1核酸的结构及功能
沪科教版必修1分子与细胞《核酸的结构和功能》教案及教学反思
沪科教版必修1分子与细胞《核酸的结构和功能》教案及教学反思一、教案1. 教学目标1.了解核酸的基本结构和功能；2.掌握DNA和RNA的区别和相同点；3.掌握核酸的复制、转录和翻译过程；4.认识到核酸在生命过程中的重要作用。
2. 教学重点1.核酸的结构和功能；2.核酸复制、转录和翻译过程。
3. 教学难点1.核酸复制、转录和翻译过程的掌握；2.核酸与生命过程的关系的理解。
4. 教学内容1.核酸的基本结构：碱基、糖、磷酸；2.DNA和RNA的结构和区别；3.核酸复制、转录和翻译的过程和机制；4.核酸在生命过程中的重要作用。
5. 教学方法1.讲授法；2.互动讨论法；3.案例分析法。
6. 教学过程时间教学内容教学方法5min引入讲授法10min核酸基本结构讲授法10min DNA和RNA的结构和区别讲授法、互动讨论法20min核酸复制的过程和机制讲授法、案例分析法20min核酸转录和翻译的过程和机制讲授法、案例分析法10min核酸在生命过程中的作用讲授法、互动讨论法5min总结讲授法7. 教学评价1.课前调查：对核酸的了解程度和兴趣情况；2.课堂表现：参与度、反应速度；3.作业：阅读和总结教材内容。
二、教学反思本节课的教学目标是让学生了解核酸的基本结构和功能，掌握核酸复制、转录和翻译的过程和机制，认识到核酸在生命过程中的重要作用。
通过讲授法、互动讨论法和案例分析法等多种教学方法，使学生掌握了核酸的基本知识和相关的过程。
在教学中，我发现学生对核酸的基本结构有一定的了解，但对核酸的复制、转录和翻译的过程还存在一定的困惑。
针对这一情况，我调整了讲解方式，采取了案例分析法，通过分析具体的实例，让学生更好地掌握了核酸的复制、转录和翻译的过程。
除此之外，我在课堂中还大量采用互动讨论法，让学生参与到讨论中，分享他们的观点和思考。
这种方法不仅能够让学生更加深入地了解核酸的相关知识，还能够激发他们的思考和创造力。
在教学评价方面，我采取了多种方法，包括课前调查、课堂表现评价和作业评价等。
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。
核酸的结构和功能
核酸的结构和功能核酸是生命体中的重要有机分子，承载着遗传信息传递和储存的功能。
本文将介绍核酸的结构和功能，并探讨其在生物体内的重要作用。
一、核酸的结构核酸主要由核苷酸单元组成，每个核苷酸由糖、磷酸和碱基三个部分组成。
1. 糖基核酸的糖基可以是核糖（RNA）或脱氧核糖（DNA）。
两者的化学结构略有差异，核糖分子上有一个羟基（-OH），而脱氧核糖则没有。
2. 磷酸基核酸的磷酸基连接在糖基上，形成糖磷酸骨架。
这些磷酸基在核酸的结构中起到支撑和稳定作用。
3. 碱基核酸的碱基分为嘌呤和嘧啶两类。
嘌呤包括腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），它们具有双环结构。
嘧啶包括胸腺嘧啶（T，DNA中）或尿嘧啶（U，RNA中）以及胞嘧啶（C），它们是单环结构。
通过糖基和碱基的结合，核苷酸单元可以形成线性或环状的核酸分子。
二、核酸的功能1. 遗传信息传递与储存核酸是生物体内传递和储存遗传信息的重要分子。
DNA是细胞内遗传信息的主要储存库，而RNA则将这些信息从DNA中传递到蛋白质的合成过程中。
2. 蛋白质合成RNA在蛋白质合成过程中起着重要的角色。
其中，转录过程将DNA上的信息转录成RNA分子，而翻译过程则利用RNA的遗传信息来合成特定的蛋白质。
3. 酶的活性调节某些RNA分子本身具有催化活性，称为核糖酶。
这些核糖酶可以催化特定的生化反应，从而调节细胞内的代谢和信号传递过程。
4. 调控基因表达RNA通过调控基因表达来控制细胞的发育和功能。
其中，小干扰RNA（siRNA）和微小RNA（miRNA）等RNA分子可以与特定的mRNA结合，从而抑制或加强特定基因的转录和翻译过程。
5. 病毒的复制与感染一些病毒利用RNA作为基因材料进行复制和传播。
例如，HIV等病毒具有RNA基因组，通过感染宿主细胞并复制RNA来使病毒持续存在。
三、核酸的重要性核酸作为生命体中的重要分子，在生物体内扮演着关键的角色。
它们不仅负责生物体遗传信息的传递和储存，还参与了细胞代谢的调控和基因表达的调节。
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。
核酸的结构和功能解析
核酸的结构和功能解析核酸是生物体中最重要的化学物质之一，它们在细胞中承担着传递和存储遗传信息的重要作用。
同时，核酸还可参与许多生物反应过程，是生命活动不可或缺的组成部分。
一、核酸的基本结构核酸由核苷酸（Nucleotide）单元连接而成。
每个核苷酸单元由一个脱氧核糖糖分子、一个核苷酸碱基和一个磷酸残基组成。
脱氧核糖糖分子与磷酸残基的连接形成了核苷酸的“排串”结构，而核苷酸碱基则连结在排列在一起的核苷酸单元上。
总体而言，核酸的基本结构可以分为两种类型：DNA（脱氧核酸）和RNA（核糖核酸）。
其差异在于链中的脱氧核糖糖分子的羟基骨架上的一个氧原子。
在DNA中，此氧原子被去除，从而形成较稳定的两条链结构；而在RNA中，氧原子的存在可导致链中形成的折叠的单链结构。
二、DNA的结构DNA是由两条相互补充的聚核苷酸链组成的双螺旋结构。
这两条链是由碱基之间的氢键连接而成的。
其中，A（腺嘌呤）可与T （胸腺嘧啶）形成两条氢键连接，而G（鸟嘌呤）与C（胞嘧啶）可形成三条氢键连接。
这种“互补配对”结构对于DNA的稳定性起着重要的作用。
DNA双螺旋结构还涉及的其他因素，包括：- 核苷酸磷酸骨架：由相互连接的磷酸残基形成，这些磷酸残基在堆积成长链时负电荷的作用，引发了DNA与核苷酸之间的强相互作用。
- 堆积相互作用：以及各个碱基之间的排斥效应所产生的弱相互作用。
- DNA的“超结构”：由于双螺旋结构的不规则性，导致DNA链上的碱基呈现出交错性的排列结构，形成DNA“超结构”。
三、RNA的结构与DNA不同，RNA结构通常都是单链的，而且可发生许多类型的拓扑学形态。
RNA的结构与功能之间的相互作用通常涉及其折叠和杂交匹配的方式。
RNA的折叠通常涉及许多结构域，并且通常与其他蛋白质配对形成RNA蛋白复合体，以及与其他RNA单链相互作用形成复合物。
杂交型RNA亦常见，其由两个或多个RNA单链形成，这些通过碱基的互补结构连接而成的单链之间相互穿插，形成了具有一定稳定性的“叉状结构”（folds）。
核酸结构与功能解析
核酸结构与功能解析核酸是构成生物体内遗传信息的主要分子之一，其中包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
这两种核酸都具有复杂的结构和多样的功能，对于生物体的正常运行至关重要。
本文将对核酸的结构和功能进行详细解析。
一、脱氧核糖核酸（DNA）的结构与功能DNA是一种由核苷酸单元组成的长链分子，每个核苷酸单元由磷酸、脱氧核糖和一种碱基组成。
DNA分子通常以双螺旋结构存在，其中两条链通过碱基间的氢键相互配对，形成阅读方向相反的互补链。
DNA的主要功能是存储和传递遗传信息。
在细胞分裂过程中，DNA复制可以确保每个新细胞都获得与母细胞相同的遗传信息。
此外，DNA还通过转录的过程将遗传信息转化为RNA，进一步参与蛋白质的合成。
二、核糖核酸（RNA）的结构与功能RNA同样由核苷酸单元组成，但与DNA不同的是，RNA中的脱氧核糖被核糖代替，而胸腺嘧啶（T）碱基则被尿嘧啶（U）取代。
RNA分子通常以单链或者部分螺旋结构存在。
RNA具有多种功能，其中最重要的是参与蛋白质合成。
在转录过程中，RNA通过与DNA互补配对的方式，将DNA中的遗传信息转录成RNA信使分子（mRNA）。
随后，mRNA将被转运到核糖体，通过翻译过程将遗传信息转化为特定的氨基酸序列，从而合成蛋白质。
除了参与蛋白质合成外，RNA还有多种其他功能。
例如，转运RNA（tRNA）能将氨基酸输送到核糖体，核糖体RNA（rRNA）在蛋白质合成中担任结构和催化剂的角色，小核仁RNA（snoRNA）参与修饰rRNA等。
三、核酸结构与功能的相互关系DNA和RNA在结构上的差异直接决定了它们具有不同的功能。
DNA具有较强的稳定性，适合长期存储遗传信息。
同时，DNA的双螺旋结构也使得它在复制过程中具有较高的准确性。
相比之下，RNA的结构相对不稳定，但具有较强的反应活性。
这使得RNA能够更加灵活地参与蛋白质合成和其他生物过程。
此外，由于RNA中的碱基尿嘧啶（U）的存在，RNA相较于DNA更容易发生突变。
核酸结构与功能
核酸结构与功能核酸是生物体内重要的生物大分子，广泛存在于细胞核和细胞质中。
它们以其特殊的结构和功能在遗传信息的传递和蛋白质合成等生物过程中发挥着重要的作用。
本文将介绍核酸的结构和功能，以便更好地了解这一重要的生物分子。
一、核酸的结构核酸包括DNA和RNA两种类型，它们的结构有所不同。
DNA分子由磷酸、脱氧核糖和碱基组成。
碱基可以分为腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）四种，其中A与T之间有双氢键连接，G与C之间有三氢键连接。
这种配对方式使得DNA具有双链结构，形成了一个螺旋状的双螺旋结构，我们通常所说的DNA结构。
RNA分子由磷酸、核糖和碱基组成。
与DNA不同的是，RNA中的胞嘧啶（C）被尿嘧啶（U）取代，U与A之间同样有双氢键连接。
由于RNA只有单链结构，因此它的形状是比较灵活的。
在细胞中，RNA能够根据需要折叠成不同的结构，以实现其特定的功能。
二、DNA的功能DNA作为遗传信息的携带者，在细胞遗传学中起着重要作用。
它的主要功能包括：1.遗传信息存储：DNA分子中的碱基序列编码了生物体的遗传信息，包括个体的性状、生理功能和行为特征等。
这些信息通过DNA的复制和传递进行遗传。
2.蛋白质合成的模板：DNA中的遗传信息通过转录作用转写成RNA，然后再通过翻译作用转化成蛋白质。
DNA是这一过程的模板。
3.基因调控：DNA还通过染色质的结构紧密联系在一起，形成染色体。
在细胞活动中，染色体的结构变化与基因的活化和关闭有关，从而影响细胞内生物过程的进行。
三、RNA的功能RNA的功能比较多样，可以分为以下几类：1.信息传递：mRNA（信使RNA）负责将DNA中的遗传信息传递到细胞质中，为蛋白质合成提供模板。
tRNA（转运RNA）在蛋白质合成时将氨基酸转运到相应的位置，起到“适配子”的作用。
2.催化作用：rRNA（核糖体RNA）是构成细胞核糖体的主要组成部分，参与催化蛋白质合成的反应。
此外，一些特殊的RNA分子也具有催化某些生化反应的能力。
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。
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。
人教版高中生物：核 酸 的 结 构 和 功 能
磷酸、核糖和 A、U、C、G 四种含氮碱基
代谢 产物
CO2、H2O、含N废物
二.核酸功能： 核酸是一切生物(除朊病毒外)的遗传物质。
DNA是绝大多数生物的遗传物质，是遗传信 息的载体。
细胞生物：体内既有DNA也有RNA，但 仅是DNA
病毒：体内只有一种核酸，并以这种核酸
为遗传物质。
如：噬菌体是DNA病毒的代表，烟草花叶病 毒、HIV、SARS病毒都是RNA
不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况
生物类别
核酸
核苷酸 碱基
遗传 物质
举例
原核生物 含有DNA
和真核生 和RNA两 8
物
种核酸
5
DNA
细菌、 人等
只含DNA 4
4 DNA 噬菌体
病毒
只含RNA 4
烟草花
4 RNA 叶病毒
2.两大高分子化合物间的关系：核酸控制蛋白质的合成。 (1)核酸控制蛋白质的合成
核酸的结构和功能
• 一、核酸的结构 • 1.组成元素： C、H、O、N、P • 2.分类： DNA和RNA
• DNA:
A
P
C、H、 N O
T C G
脱氧核糖
a.基本单位：
b.结构：两条脱氧核苷酸长
脱氧核 DNA 链盘旋成双螺旋结构。
苷酸
脱氧核
（4种） 糖核酸 c.分布：真核细胞：细胞核
（主要）、线粒体、叶绿体
分离，使DNA水解 C．酒精灯烘干载玻片，可迅速杀死细胞，防
止细胞死亡时溶酶体对核酸的破坏 D．用高倍显微镜可以比较清楚地看到呈绿色
的染色体和呈红色的RNA分子
【答案】C
【解析】核酸是由 C、H、O、N、P 等 5 种元素组成的 1 种 高分子化合物，分为核糖核酸和脱氧核糖核酸两大类，前者的基 本单位是核糖核苷酸，后者的基本组成单位是脱氧核苷酸。核酸 是一切生物的遗传物质，包括病毒在内，所以病毒内也存在核酸。
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，在细胞中承担着传递、储存和表达遗传信息的重要功能。
核酸的结构与功能是深入了解生物学的基础，对于揭示生命现象的本质和开展相关研究具有重要意义。
一、核酸的结构核酸的结构主要包括DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）两种形式。
它们都由核苷酸组成，核苷酸是由碱基、糖分子和磷酸组成的。
1.碱基碱基是核酸的重要组成部分，共有四种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U）。
在DNA中，A和T以A-T键相互连接，G和C以G-C键相互连接。
而在RNA中，A和U以A-U 键相互连接，G和C以G-C键相互连接。
2.糖分子DNA中的糖分子是脱氧核糖，因此又称作脱氧核糖核酸。
RNA中的糖分子是核糖，因此称为核糖核酸。
这两种糖分子的主要区别在于脱氧核糖缺少一氧化碳基团。
3.磷酸核苷酸的磷酸基团由磷酸根团和糖分子骨架连接而成。
它们在核酸结构中起到连接碱基和糖分子的作用。
二、DNA的功能1.存储遗传信息DNA是生物体遗传信息的主要携带者，能够准确地储存并传递基因信息。
DNA的双螺旋结构具有稳定性和复制能力，通过遗传物质的复制和遗传物质的转录翻译，实现了基因信息的传递和表达。
2.控制基因表达DNA中的基因编码了生物体的蛋白质，通过DNA的转录过程，可以合成RNA分子，进而由RNA转译为蛋白质。
这个过程被称为基因表达，是生物体内复杂的调控过程之一。
三、RNA的功能1.基因转录RNA是DNA转录的产物，通过对DNA进行复制和转录，RNA可以携带DNA的遗传信息，并在细胞质中进行翻译和转录。
2.蛋白质合成RNA通过翻译过程将遗传信息转换为蛋白质的氨基酸序列，促进蛋白质的合成。
这是生物体内的重要生化过程，同时也是维持细胞结构和功能的基础。
3.参与调控某些种类的RNA可以直接调控基因表达，如小干扰RNA（siRNA）和微小RNA（miRNA），它们能够切断信使RNA分子或抑制其转录，从而调控基因表达水平。
一、核酸的分布、结构和功能1.核酸在细胞
判断核酸种类的方法
①据五碳糖
核糖 ⇒RNA 脱氧核糖⇒DNA
②据含氮碱基
含T ⇒DNA 含U ⇒RNA
1.糖类 (1)糖的分类及相互关系
(2)糖类的特点
①单糖中的葡萄糖、果糖及二糖中的麦芽糖等都是还原糖， 多糖不具有还原性。 ②并非所有的糖都是能源物质，如核糖、纤维素等不参与 氧化分解供给能量。 ③糖类和脂肪均由C、H、O三种元素组成，氧化分解产生 CO2、H2O，同时释放能量。但脂肪中氢的含量远远高于 糖类，所以同质量的脂肪储存的能量是糖类的两倍多。
二、细胞中的糖类 1.元素组成：C、H、O
2.种类及分布
3.生理功能 (1)细胞中的主要 能源物质 ，如葡萄糖是“生命的燃料”。 (2)组成生物体的重要成分，如 纤维素 是构成细胞壁的成分。 (3)细胞中的储能物质，如 淀粉 、糖原 。
三、细胞中的脂质 1.元素组成 (1)主要是 C、H、O ，有的还含有P和N。 (2)与糖类相比，脂质分子中 氧 的含量低，而 氢 的含量高。
一、核酸的分布、结构和功能 1.核酸在细胞中的分布
①DNA主要分布于 细胞核 中， 线粒体和 叶绿体 (1)分布 有少量DNA分布
②RNA主要分布在 细胞质 中
甲基绿 使DNA呈绿色 (2)检测： 吡罗红 使RNA呈红色
2.核酸的结构和功能 (1)结构
①基本单位是 核苷酸 ，由一分子 含氮碱基 ，一分 子 五碳糖 和一分子磷酸组成。 ②根据五碳糖 的不同，将核酸分为DNA和RNA两种。 ③DNA和RNA在化学组成上的区别是DNA含有脱氧核 糖和胸腺嘧啶，而RNA则含有 核糖和尿嘧啶 。 (2)功能：细胞内携带 遗传信息 的物质，在生物的遗传、 变异和蛋白质合成中具有重要作用。
核酸的结构与功能
RNA）通过碱基配
对形成杂交分子的
过程。
• 特点：灵敏度高、
专一性强
（G+C）%=（Tm-69.3）×2.44
• DNA的均一性：均质DNA Tm范围窄；
• 介质的离子强度：低离子强度，Tm较低，范
围较宽；高离子强度，Tm较高，范围较窄。
（二）复性（renaturation）
1、定义：热变性DNA在温度逐渐降低时，在一定 浓度的盐溶液中，两条分开的单链重新恢复双螺 旋结构的过程，又称为退火（annealing） 。 2、复性的特征 • 减色效应（hypochromicity） • 粘度上升，浮力密度下降 • 生物活性部分恢复
• 分子量最小、不同tRNA分子的大小很相似
• 功能：转运活化的 Aa 到生长肽链的正确位
置。
• 每个Aa至少有一个对应的tRNA（如丙氨酸
tRNA、tRNAAla）。
3、rRNA（核糖体RNA）
• 比例最大，
• 是核糖体的主要组成部分。 • 功能：与蛋白质生物合成相关。
已经发现的RNA种类
名称 核糖体RNA 缩写 rRNA 功能 核糖体组成成分
水
磷酸phosphate
核苷nucleoside
解
戊糖ribose
碱基base
嘌呤碱purine
嘧啶碱pyrimidine
1、戊糖（Ribose）
β —D—核糖 (in RNA)
β —D— 2’－脱氧核糖
(in DNA)
2、碱基 （Base）
嘧啶环
RNA
DNA
胞嘧啶 C
尿嘧啶 U
胸腺嘧啶 T 腺嘌呤 A
核酸的结构功能
一、核酸的种类、分布和功能
核酸的基本结构和功能
五碳糖
核苷酸的简式
核糖
脱氧
2.脱氧核苷酸与核糖核苷酸有何区别？
OH
脱氧（核糖）核苷酸
核糖核苷酸
含氮碱基
含氮碱基
磷酸
磷酸
脱氧核糖
核糖
腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G)
腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G)
胞嘧啶(C) 胸腺嘧啶(T)
胞嘧啶(C) 尿嘧啶(U)
3.核苷酸的种类
D
脱氧核苷酸链
A
T
G
C
DNA:双链
核糖核苷酸链
A
U
G
C
RNA:单链
4.DNA与RNA的比较
比较项目
DNA
RNA
基本单位
五碳糖
含氮碱基
单链还是双链
主要存在部位
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核糖
A G C T
A G C U
双螺旋结构
单链结构
细胞核（线、叶）
细胞质
5.核酸的功能
是细胞内携带遗传信息的物质 在生物的遗传、变异和蛋白质的合成中起重要作用 思考：1.为什么核酸可以携带大量的遗传信息？ 生物的遗传物质都是DNA吗？ 核酸中碱基有不同的排列顺序。 DNA 遗传的主要物质基础 RNA 负责遗传信息的表达，参与合成蛋白质
甲基绿
吡罗红
观察DNA和RNA在细胞中的分布
绿色
红色
实验现象及结论
现象
结论
DNA主要分布在细胞核
RNA主要分布在细胞质
原核细胞的DNA位于细胞内的什么部位？P35
思考：
绿色明显集中且接近细胞中央
绿色周围的红色范围较广
核酸的结构与功能(1)
脱氧核苷：dAR, dGR, dTR, dCR
OH OH
10
目录
2. 核苷酸(ribonucleotide)的结构与命名
核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键
连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。
NH2
N O
核苷酸：
HO P HOO CCHH22 OO N O OH
AMP, GMP, UMP, CMP
脱氧核苷酸： dAMP, dGMP, dTMP, dCMP
OOHH OH
11
目录
体内重要的游离核苷酸及其衍生物
多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTP
环化核苷酸: cAMP，cGMP
含核苷酸的生物活性物质：
NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD 等都含有 AMP
NNHHN22H2
N
NNN
O OO OOO HO PHOO PPHOOO PPP OOO CCHCH22HOO2O NNN
5
目录
核酸的化学组成
1. 元素组成 C、H、O、N、P（9~10%）
2. 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)
6
目录
碱基
嘌呤(purine)
N 7
8 9 NH
5 6 1N
43 2 N
NH2 N
N
NH
N
腺嘌呤(adenine, A)
37
目录
RNA的种类、分布、功能
细胞核和胞液 线粒体 功
能
核蛋白体RNA rRNA
mt rRNA 核蛋白体组分
信使RNA
mRNA
mt mRNA 蛋白质合成模板
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。
核酸的结构与功能
核酸的结构与功能核酸是一类重要的生物分子，包括DNA（脱氧核酸）和RNA（核糖核酸）。
核酸在生物体内起着关键的遗传信息传递、蛋白质合成和调控基因表达等重要作用。
本文将详细介绍核酸的结构与功能，并探讨其在生物体内的作用机制。
一、核酸的结构1. DNA的结构DNA是由四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳟嘧啶）和磷酸二酯键组成的双螺旋结构。
DNA的两条链通过碱基间的氢键相互配对，形成一个稳定的螺旋结构。
DNA的结构具有方向性，其中一条链的3'末端连着另一条链的5'末端。
2. RNA的结构RNA与DNA相似，也由碱基和磷酸二酯键组成。
然而，RNA中胸腺嘧啶被尿嘧啶取代。
此外，RNA通常是单链的，而不像DNA那样是双螺旋的结构。
RNA的结构也具有方向性，由5'末端到3'末端。
二、核酸的功能1. 遗传信息传递DNA是生物体内遗传信息的载体，具有将父代传递给子代的重要作用。
通过DNA的遗传信息，生物体的一些特征和功能可以在不同代中传递和延续。
2. 蛋白质合成DNA中的遗传信息可以转录成RNA，并进一步翻译成蛋白质。
这是生物体合成蛋白质的基本过程，被称为中心法则。
在蛋白质合成过程中，RNA起着传递遗传信息的作用，而DNA则作为模板参与了RNA的合成。
3. 基因表达调控除了编码蛋白质外，核酸还参与基因表达的调控过程。
通过DNA 和RNA分子之间的相互作用，可以调控基因的转录和翻译过程，从而控制蛋白质的合成速率和水平。
这种调控机制对维持生物体的正常功能非常重要。
三、核酸的作用机制1. DNA复制DNA复制是生物体进行有丝分裂和无丝分裂的基础，也是新细胞生成的重要过程。
在DNA复制过程中，DNA双链解旋并逐个配对碱基，通过酶的作用合成两条新的DNA链。
这种准确的复制机制保证了遗传信息的传递和稳定性。
2. 转录与翻译转录是指DNA模板上的信息转化为RNA的过程。
RNA聚合酶将DNA作为模板合成一条与DNA互补的RNA链。
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糖基的C-5’位
字符式：用A、T、G、C、U代表碱基，用P代表磷酸 残基。核酸分子中的糖基、糖苷键和酯键等均省 略不写，将碱基和磷酸相间排列即可。
省略了糖基，简写式中出现T的为DNA链，出现U则为 RNA链。以5‘和3’表示链的末端及方向，分别置 于简写式的左右二端。
5’pApCpTpTpGpApApCpG3’ DNA
双链DNA分子的简写式是在一条简式的基础上再 增加一条互补链，链间的配对碱基用短纵线相 连或省略
5’GGAATCTCAT3’ 3’CCTTAGAGTA5’ 注： bp（base pair），代表碱基对。
1.2.1.2 DNA的二级结构及其多态性
Watson和Crick集各项对DNA的研究成果于一 体，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 上阐述遗传的基本特征。
DNA分子中链骨架是固定不变的，脱氧核糖核 苷酸的排列顺序实质上是碱基的排列顺序。
核酸链的简写式：核酸分子的简写式可简明表 示高度复杂的核酸分子。简写式表示的是核 酸分子的一级结构，即核酸分子中的核苷酸 （或碱基）排列顺序。
书写方式由5’ → 3’ 端。
线条式：以竖线和斜线分别表示糖基和 磷酸酯键。
第一部分： 生物大分子的结构和功能 （核酸，蛋白质，脂类）
第二部分： 新陈代谢（糖代谢，脂类代谢，核酸代谢）
第三部分： 遗传信息的存储、传递和表达
1 核酸的结构与功能
1.1 核酸的种类、分布和化学组成 1.2 核酸的分子结构 1.3 核酸的理化性质及其应用
1.1 核酸的种类、分布及化学组成
⑴DNA双螺旋结构的主要依据 ①1949-1951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。
不同来源DNA碱基组成的比例关系
DNA来源 A T 大肠杆菌 25.4 24.8
小麦 26.8 28 鼠 29.7 25.6
核酸主要存在于细胞核中，含量占细胞干 重的5～15%。
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) 脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid DNA)
核酸
核糖核酸
nucleic acid ribonucleic acid RNA
信使RNA（messenger RNA, mRNA ）
核糖体RNA（ribosome RNA, rRNA）
转运RNA（transfer RNA, tRNA）
脱氧核糖核酸 deoxyribonucleic acid DNA
DNA 主要存在于细胞核，是染色质的主要成分；原核生 物DNA主要存在于类核（nucleoid）中；在核外也 存在有少量DNA，如线粒体DNA、叶绿体DNA以 及细菌的质粒（plasmid）。
猪:肝 29.4 29.7 胸腺 30 28.9
脾 29.6 29.2 酵母 31.3 32.9
G 24.1 23.2 21.9 20.5 20.4 20.4 18.7
C (A+G) /(T+C)
25.7
1.01
22.7
1.21
22.8
1.21
20.5
20.7
1.43
20.8
17.1
1.079
碱 基 组成 的 共同 规 律： 不 同来 源 的 DNA 中 [A]=[T]、[C]=[G]；A+G=T+C 。
1.2.1 DNA的分子结构 1.2.1.1 DNA的一级结构
DNA的一级结构是组成DNA分子的脱氧核苷酸的连接方 式和排列顺序。
DNA是由很多个dAMP、dGMP、dCMP和dTMP通过3’,5’ -磷 酸二酯键连成的无分支双链线状或环状多核苷酸。
E. coli DNA 4106bp，1.4 106nm； 人DNA 2.9 109bp 9.9 108nm
鸟苷酸
尿苷酸
胞苷酸
脱氧腺苷酸 脱氧鸟苷酸 脱氧胸腺苷酸 脱氧胞苷酸
稀有核苷酸：核酸中的稀有核苷酸是碱基或 戊糖被修饰后形成的。
核酸中的稀有核苷酸常以其核苷的形式表示。 常见的为甲基化修饰以“m”（methy-）表 示，修饰基团在碱基上的写在碱基符号的 左方，修饰基团在戊糖上的写在碱基符号 的右方，修饰基团个数写在其右下角，修 饰位置写在右上角。
1.1.1 核酸的生物学功能 1.1.2 核酸的种类和分布 1.1.3 核酸的组成
1.1.1 核酸的生物学功能
核酸是生物体内最重要的生物 大分子，任何生物 体，甚至无细胞结构的 病毒和噬菌体都含有核酸。核酸在生物的 个体发育、生长繁殖、遗传变异等生命过 程中起着极为重要的作用。
1.1.2 核酸的种类和分布
常见稀有核苷
1.1.3.5 胞内的游离核苷酸及 其衍生物
细胞中还有一些游离的核苷酸及其衍生物，其中 较重要的为多磷酸核苷酸、环式单核苷酸和辅酶 类单核苷酸。
多核苷酸与环化核苷酸
Β－巯基乙胺
泛酸
辅酶A
烟酰胺
辅酶 I （烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）
核黄素
FAD (黄素腺嘌呤二核苷酸)
1.2 核酸的分子结构
RNA 主要存在于细胞质(90%)，少量存在于核仁中 mRNA 存在于细胞质中，占总RNA的5~10%。 tRNA 存在于细胞质中，占总RNA的10~15% rRNA 存在于核糖体中， 占总RNA的75~80%
1.1.3 核酸的化学组成
核酸
核苷酸
核苷
磷酸
碱基（嘌呤和嘧啶）核糖或脱氧核糖
1.1.3.1 核糖和脱氧核糖
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。
核糖
脱氧核糖
1.1.3.2 碱基(base)
嘧啶
嘌呤
腺嘌呤
鸟嘌呤
Байду номын сангаас
胞嘧啶
胸腺嘧啶
尿嘧啶
1.1.3.3 核苷
腺苷
胞苷
1.1.3.4 核苷酸和稀有核苷酸
Chemical structures of (a) ribonucleotides and (b) deoxyribonucleotides
腺苷酸