1、考研生物化学-21 及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、问答题(总题数：9，分数：32.00)1.简述真核生物 RNA 的种类、结构及其主要功能。 （分数：3.50）_2.写出真核 mRNA 的帽子结构式。真核生物 mRNA 的 3“端有一段 polyA，5“端有一个“帽子”，“帽子”的结构特点是什么?比较原核 mRNA 和真核 mRNA 的区别。 （分数：3.50）_3.举出两项有关核酸研究而获得诺贝尔奖的成果以及获奖者。 （分数：3.50）_4.举例说明 DNA 二级结构的多型性。 （分数：3.50）_5.比较蛋白质的 螺旋结构与 DNA 双螺旋结构的异同点。 （分数
2、：3.50）_6.RNA 酶为什么只能水解 RNA，不能水解 DNA? （分数：3.50）_7.为什么双链的 DNA 比单链的 RNA 更适合充当遗传信息的贮存者? （分数：3.50）_8.通常 DNA 是遗传信息的载体，简述保持 DNA 结构稳定的主要机制。 （分数：3.50）_9.下面有两个 DNA 分子，先变性然后再复性，复性是在同一温度下发生的，问哪一个 DNA 分子复性到原来的 DNA 结构可能性更大些?为什么? ATATATATAT TATATATATA TAGCCGATGC ATCGGCTACG （分数：4.00）_二、计算题(总题数：15，分数：68.00)10.一段双链 DN
3、A 包含 1000 个碱基对，其组成中 G+C 占 58%，那么，在 DNA 的该区域中胸腺嘧啶残基有多少? （分数：2.00）_双链 DNA 分子的一条链的组成如下：A=0.30mol，G=0.24mol（分数：4.00）(1).关于同一条链中的T和C的组成为多少?（分数：2.00）_(2).互补链中A、G、T、C的组成各为多少?（分数：2.00）_对一双链 DNA 而言，若一条链中(A+G)/(T+C)=0.7，则（分数：8.00）(1).互补链中(A+G)/(T+C)=?（分数：2.00）_(2).在整个 DNA 分子中(A+G)/(T+C)=?（分数：2.00）_(3).若一条链中(A
4、+T)/(G+C)=0.7，则互补链中(A+T)/(G+C)=?（分数：2.00）_(4).在整个 DNA 分子中(A+T)/(G+C)=?（分数：2.00）_11.在长度为 34nm 的 B-DNA 双螺旋片段中可以形成的氢键数量最少为多少?最多为多少? （分数：2.00）_12.一个 噬菌体的 DNA 的长度为 17m，缺失后的缺失突变体 DNA 长度为 15m，由于缺失使得原有DNA 缺失了多少碱基? （分数：2.00）_13.如果人体有 10 14 个细胞，每个体细胞的 DNA 含有 6.410 9 对核苷酸，试计算人体 DNA 的总长度为多少米?这个长度相当于地球与太阳之间距离(2.
5、210 9 m)的多少倍? （分数：2.00）_14.计算长度为地球到月亮的距离(大约 320000km)的一段 DNA 双螺旋重多少克?(每含有 1000 个核苷酸对的 DNA 双螺旋大约重 110 -18 g，每个碱基对延伸距离为 0.34nm) （分数：2.00）_15.某旋转对称 DNA 片段由 8 个碱基对组成，其最先 4 个核苷酸为 5“-ACG-3“，求其完整的碱基序列。 （分数：2.00）_16.一个纯的 DNA 样品，其 T m 为 85。该样品中(A+T)的含量为百分之多少? （分数：2.00）_17.一双链 DNA 溶液当温度从 25升到 95时，260nm 处紫外吸收增
6、加了 40%，同样碱基数的单链 RNA 溶液在同样条件下，紫外吸收只增加了 5%，那么，RNA 中处于双螺旋构象的碱基占总碱基数的百分之几? （分数：2.00）_(1).含有 1872 个碱基对的松弛型环状 DNA 分子，其连环数 L 为多少(假设每圈有 10.4 个碱基对)?（分数：2.00）_(2).(1)中的 DNA 底物经过 E.coli 拓扑异构酶的 3 次催化循环，其 L 值变为多少?（分数：2.00）_(3).(2)中得到的 DNA 再经过 E.coli 拓扑异构酶 I 的作用，新的 L 值为多少?（分数：2.00）_计算下列各题：（分数：10.00）(1).T 7 噬菌体 DN
7、A，其双螺旋链的相对分子质量为 2.510 -7 。计算 DNA 链的长度(设核苷酸的平均相对分子质量为 650)。（分数：2.00）_(2).相对分子质量为 13010 6 的病毒 DNA 分子，每微米的质量是多少?（分数：2.00）_(3).编码 88 个核苷酸的 tRNA 的基因有多长?（分数：2.00）_(4).编码细胞色素 c(104 个氨基酸)的基因有多长(不考虑起始和终止序列)?（分数：2.00）_(5).编码相对分子质量为 9.6 万的蛋白质的 mRNA，相对分子质量为多少(设每个氨基酸的平均相对分子量为 120)?（分数：2.00）_计算下列各核酸水溶液在 pH7.0，通过
8、1.0cm 光径杯时的 260nm 处的 A 值(消光度)。已知：AMP 的摩尔消光系数 A 260 =15400； GMP 的摩尔消光系数 A 260 =11700； CMP 的摩尔消光系数 A 260 =7500； UMP 的摩尔消光系数 A 260 =9900； dTMP 的摩尔消光系数 A 260 =9200； 求：（分数：12.00）(1).32mol/L AMP 的消光度；（分数：2.00）_(2).47.5mol/L CMP 的消光度；（分数：2.00）_(3).6.0mol/L UMP 的消光度；（分数：2.00）_(4).48mol/L AMP 和 32mol/L UMP 混
9、合物的 A 260 消光度；（分数：2.00）_(5).A 260 =0.325 的 GMP 溶液的摩尔浓度(以 mol/L 表示，溶液 pH7.0)；（分数：2.00）_(6).A 260 =0.090 的 dTMP 溶液的摩尔浓度(以 mol/L 表示，溶液 pH7.0)。（分数：2.00）_大肠杆菌是生物学研究的常用模式生物之一，呈杆状，长约 2.0m，直径 0.8m，其体积为 r 2 h，大肠杆菌 DNA 的相对分子质量约为 3.110 9 ，一个核苷酸对的相对分子质量约为 660，每对核苷酸使 DNA分子延伸 0.34nm。对大肠杆菌的研究结果揭示了大量生物学现象的机理，请回答下列基
10、本问题：（分数：10.00）(1).若大肠杆菌的平均密度为 1.110 3 g/L，一个大肠杆菌细胞的质量是多少?（分数：2.00）_(2).大肠杆菌 DNA 分子的长度是多少?比较其细胞大小，DNA 分子如何装入细胞?（分数：2.00）_(3).葡萄糖是大肠杆菌的主要产能物质，若其浓度为 1mmol/L，一个大肠杆菌的葡萄糖分子数是多少(阿佛伽德罗常数是 1mol 离子物质含 6.010 23 个分子)?（分数：2.00）_(4).己糖激酶是葡萄糖代谢的调节酶之一，如果大肠杆菌细胞内己糖激酶浓度是 20mol/L，每一个己糖激酶分子可代谢多少个葡萄糖分子?（分数：2.00）_(5).假设每个
11、大肠杆菌蛋白平均含 400 个氨基酸残基，大肠杆菌 DNA 最多能编码多少个蛋白质分子?（分数：2.00）_18.分离自细菌甲和乙的 DNA 样品，腺嘌呤分别占总碱基数的 32%和 17%。甲、乙细菌 DNA 中腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶的比例分别是多少?哪种菌株来源于温泉(64)? （分数：2.00）_考研生物化学-21 答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、问答题(总题数：9，分数：32.00)1.简述真核生物 RNA 的种类、结构及其主要功能。 （分数：3.50）_正确答案：()解析：真核 RNA 分子的种类较多，分子大小变化较大，功能多样化。 (1)信使 RNA
12、(mRNA)的结构与功能。mRNA 是单链核酸，其在真核生物中的初级产物称为 hnRNA。大多数真核成熟的 mRNA 分子具有典型的 5“端的 7-甲基鸟苷三磷酸(m7(GTP)帽子结构和 3“端的多聚腺苷酸(polyA)尾巴结构。mRNA 的功能是为蛋白质的合成提供模板，分子中带有遗传密码。mRNA 的半衰期最短。 (2)转运 RNA(tRNA)的结构与功能。tRNA 是分子最小，但含有稀有碱基最多的 RNA。tRNA 的二级结构由于局部双螺旋的形成而表现为“三叶草”形，故称为“三叶草”结构，可分为 5 个部分：氨基酸臂，可与氨基酸结合而携带氨基酸。DHU 臂，含有二氢尿嘧啶核苷，与氨基酰
13、tRNA 合成酶的结合有关。反密码臂，其反密码环中部的三个核苷酸组成三联体，在蛋白质生物合成中，可以用来识别 mRNA 上相应的密码，故称为反密码(anticodon)。TC 臂，含保守的 TC 顺序，可以识别核蛋白体上的 rRNA，促使tRNA 与核蛋白体结合。可变臂，位于 TC 臂和反密码臂之间。 (3)核糖体 RNA(rRNA)的结构与功能。rRNA 是细胞中含量最多的 RNA，可与蛋白质一起构成核蛋白体，作为蛋白质生物合成的场所，起装配和催化的作用。真核生物中的 rRNA 有 4 种：5S，5.8S，18S，28S。 (4)核酶。某些 RNA 分子本身具有自我催化能，可以完成 rRNA
14、 的剪接。这种具有催化作用的 RNA 称为核酶。2.写出真核 mRNA 的帽子结构式。真核生物 mRNA 的 3“端有一段 polyA，5“端有一个“帽子”，“帽子”的结构特点是什么?比较原核 mRNA 和真核 mRNA 的区别。 （分数：3.50）_正确答案：()解析：mRNA 的 5“帽子结构式如下图所示。 3.举出两项有关核酸研究而获得诺贝尔奖的成果以及获奖者。 （分数：3.50）_正确答案：()解析：任意列举两个即可。 (1)2006 年诺贝尔生理学或医学奖获得者： 美国科学家安德鲁法尔和克雷格梅洛。他们发现了核糖核酸(RNA)干扰机制，这一机制已被广泛用作研究基因功能的一种手段，并有
15、望在未来帮助科学家开发出治疗疾病的新疗法。 (2)1993 年生理学或医学奖： Richard J.Roberts(美国)和 Phillip A.Sharp(美国)，发现断裂基因。 Kary Mtullis(美国)，发明 PCR 方法。 Michael Smith(加拿大)，建立 DNA 合成用于定点诱变研究。 (3)1989 年化学奖： Sidney Altman(美国)和 Thorn R.Cech(美国)，发现 RNA 的催化性质。 (4)1982 年化学奖： Aam Klug(英国)，发展晶体电子显微镜技术测定核酸一蛋白质复合物的结构。 (5)1980 年化学奖： Paul Berg(美
16、国)，关于核酸化学，特别是重组 DNA 的出色研究。 Walter Gilbert(美国)和 Frederick Sanger(英国)，测定 DNA 中的碱基序列。 (6)1968 年生理学或医学奖： Robert W.Holley(美国)，Har G. Khorana(美国)和 Marshall Nirenheng(美国)，阐明蛋白质生物合成中遗传密码及其功能。 (7)1962 年生理学或医学奖： Francis H.C. Crick(英国)，James D.Watson(美国)和 Maurice H.F. Wilkins(英国)，发现核酸的分子结构(DNA 双螺旋)及其对于活性物质中信息转
17、移的重要性。4.举例说明 DNA 二级结构的多型性。 （分数：3.50）_正确答案：()解析：在不同的结晶条件下或不同碱基组成的 DNA 可以形成不同的二级结构。除了 Waston 和 Crick 提出的 B 型 DNA 模型，还有 A 型、C 型、Z 型、D 型 DNA 等。下面主要列出 A 型和 Z 型 DNA 与 B 型 DNA 的不同。区别 A 型 B 型 Z 型 外形 螺旋方向 直径 每圈碱基对数 碱基轴升 螺距 碱基与螺旋中心 轴之间的倾角 戊糖环翘起 的构象 糖苷键的构象 粗短 右手 2.6nm 11 0.26nm 2.86 20 C“ 3 内式 反式 适中 右手 2nm 10.
18、5 0.34nm 3.57 6 C“ 2 内式 反式 细长 左手 1.8nm 12 0.37nm 4.44 7 嘧啶是 C“ 2 内式 嘌呤是 C“ 3 内式 嘧啶反式 嘌呤顺式 5.比较蛋白质的 螺旋结构与 DNA 双螺旋结构的异同点。 （分数：3.50）_正确答案：()解析：不同点 蛋白质 螺旋 DNA 双螺旋 螺旋结构 螺旋骨架 侧链基团(R)位置 每一螺旋的构成 每一螺旋的高度 主要维系力 一条多肽链 肽链及两端 C 围绕螺旋外侧分布 3.6 氨基酸残基/圈 5.4nm 链内氢键 两条反向平行的多核苷酸链 磷酸和脱氧核糖 碱基位于双螺旋内部 约 10.5 核苷酸/圈 3.6nm 碱基堆
19、积力 6.RNA 酶为什么只能水解 RNA，不能水解 DNA? （分数：3.50）_正确答案：()解析：RNA 酶是在一个碱性的微环境中发挥作用的酶，RNA 的磷酸酯易于被碱水解，这是因为 RNA 的核糖上有 2“-OH，在碱的作用下形成磷酸三酯，而磷酸三酯极不稳定，随即水解，产生核苷 2“，3“-环磷酸酯。该环磷酸酯继续水解产生 2“-核苷酸和 3“-核苷酸。DNA 的脱氧核糖无 2“-OH，不能形成碱水解的中间产物，故对碱有一定的抗性。 RNA 酶的 His 12 和 His 119 是通过广义酸碱进行催化作用。第一步生成环磷酸酯，HiS 12 作为碱，以便于从核糖 C-2“-OH 上除去
20、一个质子，与磷酸形成 2“，3“-环磷酸酯，His 119 然后作为一种酸催化，提供质子生成 C-5“-OH。第二步打开环形磷酸环，这些作用正相反，His 12 作为酸而 His 119 作为碱，水分子进入提供一个质子给 His 119 ，一个OH 给磷酸形成三角双锥结构，此物质在 His 12 生成嘧啶核糖-3“-磷酸产物。7.为什么双链的 DNA 比单链的 RNA 更适合充当遗传信息的贮存者? （分数：3.50）_正确答案：()解析：作为遗传物质必须具备的条件：在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己；能够指导蛋白质的合成从而控制生物的性状和新陈代谢；具有贮存巨大数量遗传信息的潜在能力；
21、结构比较稳定，但在特殊情况下又能突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代。 RNA 和 DNA 在前三点一样。所以病毒中也有 RNA 作遗传物质的，DNA 为双链结构，更为稳定，所以更适合用于贮存遗传信息。8.通常 DNA 是遗传信息的载体，简述保持 DNA 结构稳定的主要机制。 （分数：3.50）_正确答案：()解析：(1)DNA 的基本单位，即脱氧核糖核酸其化学性质相对稳定，构成 DNA 后，几乎无较强活性的基团，避免与外界发生反应； (2)DNA 本身的双螺旋结构，依靠其准确的 GC、AT 配对所构建的双螺旋结构极其稳定，并保持其配对和复制、转录的正确率； (3)对真核生物 DNA
22、，还有染色体蛋白与 DNA 结合，构成结构更为复杂的染色体，进一步在理化性质上稳定 DNA； (4)细胞内还有相应的 DNA 损伤修复机制来修复损伤的 DNA； (5)维持 DNA 结构稳定性的力有氢键、碱基堆积力、离子键等。9.下面有两个 DNA 分子，先变性然后再复性，复性是在同一温度下发生的，问哪一个 DNA 分子复性到原来的 DNA 结构可能性更大些?为什么? ATATATATAT TATATATATA TAGCCGATGC ATCGGCTACG （分数：4.00）_正确答案：()解析：DNA 的复性：指变性 DNA 在适当条件下，两条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构的现象，它是变
23、性的一种逆转过程。热变性 DNA 一般经缓慢冷却后即可复性，此过程称之为“退火”(annealing)。DNA 的复性不仅受温度影响，还受 DNA 自身特性等其他因素的影响。 温度和时间。复性时温度下降必须是一缓慢过程，若在超过 T m 的温度下迅速冷却至低温(如 4以下)，复性几乎是不可能的，核酸实验中经常以此方式保持 DNA 的变性(单链)状态。这说明降温时间太短及温差大均不利于复性。 DNA 浓度。复性的第一步是两个单链分子间的相互作用“成核”。这一过程进行的速度与 DNA 浓度的平方成正比，即溶液中 DNA 分子越多，相互碰撞结合“成核”的机会越大。 DNA 顺序的复杂性。简单顺序的
24、DNA 分子，如多聚(A)和多聚(U)这两种单链序列复性时，互补碱基的配对较易实现。而顺序复杂的 DNA，如小牛 DNA 的非重复部分，一般以单拷贝存在于基因组中，这种复杂特定序列要实现互补，显然要比上述简单序列困难得多。 本题DNA 分子没有 GC，并且比DNA 分子短，故 T m 值比小得多，所以的退火温度高于，且没有复杂，所以容易碱基之间的配对，所以DNA 分子复性到原来的 DNA 结构的可能性更大些。二、计算题(总题数：15，分数：68.00)10.一段双链 DNA 包含 1000 个碱基对，其组成中 G+C 占 58%，那么，在 DNA 的该区域中胸腺嘧啶残基有多少? （分数：2.0
25、0）_正确答案：()解析：如果 58%的残基是 G+C，42%的残基必定为 A+T。因为每一个 A 与相对链上的一个 T 相配，A 残基的数量与 T 残基的数量相等，因而 21%或 420 个残基为 T(20000.21=420)。双链 DNA 分子的一条链的组成如下：A=0.30mol，G=0.24mol（分数：4.00）(1).关于同一条链中的T和C的组成为多少?（分数：2.00）_正确答案：()解析：只能给出 T 和 C 的摩尔浓度和，T+C=0.46mol；(2).互补链中A、G、T、C的组成各为多少?（分数：2.00）_正确答案：()解析：T=0.30mol，C=0.24mol； A
26、+G=0.46mol。对一双链 DNA 而言，若一条链中(A+G)/(T+C)=0.7，则（分数：8.00）(1).互补链中(A+G)/(T+C)=?（分数：2.00）_正确答案：()解析：设 DNA 的两条链分别为 和 ，那么： A =T ，T =A ，G =C ，C =G B ， 因为，(A +G )/(T +C )=(A +G )/(A +G )=0.7 所以，互补链中(A +G )/(T +C )=1/0.7=1.43(2).在整个 DNA 分子中(A+G)/(T+C)=?（分数：2.00）_正确答案：()解析：在整个 DNA 分子中，因为 A=T，G=C， 所以，(A+G)=(T+C
27、)，(A+G)/(T+C)=1(3).若一条链中(A+T)/(G+C)=0.7，则互补链中(A+T)/(G+C)=?（分数：2.00）_正确答案：()解析：假设同(1)，则 A +T =T +A ，G +C =C +G ， 所以，(A +T )/(G +C )=(A +T )/(G +C)=0.7(4).在整个 DNA 分子中(A+T)/(G+C)=?（分数：2.00）_正确答案：()解析：在整个 DNA 分子中 (A +T +A +T )/(G +C +B +C )=2(A +T )/2(G +C )=0.711.在长度为 34nm 的 B-DNA 双螺旋片段中可以形成的氢键数量最少为多少?
28、最多为多少? （分数：2.00）_正确答案：()解析：考虑 A-T 碱基对形成 2 个氢键，所以最小为 200；如果都是 G-C 碱基对，由于可以形成 3 个氢键，所以最大为 300。12.一个 噬菌体的 DNA 的长度为 17m，缺失后的缺失突变体 DNA 长度为 15m，由于缺失使得原有DNA 缺失了多少碱基? （分数：2.00）_正确答案：()解析：5.8810 3 碱基对(按 10 个碱基对上升 3.4nm 计算)。13.如果人体有 10 14 个细胞，每个体细胞的 DNA 含有 6.410 9 对核苷酸，试计算人体 DNA 的总长度为多少米?这个长度相当于地球与太阳之间距离(2.21
29、0 9 m)的多少倍? （分数：2.00）_正确答案：()解析：2.210 14 m；100000 倍。14.计算长度为地球到月亮的距离(大约 320000km)的一段 DNA 双螺旋重多少克?(每含有 1000 个核苷酸对的 DNA 双螺旋大约重 110 -18 g，每个碱基对延伸距离为 0.34nm) （分数：2.00）_正确答案：()解析：0.00094g。15.某旋转对称 DNA 片段由 8 个碱基对组成，其最先 4 个核苷酸为 5“-ACG-3“，求其完整的碱基序列。 （分数：2.00）_正确答案：()解析：5“A C G G C C G T3“ 3“T G C C G G C A5“16.一个纯的 DNA 样品，其 T m 为 85。该样品中(A+T)的含量为百分之多少? （分数：2.00）_正确答案：()解析：61.7%。17.一双链 DNA 溶液当温度从 25升到 95时，260nm 处紫外吸收增加了 40%，同样碱基数的单链 RNA 溶液在同样条件下，紫外吸收只增加了 5%，那么，RNA 中处于双螺旋构象的碱基占总碱基数的百分之几? （分数：2.00）_正确答案：()解析：12.5%。(
