生物化学学习题库及答案-3

       第4单元 核酸

（一）名词解释

1.增色效应(hyperchromic effect)；  2. 分子杂交（molecular hybridization）；  3. 聚合酶链式反应（PCR）； 4. DNA的变性与复性（denaturation and renaturation of DNA）； 5. Tm； 6. 内含子与外显子

（二）填充题

1.核酸分子中糖环与碱基之间为       型的       键，核苷与核苷之间通过       键连接成多聚体。

2.DNA变性后，紫外吸收       ，粘度       ，浮力密度       ，生物活性      。

3.DNA双螺旋直径为         nm，每隔        nm上升一圈，相当于         个碱基对。

4.Z-DNA为        手螺旋。

5.hn-RNA是真核生物       的前体。

6.用Sanger的链末端终止法测定DNA一级结构时，链终止剂是       。

7.维系DNA双螺旋结构稳定的力主要有        和        。

8.在碱性条件下，       核酸比       核酸更容易降解，其原因是因为        核酸的每个核苷酸上        的缘故。

（三）选择题（在备选答案中选出1个或多个正确答案）

1.有关核酸的杂交

A.DNA变性的方法常用加热和碱变性    

B.相同来源的核酸才能通过变性而杂交

C.不同来源的核酸复性时，若全部或部分碱基互补就可以杂交

D.杂交可以发生在DNA与DNA之间，RNA与DNA，RNA与RNA之间

E.把待测DNA标记成探针进行杂交

2.DNA的复性速度与以下哪些有关
A.温度    B.分子内的重复序列     C.pH     D.变性DNA的起始浓度     E.以上全部

3.某DNA分子中腺嘌呤的含量为15%，则胞嘧啶的含量应为

A．15%     B．30%     C．40%     D．35%     E．70%

4.DNA变性是指

A．分子中磷酸二酯键断裂        B．多核苷酸链解聚   

C．DNA分子由超螺旋→双螺旋    D．互补碱基之间氢键断裂  

    E．DNA分子中碱基丢失

5.寡聚dT-纤维素柱层析用于

A. 从总DNA中分离纯化质粒DNA      B. 从总核蛋白中分离DNP

C. 除去杂蛋白      D. 从总RNA中纯化mRNA

6.关于双螺旋结构学说的叙述哪一项是错误的（福建师大1999年考研题）

A.由两条反向平行的脱氧多核苷酸链组成   

B.碱基在螺旋两侧，磷酸与脱氧核糖在外围

C.两条链间的碱基配对非常严格，A与T间形成三个氢键，G与C间形成两个氢键

D.碱基对平面垂直于中心轴，碱基对之间的作用力为范德华力

E.螺旋每转一圈包含10个碱基对

7.下列关于双链DNA碱基含量关系，哪一个是错误的

A．A=T，G=C      B．A+T=G+C       C．A+G=C+T       D．A+C=G+T

8.下列是几种DNA分子的碱基组成比例。哪一种的Tm值最高

A．A+T=15%       B．G+C=25%        C．G+C=40%        D．A+T=80%

（四）判断题

1.生物体内，天然存在的DNA分子多为负超螺旋。

2.RNA分子可以发生热变性，并有增色效应。

3.水分子可以插入天然DNA分子双螺旋空隙中。

4.从结构基因中的DNA序列可以推出相应的蛋白质序列。

5.提高盐浓度可使DNA分子的熔点（Tm）升高。

6.RNA的局部螺旋区中，两条链之间的方向也是反向平行的。

（五）分析计算题

1.简述B-DNA的结构特征。

2.何谓Tm？影响Tm大小的因素有哪些？在实验中如何计算Tm值？

3.如果人体有10¹⁴个细胞，每个体细胞的DNA含量为6.4×10⁹个碱基对。试计算人体DNA的总长度是多少？是太阳-地球之间距离（2.2× 10⁹公里）的多少倍？已知双链DNA每1000个核苷酸重1×10^-18g，求人体的DNA的总质量。

4.什么是DNA变性？DNA变性后理化性有何变化？

5.什么是核酸杂交？有何应用价值？

参考答案

（一）名词解释

1.核酸从双链变为单链的无规则卷曲状态时，在260nm处的吸光度增加，称 “增色效应”。

2.不同的DNA片段之间，DNA片段与RNA片段之间，如果彼此间的核苷酸排列顺序互补也可以复性，形成新的双螺旋结构。这种按照互补碱基配对而使不完全互补的两条多核苷酸相互结合的过程称为分子杂交。

3. 聚合酶链式反应（PCR）是扩增样品中的DNA量和富集众多DNA分子中的一个特定的DNA序列的一种技术。在该反应中，使用与目的DNA序列互补的寡核苷酸作为引物，进行多轮的DNA合成。其中包括DNA变性，引物退火和在Tap DNA聚合酶催化下的DNA合成。

4. DNA的变性是指DNA双螺旋区的氢键断裂，变成单链并不涉及共价键的断裂。DNA的复性是指变性DNA在适当条件下，又可使两条彼此分开的链重新缔合成为双螺旋结构。

5.通常把加热变性DNA使增色效应达到最大增量一半时的的温度称为该DNA的熔点或熔解温度，用Tm表示。

6.内含子是指结构基因中存在于外显子之间的非编码序列，也是基因中不表达的序列，属插入序列。外显子是指基因中编码蛋白质的序列。

（二）填充题

1.β，糖苷，磷酸二酯； 2. 增加，下降，升高，丧失； 3. 2，3.4，10； 4. 左； 5. mRNA；6. .双脱氧核苷三磷酸； 7. 氢键，碱基堆积力； 8. 核糖，脱氧核糖，核糖， 2′-OH。

（三）选择题

1.（A,C,D）DNA对碱较稳定，因此DNA常用热变性和碱变性。当两条不同来源的DNA（或RNA）链或DNA链与RNA之间存在互补序列时，在一定条件下可以发生互补配对形成双螺旋分子，即杂交分子。分子杂交是常用标记的探针与待测分子杂交。

2.（E) DNA的复性速度与温度,分子内的重复序列,pH,变性DNA的起始浓度,DNA长度都有关系。

3.（D）按照碱基配对规律，A和T的含量15%，G和C的含量应为35%。

4.（D）DNA的变性是指DNA双螺旋区的氢键断裂变成单链，并不涉及共价键的断裂。

5.（D）因为mRNA 含有polyA尾，所以用寡聚dT-纤维素柱可以从总RNA中分离mRNA。

6.（C）A和T之间形成两个氢键，G和C之间形成三个氢键。

7.（B）因为DNA分子中A-T,G-C配对，所以A=T,G=C,A+G=T+C,A+C=T+G。

8.（A）DNA的Tm值与G-C含量成正比，所以G-C含量最高的，Tm值应最高。

（四）判断题

1.对。生物体内的负超螺旋DNA容易解链，便于进行复制、转录等反应。

2.对。因为RNA有局部双螺旋结构，变性之后形成单链状，所以有增色效应。

3. 错。双螺旋内部碱基对与碱基对间是重叠的电子云，水分子无法进入。

4.错。真核生物的结构基因中包括内含子和外显子，经转录、加工后只有外显子部分翻译成蛋白质，与蛋白质氨基酸序列相对应。

5.对。可以减弱核苷酸链之间的磷酸基之间的排斥作用，从而使其分开更难，Tm升高。

6.对。RNA可形成局部双螺旋，两链之间是反向平行的。

（五）分析计算题

1.（1）两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕形成右手螺旋；（2）嘌呤和嘧啶碱位于双螺旋的内侧，磷酸和核糖在外侧，彼此通过3′，5′磷酸二酯键相连接，形成DNA分子的骨架。碱基平面和纵轴垂直，糖环的平面则和纵轴平行；（3）双螺旋的平均直径为2nm，两个相邻的碱基对之间相距的高度，碱基堆积距离为0.34nm，两个核苷酸之间的夹角为36度；（4）两条核苷酸链依靠彼此碱基之间形成的氢键相联系而结合在一起；（5）碱基在一条链上的排列顺序不受任何限制。

2.DNA的变性从开始解链到完全解链，是在一个相当窄的温度范围内完成的，在这一范围内，紫外线吸收值的增加量达到最大增加量的50%时的温度为DNA的解链温度（溶解温度，melting temperature,Tm）。Tm值大小主要与GC含量有关，GC含量越高，Tm值越大；另外核酸分子越大，Tm值也越大，溶液pH值大于11.3，核酸完全变性，小于5.0则核酸容易脱嘌呤。降低溶液的离子强度会使Tm值下降，尿素等变性剂也会使Tm值下降。在实验中，Tm值计算公式：Tm=69.3+0.41(G+C%),小于20bp的寡核苷酸：Tm=4（G+C）+2（A+T）。

3.每个体细胞的DNA的总长度为：6.4×109×0.34nm = 2.176×109 nm= 2.176m，

3.人体内所有体细胞的DNA的总长度为：2.176m×1014 = 2.176×1011km
这个长度与太阳-地球之间距离（2.2×109公里）相比为：2.176×1011/2.2×109 = 99倍，每个核苷酸重1×10-18g/1000=10-21g，所以，总DNA  6.4×1023×10-21=6.4×102=640g

4.DNA双链转化成单链的过程成变性。引起DNA变性的因素很多，如高温、超声波、强酸、强碱、有机溶剂和某些化学试剂（如尿素，酰胺)等都能引起变性。 DNA变性后的理化性质变化主要有：（1）天然DNA分子的双螺旋结构解链变成单链的无规则线团，生物学活性丧失；（2）天然的线型DNA分子直径与长度之比可达1：10，其水溶液具有很大的黏度。变性后，发生了螺旋-线团转变，黏度显著降低；（3）在氯化铯溶液中进行密度梯度离心，变性后的DNA浮力密大大增加；（4）沉降系数S增加；（5）DNA变性后，碱基的有序堆积被破坏，碱基被暴露出来，因此，紫外吸收值明显增加，产生所谓增色效应。（6）DNA分子具旋光性，旋光方向为右旋。由于DNA分子的高度不对称性，因此旋光性很强，其[ a ]=150。当DNA分子变性时，比旋光值就大大下降。

5.热变性后的DNA片段在进行复性时，不同来源的变性核酸（DNA或RNA）只要有一定数量的碱基互补（不必全部碱基互补），就可形成杂化的双链结构。此种使不完全互补的单链在复性的条件下结合成双链的技术称为核酸杂交。用被标记的已知碱基序列的单链核酸小分子作为探针，可确定待检测的DNA，RNA分子中是否有与探针同源的碱基序列。用此原理，制作探针，再通过杂交，可用于细菌，病毒，肿瘤和分子病的诊断（基因诊断）。也可用于基因定位，目的基因筛选，基因表达状况的分析等研究工作。

 

第5单元 生物氧化

（一）名词解释

1.呼吸链； 2.氧化磷酸化作用； 3.磷氧比值（P／O）；  4. 底物水平磷酸化； 5. 解偶联剂；6. 化学渗透学说

（二）填空

1.生物分子的E⁰＇值小，则电负性       ，供出电子的倾向        。

2.P／O值是指     ，NADH的P／O值是＿＿，还原性维生素C的P／O值是     ，在DNP存在的情况下，氧化分解琥珀酸的P／O值是＿＿。

3.在呼吸链中，氢或电子从       氧还电势的载体依次向        氧还电势的载体传递。

4.化学渗透学说认为：呼吸链组分定位于        内膜上，其递氢体有       泵作用，因而造成内膜两侧的       差，同时被膜上       合成酶所利用，促使ADP + Pi → ATP。

（三）选择题（在备选答案中选出1个或多个正确答案）

1.生物氧化的反应类型不包括下列哪种反应？

A.脱氢反应     B.失电子反应      C.羟化反应     D.脱羧反应     E.加水脱氢反应

2.如果质子不经过F₁/F₀-ATP合成酶回到线粒体基质，则会发生

A.氧化      B.还原      C.解偶联      D.紧密偶联       E.主动运输

3.有关呼吸链的正确叙述是

A.两类呼吸链都由四种酶的复合体组成        B. 电子传递体同时兼有传氢体的功能

C.传氢体同时兼有传递电子的功能     D.抑制细胞色素aa₃，则呼吸链各组分都呈氧化态

E.呼吸链组分通常按E₀大到小的顺序排列

4.下述哪种物质专一性地抑制F₀因子：

A.鱼藤酮     B.抗霉素A      C.2,4-二硝基酚      D.缬氨霉素      E.寡霉素

5.下列关于化学渗透学说的叙述哪一条是不对的

A.各递氢体和递电子体都有质子泵的作用 

B.呼吸链各组分按特定的位置排列在线粒体内膜上

C.H⁺返回膜内时可以推动ATP酶合成ATP       D.线粒体内膜外侧H⁺不能自由返回膜内

E.ATP酶可以使膜外侧H⁺返回膜内侧

6.呼吸链的各细胞色素在电子传递中的排列顺序是（福建师范大学1999年考研题）

A.c₁→b→c→aa₃→O_2­         B.c→c₁→b→aa₃→O_2­；      C.c₁→c→b→aa₃→O_2­；

D.b→c₁→c→aa₃→O_2­；      E.b→c→c₁→aa₃→O_2­

（四）是非题

1.生物氧化只有在氧气存在的条件下才能进行。

2.NADH脱氢酶是以NAD⁺为辅酶的脱氢酶的总称。

3.代谢物脱下的2摩尔氢原子经呼吸链氧化成水时，所释放的能量都储存于高能化合物中。

4.寡霉素专一地抑制线粒体F₁F₀-ATPase的F₀，从而抑制ATP的合成。

（五）分析与计算题

1.什么叫呼吸链？它由哪些组分组成？有哪些方法可用来确定电子传递顺序？

2.为什么在通气条件下生产等量的酵母菌体所消耗的葡萄糖量明显低于静置培养？

3.分离的完整线粒体悬浮液中有过量的ADP、O₂和谷氨酸，谷氨酸在线粒体基质中可产生NADH和FADH₂，如果在该体系中加入下列物质，会对氧的消耗和ATP的合成产生什么影响？(1) 二硝基苯酚，(2)二硝基苯酚，同时加入HCN，(3)加入寡霉素，然后加入二硝基苯酚。

参考答案

（一）名词解释

1.代谢物分子中的氢原子在脱氢酶作用下激活脱落后，经过一系列传递体的传递，最终将电子交给被氧化酶激活的氧而生成水的全部体系，称为呼吸链或电子传递链。

2.伴随着呼吸链电子传递过程发生的ATP的合成称为氧化磷酸化。氧化磷酸化是生物体内的糖、脂肪、蛋白质氧化分解，并合成ATP的主要方式。

3.在氧化磷酸化过程中，每消耗1摩尔氧原子与所消耗的无机磷酸的摩尔数称磷氧比值（P／O）。

4.在底物被氧化的过程中，底物分子内部能量重新分布产生高能磷酸键（或高能硫酯键），由此高能键提供能量使ADP（或GDP）磷酸化生成ATP（或GTP）的过程称为底物水平磷酸化。

5.使电子传递和氧化磷酸化作用偶联过程脱离的一类化学物质称为解偶联剂。它使呼吸链电子传递过程中泵出线粒体内膜的质子不经质子通道回流，但能通过其它途径使质子返回线粒体基质，从而破坏了内膜两侧的电化学梯度，结果使电子继续传递、组织耗氧增加，但没有ATP合成。

6.是由英国生物化学家Peter Mitchell于1961年提出的关于解释呼吸链电子传递与氧化磷酸化作用偶联机制的一种假说。其基本观点是：电子经呼吸链传递释放的能量，将质子从线粒体内膜的内侧泵到内膜的外侧，在膜两侧形成电化学梯度而积蓄能量，当质子顺此梯度经ATP合成酶F₀通道回流时，F₁催化ADP与Pi结合，形成ATP。

（二）填空

1.大，强； 2. 氧化磷酸化过程中，每消耗1摩尔氧原子与所消耗的无机磷酸的摩尔数之比，2.5，1，0；  3. 低，高； 4. 线粒体，质子，质子浓度，ATP。

（三）选择题

1.（D）生物体内物质的脱氢反应、失去电子、羟化反应（加单氧）等都是氧化还原反应，但脱羧反应不涉及电子转移，不是氧化还原反应。

2.（C）当质子不通过F₀进人线粒体基质的时候，ATP就不能被合成，但电子照样进行传递，这就意味着发生了解偶联作用。

3. （C）呼吸链并非仅仅由四种酶的复合体组成，呼吸链有些组分如CytC、CoQ就游离于四种酶的复合体之外。呼吸链各种组分都能传递电子，是递电子体，但仅有部分组分同时能传递氢，是传氢体，如细胞色素、铁硫蛋白组分只能传递电子，不能传递氢。故递氢体一定是传递电子体，而传递电子体不一定是递氢体。如果抑制呼吸链中Cytaa₃的活性，则上游组分无法氧化而全部呈还原态。呼吸链各组分的标准氧化还原电位按由低到高顺序排列，正是这种电位差，电子得以向下游传递。

4. （E）寡霉素是氧化磷酸化抑制剂，它能与F₀的一个亚基专一结合而抑制F­₁，从而抑制ATP的合成。

5. （A）化学渗透学说认为，呼吸链中递氢体和递电子体在线粒体内膜上是定向排列的，递氢体有氢泵作用，而递电子体没有氢泵作用。其它几项叙述都是对化学渗透学说的正确叙述。

6. （D）各种细胞色素在电子传递中的排列顺序是根据氧化还原电位从低到高排列的。

（四）是非题

1.错。生物氧化中的电子受体可以是O₂，也可以是其它有机或无机化合物，只要有合适的电子受体，生物氧化就能进行。

2.错。NADH脱氢酶是指催化NADH脱氢氧化的酶，此类酶的辅酶为FMN或FAD，且与Fe-S形成复合体，所以NADH脱氢酶属于黄素酶类。

3. 错。2摩尔氢原子经呼吸链氧化成水时，只有部分能量以ATP形式储存，还有部分能量以热的形式散失到环境中。

4. 对。寡霉素是氧化磷化的抑制剂，它与F₁F₀-ATPase的F₀结合而抑制F₁，使线粒体内膜外侧的质子不能返回膜内， ATP因此而不能合成。

（五）分析与计算题

1.(1)有机物在生物体内氧化过程中所脱下的氢原子，经过一系列有严格排列顺序的传递体组成的传递体系进行传递，最终与氧结合生成水，这样的电子或氢原子的传递体系称为呼吸链或电子传递链。(2)线粒体生物氧化体系中，两类典型的呼吸链都由五类组分组成，并按一定的顺序定位于线粒体内膜。NADH呼吸链由NADH还原酶（复合体Ⅰ）、泛醌、细胞色素还原酶（复合体Ⅲ）、细胞色素C、细胞色素氧化酶（复合体Ⅳ）组成。FADH₂呼吸链由琥珀酸-Q还原酶（复合体Ⅱ）、泛醌、细胞色素C、细胞色素氧化酶（复合体Ⅳ）组成。(3) 呼吸链中各组分的电子传递顺序可通过三种实验方法确定。①测定各种电子传递体的标准氧化还原电位△E₀′，电子传递体的△E₀′数值越低，其失去电子的倾向越大，越容易作为还原剂而处于呼吸链的前面。②电子传递体的体外重组实验，NADH可以使NADH脱氢酶还原，但它不能直接还原细胞色素还原酶（复合体Ⅲ）、细胞色素C、细胞色素氧化酶（复合体Ⅳ）。同样还原型的NADH脱氢酶不能直接与细胞色素C作用，而必须通过泛醌和复合体Ⅲ。③利用呼吸链的特殊阻断剂，阻断某些特定部位的电子传递，再通过分光光度技术分析电子传递链各组分吸收光谱的变化，根据氧化还原状态，确定各组分在电子传递链中的顺序。

2. 假设生产等量的酵母需要等量的ATP供细胞增殖。酵母细胞有两条途径获取ATP，一是葡萄糖无氧分解，每摩尔葡萄糖净生成2摩尔ATP、2摩尔丙酮酸和2摩尔NADH·H⁺，该途径的持续进行需要将NADH·H⁺再生为NAD⁺，由丙酮酸脱羧形成的乙醛被还原成乙醇，NADH自身重新氧化成NAD⁺。获取ATP的另一条途径是葡萄糖分解产生的丙酮酸和NADH·H⁺都进入线粒体彻底氧化，通过呼吸链使NAD⁺再生，通过这条途径，每摩尔葡萄糖可以净产生32摩尔的ATP。通气培养酵母菌获取能量的途径是后者，静置培养酵母菌获取能量的途径是生醇发酵。显然前者葡萄糖的利用率、能量捕获率高于后者，所以获得供细胞增殖所需等量的ATP，静置培养所需的葡萄糖将远远高于通气培养。

3.(1) 二硝基苯酚是一种氧化磷酸化的解偶剂，它可以将质子从膜间隙带入线粒体基质，从而破坏质子梯度，使 ATP的合成停止。电子传递链将质子泵出线粒体的过程被加强，从而加快了氧的消耗。(2) HCN阻止了电子从细胞色素氧化酶到氧的传递，从而使氧的消耗停止，ATP的合成受阻。(3) 寡霉素阻断质子通过F₁F₀-ATP酶的通道，使ATP的合成受阻。由于质子泵出线粒体需要克服更高的能障，故电子传递被抑制，氧的消耗停止。随后加入二硝基苯酚，ATP的合成仍然因为寡霉素存在而被抑制，但质子梯度被二硝基苯酚破坏，所以消除了寡霉素对电子传递的抑制，氧的消耗继续进行，只是没有ATP的合成。