【文章內(nèi)容簡介】 加 D．共價(jià)鍵斷裂 8． mRNA的特點(diǎn)有： A．分子大小不均一 B．有 3′ 多聚腺苷酸尾 C．有編碼區(qū) D．有 5′C CA結(jié)構(gòu) 9．影響 Tm值的因素有： A．一定條件下核酸分子越長， Tm 值越大 B． DNA中 G， C對含量高，則 Tm值高 C．溶液離子強(qiáng)度高，則 Tm 值高 D． DNA中 A， T含量高，則 Tm值高 10．真核生物 DNA的高級結(jié)構(gòu)包括有： A．核小體 B．環(huán)狀 DNA C．染色質(zhì)纖維 D． α 螺旋 三、填空題 1．核酸完全的水解產(chǎn)物是 ________、 _________和 ________。其中 ________又可分為 ________堿和 __________堿。 2．體內(nèi)的嘌呤主要有 ________和 ________；嘧啶堿主要有 _________、 ________和__________。某些 RNA 分子中還含有微量的其它堿基，稱為 _________。 3．嘌呤環(huán)上的第 ________位氮原子與戊糖的第 ________位碳原子相連形成 ________鍵，通過這種鍵相連而成的化合物叫 _________。 4．體內(nèi)兩種主要的環(huán)核苷酸是 _________和 _________。 5．寫出下列核苷酸符號的中文名稱： ATP__________dCDP________。 6． RNA的二級結(jié)構(gòu)大多數(shù)是以單股 _________的形式存在，但也可局部盤曲形成 ___________結(jié)構(gòu)，典型的 tRNA結(jié)構(gòu)是 _________結(jié)構(gòu)。 7． tRNA的三葉草型結(jié)構(gòu)中有 ________環(huán)， ________環(huán)， ________環(huán)及 ________環(huán)，還有________臂 。 8． tRNA的三葉草型結(jié)構(gòu)中，其中氨基酸臂的功能是 _________，反密碼環(huán)的功能是___________。 參考答案 一、單項(xiàng)選擇題 1． A 2． D 3． A 4． E 5． B 6． C 7． A 8． D 9． B 10． D 二、多項(xiàng)選擇題 1． ABC 2． ABC 3． AC 4． BD 5． ABCD 6． DE 7． AB 8． ABC 9． ABC 10． AC 三、填空題 1．磷酸 含氮堿 戊糖 含氮堿 嘌呤 嘧啶 2．腺嘌呤 鳥嘌呤 胞嘧啶 尿嘧啶 胸腺嘧啶 稀有堿基 3． 9 1 糖苷鍵 嘌呤核苷 4． cAMP cGMP 5．三磷酸腺苷 脫氧二磷酸胞苷 6．多核苷酸鏈 雙螺旋 三葉草 7．二氫尿嘧啶 反密碼 TφC 額外 氨基酸臂 8．與氨基酸結(jié)合 辨認(rèn)密碼子 四、問答題 1. 在中性 pH 下， ApgpUpC 應(yīng)帶什么電荷？為什么？其凈電荷數(shù)是多少？ 解答：在中性 pH 條件下， ApgpUpC 應(yīng)帶負(fù)電荷。因?yàn)榈谝涣姿峄诖?pH 條件下完全解離而帶負(fù)電荷，其凈電荷數(shù)為 3。 2．比較蛋白質(zhì) α螺旋 和 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)中的氫鍵，包括它在穩(wěn)定這兩種結(jié)構(gòu)中的作用。 解答：在蛋白質(zhì)多肽鏈的 α螺旋中，多肽主鏈上的第 n 個殘基的羧基氧與沿螺旋指向的第 n+4 個殘基的酰胺基的氫之間形成氫鍵，這些氫鍵大體上與螺旋軸平行。殘基的側(cè)鏈從主鏈中生出，不出現(xiàn)在螺旋之內(nèi)，不參與螺旋內(nèi)的氫鍵形成。在 DNA 的雙螺旋中，氫鍵的形成不涉及糖 磷酸骨架，氫鍵是在兩個反向平行的多核苷酸的堿基對之間形成的，每個堿基對可形成兩個或三個氫鍵。氫鍵大體上與螺旋軸垂直。 3 一段由 1000bp 構(gòu)成的雙股 DNA，它含有 58%（ G+C）。該 DNA 胸腺嘧啶 殘基含量是多少？ 解答：由于該 DNA 含有 58%（ G+C），它應(yīng)含有 48%（ A+T）。根據(jù)堿基配對規(guī)則，每一個 A 都與相反鏈上的 T 的數(shù)目相等。因此， T 的含量是 21%，或者含有 210 個 T。 4. 順序互補(bǔ)性是什么意思？ 解答：順序互補(bǔ)性是指 DNA 一條鏈上的堿基順序與另一條鏈上的堿基順序兩者形成互補(bǔ)堿基對的能力。 5. DNA 結(jié)構(gòu)有幾種形式？ 解答：目前已知的 DNA 結(jié)構(gòu)形式有四種，其中主要的是 B 型 DNA。純化狀態(tài)的或者體內(nèi) DNA 主要是以這種形式存在。其他形式有 A 型、 C 型以及 Z 型 DNA。 A 型和 C 型是DNA 處在不同相對 濕度下所成的纖維形式。 ZDNA 是與 BDNA 很不相同的一種雙螺旋結(jié)構(gòu)，它是左手螺旋而不是右手螺旋，它的糖 磷酸骨架呈 Z 型，故稱 ZDNA。它的重復(fù)單位是二核苷酸，是由每條鏈上連續(xù)交錯出現(xiàn) d（ GC） n所形成的。 6 如果共價(jià)閉合的環(huán)狀 DNA 分子的兩條鏈在某一部位分開（解鏈），那么該分子的其余部分因如什么類型的超螺旋？ 解答：該分子保留雙螺旋的部分會旋轉(zhuǎn)過度。因此，額外的右手螺旋會引入這一部分，導(dǎo)致這部分產(chǎn)生正的超螺旋。 7. 人的單倍體基因組含有 109bp，你從母親那里繼承了多少個核小體？ 解答： 核小體由蛋白質(zhì)和 200bp 的 DNA 組成。由于你的一半染色體是從你母親那里繼承來的，因此，卵母細(xì)胞應(yīng)含有（ 109） 1核小體 /200bp=8 106核小體。 8. 有兩個 DNA 片段，它們由 1000 bp 組成。一個片段含有 22%A，另一個片段含有 28%。在同樣的條件下比較兩者的解鏈溫度。 解答：解鏈溫度 DNA的堿基組成有關(guān)。 G與 C含量高的 DNA的解鏈溫度高。含 22%A的 DNA片段具有較高的 G 與 C 的含量，因此含 22%A 的 DNA 的片段比含 28%A 的 DNA 片段的解鏈溫度高。 9. 從不同類型的生物體內(nèi)分離 的 tRNA絕大多數(shù)都有相同或相似的二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)。為什么 tRNA會有這種相同的結(jié)構(gòu)特征？ tRNA的這種共同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是怎樣與它的功能需要相匹配的？ 解答：很顯然， tRNA 的這種共同結(jié)構(gòu)特征是在漫長的進(jìn)化過程匯總保留下來的，是它們的功能所需。分析比較各種不同的 tRNA的結(jié)構(gòu)后，發(fā)現(xiàn)約有 15 個堿基的位置總是不變的，大約 8 個殘基的位置是半不變的。這些不變和半不變的堿基大多出現(xiàn)在突環(huán)中。維持 tRNA倒 L型的三級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的所謂三級氫鍵大多是這些不變和半不變 的堿基的貢獻(xiàn)。這就表明，這些不變和半不變的堿基為不同的 tRNA具有相同或相似的空間構(gòu)象提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。 不同的 tRNA都有相同或相似的結(jié)構(gòu)是與它們作為氨基酸載體的功能需要一致的：因?yàn)樗鼈儽仨毮芘c結(jié)合在同一核糖體相互作用，兩分子的 tRNA 必須同時(shí)結(jié)合在相互鄰近的密碼子上。雖然它們在結(jié)構(gòu)上的微小差別（局部堿基順序的不同）能為不同的氨酰 tRNA合成酶提供后可識別的標(biāo)志，但它們共同的 pCCAOH 結(jié)構(gòu)保證不同的氨基酸能結(jié)合在不同的tRNA3′端相同的位置上。 10. 試比較細(xì)菌 DNA 的非重復(fù)順序與真核生物 DNA非重復(fù)順序的復(fù)性速度。解釋你的回答。 解答：由于細(xì)菌基因組比真核生物基因組小，來自細(xì)菌 DNA 的非重復(fù)順序?qū)⒁员容^高的濃度存在。由于復(fù)性是雙分子反應(yīng)，因此當(dāng)反應(yīng)物以較高的濃度存在時(shí)，服刑的速度就比較快。由此可見，細(xì)菌的 DNA 的非重復(fù)順序比真核生物 DNA非重復(fù)順序的復(fù)性速度快。 11. 雖然大多數(shù) RAN分子是單股的，但是它們對作用于雙股 RNA的核苷酸酶的降解也是敏感的。為什么？ 解答：雖然大多數(shù) RNA 分子是單股的，但它們可通過自身的回折，在那些可以形成氫鍵的部位形成局部的雙螺旋區(qū)。在這種雙螺旋區(qū)內(nèi)，堿基配對的規(guī)則是 A 與 U、 G 與 C。由于存在局部的雙 螺旋結(jié)構(gòu)。因此，對專一于雙股的核糖核苷酸酶的降解是敏感的。 13. 解釋為什么 RNase 不能催化 DNA的水解？解答： DNA缺乏 RNase 催化所必需的 2′ OH，因?yàn)樵撁复呋瘯r(shí)需要 2′ OH參與形成一個 2′， 3′ 環(huán)狀墳塋中間物。 第七章 脂質(zhì)和生物膜 一、問答題 1. 構(gòu)成生物膜的化學(xué)成分有那些？ 解答：化學(xué)分析表明，所有的生物膜幾乎都是由蛋白質(zhì)（包括酶）和脂類（主要是磷脂）兩大類物質(zhì)組成，此外，還含有糖（糖蛋白及糖脂）、微量的核酸、無機(jī)元素等。 在各種生物膜中，蛋白與脂類含量的比例大體上有三種情況： 在神經(jīng)髓鞘膜中，脂類含量高，約占 79％，蛋白質(zhì)含量低，約占 18％；在線粒體的內(nèi)膜和細(xì)菌的質(zhì)膜上，則相反，蛋白質(zhì)含量高，約占 75，脂類含量低，約占 25％；在其他一些膜中，蛋白質(zhì)與脂類含量差不多，約占 50％。 2. 為什么說生物膜具有不對稱性和流動性？什么是“流動鑲嵌”模型？ 解答： 20 世紀(jì) 60 年代以后，由于新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，對生物膜結(jié)構(gòu)有了更深的了解，認(rèn)為生物膜的結(jié)構(gòu)是不對稱的，并且具有流動性。 不對稱主要表現(xiàn)在兩個方面，一是膜蛋白分布不對稱，二是膜脂分布不對稱。膜上蛋白質(zhì)有數(shù)十種，通常占膜重 50％以上， 研究證明，蛋白質(zhì)分子在膜上分布是不均一的，在膜的某些區(qū)域內(nèi)，外側(cè)分布比較多，內(nèi)側(cè)少；而在另一些區(qū)域內(nèi)，則外側(cè)分布少，內(nèi)側(cè)分布多。有的部位蛋白質(zhì)分子分布很密集，有的部位則很稀疏，像呼吸鏈酶系和光合鏈酶系，就是有序地密集于膜的一定部位中。有的蛋白質(zhì)如糖蛋白，多分布在膜的外側(cè)，糖鏈伸出膜外，造成膜兩側(cè)蛋白質(zhì)分布極不均一現(xiàn)象。 膜脂分布也是不對稱的，例如在紅細(xì)胞膜的脂質(zhì)雙層中，外層含神經(jīng)鞘磷脂和卵磷脂較多而內(nèi)層則含腦磷脂和絲氨酸磷脂較多。 膜的流動性：膜的流動性決定于磷脂分子的性質(zhì)或者說決定于不飽和脂肪酸的含量。不飽和脂肪酸在常溫下處于液態(tài)，使膜蛋白和膜脂分子均有可能發(fā)生流動。鑲嵌在脂質(zhì)雙分子層中的蛋白質(zhì)分子，可作側(cè)向擴(kuò)散和旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散運(yùn)動，即沿著雙分子層的平面移動，據(jù)推算，蛋白質(zhì)分子每分鐘可移動數(shù)微米。磷脂分子也可以發(fā)生擴(kuò)散運(yùn)動和圍繞與膜平面相垂直的軸左右擺動及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。磷脂分子較蛋白質(zhì)分子小，因此移動速度較蛋白質(zhì)分子快。有人計(jì)算，翻轉(zhuǎn)運(yùn)動速度比側(cè)向運(yùn)動的速度要慢 10 億倍，幾乎不能進(jìn)行翻轉(zhuǎn)運(yùn)動。 所謂生物膜的“流動鑲嵌”模型，是 1972 年美國 和 根據(jù)膜的不對稱性和流動性提出來。 它的中心意思是指“在膜的流動的脂雙分子層中，鑲嵌著各種球形膜蛋白質(zhì)，膜蛋白質(zhì)的分布是不均勻和不對稱的，膜蛋白和膜脂分子是可以沿平面?zhèn)认蜻\(yùn)動的”。 3. 生物膜有哪些重要的功能？ 解答：生物膜的功能主要有以下幾個方面： （ 1）能量的轉(zhuǎn)換：如光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能（光合作用），化學(xué)能轉(zhuǎn)換為光能（熒光蟲發(fā)光），化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽婗犽娖鞴偕姡?，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能（氧化磷酸化作用）等，都和生物膜有直接關(guān)系。 （ 2）物質(zhì)運(yùn)輸：細(xì)細(xì)胞與外界環(huán)境之間的物質(zhì)交換，經(jīng)常和不斷進(jìn)行的，生物膜是物質(zhì)交換的必經(jīng)之地。生物膜對物質(zhì)的進(jìn) 出細(xì)胞，有高度的選擇性，這主要是由于膜上存在有各種專一的物質(zhì)運(yùn)送載體。酶系及通道的緣故。生物膜運(yùn)送進(jìn)出細(xì)胞有兩種方式：一是主動 運(yùn)輸 。即物質(zhì)逆著濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞，這種運(yùn)輸需要能量，大多數(shù)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞都屬于主動運(yùn)輸方式；另一種是被動運(yùn)輸，物質(zhì)從高濃度一側(cè)通過膜向低濃度一側(cè)擴(kuò)散，它的運(yùn)輸速度取決于兩側(cè)的濃度差大小、物質(zhì)分子大小和電荷的性質(zhì)。生物膜還有 內(nèi)吞作用 （即吞噬作用和胞飲作用），可將外界物質(zhì)轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)。生物膜也有 外 排 作用 ，將細(xì)胞內(nèi)的殘?jiān)鼜U物排出胞外。 （ 3）信息傳遞：細(xì)胞膜不僅把細(xì)胞與周圍環(huán)境隔開，而且是細(xì)胞 間、細(xì)胞與環(huán)境間接受和傳遞信息的部位。細(xì)胞質(zhì)膜上存在有多種專一的受體，以接受激素和藥物等的作用信息，并將信息傳遞到細(xì)胞內(nèi)部。 （ 4）物質(zhì)的合成與分解：在真核生物的粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上可以合成蛋白質(zhì)，在細(xì)菌的質(zhì)膜上可以合成核酸，在許多生物細(xì)胞質(zhì)膜的外表面，都附著有多種水解酶類，可以分解各種大小物質(zhì)分子。 （ 5）識別功能：細(xì)胞之間和細(xì)胞與外源物質(zhì)之間，通過準(zhǔn)確的識別、判斷、并作出相應(yīng)的應(yīng)答，是生物膜的重要功能之一。 4. 什么是 Na+、 K+ATP 酶？有什么生理功能？ 解答：有實(shí)驗(yàn)說明，小麥葉片及鞘細(xì)胞中的 K+含量 比土壤中高 300 多倍時(shí)，小麥仍然能從土壤中吸收 K+，這是逆濃度陡度主動吸收的現(xiàn)象。執(zhí)行此功能的體系稱為 K+、 Na+－離子泵，它利用水解 ATP 獲取能量，推動 K+吸收和 Na+的排出，因此又叫 Na+、 K+－ ATP 泵或 Na+、 K+ATP 酶。該酶是由 2 個α亞基及 2 個β亞基組成的四聚體，是一種跨膜蛋白，α亞基面向細(xì)胞質(zhì)的一端由 Na+和 ATP 的結(jié)合位點(diǎn)，另一端有 K+結(jié)合位點(diǎn)。β亞基是一個糖蛋白，功能尚不清楚。該酶作用機(jī)制可用構(gòu)象改變假說解釋，當(dāng)膜內(nèi)有 Na+存在時(shí)， ATP末端的磷酸基與 ATP 酶的α亞基上的天冬酰銨殘基結(jié)合 ，磷酸化引起 ATP 酶構(gòu)象變化，酶被激活，把 Na+泵出膜外，隨后，膜外 K+又引起 ATP 酶脫磷酸，酶恢復(fù)到原來的構(gòu)象，同時(shí)把 K+運(yùn)入膜內(nèi)，由于酶不斷地工作，使 Na+、 K+不斷的泵出膜和泵入膜。據(jù)研究每消耗 1分子 ATP，可向膜外泵出 3 個 Na+，向膜內(nèi)泵入 2 個 K+。 5. 什么是協(xié)同運(yùn)送？ 解答：葡萄糖的主動運(yùn)送過膜不是由 ATP 水解來提供能量，而