核酸化学与检测

核酸的定性分析【目的】1 ．掌握测定核酸的组成从而定性分析 DNA 或 RNA 的方法。

2 ．熟悉测定核酸的组成从而定性分析 DNA 或 RNA 的原理。

【原理】RNA 和 DNA 均可被硫酸水解生成含氮碱（嘌呤碱与嘧啶碱）、戊糖（ RNA 中的核糖与 DNA 中的脱氧核糖）和磷酸。

水解产物可用下列方法鉴定。

1 ．嘌呤碱的鉴定原理嘌呤碱在弱碱性环境中能与硝酸银作用形成嘌呤银化合物。

初为乳白色，稍放久为浅灰褐色絮状物。

2 ．核糖的鉴定原理核糖经浓盐酸或浓硫酸作用，脱水生成糠醛，后者能与 3 ， 5- 二羟甲苯缩合形成鲜绿色化合物。

该反应需三氯化铁作为催化剂。

3 ．脱氧核糖的鉴定原理脱氧核糖在浓酸中脱水生成ω- 羟基γ- 酮基戊醛，后者与二苯胺作用生成蓝色化合物。

4 ．磷酸的鉴定原理定磷试剂中的钼酸铵在酸性环境中以钼酸形式与样品中的磷酸反应生成磷钼酸。

后者在还原剂氨基萘酚磺酸作用下形成蓝色的钼蓝。

【器材】1 ．试管与滴管2 ． PH 试纸3 ．沸水浴4 ．带有长玻璃管的胶塞【试剂】1 ． 5% 硫酸2 ． 5% 硝酸银溶液3 ．浓氨水4 ． 3,5- 二羟甲苯试剂取FeCl 3 ·6H 2 O 1.0g 溶于 6ml 水中，加浓盐酸 100ml ，混匀，此为 A 液。

另配制 6%3,5- 二羟甲苯乙醇溶液为 B 液。

临用时用 A 液 100ml 加 B 液3.5ml 混合即可。

5 ．二苯胺试剂取二苯胺 1.0g 溶于 100ml 冰乙酸中，加浓硫酸 2.75ml 。

此二苯胺试剂遇光易变绿色，故临用前配制，贮于棕色瓶中，置冰箱保存。

6 ．钼酸试剂取钼酸铵 2.5g 溶于 20ml 水中，加浓硫酸（A·R ） 8.5ml, 冷却后再加水至100ml ，放冷处可保存 4 周左右。

7 ．氨基萘酚磺酸溶液取 15% 亚硫酸氢钠溶液 195ml 与 20% 亚硫酸钠溶液 5ml 混合，加氨基萘酚磺酸 0.5g ，在热水浴中搅拌使固体溶解（如不全溶，可滴加 20% 亚硫酸钠数滴，至多不超过 1ml 即可）。

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。

4.3 核酸（同步检测）一、选择题1.新型冠状病毒由蛋白质和核酸组成,核酸由核苷酸组成。

核苷酸的单体由五碳糖、磷酸基和含氮碱基构成。

下列说法错误的是()A.蛋白质和核酸均是高分子化合物B.NaClO溶液用作消毒剂,是因为NaClO能使病毒蛋白变性C.蛋白质中含C、H、O、N等元素D.五碳糖(C5H10O5)与葡萄糖互为同系物2.在双链DNA分子结构中,下列碱基配对正确的是()A.A—TB.A—GC.T—GD.T—C3.核酸检测为确认病毒感染提供了关键的支持性证据。

某核糖核酸(RNA)的结构片段示意图如下,它在酶的催化作用下能完全水解生成戊糖、碱基和某酸。

下列说法不正确的是()A.核酸也可能通过人工合成的方法得到B.酶是有机化合物,催化活性与温度有关C.该核酸水解生成的碱基中含有氮元素D.该核酸完全水解生成的酸是H3PO34.如图表示某种大分子物质的基本单位,关于它的叙述正确的是()A.该基本单位是核糖核酸,人体内共有4种B.该基本单位只含有C、H、O、P四种元素C.在某种细胞的遗传物质中都找不到这种物质D.该基本单位形成的大分子物质彻底水解产物共6种5.对某个DNA分子进行化学分析,发现鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的54%,又知该DNA 的一条链(A链)所含的碱基中28%是腺嘌呤,则与A链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的()A.26%B.24%C.18%D.11%6.因为核酸是生命的基础物质,是病毒的“身份证”,所以新冠肺炎患者的确诊需要病毒的核酸检验。

以下关于核酸的论述正确的是()A.核酸是核蛋白的非蛋白部分,也是由氨基酸残基组成的B.核酸水解产物中含有磷酸、葡萄糖和碱基C.核酸、核苷酸都是高分子化合物D.核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类,对蛋白质的合成和生物遗传起重要作用7.如图是核酸的基本组成单位核苷酸的结构示意图,下列说法正确的是()A.比较组成DNA与RNA的④,只有②存在不同B.若③是T,则④叫胸腺嘧啶脱氧核酸C.若③是尿嘧啶,则②是脱氧核糖D.若②是脱氧核糖,则④构成的核酸是遗传物质的主要载体8.下列有关核酸的叙述中,正确的是()A.除病毒外,一切生物体内都有核酸存在B.核酸是由C、H、O、N、P等元素组成的小分子有机物C.核酸是生物的遗传物质D.组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸9.下列分子通过一步反应可得到磷酸的是()A.DNAB.核酸C.核苷酸D.核苷10.1分子磷酸、1分子含N碱基及1分子化合物W构成了复杂化合物M，对W、M的准确叙述是()11.下列有关说法中正确的是()A.RNA决定了生物体的一系列性状B.除病毒外，一切生物都有核酸存在C.核酸是一切生物的遗传物质D.组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸12.下面有关说法中正确的是()A.子女的DNA一半与父亲的相同、一半与母亲的相同B.蛋白质彻底水解的产物为氨基酸，核酸彻底水解的产物为核苷酸C.蛋白质的合成需要核酸，核酸的合成不需要蛋白质D.核酸结构复杂，无法用人工方法合成13.下列有关核酸的说法正确的是()A.所有病毒的遗传物质是DNAB.核酸是由C、H、O、P、N等元素组成的小分子有机化合物C.核酸是生物的遗传物质D.组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸二、非选择题14.回答下列问题：(1)核酸是______________(填字母代号)的总称，其的单体是___________________，该单体水解可得到_____________________________。

核酸的生化基础与检测原理一核酸的生化基础与特性二PCR 技术三实时荧光PCR技术四其它核酸检测技术一核酸的生化基础与特性核酸可分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA） 是由碱基（嘌呤和嘧啶）、戊糖和磷酸组成的高分子物质，是生物体的基本组成，其基本结构单位是核苷酸。

核酸戊糖 碱基磷酸 核苷核苷酸核酸核苷酸核酸是通过一个核苷酸的C3 ′-OH 与另一分子核苷酸的5 ′-磷酸基形成3 ′,5 ′-磷酸二酯键相连而成的链状聚合物。

5’3’5’3’核酸的一级结构∙由dAMP、dGMP、dCMP、dTMP四种脱氧核苷酸通过3´, 5´ -磷酸二酯键按一定顺序排列而成的高分子化合物。

∙一级结构的走向为5´→3´。

不同的DNA分子具有不同的核苷酸排列顺序，因此携带有不同的遗传信息。

碱基配对• DNA 复制•DNA 聚合酶催化• 双螺旋结构与核酸检测相关的理化特性1.紫外吸收•在核酸分子中嘌呤碱和嘧啶碱都含有共轭双键体系，在260 nm有吸收。

•核酸定性、定量、纯度测定的依据。

•根据A260/A280的比值判断核酸样品的纯度纯DNA：A260/A280=1.8纯RNA：A260/A280=2.0纯的核酸样品可根据260nm的光吸收值算出其含量260nm光吸收值为1相当于50μg/ml双螺旋DNA或相当于40μg/ml单链DNA或RNA或相当于20μg/ml寡核苷酸2. 核酸的水解•核酸含酸性的磷酸基团，又含弱碱性的碱基，为两性电解质，可发生两性解离。

大于4时，呈阴离子状态。

•核酸分子中的磷酸二酯键可在酸或碱性条件下水解切断。

•DNA和RNA对酸或碱的耐受程度有很大差别。

室温条件下，DNA在碱中变性，但不水解，RNA水解。

•在细胞内核酸分子受DNA酶作用。

•避免RNases的污染是在物理或化学因素作用下核酸双螺旋区的多聚核苷酸链间的氢键断裂，变成单链结构的过程。

3.DNA的变性能引起核酸变性的因素有：l 温度升高l 酸碱度改变、 pH（>11.3或<4.0）l 有机溶剂如甲醛和尿素、甲酰胺等l 低离子强度。

新冠核酸检测原理和方法
新冠病毒核酸检测是目前常用的诊断方法之一，通过检测人体样本中的病毒核酸来确认感染情况。

这种检测方法的原理基于核酸的特异性反应。

核酸检测的基本步骤是：收集样本、提取病毒核酸、核酸逆转录（如果是RNA病毒）、扩增特定基因片段、检测扩增产物。

首先，医务人员会采集患者咽拭子、鼻拭子、唾液、血液等样本，并将其置于含有保护剂的管子中，以防止病毒核酸的降解。

其次，对样本进行核酸提取，目的是分离病毒核酸以便后续检测。

核酸提取的方法主要有有机物法和离心柱法两种。

有机物法通过酚/氯仿提取样本中的核酸，离心柱法则利用特制柱子
中的膜，通过离心操作将核酸捕获至膜上。

对于RNA病毒（如新冠病毒），还需要进行核酸逆转录。

逆
转录酶可以将RNA模板逆向转录为相应的DNA，这样可以将RNA转化为DNA，便于后续操作。

接下来，利用聚合酶链反应（PCR）技术扩增病毒核酸中的特定基因片段。

PCR是一种体外扩增技术，其基本原理是利用DNA聚合酶在特定反应条件下，通过多次循环反复复制靶序列。

这种扩增使得原本只含有少量病毒核酸的样本中的目标序列扩增至可以被检测的程度。

最后，对PCR扩增产物进行检测。

目前常用的检测方法有荧
光定量PCR（qPCR）、实时荧光定量PCR（RT-qPCR）和基因测序等。

这些方法都能够通过检测病毒核酸的特定序列来确认感染情况。

总结起来，新冠病毒核酸检测通过核酸提取、逆转录、PCR 扩增和检测等步骤来确认感染情况。

这种方法具有高灵敏度和特异性，因此被广泛应用于疫情防控和个体诊断。

核酸检测原理通俗易懂核酸检测是一种常见的生物学检测方法，它可以用来检测病毒、细菌、真菌等微生物的存在，也可以用来检测人类或其他生物体内的基因信息。

在当前的疫情防控中，核酸检测被广泛应用于新冠病毒的检测。

那么，核酸检测是如何进行的呢？下面我们就来简单了解一下核酸检测的原理。

首先，核酸是由DNA和RNA组成的生物分子，它们是生物体内遗传信息的载体。

在进行核酸检测时，首先需要从样本中提取出核酸。

这个过程类似于我们在烹饪中用压榨机榨取果汁，只不过这里榨取的是生物体内的核酸分子。

提取出的核酸会被置于试剂中，进行一系列的化学处理，使得核酸被放大成为可以被检测的数量。

接下来，我们需要使用一种叫做聚合酶链式反应（PCR）的技术来进行核酸检测。

PCR技术可以将少量的核酸样本迅速扩增成为大量的DNA或RNA分子。

简单来说，就是通过不断地复制核酸分子，使得原本数量稀少的核酸样本增加到可以被检测的水平。

这样一来，即使样本中的病毒或基因信息很少，也能够被检测出来。

在PCR技术中，需要使用一种叫做引物的分子来辅助核酸的扩增。

引物是一小段与待检测核酸序列互补的DNA或RNA分子，它们会与核酸样本中的目标序列结合，然后通过PCR技术进行扩增。

通过这种方式，我们可以选择性地扩增出我们感兴趣的核酸序列，而不会扩增出其他无关的核酸。

最后，经过PCR扩增的核酸样本会被送入检测仪器中进行检测。

检测仪器会根据核酸样本中的碱基序列信息，通过化学或光学的方式进行检测。

如果样本中含有我们感兴趣的核酸序列，检测仪器就会发出信号。

通过这种方式，我们就可以得知样本中是否含有我们需要检测的病毒、基因信息等。

总的来说，核酸检测的原理就是通过提取、扩增和检测样本中的核酸信息，来判断样本中是否含有我们感兴趣的生物信息。

这种方法具有高灵敏度和高特异性，可以帮助我们快速、准确地进行病毒检测、基因检测等。

希望通过本文的介绍，您对核酸检测的原理有了更加清晰的认识。

化学生物学在核酸化学和分析中的应用随着现代化学技术的不断发展，越来越多的化学分子被应用到生物学领域，从而催生了一个新的交叉学科：化学生物学。

作为化学与生物学的交叉学科，化学生物学涉及到生物分子在化学层面的研究以及特定化学分子在生物系统中的应用。

本文将介绍化学生物学在核酸化学和分析中的应用。

核酸是生命的基础，一般包括 DNA 和 RNA 两种类型。

其中，DNA 包含了细胞的遗传信息， RNA 则负责将这些信息转换为蛋白质。

对核酸的化学分析，旨在研究其在生物过程中的作用和机制。

在这一领域中，化学生物学的应用越来越广泛，从建立定量检测方法到合成模拟核酸分子，无不体现了化学生物学在该领域中的价值。

在核酸化学中，化学生物学的一个重要应用就是用于合成定制的核酸序列。

这种合成方法被广泛应用于基因工程等领域。

首先，化学生物学家借助化学合成方法，将需要的 DNA 或 RNA 片段组合起来，然后通过化学或酶法反应，将这些组合物连接起来。

这种方法可用于大规模合成 DNA 或 RNA 片段，用于生物学研究或创新应用中。

化学生物学在核酸分析中还具有重要的应用。

例如，在分析RNA 数据时，常采用转录组测序技术。

该技术基于 RNA 序列的映射，可确定 RNA 的存在量及其类型。

这中检测技术通常使用反转录聚合酶链式反应（RT-PCR ）来扩增 RNA 浓度。

这种方法需要应用 RNA 逆转录酶将 RNA 转录成 cDNA，并使用 PCR 扩增这些片段，以进行检测。

这种扩增技术提高了 RNA 的检测限和生物学研究的速度。

化学生物学还在核酸结构研究中发挥着重要的作用。

核酸的结构分析关键是通过衍射或质谱分析方法来确定三维结构。

但是，这些方法在确定大分子结构时并不适用。

为了克服这个问题，化学生物学家开发了许多化学方法来帮助确定大分子的结构。

其中，核磁共振的应用是在核酸化学中最常见的。

核磁共振通过检测核酸分子中的各种离子体（如呈螺旋状结构的磷酸核苷酸），来获取结构信息。

生物化学第5章复习题(核酸化学)第四章核酸化学课外练习题一、名词解释1、核苷酸：是构成核酸分子的基本结构单位2、核酸的一级结构：是指单核苷酸之间通过磷酸二酯键相连接以及单核苷酸的数目及排列顺序3、增色效应：是指当双链DNA变性“熔化”为单链DNA时，在260nm的紫外吸收值增加的现象4、DNA变性：DNA受到一些理化因素的影响，分子中的氢键、碱基堆积力等被破坏，双螺旋结构解体，分子由双链变为单链的过程5、Tm值：加热变性使DNA双螺旋结构失去一半时的温度称为融点，用Tm表示二、符号辨识1、DNA脱氧核糖核酸2、RNA核糖核酸；3、mRNA信使核糖核酸；4、tRNA转运核糖核酸；5、rRNA核糖体核糖核酸；6、A腺嘌呤；7、G鸟嘌呤；8、C胞嘧啶；9、T胸腺嘧啶；10、U尿嘧啶；11、AMP腺嘌呤核苷一磷酸（一磷酸腺苷）；12、dADP脱氧二磷酸腺苷；13、ATP腺嘌呤核苷三磷酸（三磷酸腺苷）；14、NAD尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（辅酶Ⅰ）；15、NADP尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（辅酶Ⅱ）；16、 FAD黄素腺嘌呤二核苷酸；17、CoA辅酶A；18、DNase脱氧核糖核酸酶；19、RNase核糖核酸酶；20、Tm熔点温度；三、填空1、RNA有三种类型，它们是（）,（）和（）；2、除（）只含有DNA或者只含有RNA外，其它生物细胞内既含有DNA也含有RNA；3、核酸具有不同的结构，（）通常为双链，（）通常为单链；4、原核生物染色体DNA和细胞器DNA为（）状双链，真核生物染色体DNA为（）双链；5、核苷酸由核苷和（）组成，核苷由（）和（）组成；6、构成核苷酸的碱基与戊糖连接的类型属于（）连接，糖的构型为（）型；7、稀有碱基在RNA中的含量比在DNA中的丰富，尤其在（）中最为突出，约占10%左右；8、具有第二信使功能的核苷酸是（）和（）；9、辅酶类核苷酸包括（）、（）、（）和（）；10、多聚核苷酸是通过核苷酸的C5’-（）与另一分子核苷酸的C3’-（）形成磷酸二酯键相连而成的链状聚合物。

测核酸试纸的原理
核酸试纸是一种通过化学反应来检测核酸的工具。

它采用了聚合酶链式反应（PCR）技术，通常包括以下几个步骤：
1. 样本处理：将待测样本（例如血液、唾液或尿液等）经过简单的处理，如离心、加热或酶处理等，以使核酸释放出来。

2. PCR：将样本中的核酸置于PCR反应管中，并加入一组引物（具有与待测核酸序列互补的片段），以及DNA聚合酶、dNTPs（脱氧核苷酸三磷酸盐）等反应物。

PCR反应会在不断的循环中，复制并扩增待测核酸序列。

3. 染色：核酸试纸通常会使用一种染色剂，如SYBR Green或荧光标记的探针等，以将PCR产物与试纸上的抗体结合。

这种染色会在核酸扩增过程中发生，并且在特定条件下显示出颜色变化或荧光信号。

4. 读取结果：试纸上的染色或荧光信号与核酸的存在或数量相关。

通过仪器读取器或肉眼观察，可以判断样本中是否存在目标核酸序列和其相对数量。

总结起来，核酸试纸的原理是通过PCR反应扩增待测核酸序列，并使用染色剂或荧光标记的探针来标记PCR产物，通过颜色变化或荧光信号来检测核酸的存在或数量。