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生物化学题库(含答案).
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核酸的化学组成
来源：江西检验医学网 　发布日期：日
核酸的化学组成
作者：佚名
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ICP证: 浙B2-（一）DNA的分布
核酸广泛分布于各类生物细胞中。在真核细胞中，95%～98%的DNA分布于细胞核中，在原核细胞中，DNA存在于细胞质中的核质区。
（二）RNA的分布
RNA主要存在于细胞质中，约占总量的90%，细胞核中也有少量的存在，约占总量的10%。
上述两大类核酸在细胞内的分布状况是与它们的功能相一致的。细胞中的DNA起着贮存和传递遗传信息的作用。细胞质中的RNA在核内接受了DNA的“指令”，到细胞质指导并直接参与蛋白质的合成。
三、核酸的化学组成
核酸的基本结构单位是核苷酸（nucleotide）。
部分水解可产生核苷酸，如经完全水解则产生磷酸、碱基和戊糖。
核酸中的碱基有两类：嘌呤碱（pyrimidine）和嘧啶碱（purine）。它们是含氮的杂环化合物，称为碱基，也称含氮碱。
（一）嘌呤碱
结合教材中嘌呤碱的结构分子式，介绍 DNA和RNA中含有的两种相同的主要嘌呤碱：腺嘌呤和鸟嘌呤，分别用A和G表示。
（二）嘧啶碱
结合教材中嘧啶碱的结构分子式，介绍核酸中的三种嘧啶碱，即胞嘧啶（cytosine）、尿嘧啶（uracil）和胸腺嘧啶（thymine），分别用C、U和T表示。RNA中含有的是胞嘧啶和尿嘧啶，DNA含有胞嘧啶和胸腺嘧啶。
核酸是按其所含戊糖不同而分为两大类的。DNA所含的戊糖是D-2'-脱氧核糖，RNA所含的戊糖是D-核糖。
任何核酸都含有磷酸，参与形成3',5'-磷酸二酯键，使核酸连成多核苷酸链。
核苷（由戊糖和碱基缩合而成，并以N-C糖苷键连接。核苷可以分成核糖核苷与脱氧核糖核苷两大类。
五、核苷酸
核苷中的戊糖羟基被磷酸酯化，就形成核苷酸。核苷酸分成核糖核苷酸与脱氧核糖核苷酸两大类。
生物体内存在的游离核苷酸多是5'-核苷酸。用碱水解RNA时，可得到2'-核糖核苷酸与3'-核糖核苷酸的混合物。
六、细胞中的游离核苷酸及其衍生物
生物体细胞中还有一些以游离形式存在的核苷酸。如腺嘌呤核苷二磷酸（ADP）和腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）。
此外，在生物细胞中，还存在着环化核苷酸，其中研究得最多的是3',5'-环腺苷酸（cAMP）。
脱氧核糖核酸的结构
一、DNA的碱基组成
Chargaff定则：1950年
1．所有DNA中 [A]=[T]； [G]=[C]。因此， [A]+[G]=[C]+[T]。
2．DNA的碱基组成具有种的特异性，即不同生物种的DNA具有自己独特的碱基组成比例（又称不对称率 dissymmetry ratio）。
3. 同一种生物DNA的碱基组成没有组织和器官的特异性。
4. 年龄、营养状况、环境等因素不影响DNA的碱基组成。
二、DNA的一级结构
核酸结构根据一级、二级、三级分级讨论。核酸的一级结构是它的共价结构和核苷酸顺序，是由数量极其庞大的四种脱氧核糖核苷酸，通过3',5'-磷酸二酯键连接起来的直线形或环形多聚体。
多核苷酸的几种缩写法：
由于DNA链是有极性的，书写碱基的顺序是从5'-端到3'-端。
三、DNA的空间结构
DNA分子双螺旋结构模型：
（一）B-DNA的结构
根据Watson和Crick所提出的模型（参见图3-14），B-DNA具有以下特征：
1． 两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕。
2． 嘌呤碱基与嘧啶碱基位于双螺旋的内侧，磷酸与核糖在外侧，彼此通过3',5'-磷酸二酯键相连接，形成DNA分子的骨架。
3． 双螺旋的平均直径为2nm，两个相邻的碱基对之间相距的高度，即碱基堆积距离为0.34nm，两个核苷酸之间的夹角为36°。因此，沿中心轴每旋转一周有10个核苷酸。每一圈的高度（即螺距）为3.4nm。
4．两条核苷酸链依靠彼此碱基之间形成的氢键相连而结合在一起。A与T相配对；G与C相配对，称为碱基互补。
DNA复制、转录、反转录等的分子基础都是碱基互补配对。
对某些重要特性的讨论：
1. DNA分子的长度 ；2. DNA分子结构中的碱基互变异构体；3. DNA分子的稳定性：主要因素是碱基堆积力、范德华引力。
DNA分子的可塑性
（二）A-DNA的结构
DNA是当降低湿度或在水溶液中加入乙醇，可使B-DNA转变为A-DNA。
（三）Z-DNA分子的结构
除了A-DNA和B-DNA以外，自然界中还发现有一种Z-DNA。
四、DNA的三级结构
环状DNA结构进一步扭曲成为更复杂的三级结构。包括线状DNA形成的纽结、超螺旋和多重螺旋以及环状DNA形成的结、超螺旋和连环等多种类型，其中超螺旋是最常见的，所以，DNA的三级结构主要是指双螺旋进一步扭曲形成的超螺旋。超螺旋意味着在螺旋的基础上再螺旋。
DNA超螺旋的性质是可以定量的，这种量化的研究可引用拓扑学知识，以加深对DNA分子构象和功能的了解。
讨论环形DNA的一些重要的拓扑学特性。
介绍连环数（L）、缠绕数（T）、超螺旋周数或扭曲数（W）的概念；介绍L、T、W三者之间的关系为: L=T+W。
3.3核糖核酸
一、RNA的结构
RNA是细胞内核酸的第二种主要类型，它在把DNA中的遗传信息变成功能性蛋白的过程中起中介作用。
组成RNA的核苷酸也是以3',5'-磷酸二酯键彼此连接起来的。
天然RNA只有局部区域为双螺旋结构，称为茎环结构。
二、分别讨论三类主要的RNA分子结构。
（一）tRNA
tRNA的一级结构（tRNA的一级结构有五个特征）。
（第二次课完成以上内容，重点讲授有关DNA一级结构的概念；B-DNA二级结构的概念及特点，维持二级结构的作用力）
课后要求：
①掌握核酸的组成，比较DNA与RNA核苷、核苷酸的区别。
②掌握DNA一级结构的缩写法；描述B-DNA二级结构的特点及维持
结构的稳定因素，简单描述Z-DNA、A-DNA的突出特点。
③分清DNA双螺旋与超螺旋的关系。
④结合习题集，练习有关DNA 结构的习题。
tRNA的二级结构
结合教材的图解，介绍tRNA的二级结构（呈三叶草形）的四个基本特征。
3．tRNA的三级结构
tRNA三级结构的形状象一个倒写的L字母。
（二）mRNA
mRNA是以DNA为模板合成的。mRNA的二级结构也是通过单链自身折叠而形成的茎环结构。
原核生物和真核生物的mRNA的结构有所不同，其特点区别如下：
1. 原核生物的mRNA是多顺反子，真核生物的mRNA是单顺反子（掌握顺反子的概念）。
2. 极大多数真核细胞mRNA在3'-末端有一段长约200个核苷酸的polyA。
3. 真核细胞mRNA 5'-末端还有一个特殊的帽子结构5'-m 7G -5'ppp5'-Nm-3'-P。
（三）rRNA
rRNA是核糖体的组成成分，由一级结构推导出来rRNA的二级结构都已阐明，也是通过单链自身折叠形成的茎环结构，分子越大茎环结构越复杂。
3.4 核酸的理化性质与最常用的研究方法
一、一般物理性质
介绍核酸的溶解度、分子大小、形状及粘度等。
二、核酸的紫外吸收
核酸中由于嘌呤碱和嘧啶碱具有共轭双键，使碱基、核苷、核苷酸和核酸在240~290nm的紫外波段有一强烈的吸收峰，因此核酸具有紫外吸收特性。
介绍核酸的吸光率（absorbance）、比吸光系数的概念。
介绍实验室中如何通过A260/A280判断DNA纯度，以及利用核酸的比吸光系数计
算溶液中核酸的量。
三、核酸的沉降特性
了解溶液中的核酸分子在引力场中沉降现象及应用。
四、核酸的两性解离及凝胶电泳
介绍核酸的两性离子、等电点、电泳的概念。
介绍琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳的影响因素及异同点。
五、核酸的变性、复性
（一）变性
变性作用的概念及变性现象，强调与降解的区别。
介绍引起变性的因素，介绍热变性、增色效应、熔解温度（Tm值）等概念。
了解影响DNA的Tm值大小的因素。
（二）复性