核酸的化学组成与基本单位
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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。
高一生物核酸知识点总结高一生物核酸知识点一一、核酸的种类:脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)二、核酸:是细胞内携带遗传信息的物质,对于生物的遗传、变异和蛋白质的合成具有重要作用.三、组成核酸的基本单位是:核苷酸,是由一分子磷酸、一分子五碳糖(DNA为脱氧核糖、RNA为核糖)和一分子含氮碱基组成;组成DNA的核苷酸叫做脱氧核苷酸,组成RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸.四、DNA所含碱基有:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)RNA所含碱基有:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)五、核酸的分布:真核细胞的DNA主要分布在细胞核中;线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA;RNA主要分布在细胞质中.高一生物核酸知识点二1、核酸的由许多核苷酸聚合而成的生物大分子化合物,为生命的最基本物质之一。
最早由米歇尔于1868年在脓细胞中发现和分离出来。
核酸广泛存在于所有动物、植物细胞、微生物内、生物体内核酸常与蛋白质结合核蛋白。
不同的核酸,其化学组成、核苷酸排列顺序等不同。
根据化学组成不同,核酸可分为核糖核酸,简称RNA和脱氧核糖核酸,简称DNA。
DNA是储存、复制和遗传信息的主要物质基础,RNA在蛋白质牲合成过程中起着重要作用,其中转移核糖核酸,简称tRNA,起着携带和转移活化氨基酸的作用;信使核糖核酸,简称mRNA,是合成蛋白质的模板;核糖体的核糖核酸,简称rRNA,是细胞合成蛋白质的主要场所。
核酸不仅是基本的遗传物质,而且在蛋白质的生物合成上也占重要位置,因而在生长、遗传、变异等一系列重大生命现象中起决定性的作用。
核酸在应用方面有极重要的作用,现已发现近2000种遗传性疾病都和DNA结构有关.如人类镰刀形红血细胞贫血症是由于患者的血红蛋白分子中一个氨基酸的遗传密码发生了改变,白化病毒者则是DNA分子上缺乏产生促黑色素生成的酷氨酸酶的基因所致。
肿瘤的发生、病毒的感染、射线对机体的作用等都与核酸有关。
核酸的一级结构名词解释有哪些核酸是一类生物分子,由核苷酸组成。
核酸的一级结构指的是构成核酸的基本单位和化学结构。
一、核酸的基本单位——核苷酸核酸的基本单位是核苷酸,核苷酸由三部分组成:糖分子、磷酸基团和碱基。
糖分子可以是脱氧核糖(在DNA中),也可以是核糖(在RNA中)。
磷酸基团是核苷酸的核心部分,它与糖分子连接形成核苷酸的骨架。
碱基则与糖分子连接,构成核苷酸的侧链。
核酸的一级结构通过核苷酸的排列方式来表示。
二、DNA的一级结构名词解释DNA是双螺旋结构,由两个互补的链组成,每个链由核苷酸组成。
DNA的一级结构中有几个关键的名词需要解释。
1. 核苷酸序列核苷酸序列是指DNA中核苷酸的排列顺序。
DNA的核苷酸序列对于生物体的遗传信息存储和传递非常重要。
它决定了蛋白质的氨基酸序列和基因的功能。
2. 核苷酸碱基DNA的核苷酸含有四种碱基:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。
这四种碱基在DNA的一级结构中按照一定的规则排列,形成密码子,从而决定蛋白质合成中的氨基酸序列。
3. 核苷酸间的磷酸二酯键DNA中的核苷酸通过磷酸二酯键连接在一起形成链状结构。
磷酸二酯键是由磷酸基团和两个相邻核苷酸的糖分子连接形成的,它保持了DNA链的稳定性。
三、RNA的一级结构名词解释RNA是与DNA相似的核酸分子,但在结构和功能上有所不同。
RNA的一级结构中有几个重要的名词需要解释。
1. 核苷酸序列RNA的核苷酸序列也是指核苷酸的排列顺序,它决定了RNA分子的功能和特性。
不同的核苷酸序列可以编码不同的蛋白质,或者在转录调控中发挥重要作用。
2. 核苷酸碱基RNA的核苷酸含有四种碱基:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、尿嘧啶(U)和胞嘧啶(C)。
相比于DNA,RNA中的胸腺嘧啶(T)被鸟嘌呤(U)取代。
这四种碱基的排列方式决定了RNA的功能和结构。
3. 核苷酸间的磷酸二酯键RNA中的核苷酸之间也通过磷酸二酯键连接。
这些磷酸二酯键决定了RNA分子的稳定性和结构。
核酸简介核酸是脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的总称,是由许多核苷酸单体聚合成的生物大分子化合物,为生命的最基本物质之一。
核酸是一类生物聚合物,是所有已知生命形式必不可少的组成物质,是所有生物分子中最重要的物质,广泛存在于所有动植物细胞、微生物体内。
核酸由核苷酸组成,而核苷酸单体由五碳糖、磷酸基和含氮碱基组成。
如果五碳糖是核糖,则形成的聚合物是RNA;如果五碳糖是脱氧核糖,则形成的聚合物是DNA。
种类与作用核苷酸是组成核酸的基本单位,即组成核酸分子的单体。
一个核苷酸分子是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。
根据五碳糖的不同可核酸的发现核酸最早于1869年由瑞士医生和生物学家弗雷德里希·米歇尔分离获得,称为Nuclein。
在19世纪80年代早期,德国生物化学学家,1910年诺贝尔生理和医学奖获得者科塞尔进一步纯化获得核酸,发现了它的强酸性。
他后来也确定了核碱基。
1889年,德国病理学家Richard Altmann创造了核酸这一术语,取代了Nuclein。
1919年,一位美籍俄罗斯医生和化学家菲巴斯·利文首先发现了单核苷酸的三个主要成分(磷酸盐、戊糖和氮基)的顺序。
1938年,英国物理学家和生物学家威廉·阿斯特伯里和Florence Bell(后来改名为Florence Sawyer)发表了第一个DNA的X射线衍射图谱。
1953年,美国分子生物学家詹姆斯·沃森和英国分子生物学家弗朗西斯·克里克确定了DNA的结构。
核酸的实验研究构成了现代生物学和医学研究的重要组成部分,并为基因组和法医学以及生物技术和制药工业奠定了基础。
分子大小及组成分子大小核酸分子通常很大。
实际上,DNA分子可能是已知的最大的单个生物分子。
但也有比较小的核酸分子。
核酸分子的大小范围从21个核苷酸(小干扰RNA)到大染色体(人类染色体是一个含有2.47亿个碱基对的单个分子)不等。
核酸知识点【基础知识整合】1.核酸的基本组成单位:,其分子组成为。
3.核酸的功能:细胞内携带的物质,控制合成。
2.核酸的功能特性(1)构成DNA的是4种脱氧核苷酸,但成千上万个脱氧核苷酸的排列顺序是多种多样的,DNA分子具有多样性。
(2)每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的比率和排列顺序是特定的,其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表特定的遗传信息。
(3)有些病毒只含有RNA一种核酸,其核糖核苷酸排列顺序也具有多样性。
考点二核酸与蛋白质【知识拓展】细胞质内核糖体上细胞核、线粒体、叶绿体等2.联系(1)核酸控制蛋白质的合成(2)DNA 多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系【总结提升】蛋白质和核酸两者均存在物种特异性,因此可以从分子水平上为生物进化、亲子鉴定、案件侦破等提供依据,但生物体内的水、无机盐、糖类、脂质、氨基酸、核苷酸等不存在物种的特异性。
考点三 “观察DNA 和RNA 在细胞中的分布”实验 【知识拓展】 一、实验原理①DNA 主要分布于细胞核中,RNA 主要分布于细胞质中。
②甲基绿和吡罗红对DNA 、RNA 的亲和力不同: 利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色,可以显示DNA 和RNA 在细胞中的分布。
③盐酸(HCl)能够改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色体中的DNA与蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合。
二、实验流程图1、取口腔上载玻片上滴一滴生理盐水↓消毒牙签刮口腔内侧壁后在液滴中涂抹几下载玻片在酒精灯上烘干↓载玻片在酒精灯上烘干载玻片放入盛有30 mL 质量分数为8%的盐酸的小烧杯中↓大烧杯中加入30 ℃温水↓小烧杯放入大烧杯中保温5 min2、水解3、冲洗涂片:用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片10 s染色吸水纸吸去载玻片上的水分↓用吡罗红甲基绿染色剂2滴染色5 min↓吸去多余染色剂,盖上盖玻片4、观察低倍镜观察:选染色均匀、色浅区域移至视野中央、调清晰后观察↓高倍镜观察:调节细准焦螺旋,观察细胞核、细胞质染色情况三、实验现象及相关结论结论:真核细胞的DNA 主要分布在细胞核,少量分布在线粒体、叶绿体。
考点一 核酸的组成、结构与功能1.核酸的组成(1)组成元素:C 、H 、O 、N 、P 。
(2)基本单位——核苷酸核苷酸的组成成分:a.磷酸、b.五碳糖、c.含氮碱基,其相关种类:b 是2种,c 是5种。
(3)基本单位的种类⎩⎪⎨⎪⎧脱氧核糖核苷酸(4种)――→组成DNA核糖核苷酸(4种)――→组成RNA■助学巧记巧记DNA 组成结构的“五、四、三、二、一”2.核酸的种类和功能(1)分类:脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。
(2)“三看”法快速确认DNA 、RNA3.DNA 和RNA 的比较分类脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)组成单位成分碱基共有A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)特有T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶) 五碳糖脱氧核糖核糖磷酸磷酸功能是主要的遗传物质,携带和复制遗传信息,并决定蛋白质的生物合成(1)针对RNA病毒:是RNA病毒的遗传物质(2)mRNA:传递遗传信息(3)tRNA:运输氨基酸(4)rRNA:组成核糖体(5)极少数RNA可作为酶,具有催化功能存在①真核生物:细胞核(主要)、线粒体、叶绿体②原核生物:拟核、质粒主要存在于细胞质中1.真题重组判断正误(1)人轮状病毒是一种双链RNA病毒,利用吡罗红染色,可以鉴别小肠上皮细胞是否被轮状病毒感染(2016·四川,6A)(×)(2)核酸→核苷酸属于水解反应(2016·经典高考)(√)(3)tRNA分子中含有一定数量的氢键(2014·江苏卷,1A)(√)(4)DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接(2014·江苏,1D)(×)(5)DNA和RNA分子的碱基组成不完全相同(2013·重庆高考)(√)以上内容考查了DNA和RNA分子的化学组成及空间结构、功能及鉴定,其主要源自教材必修1P26~29关于核酸的相关知识,大多属识记内容。
2.(教材必修1P28图2-9改编)下图为某核苷酸链的示意图,下列相关叙述中,正确的是()A.图示化合物的元素组成只有C、H、O、NB.图示化合物为DNA的一条链C.图中的T、C、G可参与合成6种核苷酸D.图示化合物只能在细胞核中找到解析核苷酸链的组成元素有C、H、O、N、P,A错误;图中含有碱基T,为DNA的一条链,B正确;T、C、G可参与合成5种核苷酸,C错误;DNA主要分布在细胞核中,此外在细胞质中也有少量DNA,D错误。
核酸的化学组成与基本单位核酸经水解可得到很多核苷酸,因此核苷酸是核酸的基本单位。
核酸就是由很多单核苷酸聚合形成的多聚核苷酸。
核苷酸可被水解产生核苷和磷酸,核苷还可再进一步水解,产生戊糖和含氮碱基(图15-1)。
核苷酸中的碱基均为含氮杂环化合物,它们分别属于嘌呤衍生物和嘧啶衍生物。
核苷酸中的嘌呤碱(purine)主要是鸟嘌呤(guanine,G)和腺嘌呤(adenine,A),嘧啶碱(pyrimidine)主要是胞嘧啶(cytosine,C)、尿嘧啶(uracil,U)和胸腺嘧啶(thymine,T)。
DNA和RNA都含有鸟嘌呤(G)、腺嘌呤(A)和胞嘧啶(C);胸腺嘧啶(T)一般而言只存在于DNA中,不存在于RNA中;而尿嘧啶(U)只存在于RNA中,不存在于DNA中。
它们的化学结构请参见图示。
核酸中五种碱基中的酮基和氨基,均位于碱基环中氮原子的邻位,可以发生酮式一烯醇式或氨基 亚氨基之间的结构互变。
这种互变异构在基因的突变和生物的进化中具有重要作用。
有些核酸中还含有修饰碱基(modified component),(或稀有碱基,unusual com ponent),这些碱基大多是在上述嘌呤或嘧啶碱的不同部位甲基化(methylation)或进行其它的化学修饰而形成的衍生物。
一般这些碱基在核酸中的含量稀少,在各种类型核酸中的分布也
不均一。
DNA中的修饰碱基主要见于噬菌体DNA,如5-甲基胞嘧啶(m5C),5-羟甲基胞嘧啶hm5C;RNA中以tRNA含修饰碱基最多,如1-甲基腺嘌呤(m1A),2,2一二甲基鸟嘌呤(m22G)和5,6-二氢尿嘧啶(DHU)等。
嘌呤和嘧啶环中含有共轭双键,对260nm左右波长的紫外光有较强的吸收。
碱基的这一特性常被用来对碱基、核苷、核苷酸和核酸进行定性和定量分析。
核酸中的戊糖有核糖(ribose)和脱氧核糖(deoxyribose)两种,分别存在于核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸中。
为了与碱基标号相区别,通常将戊糖的C原子编号都加上“′”,如C1′表示糖的第一位碳原子。
戊糖与嘧啶或嘌呤碱以糖苷键连接就称为核苷,通常是戊糖的C1′与嘧啶碱的N1或嘌呤碱的N9相连接。
核苷中戊糖的羟基与磷酸以磷酸酯键连接而成为核苷酸。
生物体内的核苷酸大多数是核糖或脱氧核糖的C5′上羟基被磷酸酯化,形成5′核苷酸。
核苷酸在5′进一步磷酸化即生成二磷酸核苷和三磷酸核苷。
以核糖腺苷酸为例,除AMP外,还有二磷酸腺苷(ADP,adenosine 5′-diphosphate)和三磷酸腺苷(ATP,adenosine 5′-triphosphate)两种形式。
核苷酸的二磷酸酯和三磷酸酯多为核苷酸有关代谢的中间产物或者酶活性和代谢的调节物质,以及作为核苷酸有关代谢的中间产
物或者酶活性和代谢的调节物质,以及作为生理储能和供能的重要形式。
核苷酸还有环化的形式。
它们主要是3′,5′-环化腺苷酸(cAMP,adenosine 3′,5′-cyclicmonophosphate)和3′,5′-环化鸟苷酸(cGMP,guanosine 3′,5′-cyclic monophosphate),化学结构如下。
环化核苷酸在细胞内代谢的调节和跨细胞膜信号中起着十分重要的作用。
表15-1核苷酸及相应的核苷、碱基名称中英文对照表。