核酸的分子结构
核酸的结构与功能
核酸的结构与功能核酸，这个生物体的基本组成部分，以其独特的结构和功能，影响着生物体的生命活动。
它包括DNA和RNA两种主要类型，各有其独特的特点和功能。
一、核酸的结构核酸是由磷酸、核糖和四种不同的碱基组成。
这四种碱基分别是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U）。
它们通过特定的方式连接在一起，形成DNA或RNA。
DNA，也被称为脱氧核糖核酸，是生物体遗传信息的主要载体。
它是由两条相互旋转的链组成的双螺旋结构，其中碱基通过氢键以特定的配对方式连接，即A与T配对，G与C配对。
这种配对方式保证了DNA 的稳定性和遗传信息的正确复制。
RNA，也被称为核糖核酸，是生物体内重要的信息传递者和调节者。
它通常是由单链结构组成，也可以是双链结构。
与DNA不同，RNA的碱基配对方式相对简单，通常是A与U配对，G与C配对。
二、核酸的功能1、遗传信息的储存和传递：DNA是生物体遗传信息的主要载体，负责储存和传递生物的遗传信息。
这些信息通过DNA的复制传递给下一代，并指导生物体的生长和发育。
2、基因表达的调控：RNA在基因表达中起着重要的调控作用。
它可以通过碱基配对原则识别并携带DNA中的遗传信息，将遗传信息从DNA传递到蛋白质合成的地方。
同时，一些RNA还可以作为调节分子，影响基因的表达。
3、蛋白质合成：RNA不仅是遗传信息的载体，还是蛋白质合成的模板。
在蛋白质合成过程中，RNA将DNA中的遗传信息翻译成蛋白质中的氨基酸序列。
4、细胞内的信号传导：某些RNA分子可以作为分子开关，调控细胞内的信号传导通路。
这些RNA可以结合并调控蛋白质的活性，从而影响细胞内的生物化学反应。
5、免疫反应的调节：某些RNA分子还可以作为免疫反应的调节剂。
它们可以影响免疫细胞的活性，从而影响免疫反应的强度和持续时间。
总结起来，核酸是生物体中至关重要的分子，其结构和功能共同保证了生物体的正常生长和发育。
从DNA中的遗传信息传递到RNA的信息载体作用，再到蛋白质的合成和细胞内信号传导的调控，核酸都发挥着不可或缺的作用。
第三节核酸的分子结构
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DNA双螺旋进一步扭曲即成三级结构。 天然DNA有双链DNA（dsDNA）， 有的病毒为单链DNA（ssDNA） 在dsDNA中： 线形分子（大多数） 环状分子（dcDNA）：质粒、线粒体、 叶绿体、病毒、细菌
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核酸的结构层次
核酸的一级结构：
碱基的排列顺序 DNA 5'- ATGCATGC……3' 3'- TACGTACG……3' RNA 5'- AUGCAUGC……3'
核酸的二级结构：
形成双螺旋和单链环 核酸的三级结构： 空间构象
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1）共价封闭的环状 双螺旋分子 2）超螺旋结构：双 螺旋基础上的螺旋化 正超螺旋(positive supercoil):盘绕方向 与双螺旋方同相同 负超螺旋(negative supercoil):盘绕方向 与双螺旋方向相反
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（三）DNA在真核生物细胞核内的组装
核小体(nucleosome)： 由DNA和组蛋白构成。
组蛋白核心： H2B ,H2A ,H3 ,H4 DNA：以负超螺旋缠 绕在组蛋白上 H1组蛋白在核小体之间
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核小体的结构：
组蛋白八聚体： H2A H2B H3 H4 各2分子
H1
1分子
DNA盘绕八聚体1.６５圈， 共146bp, 中间连接60bp， 每个核小体重复单位约占 DNA 200bp。
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第2节核酸的分子结构
第二节核酸的分子结构核酸的一级结构是指其结构中核苷酸的排列次序。
在庞大的核酸分子中，各个核苷酸的唯一不同之处仅在于碱基的不同。
因此核苷酸的排列次序也称碱基排列次序。
核酸就是由许多核苷酸单位通过3’,5’-磷酸二酯键连接起来形成的不含侧链的长链状化合物。
核酸具有方向性的长链状化合物，多核苷酸链的两端，一端称为5’-端，另一端称为3’-端。
组成DNA的核苷酸虽然只有四种，但是各种核苷酸的数量、比例和排列次序不同，并且DNA分子中的核苷酸（碱基）数量都多达百万乃至千万，因此可以形成各种特异性的DNA片段，由这些排列方式所提供的信息，几乎是无限的，从而造就了自然界丰富多彩的物种和个体之间的千差万别。
二、DNA的二级结构——双螺旋结构模式DNA双螺旋结构是DNA二级结构的一种重要形式，它是Watson和Crick两位科学家于1953年提出来的一种结构模型。
双螺旋模型的要点如下：1．DNA分子是由两条长度相同、方向相反的多聚脱氧核糖核苷酸链平行围绕同一“想象中”的中心轴形成的双股螺旋结构。
二链均为右手螺旋。
双螺旋表面存在着两条凹沟，与脱氧核糖-磷酸骨架平行。
较深的沟称为大沟（major groove），较浅的称为小沟（minor groove）。
这些沟状结构与蛋白质和DNA的识别及结合有关，通过这样的相互作用，实现对基因表达的调控。
2．两条多核苷酸链中，脱氧核糖和磷酸形成的骨架作为主链位于螺旋外侧，而碱基朝向内侧。
两链朝内的碱基间以氢键相连，使两链不至松散。
碱基间的氢键形成有一定的规律：即腺嘌呤与胸腺嘧啶以二个氢键配对相连；鸟嘌呤与胞嘧啶以三个氢键相连（即A=T，G≡C）。
这种碱基配对规律被称为“碱基互补规律”。
这些配对的碱基一般处在同一个平面上，称碱基平面，它与双螺旋的长轴垂直。
正因为两链间的碱基是互补的，所以两链的核苷酸排列次序也是互补的，即两链互为互补链。
当知道一条链的一级结构，另一条互补链也就被确定。
第二章核酸的分子结构
核酸的研究历史和重要性（续） 历史
70年代 建立DNA重组技术，改变了分子生物学的面貌，并导 致生物技术的兴起。 80年代 RNA研究出现第二次高潮：ribozyme、反义RNA、 “RNA世界”假说等等。 90年代以后 实施人类基因组计划（HGP）, 开辟了生命科学 新纪元。
人类基因组测序完成后，生命科学进入后基因组时代： 功能基因组学（functional genomics） Hapmap(单体型图 ) (基于SNP) 蛋白质组学（proteomics）
RNA分子中各核苷之间 的连接方式（3´-5´磷酸二 酯键）和排列顺序叫做 RNA的一级结构
RNA与DNA的差异
DNA
RNA
糖 脱氧核糖 核糖
碱基 AGCT
AGCU
不含稀有碱基 含稀有碱基
OH
5´
3´ OH
OH
4.1.2 RNA的类别
信使RNA（messenger RNA，mRNA）：在蛋白 质合成中起模板作用；
反转重复（inverted repeated)：由反方向互补的 两个DNA片段组成，两个反转重复序列又叫回 文序列(palindrome sequence)。(第47页)
镜像重复(mirror repeat)：由反方向完全相同的 两个序列组成。
直接重复(direct repeat)：由同一方向完全相同 的两个序列组成。正向重复序列、顺向重复序 列。
2 核酸的基本结构单位—核苷酸
2.1 核苷酸的化学组成与命名 2.1.1 碱基、核苷、核苷酸的概念和关系 2.1.2 常见碱基的结构与命名法 2.1.3 常见（脱氧）核苷酸的基本结构与命名 2.1.4 稀有核苷酸 2.1.5 细胞内游离核苷酸及其衍生物
生物大分子的结构与功能—核酸的结构与功能
罗萨琳.富兰克林
拍摄了极为清晰的DNA 晶体的X射线衍射照片
目前已知DNA双螺旋结 构可分为A、B、C、D 及Z型等数种，除Z型为 左手双螺旋外，其余均 为右手双螺旋。
B型双螺旋DNA的结构特征
DNA双螺旋结构的要点：
1.为右手反平行双螺旋 2. 磷酸和脱氧核糖位于螺旋外侧，碱基
3‘
单核苷酸 单核苷酸 单核苷酸 单核苷酸
DNA一级结构的表示法
5 ´
3´
结构式
A
C
T
G
1´
3´
5´ p
p
p
p
OH 3´
线条式
5´ ACTGCATAGCTCGA 3´ 字母式
RNA一级结构指核苷 酸排列顺序。
单链 发卡结构
RNA的空间结构与功能
RNA的结构与功能
RNA通常以单链形式存在，但也可形成局部的双螺旋结构。
（3）tRNA的3’-末端连接氨基酸
tRNA的3’-末端都是以CCA 结尾。
3’-末端的A与氨基酸共 价连结，tRNA成为了氨基酸的 载体。
不同的tRNA可以结合不同的 氨基酸。
（4）tRNA的反密码子识别mRNA的密码子
酪氨酸
3′
A C C
5′
5′ mRNA
AUG UA C
常见的核苷酸/脱氧核苷酸（NMP/dNMP） AMP、 GMP、 CMP、 UMP dAMP、dGMP、dCMP、dTMP
DNA的空间结构与功能
DNA的空间结构与功能
构成DNA的所有原子在三维空间具有确定的相 对位置关系。
DNA 的 空 间 结 构 又 分 为 二 级 结 构 (secondary structure)和高级结构。
核酸的结构和功能
核酸的结构和功能核酸是生物体内的重要生物大分子之一，其结构和功能对于生物体的正常生理活动具有重要意义。
核酸主要包括核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA），它们在细胞中扮演着信息传递、遗传、调控等方面的重要角色。
本文将详细介绍核酸的结构和功能。
一、核酸的结构核酸是由核苷酸单元组成的长链分子。
核苷酸由一个含氮碱基、糖分子和磷酸组成。
核苷酸通过磷酸二酯键连接成链状结构，相邻核苷酸之间的磷酸二酯键被称为链的磷酸骨架。
在DNA中，糖分子是脱氧核糖（deoxyribose），而在RNA中则是核糖（ribose）。
碱基分为嘌呤（鸟嘌呤和胸腺嘧啶）和嘧啶（腺嘌呤、鸟嘌呤和尿嘧啶）两类。
在DNA中，鸟嘌呤和胸腺嘧啶以氢键的方式通过碱基配对相互结合，形成双螺旋结构。
而在RNA中，核糖和碱基之间没有形成稳定的双螺旋结构。
二、核酸的功能1.存储遗传信息：DNA是生物体内存储遗传信息的主要分子。
通过DNA的序列编码了生物体内所有蛋白质的合成信息。
每一个DNA分子都包含了生物体所有的遗传信息，它能够准确地复制自身，并通过遗传信息的传递实现后代群体的生存和繁殖。
2.转录和翻译：DNA的遗传信息通过转录作用被转录成一种中间产物RNA，即RNA的合成过程。
在细胞质中，RNA通过读取DNA上的密码信息并翻译成蛋白质序列，从而实现遗传信息的传递。
这个过程被称为翻译。
3.转运和储存能量：核酸还能承担转运和储存能量的功能。
例如，三磷酸腺苷（ATP）是细胞内的一种重要能量转移分子，在胞吞、细胞呼吸等细胞代谢过程中转运和释放能量。
4. 催化作用：部分RNA分子具有催化作用，被称为酶RNA （ribozyme）。
酶RNA能够在特定条件下催化化学反应，例如：RNA酶能够剪切RNA链，还能参与核酸的合成和修复等生物化学过程。
5.调控基因表达：除了DNA编码蛋白质的功能外，核酸还能调控基因表达过程。
RNA在细胞内扮演着信使RNA、转运RNA和核糖体RNA等不同角色，参与调控基因表达的过程，例如：转录因子通过与一些基因的调控区域结合，将DNA转录为RNA，进而调控该基因的表达。
第二章核酸的分子结构
第二章核酸的分子结构核酸是一类重要的生物大分子，包括DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）。
它们是细胞内负责遗传信息存储和传递的关键分子。
核酸的分子结构是由不同的分子组成，形成了独特的双螺旋结构，这种结构使得核酸能够实现遗传信息的稳定传递以及多种生物功能的实现。
DNA是由鸟嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）和鸟嘌呤（G）四种碱基组成的核酸分子。
碱基通过N-糖苷键链接到核糖磷酸分子上，形成了核苷酸，进而形成了DNA的整个分子结构。
DNA的双螺旋结构采用了著名的Watson-Crick结构模型，即两根互相以螺旋形状缠绕的链。
这种结构由两条链通过碱基间的氢键相互连接，形成了DNA的双螺旋结构。
其中，鸟嘌呤通过三个氢键连接到胸腺嘧啶，胞嘧啶通过两个氢键连接到鸟嘌呤。
这种碱基之间的选择性配对使得DNA能够实现信息的复制和传递。
在DNA的分子结构中，糖苷和磷酸通过磷酸二酯键链接在一起，形成了DNA的骨架。
两条糖磷酸链反向排列，形成了DNA的双螺旋结构。
糖苷分子是由五个碳原子组成的环状结构，每个碳原子上有一个氧原子和一个氢原子，还有一个碱基。
两条DNA链互相以反向排列的方式连接，即一个链上的3'-OH基团连接到另一个链上的5'-磷酸基团。
这种反向排列使得DNA具有了方向性，即5'端和3'端。
与DNA不同，RNA由磷酸核糖分子和碱基组成。
在RNA分子中，脱氧核糖被核糖取代，并且鸟嘌呤（A）和胸腺嘧啶（T）不再是碱基对，取而代之的是鸟嘌呤（A）和尿嘧啶（U）。
RNA的磷酸二酯键连接在一起，形成了RNA的线性结构。
虽然RNA也可以形成双螺旋结构，但大部分的RNA通常是单链结构。
RNA还具有许多不同的结构和功能，例如mRNA（信使RNA）、rRNA（核糖体RNA）和tRNA（转运RNA），它们参与了蛋白质的合成过程。
总之，核酸的分子结构是由不同的分子组成，形成了特殊的双螺旋结构。
核酸的分子结构PPT课件
1 核酸通论
2 核酸基本构件单位—核苷酸
3 DNA的分子结构
4 RNA的分子结构
.
1
• 重点内容：①核苷酸的化学组成与命名； ②DNA的二级结构(双螺旋模型)；③真核生 物mRNA和原核生物mRNA的结构比较；④ tRNA的二级结构。
• 难点内容：①DNA分子结构与功能的关系； ②RNA分子结构与功能的关系。
.
31
DNA双螺旋的不同构象
三种DNA双螺旋构象比较
外型
A 粗短
B 适中
Z 细长
螺旋方向 右手
右手
左手
螺旋直径 碱基直升
2.55nm 0.23nm
2.37nm 0.34nm
1.84nm 0.38nm
每圈碱基数 11
10
12
碱基倾角 200
00
70
大沟
很窄很深 很宽较深
平坦
小沟
Z-DNA B-DNA A-DNA
• 1869 Miescher从脓细胞的细胞核中分离出了一 种含磷酸的有 机物，当时称为核素（nuclein）,后称为核酸（nucleic acid）； 此后几十年内，弄清了核酸的组成及在细胞中的分布。 • 1944 Avery 等成功进行肺炎球菌转化试验；1952年Hershey等 的实验表明32P-DNA可进入噬菌体内， 证明DNA是遗传物质。 • 1953 Watson和Crick建立了DNA结构的双螺旋模型，说明了 基因的结构、信息和功能三者间的关系，推动了分子生物学的 迅猛发展。 • 1958 Crick提出遗传信息传递的中心法则， • 60年代 RNA研究取得大发展（操纵子学说，遗传密码，逆转 录酶）。
2.2 核苷酸的生物学功能
核酸的基本骨架
核酸的基本骨架
核酸是一类由氮等元素构成的有机分子，它有独特的结构和用途。
它
的基本骨架主要有以下几点。
一、核酸分子的本质
1、核酸的分子由二糖（即糖类）、磷酸根和肝素氨基酸三大要素组成。
换句话说，核酸中还含有少量脂质分子，它们共同形成了核酸的基本
骨架。
2、核酸的分子组成采用了双螺旋构型，是由磷酸根上每一个糖碳基的
胞嘧啶或胸腺嘧啶组成的；肝素氨基酸是终于形成双螺旋构型的重要
分子，它在核酸体系中起贯穿线丝状骨架的作用。
二、核酸分子的作用
1、核酸分子可以存放遗传信息。
核酸分子通过其独特的双螺旋结构，
可以将遗传信息进行包装，从而达到存放遗传信息的目的。
2、核酸分子可以表达遗传信息。
只要提供原料和能量，核酸分子就能
够按其存储的遗传信息生成有特殊功能的蛋白质，它们的功能包括营
养的合成、抗病毒的作用等。
3、核酸分子还可以参与各种生物反应。
核酸分子可以储存酶，它们能够参与生物反应，进而影响细胞的活动，促进细胞的生长、分裂和修复。
三、核酸分子的形成
1、核酸分子的形成受源核酸碱基的引物作用介导。
碱基引物可以识别到正确的模板，一旦源核酸就能够在催化剂的影响下形成核酸分子。
2、另外，核酸分子的形成还与合成酶有关。
细菌体内有一类蛋白质包含酶，叫做核酸合成酶，它可以促进核酸分子的形成，从而对细胞活动起到调节作用。
本文介绍了核酸的基本骨架，即由二糖、磷酸根和肝素氨基酸三大要素组成的双螺旋构型，源核酸碱基的引物作用介导核酸分子的形成，核酸分子可以存放遗传信息，也可以表达遗传信息，以及参与各种生物反应。
核酸的分子组成和结构
核酸的分子组成和结构核酸是构成生物体基本遗传信息的大分子，包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
它们在细胞中起着传递、复制和转录遗传信息的重要作用。
核酸的分子组成和结构是理解其功能和特性的基础。
我们来看核酸的分子组成。
核酸由核苷酸组成，而核苷酸又由糖、磷酸和碱基三个部分组成。
其中，DNA的糖是脱氧核糖，而RNA 的糖是核糖。
糖和磷酸通过磷酸二酯键连接在一起，形成核苷酸的主体结构。
碱基则连接在糖的1号碳上，通过N-糖苷键与糖相连。
DNA的碱基有腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C），而RNA的碱基则是腺嘌呤（A）、尿嘧啶（U）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。
我们来探讨核酸的分子结构。
DNA和RNA的分子结构都是由两条互补的链组成的。
这种结构被称为双螺旋结构。
在DNA中，两条链通过碱基之间的氢键相互连接，形成稳定的螺旋结构。
其中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之间是通过两个氢键连接的，而鸟嘌呤和胞嘧啶之间是通过三个氢键连接的。
这种特殊的氢键配对使得DNA的两条链保持互补性。
RNA的结构与DNA类似，但由于RNA含有尿嘧啶而不含胸腺嘧啶，因此RNA是以单链的形式存在的。
除了双螺旋结构，核酸还可以形成其他的二级和三级结构。
在DNA中，双螺旋可以进一步形成超螺旋、环形和染色质等结构。
RNA则可以形成各种不同的二级结构，如发夹结构、环状结构和四链结构等。
这些二级和三级结构的形成与核酸的碱基序列、糖基连接方式以及环境条件等因素有关。
总结起来，核酸的分子组成和结构是由核苷酸、糖、磷酸和碱基等部分组成的。
核酸分为DNA和RNA两种类型，其糖的种类和碱基的组成略有不同。
核酸以双螺旋结构为基础，通过碱基之间的氢键相互连接，形成稳定的结构。
此外，核酸还可以形成其他的二级和三级结构，这些结构对于核酸的功能和特性具有重要影响。
对于生物学研究和遗传工程等领域来说，对核酸的分子组成和结构有深入的理解是至关重要的。
了解核酸的组成和结构有助于我们理解生命的起源和进化，揭示基因的功能和调控机制，以及开发新的药物和治疗方法。
核酸结构与功能的相互作用关系
核酸结构与功能的相互作用关系核酸是生命中不可或缺的分子，包括DNA和RNA，它们构成了遗传信息的基础，控制着细胞生长和分裂等基本生命过程。
核酸的结构和功能密不可分，它们之间的相互作用关系对整个生命体系的稳定和正常运转具有至关重要的作用。
一、核酸的结构DNA和RNA的结构非常相似，都是由核苷酸单元组成的线性聚合物。
核苷酸是由磷酸基团、五碳糖和氮碱基组成的。
DNA中的五碳糖是脱氧核糖，RNA中的五碳糖是核糖，它们分别与磷酸基团和氮碱基形成磷酸二酯键和N-糖苷键，将核苷酸单元连接成链状结构。
在DNA中，氮碱基由A、C、G和T四种组成，它们之间可以通过氢键相互配对，形成螺旋结构。
这样的配对方式使得DNA具有较高的稳定性和可复制性，因为新合成的链可以通过氢键与模板链上的氮碱基配对而复制成一份完整的DNA分子。
在RNA中，A、C、G和U四种氮碱基分别代表腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤和尿嘧啶，它们之间也可以通过氢键配对，但RNA的结构相对DNA更加复杂，主要是由于RNA链的长度较短，容易形成自身配对和簇状结构。
RNA还可以通过结合蛋白质形成核糖核酸复合物，参与到基因表达的调控过程中。
二、核酸的功能核酸的主要功能是传递和存储遗传信息，由此控制细胞的生长和分裂等基本生命过程。
DNA是生命中最重要的分子之一，它负责遗传信息的长期储存和复制，同时参与到调控基因表达和细胞分化等过程中。
RNA则主要负责基因的转录和翻译，将DNA中的信息转化为蛋白质，参与到细胞代谢和信号转导等过程中。
除了传递和存储遗传信息，核酸还可以参与到其他生物学过程中。
例如，RNA可以发挥催化作用，促进特定反应的发生。
这种能力被称为核酸酶活性，是RNA分子特有的性质。
此外，核酸还能够通过序列特异性结合蛋白质，调控基因表达和其他互动过程。
三、核酸结构与功能的相互作用核酸的结构和功能是密不可分的，它们之间的相互作用关系十分复杂。
细胞内的核酸分子必须保持稳定的结构和动态的功能，以便参与到生命过程中。
核酸分子结构初中生物教案
核酸分子结构初中生物教案教学目标：1.了解核酸分子的基本组成和结构；2.掌握核酸的功能和作用；3.认识核酸在生物体中的重要性。
教学重点：1.核酸的基本组成和结构；2.核酸的功能和作用。
教学难点：1.核酸在生物体中的作用机理；2.核酸的分子结构对生物体的影响。
教学过程：一、课前导入：1.引入问题：你知道核酸是什么吗？它在生物体中起到了怎样的作用？2.通过简短的视频或图片展示，引起学生对核酸的兴趣。
二、核酸分子的基本结构：1.讲解核酸的基本组成：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）；2.介绍RNA和DNA的分子结构：磷酸基团、核苷酸和碱基；3.结合图片展示，让学生了解核酸分子的结构。
三、核酸的功能和作用：1.讲解核酸在生物体中的功能和作用：DNA携带遗传信息，RNA参与蛋白质合成；2.通过案例分析或实验展示，让学生了解核酸在生物体中的重要性。
四、课堂练习：1.设计相关练习题，帮助学生巩固核酸的基本知识；2.组织小组讨论，让学生展示自己对核酸的理解和认识。
五、课堂总结：1.回顾核酸的基本结构和功能；2.强调核酸在生物体中的重要性；3.鼓励学生积极探索核酸的研究领域，培养对生物学的兴趣和热情。
六、作业布置：1.布置相关作业，巩固学生对核酸的理解；2.提醒学生关注生物科技领域的最新发展，思考核酸分子结构对生物体的影响。
教学反思：通过本节课的教学，学生对核酸的基本结构和功能有了初步的了解，对核酸在生物体中的重要性有了更深入的认识。
同时，通过案例分析和实验展示，学生能够将理论知识应用到实际生活中，培养了他们的实践能力和创新思维。
下一步，我们将继续深入探讨核酸在生物体中的作用机理，引导学生积极参与生物科技领域的研究和发展。
核酸组成成分
核酸组成成分
核酸是由核苷酸组成的大分子，其组成成分可分为以下几个部分：
1. 核苷酸：核苷酸是核酸的基本组成单元，由一个五碳糖（脱氧核糖或核糖）、一个碱基和一个磷酸基团组成。
分为脱氧核苷酸和核苷酸两种形式，包括脱氧腺苷酸（dATP）、脱氧胸腺苷酸（dTTP）、脱氧鸟苷酸（dGTP）、脱氧胸腺苷酸（dCTP）和核糖腺苷酸（ATP）、核糖胸腺苷酸（TTP）、核糖鸟苷酸（GTP）、核糖胸腺苷酸（CTP）等。
2. 碱基：碱基是核酸分子中的氮碱的组成部分，分为嘌呤类碱基（腺嘌呤和鸟嘌呤）和嘧啶类碱基（胸腺嘧啶、胸腺嘧啶和胸腺嘧啶）。
碱基通过与核苷酸的糖基进行糖苷键连接。
3. 磷酸基团：磷酸基团连接在核苷酸的糖分子的碳5位上，形成磷酸二酯键，串联成一条链。
磷酸基团是核酸中带有负电荷的部分，决定了核酸的酸性。
以上三个部分组合在一起，形成了DNA和RNA的结构。
DNA是由脱氧核苷酸组成的双链螺旋结构，而RNA是由核糖核苷酸组成的单链结构。
核酸的序列和碱基配对关系决定了生物体遗传信息的编码和传递。
第13章核酸的结构与性质
二、核酸的种类及分布
核酸(nucleic acid)： 以核苷酸(nucleotide)为基本组成单位携 带和传递遗传信息的生物大分子。
脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid, DNA)：
真核生物DNA 90%以上分布于细胞核，其余分布于核外如线 粒体，叶绿体，质粒等。原核细胞没有明显的细胞核结构，DNA 存在于称为类核的结构区。每个原核细胞只有一个染色体，每个 染色体含一个双链环状DNA。
（4）螺旋横截面的直径约为2nm，每条链相邻两个碱基平面之间的距离为0.34 nm，每10 个核苷酸形成一个螺旋，其螺矩（即螺旋旋转一圈的高度）为3.4 nm。螺旋表面形成 大沟(major groove)及小沟(minor groove)，彼此相间排列。小沟较浅；大沟较深，是蛋 白质识别DNA碱基序列的基础。
4-硫尿嘧啶
(ψ)
5-羟甲基胞嘧啶
3-甲基胞嘧啶
5-甲基胞嘧啶
2）戊糖（pentose）
HOH 2C O OH HH
H
H
OH OH
HOH 2C O OH HH
H
H
OH H
HOH 2C O OH HH
H
H
OH OCH 3
β -D-核糖 β -D-2-脱氧核糖 β -D-2-O-甲基核糖
3)磷酸
2、核苷酸的形成
1）戊糖与碱基依靠糖苷键连接成为核苷(nucleoside)
NH 2
N
N
9
N
N
HOH 2C
O
1'
H
H
H
H
OH
OH
腺嘌呤核苷 （adenosine）
NH 2
N
HOH 2C H
核酸检测物理知识点总结
核酸检测物理知识点总结一、核酸的结构与性质1.1 核酸的化学结构核酸是一种由核苷酸经过磷酸二脂酸酯键连接形成的生物大分子，包括DNA和RNA两种类型。
DNA由脱氧核糖核苷酸组成，RNA由核糖核苷酸组成。
核苷酸由核苷和磷酸二脂酸组成，核苷包括一个含氮碱基和一个糖分子，磷酸二脂酸作为链的连接部分。
1.2 核酸的物理性质核酸具有许多特殊的物理性质，如双螺旋结构、碱基配对、DNA超螺旋等。
其中双螺旋结构是DNA的典型结构，由两条螺旋形成，而碱基配对是通过氢键将两条链连接在一起，碱基的配对规律是腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）之间形成两个氢键，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）之间形成三个氢键。
此外，DNA还具有超螺旋结构，这种结构形式使得DNA在细胞分裂时更容易分离。
1.3 核酸的光学性质核酸具有一定的光学性质，如吸收光谱、荧光光谱等。
DNA和RNA在紫外光下有显著的吸收，其中DNA在260nm处有最大吸收峰，而RNA在260nm处有一个稍微红移的吸收峰。
此外，核酸还具有荧光发射的性质，一些荧光染料可以与核酸结合产生荧光信号，用于核酸的检测和定量分析。
二、核酸检测的原理与技术2.1 核酸检测的原理核酸检测的原理是通过特定的技术手段来识别和检测样品中的核酸序列，常用的技术包括PCR（聚合酶链式反应）、分子杂交、核酸电泳、原位杂交等。
PCR是最常用的核酸扩增技术，通过模拟细胞内DNA复制的过程来扩增目标DNA序列，从而实现对目标基因的检测和分析。
2.2 核酸检测的技术手段核酸检测的技术手段包括一系列的实验方法和设备，如核酸提取、PCR扩增、凝胶电泳、原位杂交、微阵列技术等。
其中核酸提取是核酸检测的首要环节，其目的是从样品中提取出目标DNA或RNA序列，为后续的PCR扩增和检测做准备；PCR扩增是一种快速、高效、特异性强的核酸扩增技术，可将目标核酸的复制数量扩大上百万倍，从而实现对微量核酸的检测和分析。
2.3 核酸检测的应用核酸检测技术在临床医学、疾病预防和控制、食品安全监测等领域有着广泛的应用，如临床诊断中的传染病检测、肿瘤基因检测、遗传病筛查等；疾病预防和控制中的病毒核酸监测、病原微生物检测、环境污染监测等；食品安全监测中的食源性疾病的检测、转基因食品的检测等。
核酸的分子结构
第二节核酸的分子结构一个核苷酸分子戊糖的3′-羟基和另一个核苷酸分子戊糖的5′-磷酸可脱水缩合形成3′,5′-磷酸二酯键。
许多核苷酸借助于磷酸二酯键相连形成的化合物称为多聚核苷酸。
多聚核苷酸呈线状展开，称为多聚核苷酸链，它是核酸的基本结构形式。
多聚核苷酸链有两个末端，戊糖5′位带有游离磷酸基的称为5′末端，戊糖3′位带有游离羟基的一端称为3′末端（图3-2-1）。
图3-2-1 多聚核苷酸链一、DNA的分子结构（一）DNA的碱基组成特点在50年代初，经Chargaff等人的分析研究表明，DNA的碱基组成有下列一些特点：1．各种生物的DNA分子中腺嘌呤与胸腺嘧啶的摩尔数相等，即A=T；鸟嘌呤与胞嘧啶的摩尔数相等，即G=C。
因此，嘌呤碱的总数等于嘧啶碱的总数，即A+G=C+T。
2．DNA的碱基组成具有种属特异性，即不同生物种属的DNA具有各自特异的碱基组成，如人、牛和大肠杆菌的DNA碱基组成比例是不一样的。
3．DNA的碱基组成没有组织器官特异性，即同一生物体的各种不同器官或组织DNA 的碱基组成相似。
比如牛的肝、胰、脾、肾和胸腺等器官的DNA的碱基组成十分相近而无明显差别。
4．生物体内的碱基组成一般不受年龄、生长状况、营养状况和环境等条件的影响。
这就是说，每种生物的DNA具有各自特异的碱基组成，与生物的遗传特性有关。
DNA碱基组成的这些规律称Chargaff规则，这些规则为研究DNA双螺旋结构提供了重要依据。
（二）一级结构DNA是由许多脱氧核糖核苷酸通过磷酸二酯键连接起来的多聚核苷酸。
DNA分子中脱氧核糖核苷酸的排列顺序，称为DNA的一级结构。
它是形成二级结构和三级结构的基础。
（三）二级结构DNA的二级结构是一个双螺旋结构，其结构模型于1953年由美国的Watson和英国的Crick两位科学家共同提出，从本质上揭示了生物遗传性状得以世代相传的分子奥秘。
其基本内容如下：1．主干链反向平行：DNA分子是一个由两条平行的脱氧多核苷酸链围绕同一个中心轴盘曲形成的右手螺旋结构，两条链行走方向相反，一条链为5′→3′走向，另一条链为3′→5′走向。
核酸知识点总结图
核酸知识点总结图一、核酸的结构1. 核苷酸的结构核苷酸是核酸的基本组成单元，包括磷酸基团、五碳糖和碱基三部分。
在DNA中，糖是脱氧核糖；在RNA中，糖是核糖。
碱基分为嘌呤碱基和嘧啶碱基两类，嘌呤碱基有腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），嘧啶碱基有胸腺嘧啶（T）（在DNA中）和胸腺嘧啶（U）（在RNA中）以及胞嘧啶（C）。
核苷酸是碱基和五碳糖的糖苷化产物，碱基与糖通过N-糖苷键相连。
2. 核酸的二级结构DNA的二级结构是由两股互补的链以双螺旋形式相互缠绕而成，肝氏结构为DNA最常见的二级结构形态。
RNA的二级结构更为多样，可以形成双股RNA结构和多股RNA结构。
具体的二级结构形式有很多，如折叠、打结、环形等。
3. 核酸的三级结构DNA的三级结构通常是一个肝氏螺旋形态，即多个二级结构相互缠绕而成。
RNA的三级结构呈现出多样性，可以形成复杂的空间结构，包括各种结构域和RNA酶等。
通过多种非共价键作用形成具有特定功能的特殊结构。
4. 结构特点（1）DNA的碱基配对规律：腺嘌呤与胸腺嘧啶之间通过三个氢键结合；鸟嘌呤与胞嘧啶之间通过两个氢键结合。
这种碱基配对规律保证了DNA在复制和转录时能够准确地传递遗传信息。
（2）RNA具有自身稳定性差的特点，易受酶的降解。
所以RNA的寿命相对较短。
二、核酸的功能1. 存储生物遗传信息核酸作为生物体内基因的物质基础，能够存储生物遗传信息，包括生物体形态、生长发育和功能表型等各种信息。
DNA分子中的基因序列编码了遗传信息，通过遗传物质的传递和表达，决定了生物个体的遗传特征。
2. 指导蛋白质的合成DNA通过转录合成RNA，再通过翻译合成蛋白质，这是中央法则的基本过程。
在这个过程中，DNA编码的遗传信息被复制和转录成RNA，再通过翻译转化成蛋白质。
蛋白质是生物体内最重要的功能分子，通过蛋白质的合成和活性发挥对生物体内各种生理过程的调控作用。
3. 调控生物体的生长和发育核酸通过编码蛋白质来控制生物体的生长和发育过程。
核酸的变态与复性名词解释
核酸的变态与复性名词解释核酸是生命中至关重要的分子之一，它承载着遗传信息并参与细胞的生物合成过程。
近年来，科学家们在研究核酸的变态与复性方面取得了一系列重要的发现。
本文将解释这些名词，并探讨它们在生物学研究中的意义。
一.核酸的变态1. 转录：转录是指在核酸复制过程中DNA的序列被转录成与之对应的RNA序列。
这一过程是基因表达的第一步，它将DNA中的信息转化为RNA分子，从而进一步合成蛋白质。
2. 翻译：翻译是指在核酸复制过程中，RNA分子被翻译成蛋白质的过程。
翻译是生物体合成蛋白质的关键步骤，通过编码RNA序列的特定顺序，合成具有特定功能的蛋白质分子。
3. 突变：突变是指DNA序列的改变，它是生物体遗传变异的主要来源之一。
突变可以导致生物体的性状和功能的改变，不同类型的突变会产生不同的效应。
4. 重组：重组是指在DNA分子中发生的交换、插入或删除碱基的过程。
重组是生物体进化和遗传多样性的重要推动力，它可以导致DNA序列的重新组合和新的遗传组合。
二.核酸的复性1. 结构：核酸的复性与其三维结构密切相关。
核酸分子的结构包括一条或多条DNA或RNA链，以及这些链之间的化学键和非共价相互作用。
核酸的结构决定了其功能和稳定性。
2. 双螺旋结构：DNA分子通常呈现出双螺旋结构，由两条互补的DNA链以螺旋状紧密缠绕。
这种结构使得DNA分子具有较高的稳定性，并且能够确保准确的DNA复制和遗传信息传递。
3. 平面结构：RNA分子通常呈现出平面结构，由一条单链上的碱基之间的碱基配对形成。
这种结构使得RNA分子能够通过碱基配对与其他核酸分子相互作用，从而参与到多种生命活动中。
三. 核酸的变态与复性的意义1. 生命起源：核酸的变态与复性过程是生命起源和进化的基石。
通过核酸的转录和翻译过程，生物体能够合成蛋白质并表达其基因。
这些基因编码的蛋白质决定了生物体的性状和功能。
2. 遗传疾病：核酸的突变和重组过程是导致遗传疾病的主要原因之一。
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核酸的分子结构
脱氧核糖核酸的结构
我们希望提出一种脱氧核糖核酸盐（DNA）的结构。
这种结构具有新的特征，具有非常大的生物学意义。
核酸的结构已经由Pauling和Corey提出。
他们在出版前友好地给我们提供了手稿。
它们的模型由三条相互缠绕的链组成，磷酸盐在DNA链的轴附近，碱基在外侧。
我们认为，这种结构令人不满意的原因有两个：（1）我们认为，给出做X射线衍射实验的材料是脱氧核糖核酸盐，而不是游离的核酸。
没有酸性的氢原子，还不清楚什么力能使结构保持在一起，特别是靠近轴的带负电荷的磷酸盐会相互排斥。
（2）一些范德华距离似乎太小。
另一个三链结构也被Fraser提出（研究成果正在印刷）。
在他的模型中，磷酸盐在外面，碱基在内部，通过氢键连接在一起。
所描述的这种结构是很不清楚的，因此我们将不予置评。
我们希望对脱氧核糖酸的盐提出一种完全不同的结构。
这种结构有两个螺旋DNA链，绕同一个轴盘旋（见图）。
我们作出了通常的化学假设，也就是说，每个链由β-D-脱氧核糖核糖残基在3’，5’处连接磷酸二酯基组成。
这两个链（除了碱基部分）两两配对并垂直于中轴。
两条链都遵循右手螺旋规则，但是由于两两配对，两条链中的原子序列方向相反。
每个链条都与Furberg的第一个模型大致相似，即碱基位于螺旋的内部，磷酸盐位于外部。
糖及其附近的原子的构型接近于Furberg的“标准构型”，糖大致垂直于连接的碱基。
在Z轴方向上每3.4 A有一个残基。
我们假定同一链中相邻残基之间的夹角为36°，则每条链上每10个残基，即在34A之后，出现重复结构。
磷原子与纤维轴的距离是10A。
由于磷酸盐在外面，阳离子很容易接近它们。
该结构是值得商榷的，它的水含量较高。
在水含量较低的情况下，我们预测碱基会倾斜，从而使结构变得更紧凑。
该结构的新颖特征是两条链通过嘌呤和嘧啶碱基保持在一起。
碱基平面垂直于中轴。
它们成对地连接在一起，一个链的单个碱基与另一个链的单个碱基通过氢键结合，因此两个碱基以相同的z坐标并排排列。
为了有效结合，碱基对中的一个必须是嘌呤，另一个必须是嘧啶。
氢键的形成如下：嘌呤位置1对应嘧啶位置1；嘌呤位置6对应嘧啶位置6。
如果假设碱基只以最合理的互变异构形式出现(即酮式而非烯醇式)，则发现只有特定的碱基对才能结合在一起。
这些碱基对是：腺嘌呤与胸腺嘧啶，鸟嘌呤与胞嘧啶。
换句话说，如果碱基对中的其中一个碱基是腺嘌呤，根据这些假设，另一个必须是胸腺嘧啶，鸟嘌呤和胞嘧啶也是如此。
单链上的碱基序列不受任何限制。
然而，如果仅能形成特定的碱基对，则如果给定一个链上的碱基序列，则自动确定另一个链上的碱基序列。
实验发现，在DNA中，腺嘌呤与胸腺嘧啶的比例以及鸟嘌呤与胞嘧啶的比例总是非常接近统一。
用核糖代替脱氧核糖来构建这种结构是不可能的，因为额外的氧原子会使范德华距离太近。
以前公布的脱氧核糖核酸的X射线数据不足以对我们的结构进行严格的测试。
据我们所知，它与实验数据大致相符，但必须把它看作未经证实的假设，直到用更精确的实验结果进行检验。
其中一些在下面的通信中给出。
当我们设计我们的结构时，我们并不知道下面给出的实验结果的细节。
我们的理论主要基于我们的思考，并不完全依赖于公布的实验数据和立体化学理论。
我们注意到，我们假设出特定碱基配对，这种规则立即揭示了遗传物质的一种可能的复制机制。
该结构的全部细节，包括建造时假定的条件，以及原子的一组坐标，将在别处公布。
我们非常感谢Jerry Donohue博士不断的建议和批评，尤其是原子间距离。
我们还被伦敦国王学院的M.H.F.威尔金斯博士、R.E.富兰克林博士及其同事关于未公布的实验结果和想法的一般性质的知识所鼓舞。
Watson得到了来自全国小儿麻痹基金会的帮助。
J. D. W ATSON
F. H. C. C RICK。