2.1Avery及其同事的實驗以及Hershey與Chase的實驗都證明了DNA是遺傳物質，請比較這兩個實驗。答：Avery和他的同事們于1944年對Griffith的肺炎雙球菌轉化試驗進行了補充。1928年Griffth發現加熱滅活的S型肺炎雙球菌可以將活的R型菌轉化成活的有毒S型，說明S型體內有一種“轉化因子”。Avery的補充實驗發現這種轉化因子在蛋白酶、核糖核酸酶處理后還能保持活性，但在DNA酶處理后失活。并且通過超離心、電泳、紫外分光以及基本化學分析等等，進一步證明這種轉化因子是DNA。Hershey和Chase于1952年用35S和32P分別標記T2噬菌體的蛋白質和核酸,感染大腸桿菌的實驗補充證明了DNA是噬菌體遺傳物質。 Hershey和Chase的實驗Avery和他同事的實驗研究方法先分離出“轉化因子”也即遺傳物質，再使用物理化學分析如酶反應、超離心、電泳等等，從理化性質上證明該物質是DNA分子。使用放射性標記法，從待測生物中直接辨認出繁殖后保留的物質是DNA。利弊對比詳細精確，但是實驗復雜、成本高。且由于肺炎雙球菌物質組成上比較復雜不能完全排除“轉化因子”是別的物質的可能性。由于T2噬菌體只有蛋白質和DNA，能夠完全確定遺傳物質是DNA。值得一提的是，這兩個實驗都只能說明DNA是肺炎雙球菌或T2噬菌體的遺傳物質。而且忽略了其他物質（RNA）在遺傳上的作用。更廣范圍的實驗才能證明DNA是一切生物的主要遺傳物質。意義第一次證明遺傳物質是DNA，在分子生物學史上是里程碑式的成就。補充證明了遺傳物質是DNA。2.2畫出單磷酸脫氧核苷酸的結構。標明核糖骨架的結構以及堿基、磷酸基團的連接位點，標出脫氧位點。答：如圖，Fig2.2單磷酸脫氧核苷酸的結構（A）和核糖骨架結構以及各相應基團的連接位點（B）。畫出連接兩個核苷酸的磷酸二酯鍵的結構。盡可能多的表示出兩個糖，使得參與磷酸二酯鍵的兩個糖的位置清楚。答：如圖，Fig2.3連接兩個核苷酸的磷酸二酯鍵的結構2.4DNA堿基中，哪2個之間形成3個氫鍵，哪2個之間形成2個氫鍵？答：鳥嘌呤（G）和胞嘧啶（C）之間形成3個氫鍵；腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（T）之間形成2個氫鍵。2.5請舉例畫一條DNA變性曲線，并且標明坐標軸，指出變性溫度。答：當DNA分子被加熱時，隨著雙鏈的解開，其在260nm處的光吸收會增加，以260nm處光吸收與所對應的解鏈溫度作圖，所得曲線即位DNA分子的變性曲線，當一半的DNA雙鏈分子被完全解開時對應的溫度就是變性溫度（Tm），如下圖，Fig2.5DNA雙鏈分子的變性曲線及變性溫度（Tm）。2.6請用一張圖表來闡述GC（鳥嘌呤與胞嘧啶）在DNA中的含量與DNA變性溫度Tm的關系，并對這一關系做出解釋。答：兩者的關系如下圖所示?？梢姡珿C含量高的DNA變性溫度高。該現象是由DNA中堿基對A－T、C－G間分別由2個及3個氫鍵作用這一分子間力作用的事實導致的（即GC間作用力強于AT之間的作用力）。對于CG含量高的DNA，氫鍵作用力強，所以打破之以使得DNA變性所需的能量也就高，即DNA變性溫度高。Fig2.6DNA中GC含量與變性溫度（Tm）之間的關系曲線。2.7請用一張圖表來闡述GC（鳥嘌呤與胞嘧啶）在DNA中的含量與DNA密度的關系，并對這一關系做出解釋。答：兩者成線性的正比關系，如下圖所示，GC堿基對含量越多，DNA的密度就越大。這主要是由于A-T堿基對擁有較大的摩爾體積，而兩種堿基對的相對分子質量相等。故含有較多G-C堿基對的DNA有較大的分子密度。另外一個可能的原因在于DNA密度的測定方法上。由于采用的是CsCl密度梯度法測定密度，而G-C堿基對有較強的與CsCl結合的能力，這使得其密度看上去更大了。Fig2.7DNA分子中GC含量與DNA密度的關系曲線。2.8在一幅圖中表示T4噬菌體DNA，大腸桿菌DNA以及哺乳動物非重復序列DNA的C0t曲線，并解釋三者之間的差異。答：三者的C0t曲線如下圖所示。影響DNA復性的三個重要因素有：溫度、DNA濃度和復性時間。C0t包括了后面兩個因素。在一定范圍內，DNA濃度越高，復性時間越長，DNA復性的越多。half-C0ts值與DNA鏈的復雜程度相關?？梢韵胂?，DNA越復雜，堿基對越多，DNA就更難找到正好配對的鏈，也就是，需要更高的DNA初始濃度或更長的復性時間。圖中，T4噬菌體，E.coli和小牛非重復DNA序列的half-C0t依次增加，也就是因為它們的DNA復雜程度依次上升，圖上方的堿基對數目也說明了問題。Fig2.8T4噬菌體DNA，大腸桿菌DNA以及哺乳動物非重復序列DNA的C0t曲線。2.9在一張圖上表示哺乳動（如鼠）的衛星DNA和非重復序列DNA的C0t曲線。這兩者half－C0t的比值是多少？我們能從這個比值中推測該衛星DNA的重復程度如何？答：兩者的C0t曲線如下圖所示。由圖可知，鼠衛星DNA的half－C0t值為6×10-4，而非重復DNA的half－C0t值為5×103，后者是前者的約107倍，由于兩者的DNA長度相近（2×109bp），鼠衛星DNA中的重復度約為107。Fig2.9鼠的衛星DNA和非重復序列DNA的C0t曲線。2.10畫圖解釋核酸雜交的原理。答：核酸雜交的原理是（1）核酸分子靠堿基配對形成雙鏈（2）核酸的的變性和復性。鏈狀核酸分子由含堿基的核苷酸構成。核酸分子中互補的堿基序列可以通過堿基配對，形成雙鏈結構。該雙鏈可以存在于分子內的或分子間。相同或不同的單鏈都能形成雙鏈。在某些條件例如加熱或低鹽濃度下，互補雙鏈之間的氫鍵被破壞，直至兩條鏈完全分開，該過程為核酸分子的變性。在合適條件下，分開的互補鏈可以重新形成雙螺旋雙鏈，稱為核酸的復性。在任何兩條含有互補序列的核酸分子間，都能通過類似復性的辦法使之形成雙鏈結構。例如一條DNA與一條RNA通過復性結合為雙鏈。這種反應稱為雜交。兩個核酸分子雜交的能力可以衡量其序列互補性，也即它們堿基序列的相似程度。常用的核酸雜交辦法是濾膜雜交，將單鏈吸附在纖維濾膜上，用放射標記的另一條單鏈與之結合，取出濾膜后檢測它的放射強度就可以知道兩條鏈的雜交反應能力。Fig2.10核酸分子（DNA、RNA）的雜交原理示意圖。2.11一項實驗表明，老鼠的衛星DNA位于染色體的著絲粒上，描述并闡釋該項實驗的結果。答：在該項實驗中，用與生物素交聯的老鼠衛星DNA探針和細胞分裂中期的染色體雜交，然后加入熒光標志的生物素結合蛋白。利用熒光顯微鏡，在姐妹染色體的著絲粒上觀測到熒光，從而說明老鼠的衛星DNA位于著絲粒上，也表明了著絲粒是高度重復的。2.12假設沒有基因重疊，那么一個擁有12000個堿基對的DNA序列的病毒能編碼多少個一般大小的蛋白質？答：單個氨基酸分子的平均分子量是100D，而一般大小的蛋白質分子量為40