第04章核酸的结构与功能

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精讲04第4章物质的跨膜运输全国高中生物竞赛之《细胞生物学》名师精讲课件

• 与底物（溶质）特异性结合；具有高度选择性；具有类似于酶与底物作用的饱和动力学特征；但对溶质不做任何共价修饰
4/16.物质的跨膜运输
（2）膜转运蛋白可分为两类： ①载体蛋白及其功能
• 不同部位的生物膜往往含有各自功能相关的不同载体蛋白 • 载体蛋白与酶类似：具有与溶质（底物）特异性结合的位点，所以每种载体蛋白对溶质具有高度
4/16.物质的跨膜运输 4.1.膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输 4.1.2 小分子物质的跨膜运输类型
2.被动运输 (passive transport) • 顺着电化学梯度或浓度梯度
• 协助扩散 (facilitated diffusion)
载体蛋白介导
• 膜转运蛋白协助通道蛋白介导
4/16.物质的跨膜运输
4/16.物质的跨膜运输
4.1.膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输
4.1.2 小分子物质的跨膜运输类型 2.被动运输 (passive transport) （2）水孔蛋白：水分子的跨膜通道
2003年，美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，分别因对细胞膜水通道，离子通道结构和机理研究而获诺贝尔化学奖。
1. P 型泵 (P-type pump) （1）Na+-K+ 泵
（Na+-K+ ATPase）
电化学梯度
乌苯苷结合位点
细胞溶胶
Figure 11-14 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
4/16.物质的跨膜运输 4.2.2 ATP驱动泵与主动运输
4/16.物质的跨膜运输 4.1.膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输 4.1.2 小分子物质的跨膜运输类型

生物化学学习题核酸的组成与功能

生物化学学习题核酸的组成与功能核酸是生物体内重要的生物大分子之一，它在细胞的遗传信息传递和蛋白质的合成过程中起着关键的作用。

本文将围绕核酸的组成与功能展开讨论。

第一部分：核酸的组成核酸主要由核苷酸组成，而核苷酸又由磷酸、核糖或脱氧核糖以及核碱基三个部分构成。

核酸可分为两类：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。

1. RNA的组成RNA由核糖和磷酸基团以及四种不同的核酸碱基组成，分别是腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）和尿嘧啶（U）。

RNA具有单链结构，呈现出多样的空间构象。

2. DNA的组成DNA由脱氧核糖和磷酸基团以及四种不同的核酸碱基组成，包括腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）和胸腺嘧啶（T）。

DNA 以双链螺旋的形式存在，两条链通过碱基间的氢键相互结合。

第二部分：核酸的功能核酸在生物体内具有多种重要的功能，主要包括遗传信息传递、蛋白质合成和调控基因表达等。

1. 遗传信息传递DNA是生物体内遗传信息的携带者，通过基因的排列组合和序列的变异，决定了个体的遗传特征。

DNA通过复制和遗传物质的传递，保证了遗传信息在代际之间的传递。

2. 蛋白质合成RNA在蛋白质的合成过程中发挥重要作用。

首先，DNA通过转录过程生成RNA的复制体，即mRNA。

然后，mRNA被带有氨基酸的tRNA识别，从而在核糖体上进行翻译，合成出特定的蛋白质。

3. 调控基因表达除了编码蛋白质的mRNA外，RNA还包括转运RNA（tRNA）、核糖体RNA（rRNA）和小核RNA（snRNA）等。

这些RNA参与了基因表达的调控过程，例如，tRNA将特定的氨基酸带给核糖体进行蛋白质合成，而rRNA则是核糖体的组成部分。

此外，还有一类特殊的RNA，即非编码RNA（ncRNA），它们不编码蛋白质，而在细胞过程中扮演重要的调控角色，如调控基因表达、修饰染色体结构等。

结语：核酸作为生物体内不可或缺的生物大分子，其组成和功能多种多样。

生命科学导论04-生命的基本化学组成

（2）无机盐
一般以离子状态存在，Na+、K+、Ca2+、Mg2+、 Cl-、HPO4 2-
作用：
（1）对细胞的渗透压和PH起着重要作用内环境稳定：PH值
生物生存3~8.5，各种生物、各种组织均有适宜的PH范围，细胞中的离子有一定的缓冲能力。
作用：（2）酶的活化因子和调节因子，Mg++,Ca++ （3）合成有机物的原料, PO4 3 -合成磷脂、核苷酸（4）动作电位、肌肉收缩等， Na+、K+、Ca2+
磷脂是生物膜脂质双层的主要成分，也是
代谢中的一种甲基供体。
类固醇类固醇也称甾类，以环戊烷多氢菲为基础，不含脂肪酸，但具有脂类性质，不同化合物只是在母核上连上不同的侧链基团和取代基团。
生理功能
参与血液循环中脂类的运输；是细胞膜的组分；帮助油脂消化吸收；性激素均是甾类化合物；皮质激素也是甾类化合物，调节糖代谢和水盐平衡
4.4 蛋白质蛋白质的主要种类和功能
1. 2. 3. 4. 结构蛋白：生物结构成分，如胶原蛋白、角蛋白等；伸缩蛋白：收缩与运动，如肌纤维中的肌球蛋白等；防御蛋白：如免疫球蛋白、金属硫蛋白等；贮存蛋白：贮存氨基酸和离子等，如酪蛋白、卵清蛋白、载铁蛋白等； 5. 运输蛋白：运输功能，如血液中运送O2与CO2的血红蛋白和运送脂质的脂蛋白；控制离子进出的离子泵等； 6. 激素蛋白：调节物质代谢、生长分化等，如生长激素； 7. 信号蛋白：接受与传递信号，如受体蛋白等； 8. 酶：催化功能，包括参与生命活动的大多数酶。
2.1.2
生物体的主要分子
不同的生物体，其分子组成也大体相同
无机分子：无机盐和水。有机分子：蛋白质、核酸、脂类和多糖是组成生物体最重要的生物大分子。

核酸化学试题及答案(4)

第4章核酸化学试题及答案（04）一、单项选择题1．关于核酸分子组成下列哪项是正确的A．组成核酸的基本单位是三磷酸核苷B.组成DNA和RNA的戊糖相同C．组成DNA和RNA的碱基是相同的D.DNA的二级结构为α-螺旋E.以上都不对2．生物体的遗传信息储存在DNA的什么部位A．碱基配对B.某个核苷酸C.某种核苷D.磷酸戊糖骨架E.碱基顺序中3．下列哪个是核酸的基本结构单位A.核苷B.磷酸戊糖C.单核苷酸D.多核苷酸E.以上都不是4．下列何物分子是C5上有甲基的碱基A.腺嘌呤B.鸟嘌呤C.胞嘧啶D.胸腺嘧啶E.尿嘧啶5．组成DNA分子的磷酸戊糖是：A.3’ -磷酸脱氧核糖B.5’ -磷酸脱氧核糖C.3’ -磷酸核糖D.2’ -磷酸核糖E.5’ -磷酸核糖6．嘌呤核苷酸中下列何键是嘌呤与戊糖的连接键A.N9—C1'B.N8—C1'C.N1—C1'D.N3—C1'E.N7—C1'7．关于ATP生理功能的叙述下列哪项是错误的A.它是生物体内直接供能物质B.可生成环腺苷酸（cAMP）C.作为物质代谢调节剂D.RNA的合成原料E.以上都不是8．核酸分子中，单核苷酸连接是通过下列何化学键A.氢键B.糖苷键C.3'，5'-磷酸二酯键D.疏水键E.盐键9．下列所述哪个是DNA分子的一级结构A.脱氧核糖核苷酸残基的排列顺序B.各种单核苷酸的连接方式C.双螺旋结构D.连接单核苷酸间的磷酸二酯键E.以上都不是10．关于DNA二级结构的论述下列哪项是错误的A.两条多核苷酸链互相平行方向相反B.两条链碱基之间形成氢键C.碱基按A—T和G—C配对D.磷酸和脱氧核糖在内侧，碱基在外侧E.围绕同一中心轴形成双螺旋结构11．有关tRNA结构的叙述，下列哪项是错误的A.是RNA中最小的单链分子B.其二级结构通常为三叶草形C.分子中含有较多的稀有碱基D.3’末端是活化氨基酸的结合部位E.tRNA三级结构呈正“L”型12．下列哪个结构存在于真核生物mRNA5'端A.聚A尾巴B.帽子结构C.超螺旋结构D.核小体E.-C-C-A-OH顺序13．下列哪个结构存在于tRNA3'端A.聚A尾巴B.帽子结构C.超螺旋结构D.核小体E.-C-C-A-OH顺序14．下列哪个结构存在于mRNA3'端A.聚A尾巴B.帽子结构C.超螺旋结构D.核小体E.-C-C-A-OH顺序15．上列何构型是溶液中DNA分子最稳定的构型A.A型B.B型C.C型D.D型E.Z型16．下列何物是在蛋白质合成中作为直接模板A.DNAB.RNAC.mRNAD.rRNAE.tRNA17．下列何物是在蛋白质合成中起“装配机”作用A.DNAB.RNAC.mRNAD.rRNAE.tRNA二、多项选择题1．下列哪些是维系DNA双螺旋的主要因素A.盐键B.磷酸二酯键C.疏水键D.氢键E.碱基堆砌作用2．rRNA具有下列哪些结构A.密码子B.反密码子C.反密码环D.大亚基E.小亚基3．核酸变性可观察到下列何现象A.黏度增加B.黏度降低C.紫外吸收值增加D.紫外吸收值降低E.磷酸二酯键断裂4．组成核小体的成分有A.DNAB.RNAC.组蛋白D.磷脂E.酸性蛋白5．tRNA二级结构含有下列哪些成分A.密码子B.大亚基C.反密码环D.稀有碱基E.氨基酸结合臂6．下列物质哪些含AMP结构A.NAD+B.NADP+C.CoQD.CoAE.FAD三、填空题1．组成核酸的基本单位是____，基本单位之间的化学键是____。

02 核酸的结构与功能

2.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。

大沟与小沟
3.疏水作用力和氢键共同维系着DNA双螺旋结构的稳定。相邻两个碱基对会有重叠，产生了疏水性的碱基堆积力 (base stacking interaction)。碱基堆积力和互补碱基对的氢键共同维系着DNA结构的稳定。
目录
（二） DNA双螺旋结构模型要点
1.DNA是反向平行、右手螺旋的双链结构两条多聚核苷酸链在空间的走向呈反向平行(antiparallel)。两条链围绕着同一个螺旋轴形成右手螺旋(right-handed)的结构。双螺旋结构的直径为2nm，螺距为3. 4nm。
脱氧核糖和磷酸基团组成的亲水性骨架位于双螺旋结构的外侧，疏水的碱基位于内侧。双螺旋结构的表面形成了一个大沟(major groove) 和一个小沟(minor groove)。
CH2 O H H H H H
3´,5´-磷酸二酯键
O
P O-
O
碱基
O
P O-
O
CH 2 O H H OH
3´-羟基
目录
H H H
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酯化反应形成的线性大分子，并且具有方向性； RNA的戊糖是核糖； RNA的嘧啶是胞嘧啶和尿嘧啶。
两种最重要的生物大分子比较
项目
组成单位
种类
蛋白质
氨基酸

04章核苷酸和核酸1

DNA结构变化的意义
• 复制、转录、重组——起始、调节位点
3. DNA的三级结构
DNA的三级结构是指DNA分子（双螺旋）通过扭曲和折叠所形成的特定构象。包括不同
二级结构单元间的相互作用、单链与二级结构
单元间的相互作用以及DNA的拓扑特征。超螺旋结构是三级结构的一种。
（2）特殊的二级结构
回文结构（palindromic structure）也称反向重复（inverted repeats）：链内互补
发夹形和十字形结构
镜象重复（mirror repeat）
H-DNA——三螺旋DNA
Hoogsteen碱基配对三链DNA的碱基配对形式
双链DNA的碱基配对形式
2．一些核苷酸是细胞通讯的媒介(第二信使分子)：cAMP , cGMP
ATP
腺苷酸环化酶
cAMP + PPi
3. 核苷酸是许多酶辅助因子的结构成分
第二节磷酸二酯键与多核苷酸
1. 核苷酸的连接
5´端
C
核苷酸之间以磷酸
二酯键（phosphodiester
linkage）连接形成多核
苷酸链（polynucleotide chain）。寡核苷酸：＜50核苷酸多核苷酸
第四节
DNA的结构
Structure of DNA
一、DNA储存遗传信息的证实
1. 细菌转化实验 1928年Frederick Griffith和1944年O. Avery
Avery细菌转化实验（1944）
噬菌体
2. 噬菌体侵染细菌的实验
二、各物种DNA有着独特的碱基组成
• DNA结构有关重要线索来自Chargaff等(1950)的研究结果：

4.1细胞是生物体结构和功能的基本单位(第3课时)(新教材课件)-七年级生物上册(苏科版2024)

1、活动目标
选择合适的材料，设计并制作植物胞的结构特征，理解细胞的结构与功能之间的
关系。
2、材料用具
卡纸（或其他较硬的纸张）、透明塑料保鲜盒、蓝色冰袋、超轻粘土、起泡胶（或水晶泥）尺子、美工刀等。
3、活动步骤
（一）制订方案
1.以小组为单位，参考图4-12和图4-13讨论并制定植物细胞和动物细胞的结构模型的制定方案，确定模型的大小（尺寸）。
3、活动步骤
（二）制作模型
按照制订的方案制作细胞的结构模型，在注重科学性的同时，还要注意艺术性，要有美感。例如，线粒体、叶绿体、液泡和细胞核等结构的分布要合理、美观。图4-14所示的是一位同学制作的植物细胞的结构模型。
3、活动步骤
（三）展示交流与评价
1.各小组展示制作的细胞结构模型，重点从材料的选择、细胞各结构的分布及功能、制作过程中成员的分工等方面进行汇报。讨论制作的细胞模型如何能更好的反映细胞结构和功能的关系。 2.从细胞各结构的大小比例、材料选择的适宜性、模型的美观性等方面进行自评与互评，提出合理的修改建议。各小组在评价的基础上，反思研究中的不足，讨论并改进细胞模型的制作方案。
4、扩展研究
细胞的种类繁多，细胞的形态也千差万别。可以选择自己感兴趣的某种具体的生物体细胞，如红细胞、平滑肌细胞等，制作相关模型；也可以在教师的指导下，利用计算机及相关软件设计这种细胞的三维模型；还可以尝试用三维打印机将设计的细胞结构模型打印出来，并进行后期的修饰加工。
3、活动步骤
（一）制订方案
根据细胞结构的有关数据，计算模型中细胞核、线粒体、叶绿体等结构的大小，再确定合适的模拟材料。在选择模拟材料时，还要思考如何体现结构与功能的特点。例如，细胞质是透明胶状物质，含水量约为80%，制作的模型如何体现细胞质是可以流动的？叶绿体呈绿色，需要选择哪些材料？

核酸化学试题及答案

A.它是生物体内直接供能物质8.可生成环腺苷酸（cAMP）第4章核酸化学试题及答案（04）一、单项选择题1．关于核酸分子组成下列哪项是正确的A.组成核酸的基本单位是三磷酸核苷C.组成DNA和RNA的碱基是相同的E.以上都不对2.生物体的遗传信息储存在DNA的什么部位A.碱基配对C.某种核苷E.碱基顺序中3．下列哪个是核酸的基本结构单位A.核苷C.单核苷酸E.以上都不是4.下列何物分子是C5上有甲基的碱基A.腺嘌呤C.胞嘧啶E.尿嘧啶5.组成DNA分子的磷酸戊糖是：A.3’ -磷酸脱氧核糖C.3’ -磷酸核糖B.组成DNA和RNA的戊糖相同D. DNA的二级结构为a-螺旋B.某个核苷酸D.磷酸戊糖骨架B.磷酸戊糖D.多核苷酸B.鸟嘌呤D.胸腺嘧啶B.5’ -磷酸脱氧核糖D.2’ -磷酸核糖E.5’ -磷酸核糖6．嘌呤核苷酸中下列何键是嘌呤与戊糖的连接键A.N9—C1'C.N1—C1'E.N7—C1'7.关于ATP生理功能的叙述下列哪项是错误的B.N8—C1' D.N3—C1'C.作为物质代谢调节剂D. RNA的合成原料E.以上都不是8．核酸分子中，单核苷酸连接是通过下列何化学键A.氢键B.糖苷键C. 3', 5'-磷酸二酯键D.疏水键E .盐键9 .下列所述哪个是DNA 分子的一级结构E .围绕同一中心轴形成双螺旋结构 11.有关tRNA 结构的叙述，下列哪项是错误的A .是RNA 中最小的单链分子 B .其二级结构通常为三叶草形C .分子中含有较多的稀有碱基 D . 3’末端是活化氨基酸的结合部位E . tRNA 三级结构呈正“1”型 12.下列哪个结构存在于真核生物mRNA5^g A .聚A 尾巴 B .帽子结构 C .超螺旋结构 D .核小体E . -C-C-A-OH 顺序 13.下列哪个结构存在于tRNA3'端 A .聚A 尾巴 B .帽子结构 C .超螺旋结构 D .核小体E . -C-C-A-OH 顺序14.下列哪个结构存在于mRNA3'端 A .聚A 尾巴 B .帽子结构 C .超螺旋结构 D .核小体E . -C-C-A-OH 顺序 15.上列何构型是溶液中DNA 分子最稳定的构型 A . A 型 B .B 型 C .C 型 D . D型E . Z 型16．下列何物是在蛋白质合成中作为直接模板 A .DNA B .RNA C .mRNA D .rRNAE .tRNA 17．下列何物是在蛋白质合成中起“装配机”作用A .DNAB .RNAA .脱氧核糖核苷酸残基的排列顺序B .各种单核苷酸的连接方式C .双螺旋结构D .连接单核苷酸间的磷酸二酯键E .以上都不是 10.关于DNA 二级结构的论述下列哪项是错误的A .两条多核苷酸链互相平行方向相反B .两条链碱基之间形成氢键C .碱基按A -T 和G —C 配对D .磷酸和脱氧核糖在内侧，碱基在外侧C.mRNAE.tRNA二、多项选择题D.rRNA1.下列哪些是维系DNA双螺旋的主要因素A.盐键C.疏水键E.碱基堆砌作用2.rRNA具有下列哪些结构A.密码子C.反密码环E.小亚基3.核酸变性可观察到下列何现象A.黏度增加C.紫外吸收值增加E.磷酸二酯键断裂4.组成核小体的成分有A.DNAC.组蛋白E.酸性蛋白5.tRNA二级结构含有下列哪些成分A.密码子C.反密码环E.氨基酸结合臂6.下列物质哪些含AMP结构A.NAD+C.CoQ B.磷酸二酯键D.氢键B.反密码子D.大亚基B.黏度降低D.紫外吸收值降低B.RNAD.磷脂B.大亚基D.稀有碱基B.NADP+D.CoAE.FAD三、填空题1.组成核酸的基本单位是___ ，基本单位之间的化学键是___ 。

04 核酸化学

DNA的超螺旋结构
原核生物DNA的高级结构 DNA在真核生物细胞核内的组装Fra bibliotek赵丹丹
第4章核酸化学
37
1、DNA的二级结构
1953年，James.Watson和Francis.Crick 提出了DNA二级结构模型——双螺旋结构模型。主要有三方面的依据：一是已知核酸化学结构和核苷酸键长与键角的数据；二是Chargaff发现的DNA碱基组成规律，显示碱基间的配对关系；三是对DNA纤维进行X射线衍射分析获取的精确结果。
赵丹丹
第4章核酸化学
47
（2）DNA双螺旋结构的稳定因素
氢键（hydrogen bond），重要因素；碱基堆积力（base stacking action），主要因素。碱基堆积使双螺旋内部形成疏水核心，从而有利于碱基间形成氢键；离子键，磷酸基团在生理条件下解离，使DNA成为一种多阴离子，这有利于与带正电荷的组蛋白或介质中的阳离子之间形成静电作用，能减少双链间的静电排斥，有利于双螺旋的稳定。
赵丹丹
第4章核酸化学
49
Comparison of the A、B and Z forms of DNA The B form is the most stable structure for a random-sequence of DNA molecule under physiological conditions, and is therefore the standard point of reference in any study of the properties of DNA.
赵丹丹
胞嘧啶脱氧核苷
第4章核酸化学 16

04--第四章人类基因组结构概述

201103 青岛农业大学
（2）中度重复序列：占20-30%，拷贝数为104-105 ，包括组蛋白基因、免疫球蛋白基因及RNA基因，绝大多数中度重复序列为不编码序列，成为间隔区，如人类Alu序列家族由300bp的短序列构成，重复达30万 -50万拷贝，占基因组3-6%。（3）高度重复序列：又称为卫星DNA 通常是小于10bp的短小序列组成基本单元，重复达105以上，占基因组的10%，不能转录，组成异染色质。
201103 青岛农业大学
每个区中包含几十个rRNA基因单位，大量转录18S rRNA、 28S rRNA、 5.8S rRNA。假基因：是基因组中因突变而失活的基因，它和同一家族中的活跃基因在结构上和DNA 序列上有相似性，但是没有蛋白质产物。（在多基因家族中，有少数成员不产生有功能的蛋白质，这样的基因叫—。假基因与正常基因从序列上看是同源的，但是在进化过程中发生突变丧失了功能活性。）
201103 青岛农业大学
201103
青岛农业大学
如血红蛋白基因家族。（指进化过程中由某一个祖先基因经过多次重复和变异所产生的一大类群序列相似、功能相似的基因群。） a、有的集中在一条染色体上共同发挥作用，合成某些蛋白质，如组蛋白基因家族中的5种组蛋白基因集中在7号染色体的长臂上的。 b、有的多基因家族成员是分散存在于几条染色体上，如人的rRNA基因家族成员分别位于13、 14、15、21、22，5条染色体的短臂的核仁组织区中。
201103 青岛农业大学
（2）部位：结构基因的两侧、结构基因内部的内含子之中。
201103 青岛农业大学
（3）种类：很多，一小部分基因在表达，绝大部分基因保持沉默，基因组的基因是受高度有序而精确的四维时空表达程序严格调控，进一步依靠那些众多的调节基因、调控序列、调控因子组成的多层次的调控系统来协调实现的。（4）常见的调控基因、调控序列 ①同源异形盒基因 a、1995年，美国加洲理工学院诺贝尔奖得主 B.Lewis在果蝇中发现一组同源异形基因，来自于同一基因的转化，都含有一段同源的保守序列，这些基因的功能是各管果蝇幼虫体节发育的。

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（二）核苷酸的结构 1. 糖苷键与核苷
碱基与核糖或脱氧核糖通过糖苷键缩合形成核苷(nucleotide)、脱氧核苷(dioxynucleoside)。
核苷(nucleotide)或脱氧核苷(dioxynucleoside)
NH2
NN
【腺嘌呤】
N N9
H
NH2 NN
N N9
HOCH2 O OH
1’
1
5'
1'
或
9
核苷
核苷酸
总结：DNA、RNA分子组成比较
核酸类型戊糖 DNA 脱氧核糖
碱基组成 A、G、C、T
RNA
核糖
A、G、C、U
DNA组成的基本单位：dAMP dGMP dCMP dTMP RNA组成的基本单位： AMP GMP CMP UMP
二、核酸的分子组成
（二）核苷酸的结构
3. 酸酐键与高能化合物
2020/4/22
★ 两条反平行的多核苷酸链绕同一中心轴相缠绕，形成右手双股螺旋，一条5’→3’，另一条3’→5’
广东药学院李春梅
（2）两条链中，磷酸与脱氧核糖链位于螺旋外侧，碱基位于内侧。碱基平面与脱氧核糖平面垂直。螺旋表面形成大沟 (major groove)及小沟(minor groove) 。这些沟状结构与 DNA、Pr之间识别有关。
脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid, DNA 主要存在于细胞核、线粒体和叶绿体。 DNA储存了生命活动的全部遗传信息，是物种
保持世代繁衍和进化的物质基础。
主要内容
一、核酸的分类、分布与功能二、核酸的分子组成三、核酸的分子结构四、核酸的理化性质五、核酸的提取与定量(自学)
核苷酸的命名
dAMP deoxyadenosine monophosphate 脱氧一磷酸腺苷或脱氧腺苷一磷酸简称：脱氧腺苷酸
dADP deoxyadenosine diphosphate 脱氧二磷酸腺苷或脱氧腺苷二磷酸
dATP deoxyadenosine triphosphate 脱氧三磷酸腺苷或脱氧腺苷三磷酸
核酸的水解
碱基嘌呤嘧啶
二、核酸的分子组成
（一）核苷酸的组成
1. 戊糖（pentose ）
HO 5CH2 O OH
HO CH2
OH
O
4
1
32
OH OH
核糖(ribose) 【构成RNA】
OH
脱氧核糖(deoxyribose) 【构成DNA 】
二、核酸的分子组成
（一）核苷酸的组成 2. 碱基（base）
核酸的书写方法
A T CGA TCG
5’
3’
P
OH
核苷酸简式
N 1’
R 2’
P
3’
5’
5’ pApTpCpGpApTpCpG-OH 3’ 5’ pATCGATCG-OH 3’ ATCGATCG
（二）DNA的二级结构 1. DNA双螺旋结构的研究背景
20世纪20年代，大多数科学家认为蛋白质是遗传
物质，而不是DNA 1944年Avery等利用从致病肺
α螺旋结构理论首次用分子形成螺旋这种方式解释生物大分子的空间结构
生物化学
护理学专业本科教材
Linus Pauling
DNA双螺旋结构的研究背景
Franklin获得高质量的DNA X射线衍射图谱Biblioteka 生物化学护理学专业本科教材
DNA双螺旋结构的研究背景
Wilkins通过 X射线衍射获得了精确的DNA分析数据
三、核酸的分子结构
一级结构（primary structure）
二级结构(secondary structure)
空
三级结构(tertiary structure)：超螺旋
间构
结构、染色体结构
象
三、核酸的分子结构（一）核酸的一级结构
OH N1
HO P O CH2 O O
OH 5'
N1
HO P O CH2 O
习惯上把核苷酸的通式书写为： NMP、NDP、NTP或者dNMP、dNDP、dNTP （N代表任意一个碱基的符号）
二、核酸的分子组成
（二）核苷酸的结构 4. 磷酸二酯键与环核苷酸
环腺苷酸（cAMP）和环鸟苷酸（cGMP）
N
5’
O CH2O N
NH2 N
N
cAMP
OP
3’
O OH
OH
细胞间信号传导示意图
一磷酸（脱氧）核苷可以通过酸酐键结
合第二个、第三个磷酸基，形成二磷酸（脱
氧）核苷（NDP/dNDP）和三磷酸（脱氧）核
苷（NTP/dNTP）。
NNHHN22H2
O OO OOO
NN N
NN N
HO PHOO PPH OOO PPP OOO CCHCH2H2OO2O NNN NN N OH OOHH OOHOHH
γβ α
OH OH
N
β、γ-磷酸基是高能基团
ATP
核苷酸的命名
AMP adenosine monophosphate 一磷酸腺苷或腺苷一磷酸简称：腺苷酸
ADP adenosine diphosphate 二磷酸腺苷或腺苷二磷酸
ATP adenosine triphosphate 三磷酸腺苷或腺苷三磷酸
稀有碱基：有些核酸中某些碱基的氢可被其他化学基团如甲基、羟甲基、-F、-S、乙酰基等取代，形成修饰碱基，通常含量很少，故称为～。目前已发现几十种稀有碱基。如7－甲基鸟嘌呤（m7G)、 5－甲基胞嘧啶（m5C)、 m7A、F5U、 N－m6U等。
2020/4/22
广东药学院李春梅
二、核酸的分子组成
细胞膜外的激素信号为第一信使，通过跨膜蛋白的连锁反应，生成第二信使 cAMP。
生成的cAMP最终引发激素（第一信使）的生物学作用。
• 含核苷酸的生物活性物质：
NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD 等都含有 AMP
NAD+
NADP+
主要内容
一、核酸的分类、分布与功能二、核酸的分子组成三、核酸的分子结构四、核酸的理化性质五、核酸的提取与定量(自学)
炎球菌中提取的DNA使另一
种非致病性肺炎球菌的遗传
性状改变而成为致病菌，证
实了遗传物质是DNA而不是
蛋白质
Avery
生物化学
护理学专业本科教材
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DNA双螺旋结构的研究背景
1951年， Pauling利用X线晶体衍射技术研究α角蛋白的空间结构，发现了蛋白质的α螺旋结构
3',5'-磷酸二酯键
3',5'-磷酸二酯键
C A G
3´-末端
（一）核酸分子的一级结构
核酸的一级结构是核酸分子的核苷酸序列，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（base）数目或碱基对（base pair，bp）来表示。小的核酸片段（<50bp）常被称为寡核苷酸。大的核酸片段（>50bp）则被称为多核苷酸。
二、核酸的分子组成
核酸的元素组成
碳、氢、氧、氮、磷
核酸含磷量比较稳定，RNA含磷约9.0%，而DNA和核苷酸含磷约9.2%，故可以利用定磷来测定核酸含量。
二、核酸的分子组成
（一）核苷酸的组成核酸(DNA和RNA)
核苷酸【核酸的基本单位】
磷酸
核苷或脱氧核苷
戊糖
核糖脱氧核糖【RNA】【DNA】
Watson
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Crick
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DNA双螺旋结构示意图
A
T
G
C
DNA 俯视图
（二）DNA二级结构——双螺旋结构
2. 结构要点：（1）DNA分子由两条相互平
行但走向相反的脱氧多核苷酸链围绕同一中心轴构成的双螺旋结构，一条链的走向是5’→3’，另一条链是3’→5’。两条多核苷酸链都是右手螺旋。
3‘, 5’-磷酸二酯键连接而成富含磷元素的酸性生物大分子，为生命的最基本物质之一，其主要功能是携带和传递遗传信息。
核酸结构示意图
C
3',5'-磷酸二酯键 3',5'-磷酸二酯键
A G
一、核酸的分类、分布与功能
（二）核酸的分类与功能
核糖核酸（ribonucleic acid, RNA）主要分布于细胞质，亦存在于细胞核、线粒体、
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DNA双螺旋结构的研究背景
1952年， Chargaff等科学家采用层析和紫外吸收光谱分析等技术发现了DNA碱基的组成规律（Chargaff定律）
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Chargaff
DNA双螺旋结构的研究背景
综合了前人的研究成果， Watson和 Crick提出了 DNA分子的双螺旋结构模型，并于1953年4月在英国《Nature》杂志上发表
嘧啶(pyrimidine，Py)
O
嘧啶碱基
NH2
5 4 3N 61 2
NH
N
NH
NH O
尿嘧啶(uracil, U)
O H3C
NH
NH
O
胞嘧啶(cytosine, C)
NH O
胸腺嘧啶(thymine, T)
重要的碱基：如次黄嘌呤（Hypoxanthine，H)、黄嘌呤（Xanthine，X）。