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课后习题参考答案

第二章核酸的化学

1．列表说明DNA和RNA在化学组成、分子结构和生物学功能各方面主要特点。

答：

2．列述DNA双螺旋结构的要点，从分子大小和形成氢键两个方面A-T配对和G-C配对是碱基配对的最佳方案，概要说明碱基配对规律在生命科学中的意义。

答：双螺旋的要点：

（1）DNA分子是由两条方向相反的平行的多核苷酸链构成的一条链的5’-末端与另一条的3’末端相对两条链的主链都是右手螺旋，由共同的螺旋轴。

（2）两条链上的碱基均在主链的内侧A与T配对，G与C配对。

（3）成对的碱基大致处于同一平面，改平面与螺旋轴基本垂直。

（4）大多数DNA属双链DNA（dsDNA），某些病毒DNA的单链DNA（ssDNA）。

（5）双链上的化学键手碱基配对等因素的影响旋转手限制。使DNA分子比较刚硬，呈比较伸展的结构。亦可作进一步的扭曲成三

碱基互补配对规律保证了遗传信息在传递和遗传过程中的准确性。

3.简要说明松弛环形DNA，解链环形DNA，负超螺旋DNA的结构特点。

答：松弛环形DNA：仅有双螺旋，无扭曲张力。连环数等于扭转数。

解链环形DNA：链中有突环，存在扭曲张力，即突环部分有形成超螺旋的趋势。

负超螺旋DNA：由于双链两端处于固定状态，两条链之间的扭曲引起双链环向右手方向扭曲，形成超螺旋结构致密，体积较小。

4．分别简述原核生物和真核生物基因组的特点。

答：真核生物基因组的特点是：（1）基因组通常比较大，为双螺旋的DNA分子；（2）含有内含子序列；（3）有大量重复序列；（4）表达调控较复杂。

原核生物基因组的特点：（1）除了调节序列和信号序列外，DNA的大部分是蛋白质编码的结构基因，且每个基因在DNA分子中只出现一次或几次；（2）功能相关的基因常串联在一起，并转录在同一mRNA分子中；（3）有基因重叠现象。

5．如果人有1014个细胞，每个细胞的DNA含量为6.4x109bp，则人体DNA的总长度为多少

米？在染色体中，DNA长度是如何被压缩的？

答：1014x 6.4x109x 0.34=2.176x1014m

在染色体中，两条DNA链通过碱基互补配对原则以氢键相互吸引结合形成双链，双链凭借碱基堆积力形成双螺旋结构，再进一步扭曲成三级结构。在形成染色体时，DNA分子和组蛋白以核小体的形式组成念珠状的核小体纤维，核小体纤维盘绕形成的一种中空螺线管, 螺线管纤维相隔一定间距的某些区段被"拉拢"固定在蛋白轴上，再进一步以某种方式盘绕、折叠形成染色体。

7. 简述核酸结构的稳定因素。

答：（1）许多碱基间的氢键的能量是很大的。

（2）双螺旋区相邻的碱基的距离使平面上下分布的电子云可以相互作用,对核酸的结构起重要的作用.

(3)螺旋区外侧的带负电荷的磷酸基在不与正离子结合的状态下有静电斥力.

8．简述核酸变性和复性的过程，列述影响Tm和复性的主要因素。

答:变性的过程:双螺旋区的氢键断裂,空间结构被破坏,形成单链的无规则的线团状态.

复性的过程:变性的核酸的互补链在适当的条件下重新缔合成双螺旋的过程.

影响Tm主要因素:

(1)G-C对的含量G-C含量愈高Tm愈高(2)溶液的离子强度强度愈高Tm愈高(3)高pH值下碱基广泛失去质子而丧失形成氢键的能力(4)变性剂也可以影响

影响复性的主要因素:

（1）单链片断浓度越高,随机碰撞的频率越高,复性速度越快.

（2）较大的单链片断扩散困难,链间错配的几率高,复性较慢.

（3）片断内的重复序列多,则容易形成互补区,因而复性较慢.

9．简述分子杂交及有关应用技术的要点。

答：在退火的条件下，不同来源的DNA互补区形成双链，或DNA单链和RNA链的互补区形成DNA-RNA杂和双链的过程.叫分子杂交.

要点:通常对天然的或人工合成的DNA或RNA片段进行放射性同位素或荧光标记,做成探针.直接用探针与菌落或组织细胞中的核酸杂交,因而未改变核酸的位置,叫原位杂交.将核酸直接点在膜上,在与探针杂交称点杂交,使用狭缝点样器时亦称狭缝印记杂交.主要用于分析基因拷贝数和转录水平的变化,亦可用于检测病原微生物和生物制品中的核酸污染状况.

10．简述酶法测定DNA碱基序列的基本原理。

答：酶法，也称双脱氧末端终止法。这种方法生成相互独立的若干组带放射性标记的寡核苷酸，每组核苷酸都有共同的起点，却随机终止于一种(或多种)特定的残基,形成一系列以某一特定核苷酸为末端的长度，各不相同的寡核苷酸混合物，这些寡核苷酸的长度由这个特定碱基，在待测DNA片段上的位置所决定。然后通过高分辨率的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳，经

放射自显影后,从放射自显影胶片上，直接读出待测DNA上的核苷酸顺序。

第五章酶

1、什么是酶？

答：酶是一类由活细胞产生的，对其特异底物有催化作用的蛋白质或者RNA。酶的催化作用具有专一性和高效性的特点，但酶的催化活力受到底物浓度、温度、PH和激活剂等因素的影响。

2、发现ribozyme的意义。

答：（1）核酶是一类以RNA为化学本质的酶，是生物催化剂。它的发现打破了酶是蛋白质的传统观念。

（2）核酶的发现表明自然界存在多是多样的自我剪切加工方式。

（3）对核酶的深入研究，已经认识到核酶在遗传病，肿瘤和病毒性疾病上的潜力。

（4）核酶的发现，尤其是锤头状核酶，为白血病的基因治疗带来了新的希望。

3、简述目前采用的酶的分类法及其优点?

答:国际酶学委员会曾制定一套完整的酶的分类系统,主要根据酶催化反应的类型，把酶分为六大类，在每一大类酶中，又根据不同的原则分为几个亚类，每个亚类再分为几个亚亚类。最终把酶按顺序排好做成酶表，每一种酶都可以用一个包含4个数字统一的编号来表示，第一个数字表示酶所属的大类，第二个数字表示大类中的某一亚类，第三个数字表示亚类中的某一亚亚类，第四个数字表示这种酶在亚亚类中的顺序号。如乳糖脱氢酶可表示为EC1.1.1.27。优点:一切新发现的酶都能按照这个系统得到适当的编号,而不是破坏原来已有的系统.为不断发现的新酶编号留下了无限的余地。

4、解释酶的活性部位、必需基团及二者关系.

答：活性部位是指酶分子中能够直接，并和酶催化作用直接有关的部位；必需基团指与酶活性有关的基团，可以分为4类，1）接触残基，指参与底物的化学转变的基团2）辅助残基，指对接触残基的功能有促进作用的基团3）结构残基，指不与酶的活性发生直接联系，但可以稳定酶的分子构象，特别是活性中心的构象4）非贡献残基，指对酶的活性没有贡献的残基。

所以活性部位的基团都是必需基团,但是必需基团也可以包括那些活性部位以外的,对维持酶的空间构象必需的基团.酶除了活性部位以外,其它部位不是可有可无的.