4.2　课后习题详解

1名词解释

DNA熔点　DNA变性　分子杂交　减色效应　核苷　复性　超螺旋

答：（1）DNA熔点又称解链温度，用T_m表示，是指DNA熔解温度的中点，即DNA分子变性50%时的温度。DNA的熔点一般为70～85℃，其分子中G、C含量越高，熔点越高。

（2）DNA变性是指是指在一些物理因素或化学因素作用下，核酸中双螺旋区的氢键断裂，双螺旋解开，变成无规线团而导致理化性质及生物学性质发生改变的现象。核酸的变性并不涉及磷酸二酯键的断裂（降解），它的一级结构（碱基顺序）保持不变。

（3）分子杂交是指热变性的DNA单链在复性时不一定与同源DNA互补链形成双螺旋结构，它也可以与某些区域有互补序列的异源DNA单链形成双螺旋结构的现象。

（4）减色效应是指在双螺旋结构中，碱基层层堆积，并包在螺旋内部，碱基之间的π电子相互作用，其260nm紫外吸收会降低的现象。

（5）核苷是指由戊糖和碱基缩合而成，并以糖苷键相连接的有机化合物。糖环上的C₁与嘧碱的N₁或嘌呤碱的N₉相连接，其连接的键为糖苷键。

（6）复性是指在DNA两条解离的互补链在变性条件去除后可重新配对，恢复原来的双螺旋结构的现象。

（7）超螺旋又称超卷曲，是指环状DNA分子的双螺旋多转几圈后产生额外张力使DNA内部的原子位置重排，DNA发生扭曲的现象。

2核酸分为哪几类？比较它们在化学组成上的异同点。

答：（1）核酸的分类

核酸分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。

（2）DNA与RNA在化学组成上的异同点

表4-6　DNA与RNA在化学组成上的异同点

3描述Watson-Crick DNA模型。

答：Watson-Crick DNA模型为DNA双螺旋结构，即B-DNA模型，其描述如下：

（1）两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴盘绕成右手双螺旋。一条方向是5′→3′方向，另一条是3′→5′方向。

（2）嘌呤碱和嘧啶碱位于双螺旋的内侧，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）碱基平面与纵轴垂直，糖环的平面与纵轴平行。沿螺旋中心轴方向看去，双螺旋结构上有两个凹槽，一条较宽深，称为大沟；另一条较浅小，称为小沟。这些沟对DNA和蛋白质的相互识别具有重要作用。

（4）双螺旋的平均直径为2nm，螺距为3.4nm，相邻碱基距离为0.34nm，相邻碱基的夹角为36°。因此沿中心轴每旋转一周有10个碱基对，每旋转一周的高度（即螺距）为3.4nm。

（5）两条多核苷酸链由碱基对之间的氢键相连，且总是A＝T，G≡C。

4核苷酸分子是如何组成的？组成核酸的核苷酸有哪些？

答：（1）核苷酸分子的组成方式

①嘧啶和嘌呤分别衍生形成嘧啶碱和嘌呤碱。嘧啶碱包括胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶；嘌呤碱包括腺嘌呤和鸟嘌呤。

②戊糖与碱基缩合，并以糖苷键连接形成核苷。戊糖包括D-2-脱氧核糖和D-核糖，形成的核苷有腺嘌呤核苷、鸟嘌呤核苷、胞嘧啶核苷、尿嘧啶核苷、腺嘌呤脱氧核苷、鸟嘌呤脱氧核苷、胞嘧啶脱氧核苷和胸腺嘧啶脱氧核苷。

③核苷中的戊糖羟基经磷酸化形成核苷酸。

（2）组成核酸的核苷酸种类

①核糖核苷酸：腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸。

②脱氧核糖核苷酸：腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸、胞嘧啶脱氧核糖核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。

5比较DNA和RNA之间的化学性质和生物学性质的异同。

答：（1）DNA和RNA之间的化学性质和生物学性质的相同点

①DNA与RNA都能溶于水，不溶于乙醇、氯仿等有机溶剂。

②DNA与RNA都是两性电解质。

③DNA与RNA均可发生分子杂交。

（2）DNA和RNA之间的化学性质和生物学性质的不同点

①使DNA从其水溶液中析出的乙醇浓度为50%；使RNA从其水溶液中析出的乙醇浓度为75%。

②DNA的磷酸二酯键在温和碱性条件下是稳定的；RNA的磷酸二酯键在温和碱性条件下是不稳定的。

③DNA分子长，为双螺旋结构，相对分子量大；RNA分子短，只有局部双螺旋结构，相对分子量小。

④DNA黏度大；RNA黏度小。

⑤DNA为双链；RNA一般为单链。

⑥DNA是主要遗传物质，是遗传信息的载体；RNA主要负责遗传信息的传递，在蛋白质合成中承担各种作用。

6什么是核酸的变性？变性因素有哪些？

答：（1）核酸的变性的定义

核酸的变性是指在一些物理因素或化学因素作用下，核酸中双螺旋区的氢键断裂，双螺旋解开，变成无规线团而导致理化性质及生物学性质发生改变的现象。核酸的变性并不涉及磷酸二酯键的断裂（降解），它的一级结构（碱基顺序）保持不变。

（2）引起核酸变性的因素

引起核酸变性的因素有加热、强酸、强碱、有机溶剂（如乙醇、丙酮）、一般变性剂（如脲、盐酸胍、水杨酸）和各种射线等。