第二章核酸化学

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。

第二章核酸化学《生物化学》一、选择题1．自然界游离核苷酸中，磷酸最常见是位于：A．戊糖的C-5′上B．戊糖的C-2′上C．戊糖的C-3′上D．戊糖的C-2′和C-5′上E．戊糖的C-2′和C-3′上2．可用于测量生物样品中核酸含量的元素是：A．碳B．氢C．氧D．磷E．氮3．下列哪种碱基只存在于RNA而不存在于DNA：A．尿嘧啶B．腺嘌呤C．胞嘧啶D．鸟嘌呤E．胸腺嘧啶4．核酸中核苷酸之间的连接方式是：A．2′，3′磷酸二酯键B．糖苷键C．2′，5′磷酸二酯键D．肽键E．3′，5′磷酸二酯键5．核酸对紫外线的最大吸收峰在哪一波长附近？A．280nm B．260nm C．200nm D．340nm E．220nm6．有关RNA的描写哪项是错误的：A．mRNA分子中含有遗传密码B．tRNA是分子量最小的一种RNAC．胞浆中只有mRNAD．RNA可分为mRNA、tRNA、rRNAE．组成核糖体的主要是rRNA7．大部分真核细胞mRNA的3′-末端都具有：A．多聚A B．多聚U C．多聚T D．多聚C E．多聚G8．DNA变性是指：A．分子中磷酸二酯键断裂B．多核苷酸链解聚C．DNA分子由超螺旋→双链双螺旋D．互补碱基之间氢键断裂E．DNA分子中碱基丢失9．DNA Tm值较高是由于下列哪组核苷酸含量较高所致？A．G+A B．C+G C．A+T D．C+T E．A+C10．某DNA分子中腺嘌呤的含量为15%，则胞嘧啶的含量应为：A．15% B．30% C．40% D．35% E．7%二、填空题1．核酸完全的水解产物是________、_________和________。

其中________又可分为________碱和__________碱。

2．体内的嘌呤主要有________和________；嘧啶碱主要有_________、________和__________。

某些RNA分子中还含有微量的其它碱基，称为_________。

《生物化学》复习资料第二章核酸化学2、试从分子大小、细胞定位以及结构和功能上比较DNA和RNADNA由两条互补的脱氧核糖核甘酸亚单元的链组成的双螺旋结构，RNA 仅是比DNA小得多的核糖核苷酸亚单元单链结构；DNA中有胸腺嘧啶（T）,但无尿嘧啶（U），但RNA则相反，DNA主要生物的遗传信息的载体，指导蛋白质的合成等，而RNA则在于遗传信息的转录，翻译与蛋白质的合成等，有时也可以作为一种催化剂在生物的生命活动起一定的作用.DNA主要存在于细胞核与线粒体，RNA主要存在细胞质基质中。

3. 试从结构和功能上比较tRNA,rRNA,mRNA.1. mRNA勺结构与功能：mRN是单链核酸，其在真核生物中的初级产物称为HnRNA大多数真核成熟的mRN分子具有典型的5'-端的7- 甲基鸟苷三磷酸（m7GTP帽子结构和3'-端的多聚腺苷酸（polyA）尾巴结构。

mRNA的功能是为蛋白质的合成提供模板，分子中带有遗传密码。

mRNA分子中每三个相邻的核苷酸组成一组，在蛋白质翻译合成时代表一个特定的氨基酸，这种核苷酸三联体称为遗传密码（coden）。

2. tRNA的结构与功能：tRNA是分子最小，但含有稀有碱基最多的RNAtRNA 的二级结构由于局部双螺旋的形成而表现为“三叶草”形，故称为“三叶草”结构，可分为五个部分：①氨基酸臂：由tRNA的5'-端和3'-端构成的局部双螺旋，3'-端都带有-CCA-OH顺序，可与氨基酸结合而携带氨基酸。

②DHU臂:含有二氢尿嘧啶核苷，与氨基酰tRNA合成酶的结合有关。

③反密码臂：其反密码环中部的三个核苷酸组成三联体，在蛋白质生物合成中，可以用来识别mRNAt相应的密码，故称为反密码(anticoden )。

④T®C臂：含保守的T®C 顺序，可以识别核蛋白体上的rRNA促使tRNA与核蛋白体结合。

⑤ 可变臂：位于T®C臂和反密码臂之间，功能不详。

第二章核酸的结构和功能核酸是以核苷酸为基本组成单位的线性多聚生物信息分子。

分为DNA和RNA两大类。

其化学组成见下表：DNA RNA碱基①嘌呤碱 A、G A、G②嘧啶碱 C、T C、U戊糖β-D-2 脱氧核糖β-D-核糖磷酸磷酸磷酸碱基与戊糖通过糖苷键相连，形成核苷。

核苷的磷酸酯为核苷酸。

根据核苷酸分子的戊糖种类不同，核苷酸分为核糖核苷酸与脱氧核糖核苷酸，前者是RNA的基本组成单位，后者为DNA的基本组成单位，核酸分子中核苷酸以3’,5’－磷酸二酯键相连，形成多核苷酸链，是核酸的基本结构。

多核苷酸链中碱基的排列顺序为核酸的一级结构。

多核苷酸链的两端分别称为3’－末端与5’－末端。

DNA的二级结构即双螺旋结构的特点：⑴两条链走向相反，反向平行，为右手螺旋结构；⑵脱氧核糖和磷酸在双螺旋外侧，碱基在内侧；⑶两链通过氢键相连，必须A与T、G与C配对形成氢键，称为碱基互补规律。

⑷大（深）沟，小（浅）沟。

⑸螺旋一周包含10个bp，碱基平面间的距离为0.34nm，螺旋为3.4nm，螺旋直径2nm；⑹疏水作用。

氢键及碱基平面间的疏水性堆积力维持其稳定性。

DNA的基本功能是作为遗传信息的载体，并作为基因复制转录的模板。

mRNA分子中有密码，是蛋白质合成的直接模板。

真核生物的mRNA一级结构特点：5’－末端“帽”，3’－末端“尾”。

tRNA在蛋白质合成中作为转运氨基酸的载体，其一级结构特点：含有较多的稀有碱基；3’－CCA－OH，二级结构为三叶草形结构。

rRNA与蛋白质结合构成核蛋白体，作为蛋白质合成的“装配机”。

细胞的不同部位还存在着许多其他种类小分子RNA，统称为非mRNA小RNA（snmRNAs），对细胞中snmRNA 种类、结构和功能的研究称为RNA组学。

具有催化作用的某些小RNA称为核酶。

碱基、核苷、核苷酸及核酸在260nm处有最大吸收峰。

加热可使DNA双链间氢键断裂，变为单链称为DNA变性。

DNA变性时，OD260增高。

第二章核酸化学.三、典型试题分析1. 下列几种DNA分子的碱基组成比例不同，哪一种DNA的Tm值最低（1999年生化试题）A. DNA中A-T占15％B．DNA中G-C占25％C. DNA中G-C占40％D．DNA中A-T占80％E. DNA中G-C占55%[答案] D2. 核酸的各基本单位之间的主要连接键是(2000年生化试题)A．二硫键B．糖苷键C．磷酸二酯键D．肽键E，氢键[答案) C3．DNA的二级结构是：A．α—螺旋B．β-片层C．β—转角D．超螺旋结构E，双螺旋结构[答案) E4. DNA的热变性特征是A. 碱基间的磷酸二酯键断裂B．一种三股螺旋的形成C．黏度增高D．融解温度因G-C对的含量而异E．在260nm处的光吸收降低[答案] D5. 下列关于DNA碱基组成的叙述，正确的是A. 不同生物来源的DNA碱基组成不同B，同一生物不同组织的DNA碱基组成不同C. 生物体碱基组成随着年龄变化而改变D．A和C含量相等E．A+T=G+C[答案] A6，DNA受热变性时(士998年硕士研究生入学考试题)A. 在260nm波长处的吸光度下降B，多核苷酸链断裂成寡核苷酸链 C. 碱基对可形成氢键D，加入互补RNA链，再冷却，可形成DNA／RNA杂交分子E. 溶液黏度增加[答案] D7，在核酸中占9％"-11％，且可用之计算核酸含量的元素是(1997年硕士研究生入学考试题)A. 碳B，氧C．氮D．氢E．磷[答案] E8，下列关于B-DNA双螺旋结构模型的叙述中哪一项是错误的?A. 两条链方向相反B，两股链通过碱基之间的氢键相连C．为右手螺旋，每个螺旋为10个碱基对D．嘌呤碱和嘧啶碱位于螺旋外侧E．螺旋的直径为20A[答案) D四、测试题(一)A型题1．从小鼠的一种有荚膜的致病性肺炎球菌中提取出的DNA，可使另种无荚膜、不具有致病性的肺炎球菌转变为有荚膜并具致病性的肺炎球菌A．DNA是遗传物质，蛋白质是遗传信息的体现者B，DNA是遗传信息的体现者，蛋白质是遗传物质C．DNA与蛋白质均是遗传物质D．RNA是遗传物质，DNA和蛋白质是遗传信息的体现者E．DNA和蛋白质是遗传物质，RNA是遗传信息的体现者2．核酸中一般不含有的元素是A．C B．H C．O D．P E，S3，在核酸中占9％'--11％且可用之计算核酸含量的元素是A．C B．H C．O D．P E．S4．A(腺嘌呤)与G(鸟嘌呤)在结构上的差别是A，A的C6上布羟基，G的C6上有氨基B．A的C6上有羟基，G的C2上有甲基C，A的C6上有甲基，G的C6上有羰基D．A的C2上有氨基，G的C2上有羟基E．A的C6上有氨基，G的C2上有氨基5，T(胸腺嘧啶)与U(尿嘧啶)在结构上的差别是A．T的C2上有氨基，U的C2上有O ·B．T的C5上有甲基，U的C5上无甲基C．T的C4上有氨基，U的C4上有OD．T的Cl上有羟基，U的C1上无羟基E．T的C5上有羟甲基，U的C5上无羟甲基6，通常既不见于DNA又不见于RNA的碱基是A. 腺嘌呤B．黄嘌呤巳鸟嘌呤D，胸腺嘧啶E，尿嘧啶7，自然界游离核苷酸中的磷酸最常位于A. 戊糖的C-2’上B．戊糖的C-3’上C．戊糖的C-5’上D．戊糖的C-2’及C-3’ E. 戊糖的C-2’及C-5’上8，假尿嘧啶核苷的糖苷键是·A．C-C键B．C-N键C．N-N键D．C-H键E．N-H键9，核苷酸中碱基(N)、戊糖(R)和磷酸(P)之间的连接关系是A. N-R-PB. N-P-RC. R-N-PD．P-N-R E．R-P-P-N10，脱氧胸苷的英文简写符号为A．AdR B，CdR C．UdR D. TdR E. CdR11，CR表示A. 脱氧胞苷B．胞苷 C. 腺苷D．脱氧腺苷E，脱氧核糖12，含有稀有碱基较多的核酸是A．rRNA B．tRNA C．mRNA D．hnRNA E。

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。

第二章核酸的结构与功能一、名词解释1．核酸2．核苷3．核苷酸4．稀有碱基5．碱基对6．DNA的一级结构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．生物体内的嘌呤碱主要有____和____，嘧啶碱主要有____、____和____。

某些RNA分子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苷酸链.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．测知某一DNA样品中，A=0。

53mol、C=0。

25mol、那么T= ____mol，G= ____mol. 18．嘌呤环上的第____位氮原子与戊糖的第____位碳原子相连形成____键，通过这种键相连而成的化合物叫____。

19．嘧啶环上的第____位氮原子与戊糖的第____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苷酸是____、____，它们的主要生理功用是____.21．写出下列核苷酸符号的中文名称：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____对____、____对____。

23．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．因为核酸分子中含有___和____碱基,而这两类物质又均含有____结构,故使核酸对____波长的紫外线有吸收作用。