8-2核酸 同步作业 《化学（医药卫生类）》同步教学 高教版

专题八 蛋白质和核酸 第二节 核酸 同步作业 一、选择题（每题4分，共60分） 1. 下列化合物中，属于核酸的是（　　） A. 核苷 B. 核苷酸 C. DNA D. 氨基酸 2. 核酸的基本组成单位是（　　） A. 核苷 B. 核苷酸 C. 碱基 D. 戊糖 3. 下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是（　　） A. DNA含有脱氧核糖，RNA含有核糖 B. DNA含有胸腺嘧啶（T），RNA含有尿嘧啶（U） C. DNA通常是双链，RNA通常是单链 D. 以上都正确 4. 下列碱基中，只存在于RNA中的是（　　） A. 腺嘌呤（A） B. 鸟嘌呤（G） C. 胞嘧啶（C） D. 尿嘧啶（U） 5. 下列关于核苷酸结构的叙述，正确的是（　　） A. 核苷酸由碱基、戊糖和磷酸组成 B. 碱基与戊糖通过糖苷键连接形成核苷 C. 核苷与磷酸通过酯键连接形成核苷酸 D. 以上都正确 6. 下列关于DNA双螺旋结构的叙述，错误的是（　　） A. DNA由两条反向平行的多核苷酸链组成 B. 两条链通过碱基之间的氢键连接 C. 碱基配对原则是A与G配对，C与T配对 D. 双螺旋结构由Watson和Crick于1953年提出 7. 下列关于RNA的叙述，正确的是（　　） A. mRNA是蛋白质合成的模板 B. tRNA负责转运氨基酸 C. rRNA是核糖体的组成成分 D. 以上都正确 8. 下列关于核酸变性的叙述，正确的是（　　） A. 核酸变性是指双链解开成单链的过程 B. 加热、酸碱、尿素等可引起核酸变性 C. DNA变性后，紫外吸收增加（增色效应） D. 以上都正确 9. 下列关于核酸复性的叙述，错误的是（　　） A. 变性DNA在适宜条件下可恢复双螺旋结构 B. 复性需要缓慢降温 C. 复性后紫外吸收降低（减色效应） D. 所有变性的核酸都能完全复性 10. 下列关于核酸酶切技术的叙述，正确的是（　　） A. 限制性核酸内切酶能识别特定DNA序列并切割 B. DNA连接酶能连接DNA片段 C. 这些工具酶是基因工程的基础 D. 以上都正确 11. 下列关于PCR技术的叙述，错误的是（　　） A. PCR是聚合酶链反应的缩写 B. PCR用于体外扩增特定DNA片段 C. PCR需要模板、引物、酶和dNTP D. PCR不需要温度循环 12. 下列关于核酸在医药中应用的说法，正确的是（　　） A. 核酸类药物可用于基因治疗 B. 核酸检测可用于疾病诊断 C. 反义核酸可用于抑制特定基因表达 D. 以上都正确 13. 下列关于基因工程的叙述，正确的是（　　） A. 基因工程是将外源基因导入宿主细胞表达 B. 基因工程可生产重组蛋白药物 C. 基因工程需要载体、限制酶和连接酶 D. 以上都正确 14. 下列关于mRNA疫苗的叙述，正确的是（　　） A. mRNA疫苗是近年来开发的新型疫苗 B. mRNA疫苗将编码抗原的mRNA导入人体细胞 C. 人体细胞利用mRNA合成抗原蛋白，激发免疫反应 D. 以上都正确 15. 下列关于核酸提取的叙述，错误的是（　　） A. 核酸提取需要破碎细胞 B. 需要去除蛋白质、脂质等杂质 C. 可用酚-氯仿法提取核酸 D. 核酸对酸、碱、酶都很稳定，无需特殊保护 二、填空题（每空1分，共30分） 1. 核酸是由________通过________键连接而成的________化合物。根据所含戊糖不同，可分为________（含________）和________（含________）。 2. DNA中的碱基包括________（A）、________（G）、________（C）和________（T）；RNA中的碱基包括________（A）、________（G）、________（C）和________（U）。 3. DNA的二级结构是________结构，由两条________平行的多核苷酸链围绕同一中心轴盘旋形成________螺旋。两条链通过________之间的________键连接，碱基配对原则是________与________配对，________与________配对。 4. RNA主要包括________、________和________三种类型。其中________是蛋白质合成的模板，________转运氨基酸，________与蛋白质组成核糖体。 5. 核酸的重要性质包括________性（紫外吸收）、________性（两性电离）、________和________等。核酸变性后________增加，称为________效应；复性后________降低，称为________效应。 三、判断题（每题2分，共10分） 1. （　　）DNA和RNA都含有磷酸、戊糖和碱基，但戊糖不同，部分碱基也不同。 2. （　　）DNA双螺旋结构中，A与T通过两个氢键配对，G与C通过三个氢键配对，因此G-C含量高的DNA更稳定。 3. （　　）mRNA是信使RNA，携带遗传信息，是蛋白质合成的直接模板；tRNA是转运RNA，负责识别密码子并转运相应氨基酸。 4. （　　）核酸变性是指双链DNA解开成单链的过程，变性后紫外吸收增加，生物学活性丧失，但一级结构不变。 5. （　　）基因工程、PCR技术、核酸测序、基因编辑（如CRISPR-Cas9）等现代生物技术都是以核酸为操作对象的重要技术。 四、简答题（每题6分，共18分） 1. 请比较DNA和RNA在化学组成、结构和功能上的主要区别。 2. 请简述DNA双螺旋结构的特点，并说明碱基互补配对原则的重要性。 3. 什么是核酸的变性和复性？请说明影响核酸变性和复性的因素，以及变性-复性在分子生物学技术中的应用。 五、综合运用题（12分） 核酸在医药卫生领域有广泛应用，请根据所学知识回答下列问题： （1）新冠病毒核酸检测是诊断新冠肺炎的金标准，请说明核酸检测的原理（RT-PCR）。（3分） （2）mRNA疫苗是近年来开发的新型疫苗，已成功用于预防新冠肺炎。请说明mRNA疫苗的作用原理，以及与传统疫苗相比的优点。（3分） （3）基因治疗是将正常基因导入患者细胞，以纠正或补偿缺陷基因的功能。请说明基因治疗的基本策略，并列举一种已获批的基因治疗药物。（3分） （4）设计一个实验方案，从洋葱中提取DNA，并鉴定其存在。写出实验步骤和鉴定方法。（3分） 参考答案 一、选择题 1-5：CBD DD 6-10：CDDDD 11-15：DDD DD 二、填空题 1. 核苷酸；磷酸二酯；生物大分子；DNA；脱氧核糖；RNA；核糖 1. 腺嘌呤；鸟嘌呤；胞嘧啶；胸腺嘧啶；腺嘌呤；鸟嘌呤；胞嘧啶；尿嘧啶 1. 双螺旋；反向；右手；碱基；氢；A（或腺嘌呤）；T（或胸腺嘧啶）；G（或鸟嘌呤）；C（或胞嘧啶） 1. mRNA（或信使RNA）；tRNA（或转运RNA）；rRNA（或核糖体RNA）；mRNA；tRNA；rRNA 1. 紫外吸收；两性；变性；复性；紫外吸收；增色；紫外吸收；减色 三、判断题 1. √ 2. √ 3. √ 4. √ 5. √ 四、简答题 1. 区别： 项目 DNA RNA 化学组成 脱氧核糖、磷酸、A、G、C、T 核糖、磷酸、A、G、C、U 结构 双链，双螺旋结构 单链，局部可形成双链 分布 主要在细胞核 主要在细胞质 功能 遗传信息的储存和传递 参与蛋白质合成 类型 通常一种 mRNA、tRNA、rRNA等多种 1. 特点：①由两条反向平行的多核苷酸链组成；②围绕同一中心轴盘旋形成右手双螺旋；③磷酸和脱氧核糖在外侧形成骨架，碱基在内侧；④两条链通过碱基之间的氢键连接；⑤碱基配对：A=T（两个氢键），G≡C（三个氢键）；⑥螺旋直径约2 nm，螺距约3.4 nm，每圈约10个碱基对。 · 重要性：碱基互补配对原则是DNA复制、转录和修复的分子基础。复制时，两条链分开，各自作为模板，按照A-T、G-C配对合成新链，保证遗传信息准确传递。转录时，DNA模板链与RNA按照A-U、T-A、G-C配对合成mRNA。配对原则保证了遗传信息的准确复制和表达。 1. 变性：核酸变性是指双链核酸（主要是DNA）在某些物理或化学因素作用下，维持双螺旋结构的氢键断裂，解开成单链的过程。变性后，紫外吸收增加（增色效应），生物学活性丧失，但一级结构（磷酸二酯键）不变。 · 复性：变性DNA在适宜条件下（缓慢降温），分开的两条互补链重新通过碱基配对形成双螺旋结构的过程。复性后，紫外吸收降低（减色效应），部分生物学活性恢复。 · 影响因素：①温度：加热变性，缓慢降温复性；②pH：极端pH变性，中性pH易复性；③离子强度：低盐浓度易变性，适当盐浓度促进复性；④DNA浓度和复杂度：浓度高、复杂度低易复性。 · 应用：①PCR技术：变性-复性循环扩增DNA；②核酸杂交：Southern blot、Northern blot、基因芯片等；③基因克隆：载体与插入片段的连接；④核酸酶S1作图：检测DNA-RNA杂交体中的单链区域。 五、综合运用题 （1）RT-PCR原理：①逆转录（RT）：以病毒RNA为模板，用逆转录酶合成互补DNA（cDNA）；②PCR扩增：以cDNA为模板，用特异性引物，在DNA聚合酶作用下，通过变性（95℃）、复性（50-60℃）、延伸（72℃）循环，扩增特定DNA片段；③检测：通过荧光探针或凝胶电泳检测扩增产物，判断样本中是否存在病毒核酸。 （2）作用原理：①将编码病毒抗原蛋白（如S蛋白）的mRNA包裹在脂质纳米粒中；②注射后，mRNA进入人体细胞，利用细胞核糖体合成抗原蛋白；③抗原蛋白被免疫系统识别，产生抗体和T细胞免疫反应；④建立免疫记忆，当真实病毒感染时快速应答。 优点：①研发速度快，无需培养病毒；②安全性高，不含活病毒，不会整合入基因组；③免疫原性强，可同时激发体液和细胞免疫；④生产成本低，可快速大规模生产。 （3）基本策略：①基因替代：导入正常基因替代缺陷基因，如Luxturna治疗遗传性视网膜营养不良；②基因编辑：修复或敲除突变基因，如CRISPR治疗镰状细胞病；③基因添加：导入新基因赋予新功能，如CAR-T细胞治疗。 已获批药物：Luxturna（voretigene neparvovec，Spark Therapeutics），2017年FDA批准，用于治疗RPE65突变相关的遗传性视网膜营养不良，是首个获批的体内基因治疗药物。 （4）提取与鉴定方案： 提取步骤：①取洋葱鳞片叶，切碎，加入研磨缓冲液（含SDS、NaCl、EDTA、Tris-HCl），研磨成匀浆；②过滤，收集滤液；③加入冷酒精（预冷至-20℃），轻轻混匀，静置；④白色絮状沉淀即为DNA，用玻璃棒缠绕收集。 鉴定方法：①紫外吸收：测定260 nm处吸收峰，A260/A280比值约1.8为纯DNA；②二苯胺反应：DNA与二苯胺试剂沸水浴，出现蓝色；③甲基绿染色：DNA被甲基绿染成绿色；④琼脂糖凝胶电泳：观察DNA条带；⑤PCR扩增：用特异性引物扩增洋葱特异基因。 学科网（北京）股份有限公司 $