2核酸的结构与功能
2核酸的结构与功能
【习题】核酸的结构与功能一、名词解释1.Tm值2.核酸分子杂交3. DNA变性4.退火5.增色效应二、选择题（一）单项选择题1.不参与构成DNA的物质是A.dAMPB.dTMPC.dUMPD.dGMPE.dCMP2.DNA携带生物遗传信息这一事实意味着什么？A.不论哪一物种的碱基组成均应相同B.病毒的侵染是靠蛋白质转移至宿主细胞来实现的C.同一生物不同组织的DNA，碱基组成相同D.DNA的碱基组成随机体年龄及营养状况而改变E.DNA以小环状结构存在3. DNA变性后的特征性变化是A.磷酸二酯键断裂B.A260增高C.A280增高D.黏度增大E.分子量变小4.核酸溶液在下列哪个波长有最大光吸收？A.280nmB.260nmC.340nmD.225nmE.400nm5.核酸分子一级结构的连接方式是A.2′，3′磷酸二酯键B.3′，5′磷酸二酯键C.2′，5′磷酸二酯键D.糖苷键E.氢键6.含有稀有碱基比例较多的核酸是：A.核DNAB.线立体DNAC.tRNAD.mRNAE.rRNA7.关于DNA碱基组成的规律，下列哪项是正确的？A.DNA主要由A、G、C、U四种碱基组成B.在DNA中，A＋T/C＋G=A＋C/G＋TC.在DNA中，A＋G/T＋C=1D.DNA中的碱基组成具有种族特异性和器官特异性E.以上都不是8.具有左手螺旋的DNA结构是：A.G-四链体DNAB.A型DNAC.β-转角D.B型DNAE.Z型DNA9.核酸在260nm处有最大光吸收是因为：A.氢键B.磷酸二酯键C.嘌呤和嘧啶环上的共轭双键D.糖苷键E.核糖和脱氧核糖的呋喃型环状结构10. 关于tRNA的描述，错误的是A.70～90个核苷酸组成B.5′端皆为CCAC.富含稀有碱基和核苷D.二级结构为三叶草形E.反密码环中有反密码子11.维持DNA双螺旋横向稳定性的力是：A.碱基堆积力B.碱基对之间的氢键C.螺旋内侧疏水力D.二硫键E.磷酸二酯键12. 已知某双链DNA的一条链中A＝30％，G＝24％，其互补链的碱基组成，正确的是A.T和C46％B.A和T46％C.A和G54％D.T和G46％E.T和C54％13. 关于DNA变性的叙述，正确的是A.磷酸二酯键断裂B.多聚核苷酸链解聚C.碱基的甲基化修饰D.互补碱基间氢键断裂E.糖苷键断裂14.现有一段DNA，其核苷酸的序列为：5'-GGATGCAATGCGCATTGGC-3'3'-CCTACGTTACGCGTAACCG-5'它的Tm值是：A.60 ℃B.68℃C.64℃D.62.℃E.78℃15.从某细菌中分离的DNA样品内含有15.1%的腺嘌呤，那么其它碱基的百分含量是：A.G=34.9%B.C=15.1%C.T=34.9%D.G=69.8%E.C=30.2%16.关于真核生物mRNA的叙述，正确的是A.在胞质内合成和发挥功能B.帽子结构是CpGC.有帽子结构与聚A尾D.半寿期最长E.前体是SnRNA17.核酸分子中储存、传递遗传信息的关键部分是A.戊糖构象B.碱基的旋转角C.碱基序列D.戊糖磷酸骨架E.磷酸二酯键18.原核生物与真核生物的核糖体中都有A.18s rRNAB.16s rRNAC.5s rRNAD.28s rRNAE.5.8s RNA19.关于rRNA的叙述，下列哪项是错误的？A.rRNA是细胞内含量最多的RNAB.rRNA与核糖体蛋白共同组成核糖体C.核糖体由易于解聚的大、小两个亚基组成D.真核细胞的核糖体包括5S、16S和23S三种rRNAE.rRNA分子中有一些能配对的区域形成局部的双链20.有关核酶的正确描述是：A.它是DNA分子，但具有催化功能B.它是RNA分子，但具有催化功能C.它是位于细胞核内的酶D.它是专门水解核酸的蛋白质E.它是由RNA和蛋白质构成的酶21. 关于核酸分子杂交，错误的是A.不同来源的两条单链DNA，只要有部分碱基互补，就可杂交B.DNA单链可与有几乎相同互补碱基的RNA链杂交C.以mRNA为模板，逆转录可合成RNA-DNA杂交链D.mRNA可与编码的多肽链杂交E.利用分子杂交，可从基因文库中钓取目的基因22.DNA的解链温度是指A.DNA开始解链时的温度B.A260在达到最大值时的温度C.A260在达到最大值50%时的温度D.A280在达到最大值50%时的温度E.DNA完全解链时的温度23.Tm值愈高的DNA分子，其A.G＋C含量愈高B.A＋T含量愈高C.A＋G含量愈高D.T＋C含量愈高E.A＋C含量愈低24.关于核小体的叙述，正确的是A.由DNA和非组蛋白八聚体构成B.由RNA和H1，H2，H3，H4各两分子构成C.H1，H2A，H2B，H3和H4参与核小体组成D.由DNA和H1，H2，H3，H4各两分子构成E.由RNA和组蛋白构成25.构成核小体的基本成分是A.RNA和组蛋白B.RNA和酸性蛋白C.DNA和组蛋白D.DNA和酸性蛋白E.rRNA和组蛋白（二）多项选择题1.关于rRNA的叙述，正确的是A.能与蛋白质结合成核糖体的大小亚基B.是细胞内含量最多的RNAC.含有较多的稀有碱基D.不能形成二级结构E.半衰期最短2.DNA的Tm值的叙述，正确的是A.与DNA的均一性有关B.与DNA中(G+C)含量呈正相关C.DNA链越长，Tm值越大D.DNA中稀有碱基越多，Tm值越大E.与DNA所处介质的离子强度有关3.下列关于DNA二级结构的模型的叙述，正确的是（10考研题）：A.右手双螺旋结构B.两股脱氧核苷酸链呈同向平行C.两股链之间存在碱基配对关系D.螺旋每周含10对碱基4. DNA变性时发生的变化是：A．链间氢链断裂，双螺旋结构破坏B．高色效应C．粘度增加D．共价键断裂5.关于mRNA的叙述，正确的是A.在三种RNA中代谢速度最快B.二级结构含有局部双螺旋C.由大小两个亚基构成D.有m7Gppp帽子和polyA尾巴E.含有遗传信息6.DNA分子杂交的基础是：A.DNA变性后在一定条件下可复性B.DNA的粘度大C.不同来源的DNA链某些区域能建立碱基配对D.DNA变性双链解开后，在一定条件下可重新缔合7.DNA复性的条件是A.应逐渐降低温度B.盐浓度低易于复性C.DNA浓度低易于复性D.DNA非重复序列多易于复性E.DNA中A+T含量高易于复性8.有关核酶的正确描述为：A.其化学本质是蛋白质B.它的生理功能是水解某些RNAC.可作为治疗肿瘤和病毒的手段之一D.是核酸和蛋白质组成的结合蛋白质酶类9.构成核小体核心颗粒的组蛋白有A.H1B.H2AC.H2BD.H3E.H410.核苷酸在体内的生物学功能有A.作为细胞骨架B.生物体内核酸合成的原料C.有的核苷酸可作为激素的第二信使D.某些核苷酸是别构酶的别构效应剂E.有的核苷酸是生物体内能量的直接供给者三、简答题1. 简述Watson-Crick DNA双螺旋结构模型的要点。
Chapter 2 核酸的结构与功能教学教材
核酸的结构与功能
Structures and Functions of Nucleic Acids
内容
2.1 核酸的种类与分布 2.2 核苷酸 2.3 DNA的分子结构 2.4 核酸与蛋白质的复合体 2.5 RNA的分子结构 2.6 核酸的理化性质
2
2.1 核酸（Nucleic acid） 的种类与分布
48
（四）DNA双螺旋结构的多样性
49
双螺旋DNA的类型及相关参数
类型 螺旋方向
存在条件
螺距 碱基数/螺旋 碱基倾角
A-DNA 右手
相对湿度75% 2.53 nm
11
19°
B-DNA 右手
相对湿度92% 3.54 nm
10.4
1°
Z-DNA 左手 嘌呤－嘧啶二核 4.56 nm
12
苷酸为重复单位
N=A/U/G/C
同样，dNDP、dNTP， N=A/T/G/C
腺嘌呤 腺苷
16
核苷多磷酸的生物学功能:
§NTP和dNTP分别是RNA和DNA的直接前体。 §ATP分子的最显著特点是含有两个高能磷酸键。水
解时, ATP可以释放出大量自由能，推动生物体内 各种需能的生化反应。 §UDP、ADP、GDP在多糖合成中，可作为携带葡 萄糖基的载体；CDP在磷脂合成中可作为携带胆 碱的载体。 §GTP、CTP、UTP在某些生化反应中也具有传递能 量的作用。
11
稀 有 碱 基
大多甲基化碱基，tRNA含量丰富 (高达10％) 12
2.2.3 戊糖
β-D-核糖
β-D-脱氧核糖
13
2.2.4 核苷
碱基和核糖（或脱氧核糖）通过C-N 糖苷 键连接形成核苷（或脱氧核苷）。
02 核酸的结构与功能(标注重点的一定要记,其他的也要看)
DNA含G，C多则Tm值高，反之则低。
二、【DNA复性】(重点)
定义 DNA变性后，在去除变性因素后 如条件适宜，DNA恢复双螺旋结构。 DNA热变性后，在适宜条件下的复性过程 叫退火。
三、分子杂交原理
【分子杂交】：异源单链DNA或DNA与RNA 之间经退火形成的杂代双链。(重点)
分类：(重点) mRNA 蛋白质合成模板
tRNA
rRNA HnRNA
转运氨基酸
核蛋白体组成成分 成熟mRNA的前体
一、信使RNA的结构与功能 (重点)
mRNA ： 是不稳定的 RNA ，含量最小， 占细胞内 RNA的2.5%，是合成蛋白质的 模板。 mRNA的前体为HnRNA。
DNA变性
2、DNA热变性与增色效应
变性后的核酸因碱基暴露，对260nm波长的光 吸收增强，称为【增色效应】。(重点)
பைடு நூலகம்
当核苷酸摩尔数相同时 A260 ：单核苷酸＞单链 DNA＞双链 DNA，这种 关系叫【减色效应】。(重点)
加热（80—100OC几分钟）使DNA变性，称热 变性。
【 解 链 温 度 】 （ Tm ） ： 通 常 把 50 %DNA 变性时的温度称为解链温度（融 解温度）。(重点) DNA变性，紫外吸收增高；当紫外吸收 值达到最大值的50%时的温度叫Tm.
第三章 核酸的结构与功能
1.核酸的化学组成
2.核酸的一级结构
3.DNA的空间结构与功能(重点) 4.RNA的空间结构与功能 5.核酸的理化性质及其应用
分类
DNA
RNA
第二章 核酸的结构与功能
核酸的结构与功能
❖ 1868年，瑞士外科医生Fridrich从外科手术绷带上的脓细胞的细 胞核中分离出一种溶于碱而不溶于酸的酸性有机化合物，其分子 中含磷2.5%、含氮14%，该物质被命名为核酸。
❖ 根据核酸分子中所含戊糖的差别： （一）脱氧核糖核酸（DNA）:主要存在于细胞核中（真核细胞的 线粒体中也存在不少量的DNA），携带着决定个体基因型的遗传信 息，是遗传信息的贮存和携带者； （二）核糖核酸（RNA）:主要存在于细胞核和细胞质中，参与细
比DNA复制得多，这与它的功能多样化密切相关。
一、mRNA是蛋白质合成中的模板
❖ 1960年，Jacob 和 Monod 等人用放射性核素示踪实验证实： 一类大小不同的RNA才是细胞内合成蛋白质的真正模板，于 1961年首先提出了信使RNA（mRNA）这个概念。
❖ 在各种RNA分子中，mRNA约占细胞内RNA总量的2～5%，种类 最多，分子大小相差很大；
N H
❖DN生称AN物为稀体有的D碱N基A8 N和79NH。RN45 AN36分12 子N 中NH2还含有一些65含1N4 3量2N 很O 少H的3C碱基65 1，N4 32
N
O
鸟嘌呤
RNA
胞嘧啶
胸腺嘧啶
5´
HOCH2
4´ H
OH O
H 1´
H
H
3´
2´
OH OH
β-D-核糖（构成RNA）
5´
HOCH2
遗传的相对稳定性，又可发生各种重组和突变，适应环境的 变迁，为自然选R型择细提菌供：无机毒会型。肺炎球菌
S型细菌：有毒型肺炎球菌
肺炎球菌转化实验
第三节
RNA 的结构与功能
❖ RNA和蛋白质共同担负着基因的表达和表达调控功能。 ❖ RNA通常以单链形式存在，但可通过链内的碱基配对形成
核酸的结构和功能
核酸的结构和功能核酸是生命体内十分重要的一种生物大分子，它不仅可以储存遗传信息，还可以传递遗传信息和控制遗传信息的表达。
核酸的结构和功能一直是生物学研究中备受关注的重要领域，本文将从核酸的结构和功能两个方面进行探讨。
一、核酸的结构核酸是由核苷酸单元组成的，每个核苷酸单元由一个糖分子、一个碱基和一个磷酸基团组成。
糖分子是五碳糖，对于RNA来说，是核糖，对于DNA来说，是脱氧核糖。
碱基有四种类型，分别为腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶，它们可以自由地组合在一起，形成不同的核苷酸单元。
核苷酸单元通过磷酸基团的连接形成了核酸链。
RNA是单链结构，而DNA是双链结构，其中一条链具有正向朝向，另一条链具有反向朝向。
DNA两条链通过氢键相互串联在一起，即A碱基配对T碱基，C碱基配对G碱基，这种配对方式保证了DNA两条链互补性，且不同的DNA序列具有不同的特异性。
RNA在一些特殊情况下可以形成双链结构，例如siRNA和微小RNA可以通过与靶序列的互补配对来抑制基因表达。
二、核酸的功能核酸的功能主要包括储存遗传信息、传递遗传信息和控制遗传信息的表达。
1. 储存遗传信息DNA作为遗传物质的载体，在细胞分裂和繁殖的过程中，能够确保一定程度的遗传稳定性和连续性。
它能够储存所有生物的遗传信息，并且在细胞复制过程中保持遗传信息的准确复制。
当细胞分裂时，DNA能够在细胞的两个子细胞之间进行遗传信息的传递，从而保证遗传信息的传承。
2. 传递遗传信息RNA作为DNA的转录产物，能够通过核糖体进行翻译，合成蛋白质。
RNA分为mRNA、tRNA和rRNA三类，其中mRNA是将DNA上的遗传信息转录并运送到核糖体的，tRNA是将氨基酸运送到核糖体，rRNA是核糖体的主要构成部分之一。
RNA通过转录和翻译过程，将DNA上的遗传信息传递到蛋白质上，控制蛋白质的合成和功能性质。
3. 控制遗传信息的表达DNA序列中含有许多启动子和基因调控元件，它们能够通过结合转录因子调节基因的表达。
核酸的结构与功能-2
H H NH O
N,N二甲基鸟嘌呤
HN N CH2
双氢尿嘧啶
S NH
C
CH
N
NH
NH
O
N6-异戊烯腺嘌呤
N
4-巯尿嘧啶
tRNA的二级结构---三叶草型
①氨基酸臂：由7对bp组成，富含G，末端为CCA， 接受活化AA ②二氢尿嘧啶环（DHU环）：由8－12个核苷酸组成 ③反密码环：识别密码子 ④额外环：大小是tRNA分类的重要指标 ⑤假尿嘧啶核苷-胸腺嘧啶核苷环:（T Ψ C环）含 有稀有碱基胸腺核苷T和假尿苷ψ
Arg、His（碱性氨基酸），故显碱性，属于单纯蛋白，溶 于水及稀酸
各种真核细胞都有5种组蛋白，但分子质量和氨基酸的顺
序有些差异。
在所有真核生物中H3，H4组蛋白氨基酸序列高度保守，提
示功能是相同的。但是各种生物的H，是真核细胞染色质的结构和功能必需的， 一般组蛋白H2A、H2B 、H3、H4各2分子组成一个8聚体，作为核小体的核 心，上面盘绕1.8圈的DNA，从而形成核小体； 核小体之间的DNA称为连接 DNA，而组蛋白 H1 结合在连接DNA上，使核小体一个挨一个，彼此靠拢。
RNA中的碱基配对原则 A-U G-C
A-U G-C 双螺旋区
动物细胞内主要RNA的种类及功能
细胞核和胞液 核 蛋 白 体 RNA 信 使 RNA 转 运 RNA 核 内 不 均 一 RNA 核 内 小 RNA 核 仁 小 RNA 胞 浆 小 RNA rR N A mRNA tR N A H nR N A SnR N A SnoR N A s c R N A /7 S L -R N A 线粒体 m t rR N A mt mRNA m t tR N A 功 能
高一生物必修一知识点核酸
千里之行，始于足下。
高一生物必修一知识点核酸核酸是生物体内一种重要的生物大分子，是传递、复制和控制遗传信息的基础。
核酸主要由核苷酸组成，是由多个核苷酸单元通过磷酸二酯键连接而成的。
核酸分为DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）两种。
下面将从核酸的结构、功能及复制等方面详细介绍核酸的知识点。
一、核酸的结构1.核苷酸的组成与结构：核苷酸是核酸的组成单元，由一个五碳糖（脱氧核糖或核糖）、一个含氮碱基和一个磷酸基团组成。
2.核酸的结构：DNA的结构是双螺旋结构，由两股互补的链以螺旋形状排列，两条链通过碱基对之间的氢键连接在一起。
RNA的结构通常是单链状。
二、核酸的功能1.储存遗传信息：核酸是细胞内遗传信息的主要储存和传递分子。
DNA携带着生物体遗传信息的全部，通过DNA复制和RNA转录传递给下一代。
2.指导蛋白质合成：DNA通过RNA转录来合成RNA分子，其中包括mRNA（信使RNA）、rRNA （核糖体RNA）和tRNA（转移RNA）。
mRNA带着DNA的信息转移到核糖体，指导蛋白质的合成。
3.调控基因表达：一些特定的RNA分子能干扰基因或调节基因的表达，参与生物体发育、分化和生理代谢等过程。
三、核酸的复制第1页/共2页锲而不舍，金石可镂。
DNA的复制是细胞分裂的前提和基础，是生命物质的自我复制。
DNA的复制遵循半保留复制规律，即一个DNA分子在复制过程中产生两个完全相同的DNA分子，并且每个新的DNA分子包含一条模板链和一个新合成的链。
1.复制酶与复制起始点：DNA复制过程中的复制酶主要有DNA聚合酶和DNA连接酶，它们在复制起始点上起到关键作用。
2.复制过程：DNA复制可分为三个主要步骤：解旋、复制和连接。
解旋过程是由解旋酶催化DNA两条链的分离，形成复制起始点，为DNA复制提供模板。
复制过程中，DNA聚合酶沿着模板链合成新链，每个核苷酸由它的三个基本组件（脱氧核糖、碱基、磷酸）组成。
连接过程由DNA连接酶完成，将新合成的DNA片段粘贴在一起。
核酸化学知识点总结
核酸化学知识点总结一、核酸的化学结构1. 核酸的基本结构核酸是由核苷酸组成的，核苷酸又由碱基、糖和磷酸组成。
碱基分为嘌呤和嘧啶两类，嘌呤包括腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），嘧啶包括胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）或尿嘧啶（U）。
糖分为核糖和脱氧核糖，其中RNA中的糖为核糖，DNA中的糖为脱氧核糖。
核苷酸是由碱基和糖组成的核苷，再与磷酸结合形成核苷酸。
2. 核酸的二级结构核酸的二级结构是指单条核酸链上碱基序列所具有的空间结构。
DNA分子具有双螺旋结构，由两条互补的DNA链通过氢键相互缠绕形成。
RNA分子没有固定的二级结构，但在一些情况下也可以形成双链结构。
3. 核酸的三级结构核酸的三级结构是指单条核酸链在立体空间上所呈现的结构。
DNA分子呈现出右旋的螺旋结构，RNA分子则可以形成各种复杂的结构。
4. 核酸的四级结构核酸的四级结构是指多条核酸链相互作用所形成的更为复杂的结构。
在一些特定情况下，核酸分子可以形成四级结构，并参与到一些生物学过程中。
二、核酸的功能1. 遗传信息的储存与传递核酸是生物体内遗传信息的携带者，DNA分子储存着生物体的遗传信息，RNA分子则在转录和翻译过程中参与到遗传信息的传递和表达中。
2. 蛋白质合成核酸通过转录和翻译的过程，参与到蛋白质的合成过程中。
DNA分子在转录过程中产生mRNA，mRNA再通过翻译过程将基因信息翻译成蛋白质。
3. 调节基因表达在一些生物学过程中，核酸可以通过转录调控、剪接调控和甲基化调控等方式来参与到基因的表达调节中。
4. 氧化磷酸化核酸分子参与到细胞内氧化磷酸化过程中，通过释放出磷酸来提供细胞内化学能量，并维持细胞内正常生理活动。
三、核酸的合成1. DNA的合成（DNA合成）DNA的合成是DNA聚合酶在DNA模板的引导下，将合适的脱氧核苷酸三磷酸酶与新合成的核甙核苷酸通过磷酸二酯键连接，使DNA链不断延长的过程。
DNA合成是细胞分裂前的准备工作，也是基因工程和分子生物学研究中的重要技术手段。
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。
2 核酸的结构与功能
RNA的种类与分布
RNA主要存在于细胞质中。 mRNA 约占细胞总RNA的5%，在蛋白质合成中起 模板作用 rRNA 占细胞总RNA的80%，是核糖体的组分，是 合成蛋白质的场所 tRNA 占细胞总RNA的10-15%，蛋白质合成中起携 带活化氨基酸的作用 小RNA：microR.1.2 DNA的二级结构及其多态性
Watson和Crick在总结前人研究工作的基础上， 在1953年以立体化学上的最适构型建立了与 DNA X-射线衍射资料相符的分子模型—— DNA双螺旋结构模型。 它可在分子水平上 阐述遗传(基因复制)的基本特征。
⑴DNA双螺旋结构的主要依据
① 1949-1951 年 Chatgaff 应用紫外分光光度法 和纸层析等技术，对不同来源的DNA进行碱 基定量分析，得出组成DNA四种碱基的比例 关系。
1.1.1核酸的生物学功能
DNA作为遗传物质的载体，负责遗传 信息的储存、传递和发布；RNA负责 遗传信息的表达，也可作为遗传信息 的载体，功能多样复杂。
细胞 内DNA含量很稳定，不受营养条 件、年龄等因素的影响。DNA是染色 体的主要成分，而染色体与遗传直接 有关。可作用于DNA的一些物理、化 学因素都可以引起遗传特性的改变。
B-DNA与Z-DNA的比较
比较内容 B-DNA 螺旋手性 右旋 螺旋周期的核苷酸数目 10 螺旋直径 2.0nm 碱基平面的间距 0.34nm 螺距 3.4nm 相邻碱基对间的转角 36° 轴心是否穿过碱基对 穿过
Z-DNA
左旋 12 1.8nm 0.37nm 4.5nm 60°
不穿过
天然DNA分子中存在有Z-DNA区。B-DNA与ZDNA的互变可能与基因的调控有关。 如胞嘧啶C5的甲基化，在甲基周围形成局部的 疏水区。这一区域扩伸到B-DNA的大沟中， 使B-DNA不稳定而转变为Z-DNA。这种C5甲 基化现象在真核生物中是常见的。
核酸二级结构与功能的关系
核酸二级结构与功能的关系核酸是生命体中不可或缺的大分子，它们担负着遗传信息的传递和转录、翻译等重要生命过程。
而核酸的结构与功能密切相关，其二级结构特别是三维结构的研究也日益成为生物学和生物技术领域的热门话题。
本文就核酸二级结构与功能的关系进行探讨。
1.核酸的二级结构概述DNA和RNA是两种不同的核酸，但它们的二级结构都是由链式排列的核苷酸组成。
对于DNA而言，它的二级结构是由两条互补的链以螺旋的形式缠绕在一起，形成了我们常见的双螺旋结构。
而RNA的二级结构则更加复杂，一般具有“发夹”形、环形、螺旋等不同形式。
2.核酸二级结构的功能核酸的二级结构不仅仅是一个简单的排列形态，它还具有重要的功能。
首先，二级结构影响了基因的遗传。
由于DNA的双螺旋结构，在细胞分裂和DNA复制过程中，可以保证遗传信息的准确传递。
此外，RNA的二级结构也是调控基因序列表达的重要手段之一，例如tRNA的L形结构可以帮助翻译过程的顺利进行。
3.核酸二级结构与生命过程的关系核酸二级结构的形成与生物体不同的功能密切相关。
例如，在DNA的双螺旋结构中，许多重要的基因信息都被藏在螺旋内部的碱基对中。
此外，RNA的不同的二级结构形式，如转运RNA、核糖体RNA、micRNA等，都具有特定的作用。
如micRNA可以调控基因表达，影响细胞分化、增殖和凋亡等生命过程。
4.人工核酸的研究及其应用不仅仅是自然界中的核酸具有重要作用，人工合成的核酸也成为了科学家们研究的重点。
例如，科学家们可以人工挖掘和设计新的核酸序列，通过模拟DNA和RNA的生理过程、调控基因表达、研发纳米材料等应用领域。
总之，核酸的二级结构对于生命体的生存和生命过程都具有至关重要的作用。
随着技术的不断进步，我们相信核酸二级结构与功能的研究会迎来更广阔的发展前景。
核酸与蛋白质的知识点总结
核酸与蛋白质的知识点总结1.核酸的结构和功能核酸是由核苷酸（包括脱氧核苷酸和核苷酸）组成的生物大分子，主要由磷酸基、五碳糖和氮碱基组成。
核酸主要有两种类型：DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）。
DNA是细胞内的遗传物质，负责储存遗传信息和传递信息。
RNA参与了蛋白质的合成和调控等生理生化过程。
核酸的功能主要有以下几个方面：(1) 储存遗传信息：DNA是生物体内重要的遗传物质，它储存了生物体遗传信息的基因序列，对生物体的遗传特征起着决定性的作用。
(2) DNA复制：在细胞分裂过程中，需要通过DNA复制来保证子细胞遗传信息的完整传递。
(3) 转录和翻译：在蛋白质合成过程中，RNA通过转录将DNA上的信息转录成RNA，再通过翻译将RNA上的信息转译成蛋白质，从而参与了蛋白质的合成。
(4) 调控基因表达：核酸参与了生物体内基因的表达和调控，对于生物体的发育、生长、代谢等过程起着重要的作用。
2.蛋白质的结构和功能蛋白质是生物体内重要的大分子，是生物体内最具功能性的分子之一，起着重要的生理生化作用。
蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的，根据氨基酸的序列和空间结构的不同，蛋白质具有多种类型，如结构蛋白、酶、激素、抗体等。
蛋白质的功能主要有以下几个方面：(1) 结构功能：蛋白质是细胞内的重要结构物质，如胞内骨架蛋白、肌纤维蛋白等，起着细胞支持和形态维持的作用。
(2) 酶催化作用：大部分酶都是蛋白质，通过酶的催化作用参与了细胞内的代谢过程，加速了生物化学反应的进行。
(3) 信号传导：许多激素、受体和信号转导蛋白都是蛋白质，它们参与了细胞信号传导的过程，调控了细胞内的生理过程。
(4) 运输功能：血红蛋白是一种运输氧气的蛋白质，它通过结合氧气和释放氧气参与了氧气的输送。
(5) 免疫功能：抗体是一种免疫球蛋白，它能够识别和结合外源抗原，起着免疫防御作用。
3.核酸与蛋白质的相互关系核酸和蛋白质是细胞内重要的生物分子，它们之间存在着相互关系。
第2章核酸的结构与功能ppt课件
Sanger测序原理
1.2.1.2 DNA的二级结构及其多态性
Watson和Crick在总结前人研究工作的基础上， 在1953年以立体化学上的最适构型建立了与 DNA X-射线衍射资料相符的分子模型—— DNA双螺旋结构模型。 它可在分子水平上 阐述遗传(基因复制)的基本特征。
⑴DNA双螺旋结构的主要依据
核酸根据核酸的化学组成和生物学功能，将核 酸分为：
核糖核酸（ribonucleic acid RNA）和
脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid DNA)
所有细胞都同时含有DNA和RNA两种核酸。病 毒只含一种核酸，DNA或RNA，故有DNA 病毒和RNA病毒之分。多数细菌病毒（噬菌 体）属DNA病毒，而植物和动物病毒多为 RNA病毒。
5’pApCpUpUpGpApApCpC3’ RNA
简化为： 5’pACTTGAACG3’ DNA
5’pACUUGAACG3’RNA
简写式的5`-末端均含有一个磷酸残基（与糖基 的C-5`位上的羟基相连），3`-末端含有一个 自由羟基（与糖基的C-3`位相连），若5`端 不写P，则表示5`-末端为自由羟基。
3.4nm 2.8nm 36° 33°
Z-DNA
Wang和Rich等在研究人工 合成的d（CGCGCG）单 晶的X-射线衍射图谱时， 发现这种六聚体的构象不 同于B-构象。
它是左手双螺旋，在主链 中各个磷酸根呈锯齿 （Zigzag）状排列，因此 称Z-构象。
B-DNA与Z-DNA的比较
比较内容
B-DNA
T 24.8
28 25.6 29.7 28.9 29.2 32.9
G 24.1 23.2 21.9 20.5 20.4 20.4 18.7
2核酸的结构与功能
2核酸的结构与功能核酸是一种重要的生物大分子，它在生命活动中发挥着关键的作用。
核酸的结构和功能十分复杂，本文将对核酸的结构和功能进行详细的介绍。
核酸是由核苷酸单元组成的高分子化合物。
核苷酸由一种五碳糖（如脱氧核糖或核糖）、一个含氮碱基和一个磷酸基团组成。
根据五碳糖的种类，核酸可分为DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）两类。
DNA是生物体内贮存遗传信息的化学物质，它携带了生物体的遗传信息，指导了生物体的生长、发育和功能的实施。
DNA的核苷酸单元由脱氧核糖、腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶组成。
DNA的结构是双螺旋结构，由两条互补的链缠绕在一起，形成了一个螺旋梯状的结构，类似于一条扭转的梯子。
DNA的碱基通过氢键连接在一起，腺嘌呤与鸟嘌呤之间通过两个氢键连接，胞嘧啶与胸腺嘧啶之间通过三个氢键连接。
这种结构使得DNA能够进行复制和遗传信息的传递。
RNA是一类功能多样的分子，它在生物体内主要参与蛋白质的合成和转运等过程。
RNA的核苷酸单元由核糖、腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶组成。
RNA的结构多样，可分为mRNA（信使RNA）、tRNA（转运RNA）和rRNA（核糖体RNA）等多种类型。
mRNA是由DNA模板直接合成的，它携带了DNA上的遗传信息，为蛋白质的合成提供了模板。
tRNA是一类小分子RNA，它能够将氨基酸与mRNA上的密码子相互识别，将氨基酸带到合成蛋白质的位置。
rRNA是构成核糖体的主要组成部分，核糖体是蛋白质合成的场所。
核酸的功能主要有两方面：储存遗传信息和参与蛋白质的合成。
首先，核酸通过携带遗传信息来储存生物体的基因信息。
DNA中的碱基序列编码了生物体的基因信息，通过复制和传递这些信息，生物体的遗传特征得以传递。
DNA通过基因的转录和翻译过程，将基因信息转化为蛋白质的序列，进而决定了生物体的结构和功能。
基因突变会导致遗传信息的改变，进而影响生物体的形态和功能。
其次，核酸参与蛋白质的合成和转运过程。
二章核酸的结构和功能
OD260增高 比旋度下降
粘度下降 浮力密度升高
酸碱滴定曲线改变 生物活性丧失
DNA的变性与降解的区别
降解 是指多核苷酸链中的磷酸二酯键断裂， 使分子量降低， 其过程是不可逆的。
变性 一般是可逆的， 不发生分子量的变化。
蛋白质和(DNA)核酸的变性的共性
两者均不涉及共价键的断裂 一级结构不破坏 粘度改变，生物活性丧失
（二） DNA双螺旋结构模型要点
（Watson, Crick, 1953）
DNA分子由两条相互平行但 走向相反的脱氧多核苷酸链 组成，两链以-脱氧核糖-磷 酸-为骨架，以右手螺旋方 式绕同一公共轴盘。螺旋直 径为2nm，形成大沟及小沟 相间。
（二） DNA双螺旋结构模型要点
（Watson, Crick, 1953）
* 分子量越大粘度也越大
RNA分子比DNA分子小，粘度也就小
* 生物分子的空间结构也影响粘度
核酸的紫外吸收特性
嘌呤碱和嘧啶碱有 共轭双键，都能强 烈吸收紫外光，最 大吸收波长为 260nm
蛋白质对紫外光 的最大吸收波长 是280nm
OD260的应用
1. DNA或RNA的定量 OD260=1.0相当于 50μg/ml双链DNA 40μg/ml单链DNA（或RNA） 20μg/ml寡核苷酸
碱基的理化数据分析 A-T、G-C以氢键配对较合理 DNA纤维的X-线衍射图谱分析
Chargaff 碱基组成规律
(1) 腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩尔数相等. A=T
鸟嘌呤与胞嘧啶的摩尔数相等. G=C
嘌呤总数=嘧啶总数
A+G=C+T
(2) DNA的组成具有种属特异性
(3) DNA的碱基组成没有组织的特异性, 且较为稳定,不随年龄、营养状态、
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2核酸的结构与功能第二章二、教学要求1．掌握核酸的化学组成；掌握DNA的一级结构、二级结构及其功能；掌握三种RNA的结构特点和功能。
2．熟悉核酸的变性、复性；核酸的理化性质。
3．了解DNA、tRNA的三级结构；核酸酶的概念（自学）。
重点：DNA的二级结构，三类RNA的结构特点及功能；DNA的变性、复性以及在分子生物学中的应用；DNA与RNA分子组成的异同。
难点：DNA二级结构要点，tRNA二级结构与功能关系考核要求：律，DNA一级结构的概念、二级结构及其要点；DNA的功能。
RNA的分类，mRNA结构、功能；退火的概一、核心内容：核酸的分子组成，DNA的碱基组成规念。
二、重点内容：tRNA、rRNA的结构特点和功能。
核酸的变性、复性概念；增色效应、解链温度；核酸杂交。
内容提纲：核酸是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子。
天然存在的核酸分为DNA和RNA两类。
根据RNA的生物学功能不同，生物细胞内主要存在三种RNA，即信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。
核酸(nucleicacid)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。
第一节核酸的化学组成及其一级结构一，核酸的分类及分布一，核酸的分类及分布脱氧核糖核酸(deo某yribonucleicacid,DNA)存在于细胞核和线粒体携带遗传信息，并通过复制传递给下一代。
核糖核酸(ribonucleicacid,RNA)分布于细胞核、细胞质、线粒体是DNA转录的产物，参与遗传信息的复制与表达。
某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。
二、核酸的组成元素组成C、H、O、N、P（9~10%）磷酸（P）核酸水解单核苷酸水解戊糖（R）核苷水解碱基（B）目录碱基(bae)是含氮的杂环化合物。
嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶(adenine,A)(guanine,G)(cytoine,C)(purine)嘧啶(pyrimidine)胸腺嘧啶(thymine,T)尿嘧啶(uracil,U)目录43N256N1苯环NH2NONH嘧啶OHNOHNOCH3ONNHH胸腺嘧啶（T）尿嘧啶（U）胞嘧啶（C）（2，4-二氧嘧啶）（5-甲基尿嘧啶）（2-氧，4-氨基嘧啶）目录碱基的互变异构体OHNCNOHCNOC+H-+酮式+NHH2烯醇式NH2+NH2N+H+HN亚氨式HN氨式目录615N2N78咪唑基N43NHNH2NNNN嘌呤9OHNH2NNNN腺嘌呤（A）（6-氨基嘌呤）鸟嘌呤（G）（2-氨基,6-氧嘌呤）目录2、戊糖HOCH25′OOHHOCH2OOH4′3′OH1′2′OHOHH核糖(riboe)（构成RNA）脱氧核糖(deo某yriboe)（构成DNA）3、核苷（nucleoide核苷=碱基+核糖连接方式：糖苷键(glycoidicbond)核苷/脱氧核苷NH2NNN9NNNH2N糖苷键HOH2COHHHNNCH2OHOHHOHH2'1'HHOHH糖苷键H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(ribonucleoide)/脱氧核苷(deo某yribonucleoide)。
目录NH2NHOCH2NONN9HO腺嘌呤核苷（腺苷）4、核苷酸(nucleotide)核苷酸=核苷+磷酸连接方式：磷酸酯键O反式脱氧腺苷NH2NOHOCH2ON111OHOHH胞嘧啶脱氧核苷（脱氧胞苷）目录核苷酸(ribonucleotide)NH2酯键OHOPO-HOCHNN2N9N糖苷键O'1HH2'OHHOH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(deo某yribonucleotide)。
目录核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脱氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTP重要的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。
含核苷酸的生物活性物质：NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD等都含有AMP 三、核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键连接形成多聚核苷酸链一个脱氧核苷酸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(phophodieterbond)。
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(polydeo某ynucleotide)，即DNA链。
5′-末端C磷酸二酯键A磷酸二酯键G3′-末端目录5′-磷酸基团O-OPO-HOCH2HOO碱基DNA链的方向是5→3HHHOOPO-HOOCH2H碱基核酸方向OHHH交替的磷酸基团和戊糖构成了DNA的骨架(backbone)。
碱基CH2OHHHHH3′,5′-磷酸二酯键OPO-O碱基OPO-OCH2HHOHOHHH3′-羟基目录四、核酸的一级结构是核苷酸的排列顺序定义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。
核酸分子的大小常用碱基(baepair或kilobae)数目来表示。
小的核酸片段(<50bp)常被称为寡核苷酸(oligonucleotide)。
自然界中的DNA和RNA的长度可以高达几十万个碱基。
DNA和RNA的区别核酸DNA碱基G、C、A、T核糖脱氧核糖核糖RNAG、C、A、U第二节DNA的空间结构(patialtructure)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(econdarytructure)和高级结构。
一、DNA的二级结构是双螺旋结构（一）DNA双螺旋结构的研究背景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。
[A]=[T]，[G]=[C]一种生物DNA碱基组成不随生物体的年龄、营养状态或者环境变化而改变。
DNA分子双螺旋结构(doubleheli某)模型提供依据。
A%＝T%G%＝C%（二）DNA双螺旋结构模型要点（Waton,Crick,1953）1.DNA分子是两条反方向的脱氧多核苷酸链形成的右手螺旋结构。
形成大沟(majorgroove)及小沟(minorgroove)相间。
（二）DNA双螺旋结构模型要点2.碱基垂直螺旋轴居双螺旋内側，与对側碱基形成氢键配对（互补配对形式：A=T;GC）3.相邻碱基平面距离0.34nm，螺旋一圈螺距3.4nm，一圈10对碱基、螺旋直径为2nm。
（二）DNA双螺旋结构模型要点4.氢键维持双链横向稳定性，碱基堆积力维持双链纵向稳定性。
三种DNA构型的比较三种DNA构型的比较旋向A型右手螺距(nm)2.3碱基数（每圈）螺旋直径（nm）2.5骨架走行平滑存在条件体外脱水11B型右手Z型左手3.44.510122.31.8平滑锯齿型DNA生理条件CG序列目录二、DNA的三级结构是超螺旋结构超螺旋结构(uperheli某或upercoil)DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构正超螺旋(poitiveupercoil)盘绕方向与DNA双螺旋方同相同负超螺旋(negativeupercoil)盘绕方向与DNA双螺旋方向相反目录（一）原核生物DNA的高级结构(超螺旋结构)原核生物DNA多为环状，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与组蛋白组装成染色体真核生物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DNA染色质呈现出的串珠样结构。
染色质的基本单位是核小体(nucleoome)核小体的组成DNA：约150bp组蛋白：H1H2A，H2BH3,H4核小体压缩形成螺线管每6个核小体形成一个螺线管Dia:30nm压缩倍数：40倍三、DNA是遗传信息的物质基础DNA的基本功能是以基因的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和转录的模板。
它是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础。
基因从结构上定义，是指DNA分子中的特定区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。
基因组(genome):一个生物体的全套染色体DNA及其所携带的全部遗传信息。
第三节RNA与蛋白质共同负责基因的表达和表达过程的调控。
RNA比DNA小的多。
RNA的种类、大小和结构远比DNA表现出多样性。
RNA通常以单链的形式存在，但有复杂的局部二级结构或三级结构。
RNA的种类、分布、功能细胞核和胞液核蛋白体RNA信使RNA转运RNA核内不均一RNA核内小RNA核仁小RNA胞浆小RNArRNAmRNAtRNAHnRNASnRNASnoRNAcRNA/7SL-RNA线粒体mtrRNAmttRNA 功能核蛋白体组分转运氨基酸成熟mRNA的前体参与hnRNA的剪接、转运rRNA的加工、修饰蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组分mtmRNA蛋白质合成模板一、mRNA是蛋白质合成中的模板组成特点：含量最少，分子量大小不一,半衰期最短一、mRNA是蛋白质合成中的模板信使RNA(meengerRNA,mRNA)是合成蛋白质的模板。
核不均一RNA(hnRNA)含有内含子(intron)和外显子(e某on)。
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。
成熟的真核生物mRNA编码区AUGUAA3'AAA……An5'7mGppp5'非翻译区3'非翻译区从AUG开始，每三个核苷酸为一组编码了一个氨基酸，称为三联体密码(codon)。
成熟的mRNA由氨基酸编码区和非编码区构成。
5-末端的帽子(cap)结构和3-末端的多聚A尾(poly-Atail)结构。
目录某mRNA结构特点1.大多数真核mRNA的5′末端均在转录后加上一个7-甲基鸟苷，形成帽子结构：m7GpppNp。
2.大多数真核mRNA的3′末端有一个多聚腺苷酸(polyA)结构，称为多聚A尾。
目录帽子结构的功能mRNA的帽子结构可以与帽结合蛋白(capbindingprotein，CBP)结合，协助mRNA从细胞核向细胞质转运、与核糖体结合、与翻译起始因子结合以及维持mRNA稳定性（二）在真核生物mRNA的3‘末端有多聚腺苷酸结构真核生物的mRNA的3-末端转录后加上一段长短不一的聚腺苷酸（80-250个polyA）。
帽子结构和多聚A尾的功能mRNA核内向胞质的转位mRNA的稳定性维系翻译起始的调控（三）mRNA依照自身的碱基顺序指导蛋白质氨基酸顺序的合从mRNA分子5'末端起的第一个AUG开始，每3个核苷酸为一组称为密码子(codon)或三联体密码(triple。