2.2　考點歸納與歷年真題詳解

一、核酸分子組成及一級結構

1．核酸的分類

核酸的分類如表2-1所示。

表2-1  核酸的分類

2．核酸的分子結構

（1）核酸分子的化學組成（圖2-1）

圖2-1  核酸分子的化學組成

①核糖或脫氧核糖與堿基組成核苷?！昂恕迸c“苷”之間的結合鍵為糖苷鍵。

②核苷與磷酸組成核苷酸。“核苷”與“酸”之間的結合鍵為酯鍵。核苷酸是核酸的基本組成單位。

③多個核苷酸組成核酸，“核苷酸”之間的連接鍵為3＇，5＇-磷酸二酯鍵。

（2）堿基

①組成DNA的堿基包括A（腺嘌呤）、G（鳥嘌呤）、C（胞嘧啶）、T（胸腺嘧啶）。

②組成RNA的堿基包括A、G、C、U（尿嘧啶）。

（3）戊糖

組成核苷酸分子的戊糖有核糖和脫氧核糖兩種，DNA中的戊糖為β-D-2＇-脫氧核糖，RNA中的戊糖為β-D-核糖。

（4）核苷

核苷酸水解的中間產物，由戊糖分子中C-1＇上的羥基與嘧啶堿N1或嘌呤堿N9上的氫化合成水而形成。

（5）核苷酸

核酸的基本結構單位，由核苷中戊糖分子C-5＇羥基與磷酸反應，脫水后縮合成酯鍵而形成。一磷酸核苷的磷酸可進一步磷酸化而生成二磷酸核苷（NDP）或三磷酸核苷（NTP）。組成DNA的核苷酸是脫氧核糖核苷酸，組成RNA的核苷酸是核糖核苷酸。

3．核酸的一級結構

核酸的一級結構是指構成核酸的核苷酸或脫氧核苷酸從5＇–末端到3＇–末端的排列順序，即核苷酸序列。

（1）核苷酸之間的差異在于堿基的不同，故核酸的一級結構也就是它的堿基序列。

（2）DNA和RNA對遺傳信息的攜帶和傳遞，是依靠堿基排列順序變化而實現的。核糖（或脫氧核糖）和磷酸基團共同構成其骨架結構，不參與遺傳信息的貯存和表達。

二、DNA的空間結構與功能

DNA的空間結構是指構成DNA的所有原子在三維空間的相對位置關系，包括二級結構和高級結構。

1．DNA的二級結構（雙螺旋結構）

（1）Chargaff規則

①不同生物個體的DNA，其堿基組成不同；

②同一個體不同器官、不同組織的DNA具有相同的堿基組成；

③對于特定組織的DNA，其堿基組成不隨年齡、營養狀態和環境而變化；

④對于特定的生物體而言，腺嘌呤（A）與胸腺嘧啶（T）的摩爾數相等，而鳥嘌呤（G）與胞嘧啶（C）的摩爾數相等。這一規則暗示DNA堿基A與T、G與C以某種相互配對的方式存在。

（2）Watson和Crick綜合前人的研究結果，提出了DNA分子雙螺旋結構模型，其結構特點：

①DNA由兩條反向平行的多聚脫氧核苷酸鏈組成，它們圍繞著同一螺旋形成右手螺旋結構。一條鏈的走向為5＇→3＇，另一條為3＇→5＇。雙螺旋結構的直徑為2.3nm，螺距為3.54nm。

②由脫氧核糖和磷酸基團構成的親水性骨架位于雙螺旋結構的外側，而疏水的堿基位于內側。

③DNA雙鏈之間形成互補堿基對，兩條鏈的堿基間嚴格按A＝T（2個氫鍵）、G≡C（3個氫鍵）配對存在。堿基對平面與雙螺旋結構的螺旋軸垂直。平均而言，每一個螺旋有10.5個堿基對，每兩個堿基對之間的相對旋轉角度為36°，相鄰的堿基對平面之間的垂直距離為0.34nm。

④具有疏水性的堿基堆積力和氫鍵共同維系著DNA雙螺旋結構的穩定，而且堿基堆積力對于雙螺旋結構的穩定更為重要。

（3）DNA雙螺旋結構的多樣性

①右手螺旋結構（B-DNA）：人們將Watson和Crick提出的雙螺旋結構，稱為B-DNA或B型DNA。這是DNA在水性環境下和生理條件下最穩定的結構，是在92%的相對濕度下DNA的典型雙鏈結構。

②A-DNA：當環境的相對濕度降低后，DNA仍然為右手雙螺旋結構，但空間結構參數發生變化，成為A-DNA或A型DNA。

③左手螺旋結構（Z-DNA）。

（4）DNA右手螺旋結構和蛋白質的α螺旋結構的區別

①結構類型：DNA右手螺旋結構屬于DNA的二級結構；蛋白質α螺旋結構屬于蛋白質的二級結構。

②定義：DNA右手螺旋結構為DNA兩條互補鏈的線性螺旋型延長；蛋白質α螺旋結構為一條多肽鏈主鏈圍繞中心軸螺旋式上升。

③螺旋方向：DNA右手螺旋結構和蛋白質α螺旋結構均為右手螺旋（順時針方向）。

④螺距：DNA右手螺旋結構的螺距為3.54nm，每周10.5個堿基對；蛋白質α螺旋結構的螺距為0.54nm，每周3.6個氨基酸殘基。

⑤結構特征：DNA右手螺旋結構中，脫氧核糖和磷酸基團骨架位于雙鏈外側，堿基位于雙鏈內側；蛋白質α螺旋結構中，氨基酸側鏈伸向外側，肽鏈位于內側。

【例1】（A型題）關于DNA雙螺旋結構的表述，錯誤的是（　　）。[2016年研]

A．堿基平面與螺旋軸垂直

B．疏水作用力和氫鍵維持結構的穩定

C．堿基配對發生在嘌呤和嘧啶之間

D．脫氧核糖和磷酸位于螺旋的內側

【答案】D

【解析】ABC三項，DNA雙螺旋結構中對應的嘌呤和嘧啶之間發生堿基互補配對，堿基對平面與雙螺旋結構的螺旋軸垂直。相鄰的兩個堿基對之間產生的疏水作用力和互補鏈之間堿基對的氫鍵共同維系結構的穩定。D項，脫氧核糖和磷酸基團構成的親水性骨架位于雙螺旋結構的外側。

【例2】（A型題）如果一個新分離的核酸成分堿基組成為A＝27%，G＝30%，T＝21%，C＝22%，這一核酸分子最可能的結構是（　?。?。[2014年研]

A．雙鏈DNA

B．DNA-RNA雜交雙鏈

C．單鏈RNA

D．單鏈DNA

【答案】D

【解析】組成DNA的堿基包括A、G、C、T，組成RNA的堿基包括A、G、C、U。題干所述核酸分子所含堿基為A、G、C、T，因此該核酸分子為DNA。按照DNA雙螺旋結構的堿基配對原則，若該核酸分子為雙鏈DNA，則A＝T，G≡C，但題干所述的核酸分子組成不能滿足這一條件，故該核酸分子只可能是單鏈DNA而不可能是雙鏈DNA。

【例3】（A型題）具有左手螺旋的DNA結構是（　　）。[2012年研]

A．G-四鏈體DNA

B．A型DNA

C．B型DNA

D．Z型DNA

【答案】D

【解析】天然DNA分子普遍以右手螺旋結構形式存在（又細分為A型DNA和B型DNA），也存在左手螺旋結構，稱為Z型DNA。A項，G–四鏈體是由富含堿基鳥嘌呤（G）的一種特殊的DNA二級結構。

【例4】（A型題）一個DNA分子中，若G所占的摩爾比是32.8%，則A的摩爾比應是（　?。?span id="r1fvpox" class="ZhenTiTag">[2011年研]

A．67.2%

B．65.6%

C．32.8%

D．17.2%

【答案】D

【解析】根據DNA雙螺旋結構模型（Watson-Crick模型），DNA雙鏈的堿基間嚴格按A＝T、G≡C配對存在，因此A＋G與C＋T的比值為1。若G所占的摩爾比是32.8%，則G＋C＝65.6%，A＋T＝34.4%，因此A＝17.2%。

【例5】（A型題）按照Chargaff規則，下列關于DNA堿基組成的敘述，正確的是（　?。?。[2007年研]

A．A與C的含量相等

B．A＋T＝G＋C

C．同一生物體，不同組織的DNA堿基組成不同

D．不同生物來源的DNA，堿基組成不同

【答案】D

【解析】20世紀40年代，Chargaff等提出了DNA分子四種堿基組成的Chargaff規則：①不同生物種屬的DNA堿基組成不同。②同一個體不同器官、不同組織的DNA具有相同的堿基組成。③幾乎所有DNA，無論種屬來源，其A-T、G-C摩爾數相同。這一規則預示著DNA分子中的A-T、G-C可能互補配對。

【例6】（X型題）下列關于DNA二級結構模型的敘述，正確的是（　?。?。[2010年研]

A．是右手雙螺旋結構

B．兩股脫氧核苷酸鏈呈同向平行

C．兩股鏈間存在堿基配對關系

D．螺旋每周含10個堿基對

【答案】ACD

【解析】DNA二級結構模型，即雙螺旋結構模型，又稱Watson-Crick結構模型。其主要內容包括：①DNA是反平行、右手螺旋的雙鏈結構，兩條多聚核苷酸鏈在空間上的走向呈反向平行。一條鏈的走向為5＇→3＇，另一條為3＇→5＇。DNA雙螺旋結構的直徑為2.37nm，螺距為3.54nm。每一螺旋有10.5個堿基對。②DNA雙鏈之間形成互補堿基對，兩條鏈的堿基間嚴格按A＝T（2個氫鍵）、G≡C（3個氫鍵）配對存在，因此A＋G與C＋T的比值為1。③DNA雙螺旋結構的穩定靠疏水作用力和氫鍵共同維系，前者維系縱向穩定性，后者維系橫向穩定性。

2．DNA的高級結構（超螺旋結構）

DNA雙鏈可以盤繞形成超螺旋結構。當盤繞方向與DNA雙螺旋方向相同時，其超螺旋結構為正超螺旋，反之則為負超螺旋。自然界的閉合雙鏈DNA主要是以負超螺旋形式存在。

（1）絕大多數原核生物的DNA是環狀雙螺旋分子；

（2）真核生物DNA以核小體為單位形成高度有序的致密結構。

染色質在電子顯微鏡下呈現串珠樣的結構，其基本組成單位是核小體（由DNA和H1、H2A，H2B，H3和H4等5種組蛋白（H）共同構成）。

DNA雙鏈折疊盤繞形成致密染色體如圖2-2所示。

圖2-2  DNA雙鏈折疊盤繞形成致密染色體

3．DNA的功能

DNA的基本功能是以基因的形式荷載遺傳信息，并作為基因復制和轉錄的模板。它是生命遺傳物質的基礎，也是個體生命活動的信息基礎。

三、RNA的結構與功能

1．細胞內主要RNA的種類和功能

RNA的種類和功能如表2-2所示。

表2-2  RNA的種類和功能

【例7】（X型題）下列核酸中，具有降解mRNA功能的有（　?。?。[2016年研]

A．hnRNA

B．siRNA

C．miRNA

D．snoRNA

【答案】BC

【解析】AD兩項，hnRNA是mRNA的前體，snoRNA主要參與RNA的加工和修飾，兩者均無降解mRNA的功能。BC兩項，siRNA是細胞內的一類雙鏈RNA，它能識別、清除外源dsRNA或同源單鏈mRNA。成熟的miRNA與其他蛋白質組裝成RNA誘導的沉默復合體，根據互補程度的不同指導沉默復合體降解靶mRNA。

【例8】（A型題）能使外源性侵入基因表達的mRNA降解的核酸是（　?。?。[2015年研]

A．snRNA

B．hnRNA

C．siRNA

D．scRNA

【答案】C

【解析】A項，核內小RNA（snRNA）位于細胞核內，參與hnRNA的剪接和轉運。B項，不均一核RNA（hnRNA）是mRNA的未成熟前體。C項，小干擾RNA（siRNA）是生物宿主對于外源侵入基因表達的雙鏈RNA進行切割所產生的具有特定長度和特定序列的小片段RNA，這些siRNA可以單鏈形式與外源基因表達的mRNA相結合，并誘導相應mRNA降解。D項，胞質小RNA（scRNA）存在于細胞質中，參與形成信號識別顆粒，引導含有信號肽的蛋白質進入內質網定位合成。

【例9】（X型題）能參與切割mRNA的生物分子包括（　　）。[2015年研]

A．miRNA

B．siRNA

C．5.8S rRNA

D．tRNA

【答案】AB

【解析】A項，微RNA（miRNA）是一類長度在22nt左右的內源性sncRNA。miRNA主要是通過結合mRNA而選擇性調控基因的表達。B項，小干擾RNA（siRNA）是生物宿主對于外源侵入基因表達的雙鏈RNA進行切割所產生的具有特定長度和特定序列的小片段RNA。這些siRNA可以單鏈形式與外源基因表達的mRNA相結合，并誘導相應mRNA降解。C項，5.8S rRNA主要參與構成真核生物核糖體的大亞基。D項，tRNA的主要功能是運送氨基酸。

2．mRNA的結構和功能

在生物體內，mRNA種類最多，約有105個之多，而且大小不等。在所有RNA中，mRNA的壽命最短。真核細胞在細胞核內新生成的mRNA的初級產物被稱為hnRNA（不均一核RNA）。hnRNA經過一系列剪接成為成熟的mRNA。

（1）結構特點

①真核生物mRNA的5＇-端都有7-甲基鳥嘌呤-三磷酸核苷（m7GpppN）為起始結構的帽結構。有助于維持mRNA的穩定性，協同mRNA從細胞核向細胞質轉運。

②真核生物mRNA的3＇-端有一段由80～250個腺苷酸連接而成多聚腺苷酸尾或多聚A尾（polyA）。3＇-多聚A尾和5＇-帽結構共同負責mRNA從細胞核內向細胞質的轉運、維系mRNA的穩定性以及翻譯起始的調控。

mRNA的結構如圖2-3所示。

圖2-3  mRNA的結構

（2）mRNA的功能

把DNA所攜帶的遺傳信息，按堿基互補配對原則，轉錄并傳送至核糖體，用以決定其合成蛋白質的核苷酸排列順序。

（3）成熟過程

細胞核內合成的mRNA初級產物為不均一核RNA（hnRNA）。含有許多外顯子和內含子，它們分別對應基因的編碼序列和非編碼序列。在mRNA的成熟過程中，這些內含子被剪切掉，使外顯子連接在一起，形成成熟的mRNA。

【例10】（A型題）下列關于mRNA的敘述，錯誤的是（　　）。[2006年研]

A．在細胞核內由hnRNA剪接而成

B．真核生物mRNA有“帽子”和“多聚A尾”結構

C．生物體中各種mRNA的長短不同相差很大

D．是各種RNA分子中半衰期最長的一類

E．其功能是作為蛋白質合成的模板

【答案】D

【解析】A項，hnRNA（不均一核RNA）是mRNA的未成熟前體（即hnRNA→mRNA）。hnRNA在細胞核內存在時間極短，經過剪接成為成熟的mRNA。B項，大部分真核細胞的mRNA的5＇-末端以7-甲基鳥嘌呤-三磷酸鳥苷為起始結構，這種m7GpppN結構稱帽子結構；在3＇-末端，大多數是由數十個至百余個腺苷酸連接而成的多聚腺苷酸結構，稱多聚A尾。C項，生物體內各種mRNA鏈的長短差異很大。D項，在各種RNA中，mRNA的半衰期最短，由幾分鐘至數小時不等。E項，mRNA的功能是轉錄核內DNA遺傳信息的堿基排列順序，并攜帶至細胞質，以此為模板指導蛋白質合成中的氨基酸排列順序。

【例11】（X型題）真核生物的mRNA結構包括（　　）。[2014年研]

A．TATA盒

B．5＇-末端7甲基鳥嘌呤核苷

C．3＇-末端多聚腺苷酸

D．開放閱讀框

【答案】BCD

【解析】真核生物的mRNA結構特點包括：①在5＇-端有一反式的7-甲基鳥嘌呤-三磷酸核苷（m7Gppp），被稱為5＇-帽結構。②在3＇-端有一段由80～250個腺苷酸連接而成的多聚腺苷酸結構，稱為多聚腺苷酸尾或多聚A尾（po1yA）。3＇-端多聚A尾和5＇-帽結構共同負責mRNA從細胞核內向細胞質的轉運、維系mRNA的穩定性以及翻譯起始的調控。③成熟mRNA由編碼區和非編碼區組成。從成熟mRNA的5＇-端第一個AUG至終止密碼之間的核苷酸序列稱為開放讀框（ORF），決定多肽鏈的氨基酸序列。在開放閱讀框兩側，還有非編碼序列。A項，TATA盒又稱Hognest盒，是真核啟動子的核心序列，并不是真核生物mRNA的結構。

3．tRNA的結構與功能

（1）結構特點

①tRNA含有多種稀有堿基。

tRNA長度74～95個核苷酸，是細胞內分子量最小的核酸，含有大量的稀有堿基，占所有堿基的10%～20%，包括雙氫尿嘧啶（DHU）、假尿嘧啶核苷（ψ）和甲基化的嘌呤（m7G，m7A）等。均是轉錄后修飾而成的。

②tRNA具有莖環結構。

tRNA的核苷酸存在著一些能形成互補配對的區域，可以形成局部的雙螺旋結構，這些局部的雙鏈呈莖狀，中間不能配對的部分則膨出形成環或襻狀結構。這些莖環結構使得tRNA的二級結構酷似三葉草形狀。

③tRNA的3＇末端連有氨基酸。

所有tRNA的3＇末端都是以-CCA結束的，氨基酸可以通過酯鍵連接在A上，從而使得tRNA成為了氨基酸的載體。

④tRNA的反密碼子能夠識別mRNA的密碼子。

每個tRNA都有一個由7～9個核苷酸組成的反密碼環。其中的3個核苷酸構成了一個反密碼子，在蛋白質生物合成中通過堿基互補的方式辨認mRNA的密碼子，將其所攜帶的氨基酸正確的運送到蛋白質合成的場所。

從5＇→3＇依次為：DHU環＋反密碼子環＋TψC環＋相同的CCA結構。

tRNA的二級結構和三級結構如圖2-4所示。

圖2-4  tRNA的二級結構和三級結構

（2）tRNA的功能

tRNA是蛋白質合成中的氨基酸載體。

【例12】（A型題）如tRNA的反密碼子為GAU，其識別的密碼子是（　?。?span id="5ym5gdf" class="ZhenTiTag">[2016年研]

A．AUC

B．CUA

C．CAU

D．AAG

【答案】A

【解析】DNA、RNA書寫原則均為5＇端到3＇端。所以反密碼子為GAU，則相對應的堿基為CUA，密碼子為AUC。

【例13】（A型題）下列關于tRNA的敘述，錯誤的是（　　）。[2011年研]

A．分子中含稀有堿基較多

B．分子序列中含有遺傳密碼

C．tRNA分子具三葉草形二級結構

D．所有tRNA的3＇端均為CCA-OH

【答案】B

【解析】A項，在各種RNA中，tRNA為含稀有堿基最多的RNA，稀有堿基占所有堿基的10%～20%，這些稀有堿基包括DHU（雙氫尿嘧啶）、ψ（假尿嘧啶核苷）、m7G、m7A（甲基化的嘌呤）等。B項，每個tRNA分子中都有3個堿基與mRNA上編碼相應氨基酸的密碼子具有堿基反向互補關系，可以配對結合，這3個堿基被稱為反密碼子，位于反密碼子環內。可見，tRNA分子序列中含有反密碼子，而不是密碼子（遺傳密碼），遺傳密碼位于mRNA上。C項，所有tRNA均呈三葉草形二級結構。D項，從5＇→3＇依次為：DHU環＋反密碼子環＋TψC環＋相同的CCA-OH結構（即所謂的三環一柄結構），所有tRNA的3＇-端的最后3個核苷酸均為CCA，這是氨基酸的結合部位，稱氨基酸接納莖。

【例14】（A型題）下列選項中，符合tRNA結構特點的是（　　）。[2010年研]

A．5＇-末端的帽子

B．3＇-末端多聚A尾

C．反密碼子

D．開放閱讀框

【答案】C

【解析】所有tRNA均呈三葉草樣二級結構。從5＇-3＇依次為：DHU環＋反密碼子環＋TΨC環＋CCA-OH結構。每個tRNA分子中都有3個堿基與mRNA上編碼相應氨基酸的密碼子具有堿基反向互補關系，可以配對結合，這3個堿基被稱為反密碼子，位于反密碼子環內。ABD三項，真核mRNA的結構為5＇-帽結構＋5＇非翻譯區＋編碼區＋3＇非翻譯區＋3＇多聚腺苷酸尾，因此，5＇末端含有帽子結構m7GpppN（7-甲基鳥嘌呤-三磷酸核苷）、3＇-末端含有多聚A尾，中間含有開放閱讀框，是mRNA的結構特點。

4．rRNA的結構和功能

rRNA是細胞內含量最多的RNA，約占RNA總量的80%以上。rRNA與核糖體蛋白共同構成核糖體，參與蛋白質的合成。

（1）真核生物與原核生物核糖體的組成

原核生物有3種rRNA，分別是5S、16S、23S-rRNA；真核生物有4種rRNA，分別是5S、5.8S、18S、28S-rRNA。它們與不同的核糖體蛋白結合形成核糖體的大亞基和小亞基。核糖體的組成如表2-3所示。

表2-3  核糖體的組成

（2）功能

以rRNA為組分的核糖體是蛋白質合成的場所，它為蛋白質生物合成所需要的mRNA、tRNA以及多種蛋白因子提供了相互結合和相互作用的空間環境。

【例15】（A型題）下列RNA中，參與形成原核生物50S大亞基的是（　　）。[2008年研]

A．28S rRNA

B．23S rRNA

C．16S rRNA

D．hnRNA

【答案】B

【解析】核蛋白體由大、小兩個亞基組成，每個亞基都由多種核蛋白體蛋白質和rRNA組成。原核生物的rRNA有3種，即5SrRNA、16S rRNA和23S rRNA，小亞基（30S）由16S rRNA和21種蛋白質（rpS）構成，大亞基（50S）由5S rRNA、23S rRNA和36種蛋白質（rpL）構成。D項，hnRNA為mRNA未成熟的前體。

第16～17題

A．hnRNA

B．siRNA

C．snoRNA

D．5S rRNA

【例16】（B型題）能對外源侵入的雙鏈RNA進行切割的核酸是（　?。?。[2011年研]

【答案】B

【例17】（B型題）能與核內蛋白質組成核蛋白體的是（　?。?。[2011年研]

【答案】D

【解析】A項，hnRNA（不均一核RNA、雜化核RNA）為成熟mRNA的前體。B項，siDNA（小干擾RNA）是細胞內一類雙鏈RNA（dsRNA）在特定情況下通過一定酶切機制，轉變為具有特定長度和特定序列的小片段RNA。它能識別、清除外源dsRNA或同源單鏈RNA，提供一種防御外源核酸入侵的保護措施。C項，snoRNA（核仁小RNA）主要功能為參與rRNA的加工修飾。D項，rRNA與核糖體蛋白共同構成核糖體，成為蛋白質合成的場所。原核生物有3種rRNA，即5S rRNA、16S rRNA、23S rRNA。真核生物有4種rRNA，即5s rRNA、5.8S rRNA、18S rRNA、28S rRNA。

四、核酸的理化性質

1．核酸分子具有強烈的紫外吸收

嘌呤和嘧啶都含有共軛雙鍵，因此堿基、核苷、核苷酸和核酸在紫外波段有較強烈的吸收，在中性條件下，它們的最大吸收值在260nm處。利用這一性質對堿基、核苷、核苷酸和核酸進行定性和定量分析。

【例18】（A型題）核酸的最大紫外光吸收值一般在哪一波長附近？（　?。?span id="xhvf2if" class="ZhenTiTag">[2007年研]

A．280nm

B．260nm

C．240nm

D．220nm

【答案】B

【解析】核酸分子的嘌呤和嘧啶環中均含有共軛雙鍵，因此，核酸在240～290nm的紫外波段有強烈吸收，其最大吸收值在260nm附近。類似的：色氨酸、酪氨酸最大吸收峰在280nm附近。

2．DNA的變性

（1）定義

DNA的變性是指某些理化因素（溫度、pH、離子強度等）會導致DNA雙鏈互補堿基對之間的氫鍵發生斷裂，使DNA雙鏈解離為單鏈的現象。DNA變性只破壞了空間結構，沒有改變核苷酸序列。

（2）影響因素

加熱、加酸或加堿，其中使DNA變性最常用的方法為加熱。

（3）變性的結果

①結構變化

DNA變性時，氫鍵斷裂，DNA雙鏈解離為單鏈，空間結構被破壞但核苷酸序列不發生改變。

②DNA的增色效應

在DNA解鏈過程中更多的共軛雙鍵暴露，使DNA在260nm處的吸光度隨之增加，即DNA的增色效應。它是檢測DNA雙鏈是否變性的一個最常用的指標。

③溶液黏度降低

DNA變性時，DNA由雙螺旋結構分裂成兩條多核苷酸鏈，引起溶液黏度降低。

（4）解鏈溫度（Tm）

是指在解鏈時，50%的DNA雙鏈解離成為單鏈（△A260達到最大變化值的一半）時所對應的溫度。DNA的Tm值與DNA長短、堿基的GC含量成正比。

（5）DNA變性和蛋白質變性的比較

①定義

a．DNA變性是指在某些理化因素作用下，DNA雙鏈的互補堿基對之間的氫鍵斷裂，使DNA雙螺旋結構松散，成為單鏈的現象；

b．蛋白質變性是指在某些理化因素作用下，蛋白質特定的空間構象被破壞，導致其理化性質改變和生物活性喪失的現象。

②主要破壞

a．DNA變性時，維系雙鏈堿基配對的氫鍵被破壞，核苷酸序列不發生改變；

b．蛋白質變性時，二硫鍵和非共價鍵被破壞，氨基酸序列不發生改變。

③變性因素

a．促使DNA變性的因素有加熱、加酸、加堿；

b．促使蛋白質變性的因素有加熱、乙醇、強酸、強堿、重金屬離子、生物堿試劑。

④變性結果

a．DNA變性后，雙鏈解開，DNA的A260增加（DNA的增色效應），溶液黏度降低；

b．蛋白質變性后，溶解度降低、黏度增加、結晶能力消失、生物活性喪失，易被蛋白酶水解。

⑤復性

a．在一定條件下，變性的DNA可以復性。

b．在一定條件下，部分變性的蛋白質可以復性。

【例19】（A型題）DNA理化性質中的“Tm”值所表達的含義是（　?。?span id="md1esst" class="ZhenTiTag">[2013年研]

A．復制時的溫度

B．復性時的溫度

C．50%雙鏈被打開的溫度

D．由B型轉變成A型的溫度

【答案】C

【解析】Tm是指核酸分子內雙鏈解開50%時的溫度，又稱融鏈溫度（原稱解鏈溫度）。

【例20】（A型題）下列DNA分子中，解鏈溫度（Tm）最高的是（　?。?。[2009年研]

A．腺嘌呤和胸腺嘧啶含量占20%

B．腺嘌呤和胸腺嘧啶含量占60%

C．鳥嘌呤和胞嘧啶含量占30%

D．鳥嘌呤和胞嘧啶含量占50%

【答案】A

【解析】DNA在各種因素作用下，由雙鏈解離為單鏈的過程稱為DNA變性。解鏈溫度（又稱融鏈溫度Tm）是指核酸分子內雙鏈解開50%時的溫度。Tm大小與DNA分子中所含堿基的鳥嘌呤（G）和胞嘧啶（C）含量有關，GC含量越高，Tm值越大，這是由于G≡C堿基對有3個氫鍵，比只有兩個氫鍵的A＝T堿基對更穩定。A項，AT占20%，即GC占80%。B項，AT占60%，即GC占40%。C項，GC占30%。D項，GC占50%。

【例21】（A型題）核酸變性后，可產生的效應是（　?。?。[2007年研]

A．增色效應

B．最大吸收波長發生轉移

C．失去對紫外線的吸收能力

D．溶液黏度增加

【答案】A

【解析】DNA（脫氧核糖核酸）變性是指在某些理化因素作用下，DNA雙鏈的互補堿基對之間的氫鍵斷裂，使DNA雙螺旋結構松散，成為單鏈的現象。AC兩項，DNA變性時，解鏈過程中，由于更多的共軛雙鍵得以暴露，DNA在紫外區260nm處的吸收值增加，并與解鏈程度有一定的比例關系，稱DNA的增色效應。B項，DNA變性后，吸收波長并不發生轉移。D項，DNA變性時，由原來比較“剛硬”的雙螺旋結構，分裂成兩條比較柔軟的單股多核苷酸鏈，從而引起溶液黏度降低。

3．DNA的復性

DNA的復性是指變性的DNA在適當條件下，兩條互補鏈重新配對，恢復原來的雙螺旋結構的過程。

（1）熱變性的DNA緩慢冷卻可復性，這一過程稱為退火，退火產生減色效應。

（2）熱變性的DNA迅速冷卻至4℃以下，DNA不能發生復性，因為兩條解離的互補鏈還來不及形成雙鏈。

4．核酸分子雜交

（1）定義

核酸分子雜交是指將不同種類的DNA單鏈或RNA放在同一溶液中，由于兩種單鏈分子之間存在著一定程度的堿基配對關系，從而形成雜化雙鏈的過程。

（2）應用

應用這一原理，可以研究DNA片段在基因組中的定位、鑒定核酸分子間的序列相似性，檢測靶基因在待檢樣品中存在與否等。如DNA印跡、RNA印跡、斑點印跡、PCR擴增、基因芯片等核酸檢測手段。

五、核酸與核酸酶

核酶與核酸酶如表2-4所示。

表2-4  核酶與核酸酶

【例22】（A型題）下列關于ribozyme的敘述，正確的是（　?。?span id="yozl4mp" class="ZhenTiTag">[2007年研]

A．即核酸酶

B．本質是蛋白質

C．本質是核糖核酸

D．其輔酶是輔酶A

【答案】C

【解析】A項，核酸酶是指能夠水解核酸的酶，其本質是蛋白質，包括DNA酶（DNase）和RNA酶（RNase）。BC兩項，某些RNA本身具有催化能力，可以完成rRNA的剪接，這種具有催化作用的小RNA稱核酶（ribozyme）?？梢妑ibozyme的本質是RNA，即核糖核酸。絕大多數的酶本質上都是蛋白質，但核酶例外。D項，輔酶A是酰基轉移酶（本質是蛋白質）的輔酶，廣泛參與糖、脂類、蛋白質代謝及肝的生物轉化反應。