第二章核酸的结构与功能生物化学与分子生物学人卫版
生物化学第二章核酸的结构与功能试题及答案
第二章核酸的结构与功能一、名词解释1.核酸2.核苜3.核甘酸4.稀有碱基5.碱基对6. DNA的•级结构7.核酸的变性8. Tm值9. DNA的复性10.核酸的杂交二、填空题11.核酸可分为—和—两大类，其中—主要存在于—中，而—主要存在于—=12.核酸完全水解生成的产物有—、—和—，其中糖基有—、—.碱基有—和—两大类。
13.生物体内的噂吟碱主要有和,啼嚏碱主要有、和=某些RNA分广中还含有微量的其它碱基，称为—。
14. DNA和RNA分子在物质组成上有所不同，主要表现在和的不同，DNA分子中存在的是和，RNA分子中存在的是和。
15. RNA的基本组成单位是、、、, DNA的基本组成单位是、、、—,它们通过—键相互连接形成多核甘酸链。
16. DNA的二级结构是结构，其中碱基组成的共同特点是（若按摩尔数计算）、、17.测知某DNA 样品中，A=0.53mok C=0.25mok 那么T=mol, G=mol.18.噪吟环上的第一位氮原『与戊糖的第一位碳原子相连形成—键，通过这种键相连而成的化合物叫—=19.啼咤环上的第一位氮原广与戊糖的第一位碳原子相连形成—键，通过这种键相连而成的化合物叫—。
20.体内有两个主要的环核昔酸是—、—，它们的主要生理功用是一°21.写出下列核昔酸符号的中文名称：ATP、22.DNA分子中，两条链通过碱基间的相连，碱基间的配对原则是一对—、—对—o23. DNA二级结构的重要特点是形成—结构，此结构属于—螺旋，此结构内部是由—通过—相连维持。
24.因为核酸分广中含有—和—碱基，而这两类物质又均含有—结构，故使核酸对一波长的紫外线有吸收作用。
25. DNA双螺旋直径为_2_nm,双螺旋每隔_3_nm转•圈，约相当于」0—个碱基对。
戊糖和磷酸基位于双螺旋_外_侧、碱基位于_内_侧。
26、核酸双螺旋结构中具有严格的碱基配对关系，在DNA分广中A对、在RNA分广中A 时—、它们之间均可形成一个氢键，在DNA和RNA分子中G始终与—配对、它们之间可形成一个氢键。
生物化学与分子生物学课件-第二章-核酸的结构与功能
第二章核酸的结构与功能教学要求（一）掌握内容1. 各种碱基、核苷酸、戊糖的结构特点及DNA、RNA化学组成的异同。
2. DNA、RNA一级结构的概念及其连接键。
3. DNA双螺旋结构模型的要点。
4. 掌握核小体的结构特点。
5. tRNA、mRNA、rRNA的结构特点与功能。
6. 溶解温度、增色效应、DNA变性与复性、核酸分子杂交的概念。
（二）熟悉内容1. DNA的超螺旋结构。
（三）了解内容1. DNA在真核生物细胞核内的组装。
2. 其它小分子RNA。
教学内容（一）核酸的化学组成及一级结构1. 核苷酸的结构（1）碱基；（2）戊糖；（3）核苷；（4）核苷酸。
2. 核酸的一级结构（1）概念；（2）DNA、RNA化学组成的异同。
（二）DNA的空间结构与功能1. DNA的二级结构—双螺旋结构模型（1）双螺旋结构的研究背景；（2）双螺旋结构模型特点；（3）双螺旋结构的多样性。
2. DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装（1）DNA超螺旋结构；（2）原核生物DNA的环状超螺旋结构；（3）真核生物DNA在核内的组装。
3. DNA的功能（三）RNA的结构与功能1. mRNA的结构与功能（1）结构特点；（2）mRNA的功能。
2. tRNA的结构与功能（1）tRNA的功能；（2）tRNA的结构特点。
3. rRNA的结构与功能（1）rRNA的主要功能；（2）rRNA的结构特点。
4. 其他小分子RNA及RNA组学（四）核酸的理化性质、变性和复性及其应用1. 核酸的一般理化性质2. DNA的变性（1）概念；（2）DNA的增色效应；（3）解链曲线与Tm值。
3. DNA的复性与分子杂交名词解释1. 单核苷酸（mononucleotide）：核苷与磷酸缩合生成的磷酸酯称为单核苷酸。
2. 磷酸二酯键（phosphodiester bonds）：单核苷酸中，核苷的戊糖与磷酸的羟基之间形成的磷酸酯键。
3. 不对称比率（dissymmetry ratio）：不同生物的碱基组成由很大的差异，这可用不对称比率（A+T）/（G+C）表示。
生物化学基础第02章 核酸的结构与功能
蛋白质
21种 31种
33种 49种
28S rRNA
第四节 核酸的主要理化性质
一、核酸的一般性质 含磷10% 通过测定磷分析核酸含量。 具有较强酸性 为多元酸。 具有大分子特性 常用相对分子质量、沉降系
数（S）、链长、碱基(b或kilobase，kb）或碱 基对数（ bp )表示核酸分子大小。b或kb 用于 单股核苷酸链，bp用于双股核苷酸链。 核酸溶液的黏度大 溶液黏度降低或消失意味 着核酸变性或降解。
二、DNA的超螺旋结构
DNA双螺旋结构在细胞内进一步旋转折叠，在蛋
白质参与下组装成致密结构——超螺旋结构。
真核细胞染色质:
DNA双螺旋
核小体
串珠状染色质细
丝
线圈状螺旋管 (染色质
纤维)
染色单体。
核小体
➢ 核小体由核小体核心和连接区两部分组成: 核小体核心——由组蛋白 H2A、H2B、H3、 H4 各两分子组成的八聚体，DNA双螺旋链 缠绕在这一核心上形成核小体核心颗粒。
hnRNA在核内经过剪接成为成熟 mRNA转移 到细胞质中。
成熟mRNA由氨基酸编码区和非编码区构成。
真核生物mRNA 的结构特点是含有：5′末端 帽和3′末端多聚A 尾结构。
真核mRNA 5′末端帽结构
mRNA 5′末端以7-甲基鸟嘌呤-三磷酸鸟苷
(m7GpppN) 为 起 始 的 结 构 称 为 5′ 末 端 帽 结 构 (cap sequence)。
❖ 核蛋白体是细胞内合成蛋白质的场所。
rRNA二级结构特征 “茎-环”结构
原核生物与真核生物核蛋白体的组成
核蛋白体
原核生物 核蛋白体 （70S）
真核生物 核蛋白体 （80S）
核酸的结构与功能人卫
糖苷键
核苷或脱氧核苷与磷酸通过酯键结合构成核苷酸 (ribonucleotide)或脱氧核苷酸(deoxyribonucleotide)。
多磷酸核苷酸
~~
腺嘌呤核苷酸 腺嘌呤一磷酸(AMP) 腺嘌呤二磷酸(ADP) 腺嘌呤三磷酸(ATP)
核苷酸衍生物
环化核苷酸：cAMP、cGMP，是细胞信 号转导中的第二信使。
蛋白质内质网定位合成 的信号识别体的组分
一、mRNA是蛋白质合成中的模板
信使RNA(messenger RNA, mRNA)是合成蛋白 质的模板。
不均一核RNA(hnRNA)含有内含子(intron)和外 显子(exon)。
外显子是氨基酸的编码序列，而内含子是非编 码序列。
hnRNA经过剪切后成为成熟的mRNA。
NH2
N
N
O CH2O N
N
cAMP
O P O OH
OH
图2-5 核苷酸的化学结构（b）
表2-1 构成RNA的碱基、核苷以及核苷酸
碱基 核苷
A
腺苷 adenosine
G
鸟苷 guanosine
C
胞苷 cytidine
U
尿苷 uridine
核苷酸 腺苷一磷酸 adenosine monophosphate, AMP
核苷的化学结构式：
NH2
N
N
9
N
N
CH2OH O
HH
1'
H 2'
H
O
OH
H
糖苷键
嘌呤N-9或嘧啶N-1与核糖C-1通过β-N-糖苷键 相连形成核苷(ribonucleoside)。
核苷酸(ribonucleotide)
生物化学(人卫版)名词解释整理
生物化学名词解释整理版章节根据人民卫生出版社第7版《生物化学》划分参考教学PPT、各教辅术后习题及试卷标准答案整理录入/清水秋香第一章蛋白质结构与功能isoelectric point, pI：氨基酸的等电点：在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性。
此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。
Peptide bond：肽键。
由一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基脱水缩合而形成的酰胺键。
Glutathione,GSH：谷胱甘肽。
由谷氨酸，半胱氨酸，甘氨酸组成的三肽。
是体内重要的还原剂。
peptide unit：肽单元。
参与肽键的6个原子Cα1、C、O、N、H、Cα2位于同一平面，Cα1和Cα2在平面上所处的位置为反式(trans)构型，此同一平面上的6个原子构成了所谓的肽单元。
peptide plane:肽平面。
肽链主链的肽键C-N具有部分双键的性质，因而不能自由的旋转，使连接在肽键上的六个原子共处于一个平面上，此平面称为肽单位平面，又称酰胺平面。
通常是反式的。
α-helix:α-螺旋。
常见的蛋白质二级结构之一。
为具有最大氢键联系的右手螺旋，侧链伸向螺旋外侧，每3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈，螺距0.54nm。
motif：模体。
在一个或几个蛋白质中出现的2个或2个以上二级结构元件的不同折叠形式，又称折叠或超二级结构。
也是在DNA中对特殊序列的描述。
zinc finger：锌指结构。
一种常见的模体。
由1个α-螺旋和2个反平行的β-折叠共3个肽段组成,形似手指, 能够结合锌离子,锌指具有结合DNA的功能。
Domain：结构域：大分子蛋白质的三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，各行使其功能，称为结构域(domain) 。
Molecular chaperon：分子伴侣。
是细胞内一类可识别肽链的非天然构象、促进各功能域和整体蛋白质正确折叠的保守蛋白质。
第二章 核酸的结构和功能优秀课件
●四股螺旋DNA ( tetraplex DNA, Tetrable Helix DNA )
1958. Poly(G) X-ray photograph 碱基形成环状氢键连接结构
◆ 3’,5’－磷酸二酯键：核酸是由众多核苷
酸聚合而成的多聚核苷酸，相邻二个核苷酸之 间的连接键即：3’，5’－磷酸二酯键。
1 核酸的化学组成与共价结构
◆ DNA分子的一级结构
5’
① 多聚核苷酸链
3’
主链是核糖和磷酸
侧链为碱基
5’
由3’,5’磷酸二酯键连接
②链的方向：同一个磷酸基
的3’酯键到5’酯键的方向
●回文序列形成的十字形结构
回文序列：又称反 向重复序列，指DNA片 段上的一段具有二重旋 转对称性的反向互补序 列。在双链DNA中，如 果两条互补链分开，每 条链上的互补序列都有 机会发生碱基配对而形 成一个发夹。两个相对 的发夹结构形成了一个 十字形结构，对应于4个 双螺旋区域的交叉点。 原来的双螺旋位于十字 形结构的两侧。
碱基堆积的棒状实体
●氢键 (Hydrogen bond 4~6 kc / mol)
弱键, 可加热解链 氢键堆积, 有序排列(线性,方向)
●碱基堆积力 (非特异性结合力)
磷酸骨架, 氨基, 酮基周围水分子间的有序排列 嘌呤环与嘧啶环作用半径 疏水作用力 (Hydrophobic interaction)
Chatgaff （查塔姆）对DNA碱 基组成的研究结果
2 双螺旋模型的特征
双螺旋DNA的结构特点：
右手反平行双螺旋 主链位于螺旋外侧，碱基位于内侧，核糖平面与旋转轴 接近平行 两条链间存在碱基互补 螺旋的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，螺距为3.4nm，直径为2nm 大沟（major groove，2.2nm）和小沟（minor groove，1.2nm）
生物化学第二章核酸
（五）体内重要的游离核苷酸及其衍生物
1、多磷酸核苷酸
NDP NTP (A，G, C, U）
dNDP dNTP (A，G, C, T）
H N
N H
N
H
9
N
H
O-
O-
O-
腺嘌呤
~ ~ -O— P -O— P -O— P HOH2C5′ O OH
‖
‖
O
O
‖
O
4′
1′
3′ 2′
M-单 D-二 T－三 P-磷酸
Erwin Chargaff （1905－1995）
3、 DNA 分子X射线衍射照片
DNA 分子 X射线衍射照片
4、DNA双螺旋结构模型（double-helical structure） 1953年，James Watson & Francis
James Watson & Francis Crick
第二章 核酸的结构和功能
Structure and function of Nucleic Acid
核 酸(nucleic acid)
是以核苷酸为基本组成单位的生 物大分子，携带和传递遗传信息。
核酸的种类、分布和功能
脱氧核糖核酸
(deoxyribonucleic acid, DNA)
分布于细胞核（98％），线 粒体，叶绿体， 质粒。
由于几何形状的限制，碱基对只能由嘌呤和嘧啶配对，即A 与T，G与C。这种配对关系，称为碱基互补。A和T之间形 成两个氢键， G与C之间形成三个氢键。
碱基配对和氢键形成
3、双螺旋横截面的直径约为2 nm，相邻两个 碱基平面之间的距离（轴距）为0.34 nm， 每10个核苷酸形成一个螺旋，其螺距（即螺 旋旋转一圈的高度）为3.4 nm。
生物化学及分子生物学(人卫第八版)-第02章-核酸的结构与功能
第一节 核酸的化学组成以及一级结构
The Chemical Component and Primary
Structure of Nucleic Acid
核酸组成 核酸 (DNA和RNA) 核苷酸 磷酸 戊糖 核糖 脱氧核糖 核苷和脱氧核苷 碱基 嘌呤 嘧啶
DNA的组成单位是脱氧核糖核苷酸（deoxyribonucleotide） RNA的组成单位是核糖核苷酸（ribonucleotide）。
正超螺旋(positive supercoil) 盘绕方向与DNA双螺旋方同相同。
负超螺旋(negative supercoil) 盘绕方向与DNA双螺旋方向相反。
（一）原核生物DNA的环状超螺旋结构
原核生物DNA多为环状的双螺旋分子 ，以 负超螺旋的形式存在，平均每200碱基就有一个 超螺旋形成。
目录
二、DNA是脱氧核苷酸通过3,5-磷酸二酯键 连接形成的大分子
一个脱氧核苷酸3的羟基与另一个核苷酸
5 的 α- 磷 酸 基 团 缩 合 形 成 磷 酸 二 酯 键 (phosphodiester bond)。 多个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键构成了 具有方向性的线性分子，称为多聚脱氧核苷 酸(polydeoxynucleotide)，即DNA链。
构成 RNA 的四种基本核苷酸是 AMP 、 GMP、
CMP和UMP。
目录
5 端
四、核酸的一级结构是 核苷酸的排列顺序
定义
C
核酸中核苷酸的排 列顺序。
由于核苷酸间的差 异主要是碱基不同，所 以也称为碱基序列。
3 端
A
G
核酸的一级结构
A G T G C T
5 P
P
P
生物化学课件02核酸的结构与功能3节
生物化学课件02核酸的结构与功能3节一、教学内容本节课的教学内容来自于人教版《生物》小学科学六年级下册第二章“生命的延续”，第二节“细胞的结构与功能”。
具体内容包括：核酸的概念、分类、分布以及核酸的基本组成单位——核苷酸的结构和功能。
二、教学目标1. 让学生了解核酸的概念、分类、分布，知道核酸在细胞中的作用。
2. 学生能够描述核酸的基本组成单位——核苷酸的结构和功能。
3. 培养学生的观察能力、动手操作能力和团队协作能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点：核酸的基本组成单位——核苷酸的结构和功能。
2. 教学重点：核酸在细胞中的作用。
四、教具与学具准备1. 教具：PPT、显微镜、细胞模型。
2. 学具：笔记本、彩笔、剪刀、胶水。
五、教学过程1. 情景引入：通过PPT展示病毒的图片，引导学生思考病毒的结构和生命活动。
2. 知识讲解：（1）介绍核酸的概念、分类、分布。
（2）讲解核酸的基本组成单位——核苷酸的结构和功能。
3. 动手操作：（1）学生分组，每组用彩笔、剪刀、胶水等学具制作核酸和核苷酸的模型。
（2）学生展示制作成果，讲解模型中核酸和核苷酸的结构和功能。
4. 随堂练习：（1）请学生回答核酸在细胞中的作用。
（2）请学生描述一下核苷酸的结构和功能。
六、板书设计板书内容：核酸 DNA RNA核苷酸的基本组成单位脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸七、作业设计1. 题目：请画出核酸和核苷酸的结构示意图，并简要描述它们的功能。
答案：核酸的结构示意图如下：（插入图片）核酸的功能：核酸是细胞内携带遗传信息的载体，参与遗传信息的传递和表达。
核苷酸的结构示意图如下：（插入图片）核苷酸的功能：核苷酸是核酸的基本组成单位，参与遗传信息的构成和传递。
2. 题目：请列举三种含有核酸的生物。
答案：DNA病毒、RNA病毒、细胞生物。
八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：本节课通过图片、模型等教具和学具的使用，让学生直观地了解了核酸的结构和功能，动手操作环节培养了学生的动手能力。
2018年临床执业医师考试辅导讲义《生物化学》第二章 核酸的结构和功能
第二章核酸的结构和功能一、核苷酸（一）碱基常见碱基有五种（二）戊糖DNA：b-D-2-脱氧核糖RNA：b-D-核糖二、DNA的结构和功能（一）DNA碱基组成规律1、A=T，G=C；2、DNA的碱基组成具有种属特异性；3、同一个体的不同器官或组织DNA的碱基组成相似；4、生物体内的碱基组成一般不受年龄、生长状况、营养状况和环境条件的影响。
（二） DNA的一级结构1、基本组成单位：脱氧核糖核苷酸（dAMP、dGMP、dCMP、dTMP）2、DNA一级结构定义：DNA分子多核苷酸链中脱氧核糖核苷酸的排列顺序（也就是碱基排列顺序）。
磷酸与脱氧核糖构成骨架；方向5’→3’。
（三）DNA双螺旋结构（四）DNA高级结构三级结构—超螺旋结构三、DNA的变性及应用（一）DNA变性和复性1、概念：在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。
2、本质：DNA变性的是双链间氢键的断裂。
3、现象：（1）粘度降低（2）由于变性时双螺旋松解，碱基暴露，对260nm紫外吸收将增加，OD260值增高称之为增色效应。
（二）核酸的紫外线吸收核酸的紫外吸收峰在260nm处。
四、RNA的结构和功能（一）概述1、主要有三种RNAmRNA：蛋白质合成模板；tRNA：转运氨基酸；rRNA：和蛋白质一起构成核糖体。
2、单链，链的局部可形成双链结构；3、三种RNA均在胞质中发挥功能。
（二）mRNA真核细胞mRNA一级结构特点1、5’末端有帽式结构（m7G pppNm）2、3’末端有一段长度20～200腺苷酸构成的多聚腺苷酸的节段（polyA尾）。
3、编码区中三个核苷酸构成一个密码子。
（三）tRNA1、一级结构特点：分子量最小；3’-末端是-CCA2、tRNA二级结构的特点—三叶草形3、tRNA三级结构的特点—倒“L”字母形。
核酸的结构与功能
核酸的结构与功能核酸是生物体内重要的生物大分子之一，它不仅参与到遗传信息的传递和转录过程中，还在细胞生理活动中发挥着重要的功能。
本文将重点介绍核酸的结构和功能。
一、核酸的结构核酸主要由核苷酸组成，而核苷酸又由糖基、碱基和磷酸残基构成。
1. 糖基：核酸中的糖基有两种，即脱氧核糖和核糖。
脱氧核糖是构成DNA的糖基，而核糖则是RNA的糖基。
2. 碱基：碱基是核苷酸的重要组成部分，它可分为两类，嘌呤和嘧啶。
嘌呤包括腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），而嘧啶则包括胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U）。
3. 磷酸残基：磷酸残基是核苷酸的磷酸部分，通过醣苷酸的骨架连接在一起，形成了核酸的链状结构。
二、核酸的功能1. 遗传信息的传递：核酸承载着生物体的遗传信息，其中DNA是生物体遗传信息的主要媒介。
DNA分子通过编码自身的碱基序列，传递给下一代，从而实现了生物遗传的连续性。
2. 转录过程中的模板：DNA作为模板参与到转录过程中，转录酶根据DNA的碱基序列合成RNA，这个过程被称为转录。
RNA承载着从DNA传递过来的信息，进一步参与到蛋白质的合成中。
3. 蛋白质的合成：核酸在蛋白质的合成过程中发挥着重要的功能。
由DNA转录形成的RNA分子将遗传信息带到细胞质中的核糖体，核糖体根据RNA的信息合成特定的氨基酸序列，最终形成特定的蛋白质。
4. 能量传递：核酸有能量转移的功能。
在细胞生理活动中，ATP（腺苷三磷酸）作为一种常见的核苷酸，通过释放相应的磷酸，将化学能转化为细胞内能量。
5. 调节基因表达：核酸还通过一系列的调控机制来调节基因的表达。
例如，RNA干扰技术能够通过干扰特定基因的转录过程，实现对基因表达的调控。
结语：通过对核酸的结构与功能进行了解，我们深刻认识到核酸在生物体内的重要性。
作为遗传信息的承载者和调控蛋白质合成的关键参与者，核酸在维持生物体的正常功能和生理过程中起着不可忽视的作用。
进一步研究核酸的结构和功能有助于揭示生命活动的本质，并为生物技术领域的发展提供新的思路和路径。
生物化学讲义第二章核酸化学
核酸的结构与功能【目的和要求】1. 熟悉核酸的种类、分布和主要的生物学功能。
2．掌握核酸的化学组成、核苷酸的连接方式。
3．归纳区分两类核酸在化学组分上的异同点。
4．说出DNA二级结构的模型及其主要特点。
5．简述RNA分子组成和结构的特点。
6．简述三种RNA结构特点和主要功能。
7．了解核酸重要的理化特性及其在医学上的应用。
8．能说出生物体内重要的单核苷酸及其生化功能。
【本章重难点】1.核酸的种类、分布和生物学功能。
2．核酸的化学组成。
3．DNA和RNA的分子结构与功能。
4．核酸的变性、复性及杂交。
5．生物体内重要的单核苷酸。
学习内容第一节核酸的化学组成第二节 DNA的分子结构第三节 RNA的分子结构第四节核酸的理化性质第一节核酸的化学组成一、核酸（nucleic acid）的分类、分布与生物学功能分类分布生物学功能核糖核酸（RNA）细胞质参与蛋白质的生物合成5 % 蛋白质合成的直接模板tRNA 15 % 活化与转运AArRNA 80 % 充当装配机，提供场所脱氧核糖核酸（DNA ） 核内、染色质遗传的物质基础** 基因 —— DNA 分子中的功能片段（决定遗传特性的碱基序列）。
二、核酸的分子组成1．核酸的元素组成：C.H.O.N.和P ；代表元素P ，平均含量9～10％。
2．核酸的基本组成单位：核苷酸（nucleotide ）1）核苷酸的组成戊糖、碱基：核苷、核苷酸：核苷酸链：3/,5/－磷酸二酯键；3/－羟基端，5/－磷酸基端水解 水解 磷酸 戊糖(戊糖、脱氧戊糖)核酸 核苷酸核苷 嘧啶（C.T.U ）碱基嘌呤(A.G)2）核苷酸的结构与命名3）核苷酸的功用3．两类核酸在分子组成上的异同点第二节 DNA 的分子结构一、DNA 的一级结构组成DNA 分子的基本单位是四种脱氧核苷酸:dAMP 、dCMP 、dGMP 和dTMP1．DNA 的碱基组成规律：Chargaff 规则：①同一生物不同组织的DNA 样品，其碱基成分含量相同。
生化第二章核酸的结构和功能
第二章核酸的结构与功能本章重点核酸前言：1.真核生物DNA存在于细胞核和线粒体内，携带遗传信息，并通过复制的方式将遗传信息进行传代；真核生物RNA存在于细胞质、细胞核和线粒体内。
2.在某些病毒中，RNA也可以作为遗传信息的载体。
一、核酸的化学组成以及一级结构（一）、核苷酸是构成核酸的基本组成单位1．DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，而RNA的基本组成单位是核糖核苷酸。
2．核苷酸中的碱基成分:含氮的杂环化合物。
①DNA中的碱基：A\T\C\G。
②RNA中的碱基：S\U\C\G。
★这五种碱基的酮基或氨基受所处环境的pH是影响可以形成酮-烯醇互变异构体或氨基-亚2．核糖①β-D-核糖：C-2’原子上有一个羟基。
②β-D-脱氧核糖：C-2’原子上没有羟基☆脱氧核糖的化学稳定性比核糖好，这使DNA成为了遗传信息的载体。
3．核苷①核苷②脱氧核苷③核糖的C-1’原子和嘌呤的N-9原子或者嘧啶的N-1原子通过缩合反应形成了β-N-糖苷键。
在天然条件下，由于空间位阻效应，核糖和碱基处在反式构象上。
3．核苷酸的结构与命名①核苷或脱氧核苷C-5’原子上的羟基可以与磷酸反应，脱水后形成磷酸键，生成核苷酸或脱氧核苷酸。
②根据连接的磷酸基团的数目不同，核苷酸可分为核苷一磷酸（NMP）、核苷二磷酸（NDP）、核苷三磷酸（NTP）。
③生物体内游离存在的多是5’核苷酸★细胞内一些参与物质代谢的酶分子的辅酶结构中都含有腺苷酸，如辅酶Ⅰ（NAD+），它们是生物氧化体系的重要成分，在传递质子或电子的过程中具有重要的作用。
（二）、DNA是脱氧核糖核苷酸通过3’，5’-磷酸二酯键连接形成的大分子1.脱氧核糖核苷三磷酸C-3’原子的羟基能够与另一个脱氧核糖核苷三磷酸的α-磷酸基团缩合，形成了一个含有3’，5’-磷酸二酯键的脱氧核苷酸分子。
2.脱氧核苷酸分子保留着C-5’原子的磷酸基团和C-3’原子的羟基。
3.多聚体核苷酸链的5’-端是磷酸基团，3’-端是羟基。
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尿嘧啶
仅存在于RNA中
胸腺嘧啶
仅存在于DNA中
目录
嘌呤(purine，Pu)
N 7
8 9 NH
5 6 1N
43 2 N
NH2 N
N
NH
N
腺嘌呤(adenine, A)
O
N NH
NH
N
NH2
鸟嘌呤(guanine, G)
嘧啶(pyrimidine，Py)
O
5 4 3N 612
NH
NH2
N
NH
NH
O
3´-末端
C A G
目录
5´-磷酸基团 O-
OPO O-
碱基
CH2 O
H
H
H
H
O
H
DNA链的方向是5 → 3
交替的磷酸基团和戊
O
碱基
核酸方向 糖 构 成 了 DNA 的 骨 架
OPO O-
CH2 O
H
H
H
H
H
O
碱基
3´,5´-磷酸二酯键 O P O
O-
CH2 O
H
H
H
H
H
(backbone)。
目录
一、DNA的二级结构是双螺旋结构
（一）DNA双螺旋结构的实验基础
Chargaff 规则 不同生物种属的DNA的碱基组成不同 同一个体的不同器官或组织的DNA碱基组成 相同 对于一特定组织的DNA，其碱基组分不随 年龄、营养状态和环境而变化 [A] = [T]，[G] = [C]
目录
构成DNA的碱基、核苷、核苷酸
碱基 脱氧核苷
脱氧核苷酸
脱氧腺苷
脱氧腺苷一磷酸
A deoxyadenosine deoxyadenosine monophosphate,
dAMP
脱氧鸟苷
脱氧鸟苷一磷酸
G deoxyguanosine deoxyguanosine monophosphate,
dGMP
脱氧胞苷
脱氧胞苷一磷酸
C deoxycytidine deoxycytidine monophosphate,
dCMP
脱氧胸苷
脱氧胸苷一磷酸
T deoxythymidine deoxythymidine monophosphate, 或thymidine dTMP
目录
二、DNA是脱氧核苷酸通过3,5-磷酸二酯键 连接形成的大分子
生物氧化体系的重要成分，在传递质子或电子的
过程中具有重要的作用。
目录
构成RNA的碱基、核苷以及核苷酸
碱基 核苷 腺苷
A adenosine 鸟苷
G guanosine 胞苷
C cytidine 尿苷
U uridine
核苷酸 腺苷一磷酸 adenosine monophosphate, AMP 鸟苷一磷酸 guanosine monophosphate, GMP 胞苷一磷酸 cytidine monophosphate, CMP 尿苷一磷酸 uridine monophosphate, UMP
第一节
核酸的化学组成以及一级结构
The Chemical Component and Primary Structure of Nucleic Acid
核酸组成
核酸 (DNA和RNA)
核苷酸
磷酸 核苷和脱氧核苷
戊糖 核糖 脱氧核糖
碱基 嘌呤 嘧啶
DNA的组成单位是脱氧核糖核苷酸（deoxyribonucleotide）
生物化学与分子生物学
目录
第二章
核酸的结构和功能
Structure and Function of Nucleic Acid
目录
核 酸(nucleic acid)
是以核苷酸为基本组成单位的生物大 分子，携带和传递遗传信息。
核酸研究的发展简史
1868年 Fridrich Miescher 从脓细胞中提取核素。 1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质。 1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构。 1968年 Nirenberg发现遗传密码。 1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶。 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA测序方法。 1985年 Mullis发明PCR技术。 1990年 美国启动人类基因组计划(HGP)。 1994年 中国人类基因组计划启动。 2001年 美英等国完成人类基因组计划。
原核生物DNA多为环状的双螺旋分子 ，以 负超螺旋的形式存在，平均每200碱基就有一个 超螺旋形成。
（二）真核生物DNA以核小体为单位形成高 度有序致密结构
真核生物DNA以非常有序的形式存在于细胞 核内。
在细胞周期的大部分时间里，DNA以松散的 染色质(chromatin)形式存在，在细胞分裂期， 则形成高度致密的染色体(chromosome)。
目录
5端
四、核酸的一级结构是
C
核苷酸的排列顺序
定义
核酸中核苷酸的排
A
列顺序。
由于核苷酸间的差
异主要是碱基不同，所
以也称为碱基序列。
G
3端
核酸的一级结构
AGT GCT
5 P P P P P P OH 3
5 pApCpTpGpCpT-OH 3 5 A C T G C T 3 ACTGCT
HO CH2
OH
O
OH OH
β-D-核糖(ribose) （构成RNA）
OH β-D-2′脱氧核糖(deoxyribose)
（构成DNA）
脱氧核苷
N
N
HOH2C O
H
H
H OH
H H
反式脱氧腺苷
NH2 N
N
糖苷键
NH2
N N
N
N
HOH2C O
H
H
H OH
H H
顺式脱氧腺苷
嘌呤N-9 与脱氧核糖C-1通过β-N-糖苷键相连 形成脱氧核苷(deoxyribonucleoside)。
碱基
OPO O-
CH2 O
H
H
H
H
H
OH
3´-羟基
目录
三、RNA也是具有3, 5-磷酸二酯键 的线性大分子
RNA也是多个核苷酸分子通过3,5-磷酸二酯 键连接形成的线性大分子，也具有5→3方 向性;
RNA的戊糖是核糖；
RNA的嘧啶是胞嘧啶和尿嘧啶。
构成RNA的四种基本核苷酸是AMP、GMP、 CMP和UMP。
碱基堆积作用力
目录
（三）DNA双螺旋结构的多样性
目录
（四）DNA的多链结构
Hoogsteen氢键 在酸性的溶液中，胞嘧啶的N-3原子被质子化，
可与鸟嘌呤的N-7原子形成氢键；同时，胞嘧 啶 的 N-4 的 氢 原 子 也 可 与 鸟 嘌 呤 的 O-6 形 成 氢 键，这种氢键被称为Hoogsteen氢键。 Hoogsteen氢键，不破坏Watson-Crick氢键， 由此形成了C＋GC的三链结构(triplex)。
DNA双螺旋结构的示意图
DNA双螺旋结构的俯视图
目录
3. DNA双链之间形成了互补碱基对
碱 基 配 对 关 系 称 为 互 补 碱 基 对 (complementary base pair)。
DNA 的 两 条 链 则 互 为 互 补 链 (complementary strand)。
碱基对平面与螺旋轴垂直。
RNA的组成单位是核糖核苷酸（ribonucleotide）。
目录
一、核苷酸是构成核酸的基本组成单位
分子组成 碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱 戊糖(ribose)：核糖，脱氧核糖 磷酸(phosphate)
碱基
碱基(base)是含氮的杂环化合物。
碱基
嘌呤 嘧啶
腺嘌呤
鸟嘌呤 胞嘧啶
存在于DNA和RNA中
一个脱氧核苷酸3的羟基与另一个核苷酸 5 的 α- 磷 酸 基 团 缩 合 形 成 磷 酸 二 酯 键 (phosphodiester bond)。
多个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键构成了 具有方向性的线性分子，称为多聚脱氧核苷 酸(polydeoxynucleotide)，即DNA链。
5´-末端 磷酸二酯键 磷酸二酯键
目录
三链结构
目录
四链结构
H
N
N
N H
NN
N
N H
H HN
O H
O
N
N
N
N
OHLeabharlann ONH HH NN
NN
H N
N
N
H
G-四链体
G G
G G
鸟嘌呤之间通过8个Hoogsteen氢键形成特
殊的四链结构(tetraplex)。
目录
T
G
T
T
G
T
G
T
G
T
T
T G
T 5'
真核生物DNA3-末端 是富含GT的多次重复序 列，因而自身形成了折叠 的四链结构。
脱氧腺嘌呤二磷酸 (dADP)
脱氧腺嘌呤三磷酸 (dATP)
目录
核苷酸衍生物
环化核苷酸：cAMP、cGMP，是细胞信 号转导中的第二信使。
NH2
N
N
O CH2O N
N
cAMP
O P O OH
OH
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，nicotinamide adenine dinucleotide, NAD+），
核苷或脱氧核苷与磷酸通过酯键结合构成核苷酸 (ribonucleotide)或脱氧核苷酸(deoxyribonucleotide)。