基于宏观视角认识核酸的组成结构，再基于化学键视角来认识核酸的形成过程，进而显化核酸的水解以及形成过程，进一步深化研究复杂有机物大分子结构的学习方法，结合我国在核酸的相关研究，增强文化自信。
本节内容注重凸显“宏观辨识与微观探析”、“证据推理与模型认知”、“社会责任”等化学核心素养。
教材首先介绍人们认识核酸组成时所采用的方法。
让学生进一步认识到，研究复杂的大分子时，可以通过化学反应使共价键断裂，将其分解成较小片段，然后通过分析产物来推测大分子的组成和结构。
这一方法在前两节糖类和蛋白质的学习中已有所体现，教材在这里通过正文叙述和图4-15“核酸的水解产物示意图”将其进一步显性化，在介绍相关知识的同时，让学生了解化学研究的方法，以提高其“证据推理与模型认知”的学科核心素养。
在根据实验结果进行逆向分析的基础上，教材指出核酸是戊糖、碱基和磷酸这三种基本组分通过缩合反应形成的生物大分子（缩合聚合物），并以示意图的形式直观呈现了核酸与其基本组分之间的转化和层次关系。
学生在高中生物课中学习的DNA双螺旋结构，以及选择性必修2“物质结构与性质”教材中的相关内容，为本节介绍核酸的结构奠定了知识基础。
因此，本节教材和教学主要从化学角度分析核酸独特结构的形成原因，通过图4-19展现氢键在DNA形成过程中的作用。
高中化学第四章第3节 蛋白质和核酸知识点
第三节蛋白质和核酸蛋白质是生物体内一类极为重要的功能高分子化合物，是生命活动的主要物质基础。
它不仅是细胞、组织、肌肉、毛发等的重要组成成分，而且具有多种生物学功能。
一、氨基酸1、氨基酸的分子结构氨基酸是羧酸分子烃基上的氢原子被氨基(—NH2)取代后的产物。
氨基酸的命名是以羧基为母体，氨基为取代基，碳原子的编号通常把离羧基最近的碳原子称为α碳原子，离羧基次近碳原子称为β碳原子，依次类推。
2、氨基酸的物理性质常温下状态：无色晶体；熔、沸点：较高；溶解性：能溶于水，难溶于有机溶剂。
3、氨基酸的化学性质（1）甘氨酸与盐酸反应的化学方程式：；（2）甘氨酸与氢氧化钠反应的化学方程式：氨基酸是两性化合物,基中—COOH为酸性基团,—NH2为碱性基团。
（3）成肽反应两个氨基酸分子(可以相同也可以不同)在酸或碱存在下加热，通过一分子的氨基和另一分子的羧基脱去一分子水，缩合形成含有肽键的化合物，称为成肽反应。
二、蛋白质的结构与性质1、蛋白质的结构蛋白质是一类高分子化合物，主要由C、H、O、N、S等元素组成。
蛋白质分子结构的显著特征是：具有独特而稳定的结构。
蛋白质的特殊功能和活性与多肽链的氨基酸种类、数目及排列顺序、特定空间结构相关。
2、蛋白质的性质（1）水解蛋白质在酸、碱或酶的作用下，水解成相对分子质量较小的肽类化合物，最终水解得到各种氨基酸。
（2）盐析少量的盐能促进蛋白质溶解。
当向蛋白质溶液中加入的盐溶液达到一定浓度时，反而使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，这种作用称为盐析。
盐析是一个可逆过程，不影响蛋白质的活性。
因此可用盐析的方法来分离提纯蛋白质。
（3）变性影响蛋白质变性的因素有：物理因素：加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等。
化学因素：强酸、强碱、重金属盐、三氧乙酸、乙醇、丙酮等。
变性是一个不可逆(填“可逆”或“不可逆”)的过程，变性后的蛋白质生理活性也同时失去。
（4颜色反应颜色反应一般是指浓硝酸与含有苯基的蛋白质反应，这属于蛋白质的特征反应。
04章核苷酸和核酸1
DNA结构变化的意义
• 复制、转录、重组——起始、调节位点
3. DNA的三级结构
DNA的三级结构是指DNA分子（双螺旋） 通过扭曲和折叠所形成的特定构象。包括不同
二级结构单元间的相互作用、单链与二级结构
单元间的相互作用以及DNA的拓扑特征。超螺 旋结构是三级结构的一种。
（2）特殊的二级结构
回文结构（palindromic structure）也称反 向重复（inverted repeats）：链内互补
发夹形和十字形结构
镜象重复（mirror repeat）
H-DNA——三螺旋DNA
Hoogsteen碱基配对 三链DNA的碱基配对形式
双链DNA的碱基配对形式
2．一些核苷酸是细胞通讯的媒介(第二信 使分子)：cAMP , cGMP
ATP
腺苷酸环化酶
cAMP + PPi
3. 核苷酸是许多酶辅助因子的结构成分
第二节 磷酸二酯键与 多核苷酸
1. 核苷酸的连接
5´端
C
核苷酸之间以磷酸
二酯键（phosphodiester
linkage）连接形成多核
苷酸链（polynucleotide chain）。 寡核苷酸：＜50核苷酸 多核苷酸
第四节
DNA的结构
Structure of DNA
一、DNA储存遗传信息的证实
1. 细 菌 转 化 实 验 1928年Frederick Griffith和1944年O. Avery
Avery细菌转化实验（1944）
噬菌体
2. 噬菌体侵染细菌的实验
二、各物种DNA有着独特的碱基组成
• DNA结构有关重要线索来自Chargaff等(1950)的 研究结果：
核酸与蛋白质生物合成
2. DNA 连接酶： 催化DNA双链中缺口处3’-OH与5’-P 之间的磷酸二酯键的形成，从而将两个DNA片段连接 起来。
能量：动物细胞和噬菌体：ATP； P E coli 等细菌：NAD+
G C P P
C G OH P
A T P
T A P
DNA ligase ATP or NAD, Mg++ P
(In 1957)
Meselson and Stahl
DNA Replication is semiconservative Each DNA strand serves as template for the synthesis of a new strand, producing two new DNA molecules, each with one new strand and one old strand. This is semiconservative replication
5’
O HO P OH
O O P OH
O OH
5
A
O
1 3 2
O P O CH2
4
H
OH
OH
O HO P OH
O O P OH
O OH
5
C
O
1 3 2
O P O CH2
4
H
OH
OH
2. 延伸阶段：
3. 终止阶段： DNA模板含有终止转录的部位，称 为终止序列（终止信号），E coli 含有两类终止子。
• PCR反应条件 95℃ 72℃ • PCR过程 • PCR的特点
PCR的基本原理
Taq
• PCR反应条件 72℃ 50℃ 95℃ Taq PCR过程 • • PCR的特点
第四章核酸序列分析
利用基因组序列定位
A、将待分析序列进行对基因组数据库的同源性检索 B、得到确定基因组序列后点击“Genome View”观察
其基因组结构
C、点击用红色标记所指示的染色体列表中选择所对应 的染色体及区域。
500kb
500kb 500kb
1500kb 500kb
2、基本过程
（1）将待分析的核酸序列（称为种子序列）采用 Blast软件搜索GenBank的EST数据库，选择与种 子序列具有较高同源性的EST序列（一般要求在重 叠40个碱基范围内有95%以上有同源性）（称为匹 配序列）
（2）将匹配序列和种子序列装配产生新生序列，此 过程称为片段重叠群分析（conti（expressed sequence tag,EST）和 较长的cDNA序列。然而在大多数情况下，人们 只能获得EST序列或较长的cDNA序列。全长 cDNA序列的获得一直是制约新基因发现的瓶颈。
同时，很多实验室采用差异显示PCR（different display PCR,DD-PCR）、代表性差异分析 （representational difference analysis,RDA）等技
一些生物如大肠杆菌含有可移动的遗传物质如插入序 列。在进行克隆构建以便测序的过程中，这些序列有 时会插入到所构建的克隆，导致目的序列测序的干扰。 BlastN程序可以很方便地鉴定此类结果。如果是这样 的话，此类序列则值得怀疑。
二、核酸序列的电子延伸
1、简介 随着人类基因组计划的深入进行，很多实验室采
术发现了大量具有潜在应用价值的新基因片段，也 同时面临着全长cDNA序列难以获得的全长cDNA序列，均需要投 入较大的精力。
第4章 核酸 考研科目,动物生物化学
3 核酸受到强大离心力的作用时，可从 溶液中沉降下来，其沉降速度与核酸 的大小和密度有关。
4 与蛋白质相似，核酸分子中既含有酸
性基团（磷酸基）也含有弱碱性基团 碱基，因而核酸也具有两性性质。
5 紫外吸收特性
6 DNA的变性(denaturation)
定义：在某些理化因素作用下，DNA双 链解开成两条单链的过程。 方法：过量酸，碱，加热，变性试剂如 尿素、 酰胺以及某些有机溶剂如 乙醇、丙酮等。
rRNA的种类（根据沉降系数） 真核生物 5S rRNA 原核生物 5S rRNA
28S rRNA
5.8S rRNA
23S rRNA
16S rRNA
18S rRNA
核蛋白体的组成
原核生物 小亚基 rRNA 蛋白质 16S 21种 30S 1542个核苷酸 占总重量的40% 18S 33种 真核生物 40S 1874个核苷酸 占总重量的50%
DNA(脱氧核糖核酸)
功能 遗传物质基础 （主要） 核糖 D-2-脱氧核糖 碱基 A、C、G、T 磷酸 磷酸
传递遗传信息，指导蛋 白质合成 D-核糖 A、C、G、U 磷酸
第二节 核酸的化学组成
一、核酸的化学组成 1 基本元素 C H O N P 一般不含S P含量较多，并且恒定（9%-10%）
2.分子组成
① 碱基组成分析
Chargaff 规则：[A] = [T] [G] [C]
② 碱基的理化数据分析 A-T、G-C以氢键配对较合理 ③ DNA纤维的X-线衍射图谱分析
（2）DNA双螺旋结构特点
① 两条多聚脱氧核糖核苷
酸链沿着同一根轴反向平
行盘绕，形成右手双螺旋
结构。 即其中一条链的方
向为5′→3′，而另一条 链的方向为3′→5′。
第四章核酸序列分析
o 相关资源 CENSOR http:///censor/ RepeatMasker http://-bin/ WEBRepeatMasker Repbase
这些网站上的在线程序可帮助识别并去除重复序列。
➢同源性检索
一般来说，数据库相似性搜索是进行基因辨识的最初手段，也是 DNA序列分析的最基本步骤。
一个全长的cDNA分子可以有许多个EST，但特定的EST有时可以代表某个特 定的cDNA分子。首先对获得的EST数据进行同源性性分析，两端有重叠的共有 序列的EST可以组装成一个叠连群，直到装配成全长的cDNA序列，然后再进行 ORF和相关功能位点的判定，这样就等于是克隆了一个基因的编码序列。还可以 将EST作为一种标记序列定位在基因组，从而明确这个cDNA的基因组结构，包 括外显子、内含子等。
Kozak规则是研究第一个ATG侧翼序列的碱基分布所满足的统计规律， 若将第一个ATG中的碱基A，T，G分别标为1，2，3位，则Kozak规则可 描述如下： • 第4位的偏好碱基为G； • ATG的5’端约15bp范围的侧翼序列内不含碱基T； • 在-3，-6和-9位置，G是偏好碱基； • 除-3，-6和-9位，在整个侧翼序列区，C是偏好碱基。 Kozak规则是基于已知数据的统计结果，不见得必须全部满足，一般来说， 满足前两项即可。
在线分析<7000bp序列，大于此 长度的可通过E-mail进行分析
IDB
内含子序列数据库
ExInt Intronerator GenScan
食品生物化学第四章__核酸_
脱氧核糖核酸
90%以上分布于细胞核，其余分布于
(deoxyribonucleic acid, 核外如线粒体，叶绿体，质粒等。
DNA)
携带遗传信息，决定细胞和个
体的基因型(genotype)。
核糖核酸
分布于胞核、胞液。
(ribonucleic acid, RNA)
参与细胞内DNA遗传信息的表 达。某些病毒RNA也可作为遗 传信息的载体。
RNA 腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶 尿嘧啶 D-核糖 磷酸
军需科技学院 于亚莉
2009.11.13
核苷酸的结构
1. 核苷(ribonucleoside)的形成
碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖
NH2
苷键连接形成核苷（脱氧核苷）。
N
核苷：AR, GR, UR, CR
1
HO CH2 O N O
1´
脱氧核苷：dAR, dGR, dTR, dCR OH OH
核酸的发现和研究工作进展
• 1868年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取“核素” • 1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质 • 1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构 • 1968年 Nirenberg发现遗传密码 • 1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶 • 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 测序方法 • 1985年 Mullis发明PCR 技术 • 1990年 美国启动人类基因组计划(HGP) • 1994年 中国人类基因组计划启动 • 2001年 美、英等国完成人类基因组计划基本框架
C
定义：
DNA 的 一 级 结
构是由数量极其庞
A
大的4种脱氧核糖
大工生物化学第四章核酸习题
第四章核酸1.组成核酸的基本结构单位是：A 核糖和脱氧核糖B 磷酸和核糖C 含氮碱基 D. 单核苷酸2. DNA和RNA完全水解后，其产物的特点是：A 核糖相同，碱基部分相同B 核糖不同，碱基相同C 核糖相同，碱基不同 D. 核糖不同，部分碱基不同3.自然界游离核苷酸中，磷酸最常见是位于：A .戊糖的C-5‘上B 戊糖的C-2’上C 戊糖的C-3‘上D 戊糖的C-2’和C-5‘上4.下列那种碱基只存在于RNA而不存在于DNA：A 腺嘌呤 B. 尿嘧啶 C 胞嘧啶 D 胸腺嘧啶5. 核酸中核苷酸之间的连接方式是：A 2‘,3’磷酸二酯键B 糖苷键C 2‘,5’磷酸二酯键 D. 3‘,5’磷酸二酯键6. 核酸对紫外线的吸收是由哪一结构所产生的?A 磷酸二酯键B 糖苷键 C. 嘌呤和嘧啶环上的共轭双键D 氢键7.核酸分子中储存、传递遗传信息的关键部分是：A 核苷酸 B. 碱基序列 C 磷酸戊糖 D 戊糖磷酸骨架8.关于DNA的二级结构，下列说法哪种是错误的：A DNA二级结构是双螺旋结构B 双螺旋结构中碱基之间借氢键连接C. 双螺旋结构中两条碳链方向相同D 磷酸与脱氧核糖组成了双螺旋结构的骨架9.关于tRNA的叙述哪一项是错误的：A tRNA二级结构呈三叶草形B tRNA分子中含有稀有碱基C. 反密码环上有CCA三个碱基组成的反密码子 D tRNA中有一个额外环10.关于碱基配对,下列哪项是错误的：A 嘌呤与嘧啶相配对, 比值相等B A与T(U), G与C相配对C. A与G, C与T相配对 D A与T之间有两个氢键, G与C之间有三个氢键11.下列关于DNA碱基含量关系,哪个是错误的？A A=T, G=CB A+G=T+C C. A+T=C+GD A+C=G+T12. DNA变性是指：A 分子中磷酸二酯键断裂B 多核苷酸链解聚C 互补碱基之间氢键断裂D DNA分子中碱基丢失13. 某DNA分子中腺嘌呤的含量为15%,则胞嘧啶的含量为：A. 35% B 15% C 30% D 40%14.下列关于DNA复制的叙述，哪一项是错误的？A 半保留复制 B. 两条子链均连续合成C 合成方向5‘--->3’D 以四种dNTP为原料15. DNA复制时,模板序列5‘-TAGA-3’,将合成下列哪种互补结构A. 5'-TCTA-3‘ B 5'-ATCA-3' C 5'-UCUA-3' D 5'-GCGA-3'16. 遗传信息传递的中心法则是:A. DNA-->RNA-->蛋白质 B RNA-->DNA-->蛋白质C 蛋白质-->DNA-->RNAD DNA-->蛋白质-->RNA17. DNA复制时,子链的合成是:A 一条链5‘-->3’,另一条链3‘-->5’B 两条链均为3‘-->5’C. 两条链均为5‘-->3’ D 两条链均为连续合成18.合成RNA的原料是：A NMPB NDP C. NTP D dNTP19.模板DNA的碱基序列是3‘-TGCAGT-5’,其转录出RNA碱基序列是:A 5'-AGGUCA-3' B. 5'-ACGUCA-3' C 5'-UCGUCU-3‘ D 5'-ACGTCA-3'20. DNA的遗传信息通过下列何种物质传递到蛋白质生物合成？A rRNAB tRNAC DNA本身 D. mRNA21.下列哪种物质在蛋白质合成中起转运氨基酸的作用？A mRNAB rRNAC 延长因子 D. tRNA22.下列关于反密码子的叙述，哪一项是正确的？A. 由tRAN中相邻的三个核苷酸组成 B 由mRAN中相邻的三个核苷酸组C 由DNA中相邻的三个核苷酸组成D 由多肽链中相邻的三个氨基酸组成23.与RNA分子相比，为什么DNA分子更适合用于贮存遗传信息？。
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第四章核酸一、填空题1.核酸的基本结构单位是________________。
2.DNA双螺旋中只存在________________种不同碱基对。
T总是与________________配对，C总是与________________配对。
3.两类核酸在细胞中的分布不同，DNA主要位于________________中，RNA 主要位于________________中。
4.核酸在260nm附近有强吸收，这是由于________________。
5.变性DNA的复性与许多因素有关，包括________________，________________，________________，________________，________________等。
6.DNA复性过程符合二级反应动力学，其值与DNA的复杂程度成________________比。
7.A.Rich在研究d(CGCGCG)寡聚体的结构时发现它为________________螺旋，称为________________形DNA，外型较为________________。
8.常用二苯胺法测定________________含量，用苔黑酚法测________________含量。
9.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。
10.tRNA的三级结构为________________形，其一端为________________，另一端为________________。
11.测定DNA一级结构的方法主要有Sanger提出的________________法和Maxam，Gilbert提出的________________法。
12.T.Cech和S.Altman因发现________________而荣获1989年诺贝尔化学奖。
二、是非题1.[ ]脱氧核糖核苷中的糖环3′位没有羟基。
2.[ ]若双链DNA中的一条链碱基顺序为：pCpTpGpGpApC,则另一条链的碱基顺序为：pGpApCpCpTpG。
3.[ ]若种属A的DNA Tm值低于种属B，则种属A的DNA比种属B含有更多的A-T碱基对。
4.[ ]原核生物和真核生物的染色体均为DNA与组蛋白的复合体。
5.[ ]用碱水解核酸，可以得到2′与3′-核苷酸的混合物。
6.[ ]Z型DNA与B型DNA可以相互转变。
7.[ ]生物体内，天然存在的DNA分子多为负超螺旋。
8.[ ]mRNA是细胞内种类最多、含量最丰富的RNA。
9.[ ]tRNA的二级结构中的额外环是tRNA分类的重要指标。
10.[ ]真核生物成熟mRNA的两端均带有游离的3′-OH。
11.[ ]目前为止发现的修饰核苷酸大多存在于tRNA中。
12.[ ]核酸变性或降解时，出现减色效应。
13.[ ]DNA样品A与B分别与样品C进行杂交实验，得到的杂交双链结构如下图：那么说明样品A与C的同源性比样品B与C的同源性高。
14.[ ]在所有病毒中，迄今为止还没有发现既含有RNA又含有DNA的病毒。
15.[ ]基因表达的最终产物都是蛋白质。
16.[ ]核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶分别作用于RNA和DNA中的磷酸二酯键，均属于特异性的磷酸二酯酶。
17.[ ]核糖体不仅存在于细胞质中，也存在于线粒体和叶绿体中。
三、单选题1.[ ]胰核糖核酸酶水解RNA，产物是：A.3'-嘧啶核苷酸B.5’-嘧啶核苷酸C.3'-嘧啶核苷酸和以3'-嘧啶核苷酸结尾的寡聚核苷酸D.5'-嘧啶核苷酸和以5'-嘧啶核苷酸结尾的寡聚核苷酸E.3'-嘧啶核苷酸和5'-嘧啶核苷酸2.[ ]左图中，哪一点代表双链DNA的Tm值？A.AB.BC.CD.DE.都不对3.[ ]下列突变中，哪一种致死性最大？A.胞嘧啶取代腺嘌呤B.腺嘌呤取代鸟嘌呤C.插入三个核苷酸D.插入一个核苷酸E.丢失三个核苷酸4.[ ]双链DNA热变性后A.粘度下降B.沉降系数下降C.浮力密度下降D.紫外吸收下降E.都不对5.[ ]吖啶染料可以引起下列哪种突变？A.转换B.颠换C.移码突变D.嘧啶二聚体E.GC与AT的专一性转换6.[ ]爱滋病病毒HIV是一种什么病毒A.双链DNA病毒B.单链DNA病毒C.双链RNA病毒D.单链RNA病毒E.不清7.[ ]胸腺嘧啶除了作为DNA的主要组分外，还经常出现在下列哪种RNA 分子中A.mRNAB.tRNAC.rRNAD.hnRNAE.snRNA8.[ ]RNA经NaOH水解，其产物是：A.5'-核苷酸B.2'-核苷酸C.3'-核苷酸D.2'-核苷酸和3'-核苷酸的混合物E.2'-核苷酸、3'-核苷酸和5'-核苷酸的混合物9.[ ]反密码子UGA所识别的密码子是：A.ACUB.ACTC.UCAD.TCAE.都不对10.[ ]对DNA片段作物理图谱分析，需要用：A.核酸外切酶B.DNaseIC.DNA连接酶D.DNA聚合酶IE.限制性内切酶11.[ ]亚硝酸引起基因突变的机制是A.还原作用B.氧化作用C.氧化脱氨作用D.解链作用E.染色体重排12.[ ]下列DNA序列中，哪一种复杂度最高？A.B.C.D.E.四、问答题1.(1)噬菌体DNA，其双螺旋链的相对分子质量为.计算DNA链的长度(设核苷酸对的平均相对分子质量为650)。
<br>(2)相对分子质量为的病毒DNA分子，每微米的质量是多少？<br>(3)编码88个核苷酸的tRNA的基因有多长？<br>(4)编码细胞色素C(104个氨基酸)的基因有多长？(不考虑起始和终止序列)<br>(5)编码相对分子质量为9.6万的蛋白质的mRNA，相对分子质量为多少？(设每个氨基酸的平均相对分子质量为120)<br>(6)λ噬菌体DNA长17μm，一突变体DNA长15μm，问该突变体缺失了多少碱基对？2.对一双链DNA而言，若一条链中(A+G)/(T+C)=0.7，则<br>(1)互补链中(A+G)/(T+C)=？，<br>(2)在整个DNA分子中(A+G)/(T+C)=？<br>若一条链中(A+T)/(G+C)=0.7，则<br>(3)互补链中(A+T)/(G+C)=？，<br>(4)在整个DNA分子中(A+T)/(G+C)=？3.试述三种主要的RNA的生物功能(与蛋白质生物合成的关系)。
4.试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(3)高浓度的DNA链5.线粒体电子转移链中的一种重要蛋白质：酵母细胞色素氧化酶由7个亚基组成，但是只有其中的4种亚基的氨基酸顺序由酵母核内DNA编码，那么其余三种亚基的氨基酸顺序所需的信息来自何处？6.一条DNA编码链的序列为写出:<br>(1)由此转录得到的mRNA序列<br>(2)由此mRNA翻译得到的多肽序列<br>(3)如果缺失横线标明的T后，编码的多肽序列<br>(4)如果横线标明的C突变为G后，编码的多肽序列。
7.比较DNA、RNA在化学组成上，大分子结构上，生物学功能方面的不同特点？8.酵母DNA的碱基组成中，T的摩尔分数为32.9％，试计算此DNA分子中其他碱基的含量？9. DNA双螺旋结构是在什么时候，由谁提出的？试述DNA分子双螺旋结构模型的基本要点有那些？10.如果人体有1014个细胞，每个细胞DNA含量为6.4×109bp，试计算人体DNA（以双螺旋形式存在）的总长度为多少米？它相当于地球到太阳距离（2.2Gm）的多少倍？11.RNA有那些主要类型，比较其结构与功能各有什么特点？12.核酸的紫外吸收性质有何特点？如何应用来定性定量检测核酸和核苷酸？13.核酸的热变性有何特点？何谓Tm？Tm有何意义？14.什么叫核酸的分子杂交？此技术有何应用？15.核酸的基本结构单位是什么？其组成如何？写出嘌呤和嘧啶的简化式。
16.比较 tRNA 、 mRNA、 rRNA 的分布、结构特点及功能。
17. 比较原核生物和真核生物 mRNA一级结构的区别。
18. 试述 Chargff 定律的主要内容。
19. 试述碱基、核苷酸和核酸在结构上的关系。
20. DNA双螺旋靠哪些化学键维系？其中最主要的作用力是什么？21. 写出真核生物mRNA帽子结构的简式，并说明其功能。
22. 简述DNA三螺旋的特点。
23. 重要的核蛋白体有哪些形式？它们在核酸和蛋白质的结合上有何特点？24. 用简图表示tRNA的二级结构和真核细胞 mRNA的一级结构。
25. 何谓核酸探针？它有何用途？26.解释下列名词: 增色效应与减色效应、DNA的变性与复性、回文结构与镜像结构、Chargaff定律、Hoogsteen配对、退火、碱基堆积力、熔解温度、核酸杂交。