核苷酸与核酸
生物化学核酸与核苷酸代谢
生物化学核酸与核苷酸代谢核酸是生物体内重要的生物大分子之一，它在细胞中起着重要的功能。
核苷酸是核酸的基本组成单元，包括核苷和磷酸。
在生物体内，核酸通过一系列复杂的代谢途径参与了许多重要生物过程，如DNA和RNA的合成、信息传递和遗传改变等。
本文将对核酸与核苷酸的代谢过程进行详细介绍。
核酸的合成主要包括两个过程，即碱基合成功能的合成和核苷酸合成功能的合成。
在碱基合成功能的合成中，脱氨核苷酸（dNTP）被氨基酸转氨酶催化生成脱氨核苷酸（dNDP）和谷氨酸。
在核苷酸合成过程中，核苷酸被核苷酸合成酶催化，通过与降解核酸的反应途径相反的途径将核苷酸合成为核苷酸骨架。
核苷酸的合成主要发生在细胞核内。
在细胞质中生成的核苷酸会通过细胞核膜进行运输，然后通过核孔复合体进入细胞核。
核苷酸的合成过程非常复杂，涉及多个酶和辅酶的参与。
核苷酸代谢的主要途径包括核苷酸的降解、拆分和再利用。
核苷酸降解主要通过核苷酸酶催化，将核苷酸分解成核苷和磷酸。
然后，核苷被腺苷脱氨酶催化，去除氨基团形成脱氨核苷。
最后，脱氨核苷被核苷酸酶催化，分解成基础核糖和异黄嘌呤酸。
核苷酸代谢的拆分过程可以产生能量和分子间的信号分子。
其中，核苷酸降解产生的能量在生物体内的许多代谢过程中发挥重要作用。
核苷酸的再利用过程主要发生在细胞质中。
在这个过程中，核苷酸通过多个酶和辅酶的催化作用，被合成为新的核苷酸。
这个过程称为核苷酸逆转录。
核酸和核苷酸代谢的异常可能导致许多疾病的发生。
例如，核酸代谢疾病在新生儿中比较常见，表现为尿中有大量的核苷、核糖和核苷酸。
遗传性疾病X染色体连锁性核苷酸酶缺乏症是由于核苷酸酶缺乏引起的，会导致血清脱氨核苷水平升高。
碱基合成功能的异常或缺陷也会引发一些疾病，如DNA合成的紊乱可能导致DNA复制错误和突变。
总之，核酸和核苷酸在生物体内发挥着重要的生理和生化功能，包括DNA和RNA的合成、遗传修复、能量和信号传导等重要过程。
核酸与核苷酸的代谢过程非常复杂，涉及多个酶和辅酶的参与。
核酸的结构和功能与核苷酸代谢 (共113张PPT)
O
C
H
+
3
N
N
5，5-三磷酸二脂键
N
N
5
CH2
O
O P
O
O P
O
O P
O
5
CH2
OO O
O B (m6A.A.G.C.U)
O
mRNA的5帽子结构— m7GpppNm
O O CH3 O P O CH2
O
B (m6A.A.G.C.U)
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创造PCR 技术 1990年 美国启动人类基因组方案(HGP)
1994年 中国人类基因组方案启动
2001年 美、英等国完成人类基因组方案根本框架
二、核酸的分类及分布
盘绕方向与DNA双螺旋方向相反
意义
DNA超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化 及其调控对于DNA复制和RNA转录过程具有关键 作用。
〔二〕原核生物DNA的高级结构
〔三〕DNA在真核生物细胞核内的组装
真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其根 本单位是 核小体(nucleosome)。
核小体的组成
DNA：约200bp 组蛋白：H1
碱基垂直螺旋轴居双螺旋内側 ，与对側碱基形成氢键配对〔 互补配对形式：A=T; G C〕 。
相邻碱基平面距离0.34nm，螺 旋一圈螺距3.4nm，一圈10对 碱基。
碱基互补配对
A
T
C
G
〔二〕 DNA双螺旋结构模型要点 〔Watson, Crick, 1953〕
核酸以及核苷酸的基本换算
(1.4) 核酸末端浓度： 环状 DNA： pmol ends = pmol DNA ′ number of cuts ′ 2 线性 DNA： pmol ends = pmol DNA ′ (number of cuts ′ 2 + 2)
1 pmol 1,000bp DNA = 0.66 mg 1 pmol pUC18/19 DNA (2,688bp) = 1.77 mg 1 pmol pBR322 DNA (4,361bp) = 2.88 mg 1 pmol SV40 DNA (5,243bp) = 3.46 mg 1 pmol FX174 DNA (5,386bp) = 3.54 mg 1 pmol M13mp18/19 DNA (7.250bp) = 4.78 mg 1 pmol l phage DNA (48,502bp) = 32.01 mg
(2.3) 双链 DNA 与寡核苷酸的熔点 短于 25bp 的双链寡核苷酸： Tm = 2 (A + T) + 4 (G + C) 长于 25bp 的双链寡核苷酸： Tm = 81.5 + 16.6 ( lg[J+] ) + 0.41 (%GC) – (600/N) – 0.63 (%Formamide) N —— 引物的长度(以碱基数计算) J+ —— 单价阳离子浓度
核酸以及核苷酸的基本换算
1．核酸的换算： (1.1) 摩尔数与质量： 1 mg 1,000bp DNA = 1.52 pmol 1 mg pUC18/19 DNA (2,688bp) = 0.57 pmol 1 mg pBR322 DNA (4,361bp) = 0.35 pmol 1 mg SV40 DNA (5,243bp) = 0.29 pmol 1 mg FX174 DNA (5,386bp) = 0.28 pmol 1 mg M13mp18/19 DNA (7.250bp) = 0.21 pmol 1 mg l phage DNA (48,502bp) = 0.03 pmol
核苷酸核酸dna之间的关系
核苷酸核酸dna之间的关系嘿，咱今天就来唠唠核苷酸、核酸和 DNA 之间那点事儿哈！
你看哈，核苷酸就像是小小的积木块，它们一个个的可可爱爱。
这些小家伙们排排队、组组合，就变成了核酸。
核酸呢，就像是一条长长的链子。
这核酸里面有两种很重要的家伙，一个叫核糖核酸，也就是 RNA，另一个呢就是大名鼎鼎的脱氧核糖核酸，也就是 DNA 啦！DNA 那可牛了，它就像是一个超级大宝藏，里面藏着生命的密码。
可以说，DNA 就是老大呀，它指挥着生物体该怎么长、怎么发育。
而核苷酸呢，就是构成这个老大的基础材料。
没有核苷酸，哪来的 DNA 呀。
咱就打个比方哈，核苷酸就像是建房子的砖头，核酸就是用砖头垒起来的墙，而 DNA 就是整栋房子。
要是没有那些砖头，房子可就建不起来喽。
而且呀，它们三个的关系那是相当紧密，谁也离不开谁。
就像我们和好朋友一样，互相支持、互相依靠。
总之呢，核苷酸、核酸和 DNA 它们就是一个奇妙的组合，共同构建了生命的奥秘。
它们就像一个神奇的魔法阵，让我们的世界变得丰富多彩。
哎呀，说了这么多，是不是对它们的关系有点清楚啦？哈哈，下次再看到这些名词，可别迷糊啦，要记得它们之间那有趣又紧密的联系哟！就像我们生活中的各种关系一样，看似普通，实则奇妙无比呀！好啦，今天就聊到这儿咯，下次再和你们唠别的有趣事儿！。
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：
核苷酸和核酸
第二章核苷酸和核酸引言一、核酸的发现：核酸是瑞士科学家 F.Miesher于１８６８年在研究细胞核化学组成成分时发现的，他把从细胞中分离出来的酸性的含磷的物质称为核酸。
二、如何证明核酸是遗传物质的载体？１.１９４４年O.T.Avery的细菌转化实验是获得DNA携带遗传信息的第一个证明。
噬菌体捣碎的实验——第二２.１９５２年Alfred D.和Hershey等人建立的T2个证据。
**证明噬菌体复制的物质是DNA而不是蛋白质外壳3.1953年 Watson和Crick的DNA双螺旋模型的发现，更进一步揭示了DNA作为遗传物质储存和信息传递的化学机制。
4.核酶的发现，一些核酸本身具有酶催化的活性。
三、核酸的种类和分布1. 分类：根据分子中所含戊糖的种类分为脱氧核糖核酸和核糖核酸。
2. 分布：DNA: 真核:98%核中（染色体中）核外:线立体（mDNA）叶绿体（ctDNA）原核:拟核核外:质粒病毒：DNA病毒RNA：以细胞质中存在为主，细胞核中也有：tRNA（转移RNA）RRNA(核糖体RNA)MRNA(信使RNA)RNA病毒：SARS第一节核酸的基本化学组成前言已经讲过蛋白质，核酸是生物体中另一种重要的大分子，两者合起来称为生物体内最重要的两大分子。
蛋白质的完全水解产物——各种氨基酸的混合物不完全水解产物——各种大小不等的肽段和氨基酸混合物核酸的完全水解产物——嘌呤和嘧啶碱、戊糖和磷酸混合物不完全水解产物——核苷和核苷酸因此aa是蛋白质的基本组成单位，核苷酸是核酸的组成单位，核酸就是多聚核苷酸。
一、核酸的化学组成 1.元素组成：C H O N P，蛋白质元素组成：还有其他元素。
2.分子组成：——碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱——戊糖(ribose)：核糖，脱氧核糖——磷酸(phosphate)DNA的碱基组成：A G C T；RNA的碱基组成：A G C U二、核苷酸的结构1. 戊糖组成核酸的戊糖有两种。
初中化学知识点归纳核酸与核苷酸的性质与应用
初中化学知识点归纳核酸与核苷酸的性质与应用初中化学知识点归纳：核酸与核苷酸的性质与应用在初中化学学习中，核酸与核苷酸是非常重要的知识点。
本文将结合相关理论和实际应用，对核酸与核苷酸的性质和应用进行归纳。
一、核酸的性质与组成核酸是由核苷酸经连接而成的长链状生物大分子。
核苷酸是核酸的单体，由糖类、磷酸和氮碱基三个部分组成。
根据糖类的不同，核苷酸可分为DNA（脱氧核苷酸）和RNA（核糖核苷酸）两类。
1. DNA（脱氧核苷酸）DNA是生物体内存在的主要遗传物质，具有双螺旋结构。
DNA分子由糖磷酸骨架和连接在其上的碱基对组成，碱基对包括腺嘌呤与胸腺嘧啶，以及鸟嘌呤与胞嘧啶。
DNA分子具有稳定性高、传递遗传信息的特点。
2. RNA（核糖核苷酸）RNA广泛存在于细胞质中，参与蛋白质的合成过程。
RNA分子同样由糖磷酸骨架和连接在其上的碱基组成，其中碱基包括腺嘌呤、尿嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶。
与DNA不同，RNA分子为单链结构，具有较短寿命。
二、核酸的生物学功能核酸作为生命体内的重要物质，具有多种重要的生物学功能。
1. 遗传信息的传递DNA是生物体内存在的主要遗传物质，内含了生物体所有遗传信息。
当细胞分裂时，DNA能够准确地自我复制，并将所含的遗传信息传递给新生物体。
2. 遗传信息的表达RNA参与蛋白质的合成过程，协助DNA将遗传信息转录为mRNA （信使RNA），并在核糖体中通过mRNA指导蛋白质的合成。
3. 能量转化核苷酸在生物体内参与能量转化的过程中发挥重要作用，如ATP （三磷酸腺苷）为细胞提供能量，GTP（三磷酸鸟苷）参与细胞运输和合成等生理过程。
4. 调控基因表达RNA通过参与转录、剪接和翻译等过程来调控基因的表达，从而影响和调控生物体内的生物过程。
三、核酸与人类生活的应用核酸在人类的生活中有广泛的应用，涉及医学、农业、食品科学等多个领域。
1. 医学应用核酸检测技术在医学领域中被广泛应用，如DNA检测可用于亲子鉴定、疾病诊断等；PCR技术则可用于病原体的快速检测，促进了病毒性疾病的早期诊断。
核苷酸与核酸PPT课件
目录
5′端 C
核酸的一级结构： 核酸中核苷酸的排列顺序
核苷酸间的差异主要是碱基
A
不同，也称为碱基排列顺序。 即碱基序列。
G
3′端
目录
3, 5-磷酸 二酯键
目录
书写方法
AGT GCT 5 P P P P P P OH 3
5 pApCpTpGpCpT-OH 3 5 A C T G C T 3
碱基组成分析 [A] = [T]、 [G] [C]
不同生物碱基组成不同 同生物、不同组织碱基组成相同
获得了高质量的DNA分子的X射 线衍射照片。
目录
目录
DNA双螺旋结构模型要点
（Watson, Crick, 1953）
1、反向平行、右手螺旋的 双链结构： 两条相互平行、走向相反 的脱氧核苷酸链组成 围绕同一个螺旋轴形成右 手螺旋 双螺旋结构的直径为 2.37nm，螺距为3.54nm
NH
O
胞嘧啶(cytosine, C)
NH
O
胸腺嘧啶(thymine, T)
目录
稀有碱基(rare base)： 核酸中含量甚少的碱基。 大多数都是甲基化碱基。 tRNA中含有较多的稀有碱基，可高达10%。
核酸中部分稀有碱基
嘌呤 嘧啶
m7G
DNA 7-甲基鸟嘌呤
RNA N6,N6-2m6A N6,N6-二甲基腺嘌呤
目录
5’-TGCGATACTCATCGCA-3’ 3’-ACGCTATGAGTAGCGT-5
碱基序列依赖性的局部DNA 可形成发夹形或十字形结构 目录
二、DNA的三级结构是超螺旋结构 超螺旋结构(superhelix 或supercoil)
核酸组成成分
核酸组成成分
核酸是由核苷酸组成的大分子，其组成成分可分为以下几个部分：
1. 核苷酸：核苷酸是核酸的基本组成单元，由一个五碳糖（脱氧核糖或核糖）、一个碱基和一个磷酸基团组成。
分为脱氧核苷酸和核苷酸两种形式，包括脱氧腺苷酸（dATP）、脱氧胸腺苷酸（dTTP）、脱氧鸟苷酸（dGTP）、脱氧胸腺苷酸（dCTP）和核糖腺苷酸（ATP）、核糖胸腺苷酸（TTP）、核糖鸟苷酸（GTP）、核糖胸腺苷酸（CTP）等。
2. 碱基：碱基是核酸分子中的氮碱的组成部分，分为嘌呤类碱基（腺嘌呤和鸟嘌呤）和嘧啶类碱基（胸腺嘧啶、胸腺嘧啶和胸腺嘧啶）。
碱基通过与核苷酸的糖基进行糖苷键连接。
3. 磷酸基团：磷酸基团连接在核苷酸的糖分子的碳5位上，形成磷酸二酯键，串联成一条链。
磷酸基团是核酸中带有负电荷的部分，决定了核酸的酸性。
以上三个部分组合在一起，形成了DNA和RNA的结构。
DNA是由脱氧核苷酸组成的双链螺旋结构，而RNA是由核糖核苷酸组成的单链结构。
核酸的序列和碱基配对关系决定了生物体遗传信息的编码和传递。
何谓核苷酸——精选推荐
何谓核苷酸核苷酸是核酸的基本结构单位，是由核苷和磷酸组成，是核酸的前体物质，细胞内存在多种游离的核苷酸，它们几乎参与细胞的所有生化过程，是代谢上极为重要的物质。
核酸、基因、与核苷酸的关系如何？核酸（DNA）的结构是一条双螺旋的长链；基因则是链上的若干片段；核苷酸是组成片段的基本单位。
核苷酸是组成核酸的基本结构单位，核苷酸是核酸生物合成的前体。
基因是核酸分子（DNA）的一个片段，由四种特定核苷酸按一定顺序串联而成，基因的功能由核苷酸顺序和表达调控所决定，二者若发生异常的改变，人体就会产生疾病。
因此，有人把核酸形象地比作一座大厦，基因是大厦的房间，核苷酸则是构筑大厦的基石。
为什么说核酸使人体最重要的抗衰老营养素？核酸是人体最重要的抗衰老营养素，这是美国著名科学家核酸营养学的创立人班·杰明·弗兰克,通过20年的研究得出的结论.据调查,日本、挪威、瑞典、荷兰、冰岛等国，人们喜食富含核酸的食物，使这些国家长寿人群比例远远高于其它国家。
研究证实，核酸与人体健康长寿有密切关系。
核酸在细胞的新陈代谢、蛋白质的合成、能量传输方面，有着重要作用，对一切生物的生长、发育、繁殖、遗传及变异等重大生命活动，都起着关键作用，人体核酸含量充足，新陈代谢、生理功能正常，人就能健康长寿。
因此，弗兰克称核酸为生命的源泉。
外源核酸在人体内的代谢途径。
核酸是高分子化合物，核酸进入人体不能直接被人体吸收与利用，它必须在人体自身酶及大量的能量的作用下，分解为能被人体直接利用的核苷酸、核苷、碱基、戊糖、磷酸等物质，由小肠粘膜吸收进入肝脏，然后进行分解或直接用于合成人体自身核酸的原料。
神奇的核苷酸营养在人体的正常新陈代谢过程中，每天约有数以亿计的细胞死亡，同时又有数以亿计的细胞新生，换而言之，人体每天必须制造出数以亿计的基因组。
现代医学最新研究成果已经表明：人类的疾病大都是由于基因变异、基因受损所致。
而核苷酸能直接作用于人体的细胞，使基因的自我复制和自我修复正常进行，从而增强人体免疫力与抵抗力。
第一章 核酸和核苷酸
3.碱基（base）
4.核苷（nucleosides） 核糖，脱氧核糖与碱基的缩合产物为核 苷。 5.核苷酸（nucleotides）
6.稀有碱基（修饰性碱基）
二.磷酸二酯键与核酸链（多核苷酸）
1.核苷酸通过磷酸二酯键连接成“寡核苷 酸”,“多核苷酸”。少于50个核苷酸残 基的核苷酸聚合物称为寡核苷酸，多于 50个核苷酸残基称为多核苷酸。天然核 酸为多核苷酸（polynucleotide）。 2.核酸链的简化表示法 如无特别注明一条核酸链左边为5‘末端， 右边为3’末端。
内切酶
外切酶一般有末端特异性；
内切酶常有碱基顺序特异性；
3.DNA限制性内切酶 能识别一定核苷酸顺序，并在识别顺序 或识别顺序附近同时切割DNA双链的酶， 称为DNA限制性内切酶。
限制性DNA内切酶与DNA甲基化酶构成
“限制－修饰”系统，是用于保护细菌 本身的染色体DNA，限制外来入侵DNA 的一种防御系统。 限制型内切酶的命名：以分离出限制酶 的菌株属名的第一个字母（大写），加 上细菌种名的前两个字母来表示。有时 再加菌株名和发现次序，如大肠杆菌细 胞R株第一个发现的限制酶称EcoR I。
限制性片断长度多态性（RFLP，
Restriction Fragment Length Polymorphism） 可以看成是物种基因组在限制酶切点上的 遗传多态性，例如在某一限制酶识别的靶 位点碱基改变，导致由相关限制酶切割产 生的片断长度和数目上的差异，RFLP用 于对基因组进行遗传作图，是一种常用的 遗传标记。
2.导致DNA双螺旋结构建立的一些基础 a.证明DNA储存遗传信息；转化因子的发 现；噬菌体T2感染大肠杆菌的同位素示 踪实验（见图）； b.DNA碱基组成的Chargaff规则； c.DNA纤维的X光衍射分析（见图）；
核酸的降解和核苷酸的代谢
二 、核苷酸的生物降解
1、嘌呤的分解
嘌呤碱包括：A-腺嘌呤、G-鸟嘌呤
不同动物嘌呤代谢的最终产物也不同 人、猿以及鸟类、爬虫类和大多数昆虫：尿酸
其他哺乳动物、双翅目昆虫：尿囊素
硬骨鱼类：尿囊酸
尿囊素酶
尿酸酶
大多数鱼类、两栖类：尿素 尿囊酸酶
• 某些低等动物能将尿素进一步分解成NH3和 CO2排出。
Py Pu Py Py
G
A
C
U
G
A
1´
p
p
p
p
p
p
p
p
p
p OH
5´
3´
RNAase I
RNAase I
RNAase T1
RNAase T1
Pu ：嘌呤
Py：嘧啶
RNA: DNA:
RNase(酶稳定、耐高温) DNase(种类多、工具酶)
作用类别：
核酸内切酶： 磷酸二酯酶，作用点在核酸内部，产 物是寡核苷酸链。 核酸外切酶： 磷酸单酯酶，作用于核酸两端，产物 是单核苷酸。
甘油醛-3-磷酸
1.核酸酶
核酸酶的分类
核糖核酸酶(RNase)：只水解RNA磷酸
根据对底物的 专一性分为
二酯键的酶（RNase）
脱氧核糖核酸酶(DNase)：只能水解
DNA磷酸二酯键的酶。
非特异性核酸酶：既可水解RNA，又
可水解DNA磷酸二酯键的核酸酶
核酸内切酶 根据切割位点分为
核酸外切酶
内切核酸酶对RNA的水解位点示意图
来自NH3 氨甲酰磷酸
来自CO2
4
C
N3
C5
C2
C6
1
N
来自天冬氨酸
核酸以及核苷酸的基本换算
核酸以及核苷酸的基本换算核酸以及核苷酸的基本换算1．核酸的换算：(1.1) 摩尔数与质量：1 mg 1,000bp DNA = 1.52 pmol1 mg pUC18/19 DNA (2,688bp) = 0.57 pmol1 mg pBR322 DNA (4,361bp) = 0.35 pmol1 mg SV40 DNA (5,243bp) = 0.29 pmol1 mg FX174 DNA (5,386bp) = 0.28 pmol1 mg M13mp18/19 DNA (7.250bp) = 0.21 pmol1 mg l phage DNA (48,502bp) = 0.03 pmol1 pmol 1,000bp DNA = 0.66 mg1 pmol pUC18/19 DNA (2,688bp) = 1.77 mg1 pmol pBR322 DNA (4,361bp) = 2.88 mg1 pmol SV40 DNA (5,243bp) = 3.46 mg1 pmol FX174 DNA (5,386bp) = 3.54 mg1 pmol M13mp18/19 DNA (7.250bp) = 4.78 mg1 pmol l phage DNA (48,502bp) = 32.01 mg(1.2) 光吸收值与浓度：1 OD260 dsDNA = 50 mg/ml = 0.15 mmol/L1 OD260 ssDNA = 33 mg/ml = 0.10 mmol/L1 OD260 ssRNA = 40 mg/ml = 0.12 mmol/L1 mmol/L dsDNA = 6.7 OD2601 mmol/L ssDNA = 10.0 OD2601 mmol/L ssRNA = 8.3 OD260(1.3) 分⼦量：1个脱氧核糖核酸碱基的平均分⼦量为333 Daltons1个核糖核酸碱基的平均分⼦量为340 Daltons(1.4) 核酸末端浓度：环状DNA：pmol ends = pmol DNA ′ number of cuts ′ 2线性DNA：pmol ends = pmol DNA ′ (number of cuts ′ 2 + 2)1 mg 1,000bp DNA = 3.04 pmol ends1 mg pUC18/19 DNA (2,688bp) = 1.14 pmol ends1 mg pBR322 DNA (4,361bp) = 0.7 pmol ends1 mg SV40 DNA (5,243bp) = 0.58 pmol ends1 mg FX174 DNA (5,386bp) = 0.56 pmol ends1 mg M13mp18/19 DNA (7.250bp) = 0.42 pmol ends 1 mg l phage DNA (48,502bp) = 0.06 pmol ends 2．核苷酸的换算：(2.1) 分⼦量：MW (Da) = 333 ′ N (number of bases)(2.2) 浓度：C (mmol/L or pmol/ml) = OD260 / (0.01 ′ N)C (ng/ml) = OD260 ′ MW / (0.01 ′ N)MW —— molecular weightN —— number of basesOD260 —— absorbance at 260 nm(2.3) 双链DNA与寡核苷酸的熔点短于25bp的双链寡核苷酸：Tm = 2 (A + T) + 4 (G + C)长于25bp的双链寡核苷酸：Tm = 81.5 + 16.6 ( lg[J+] ) + 0.41 (%GC)– (600/N) – 0.63 (%Formamide)N —— 引物的长度(以碱基数计算)J+ —— 单价阳离⼦浓度(2.4) DNA与表达蛋⽩之间分⼦量换算1 kb DNA = 333 amino acid ≈ 3.7 ′ 104 Da10,000 Da Protein ≈ 270 bp DNA30,000 Da Protein ≈ 810 bp DNA50,000 Da Protein ≈ 2701 bp DNA100,000 Da Protein ≈ 27 kb DNA。
第二章 核苷酸与核酸
第二章核苷酸与核酸解析题1.增色效应(hyperchromic effect)：DNA由双链变成单链的变性过程会导致溶液紫外光吸收的增加,此现象称为增色效应.2.摩尔磷原子消光系数ε(p)：指含磷为1摩尔浓度的核酸水溶液在260nm下的光吸收值(以每升核酸溶液中1mol磷为标准来计算核酸的消光系数称为摩尔磷消光系数).由于核酸的分子很大,要得到完整的DNA分子很不容易.因此,DNA的分子量就不易确定,不易求核酸分子的摩尔消光系数(指1摩尔浓度的核酸溶液,在一定的pH条件下的吸收值称为摩尔消光系数).而核酸分子中所含有的核苷残基数目和磷原子的数目相等,所以在实际工作中常用每升核酸溶液中1mol磷为标准来计算核酸的消光系数.ε(p)=A260／C×L,式中C为磷的摩尔浓度,相当于核酸中核苷酸残基的摩尔浓度.3.分子杂交(hybridization)：不同来源的核酸链(DNA或RNA),根据它们的顺序互补性,在“退火”之后形成双螺旋的过程称为分子杂交.分子杂交技术广泛应用于分子生物学研究,依靠这些技术可以分离和鉴定基因和RNA.4.基因组(genome)：一个细胞中所有基因和基因间DNA的总和称为基因组(genome).现在人们也把能独立传递遗传信息的病毒DNA,质粒DNA或RNA分子称为病毒基因组和质粒基因组.5.内含子(introns)：基因内不为多肤链中的氨基酸顺序编码的DNA片段,这些间隔顺序被称为基因的“内含子”.6.“外显子”(exon)：真核基因中为多肤链编码的顺序称为“外显子”.7.质粒(plasmids)：是细菌染色体外存在的遗传因子,一般为双链环状DNA分子,分子量在5～400kb 之间.质粒含有一个复制子,能自主地进行复制.质粒非细菌必须因子,但常编码着一些个功能基因.8．黏性末端(cohesive ends)：有些限制酶能识别DNA分子上的特殊序列如回文结构,并在识别顺序内或附近切割DNA.限制酶对DNA切割时,由于切口不在同一部位(交错切割)酶切后产生各自带有数个互补碱基的单链尾巴,这样的末多被称为黏性末端.由这种交错切割产生的这种突出末端是碱基互补配对的,所以它们能重新形成碱基配对结构.具有这种“黏性末端”的不同来源的双链DNA片断能被DNA连接酶连接在一起,形成“重组DNA分子”.9.“退火”(annealing)：热变性的DNA,在缓慢冷却条件下重新形成双链的过程.这种实验方法常被用于分子生物学研究,使不同来源的核酸链的互补顺序形成杂螺旋.10.减色效应(hypochromic effect)：在核酸中由于碱基的堆积作用,造成核酸比同浓度游离核苷酸对紫外光的吸收减少.变性核酸在复性后其紫外吸收值降低,这种现象被称为“减色效应”.11.回文结构(palindrome)：所谓回文顺序,就像一个单词、一个词组或一个句子,它们从正方向阅读和反方向阅读,其含义都一样.例如：ROTATOR和NURSESRUN.这个名词被用于描述碱基顺序颠倒重复,因而具有二倍对称的DNA段落.12.基因(gene)：含有合成一个功能性生物分子(白质或RNA)需信息的一个DNA片段可以看成是一个基因.基因是为各种多肽链或RNA顺序编码的DNA片断.13.平末端(blunt end)：核苷酸是核苷的磷酸酯,一个核苷酸由含氮的杂环(嘌呤碱或嘧啶碱)、核糖或脱氧核糖和磷酸三部分组成.14.同座酶(isoschizomers)：是碱基(嘌呤碱或嘧啶碱)和核糖、脱氧核糖的缩合物.15.限制图(restriction map)：任何一物种,其细胞DNA样品中的腺嘌呤残墓的数量等于胸腺嘧啶残基的数量([A]=[T]),鸟嘌呤残基的数量等于胞嘧啶残基的数量([U]=[C])；即嘌呤残基的总数等于嘧啶残基的总数([A]+[U]=[T]+[C]),这些数量关系被称为"Chargaff定则”.16.结构基因(structural genes)：在三链DNA中,除正常的Watson-Crick配对之外还存在不寻常的碱基配对现象,人们把三链DNA(H-DNA)中的非Watsor-Crick配对称为Hoogsteen配对.Hoogsteen配对是使“三链DNA”得以形成的基础.17.调节顺序(regulatory sequence)：是细胞中能携DNA遗传信息到核糖体的RNA.在核糖体上,mRNA 提供多肽链中氨基酸顺序模板以指导多肽合成.18.反式作用因子(traps-acting factors)：只为一条肽链编码的mRNA称为单顺反子mRNA.真核生物中大部分mRNA是单顺反子的.19.顺式行为元件(cis-acting elements)：为两条以上的不同肽链编码的mRNA称为多顺反子mRNA.在原核生物中一个mRNA分子可能为几条多肽链编码.20.端粒DNA(telomere DNA)：双螺旋DNA溶液在加热变性之后使其突然冷却的处理过程称为“淬火”.“淬火”处理使复性DNA不能复性而保持单链状态.21.卫星DNA(satellite DNA)：DNA热变性时,其紫外吸收增加值到达总增加值一半时的温度,称为DNA的变性温度；由于DNA变性过程犹如金属在熔点的熔解,所以DNA的变性温度亦称熔解温度(Tm).每种DNA 都有一个特征性的熔解温度.22.Alu顺序：在极端的pH或高温条件下,核酸,尤其是DNA的黏度急剧下降,碱基对之间的氢键断裂和堆积碱基之间疏水作用的破坏.于是,双链核酸(如DNA)解螺旋形成单链,此现象称为核酸的变性.变性不涉及DNA共价键的断裂.23.顺反子(cistron)：变性DNA的两条链通过碱墓配对重新形成双螺旋的过程称为复性.24.超螺旋DNA(DNA supercoiliy)：DNA复性反应时其初始浓度..与反应完成一半所需时间的乘积,它对一特定DNA分子(或基因组)来说是个常数.Co ti/2亦称DNA分子复杂度(c)>其值因复性DNA分子分子量的增加而增大,因此可以用来描述一物种基因组的大小.填空题1.从外观看,DNA为_____,RNA为_____.2.B-DNA为_____手螺旋DNA,而Z-DNA为_____手螺旋.3.细胞质RNA主要有_____、_____和_____三种.4.真核mRNA的3'端通常有_____结构,5'端含有_____结构.5.某物种体细胞DNA样品含有25%的A,则其T的含量为_____,G的含量应为_____.6.一个物种细胞中所有_____和_____的总和称为该物种的基因组.7.DNA的_____会导致溶液紫外光吸收的_____,此现象称为增色效应.8.在细胞内,DNA和蛋白质的复合体称为_____,RNA和蛋白质的复合体称为_____.9.核酸在复性后其紫外吸收值_____,这种现象称为减色效应.10.核酸有两大类,其中_____主要存在于细胞质中,但_____中也有.11.核酸在_____波长下有吸收,这是由于其分子结构中含有_____和_____.12.一种核苷酸是由一种_____和_____组成的.13.一种核苷由一个_____和_____缩合而成.14.天然核苷酸有多种同分异构体,如_____和_____核苷酸等.15.核酸的基本组成单位是_____,它们之间通过相互连接_____而形成多核苷酸链.16.3',5'-cAMP被称为_____,它是由腺苷酸环化酶催化_____产生的.17.DNA的镜像重复顺序在同一条链内不具有_____,因此不能形成_____结构.18.RNA中的糖为_____,其嘧啶碱基一般是_____两种碱基.19.DNA中的糖为_____,其嘧啶碱基一般是_____两种.20.在RNA和DNA分子中所含的嘌呤碱一般都是_____和_____.21.DNA能以几种结构形式存在.在稀盐溶液中的右手双螺旋DNA具有_____型结构,左手螺旋DNA亦称为_____型结构.22.具有回文结构的DNA因同一条链内有_____,故在双链DNA内部可形成_____结构.23.限制性内切酶的名称用三个斜体字母来表示,第一个大写字母来自_____,第二、三两个小写字母来自_____.24.富含_____的DNA比富含_____的DNA具有更高的熔解温度.25.DNA主要存在于_____中,但_____中也有,如线粒体DNA等.26._____、_____、_____DNA一般都是环形的.27.基因是染色体上为_____或_____编码的一个DNA片断.28.在真核染色体中,有两种重要的具有特殊功能的卫星DNA顺序,其中之一是_____,它们是有丝分裂纺锤体的附着点；另一种是_____.29.核小体是基本单位,它由_____和_____组成.30.核酸有两大类,一类是_____；另一类是_____.31.核糖体RNA(rRNAs)是_____的结构成分.后者可看作是_____的复合物负责细胞内蛋白质的合成.32.核酸分子中的含氮碱基包括_____和_____两类.33.在嘌呤核苷分子中,嘌呤碱的_____和戊糖的_____之间形成糖苷键.34.在嘧啶核苷分子中,嘧啶碱的_____和戊糖的_____之间形成糖苷键.35.核酸中有两种戊糖,它们是_____和_____.36.游离核糖或脱氧核糖有_____和_____两种结构形式,但在核酸中两种核糖苷采取_____结构.37.在氨基酸饥饿期间由细菌细胞产生的一种核苷酸是_____,其作用是抑制_____分子的合成,因而抑制蛋白质的合成.38._____是碱水解RNA产生的中间体,RNA碱水解的终产物为_____.39.“寡核苷酸”是_____,更长的核苷酸聚合物称为_____.40.嘌呤和嘧啶碱基苷能吸收_____,因此,核酸在波长_____处有特征性的强吸收峰.41.不同物种间DNA碱基组成一般是_____,而同一物种不同组织的DNA样品有着_____组成.42.一个给定物种的DNA碱基组成不因_____及_____的改变而改变.43.在1953年Watson-Crick提出的DNA结构模型中,每螺旋包含_____核苷酸对,螺旋的螺距为_____.44.维系DNA双螺旋结构稳定的力主要是_____和_____.45.DNA回文顺序具有_____,而镜像重复是_____.46.在RNA链内最近的自身互补顺序能形成_____.所产生的_____可以被看成是RNA中最普遍的二级结构形式.47.细胞内一些DNA的碱基常被_____甲基化,甲基供体是_____.48.核酸酶分为_____和_____两大类.49.外切核酸酶从一条核酸链的_____逐个切断磷酸二酯键释放出_____.50.内切核酸酶在核酸链的_____切割核酸链,它们的作用产生_____.51.只能作用于DNA的核酸酶称之为_____,而只作用于RNA的核酸酶称_____.52.蛇毒磷酸二酯酶从核苷酸链的3'-OH末端开始切割_____键,产生_____.54.病毒DNA分子的_____比病毒颗粒的_____要大得多.55.细菌细胞称为原核细胞,因为无_____,其染色体DNA具有_____结构.56.质粒对它们的寄主不是_____的.它们的功能主要用于_____.57.有些质粒携带的基因可以使寄主菌具有_____抗性.质粒也可能通过在细胞间的传递,把_____抗性赋予抗生素敏感菌.58.病毒基因组可以由_____组成,也可以由_____组成.但一般只含其中的一种.59.几乎所有的II型限制酶切割DNA都产生以_____磷酸和_____羟基为末端的DNA片断.60.Ⅱ型限制酶所识别的_____一般都是回文结构,具有_____性.61.许多高重复顺序DNA位于真核染色体的_____和_____上.62.端粒酶自身携一个_____作为模板以反转录的方式合成.63.DNA与DNA正超螺旋的螺旋轴缠绕的方向成_____.64.Z型DNA是左手螺旋的,两链_____互相缠绕一次,其连系数_____.65.在一个共价闭合环型DNA分子中,右手螺旋DNA的双链每互相缠绕一次其连系数为_____,左手螺旋DNA的两条链互相缠绕一次其连系数为_____.66.内含子指_____,外显子指_____.67.线圈型超螺旋DNA使DNA轴缠绕得像_____,因此比互缠式超螺旋DNA要_____得多.68.核酸可完全水解为_______________三个成分,但核酸的基本组成单位是_____.69.DNA和RNA组成上的主要差别是DNA含_____,RNA含_____.70.游离核糖可形成_____环状结构,有α、β两种构型,但组成核酸的核糖均为_____.71.在核酸分子中,碱基与核糖或脱氧核糖之间以_____相连,核苷酸之间通过_____相连接.72._____是核苷的磷酸酯,是核酸的_____.73.把琼脂糖凝胶中的DNA转移到硝酸纤维素膜或尼龙膜上的技术是英国分子生物学家发明的,故被人们称为_____或DNA印迹法.74.通常DNA的分子长度一般用_____对数(bp)或_____来表示.75.纯DNA样品的A260/A280约等于_____,纯RNA样品的A260/A280为_____.76.核苷样品中含_____物质时A260/A280之比值_____.77.核苷中的糖苷键一般为_____连接,但在假尿苷中为_____.78.原核细胞染色体DNA常与_____结合,它们与真核组蛋白的_____相似.选择题1.下面关于天然核酸的论述哪一个是正确的？1)有一条多核苷酸链或两条多核苷酸链组成2)四种碱基的百分含量相同3)无合适的方法进行序列分析4)不存在与蛋白质结合的分子形式2.假定一负超螺旋DNA的L=23,T=25,W=-2,问在ATP参与下,DNA旋转酶作用一次后I、T和W值各是多少？1)L＝25,T＝26,W＝一43)L＝21,T＝25,W＝一42)L＝25,T＝24,W＝一24)L＝21,T＝25,W＝一23.下列哪一个不是核苷酸的组成成分？1)嘌呤碱2)糖3)磷酸4)吡咯4.与mRNA分子中的密码子ACG对应的反密码子是下列中的哪一个？1)UGC2)UGU3)CGU4)GCA5.下列关于cAMP的论述哪一个是错误的？l)是由腺苷酸环化酶催化ATP产生的3)是由鸟苷酸环化酶催化ATP产生的2)是细胞第二信息物质4)可被磷酸二酯酶水解为5'-AMP6.下列关于tRNA结构的叙述哪一个是正确的？l)分子的3'端有ACC顺序3)是核糖体的结构成分2)分子中有反密码子4)可充当蛋白质合成的模板7.下列哪组成分的含量高,双螺旋DNA的Tm值也高？1)A＋G2)C＋G3)A＋T4)C＋T8.DNA分子的沉降系数与下列哪一个无关？l)分子量3)光密度2)分子形状4)扩散系数9.下列关于B-DNA结构的叙述哪一个是不正确的？l)两条链的方向相反3)A与C配对2)磷酸-核糖位于双螺旋的外部4)A与T配对10.下列关于组蛋白的叙述哪一个是不正确的？l)是染色质的结构成分3)含精氨酸和赖氨酸多2)在体内和DNA结合在一起4)组蛋白一般不发生翻译后修饰11.下列中的哪一个是DNA热变性后应具有的特征？1)碱基之间的磷酸二酯键断裂3)在260nm下的光吸收增加2)在260nm下的光吸收降低4)熔解温度与G-C含量无关12.Watson-Crick DNA结构模型中：1)DNA为三股螺旋结构2)碱基在双螺旋结构的外部3)A与G、C与T之间有配对关系4)磷酸、戊糖骨架位于DNA双螺旋结构的外侧13.真核生物mRNA的末端结构特征是：1)3'端有氨基酸臂3)3'端有多聚腺苷酸2)5'端有多聚A4)5'端有多聚腺苷酸14.假定一负超螺旋DNA的L=23,T=25,W=一2,问大肠杆菌拓扑异构酶Ⅰ作用一次后L、T和W 值各是多少？1)L=24,T=26,W=-43)L=23,T=25,W=-22)L＝23,T＝24,W＝-24)L=24,T=25,W＝-115.下列关于核苷酸的叙述哪一个是不正确的？1)核苷酸是核苷的磷苷酯2)核苷酸分子中的糖可以是核糖或脱氧核糖3)嘌呤核苷酸是嘌呤核苷的磷酸酯4)核苷酸只存在于核酸分子中16.下列哪一个是脱氧腺嘌呤核苷酸的缩写？1)dTMP2)dAMP3)dUMP4)dGMP17.下列哪一个是RNA中常见的结构成分？1)AMP、CMP和脱氧核糖3)GMP、UMP和核糖2)核糖、TMP和AMP4)UMP、CMP和脱氧核糖18.下列关于假尿苷的叙述哪一个是正确的？1)假尿嘧啶核苷中的核糖被修饰2)假尿嘧啶核苷中,核糖的1'碳原子与尿嘧啶的N-3之间形成糖苷键3)假尿苷中,核糖的1'碳原子与尿嘧啶的C-5之间形成糖苷键4)假尿嘧啶核苷中的碱基被修饰19.下列关于DNA碱基组成的叙述哪一个是不正确的？1)不同物种间DNA碱基组成一般是不同的2)同一物种不同组织的DNA样品有着相同的碱基组成3)一个给定物种的DNA碱基组成因个体的年龄、营养状态和环境改变而改变4)任何一种双链DNA样品的嘌呤残基的总数等于嘧啶残基的总数20.下列关于Z型DNA结构的叙述哪一个是不正确的？1)它是左手螺旋的2)每个螺旋有12个碱基对,每个碱基对上升0.37nm3)DNA的主链取Z字形4)多嘌呤或嘧啶的核苷苷顺序易形成Z型DNA21.下列关于回文顺序的叙述哪一个是不正确的？1)所谓回文顺序,就像一个句子,从正方向阅读和反方向阅读,其含义都一样2)其核苷酸顺序具有二倍对称性3)回文结构又名颠倒重复DNA顺序4)这样的顺序不具有链内互补的碱基顺序22.下列关于H-DNA结构的叙述哪一个是不正确的？1)双链DNA的一条链为多聚嘌呤核苷酸,一条为多聚嘧啶核苷酸2)在H-DNA中的非Watsor-Crick配对常被称为Hoogsteen配对3)具有四链螺旋结构4)H-DNA是由镜像重复结构形成的23.下列关于mRNA的叙述哪一个是正确的？l)真核生物中大部分mRNA是多顺反子mRNA2)原核生物中的mRNA一般是多顺反子mRNA3)mRNA是核糖体的结构成分4)mRNA是核糖体的组成成分24.下列关于限制性核酸内切酶的叙述哪一个是不正确的？1)Ⅱ型限制性内切酶有甲基化酶活性,故可保护细菌自身的染色体DNA2)I型限制性内切酶全酶带有甲基化酶活性3)Ⅲ型限制酶能识别双链DNA的特异核苷酸顺序4)型限制性内切酶水解DNA不需要ATP25.下列关于病毒基因组的叙述哪一个是正确的？1)一般来说,RNA病毒基因组较大2)其基因组含DNA的病毒称为DNA病毒3)既含DNA又含RNA的病毒称为DNA病毒4)几乎所有的植物病毒都是DNA病毒26.下列关于染色质结构的叙述哪一个是不正确的？l)染色质中的DNA紧紧地和组蛋白结合2)组蛋白可羟磷酸化和乙酰化3)组蛋白的化学修饰与基因表达无关4)“核小体”是染色质的基本结构单位27.下列关于DNA三级结构的叙述哪一个是不正确的？1)DNA三级结构就是DNA的拓扑结构和体内包装2)螺旋不足导致DNA负超螺旋状态3)Lk=Tw是DNA的松弛状态4)Lk<Tw导致DNA正超螺旋28.下列关于DNA超螺旋的叙述哪一个是不正确的？1)超螺旋密度σ为负值,表示DNA螺旋不足2)超螺旋密度α为正值,表示DNA螺旋不足3)大部分细胞DNA呈负超螺旋4)当DNA分子处于某种结构张力之下时才能形成超螺旋29.下列关于拓扑异构酶Ⅱ的叙述哪一个是不正确的？1)DNA拓扑异构酶Ⅱ,也称旋转酶2)能切开DNA的一条链,并使其重新连接3)一次作用改变DNA分子的拓扑连系数为24)能同时切开DNA的两条链30.若每一对核苷酸的平均分子量为650,分子量为106的DNA约相当于多少kb?1)1.2kb2)2.5kb3)3kb4)1.5kb31.由5000个核苷酸残基组成的单链DNA分子的长度是下面中的哪一个？l)17μm2)170μm3)0.17μm4)1.7μm32.下列关于tRNA的描述哪一个是不正确的？l)二级结构为三叶草型3)分子的3'-端有CCA顺序2)分子中有二氢尿嘧啶环4)TψC环中的T为脱氧胸苷33.下列哪一DNA片段能与“－ATTCTGGCCT－”片段形成互补双螺旋分子？1)“－TAAGACCGGA－”3)“－AGGCCAGAAU－”2)“－AGGUUACAAU－”4)“－AGGCCAGAAT－”34.下列哪一个不是变性DNA所具有的特性？1)变性DNA的浮力密度降低3)变性DNA的生物学活性丧失2)变性DNA的A260增加4)变性DNA的黏度降低35.下列哪种DNA的Tm值最低？l)G+C＝56%3)A+T＝56%2)G+C＝65%4)A+T＝65%36.下列哪一个最可能导致DNA变性？l)加人了巯基乙醇3)搅拌2)加人了甲酰胺及尿素4)磷酸二酯键的断裂37.下列哪种核酸中含有较多的修饰核苷？l)真核染色体DNA3)tRNA2)细菌染色体DNA4)mRNA38.下列哪一成分tRNA中存在而mRNA中不存在？1)G和C2)G和A3)A和U4)DHU39.下列哪一成分真核mRNA中存在而tRNA中不存在？1)3'端有CCA顺序3)C和U2)3'端有Poly A4)Poly G40.核苷酸通过什么键相互连接形成多核苷酸链？1)磷酸单酯键3)2',5'-磷酸二酯键2)焦磷酸键4)3',5'-磷酸二酯键41.一双螺旋DNA的长度为306nm,问该DNA约含多少个碱基对？1)560个2)666个3)766个4)900个42.下列哪一个序列可羟11型限制性核酸内切酶识别并切割？1)5＇－A G T C－3＇3)5＇－A C C T－3＇3＇－T C A G－5＇3＇－T G G A－5'2)5＇－A T C G－3＇4)5＇－A C G T－3＇3＇－T A G C－5＇3＇－T G C A－5＇43.下列哪种试剂常用于限制性酶切片段的电泳后检测？1)32P3)DNA聚合酶2)溴乙锭4)多核苷酸激酶44.下列哪种技术常用于检测凝胶电泳分离后的限制性酶切片段？1)Eastern blotting3)Southern blotting2)Northern blotting4)Western blotting45.下列关于DNA双螺旋结构的叙述哪一个是不正确的？1)碱基配对发生在A和T,G和C之间2)至少有A、B和Z三种类型的DNA存在3)在B-DNA中,所有的碱基对都处于同一个平面上4)是一个螺旋结构46.DNA的拓扑学性质对下述哪一个不会产生影响？1)DNA的电泳迁移率3)与蛋白质结合的能力2)DNA的沉降性质4)对DNA连接酶作用的敏感性47.下列关于DNA拓扑异构体的叙述哪一个是错误的？1)它们具有不同的拓扑连系数3)两个拓扑异构体的Lk0相同2)它们的比连系差值不同4)它们的超螺旋密度相同48.下列关于拓扑异构酶的叙述哪一个是错误的？1)能改变拓扑异构体的连系数2)它可催化磷酸二酯键的断裂和形成3)使超螺旋转变为松弛状态时,它需要NAD＋提供能量4)能与底物DNA形成共价的中间复合物是非题1.假尿苷的名称是由于其分子中的核糖部分被修饰.2.在稀盐溶液中,DNA和RNA的二级结构是相同的.3.tRNA在蛋白质生物合成中把氨基酸带到由mRNA指定的位置.4.一双链DNA样品内含有15.1%的A,那么它的G含量也应为15.1%.5.tRNA分子中含有较多的稀有碱基.6.线粒体中也存在一定量的RNA.7.核苷变性过程导致对580nm波长的光吸收增加.8.变性核苷的熔解温度增加.9.若双螺旋DNA中一条链的核苷酸排列顺序为pGpCpTpApTpC,那么,互补链的核苷苷顺序应为：pCpGpApTpApG.10.脱氧核糖核苷分子中糖环的3'位没有羟基.11.如果DNA(a)的Tm值比另一DNA(b)的Tm值低,那么DNA(a)比DNA(b)含有较高比例的G-C 碱基对.12.病毒和其他生物一样都含有DNA和RNA.13.核糖体RNA(rRNAs)是核糖体的结构成分.因此核糖体可看作是RNA和蛋白质的复合物.14.核苷分子中的含氮碱基苷是嘌呤和嘧啶的衍生物.15.在嘌呤核苷分子中,嘌呤碱的N-1和戊糖的1‘碳原子之间形成糖苷键.16.在嘧啶核苷分子中,嘧啶碱的N-1和戊糖的1‘碳原子之间形成糖苷键.17.组成核酸的基本单位叫做核苷酸残基.18.胸腺嘧啶核苷酸(T)只存在于DNA分子中.1'.).核苷苷分子中的糖苷键苷是β型糖苷键.20.5-羟甲基胞嘧啶指胞嘧啶第5位上的羟基羟甲基取代.21.一条多核苷苷链的5‘末端上有核苷苷残基,而3‘黏端无核苷苷残基.22.RNA和DNA苷易于羟碱水解.23.同一物种不同组织的DNA样品有着不同的碱基组成口24.真核生物中大部分mRNA是多顺反子mRNA.25.原核生物中的mRNA一般是多顺反子mRNA.26.G=C碱基对含量高的DNA熔解温度较低.27.核酸酶属于磷酸单酯酶.28.限制酶属于磷酸二酯酶.29.质粒苷携带抗药性基因可以使寄主菌具有抗菌素抗性.30.线粒体DNA分子比核DNA大些.31.叶绿体DNA是双螺旋环形分子,但比线粒体DNA要小.32.线粒体DNA为线粒体中的tRNA和rRNA编码.33.绝大多数线粒体蛋白质是由线粒体DNA编码的.34.Z型DNA是左手螺旋的,在闭合环型DNA中,每个螺旋其连系数Lk=+1.35.DNA由松弛变成超螺旋不需要由DNA拓扑异构酶以ATP提供的能量导入.36.能改变DNA分子的拓扑连系数的酶叫做DNA拓扑异构酶.37.“限制酶”切割DNA都产生黏性末端.38.基因内为多肽链中的氨基酸顺序编码的DNA片段被称为基因的“内含子”.39.DNA拓扑异构酶只存在于原核细胞中.40.染色质差不多是由等量的DNA和蛋白质组成的.41.染色质的基本结构单位是核小体.42.所有真核染色质的组蛋白富含碱性氨基酸——精氨酸和赖氨酸.43.核小体是DNA与组蛋白的复合物.44.真核DNA拓扑异构酶可以松弛正超螺旋或负超螺旋.45.染色质的组装需要DNA拓扑异构酶的参与.46.真核细胞与原核细胞中都有组蛋白.47.真核生物的许多基因有“内含子”,其内含子DNA的顺序总长度常常超过外显子.48.分子杂交常用硝酸纤维膜或尼龙膜作为支持物.因它优先结合双链DNA和RNA.49.在稀碱条件下,DNA易被水解生成2'或3'核苷酸.50.在高盐浓度如1mol/L的氯化钠溶液中,RNP的溶解度大.51.Ⅱ型限制酶所识别的DNA顺序通常具有二倍对称性.问答题1.一个既含蛋白又含核酸的溶液,可以根据它们的光吸收性质测定它们的浓度.蛋白质的最高吸收波长在280nm,核酸在260nm有一吸收高峰测定,一个同时含有这两种物质的溶液在280nm和260nm处的吸收(A),使用下表数据便可计算出它们各自的浓度.R280/260是溶液在280nm和260nm紫外光吸收的比值,下表中对应于这个比值给出相应的核酸所占全部物质量的百分比.还给一个在此比值下蛋白对280nm处吸收值的含量因子F,蛋白质浓度=F×A260(mg/ml).如果一个溶液A280=0.69、A260=0.94,求出溶液中核酸和蛋白各自的浓度.R280/260核酸的含量/%F R280/260核酸的含量/%F1.750.00 1.1160.846 5.500.6561.630.25 1.0810.822 6.000.6321.520.50 1.0540.804 6.500.6071.400.75 1.0230.7847.000.5851.36 1.000.9940.7677.500.5651.30 1.250.9700.7538.000.5451.25 1.500.9440.7309.000.5081.162.000.8990.70510.000.4781.092.500.8520.67112.000.4221.03 3.000.8140.64414.000.3770.979 3.500.7760.61517.000.3220.939 4.000.7430.59520.000.278 0.874 5.000.682解:由题意知,0.D280/0.D260=0.69/0.94＝0.73.从表中知当O.D280/Q.D260(即R280/260=0.73时),核酸所占量为9%,此时F=0.508；故蛋白质浓度=0.508×0.69=0.35(mg/ml),核酸浓度应为:0.035mg/ml2.Watson-Crick碱基配对中,嘌呤环上还有哪些位置可以形成额外的氢键？解:A、G的N7,N33.请写出双链DNA(5＇)ATGCCCGTATGCATTC(3＇)的互补链顺序.解:其互补链为：(5')GAATGCATACGGGCAT(3')4.以克为单位计算出从地球延伸到月亮(～320OOOkm)这么长的双链DNA的质量.已知双螺旋DNA每1000个核苷酸对重1X10-18g,每个碱基对长0.34nm(一个有趣的例子是人体一共含DNA 0.5g).解:因为每1000个核苷酸对重1×10-18g,每个碱基对长0.34nm,DNA的长度为：320OOOkm32×107m=32×1016mm32×1016nm／0.34nm＝94.12×1013kb94.12×1013kb×10-18＝94.12X10-5(g)5.假定连续5个多腺苷酸序列(polyA)可使DNA产生20°的弯曲.如果两个脱氧腺苷酸串列(dA)5的中心碱基对分别相距(a)10个碱基对,(b)15个碱基对,计算这两种情况下DNA的净弯曲.假定DNA 双螺旋是10个碱基对一个螺旋.解:1)—dAA－l0bp－dAA－,因polyA弯曲方向相同,两个弯曲度之和为40°.2)－dAA－15bp－dAA－,因polyA弯曲方向相反,互相抵消,故为0°.6.具有回文结构的单链RNA或DNA可形成发卡结构.这两个发卡结构中的双螺旋部分有何不同？解:RNA中的螺旋为A型螺旋,DNA中的螺旋为B型螺旋.7.在许多真核生物细胞中有一些高度专一的系统用于修复DNA中的G－T错配.这种错配是由G≡C对变成的,这种专一的G－T错配修复系统对于细胞内一般的修复系统是一种补充,你能说出为什么细胞需要一个专门的修复系统以修复G－T错配的原因吗？解:真核细胞的DNA分子中,约5%的胞嘧啶是甲基化的,即为5一甲基胞嘧啶；后者可自脱氨基形成T(胸腺嘧啶)导致G-T错配,这是真核细胞中最常见的错配对形式.此细胞要有一个专门修复G-T错配的系统,以保证遗传信息的稳定性.8.解释为什么双链DNA变性时紫外光吸收增加(增色效应)？解:物质在溶剂化、取代反应、氢键断裂等变化时会改变对光的吸收.DNA变性时氢键被断,并影响碱基堆积,因而造成对紫外光吸收的增加.9.有两个分离自未知细菌的DNA样品,它们各含32%和17%的腺嘌呤碱基.你估计这两种细菌DNA各自所含的腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶的比例是多少？如果这两种细菌中的一种是来自温泉,哪一种菌应该是温泉菌,为什么？解:DNA1中,因含有32%的A,所以应含有32%的T；而G=C=(1-64%)／2=18%。
第4章 核苷酸与核酸
第四章核苷酸和核酸Chapter 4 Nucleotide and nucleic acid1944年，Avery首先证明核酸是生物体携带遗传信息的物质。
以后的研究继续证明这个结论。
第一节碱基碱基，，核苷和核苷酸Section 1 Bases, nucleosides and nucleotides 一.碱基碱基、、核苷和核苷酸Bases, nucleosides and nucleotides1. 碱基Bases碱基是嘌呤和嘧啶的衍生物.DNA:腺嘌呤(Adenine),鸟嘌呤(Guanine),胞嘧啶(Cytosine),胸腺嘧啶(Thymine)RNA:腺嘌呤,鸟嘌呤,胞嘧啶,尿嘧啶RNA除了这些碱基以外,还有一些不常见的碱基,叫做稀有碱基。
如：次黄嘌呤，1－甲基次黄嘌呤，N2-二甲基鸟嘌呤，等等。
碱基的结构稀有碱基Rare bases2. 戊糖Pentose参与核酸构成的戊糖有两种:DNA: D-2-脱氧核糖RNA: D-核糖戊糖的结构Structure of pentoses3.核苷Nucleosides嘌呤和嘧啶碱基与核糖或脱氧核糖连接起来所形成的化合物叫核苷.核苷Nucleosides胞嘧啶核苷（C）尿嘧啶核苷（U）腺嘌呤核苷（A）鸟嘌呤核苷（G）次黄次黄嘌呤核苷嘌呤核苷（I）各种核苷的代号要记熟。
4.核苷酸Nucleotides核苷和磷酸结合生成的磷酸酯称为核苷酸苷酸。
其中，核糖核苷与磷酸结合的磷酸酯称为核糖核苷酸核糖核苷酸（（Ribonucleotide)由脱氧核苷与磷酸结合生成的磷酸酯称为脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸（（Deoxyribonucleotide)脱氧核糖核苷酸AMP和dCMP参加大分子核酸组成的共有8种核苷酸DNA水解液中RNA水解液中腺脱氧核苷酸（dAMP）腺苷酸（AMP）鸟脱氧核苷酸（dGMP）鸟苷酸（GMP）胞脱氧核苷酸（dCMP）胞苷酸（CMP）胸腺脱氧核苷酸（dTMP）尿苷酸（UMP）另外还有一些重要的具有生物活性的核苷具有生物活性的核苷酸cAMP, cGMP参与细胞信号传递ATP参与能量代谢ATP的结构Structure of adenosine triphosphate二. 核苷酸的生物学功能Biological functions of nucleotides1.是构成核酸的原料；2.作为细胞中的高能化合物的中间体；(ATP,GTP)3.作为一些酶的辅因子成分(辅酶A分子中含有一分子的ADP)4.一些核苷酸是细胞的第二信使。
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存在于细胞核和线粒体内
携带遗传信息，决定细胞和个 体的遗传型。
核糖核酸
存在于胞核、胞液和线粒体
(ribonucleic acid, RNA) 参与遗传信息的复制与表达。
某些病毒RNA也可作为遗传信 息的载体。
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History
• 1944: proved DNA is genetic materials (Avery et al.) • 1953: discovered DNA double helix (Watson and
戊糖 pentose
phosphate
DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸 RNA的基本组成单位是核糖核苷酸
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一、核苷酸的结构
嘌呤
碱基
嘧啶
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G） DNA、RNA均有
胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T） 尿嘧啶（U）
DNA有 RNA有
每种核酸都含有四种碱基 。
N
N
N
9
1
N
N
C H 2O H O
N 糖苷键
O
HH
H 2'
1
'
（glycosidic H bond）
C H 2O H O
HH
H 2'
糖苷键 （glycosidic 1 ' bond） H
OH H 胞嘧啶脱氧核苷
OH OH 腺嘌呤核苷
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核苷酸（nucleotide）
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主要内容
• 核酸结构与功能 • 蛋白质的结构与功能 • 遗传信息传递的整体性 • (基因组学、转录组学、蛋白组学及“组学”在医
学中的应用) • 基因表达与调控 • (原核生物基因表达调控，真核生物基因表达调控） • DNA操作基本技术（分子杂交，PCR, DNA 测序等） • DNA重组技术 • 基因诊断与基因治疗
戊糖(pentose): 核糖(ribose) 脱氧核糖(deoxyribose)
磷酸(phosphate)
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核酸的基本组成单位是核苷酸(nucleotides)
核酸 nucleic
acid
nucleoside 核苷
碱基 base
核苷酸 nucleotide 磷酸
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核酸的化学组成
(The Chemical Component of Nucleic Acid)
核酸的化学组成 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
• 元素组成 C、H、O、N、P(9-10%)
• 分子组成 碱基(base): 嘌呤(purine) 嘧啶(pyrimidine)
嘌呤(purine)
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N
NH2 N
N 7
5 6 1N
8 9 NH
43 2 N
NH
N
腺嘌呤(adenine, A)
O
N NH
NH
N
鸟嘌呤(guanine,
NH2
G)
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嘧啶(pyrimidine)
O
5 4 3N 612
NH
NH2
N
NH
医学分子生物学主要研究人体生物 大分子和大分子体系的结构、功能、相互 作用及其与疾病发生、发展的关系。
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参考教材
1. 生物化学与分子生物学 (供8年制及7年制 2. 临床医学等专业用)贾弘缇，冯作化 主
编 3. 人民卫生出版社 (第二版 2010)
4. 2.医学分子生物学(供研究生用) (全国高 等医药院校教材) 查锡良 主编 人民卫生 出版社
7-甲基鸟嘌呤
嘧啶 5-甲基胞嘧啶（m5C） 5-甲基胞嘧啶（m5C）
5-羟甲基胞嘧啶（hm5C） 5-羟甲基胞嘧啶 （hm5C）
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核苷（nucleoside） 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
碱基与戊糖通过β-N-糖苷键共价相连而形成的 一种糖苷。
NH2
NH2
核苷的戊糖羟基与磷酸之间脱水以酯键相连
形成核苷酸。
NH 2
（phosphoester bond）酯 键 N
N
核苷酸：
O
5'
N
9 N
HO P O CH 2 O-
O
糖苷键
1 ' （glycosidic
HH
H 2'
H
bond）
AMP, GMP, UMP, CMP OH OH
脱氧核苷酸：
腺苷酸
dAMP, dGMP, dTMP, dCMP
Crick) • 1968: decoded the genetic codes (Nirenberg) • 1975: discovered reverse transcriptase (Temin and
Baltimore) • 1981: invented DNA sequencing method (Gilbert and
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核酸结构及功能
核 酸(nucleic acid)：是以核苷酸为基本 组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信 息。
核酸的分类及分布 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
(Classifica核酸
(deoxyribonucleic acid, DNA)
NH
O
尿嘧啶(uracil, U)
O
H 3C NH
NH
O
胞嘧啶(cytosine, C)
NH
O
胸腺嘧啶(thymine, T)
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稀有碱基（rare bases）
DNA 嘌呤 7-甲基鸟嘌呤（m7G）
RNA N6-甲基腺嘌呤（m6A）
N6-甲基腺嘌呤（m6A） N 6, N 6-二甲基腺嘌呤
Sanger) • 1985: invented PCR technique (Mullis) • 1990: launched the human genome project • 1999: HGP in China • 2001: accomplished the draft map of human genome
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分子生物学是研究核酸和蛋白质的结 构与功能的学科。
在分子水平上阐述基因的结构、基 因的复制、基因的表达和调节、蛋白质与 核酸的相互作用、蛋白质与蛋白质的相互 作用。
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医学分子生物学是分子生物学的一个重 要分支，是从分子水平研究人体在正常和 疾病状态下生命活动及其规律的一门科学。