核酸化学
生物化学 第2章Ⅱ 核酸(共86张PPT)
内呈正比
5、电泳缓冲液
DNA的凝胶电泳检测
(ethidiumbromide， 简称EB)是一种核酸染料，可以插入到DNA
或RNA分子的碱基之间，并在300nm波长的
紫外光照射下放射出橘红色的荧光，可用来显现 凝胶中的核酸分子。
在凝胶电泳中，溴化乙锭染料可对核酸分子 染色，在紫外光下便可以十分敏感而方便地检测 出凝胶介质中DNA谱带。
五、变性、复性与杂交
（一）、DNA的变性
1、概念 2、变性因素
3、变性的指标
1、概念
是指核酸双螺旋区的氢键断裂，双螺旋 解开，变成无规则线团的现象。核酸变 性其分子中的共价键并没有破坏，分子 量也不改变，核酸的变性（
denaturation ）
2、DNA的变性的因素
温度升高；
酸碱度改变、 pH（>11.3或<5.0）；
1、核酸分子本身的大小：同分子的摩擦
系数成反比的 Maxam和Gilbert 于1977年发明
Primer1（10uM）
2、琼脂糖的浓度：迁移率与胶浓度成反比 而聚丙烯酰胺凝胶制胶时不能将染料加入，会影响聚合。
第五节 核酸的研究方法 据此特性可以定性和定量检测核酸。
在液氮蒸发去2/3时，用自制研杵迅速磨碎叶片；
RNA本身只有局部的双螺旋区，所以变 性行为所引起的性质变化没有DNA那样 明显。 天然状态的DNA在完全变性后，紫外吸
收(260 nm)值增加25－40%.而RNA变性 后，约增加1.1%。
4. DNA变性后的表现
A260值增加
粘度下降
浮力密度增大
分子量不变
（二）、DNA的复性
1、概念：
变性DNA在适当的条件下，两条彼此分 开的单链可以重新缔合成为双螺旋结构 ，这一过程称为复性；
核酸的理化性质及应用
核酸的理化性质及应用核酸是一类含有大量核苷酸单元的生物大分子，在细胞中起着重要的生物学功能。
核酸分为两类：脱氧核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
下面我将介绍核酸的理化性质及应用。
一、核酸的理化性质：1. 化学成分：核酸由核苷酸单元组成，单个核苷酸由一个五碳糖（脱氧核糖或核糖）、一个含氮碱基和一个磷酸基团组成。
2. 结构：DNA是由两条互补的链以双螺旋结构排列而成，RNA是以单链形式存在。
DNA的碱基对是按照互补规则特异性配对的，腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）之间有两个氢键相连，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）之间有三个氢键相连，保持了DNA分子的稳定性。
3. 酸碱性：核酸是一种多酸性物质，可与碱性染料结合。
通过电泳技术可将核酸分离，由于核酸是多酸性的，具有负电荷，在电场中可被迁移，从而实现其分离和纯化。
4. 稳定性：由于DNA中的碱基对通过氢键相连，DNA分子具有较高的稳定性，可在适宜条件下长期储存。
二、核酸的应用：1. 遗传学研究：核酸是遗传物质的重要组成部分，在遗传学研究中发挥着关键作用。
通过对DNA或RNA的序列进行分析，可以揭示生物个体之间的遗传差异，并研究基因与功能的关系。
例如，人类基因组计划（Human Genome Project）使用DNA测序技术对人类整个基因组进行了测序，从而为深入研究人类遗传学奠定了基础。
2. 诊断医学：核酸在疾病诊断中的应用日益重要。
通过PCR（聚合酶链式反应）技术可以在体液或组织中检测到微量的病原体DNA或RNA，从而实现病原体的快速检测和诊断。
例如，在新冠疫情中，核酸检测成为最常用的方法之一。
3. 基因工程：核酸在基因工程领域具有重要应用。
通过将外源DNA或RNA导入细胞中，可以实现基因的插入、删除或替换，从而实现基因改造或修复。
这种技术在生物技术、农业、医学等领域中有着广泛的应用，如转基因作物的培育、基因治疗等。
4. 疾病治疗：核酸药物被广泛应用于疾病的治疗。
核酸的化学元素
核酸的化学元素《核酸的化学元素》同学们，今天咱们来聊聊核酸这个神奇的东西，不过呢，在这之前咱们得先把一些化学基础知识搞清楚，就像盖房子得先准备好砖头一样。
咱们先说说化学元素。
化学元素就像是构建化学世界的基本字母。
核酸主要是由碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）这些元素组成的。
这就好比一个篮球队，每个元素都有自己独特的作用，少了谁都不行。
那这些元素是怎么组合在一起形成核酸的呢？这就涉及到化学键啦。
化学键就像是原子之间的小钩子。
比如说离子键吧，它就像带正电和负电的原子像超强磁铁般吸在一起。
打个比方，就像冬天的时候，你穿的毛衣和头发之间，因为静电就会有那种吸附的感觉，这有点像离子键的作用。
而共价键呢，是原子共用小钩子连接。
这就好比两个人一起拉一个东西，大家都出点力，通过这个东西就连接在一起了。
核酸是个大分子，它的形成过程其实就像搭积木一样，通过这些化学键把不同的原子组合起来。
在这个过程中，还有一个概念叫化学平衡。
化学平衡就像是拔河比赛，反应物和生成物就像两队人。
在反应开始的时候，反应物这边人多力量大，就不断地向生成物那边转化。
但是呢，随着生成物越来越多，它也会有一股力量想变回反应物。
最后达到正逆反应速率相等、浓度不再变化的状态，这就像是拔河比赛两边都拉不动了，就保持在一个相对稳定的状态。
核酸分子还有个特性叫分子的极性。
这个怎么理解呢？咱们可以把分子想象成小磁针。
比如说水是极性分子，氧一端就像磁针南极带负电，氢一端就像北极带正电。
而二氧化碳是直线对称的非极性分子，就像一个两边完全一样的东西，没有那种一端带正电一端带负电的情况，就像一根笔直的没有磁性的小棍。
在化学里，还有配位化合物这个概念。
这个可以类比成一个聚会，中心离子就像是聚会的主角，配体就是那些提供孤对电子共享的小伙伴。
大家凑在一起，形成了一种特殊的组合。
核酸的合成和一些反应过程中还涉及到氧化还原反应中的电子转移。
这就像做生意一样，是一种交易。
核酸化学
2.DNA双螺旋特征
（1）主链：两条平行的多核 苷酸链，以相反的方向，（即 一条由3΄向5΄，另一条由5΄向 3΄），围绕着同一个（想象的） 中心轴，以右手旋转方式构成 一个双螺旋形状。疏水的碱基 位于螺旋的内侧，亲水的磷酸 基和脱氧核糖以磷酸二酯键相 连成的骨架位于外侧。糖环平 面与中心轴平行，碱基平面与 中心轴相垂直。
• DNA三股螺旋结构常出现在 DNA复制、转录、重组的起始位 点或调节位点，如启动子区。 第三股链的存在可能使一些调控 蛋白或RNA聚合酶等难以与该区 段结合，从而阻遏有关遗传信息 的表达。
（3）四股螺旋DNA
•形成条件－－串联重复的鸟苷酸 •基本结构单元－－鸟嘌呤四联体 •碱基之间靠 Hoogsteen 键连接 •已有实验结果表明－－真核细胞端 粒中存在四链结构
第4章 核酸化学
生物大分子
生物大分子是指生命体 内一些组织结构复杂的高分 子，它们是生命活动的主要 物质基础，因而被称为生命 物质。主要类型有蛋白质、 核酸、多糖、脂类。 生物大分子大多数是由 简单的组成结构聚合而成的， 蛋白质的组成单位是氨基酸， 核酸的组成单位是核苷 酸……
第1节 核酸的种类、分布与化学组成
DNA超螺旋的形成
DNA正常的双螺旋结构 处于能量最低状态，双 螺旋中没有张力而处于 松弛状态。如果这种正 常双螺旋额外增加或减 少螺旋圈数，就会使双 螺旋内的原子偏离正常 的位置而产生张力，这 样正常的双螺旋就发生 扭曲而形成超螺旋。超 螺旋总是向着抵消初级 螺旋改变的方向发展。
大多数原核生物 ： 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
Erwin Chargaff （1905－1995）
（二）DNA的一级结构 由4种脱氧核苷酸 dAMP 、 dGMP 、 dCMP 、 dTMP 按 照 一定的排列顺序通 过磷酸二酯键连接 而成的没有分支的 多核苷酸链。
核酸化学PPT课件
DNA与RNA结构特点
DNA结构特点
DNA是一种长链生物聚合物，组成单 位为四种脱氧核苷酸，由碱基、脱氧 核糖和磷酸构成。
RNA结构特点
RNA由核糖核苷酸经磷酸二酯键缩合而 成长链状分子。一个核糖核苷酸分子由 一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮 碱基构成。
碱基互补配对原则
碱基互补配对原则是指在DNA分子结构中，由于碱基之间的氢键具有固定的数目和DNA两条链之间的距离保持不变，使得碱基配 对必须遵循一定的规律，这就是A（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对，G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对，反之亦然。
多肽。
基因编辑技术
如CRISPR-Cas9等，可对基因组 进行定点编辑，实现基因敲除、
敲入、突变等操作。
05
核酸药物设计与应用
抗病毒药物设 利用病毒基因序列中的特异性区域，设计与之互 补的核酸药物，通过阻断病毒基因复制或表达， 达到抗病毒效果。
靶向病毒关键蛋白的药物设计 针对病毒生命周期中的关键蛋白，设计能够与之 结合的核酸药物，从而阻止病毒的组装、释放等 过程。
RNA转录过程及调控
RNA转录的基本过程 转录起始、链延长、链终止与释放
RNA转录的酶学 RNA聚合酶、转录因子等
RNA转录的特点
模板链的选择性、转录的不对称性、 转录后加工等
RNA转录的调控
转录起始的调控、转录延伸的调控、 转录终止的调控
核酸酶作用及降解产物
核酸酶的种类与特性
01
核酸内切酶、核酸外切酶等
核酸的降解过程
02
核酸酶的切割作用、降解产物的生成与性质
核酸降解产物的应用
03
用于核酸序列分析、核酸检测等
03
核酸性质与功能
第三章核酸的化学
DNA特有
RNA特有
O
O
C
C
HN C CH3 HN CH
C CH ON
C CH ON
H
H
3、磷酸：DNA、RNA均有
HO OH
RNA(AMP)
HO OH
H
DNA(dAMP)
两类核酸的基本化学组成比较
组成成分 DNA
腺嘌呤(A) 嘌呤碱 鸟嘌呤(G)
碱基
嘧啶碱
胞嘧啶 (C) 胸腺嘧啶(T)
NH2
N
N
~ ~ O
O- P O-
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH 三磷酸腺苷 (ATP)
AMP ADP
ATP
1、腺苷三磷酸(ATP)
▪ 主要功能： 提供能量
能量储存
AMP
能量释放
能量储存
ADP
能量释放
AMP ADP ATP
ATP
2、环苷酸
▪ 主要功能：细胞内信号传导过程中的重 要信息分子。
➢ 1952年，Hershey和Chase利用病毒完成更有说服力的“噬菌体” 实验。
➢ 1953年J.D.Watson和F.Crick提出DNA的双螺旋结构，20世纪自 然科学最伟大的成就之一。
1990年 美国启动人类基因组计划(HGP)
一、核酸的发现和研究简史
➢ 1953年J.D.Watson和F.Crick提出DNA的双螺旋结 构，20世纪自然科学最伟大的成就之一。
RNA:NTP
三磷酸腺苷酸ATP 三磷酸鸟苷酸 GTP 三磷酸胞苷酸 CTP 三磷酸尿苷酸 UTP
核酸化学式
核酸化学式核酸是生命体中的重要分子之一，它们负责存储和传递遗传信息，控制生命的许多过程。
核酸的化学式是什么？本文将介绍核酸的基本结构和化学式。
核酸的基本结构核酸是由核苷酸组成的长链分子。
核苷酸由三个部分组成：一个五碳糖（核糖或脱氧核糖）、一个含氮碱基和一个磷酸基团。
核糖和脱氧核糖的区别在于核糖分子上有一个氧原子，而脱氧核糖分子上没有这个氧原子。
核糖和脱氧核糖分子上的碳原子编号为1-5。
碱基连接到核糖或脱氧核糖分子的1号碳上，磷酸基团连接到3号碳上。
核苷酸的化学式可以表示为：Base-Nucleoside-Phosphate。
核酸的两种类型核酸分为两种类型：DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）。
它们之间的区别在于核糖和脱氧核糖的差异，以及RNA分子中的碱基尿嘧啶（U）替代了DNA分子中的胸腺嘧啶（T）。
DNA分子由两条互补的链组成，这些链通过碱基间的氢键相互连接。
DNA的化学式可以表示为：（Base1-Nucleoside1-Phosphate）-（Base2-Nucleoside2-Phosphate）。
RNA分子是单链的，它们可以通过碱基间的氢键形成二级结构。
RNA的化学式可以表示为：Base-Nucleoside-Phosphate。
核酸的化学式DNA和RNA的化学式可以表示为：DNA：（Base1-Nucleoside1-Phosphate）-（Base2-Nucleoside2-Phosphate）RNA：Base-Nucleoside-Phosphate其中，Base表示碱基，Nucleoside表示核苷，Phosphate表示磷酸基团。
DNA和RNA的碱基DNA和RNA分别由四种碱基组成：腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T，仅存在于DNA中）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。
RNA分子中的胸腺嘧啶被尿嘧啶（U）替代。
碱基的化学式如下：腺嘌呤（A）：C5H5N5胸腺嘧啶（T）：C5H6N2O2鸟嘌呤（G）：C5H5N5O胞嘧啶（C）：C4H4N2O2尿嘧啶（U）：C4H4N2O2碱基的命名规则是以它们的化学结构命名的。
核酸化学ppt课件
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，同时第一个核苷酸的C´2也是甲基化，形成帽子结构：m7GpppNm-。
3 编码区：mRNA有编码区和非编码区，编码区是所有mRNA分子的主要结构部分，决定蛋白质分子的 一级结构。非编码区与蛋白质生物合成调控有关。
元素组成 核酸的基本结构单位——核苷酸
第二节 核酸的基本结构单位－核苷酸
核酸的分子组成
元素组成 C、H、O、N、P等 平均磷含量 P含量约为9％～10%。各种核酸中P接近和恒定。 故在测定组织中的核酸含量时常通过测定P的含量计算生物组织中核酸的含量。
核酸的基本结构单位——核苷酸
复性：变性DNA在适当的条件下，两条彼此分开的单链可以重新缔合成为双螺旋结构，这一过程称为～。
（2）核酸的复性
不同来源的DNA、DNA与RNA、RNA和RNA之间都可以发生杂交。
核酸的杂交的应用： 在分子生物学和遗传学的研究中具有重要意义。 临床诊断： 基因诊断：如地中海贫血、分子病等 遗传病的产前诊断：胎儿羊水中收取DNA 基础研究领域： PCR技术、Southern杂交、Northern杂交
—— DNA和 RNA
DNA
RNA
嘌呤(purine)
腺嘌呤(adenine, A)
鸟嘌呤(guanine, G)
嘧啶(pyrimidine)
胞嘧啶(cytosine, C)
尿嘧啶(uracil, U)
胸腺嘧啶(thymine, T)
二、 戊 糖
（构成RNA）
1´
2´
3´
4´
5´
核糖(ribose)
生物化学第三章核酸
第三节 RNA的结构与功能
Structure and Function of RNA
• DNA和RNA的区别
不同点 戊糖 碱基 二级结构 碱基互补配对 种类 RNA 核糖 G C A U 单链 忠实性较低 多 （mRNA，rRNA， tRNA 等） DNA 脱氧核糖 G C A T 双链 忠实性高 少
碱基互补配对: 腺嘌呤/胸腺嘧啶(A-T)
4.双螺旋表面存在大沟和小沟
小沟
大沟
（二） DNA二级结构的多样性
• 三种DNA构型的比较
螺距 旋向 (nm) 每圈碱 基数 螺旋直径 （nm） 骨架 走行
存在条件
A型 右手 B型 右手
2.3 3.54
11 10.5
2.5 2.4
平滑 平滑
体外脱水 生理条件
（二）碱基
碱基(base)是含氮的杂环化合物。
腺嘌呤
嘌呤 碱基 嘧啶 鸟嘌呤 存在于DNA和RNA中
胞嘧啶
尿嘧啶 胸腺嘧啶 仅存在于RNA中 仅存在于DNA中
NH2
嘌呤(purine，Pu)
N 7 8 9 NH
N
N
NH
5 4
6 3 N
1N 2
腺嘌呤(adenine, A)
O N
N
NH
NH
鸟嘌呤(guanine, G)
(二) 原核生物DNA的环状超螺旋结构
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。
DNA超螺旋结构的电镜图象
(三) DNA在真核生物细胞核内的组装
真核生物染色体由DNA和蛋白质构成
基本单位是核小体
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(nucleosome)。
生物化学第二章核酸化学
核酸分类及命名规则
核酸可分为DNA和RNA两大类，根据来源不同可分为基因组DNA、病毒DNA、mRNA、tRNA、 rRNA等。
核酸的命名通常包括种类、来源和特定序列信息，如人类基因组DNA可命名为hgDNA，mRNA可命 名为信使RNA等。
02
DNA结构与性质
DNA双螺旋结构模型
DNA由两条反向平行的多核苷酸链 组成，形成右手螺旋结构。
长约21nt的双链RNA，可引导RISC复合物识别并切割靶mRNA，实现基因沉默。
其他小分子RNA
如piRNA、snoRNA等，在基因表达调控、RNA修饰等方面发挥作用。
04
核酸理化性质与分离纯化方法
核酸溶解度和沉淀条件
溶解度
核酸在不同溶剂中的溶解度不同，一般易溶于水，难溶于乙醇、乙醚等有机溶 剂。其溶解度受温度、pH、离子强度等因素的影响。
非同源重组
发生在非同源序列之间的重组过程。这种重 组不依赖于序列之间的相似性，而是通过一 些特殊的蛋白质和酶的作用来实现DNA片 段的连接。非同源重组可能导致基因的重排 和染色体的不稳定，进而对生物体产生遗传 影响。
07
总结与展望
核酸化学领域重要成果回顾
核酸结构与功能研
究
揭示了DNA双螺旋结构和RNA多 种功能，阐明了遗传信息存储、 传递和表达机制。
05
核酸酶及其作用机制
限制性内切酶和外切酶作用方式
限制性内切酶
识别DNA分子中的特定核苷酸序 列，并在该序列内部进行切割， 产生特定的DNA片段。
外切酶
从DNA或RNA链的末端开始，逐 个水解核苷酸，释放单个的核苷 酸或寡核苷酸。
DNA连接酶在基因工程中应用
连接DNA片段
核酸化学ppt课件
取代基
取代位置 核苷
m22 N
取代基的数目
取代基用下列小写英文字母表示 :
甲基m 甲硫基ms 异戊烯基i
乙酰基ac 羟基o或h
羧基c
氨基n 硫基s
注意：
含修饰核糖的核苷即2’-O-甲基核苷的表示方法，在 核苷符号的右下方注上一个小写m。
例: 2’-O-甲基腺苷 Am
（二）核苷酸（nucleotide, Nt）
第二节 核酸的组成
一 碱基（base）：又称含氮碱
（1）嘧啶碱（pyrimidine, Py）
（2）嘌呤碱（purine, Pu）
其它嘌呤（核酸的代谢产物）： 黄嘌呤、次黄嘌呤、尿酸等
（3）修饰碱基（modified base）： 也称稀有碱基（minor base）
二、核苷、核苷酸
（一）核苷（nucleoside）
3．螺距为3.4 nm，含10个碱基 对（bp），相邻碱基对平面间 的距离为0.34 nm。螺旋直径为 2 nm。 氢键维持双螺旋的横向稳定。
碱基对平面几乎垂直螺旋轴，
碱基对平面间的疏水堆积力维 持螺旋的纵向稳定。
4．碱基在一条链 上的排列顺序不 受限制。遗传信 息由碱基序所携 带。 5．DNA构象有 多态性。
反向的两条多核苷酸链，右手螺旋。
与B-DNA不同点 :
（1）螺体宽而短，直径2.55nm；11个核苷酸一圈，螺距2.46nm。
（2）碱基的倾角大一些：倾角19º。
A-DNA：RNA分子中的双螺旋区；DNA-RNA杂交分子。 A-DNA和B-DNA之间可以相互转换，推测在转录时，DNA
分子发生B→A的转变。
1．DNA分子中核苷酸的连接方式
RNA
简写方法：线条式、文字式
高三化学核酸知识点总结
高三化学核酸知识点总结核酸是构成生命体的基本遗传物质，对于高三化学学习来说，掌握核酸的相关知识点是非常重要的。
下面将对高三化学核酸知识点进行总结，帮助你更好地掌握这一部分内容。
一、核酸的基本结构核酸是由核苷酸组成的，核苷酸又由糖、碱基和磷酸组成。
在DNA中，糖为脱氧核糖，碱基包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）；而在RNA中，糖为核糖，碱基包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、尿嘧啶（U）和胞嘧啶（C）。
二、DNA和RNA的区别与功能1. 结构上的区别DNA呈双螺旋结构，RNA呈单链结构。
2. 功能上的区别DNA是存储和传递遗传信息的分子，包含了生物体遗传信息的全部内容；RNA在DNA的指导下，参与到蛋白质的合成过程中，还可以作为调控基因表达的介质。
三、核酸的生物学功能1. DNA复制：是指在细胞分裂过程中生成两条完全相同的DNA分子的过程，确保后代细胞能够遗传与原细胞相同的遗传信息。
2. 转录：是指DNA中的遗传信息被转录成RNA的过程，其中mRNA负责携带信息到核糖体中，参与蛋白质合成。
3. 翻译：是指在核糖体中，通过mRNA的信息，将氨基酸按照规定的顺序连接起来，形成多肽链，最终合成蛋白质。
四、核酸的化学性质1. 碱基间的配对规则在DNA中，腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）形成两个氢键，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）形成三个氢键。
这种特定的碱基配对规则保证了DNA的稳定性和准确复制。
2. 核苷酸的酸碱性核苷酸是含有磷酸根的酸性物质，可以通过脱去一个或多个磷酸基团，释放出负电荷。
五、与核酸相关的实验技术1. DNA电泳：利用DNA的带电性质，在电场的作用下，将DNA分子按照大小分离出来，以便检测DNA的长度和纯度。
2. PCR技术：聚合酶链式反应是一种体外复制DNA的技术，可以快速扩增少量DNA样品。
3. 基因工程：利用DNA重组技术，将外源基因导入到宿主细胞中，从而改变其基因组，实现基因的修饰和转染。
核酸的生物化学性质是什么
核酸的生物化学性质是什么核酸是生命体内极其重要的一类生物大分子，包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
它们在遗传信息的传递、储存和表达中发挥着关键作用。
要深入理解核酸的生物化学性质，我们首先得从它们的组成和结构说起。
核酸的基本组成单位是核苷酸。
一个核苷酸由三部分组成：含氮碱基、戊糖和磷酸。
含氮碱基分为嘌呤和嘧啶两大类。
嘌呤包括腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），嘧啶则有胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U）。
在 DNA 中，含有的碱基是 A、G、C 和 T；而在 RNA 中，碱基则是 A、G、C 和 U。
戊糖在 DNA 中是脱氧核糖，在 RNA 中则是核糖。
磷酸基团与戊糖的某个羟基相连，形成磷酸酯键。
多个核苷酸通过磷酸二酯键连接起来，就构成了核酸链。
核酸的一级结构就是指核苷酸的排列顺序。
对于 DNA 来说，其两条链按照碱基互补配对原则（A 与 T 配对，G 与 C 配对）形成双螺旋结构。
这种双螺旋结构十分稳定，为遗传信息的准确传递提供了保障。
双螺旋的直径约为 2 纳米，每一圈螺旋包含 10 对碱基。
RNA 的结构则相对多样。
常见的有信使 RNA（mRNA）、转运RNA（tRNA）和核糖体 RNA（rRNA）。
mRNA 一般为单链，但在局部区域可能会形成互补配对，呈现出一些二级结构。
tRNA 则具有独特的三叶草形结构，这有助于其在蛋白质合成过程中准确转运氨基酸。
rRNA 与蛋白质结合形成核糖体，是蛋白质合成的场所。
核酸具有多种重要的生物化学性质。
首先是它的酸性。
由于核酸分子中磷酸基团的存在，使其在溶液中呈酸性。
核酸的紫外吸收特性也很显著。
嘌呤和嘧啶都具有共轭双键系统，能够吸收紫外线。
在 260 纳米波长处，DNA 和 RNA 都有特征性的吸收峰。
利用这一性质，可以对核酸进行定量和纯度分析。
核酸的变性和复性是其另一个重要性质。
当核酸受到某些物理或化学因素的影响，如加热、酸碱处理等，双螺旋结构会解开，这就是变性。
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。
生物化学重点_第二章核酸化学
生物化学要点 _第二章核酸化学第二章核酸化学一、核酸的化学构成 :1、含氮碱 : 参加核酸与核苷酸构成的含氮碱主要分为嘌呤碱与嘧啶碱两大类。
构成核苷酸的嘧啶碱主要有三种——尿嘧啶 (U) 、胞嘧啶 (C)与胸腺嘧啶 (T),它们都就是嘧啶的衍生物。
构成核苷酸的嘌呤碱主要有两种——腺嘌呤 (A) 与鸟嘌呤 (G),它们都就是嘌呤的衍生物。
2、戊糖 :核苷酸中的戊糖主要有两种,即β-D- 核糖与β-D-2- 脱氧核糖 ,由此构成的核苷酸也分为核糖核苷酸与脱氧核糖核酸两大类。
3、核苷 :核苷就是由戊糖与含氮碱基经脱水缩合而生成的化合物。
由“罕有碱基”所生成的核苷称为“罕有核苷”。
如 :假尿苷 (ψ)二、核苷酸的构造与命名:核苷酸就是由核苷与磷酸经脱水缩合后生成的磷酸酯类化合物,包含核糖核苷酸与脱氧核糖核酸两大类。
核苷酸又可按其在 5’位缩合的磷酸基的多少 ,分为一磷酸核苷 (核苷酸 )、二磷酸核苷与三磷酸核苷。
别的 ,生物体内还存在一些特别的环核苷酸 ,常有的为环一磷酸腺苷 (cAMP) 与环一磷酸鸟苷 (cGMP),它们往常就是作为激素作用的第二信使。
核苷酸往常使用缩写符号进行命名。
第一位符号用小写字母 d 代表脱氧 ,第二位用大写字母代表碱基 ,第三位用大写字母代表磷酸基的数量 ,第四位用大写字母 P 代表磷酸。
三、核酸的一级构造 :核苷酸经过 3’ ,5-磷’酸二酯键连结起来形成的不含侧链的多核苷酸长链化合物就称为核酸。
核酸拥有方向性,5’-位上拥有自由磷酸基的尾端称为5’-端,3’-位上拥有自由羟基的尾端称为3’-端。
DNA 由 dAMP 、dGMP、dCMP 与 dTMP 四种脱氧核糖核苷酸所构成。
DNA 的一级构造就就是指 DNA 分子中脱氧核糖核苷酸的摆列次序及连结方式。
RNA由AMP,GMP,CMP,UMP 四种核糖核苷酸构成。
四、 DNA 的二级构造 :DNA 双螺旋构造就是 DNA 二级构造的一种重要形式 ,它就是 Watson与 Crick 两位科学家于 1953 年提出来的一种构造模型 ,其主要实验依照就是 Chargaff 研究小组对 DNA 的化学构成进行的剖析研究,即 DNA 分子中四种碱基的摩尔百分比为 A=T 、 G=C、 A+G=T+C(Chargaff 原则 ),以及由 Wilkins 研究小组达成的 DNA晶体 X 线衍射图谱剖析。
核酸的化学式
核酸的化学式核酸是生命的基础分子之一，是构成基因的重要物质。
其化学式为C10H12N5O3，是由核苷酸组成的长链分子。
核苷酸是核酸的单体，由糖、碱基和磷酸组成。
糖和碱基是核苷酸的基本结构单元，磷酸则是连接核苷酸的桥梁。
核酸的化学式的研究对于了解其结构和功能具有重要意义。
核酸的化学结构核酸由核苷酸组成，核苷酸是由糖、碱基和磷酸三个部分组成的。
糖是核苷酸的主要组成部分之一，有两种，分别是脱氧核糖和核糖。
核糖的化学式为C5H10O5，脱氧核糖的化学式为C5H10O4。
在核酸中，DNA中的糖为脱氧核糖，而RNA中的糖为核糖。
碱基是核苷酸的另一个组成部分，是核酸中最为重要的化学结构之一。
碱基有两类，分别是嘌呤和嘧啶。
嘌呤有两个环，其化学式为C5H4N4，包括腺嘌呤和鸟嘌呤；嘧啶有一个环，其化学式为C4H4N2，包括胸腺嘧啶和尿嘧啶。
在DNA中，碱基有四种，分别为腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鸟嘌呤；在RNA中，碱基有三种，分别为腺嘌呤、鸟嘌呤和尿嘧啶。
磷酸是连接核苷酸的桥梁，其化学式为PO4。
在核苷酸中，磷酸连接糖和碱基，形成核苷酸的长链结构。
核酸中的磷酸基团是负电荷，因此，核酸的结构呈现出负电的特性。
核酸的功能核酸是生命的基础分子之一，其功能非常重要。
DNA是生命的遗传物质，可以传递父母亲的遗传信息给下一代，因此，DNA是生命的基础。
RNA则是DNA的转录产物，可以将DNA中的遗传信息转化为蛋白质的合成指令，因此，RNA是生命的重要组成部分。
除了遗传功能外，核酸还具有调节基因表达、参与细胞分裂等重要功能。
在细胞周期中，DNA需要不断地复制，以保证细胞的正常分裂。
RNA则参与蛋白质的合成，调节细胞的代谢活动。
结语核酸是生命的基础分子之一，其化学式为C10H12N5O3。
核酸由核苷酸组成，核苷酸是由糖、碱基和磷酸三个部分组成的。
核酸的化学结构对于了解其功能具有重要意义，对于生命科学领域的研究有着重要的意义。
第二章3-核酸化学PPT课件
▪
戊糖在外，双螺旋每转一
小 沟
周 为10碱基对（bp）
▪
A型结构
▪
碱基平面倾斜20º，螺旋
变粗变短，螺距2～3nm。
2.0 nm
大 沟
DNA的三级结构
➢DNA的三级结构：指双螺旋进一步扭曲 形成的超螺旋。 ➢包括：线状DNA形成的纽结、超螺旋和 多重螺旋、环状DNA形成的结、超螺旋 和连环等
线状DNA形成的超螺旋
▪ 多核苷酸链均有5’-末端和3’-末端 ▪ 核酸的碱基顺序本身就是遗传信息存储的分子形
式。生物界物种的多样性即寓于DNA分子中四种 核苷酸千变万化的不同排列组合之中。
二、DNA的二级结构
DNA的双螺旋模型
▪ 1953年，J. Watson和F. Crick 在前人研究工作的基础上， 根据DNA结晶的X-衍射图谱和 分子模型，提出了著名的
➢DNA分子中具有特定生物学功能的片 段称为基因（gene）。
➢一个生物体的全部DNA序列称为基因 组（genome）。
RNA的结构与功能
▪ 一、结构特点
1. 碱基组成 A、G、C、U （A＝ U/G=C）
稀有碱基较多，稳定性较差，易水解 2. 多为单链结构，少数局部形成螺旋 3. 分子较小 4. 分类 ➢mRNA ➢tRNA ➢rRNA
三、核酸的变性
▪ 稳定核酸双螺旋次级键断裂，空间结构破坏，变成单链结 构的过程。核酸的的一级结构(碱基顺序)保持不变。
▪ 变性表征 生物活性部分丧失、粘度下降、浮力密度升高、紫外
吸收增加（增色效应） ▪ 变性因素
pH（>11.3或<5.0） 变性剂（脲、甲酰胺、甲醛） 低离子强度 加热
➢核酸是存在于细胞中的一类大分子酸 性物质，包括核糖核酸（RNA）和脱氧 核糖核酸（DNA）两大类。
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第三章核酸的结构与功能一、选择题【A1型题】1.下列哪种碱基只存在于RNA而不存在于DNAA.腺嘌呤B.胞嘧啶C.胸腺嘧啶D.尿嘧啶E.鸟嘌呤2.DNA和RNA共有的成分是A.D-核糖B.D-2-脱氧核糖C.腺嘌呤D.尿嘧啶E. 胸腺嘧啶3.稀有碱基主要存在于A.核糖体RNAB.信使RNAC.转运RNAD. 核DNAE.线粒体DNA4.核酸中各基本组成单位之间的连接方式是A.磷酸一酯键B.磷酸二酯键C.氢键D.离子键E.碱基堆积力5.DNA碱基配对主要靠A.范德华力B.疏水作用C.共价键D.盐键E.氢键6.DNA分子中与片段pTAGA互补的片段A. pTAGAB.pAGATC.pATCTD.pTCTAE.pUGUA7.双链DNA有较高的解链温度是由于它含有较多的A.嘌呤B.嘧啶C. A和TD.C和GE.A和C8.关于核小体下列哪项正确A.核小体有DNA和非组蛋白共同构成B.核小体有RNA和非组蛋白共同构成C.组蛋白的成分是H1，H2A，H2B，H3，和H4D.核小体由DNA和H1，H2，H3，H4各二分子组成E.组蛋白是由组氨酸构成的9.DNA的热变性时A. 磷酸二酯键发生断裂B. 形成三股螺旋C. 在波长260nm处光吸收减少D. 解链温度随A-T的含量增加而降低E. 解链温度随A-T的含量增加而增加10.DNA的解链温度指的是A.A260达到最大值时的温度B.A260达到最大变化值的50%时的温度C.DNA开始解链时所需的温度D.DNA完全解链时所需的温度E.A280达到最大变化值的50%时的温度11.hnRNA是下列哪种RNA的前体A.tRNAB.真核rRNAC.原核rRNAD.真核mRNAE.原核mRNA12.tRNA在发挥其“对号入座”功能时的两个重要部位是A.反密码子臂和反密码子环B.氨基酸臂和D环C.TψC环与可变环D.TψC环与反密码子环E.氨基酸臂和反密码子环13.对于tRNA的叙述下列哪项是错误的A. tRNA通常由70-90个核苷酸组成B.细胞内有多种tRNAC.参与蛋白质的生物合成D.分子量一般比mRNA小E.每种氨基酸都只有一种tRNA与之对应14.核小体串珠状核心蛋白是A. H2A、H2B、H3、H4各一个分子B. H2A、H2B、H3、H4各二个分子C. H1蛋白以及140-145碱基对DNAD. H2A、H2B、H3、H4各四个分子E.非组蛋白15.DNA变性的原因是A.温度升高是唯一原因B.磷酸二酯键断裂C.多核苷酸链解聚D.碱基的甲基化修饰E.互补碱基之间的氢键断裂16.DNA变性后下列哪项正确A.是一个循序渐进的过程B. A260增加C.形成三股螺旋D.溶液粘度增大E.变性是不可逆的17.单链DNA 5＇-pCpGpGpTpA-3＇能与下列哪种RNA单链分子进行杂交A. 5＇-pGpCpCpTpA-3＇B. 5＇-pGpCpCpApU-3＇C. 5＇-pUpApCpCpG-3＇D. 5＇-pTpApGpGpC-3＇E. 5＇-pTpUpCpCpAG3＇18.下列关于RNA的论述哪项是错误的A.主要有mRNA、tRNA、rRNA 等种类B.原核生物没有hnRNA和snRNAC.tRNA是最小的一种RNAD.胞质中只有一种RNA即tRNAE.组成核糖体的RNA是rRNA19.关于真核生物的mRNA叙述正确的是A.在胞质内合成并发挥其功能B.帽子结构是一系列的核苷酸C.有帽子结构和多聚A尾巴D.在细胞内可长期存在E.前身是rRNA20.snRNA的功能是A.作为mRNA的前身物B.促进mRNA的产生成熟C.使RNA的碱基甲基化D.催化RNA的合成E.促进DNA合成21.tRNA分子的3＇末端的碱基序列是A-3＇B.AAA-3＇C-3＇D.AAC-3＇E.ACA-3＇22.关于核酶的叙述正确的是A.专门水解RNA的酶B.专门水解DNA的酶C.位于细胞核内的酶D.具有催化活性的RNA分子E.由RNA和蛋白质组成的结合酶23.人类基因组的碱基数目为A. 2.8×109 BPB. 2.8×106 BPC. 4×109 BPD. 4×106 BPE. 4×108 BP24.参与hnRNA剪接的RNA是A.snRNAB.tRNAC. hnRNAD.mRNAE.rRNA25. 对核酸进行加热变性，温度升高到一定程度，核酸溶液的紫外光吸收开始增强；继续升温，在一个较小的温度范围内，光吸收值达到最大值。
一般将核酸加热变性中紫外光吸收值达到最大值的50％时的温度称为核酸的A．退火温度 B．解旋温度 C．复性温度D．解链温度 E．杂交温度【A型题】226.有A、B、C三种不同来源的DNA，它们的Tm值依次为73℃、82℃和78℃，由此推出它们的分子组成是A.GC% A>B>CB.AT% A>B>CC. GC% B>C>AD. AT% A<B<CE. GC% C>A>B27.某一核酸分子是由78个核苷酸组成的一条多核苷酸链，其中10%是T、DHU、I和ψ等稀有碱基，其二级结构为三叶草形，此核酸分子属于A. tRNAB. mRNAC. rRNAD. hnRNAE. snRNA【B型题】A.AMPB.ADPC.ATPD.dATPE.cAMP28.含一个高能磷酸键29.含脱氧核糖基30.含分子内3＇，5＇磷酸二酯键A.5S rRNAB.28S rRNAC. 16S rRNAD.snRNAE.hnRNA31.原核生物和真核生物核糖体都有的是32.真核生物核糖体特有33.原核生物核糖体特有A.tRNAB.mRNAC. rRNAD. hnRNAE.DNA34.有5＇帽子结构35.有3＇-CCA-OH结构36.有较多的稀有碱基37.其中有些片段将被剪切掉A.变性B.复性C.杂交D.重组E.层析38.DNA的两股单链重新缔合成双链称为39.单链DNA与RNA形成局部双链40.不同来源的DNA单链形成局部双链称为【X型题】41.下列对核苷酸的叙述那些是正确的A.重要的环核苷酸有cAMP和cGMPB. cAMP和cGMP的作用相反C. cAMP是一种第二信使D. cAMP是由AMP在腺苷酸环化酶的作用下生成的E. cAMP分子内有环化的磷酸二酯键42.有关DNA双螺旋结构下列哪些叙述是正确的A.DNA二级结构都是由两条多核苷酸链组成B.DNA二级结构中碱基不同，相连的氢键也不同C.DNA二级结构中，核苷酸之间形成磷酸二酯键D.磷酸与戊糖总是在双螺旋结构的内部E.磷酸与戊糖组成了双螺旋的骨架43.关于真核生物mRNA叙述正确的是A.在胞质中合成并发挥其功能B.有帽子结构C.有多聚A尾巴D.可在细胞内存在很长时间E.前身是hnRNA44.下列关于tRNA的叙述正确的是A.反密码环上含反密码子B.其二级结构是三叶草型C.含稀有碱基较多D.有氨基酸臂E.可贮存遗传信息45.合成RNA的基本原料有A.ATPB.GTPC.CTPD.UTPE.TTP46.核酸变性后的描述正确的是A.氢键破坏B.紫外吸收值增加C.黏度下降D.分子量变小E.可以复性二、名词解释1.核苷2.核苷酸3.磷酸二酯键4.核酸的一级结构5.DNA的二级结构6.碱基互补规律7.Tm值8.增色效应9.核小体10.反密码子环11.核酶12.分子杂交三、填空题1.核酸的基本组成单位是__________。
2.核苷酸的基本组成成分是_________、__________和__________。
3.在核酸分子中，单核苷酸之间的主要连接方式是__________。
4.绝大多数真核mRNA的5＇-端在转录后加上一个________，成为其帽子结构。
5.核酸发生热变性后，在260nm处的紫外吸收值增高，这种现象称为__________。
四、是非题（）1．DNA的二级结构是双螺旋结构。
（）2．核酸实验中最常用的变性方法是升高温度。
（）3．RNA中出现稀有碱基最多的是mRNA。
（）4．双螺旋结构中A与T由两个氢键配对。
（）5．所谓基因就是DNA分子的某一区段。
（）6．核糖体RNA是细胞内含量最多的RNA。
（）7．核酶的化学本质是RNA，最简单的核酶的二级结构呈锤头状。
（）8．核酸杂交是由相同来源的DNA变性后在一起复性形成的杂化双链。
五、简答题1.简述真核生物mRNA的结构特点。
2.简述核酶的定义及其在医学发展中的意义。
3.已知人类细胞基因组的大小约30亿Bp，试计算一个二倍体细胞中DNA的总长度。
六、论述题1. 细胞内有哪几种主要的RNA，其主要功能是什么？2. 叙述DNA双螺旋结构模式的要点。
参考答案一、选择题型题】【A11.D2.C3.C4.B5.E6.D7.D8.C9.D 10.B11.D 12.E 13.E 14.B 15.E 16.B 17.C 18.D 19.C 20.B21.A 22.D 23.A 24.A 25.D型题】【A226.C 27.A【B型题】28.B 29.D 30.E 31.A 32.B 33.C 34.B35.A 36.A 37.D 38.B 39.C 40.C【X型题】41. ABCE 42. ABCE 43. BCE 44.ABCD 45. ABCD 46. ABCE二、名词解释1.各种碱基与戊糖通过C-N糖苷键连接而成的化合物称为核苷。
2.核苷与磷酸缩合生成的磷酸酯称为核苷酸。
3.核酸分子中连接核苷酸残基之间的磷酸酯键称为磷酸二酯键。
4.在核酸分子中核苷酸的排列顺序称为核酸的一级结构。
5.两条反向平行DNA单链通过碱基互补配对原则所形成的双螺旋结构称为DNA的二级结构。
6.在形成DNA双螺旋结构的过程中，碱基位于双螺旋结构内侧，A-T之间形成两个氢键，G-C之间形成三个氢键，这种碱基配对规律称为碱基互补规律。
7. 当核酸分子加热变性时，其在260nm处的紫外吸收会急剧增加，当紫外吸收达到最大变化的半数值时所对应的温度称为熔点温度，用Tm值表示。
8. 当核酸分子加热变性时，在260nm处的紫外吸收增加的现象称为增色效应。
9.核小体是染色质的基本组成单位，由DNA和组蛋白共同构成。
组蛋白分子共有五种，分别称为H1，H2A，H2B，H3和H4。
各两分子的H2A，H2B，H3，和H4共同构成八聚体的核心组蛋白，DNA双螺旋缠绕在这一核心上形成核小体的核心颗粒；此核心颗粒之间再由DNA和组蛋白H1构成连接区连接起来形成串珠样的结构，此串珠样的结构称核小体。
10.反密码子环是tRNA的茎环结构之一，因环中含有与mRNA三联体密码互补的碱基而得名11.具有催化功能的RNA分子称为核酶。