生物化学：04章核苷酸和核酸3

核酸生物化学《核酸生物化学》嘿，同学们！今天咱们来聊聊核酸生物化学里的那些化学式相关的有趣知识。

一、核酸的基本组成单元：核苷酸咱们先来说说核苷酸，它就像一个小小的积木块，是构建核酸这个大城堡的基础材料。

核苷酸由三部分组成：磷酸、戊糖和含氮碱基。

这就好比一个小玩具，磷酸是它的一个小零件，戊糖是另一个零件，含氮碱基则是第三个零件，这三个零件组合在一起才构成了核苷酸这个完整的小玩具。

从化学式的角度看，磷酸基团有自己的化学结构，里面有磷原子（P）、氧原子（O）和氢原子（H），它们之间通过化学键连接在一起。

这里的化学键啊，就像小钩子一样。

比如说离子键，就像是带正电和带负电的原子像超强磁铁般吸在一起。

就好比你有两块磁铁，一块是正极，一块是负极，它们“啪”地一下就吸住了，这就是离子键的感觉。

而共价键呢，是原子共用小钩子连接，就像两个人共同拉着一个小绳子，这个小绳子就是它们共用的小钩子，这样原子就紧密地结合在一起了。

二、核酸分子的构建：聚合反应与化学平衡许多核苷酸要连接起来才能形成核酸，这个连接的过程就像是把一个个小积木块搭成一个长长的积木桥。

核苷酸之间的连接反应其实是一个化学平衡的过程，这就像拔河比赛一样。

反应物（单个的核苷酸）和生成物（连接起来的核酸链）就像两队人。

在反应开始的时候，可能有很多单个的核苷酸（反应物这边人多力量大），它们不断地连接起来形成核酸链（生成物这边的人慢慢变多）。

当达到正逆反应速率相等的时候，就像是拔河的两队人力量达到了平衡，这时候核酸链的长度和核苷酸的浓度都不再变化了，这就是化学平衡的状态。

三、核酸分子的极性：分子的极性类比核酸分子有一定的极性，这又是什么意思呢？咱们可以类比小磁针。

就像水分子是极性分子一样，水的氧一端像磁针南极带负电，氢一端像北极带正电。

核酸分子里的各个组成部分也有类似的电荷分布情况。

不过呢，有些分子是没有极性的，就像二氧化碳是直线对称的非极性分子。

想象一下，二氧化碳分子就像一个两边完全对称的哑铃，中间的碳原子和两边的氧原子排列得非常对称，所以它整体没有极性，就像一个完全平衡的东西，没有哪一端特别“带劲”（带电性）。

核酸核酸通论DNA双螺旋结构模型的主要依据是：１.已知核酸的化学结构知识；２.发现了DNA碱基组成规律3.得到了DNAX射线的衍射结果中心法则：遗传信息从DNA传到RNA，再传到蛋白质，一旦传到蛋白质就不再转移蛋白质组是细胞内基因表达的所有蛋白质核酸的种类和分布核酸分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸(RNA）两大类。

所有的生物细胞都含有这两类核酸。

生物体的遗传信息以密码形式编码在核酸分子上，表现为特定的核苷酸序列DNA是主要的遗传物质，通过复制将遗传信息由亲代传给子代。

RNA与遗传信息在子代的表达有关DNA通常为双链结构，含有Ｄ－２－脱氧核糖，以胸腺嘧啶取代RNA中的尿嘧啶，使DNA 分子稳定并便于复制。

RNA为单链结构，含有D-核糖和尿嘧啶（另外三种碱基二者相同），与其遗传信息表达和信息加工的机制有关，DNA原核DNA集中在核区。

真核细胞DNA分布在核内，组成染色体（染色质）。

线粒体、叶绿体等细胞器也含有DNA．病毒只含DNA或RNA，从未发现两者兼有的病毒。

原核生物染色体DNA、质粒DNA、真核生物细胞器DNA都是环状双链DNA所谓质粒是指染色体外基因，它们能够自主复制，并给出附加的性状。

真核生物染色体是线型双链DNA，末端具有高度重复序列形成的端粒结构病毒必须依赖宿主细胞才能生存，因此只能看作一些游离的基因，而且种类很多哦。

RNA参与合成蛋白质的RNA有三类：转移RNA（ｔRNA），核糖体RNA（rRNA），信使RNA（ｍRNA），无论是原核生物还是真核生物都与这三类。

原核生物与真核生物tRNA的大小和结构基本相同，ｒRNA和mRNA却有明显的差异原核生物的ｍRNA结构简单，由功能相近的基因组成操纵子作为一个转录单位，产生多顺反子mＲＮＡ真核生物ｍRNA结构复杂，有５＇端帽子，３’ｐｏｌｙ（Ａ）尾巴，以及非翻译区调控序列，但功能相关的基因不形成操纵子，不产生多顺反子ｍRNA，真核生物细胞器有自身的tRNA，ｒRNA，mＲＮＡ核酸的生物功能DNA和RNA都是细胞重要的组成物质，前者可引起遗传性状的转化，后者可能参与蛋白质的生物合成DNA分布在细胞核内，是染色体的主要成分，而染色体已知是基因的载体。

生物化学第四章核酸化学核酸是生物体内的重要生物大分子；核酸不仅与正常的生命活动如生长繁殖等有着密切关系，而且与生命的异常活动如人体肿瘤发生、辐射损伤等也息息相关。

核酸的研究是分子生物学的重要领域。

一、核酸的概述二、核酸的化学组成目录三、核酸的分子结构四、核酸及核苷酸的性质五、核酸的分离提取和纯化一、核酸的发展史二、核酸的分类和分布三、核酸的生物学功能概述I一、核酸的发展史●1869 年，瑞士生物学家Miescher首先从外科手术绷带上脓细胞的细胞核中分离出白色微酸性的含磷有机物质-称为核质（nuclein)。

Miescher ●1889年，Altmann 制备了不含蛋白的核酸制品，提出核酸(nucleic acid)；了肺炎双球菌的转化现象肺炎双球菌肺炎双球菌(Diplococcus pneumoniae)是一种病原菌，存在着光滑型(Smooth简称S型）和粗糙型（Rough简称R型）两种不同类型。

肺炎双球菌的种类S型肺炎双球菌R型肺炎双球菌菌落（肉眼观察）菌落光滑菌落粗糙菌体（显微镜观察）有多糖类荚膜无多糖类荚膜毒性（动物实验）有毒无毒致病情况使人患肺炎，使老鼠患败血症死亡不使人和老鼠患病实验证实：SⅢ型死菌体内有转化因子能引起RⅡ型活菌转化产生SⅢ型活菌，这种转化因子是遗传物质。

1944年，美国的O.Avery、C. Macleod及M.Mccarty等人在Griffith工作的基础上，利用体外转化实验对肺炎双球菌的转化本质进行了深入的研究。

实验：从SⅢ型活菌体内提取DNA、蛋白质和荚膜多糖，将它们分别和RⅡ型活菌混合均匀后，注射入小白鼠体内。

结果：只有注射SⅢ型菌DNA和RⅡ型活菌的混合液的小白鼠才死亡O.Avery实验证实：DNA是遗传物质光滑型细胞（有毒）粗糙型细胞（无毒）破碎细胞DNAase降解后的DNA 粗糙型细胞接受光滑型DNA只有粗糙型SS R RR DNA +1952年，Hershey和Chase的T2噬菌体的感染实验。

3 核酸1．①电泳分离四种核苷酸时，通常将缓冲液调到什么pH？此时它们是向哪极移动？移动的快慢顺序如何? ②将四种核苷酸吸附于阴离子交换柱上时，应将溶液调到什么pH？③如果用逐渐降低pH的洗脱液对阴离子交换树脂上的四种核苷酸进行洗脱分离，其洗脱顺序如何？为什么？解答：①电泳分离4种核苷酸时应取pH3.5 的缓冲液，在该pH时，这4种单核苷酸之间所带负电荷差异较大，它们都向正极移动，但移动的速度不同，依次为：UMP>GMP>AMP>CMP；②应取pH8.0，这样可使核苷酸带较多负电荷，利于吸附于阴离子交换树脂柱。

虽然pH 11.4时核苷酸带有更多的负电荷，但pH过高对分离不利。

③当不考虑树脂的非极性吸附时，根据核苷酸负电荷的多少来决定洗脱速度，则洗脱顺序为CMP>AMP> GMP > UMP，但实际上核苷酸和聚苯乙烯阴离子交换树脂之间存在着非极性吸附，嘌呤碱基的非极性吸附是嘧啶碱基的3倍。

静电吸附与非极性吸附共同作用的结果使洗脱顺序为：CMP> AMP > UMP >GMP。

2．为什么DNA不易被碱水解，而RNA容易被碱水解?解答：因为RNA的核糖上有2'-OH基，在碱作用下形成2',3'-环磷酸酯，继续水解产生2'-核苷酸和3'-核苷酸。

DNA的脱氧核糖上无2'-OH基，不能形成碱水解的中间产物，故对碱有一定抗性。

3．一个双螺旋DNA分子中有一条链的成分[A] = 0.30，[G] = 0.24，①请推测这一条链上的[T]和[C]的情况。

②互补链的[A]，[G]，[T]和[C]的情况。

解答：①[T] + [C] = 1–0.30–0.24 = 0.46；②[T] = 0.30，[C] = 0.24，[A] + [G] = 0.46。

4．对双链DNA而言，①若一条链中(A + G)/(T + C)= 0.7，则互补链中和整个DNA分子中(A+G)/(T+C)分别等于多少？②若一条链中(A + T)/(G + C)= 0.7，则互补链中和整个DNA分子中(A + T)/(G + C)分别等于多少？解答：①设DNA的两条链分别为α和β则：Aα= Tβ，Tα= Aβ，Gα= Cβ，Cα= Gβ，因为：(Aα+ Gα)/（Tα+ Cα）= (Tβ+ Cβ)/（Aβ+ Gβ）= 0.7，所以互补链中（Aβ+ Gβ）/（Tβ+ Cβ）= 1/0.7 =1.43；在整个DNA分子中，因为A = T，G = C，所以，A + G = T + C，（A + G）/（T + C）= 1；②假设同（1），则Aα+ Tα= Tβ+ Aβ，Gα+ Cα= Cβ+ Gβ，所以，（Aα+ Tα）/（Gα+ Cα）=（Aβ+ Tβ）/（Gβ+ Cβ）= 0.7 ；在整个DNA分子中，（Aα+ Tα+ Aβ+ Tβ）/（Gα+Cα+ Gβ+Cβ）= 2（Aα+ Tα）/2（Gα+Cα）= 0.75．T7噬菌体DNA(双链B-DNA)的相对分子质量为2.5×107，计算DNA链的长度(设核苷酸对的平均相对分子质量为640)。

生物化学核苷酸生物化学是研究生物体内的化学组成和化学过程的一门学科。

而核苷酸则是生物体内一类重要的化合物，它们在生物体内扮演着重要的角色。

本文将从定义、结构、功能等方面对生物化学核苷酸进行探讨。

一、定义核苷酸是由核糖（或去氧核糖）和一种或多种磷酸基团以酯键方式连接而成的化合物。

它构成了核酸（DNA和RNA）的基本组成单位，是生物体内传递遗传信息和能量的重要分子。

二、结构生物化学核苷酸的通用结构包括三个组成部分：一个五碳糖（核糖或去氧核糖），一个氮碱基和一个或多个磷酸基团。

核糖或去氧核糖以1'位连接氮碱基和以5'位连接磷酸基团。

氮碱基分为嘌呤和嘧啶两类，嘌呤包括腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），嘧啶包括胸腺嘧啶（T）、尿嘧啶（U）和胞嘧啶（C）。

磷酸基团是核苷酸分子中的能量贮存部分。

三、功能1. 遗传信息传递DNA是生物体内存储遗传信息的分子，它是由四种核苷酸（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶）构成的长链。

核苷酸之间的序列编码了生物体合成各种蛋白质的信息，并决定了生物个体的遗传特征。

2. 能量转化三磷酸腺苷（ATP）是细胞内一种重要的能量供应分子。

当细胞需要能量时，ATP通过酶催化下的水解反应释放出磷酸根离子，转化为二磷酸腺苷（ADP），同时释放出能量供细胞使用。

3. 信号传导细胞内的信号传导过程中，环磷酸腺苷（cAMP）等嘌呤核苷酸扮演着重要的角色。

它们通过与细胞内的相应受体结合，触发一系列的生物反应，调节细胞内的代谢过程。

四、相关研究生物化学核苷酸的研究在生物科学领域具有广泛的应用和重要的意义。

例如，通过对核酸序列的研究，我们可以揭示生物种类的进化关系，探索生物体内的遗传变异。

此外，也可以利用核苷酸序列信息来进行疾病诊断和基因工程研究。

结语生物化学核苷酸作为生物体内的重要分子，不仅在遗传信息传递中起关键作用，还参与细胞内的能量转化和信号传导过程。

对核苷酸的研究有助于深入了解生命的奥秘，推动生物科学的发展。

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____、dCDP____。

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，其纵向结构的维系力是____。

有机化学基础知识点整理核苷酸和核酸核苷酸是构成核酸分子的基本单位之一，是生命体内传递遗传信息的重要分子。

在有机化学中，核苷酸及其衍生物的研究是一个重要的领域。

下面将整理核苷酸和核酸的基础知识，包括组成结构、功能和重要性等方面。

一、核苷酸的组成结构核苷酸是由一核苷和一个或多个磷酸基团组成的化合物。

核苷是由一个嘌呤或嘧啶碱基和一个核糖分子通过N-糖苷键连接而成。

磷酸基团通过酯键与核糖分子的5'-位点结合，形成核苷酸的三磷酸酯。

核苷酸的磷酸基团数量不同，决定了核苷酸的命名和功能。

二、核苷酸的功能和重要性1. DNA和RNA的构建：核苷酸是构成DNA和RNA的基本组成单元。

DNA是遗传信息的主要携带者，而RNA则参与遗传信息的转录和翻译过程。

核苷酸的特定顺序决定了DNA和RNA的功能和结构，对维持正常的生物活动具有重要作用。

2. 能量转化：一些核苷酸可以通过底物水解释放出大量的能量，如三磷酸腺苷（ATP）。

ATP在细胞内被广泛用作能量转化的物质，参与细胞代谢的各个环节。

3. 细胞信号传导：一些核苷酸和其衍生物在细胞信号传导中起着重要作用。

例如，环磷酸腺苷（cAMP）是一种广泛存在于细胞内的第一信使，参与调控细胞内的酶活性和基因表达。

4. 免疫反应：核苷酸参与免疫反应的调控过程。

例如，在免疫细胞的活化过程中，细胞内的核苷酸水平会发生变化，从而影响免疫细胞的功能和效应。

5. 药物研发：核苷酸及其衍生物在药物研发中起着重要作用。

许多化学药物和抗病毒药物都是基于核苷酸的结构设计而成的。

三、核酸的分类和功能核酸是由核苷酸连接而成的长链分子。

根据糖的种类和碱基的类型，核酸可分为DNA和RNA两类。

1. DNA（脱氧核糖核酸）：DNA是生物体遗传信息的主要携带者，在细胞内起着传递和复制遗传信息的重要作用。

DNA的结构是由两条互补的螺旋链通过碱基间的氢键相互连接而成的。

2. RNA（核糖核酸）：RNA参与遗传信息的转录和翻译过程。