生物化学学习指导(上)

1、生物化学学习指导蛋白质化学要点解答： 1组成蛋白质的常见氨基酸有多少种?根据其R基团的极性如何分类? 组成蛋白质的常见氨基酸有20种，根据这20种氨基酸侧链R基团的极性可将它们分为四大类：(1)具有非极性或疏水的R基团的氨基酸。这类氨基酸在水中的溶解度比极性R基团氨基酸小。(2)具有极性但不带电荷的R基团的氨基酸。它们比非极性氨基酸易溶于水，所含的R基团中的不解离的极性基能与水形成氢键。 (3)R基团带负电荷的氨基酸。这是一类酸性氨基酸，包括天冬氨酸和谷氨酸，这两种氨基酸都含有第二个羧基，在pH值7.0时具有净负电荷。 (4)R基团带正电荷的氨基酸。这是一类碱性氨基酸，包括赖氨酸、精氨酸和组氨

2、酸。这三种氨基酸在pH值7.0时带净正电荷。其中赖氨酸R基团带有正电荷的氨基；精氨酸带有正电荷的胍基；组氨酸带有弱碱性的咪唑基。 2何谓氨基酸的等电点(pI)，它是怎样计算的？ 氨基酸分子是两性电解质，氨基酸在溶液中的带电状况随溶液的pH值变化而变化。实验证明，氨基酸在水溶液或晶体状态时都是以两性离子形式存在的。 以两性离子形式存在的氨基酸，在一定酸碱条件下，可以发生解离，而表现出不同的带电形式。当加入酸时，COO可以接受质子，氨基酸带净正电荷。当加入碱时，NH3释放质子，氨基酸带净负电荷。在某一特定pH的溶液中，氨基酸以两性离子形式存在，所带的正负电荷总数相等，净电荷为零，在电场中它既不向正

3、极移动也不向负极移动，此时氨基酸溶液的pH值称为氨基酸的等电点，以pI表示。氨基酸的pI值相当于该氨基酸的两性离子状态两侧的基团pK值之和的一半。对于含有三个可解离基团的氨基酸，可通过依次写出其从酸性至碱性的解离方程，找到两性离子两侧pK值，然后取两性离子两侧基团的pK平均值，即可得其pI值。3什么是肽单位?肽单位有什么特点？ 多肽链是由许多氨基酸通过肽键彼此连接而成的，多肽链主链骨架的重复单位，即CCONHC称为肽单位，多肽链实际上是由许多肽单位通过碳原子互相连接而成的。 肽单位的结构特点： (1)肽键中的CN键的键长为0.132nm，比大多数其他化合物的CN单键(0.149nm)短，比CN

4、双键(0.127nm)长，因此肽键具有部分双键的性质，不能自由旋转。 (2)肽单位是刚性平面结构，即肽单位的6个原子包括肽键的4个原子和与之相连的两个-碳原子，都位于同一个刚性的平面上，因此又称肽平面或酰胺平面。 (3)绝大多数肽单位中，CO与NH或两个-碳原子为反式构型，因为反式构型比顺式构型稳定。 (4)肽单位平面结构有一定的键长和键角。 4什么是构型和构象？ 构型是指在立体异构体中不对称碳原子上相连的各原予或取代基团的空间排布。任何一个不对称碳原子相连的四个不同原子和基团，只可能有两种不同的空间排布，即两种构型：D-和L-型。改变构型应有共价键的断裂。构象是指通过单键旋转使分子中的原子或

5、基团形成不同的空间排列，这种构象的改变不涉及共价键的破裂。 5什么是蛋白质的二级结构？包括几种类型？各有什么特点? 蛋白质的二级结构是指蛋白质多肽链主链骨架的盘绕和折叠方式。天然蛋白质的二级结构主要有四种基本类型：-螺旋、-折叠、-转角和无规则卷曲。 (1)-螺旋：-螺旋结构是Pauling和Corey在1951年提出来的。纤维状蛋白和球状蛋白中均存在-螺旋结构，它是蛋白质中最常见、最典型的二级结构类型。-螺旋结构的特点是： 肽链主链像螺旋状盘曲，每隔3.6个氨基酸残基沿中心轴螺旋上升一圈，螺距为0.54nm，即每个氨基酸残基沿中心轴旋转100，沿轴上升0.15nm，螺旋的直径约为0.5nm。

6、 -螺旋中氨基酸残基的侧链伸向外侧。相邻的螺圈之间形成链内氢键，氢键的取向几乎与中心轴平行。从N-末端出发，氢键是由每个氨基酸残基的CO与前面第4个氨基酸的N-H之间形成的。-螺旋的稳定靠氢键维持。 -螺旋有左手螺旋和右手螺旋两种，但天然蛋白质的-螺旋，绝大多数都是右手螺旋，右手螺旋比左手螺旋稳定。 (2)-折叠结构：这种结构也是在1951年由Pauling等人首先提出的，它是蛋白质中第二种最常见的二级结构，-折叠是由几乎伸展的多肽链侧向聚集在一起，相邻肽链的主链之间靠氢键连结而形成的锯齿状片层结构。-折叠结构的特点是：肽链按层排列，主链呈锯齿状。相邻肽链主链上的NH和CO之间形成氢键，-折叠

7、靠氢键维持其结构的稳定性。 相邻肽链走向可以平行，也可以反平行。肽链的N端在同侧为平行式，在不同侧为反平行式，从能量角度考虑，反平行式更为稳定。 肽链中氨基酸残基的R侧链交替分布在片层的上下。 在纤维状蛋白质中，-折叠可以在不同肽链之间形成，而球状蛋白质中的-折叠既可以在不同肽链之间形成，也可以在同一肽链的不同肽段之间形成。 (3)-转角：是在球状蛋白质中存在的一种二级结构。-转角是由多肽链上4个连续的氦基酸残基组成，主链骨架以180回折，其中第一个氨基酸残基的CO与第四个氨基酸残基的NH之间形成氢键，是一种不很稳定的环形结构。由于-转角结构，可使多肽链走向发生改变，目前发现的-转角多数都处在

8、球状蛋白质分子的表面，在这里改变多肽链的方向阻力比较小。(4)无规则卷曲：是球状蛋白分子中存在的一种没有确定规律的盘曲。无规则卷曲有利于多肽链形成灵活的、具有特异生物学活性的球状构象。 6蛋白质的三级结构和四级结构各有何特点?蛋白质的三级结构是指多肽链在二级结构、超二级结构和结构域的基础上进一步盘绕、折叠形成的、紧密地借各种次级键维持的球状分子构象。其特点是：(1)具有三级结构的蛋白质一般都是球蛋白，整个分子排列紧密，内部有时只能容纳几十个水分子或者空腔更小。 (2)亲水性氨基酸侧链多分布在球蛋白分子的表面，从而使球蛋白分子可溶于水。 (3)疏水性氨基酸侧链多埋藏在分子内部，形成疏水核心。 (

9、4)维持蛋白质分子三级结构的主要作用力有离子键、氢键、疏水键、范德华力和二硫键等。 蛋白质的四级结构是指具有三级结构的多肽链通过次级键彼此缔合形成的聚集体。其中每个具有三级结构的多肽链称为亚基。亚基般只有一条多肽链，但有的亚基由两条或多条肽链组成，这样的亚基中的链间以二硫键相连。 由少数亚基聚合而成的蛋白质称为寡聚蛋白，有几十个甚至上千个亚基聚合而成的蛋白质称为多聚蛋白，无四级结构的蛋白质如溶菌酶、肌红蛋白等称为单体蛋白。维持蛋白质四级结构的作用力与维持三级结构的力是相同的。四级结构的形成使蛋白质结构更加复杂，以便执行更为复杂的功能。 7稳定蛋白质构象的作用力有哪些? 蛋白质肽链之所以能维持其

10、特定的构象，主要依赖于其分子主链和侧链上许多极性、非极性基团之间相互作用所形成的化学键。 (1)氢键：氢键是由一个极性很强的X-H基上的氢原子，与另一个电负性强的原子Y(如O、N、F等)相互作用形成的一种吸引力，本质上仍属于弱的静电吸引作用。在蛋白质多肽链之间或链内均能形成氢键。氢键对于维持蛋白质二、三、四级结构，保持蛋白质的稳定性起着重要作用。 (2)离子键：是正负离子之间的静电相互作用。蛋白质分子中可解离的侧链基团，如羧基、氨基、胍基、咪唑基等，均可形成离子键。 (3)疏水键：是指蛋白质分子中疏水性氨基酸(如缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸等)侧链避开水相而相互聚集的作用。主要存在于蛋白

11、质分子的内部，对蛋白质构象的形成和稳定均起着主要作用。 (4)范德华力：一般指范德华引力，狭义的范德华力是指在非极性分子或非极性基闭的瞬时偶极间的相互作用。虽然范德华力是很弱的力，但在蛋白质分子中由于它的数量较大，且具有加和性，所以是一种不可忽视的作用力。氢键、离子键、疏水键和范德华力都属于非共价键，统称为次级键。此外，蛋白质分子中还常含有二硫键，它是共价键，在维持蛋白质构象方面也起着重要作用。 8蛋白质的结构与功能之间的关系如何？ 各种蛋白质都有其特定的生物学功能，这些功能是与蛋白质分子的特定结构密切相关的。 (1)一级结构与功能的关系： 一级结构的变异与分子病：分子病是指某种蛋白质分子级结

12、构的氨基酸排列顺序与正常有所不同的遗传病。如镰刀状细胞贫血病就是一种分子病。病人的血红蛋白分子与正常人相比，在574个氨基酸中只有一个氨基酸是不同的，即链的第六位氨基酸由正常的谷氨酸变成了缬氨酸。由于谷氨酸的侧链是带负电荷的羧基，缬氨酸的侧链是不带电荷的疏水基，因此这种改变显著降低了血红蛋白的溶解度，使患者的血红蛋白分子容易聚集成纤维状，导致红细胞收缩变形成镰刀状，输氧能力下降，细胞脆弱易溶血而引起贫血。 同源蛋白质的一级结构差异与生物进化：同源蛋白质是指在不同生物体中行使相同功能或相似功能的蛋白质，如真核生物线粒体中的细胞色素c。比较各种不同生物的细胞色素c的一缎结构，发现亲缘关系越近的，其

13、结构越相似。根据不同生物细胞色素c在一级结构上差异的程度，就可以判定这些生物在亲缘关系上的远近，从而为生物进化的研究提供有价值的依据。 (2)蛋白质构象与功能的关系：蛋白质的变构现象：有些蛋白质在表现其生物功能时，构象必须发生一定的变化。例如血红蛋白未与O2结合时处于紧密型状态，与氧的亲和力很低。 一旦O2与血红蛋白分子中的一个亚基结合，即引起该亚基构象发生变化，并相继传达到其余三个亚基使所有亚基血红素铁原子的位置都变得适宜与O2结合，因此血红蛋白与O2结合的速度大大加快。可见血红蛋白与氧结合时构象的变化与其运输氧气的功能是密切相关的。 9稳定蛋白质胶体溶液的因素有哪些？蛋白质的分子大小在11

14、00nm之间，属于胶体质点的范围，是一种亲水胶体，与一般的胶体系统一样具有布朗运动、丁道尔现象、不透过半透膜、具有吸附能力等性质。稳定蛋白质胶体系统的因素主要有两个，一是因为蛋白质分子表面有许多极性基团，如-NH3、-COO、-OH、-SH等，能与水分子起水化作用，使蛋白质分子表面形成水膜。水膜的存在使蛋白质颗粒互相隔开，不会相互碰撞凝集而沉淀。另一因素是因为蛋白质分子表面的可解离基团，在非等电点状态时，都带有同性电荷，同性电荷互相排斥，使蛋白质颗粒不致聚集而产生沉淀。 10使蛋白质发生沉淀的因素有哪些? 蛋白质在溶液中的稳定是有条件的、相对的，如果条件发生改变，破坏了蛋白质溶液的稳定性，蛋白

15、质就会从溶液中沉淀出来。沉淀蛋白质的方法通常有以下几种： (1)等电点沉淀：蛋白质和氨基酸一样是两性电解质，在酸性环境中蛋白质各碱性基团能接受H而使蛋白质带正电荷，在碱性环境中其酸性基团能释放H，与环境中的OH结合成水，使蛋白质带负电荷。当溶液达到某一pH值时，蛋白质所带的正负电荷相等，即净电荷为零，在电场中既不向正极也不向负极移动，这时溶液的pH值即为该蛋白质的等电点(pI)。改变蛋白质溶液的pH值达到蛋白质的pI，可以使蛋白质分子携带的净电荷为零，蛋白质分子之间失去静电斥力，相互凝集而沉淀。 (2)盐析：向蛋白质溶液中加入大量的中性盐，使蛋白质分子脱去水化层而聚集沉淀的现象，称为盐析。盐析

16、一般不引起蛋白质变性，当除去盐后又可溶解。 (3)有机溶剂沉淀法：向蛋白质溶液中加入一定量的极性有机溶剂(甲醇、乙醇或丙酮等)，使蛋白质分子脱去水化层和降低介电常数而增加带电质点的相互作用，从而聚集沉淀。在室温下，有机溶剂不仅引起蛋白质沉淀，而且伴随着变性。若在低温下，边加边搅，变性将减轻。 (4)重金属盐沉淀法：当溶液pHpI时，蛋白质分子带负电荷，易与重金属离子(Hg2+、Pb2、Cu2+、Ag+)等结合形成不溶性盐而沉淀。误服重金属的病人可口服牛奶、豆浆、蛋清等蛋白质进行解救，就是因为它能和重金属离子形成不溶性盐，然后再服用催吐剂排除体外。 (5)生物碱试剂和某些酸类物质沉淀法：生物碱试

17、剂是指能引起生物碱沉淀的一类试剂，如苹果酸、苦味酸(2，4，6-三硝基酚)、钨酸、KI等，某些酸类是指三氯乙酸、磺基水杨酸等。当pHLeuLys bLeuAlaLys cLysAlaLeu dLysLeuAla22下列关于二硫键的叙述，错误的是( ) a二硫键是两条肽链或同一肽链的两个半胱氨酸残基之间氧化后形成的 b二硫键对稳定蛋白质的构象起重要作用 c二硫键对于所有蛋白质四级结构都是必需的 d. 二硫键为某些蛋白质一级结构所必需23下列化合物中不能与茚三酮反应的是( ) a多肽 b氨气 c-氨基酸 d-氨基酸 24下列变化中，不是蛋白质变性引起的是( ) a氢键断裂 b亚基解离 c生物活性丧

18、失 d分子量变小25每个蛋白质分子必定具有的结构是( ) a-螺旋 b-折叠 c三级结构 d四级结构26在pH值8时进行电泳，哪种蛋白质移向负极( ) a血红蛋白(pI707) b鱼精蛋白(pI1220) c. 清蛋白(pI464) d. -球蛋白(pI512)27下列因素中，不影响-螺旋形成的是( ) a. 碱性氨基酸相近排列 b酸性氨基酸相近排列 c脯氨酸的存在 d丙氨酸的存在三、是非题 1. 氨基酸在水溶液中或晶体状态时都是以两性离子形式存在。 2组成蛋白质的20种氨基酸都具有一个不对称-碳原子，所以都具有旋光性。 3. 必需氨基酸是人体需要的氨基酸非必需氨基酸是人体不需要的氨基酸。 4

19、一氨基一羧基的氨基酸其pI为中性，因为-COOH和-NH2解离度相同。 5活性多肽都是由L-氨基酸通过肽键连接而成的化合物。 6溶液的pH可以影响蛋白质的等电点。 7构型的改变必须有共价键的破坏。 8. 蛋白质的一级结构中氨基酸的连接是由个氨基酸的氨基与下一个氨基酸的羧基脱水形成肽键而相连。 9具有四级结构的蛋白质依靠肽键维持结构的稳定性。 10蛋白质的变性是蛋白质分子立体结构的破坏，因此常涉及肽键的断裂。 11用强酸、强碱变性后的蛋白质不沉淀。 12胰岛素分子链与链的交联靠氢键。 13多肽链在形成-螺旋后，其肽主链上除脯氨酸外所有的羰基氧与氨基氢都参与了链内氢键的形成，因此构象相当稳定。 1

20、4双缩脲反应是肽和蛋白质特有的反应，因此二肽也有双缩脲反应。 16自然界的蛋白质和多肽类物质都是由L-氨基酸组成的。 17所有蛋白质都有酶活性。 18变性蛋白质易形成沉淀，而沉淀蛋白质都发生了变性。四、名词解释 1氨基酸残基 3氨基酸的等电点 4肽键 5寡肽 6多肽 7N-末端 8C-末端 9肽单位 10酰胺平面 12构象 13构型 14蛋白质一级结构 15蛋白质二级结构 16蛋白质三级结构 17蛋白质四级结构 18-螺旋 19-折叠 20-转角 21无规则卷曲 24亚基 25寡聚蛋白质 26单体蛋白质 27分子病 28蛋白质的变性作用 29蛋白质的复性 30盐溶 31盐析 32透析 33简单

21、蛋白质 34结合蛋白质 五、计算题 1巳知Ala、Lys和Glu的pK值：氨基酸pK1(-COOH)pK2(-NH3+)pK3(R)Ala2.349.69Lys2.188.9510.53Glu2.199.674.25 问：(1)这三种氨基酸的等电点分别是多少?(2)这三种氨基酸在pH值7的电场中各向哪个方向移动? 参考答案 一、填空题 120种、组氨酸、精氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸、甘氨酸 2298 3负极 4黄、蓝紫 5艾德曼(Edman)、苯异硫氰酸、苯氨基硫甲酰氨基酸、乙内酰苯硫脲衍生物(PTH-氨基酸) 61氟2，4二硝基苯、氨基、黄、DNP-氨基酸 7 16，

22、6.258电荷、水膜 9酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸 1060.8、141.8 11. 沉降法、凝胶过滤法、SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法、沉降法 12零、小 131氟2，4二硝基苯、天冬酰胺、丝氨酸、还原型谷胱甘肽 14，螺旋、折叠、转角、自由卷曲，氢键 15血红蛋白、一级结构16氢键、疏水键、离子键、范德华力、二硫键，疏水键，疏水键 17Sanger、DNFB 18非极性、极性 19肌红蛋白、x射线衍射 20四、四、血红素、CO2、H 21cab 二、选择题1a 2d 9b 4c 5d 6b 7c 8a 9b 10a 11b 12d 13c 14b 15b 16b 17c 18c 19a 20b

23、21d 22c 23d 24 d 25c 26b 27d 三、是非题1对 2错 3错 4错 5，错 6错 7对 8错 9错 10错 11对 12错 13对 14错 15错 16错 17错 18错 四、名词解释 1氨基酸残基：肽链中的氨基酸分子由于参加肽键的形成已不完整，因此每一个氨基酸单位称为氨基酸残基。 3. 氨基酸的等电点：在某一特定pH的溶液中，氨基酸以两性离子形式存在，所带的正负电荷总数相等，净电荷为零，在电场中它既不向正极移动也不向负极移动，此时氨基酸溶液的pH值称为氨基酸的筹电点，以pI表示。 4肽键：一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基脱去一个水分子缩合而形成的共价键(-CO-N

24、H-)。 5寡肽：由十个以下氨基酸残基所形成的肽称为寡肽。 6多肽：超过十个氨基酸残基所形成的肽称为多肽。 7. N-末端：在一条多肽链链的一端通常含行一个游离-氨基，称为肽链的氨基端或N-末端。 8C-末端：一条多肽链主链的一端含有一个游离-羧基，称为肽链的羧基端或C-末端。 9肽单位：多肽链是由许多氨基酸残基通过肽键彼此连接而成的。多肽链主链骨架的重复单位就是肽单位，它是由肽键的4个原子和与之相连的两个碳原子组成的基团。 10酰胺平面：由于肽键具有部分双键性质，不能自由旋转，肽键中的四个原子和它相邻的两个-碳原于处于同一平面上，其中H和O原子处于NC键两侧呈反式，此平面结构叫酰胺平面。 1

25、2构象：当单键旋转时，分子中的原子或基团旋转所产生的不同空间排列。这种空间排列的改变不涉及共价键的断裂和形成。 13构型：指立体异构体中，取代原子或基团在空间的取向。一个碳原子和四个不同的基团相连时，只可能有两种不同的空间排列，这两种不同的空间排列，称为不同的构型。构型的改变要有共价键的断裂和形成。 14蛋白质级结构：蛋白质的一级结构是指蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，包括二硫键的位置。 15蛋白质二级结构：蛋白质的二级结构是指蛋白质多肽链骨架的折叠和盘绕方式。天然蛋白质的二级结构主要有四种基本类型：螺旋、折叠和转角和无规则卷曲。 16蛋白质三级结构：多肽链在二级结构、超二级结构乃至结构域的基础

26、上进一步折叠、卷曲形成借各种次级键维持的复杂的球状分子构象，称为三级结构。 17蛋白质四级结构：具有三级结构的多肽链通过非共价键彼此缔合在一起形成的聚集体称为蛋白质的四级结构。 18-螺旋：是蛋白质二级结构的主要类型之一。-螺旋结构的主要特点是：肽链主链像螺旋状盘曲，每隔36个氨基酸残基沿中心轴螺旋上升一圈，每上升 一圈相当于向上平移0.54nm。-螺旋中，从N末端出发，每个氨基酸残基的C=O与后面第4个氨基酸的NH之间形成氢键。天然蛋白质的-螺旋，绝大多数都是右手螺旋。 19 -折叠：是蛋白质中一种常见的二级结构。它是由几乎伸展的多肽链侧向聚集在一起，相邻两条肽链间或一条肽链的两个肽段间主链

27、上的NH和C=O之间形成氢键连结而形成的锯齿状片层结构。相邻肽链走向可以平行，也可以反平行。 20，-转角：是在球状蛋白质中存在的一种二级结构。-转角是由多肽链上4个连续的氨基酸残基组成主链骨架以180回折，其中第一个氨基酸残基的cO与第四个氨基酸残基的NH之间形成氢键，是一种不很稳定的环形结构。 21无规则卷曲：是球状蛋白分子中存在的种没有确定规律的盘曲。有利于多肽链形成灵活的、具有特异生物学活性的球状构象。 24亚基：形成蛋白质四级结构的聚集单位，所以又称亚单位。它是由一条肽链组成，也可以通过二硫键把几条肽链连接在一起组成。血红蛋白就是由4个亚基组成。 25寡聚蛋白质：由两个或两个以上的亚

28、基组成的蛋白质统称为寡聚蛋白。 26单体蛋白质：仅有一个亚基组成并因此无四级结构的蛋白质称为单体蛋白。 27分子病：是一种遗传性疾病。它是指由于DNA分子上结构基因的突变，而合成了失去正常生理活性的异常蛋白质，或者是缺失某种蛋白质，从而影响了机体正常功能而产生的疾病叫分子病。镰刀状细胞贫血就是一种典型的分子病。 28蛋白质的变性作用：天然蛋白质分子由于受到物理或化学因素的影响使次级键断裂，引起天然构象的改变，导致其生物活性的丧失及一些理化性质的改变，但末引起肽键的断裂，这种现象称为蛋白质的变性作用。 29蛋白质的复性：当引起蛋白质变性的各种物理或化学因素除去后，变性蛋白质又可重新回复到原有的天

29、然构象，这一现象称为蛋白质的复性。 30盐溶：向蛋白质溶液中加入低浓度的中性盐使蛋白质的溶解性增加，这种现象称盐溶。 31盐析：向蛋白质溶液中加入大量的中性盐时，可使蛋白质脱去水化层而聚集沉淀，这种现象称为盐析。 32透析：利用胶体对半透膜的选择透性，可将蛋白质溶液内低分子量的杂质与蛋白质分离开，因而得到较纯净的蛋白质。这种以半透膜提纯蛋白质的方法称透析法。 33简单蛋白质：仅由氨基酸组成，不含其他成分的蛋白质。 34结合蛋白质：蛋白质中除氨基酸残基外，还含有非氨基酸成分如有机小分子和金属离子。五、计算题1Ala 602；Lys 9.74；Glu 3.22；其中Ala、Glu向正极移动，Lys

30、向负极移动。 核酸化学 要点解答1什么是核酸?它的组成及分类如何？ 核酸是一类重要的生物大分子，是由数量巨大的单核苷酸聚合而成的长链，它的基本结构单位是核苷酸。 核酸可分为两大类：DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)，这主要是根据它们结构中所含的戊糖的不同来分的。除戊糖不同外，这两类核酸的碱基也有差别。它们的具体组成是：DNA由A、T、C、G四种碱基及磷酸、-D-2-脱氧核糖组成；RNA由A、U、C、G四种碱基及磷酸、-D-核糖组成。 RNA主要有三类： (1)核糖体RNA(rRNA)，约占总RNA的80 ，它是构成核糖体的成分之一。在原核生物中，rRNA有三种，即5SrRNA、16S

31、rRNA、23SrRNA；在真核生物中，rRNA有四种，即5SrRNA、5.8SrRNA、18SrRNA、28SrRNA。 (2)转移RNA(tRNA)，约占总RNA的15，分子量较小，般只有7090bp。它的主要功能是在蛋白质合成中转运氨基酸。细胞内tRNA种类很多，据估计有60120种： (3)信使RNA(mRNA)，约占总RNA的3，代谢活跃，寿命较短。它的主要作用是作为蛋白质合成的直接模板。DNA的分子量大小不一。根据DNA分子结构，可将DNA分为双链DNA和单链DNA；根据DNA的分子形状，DNA分子可分为线型DNA和环型DNA。2为什么可以用紫外吸收法测定核酸含量？ 核酸分子上含有

32、嘌吟碱基和嘧啶碱基，嘌呤环和嘧啶环具有共轭双键，它能强烈吸收250-290nm波长的紫外光，最大吸收值在260nm左右。利用核酸这一特性，可以测定溶液中核酸的浓度。先测定260nm和280nm的吸光值，然后计算OD260/OD280的比值，DNA的比值为18，RNA的比值为20，说明提取的DNA或RNA质量较好：分光光度法的换算公式如下：1OD260双链DNA 50g/ml1OD260单链DNA=37g/ml1OD260单链RNA=40g/ml3DNA与RNA的区别?(1)组成：组成DNA的四种碱基是A、T、C、G，核糖是-D-2-脱氧核糖；组成RNA的四种碱基是A、U、C、G，核糖是-D-核

33、糖。 (2)结构：DNA多是双链(也有单链)，其结构单位为脱氧核糖核苷酸。DNA典型的二级结构为双螺旋结构。组成DNA的两条链反向平行，通过碱基互补配对(AT、GC)形成双螺旋，有AT、GC的定量关系。DNA分子在双螺旋的基础上还可以形成超螺旋等更高级的结构。 RNA分子是单链的，其结构单位为核糖核苷酸。RNA的二级结构是典型的平衡可逆结构，即其单链在空间自身卷曲接触的过程中，能通过A-U、G-C配对的链段形成部分小双螺旋区，不能配对的非螺旋区呈不规则的单链形式存在，RNA分子中AU、GC。RNA主要有三种，tRNA分子有典型的倒“L”型三级结构，其他知之甚少。 (3)数量和长度：DNA分子较

34、长，但数量较少；RNA分子一般比较短，但RNA数量很多。 (4)稳定性：DNA比RNA要稳定。4DNA双螺旋结构模型的要点有哪些？ 1953年Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构模型，该模型的要点是： (1)DNA分子是由两条方向相反的平行多核苷酸链构成的，一条链的5末端与另一条链的3末端相对。两条链的糖-磷酸主链都是右手螺旋，有一共同的螺旋轴，螺旋表面有一条大沟和一条小沟。 (2)两条链上的碱基均在主链内侧，一条链上的A一定与另一条链上的T配对，G一定与C配对。 (3)成对碱基大致处于同一平面，该平面与螺旋轴基本垂直。相邻碱基对平面间的距离为0.34nm，双螺旋每旋转一周有10对碱

35、基，螺旋直径为2nm。 大多数天然DNA属双链结构DNA，某些病毒如174和M13的DNA是单链分子DNA。5维持DNA双螺旋结构的作用力有哪些？DNA双螺旋结构是很稳定的，维持这种稳定的结构存在以下三种力： (1)碱基堆积力：这是维持DNA双螺旋结构的主要作用力。DNA分子的碱基都是由芳香环构成的，具有很强的疏水性质。碱基的有规律的堆积，使碱基之间发生缔合形成了碱基堆积力，这种力是由芳香族碱基的电子之间的相互作用而产生的。由于碱基层层堆积，在DNA分子内部形成了一个疏水核心区，也有助于氢键的形成。 (2)氢键：在DNA分子中，两条走向相反的互补链可以形成大量的氢键，G-C之间三对氢键，A-T

36、之间两对氢键。氢键的强度虽比共价键弱，但比范德华力大，由于氢键多，所以氢键也是维持DNA双螺旋结构的重要作用力。(3)离子键：使DNA分子稳定的第三种力是磷酸残基上的负电荷与介质中阳离子之间形成的离子键。在生理pH条件下DNA带有大量的负电荷，吸引着各种阳离子，形成离子键，消除了自身各个部位之间因负电荷而产生的斥力，增加了DNA分子的稳定性。6tRNA分子的结构有哪些共同的特点? 不同的tRNA分子所含核苷酸的数目有所不同，一般在70-90bp，但各种tRNA(个别除外)均具有类似的二、三级结构，其二级结构为三叶草结构，主要特点有： (1)tRNA分子一般由4臂4环组成。 (2)3端有共同的C

37、CAOH结构，该羟基可与该RNA所携带的氨基酸形成共价键。 (3)反密码环上有反密码子(一般位于第34、35、36碱基，能与mRNA相互作用，其中反密码子的5端碱基与密码子的3端配对时具有一定的摇摆性。 (4)tRNA分子上含有数目不等的修饰碱基。7什么是Tm值，Tm值大小与哪些因素有关? 加热DNA的稀盐溶液，达到一定温度后，260nm的吸光值骤然增加，表明两链开始分开，吸光度增加约40后，变化趋于平坦，说明两链已完全分开。这表明DNA变性是个骤变过程，类似结晶的溶解。因此，将260nm波长下吸光值的增加量达最大增量一半时的温度值称DNA的溶解温度(Tm)。 影响Tm值的因素： (1)G-C对含量：G-C对含3对氢键，AT对含2对氢键，故G-C对相对含量愈高，Tm亦高，经验公式为：(G+C)(Tm69.3)x2.44。（2)溶液的离子强度：离子强度较低的介质中，Tm较低。（3)溶液的pH值：高pH下碱基广泛去质子而丧失形成氢键的能力，大于113时，DNA完全变性。pH值低于5O，DNA易脱嘌呤。(4)变性剂：甲酰胺、尿素、甲醛等可破坏氢键，妨碍碱基堆积，使Tm下降。8什么是DNA变性？变性后DNA理化性质