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第2单元 核酸的结构与功能
重点提示
本单元2000～2009年约考过l4题，核酸基本组成2题，DNA结构与功能5题，DNA变性与应用2题，RNA结构域功能5题。每年必考，题量2～3题。出题重点集中在DNA的结构与功能，其次是DNA变性，一定要重点掌握。
考点串讲
一、核酸的基本组成单位
(一)核苷酸的分子组成
1.碱基 腺嘌呤(A)、鸟嘌呤、胞嘧啶、(C)、胸腺嘧啶(T)、尿嘧啶(U)。(2003)。
2.戊糖 β-D-2.脱氧核糖，β-D-核糖。
3.核苷(脱氧核苷) 碱基和核糖或脱氧核糖问通过糖苷键结合形成，C-1′为连接位置。
4.核苷酸 核苷与磷酸结合，多数磷酸基团位于第五位碳原子C-5′上。
(二)核酸
1.核酸的一级结构 核苷酸系列，也称碱基系列。
2.磷酸二酯键 四种脱氧核苷酸之间通过该化学键形成多聚脱氧核苷酸为DNA，RNA则为多聚核苷酸链。
3.方向性 3′-OH与5′磷酸基之间形成的3′，5′磷酸二酯键。
4.DNA的书写 从5 ′末端到3′末端。
5.RNA的组成 由核糖组成，不含脱氧核糖;嘧啶为胞嘧啶和尿嘧啶，不含胸腺嘧啶。
6.核糖(脱氧核糖)和磷酸基团 共同构成核酸分子的骨架结构;但遗传信息的携带和传递由碱基排列顺序变化而实现(2002)。
二、DNA的结构与功能
(一)DNA碱基组成规律――Chargaff规则
1.腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)的摩尔数相等，鸟嘌呤(G)的摩尔数与胞嘧啶(C)相等(2000、2003)。
2.不同生物种属的DNA碱基组成不同。
3.同一个体不同组织、器官的DNA具有相同的碱基组成。
(二)DNA的一级结构
由脱氧核糖核苷酸形-的多聚脱氧核糖核苷酸，核苷酸的排列顺序即为其一级结构(2003、2008)。
(三)DNA双螺旋结构
1.反向平行的互补双链结构(2006、2007)。
2.右手螺旋结构的直径2nm，一周包含10对碱基，螺距3.4nm，表面存在大沟和小沟。
3.疏水力和氢键共同维系双螺旋结构的稳定(2006、2007)，横向依靠两条链互补碱基间的氢键维系，纵向靠碱基平面间的疏水性堆积力维持。
(四)DNA高级结构
DNA双螺旋链再盘绕形成超螺旋结构，有正超螺旋结构和负超螺旋结构。
(五)DNA的功能
以基因的形式荷载遗传信息，作为基因复制和转录的模板。
三、DNA变性及其应用
(一)DNA变性和复性的概念
1.DNA的变性 某些理化因素作用下，DNA双链的互补碱基对之间的氢键断裂，使DNA双螺旋结构松散，成为单链的现象称为DNA变性。不涉及一级结构的改变(2007)。
2.解链温度 又称溶解温度(Tm)，DNA分子内50%的双链结构被打开，高低同G、C含量有关。
3.DNA的复性 变性的DNA在适当条件下，两条互补链重新配对，恢复天然的双螺旋构象。
4.退火经由热变性的DNA通过缓慢冷却后复性的过程。
5.核酸的理化性质
(1)为多元酸，较强的酸性。
(2)溶液中可在引力场中下沉。
(3)对紫外线的最大吸收波在260nm附近，并可据此特性行核酸定量分析(2000)。
(二)核酸杂交
DNA变性后的复性过程中，不同种类的DNA单链分子或RNA分子置于同一溶液中，在适宜的条件下，不同的分子间可根据碱基配对的关系形成杂化双链的现象，称为核酸分子杂交。可在不同的DNA分子之间、DNA和RNA分子间或RNA与RNA分子之间形成。
四、RNA结构与功能
(一)mRNA
1.转录核内DNA遗传信息的碱基排列顺序，并携带至细胞质，作为蛋白质细胞内合成的模题。(2005)
2.由氨基酸编码区和非编码区构成;真核生物mRNA含特殊5′-末端的帽和3 ′-末端的多聚A尾结构(2005)。
3.5′-末端的帽结构7-甲基鸟嘌呤-三磷酸鸟苷(m 7GpppN)结构，与帽结合蛋白结合， mRNA的转运、同核蛋白体的结合、与翻译起始子的结合以及mRNA稳定性的维系有重要作用。
4.3 ′-末端的多聚A尾结构由数十个至数百个腺苷酸连接而成，与poly(A)结合蛋白结合，同5′-帽结构一起维系mRNA的功能和结构。
(二)tRNA
1.结构特点
(1)含有除A、G、C、U以外的一些稀有碱基。
(2)存在一些能局部互补配对的区域，形成局部的双链茎环结构或发夹结构，呈三叶草形，DHU环和TΨC环。
(3)3 ′-端为ccA组成的氨基酸接纳茎，为氮基酸的结合部位(2007)。
(4)每个tRNA分子中都有3个碱基与mRNA上编码的相应氨基酸的密码子具有碱基反向互补关系(2000)，称为反密码子。
(5)三级结构为倒L形。
2.功能 蛋白质合成中作为各种氨基酸的载体，将氨基酸转呈给mRNA。
(三)rRNA
1.细胞内含量最多的RNA，与核蛋白体蛋白共同构成核蛋白体(核糖体)。
2.真核生物由大(5S、5.8S、28S及近50种蛋白)、小(18S和30余种蛋白)两个亚基组成。
3.18SrRNA二级结构呈花状。
4.为蛋白合成的场所。
历年经典试题
1.组成多聚核苷酸的骨架成分是(D)
A.碱基与戊糖
B.碱基与磷酸
C.碱基与碱基
D.戊糖与磷酸
E.戊糖与戊糖
2.组成核酸分子的碱基主要有(D)
A.2种
B.3种
C.4种
D.5种
E.6种
3. DNA碱基组成的规律是(C)
A.[A]=[C];[T]=[G]
D.[A]+[T]=[C]+[G]
C.[A]=[T];[C]=[G]
D.([A]+[T])/([C]+[G])=1
E.[A]=[G];[T]=[C]
4.下列有关DNA双螺旋结构的叙述，错误的是(D)
A.DNA双螺旋是核酸二级结构的重要形式
B.DNA双螺旋由两条以脱氧核糖-磷酸作骨架的双链组成
C.DNA双螺旋以右手螺旋的方式围绕同一轴有规律地盘旋
D.两股单链从5′至3′端走向在空间排列相同
E.两碱基之间的氢键是维持双螺旋横向稳定的主要化学键
5.DNA的一级结构是指(E)
A.多聚A结构
B.核小体结构
C.双螺旋结构
D.三叶草结构
E.核苷酸排列顺序
6.DNA变性时，断开的键是(B)
A.磷酸二酯键
B.氢键
C.糖苷键
D.肽键
E.疏水键
7.核酸对紫外线的最大吸收峰是(c)
A.220nm
B.240nm
C.260nm
D.280nm
E.300nm
8.反密码子UAG识别的mRNA上的密码子是(D)
A.GTC
B.ATC
C.AUC
D.CUA
E.CTA
9.下列有关RNA分类、分布及结构的叙述错误的是(C)
A.主要有mRN、tRNA和rRNA三类
B.tRNA分子量比mRNA和rRNA小
C.胞质中只有mRNA
D.rRNA可与蛋白质结合
E.RNA并不全是单链结构
(10～1l题共用备选答案)
A.GPPPmG结构
B.多聚A结构
C.hnRNA
D.假尿嘧啶核苷
E.CCA-OH结构
10.mRNA的5 ′端“帽子”结构是(A)
11.tRNA的3′端结构是(B)
