1、 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：化学组成 分子结构 生物学功能DNA含有 D-2 脱氧核糖含有胞嘧啶、胸腺嘧啶鸟嘌呤、腺嘌呤-双螺旋DNA 中的核苷酸序列决定了生物体的遗传特征RNA含有 D-核糖含有胞嘧啶、尿嘧啶含有嘌呤、腺嘌呤大多数为一条单链在 DNA 的复制、转录翻译中起到一定的调控作用，与细胞内或细胞间的一些物质的运输核定位有关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
2、：（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
3、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 DN
4、A 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 10 个细胞，每个细胞的 DNA 含量为 6.4x10 bp，则人体 DNA 的总长度为多14 9少米？在染色体中，DNA 长度是如何被压缩的？答：10 x 6.4x10 x 0.34=2.176x10 m14914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
5、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。6 列述 RNA 的主要类型及其结构和功能的特点。 类型 结 构 功 能tRNA 二级结构三叶草形三级结构倒 L 形将氨基酸转运到核糖体-mRNA 复合物的相应的位置，用于合蛋白质。rRNA 复杂的多环多臂结构与其他的蛋白质组成核糖体，完成蛋白质的合成。mRNA 分子长度差异很大 进入细胞质指导蛋白质的合成。snRNA 有些具有帽子结构 在翻译水平，抑制基因的表达，DNA 的复制和转录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
6、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
7、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,
8、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
9、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
10、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
11、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.5、试述酶催化的作用机理.答：当酶和底物分子相遇时，酶的活性中心与底物分子通过短程非共价力（如氢键、离子键、疏水键等）的作用，形成 E-S 反应中间物，其结果是使得底物的价键状态发生形变或极化，从而激活底物分子和降低过渡态活化能并引起底物发生反应。6
12、、什么是酶活力?测定酶活力使用注意什么?答：酶的活力就是酶加速其所催化的化学反应的能力. 测定酶的活力本质上就是测定酶促反应的速度，测定酶活力使用注意：(1)测定的反应速度必须是反应初速度.否则不能得到准确的结果.(2)酶反应速度受反应条件的影响, 因此在测定酶活力时,要维持在一套固定的条件下进行 .7、影响酶催化反应的速度的因素有哪些?答：（1）酶浓度对酶作用有影响。在底物足够过量而其他条件固定的条件下，并且反应系统中不含有抑制剂酶活性的物质，及其他不利于酶发挥作用的因素时，酶促反映的速度和酶的浓度成反比。（2 ）底物浓度对酶作用也有影响。在底物浓度较低时，浓度增大速度增加，近乎成正比。底物
13、浓度较高时，浓度增加速度增加不明显。当底物浓度达到一定限度时速度达到一极限值时，底物在增加反应速度几乎不变。(3)pH 对酶的作用也有影响.不同的酶的最使 pH 不是固定的常数,其数值受酶的纯度底物的种类和浓度缓冲液的种类和浓度的影响,因此酶的最适 pH 值只在一定条件下才有意义(4)温度对酶作用的影响. 在低温时温度升高反应速度增加,在温度升到一定限度,酶活性逐渐失去, 反应变慢.(5)激活剂对酶作用的影响. 激活剂能够提高酶活力.(6)抑制剂对酶作用的影响. 一直技能是酶的必需基团霍梅的活性部位中的基团的化学性质改变而降低美的活力甚至丧失活性.(7)酶的别构效应. 酶的别构效应可能激活也可
14、能抑制酶的反映.8、试写出米氏方程并加以讨论。答：v=VS/Km+s 或 Km=S(V/v1) 或 v=V/1+Km/S当SKm 时，v=V。即此时反应速度与底物浓度无关，符合零级反应；当S=Km 时，v=V/2。即米氏常数的涵义是反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度；当SKm 时，v=Vs/Km.即此时反应速度与底物浓度无关，符合一级反应。9、解释下述名词：全酶: 酶蛋白余辅因子单独存在时,均无催化活力, 只有二者结合成完整的分子时才具有活力次完整的酶分子称为全酶.辅酶:通常把与酶蛋白结合比较松的,用透析法可以出去的小分子有机物称为辅酶.辅基:通常把与酶蛋白结合比较紧的,用透析法不易去除的
15、小分子有机物称为辅基.多酶复合物:几个每嵌合而成的复合物称为多酶复合物.多酶体系：指一个代谢过程中几个酶组成了一个反应链体系， 在功能上相互有联系，在结构上也有相互联系，形成复合体 调节酶:催化活性可以被调节的酶称之为调节酶.同工酶:从同一种属或同一个体的不同组织或同一组织,同一细胞中发现有的酶具有不同分子形式但却催化相同的化学反应,这类酶就称为同工酶.抗体酶：指既是抗体又具有催化功能的蛋白质称为“抗体酶” ，又称为“催化性抗体” 。什么称为别构酶？试述其动力学特征及生化功能。答：别构酶是一种活性受到结合在活性部位以外部位的其它分子调节的酶。别构酶反应的初速度对底物浓度作图不服从米氏方程式，不呈直角双曲线，许多别构酶的 v 对S作图常呈 S 形曲线，有些则呈比较坦的曲线。别构酶的生物学功能：1）存在别构效应，通过酶分子本身构象变化来改变酶的活性，可以快速调节酶的活性；2）保证体内一些重要反应稳定连续地进行；3 ）一般是多酶体系反应序列中的关键酶，在代谢中起重要的调节作用。
