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第二章 核酸

1. 何为核酸？根据所含戊糖不同，核酸可分为哪二类？核糖核酸按其功能不同主要分为哪三类？

答：核酸是由多个核苷酸聚合而成的重要生物大分子。一类所含戊糖为脱氧核糖，称为脱氧核糖核酸DNA，另一类所含戊糖为核糖，称为核糖核酸RNA。 转移RNA（tRNA)，约占RNA总量的15%；信使RNA(mRNA)，约占总量的5%; 核糖体RNA(rRNA)，约占总量的80%。

2. 两大类核酸在细胞中的分布如何？

答：原核细胞内，DNA集中在核质区，RNA分散在细胞质。

3. 遗传信息的载体及储存形式各是什么？ 答：DNA是遗传信息的载体。

染色体DNA分子中的脱氧核苷酸顺序（即碱基顺序）是遗传信息的贮存形式

4. 核酸的基本组成成分是什么？基本单位呢？

答：碱基（嘌呤碱和嘧啶碱）、戊糖（核糖和脱氧核糖）和磷酸是核酸的基本组成成分。碱基与戊糖组成核苷，核苷再与磷酸组成核苷酸，核苷酸是核酸的基本结构单位。

核酸是一种多聚核苷酸

5. DNA和RNA的基本化学组成有何异同？ 答：RNA： D-核糖， A、G、C、U碱基 DNA： D-2-脱氧核糖， A、G、C、T碱基 均含有磷酸

6. 核苷酸的水解产物是什么（核苷酸由什么组成？）核苷水解产物是什么（核苷由什么组成？）常见碱基有哪几种？

答：核苷酸由磷酸与核苷组成。核苷由碱基和戊糖组成。

核苷是由脱氧核糖或核糖与嘌呤碱或嘧啶碱通过β-构型C-N糖苷键连接而成的糖苷。

常见的碱基有：尿嘧啶（U）、胞嘧啶(C)、 胸腺嘧啶(T)、腺嘌呤(A)、鸟嘌呤 (G)

7. 形成核苷时，戊糖的哪位碳与碱基的哪位N相连接？RNA、DNA各由哪四种核苷酸组成？

答：脱氧核糖或核糖的C1与嘌呤碱的N9连接，（C1`-N9糖苷键），与嘧啶碱的N1连接（C1`-N1糖苷键）。

例外，在假尿苷中，糖苷键是C1`-C5糖苷键。

在DNA中，脱氧核糖与四种主要碱基形成

四种主要的脱氧核糖核苷（脱氧核苷）：dA dG dC dT 在RNA中，核糖与四种主要碱基形成四种 主要的核糖核苷（核苷）：A、G、C、U

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8. 细胞内的核苷三磷酸主要有什么作用？

答：细胞内的核苷三磷酸都是高能磷酸化合物，在生化反应中作为能量和磷酸基团的供体（以ATP为最重要），它们也是合成核酸和其它有机物的原料。（糖、磷脂、蛋白、嘌呤 ）

9. 何谓DNA的一级结构？DNA中各脱氧核糖核苷酸之间的连接键是什么？DNA的一级结构有哪三种表示法？

答：DNA的一级结构是指DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序。 DNA中各脱氧核苷酸之间的连接键是3`，5`磷酸二酯键。

结构式表示法 ：把所有的元件和部件及其连接方式都用结构式表示出来。 线条式表示法 ：用单字母A、T、C、G等表示碱基，，竖线表示脱氧核糖，竖线下端为5`位，中间为3`位，P表示磷酸基团，斜线表示3`，5`-磷酸二酯键。 字母式表示法 ：用单字母A、T、C、G等表示脱氧核苷，P表示磷酸基团，核苷左侧为5`位，右侧为3`位。

如果只表示一条链，可不注明末端，习惯上以左端为5`端，右端为3`端。

10. 何谓DNA的二级结构？其基本特征是什么？试述B型DNA的二级结构特征。 答：DNA的二级结构是指DNA的双螺旋结构 B型DNA的二级结构特：① 双螺旋是反平行双链右手螺旋。② 双螺旋的外侧是两条由脱氧核糖-磷酸构成的主链，双螺旋的内部是配对的碱基。（还应加上旋转的角度和上升距离，碱基的平面与纵轴的关系等）③ 双螺旋的碱基按G对C，A对T的规则配对，G与C之间形成三个氢键，A与T之间形成两个氢键。④ 双螺旋表面形成大小两种凹槽。⑤ 双螺旋的两条链是互补关系。

11. DNA双螺旋稳定的因素有哪几种，哪种更重要？核酸中碱基配对的原则是什么？在DNA中，嘌呤碱的总量等于嘧啶碱吗？在RNA中呢？

答：使双螺旋结构稳定的因素（作用力）主要有两种： 碱基配对氢键和碱基堆积力。碱基堆积力是维持双螺旋结构稳定性的最主要因素。

除上述2种主要因素外，还有DNA双螺旋中两条主链上的磷酸基团与阳离子之间形成的离子键也有助于双螺旋结构的稳定。 双螺旋的碱基按G对C，A对T的规则配对

所有DNA分子中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量相等，鸟嘌呤与胞嘧啶的数量相等。因此，嘌呤碱基的总量等于嘧啶碱基的总量。在许多RNA分子中，存在如G-U的碱基对。

12. 何谓RNA的茎、环？tRNA的一级结构有何特征？二级结构呢？有哪四茎四环?tＲＮＡ三级结构的共同特征是什么？稳定倒Ｌ型结构的两个因素是什么？ 答：RNA不像DNA那样整个分子形成有规则的双螺旋，但可通过自身折叠按A与U，G与C配对形成局部的双螺旋（称为茎），不配对的呈单链状，或突环（称为环）。茎环结构是各种RNA的共同的二级结构特征。

tRNA的一级结构：指tRNA分子中核苷酸的排列顺序

tRNA的二级结构：指tRNA单链通过自身折叠形成一种形状象三叶草的茎环结构，称为三叶草结构

四茎四环：氨基酸接受茎、D茎、反密码子茎、TψC茎。

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D环、反密码子环、 TψC环、额外环。

倒L型结构是tRNA三级结构的共同特征。氢键和碱基堆积力是稳定倒L型结构的主要因素。

12. 原核生物和真核生物的mRNA在结构上有哪些主要区别？

答：①原核生物的mRNA是多顺反子的，真核生物的mRNA是单顺反子的。真核生物mRNA都是单顺反子的。②原核mRNA5`端无帽子结构，真核mRNA5`端有一段帽子结构。③原核mRNA3`端无polyA,真核mRNA 3`端有polyA

13. DNA的紫外吸收高峰与蛋白质的有何不同？

答：DNA钠盐的紫外吸收曲线，在260nm处有吸收高峰。蛋白质的紫外吸收高峰在280nm

14. 何谓DNA的变性、降解、增色效应、复性、减色效应、Tm？ ①变性：天然核酸在某些物理的或化学的因素作用下， 有规则的双螺旋结构解开，转变为单链的无规则的线团，使核酸的某些光学性质和流体力学性质发生改变，有时部分或全部生物活性丧失，这种现象称为变性。

②降解：核酸在酸、碱或酶的作用下，发生共价键断裂，多核苷酸链被打断，分子量变小，这种过程称为降解。

③增色反应：DNA变性后，由于双螺旋解体，碱基堆积已不存在，藏于螺旋内部的碱基暴露出来，使得变性后的DNA的A260比变性前明显增加，这种现象称为增色效应。

④复性：变性DNA的两条互补单链，在适当条件下重新缔合形成双螺旋结构，其物理性质和生物活性随之恢复。

⑤Tm：通常把DNA的变性达到50%，即增色效应达到一半时的温度称为该DNA的解链温度（Tm)。

⑥减色效应：当变性的呈单链状态的DNA，经复性又重新形成双螺旋结构时， 其溶液的A260值则减小，最多可减小到变性前的A260值，这种现象称为减色效应。

15. .DNA的Tm与碱基种类有何关系（G+C、A+T）?

答：G-C碱基对的百分率越高，Tm值越大。Tm值随溶液中盐浓度的增加而增大。

16. DNA与RNA在碱性条件下的降解有何不同？

答：RNA在稀碱条件下很容易水解生成2 `-核苷酸和3`核苷酸。在上述同样的稀碱条件下，DNA是稳定的，因DNA中的脱氧核糖没有2`-OH，不能形成2`，3`-环核苷酸。

第三章、蛋白质

1.一般蛋白质中氮素的含量是多少？

答：大多数蛋白质的含氮量较恒定，平均16%，即1g氮相当于6.25g蛋白质。所以，可以根据生物样品中的含氮量来计算蛋白质的大概含量。6.25称为蛋白质系数。

2.参与蛋白质组成的常见的aa有哪几种？它们的三个字母简写符号是什么？

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答：丙氨酸Ala、缬氨酸Val、亮氨酸Leu、异亮氨酸Ile、脯氨酸Pro、苯丙氨酸Phe、色氨酸Trp、甲硫氨酸（蛋氨酸）Met、甘氨酸Gly、丝氨酸Ser、苏氨酸Thr、半胱氨酸Cys、酪氨酸Tyr、天冬酰胺Asn、谷氨酰胺Gln、天冬氨酸Asp、谷氨酸Glu、赖氨酸Lys、精氨酸Arg、组氨酸His

3.a-氨基酸的结构通式是什么？它们是L型还是D型？哪个为亚氨基酸？哪些是答：手性分子（有不对称碳原子）？哪个是非手性分子？

除脯氨酸外为亚氨基酸外，其余均为a-氨基酸，从天然蛋白质水解得到的氨基酸都属于L型，除甘氨酸无手性碳原子，无旋光性，其余均有。

4.根据R基团的极性可将常见蛋白质aa分为哪四大类？四大类各有哪些aa？ 答：非极性R基团氨基酸：丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、甲硫氨酸（蛋氨酸）

极性不带电荷R基团氨基酸：甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺

R基团带负电荷氨基酸、（酸性AA）：天冬氨酸、谷氨酸

R基团带正电荷氨基酸（碱性AA）：赖氨酸、精氨酸、组氨酸

5.aa在水溶液或晶体状态中以什么形式存在？aa的PI与它们的PK关系如何？ 答：氨基酸在水溶液和结晶态都是以两性离子形式存在。

氨基酸的等电点等于该氨基酸的两性离子状态两侧的基团pK`值之和的1/2。

6.在PH等于、小于、大于PI时，aa的带电情况如何？电泳情况如何？ 答：低于等电点的pH溶液 ：AA带正电 （正离子）游向负极 高于等电点的pH溶液 ：AA带负电 （负离子） 游向正极 溶液pH离pI越远，AA所带的净电荷越多。

7.哪些aa有紫外吸收能力，最大的吸收峰在哪？ 答：参与蛋白质组成的20种氨基酸在可见光区都没有光吸收，但在远紫外区（＜200nm)均有光吸收，在近紫外光区域（220-300nm)，只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力。因为它们的R基含有苯环共轭双键系统。蛋白质的紫外光最大吸收在280nm

8.aa与茚三酮反应生成什么颜色的化合物？

答：在微酸条件下，氨基酸与茚三酮一起加热，氨基酸被茚三酮氧化成醛，CO2和NH3，生成的还原茚三酮再和另一分子茚三酮及NH3作用生成蓝紫色化合物。

9.何谓肽、肽键、N-末端、C-末端？

肽：一个氨基酸的a-羧基与另一个氨基酸的a-氨基脱水缩合所形成的化合物。 肽键：氨基酸之间脱水后形成的酰胺键

N-末端：在多肽的一个端含有一个游离的a-氨基，称为氨基端或N-末端 C-末端：在另一个端含有一个游离的a-羧基，称为羧基端或C-末端。

10.何谓蛋白质的一级结构？

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指蛋白质肽链中氨基酸的排练顺序，包括二硫键的位置。

12.何谓酰胺平面？何谓蛋白质的二级结构？主要有哪几种？什么是a-螺旋，β-折叠？β-转角、无规卷曲？

答：⑴肽平面（酰胺平面）：由于肽键的部分双键性质，不能自由旋转，使肽键两端相关原子保持在一个刚性平面上。 ⑵蛋白质的二级结构：指多肽链主链本身通过氢键沿一定方向盘绕、折叠而形成的构象。

⑶天然蛋白质一般都含有a-螺旋、β-折叠、β-转角、自由卷曲（无规卷曲） a-螺旋：(1)肽链中的肽平面绕Ca相继旋转一定角度所形成的右手螺旋。螺旋中每3.6个氨基酸残基上升一圈，（每螺圈内有13个原子，） 每圈间距0.54nm,即每个氨基酸残基沿螺旋中心轴上升0.15nm, 沿轴旋转100°。相邻螺圈之间形成链内氢键。 (2)螺旋体中所有??螺旋体相当稳定。 ⑷?-折叠：是由两条或多条几乎完全伸展的肽链或肽段平行排列，通过氢键交联而形成的锯齿状片层结构。这种结构靠相邻两条肽链间或一条肽链内的两个肽段间的=C=O和 =N-H形成氢键来稳定。

⑸β-转角：也叫做β-回折, 其特点是肽链回折180°,使得AA残基的 C=O与第四个AA残基的>N-H形成氢键。

⑹无规卷曲：在球状蛋白分子中，除α-螺旋、β-折叠和β-转角外，还存在着一些没有确定规律的盘曲，这种构象称无规卷曲。

13.a-螺旋结构主要特征是什么？

答：a. 肽链中的肽平面绕Ca相继旋转一定角度形成螺旋并盘绕前进。每隔3.6个氨基酸残基,螺旋上升一圈; 每圈间距0.54nm,即每个氨基酸残基沿螺旋中心轴上升0.15nm,螺旋上升时,每个氨基酸残基沿轴旋转100°。

b. 螺旋体中所有氨基酸残基侧链都伸向外侧,链中的全部 C=O和 N-H几乎都平行于螺旋轴,每个氨基酸残基的 N-H与前面第四个氨基酸残基的 C=O形成H键,肽链上所有的肽键都参与了氢键的形成,因此a-螺旋相当稳定。

14.何谓蛋白质的三级结构？

答：蛋白质的三级结构(Tertiary Structure)是指在二级结构、超二级结构和结构域的基础上，主链构象和铡链构象相互作用，进一步盘曲折叠形成特定的球状分子结构 。

15.极性aa，非极性aa在蛋白质球状分子中的分布如何？

答：具有极性侧链基团的氨基酸残基几乎全部分布在分子表面，而非极性残基则被埋于分子内部，不与水接触。

16.多肽中极性aa的含量对多肽的溶解度有何影响？

答：分子表面的极性基团正好与水分子结合，使肌红蛋白有良好的可溶性。

17.何谓蛋白质的四级结构？

答：由两条或两条以上具有三级结构的多肽链通过非共价键聚合而成有特定三维结构的蛋白质构象。