第二章 核酸
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第二章核酸的分子结构核酸是一类重要的生物大分子,包括DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)。
它们是细胞内负责遗传信息存储和传递的关键分子。
核酸的分子结构是由不同的分子组成,形成了独特的双螺旋结构,这种结构使得核酸能够实现遗传信息的稳定传递以及多种生物功能的实现。
DNA是由鸟嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)和鸟嘌呤(G)四种碱基组成的核酸分子。
碱基通过N-糖苷键链接到核糖磷酸分子上,形成了核苷酸,进而形成了DNA的整个分子结构。
DNA的双螺旋结构采用了著名的Watson-Crick结构模型,即两根互相以螺旋形状缠绕的链。
这种结构由两条链通过碱基间的氢键相互连接,形成了DNA的双螺旋结构。
其中,鸟嘌呤通过三个氢键连接到胸腺嘧啶,胞嘧啶通过两个氢键连接到鸟嘌呤。
这种碱基之间的选择性配对使得DNA能够实现信息的复制和传递。
在DNA的分子结构中,糖苷和磷酸通过磷酸二酯键链接在一起,形成了DNA的骨架。
两条糖磷酸链反向排列,形成了DNA的双螺旋结构。
糖苷分子是由五个碳原子组成的环状结构,每个碳原子上有一个氧原子和一个氢原子,还有一个碱基。
两条DNA链互相以反向排列的方式连接,即一个链上的3'-OH基团连接到另一个链上的5'-磷酸基团。
这种反向排列使得DNA具有了方向性,即5'端和3'端。
与DNA不同,RNA由磷酸核糖分子和碱基组成。
在RNA分子中,脱氧核糖被核糖取代,并且鸟嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)不再是碱基对,取而代之的是鸟嘌呤(A)和尿嘧啶(U)。
RNA的磷酸二酯键连接在一起,形成了RNA的线性结构。
虽然RNA也可以形成双螺旋结构,但大部分的RNA通常是单链结构。
RNA还具有许多不同的结构和功能,例如mRNA(信使RNA)、rRNA(核糖体RNA)和tRNA(转运RNA),它们参与了蛋白质的合成过程。
总之,核酸的分子结构是由不同的分子组成,形成了特殊的双螺旋结构。
高中生物必修一第二章知识框架(三篇)高中生物必修一第二章知识框架 1遗传信息的携带者——核酸1.核酸(遗传信息的携带者)一分子磷酸①基本单位是:核苷酸一分子五碳糖(2种)(8种) 一分子含氮碱基(5种)②核酸功能: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。
③核酸的种类:脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)注意:遗传物质和核酸的区别:如小麦的遗传物质是DNA,而核酸则包括DNA和RNA两种;RNA病毒的遗传物质和核酸均是RNA;细菌的遗传物质是DNA,而核酸则包括DNA和RNA两种。
2.观察DNA和RNA在细胞中分布:①原理:用甲基绿和吡咯红染液染色——甲基绿使DNA变绿、吡咯红使RNA变红盐酸可以改变细胞膜的通透性加速染色剂进入细胞,同时可以促使DNA与蛋白质的分离。
②步骤:取口腔上皮细胞制片——在30度的温水中用盐酸水解——用蒸馏水冲洗涂片——染色——观察(先用低倍镜玄色染色均匀,色泽浅的区域,再换高倍镜观察)。
③实验现象:细胞核被染成绿色,细胞质被染成红色。
④实验结论:DNA主要分布在细胞核,RNA主要分布在细胞质。
(原核细胞DNA则主要位于拟核)细胞中的糖类和脂质1. 糖类的组成元素是C、H、O2. 糖类是主要的能源物质;主要分为单糖、二糖和多糖等①单糖:是不能再水解的糖。
如葡萄糖、核糖、脱氧核糖(动植物都有)②二糖:是水解后能生成两分子单糖的糖。
植物二糖:蔗糖(水解为葡萄糖和果糖)、麦芽糖(水解为两分子葡萄糖)动物二糖:乳糖(水解为葡萄糖和半乳糖)③多糖:是水解后能生成许多单糖的糖。
多糖的基本组成单位都是葡萄糖。
植物多糖:淀粉(贮能)、纤维素(细胞壁主要成分,不提供能源)动物多糖:糖元(贮能)(如肝糖原、肌糖原——提供肌肉能源)3.脂质的组成元素是C、H、O,有些脂质还含有P、N。
脂质中的氧元素的含量少于糖类,而氢的含量更多,所以等量的脂肪和等量的糖类,前者__的能量更多。
第二章核酸化学
本章教学要求:
1.了解核酸的分类,细胞内分布和各种核酸的生物学功能。
2.熟记组成核酸的碱基、核苷、核苷酸的名称、缩写符号、结构式。
比较两类核酸组成
的异同。
3.准确叙述DNA的一级结构、二级结构及碱基配对规律;掌握tRNA二级结构和三级
结构特点。
4.熟记核酸的主要性质和相关的重要概念。
一、填空题:
1.DNA双螺旋结构模型是谁于年提出的。
2.核苷酸除去磷酸基后称为。
3.脱氧核糖核酸在糖环的位置不带羟基。
4.DNA双螺旋沿轴向每nm旋转一圈,共有碱基对。
5.tRNA的三叶草结构主要含有环、环、环和环。
6.RNA常见的碱基是、、和。
7.DNA双螺旋的两股链的顺序是关系。
8.DNA双螺旋结构中A、T之间有个氢键,而G、C之间有个氢键。
9.RNA是蛋白质合成的模板,RNA是蛋白质合成中活化氨基酸的载体。
10.因为核酸分子中含有和,而这两种物质均具有紫外吸收能力,故使核酸对的波长有吸收作用。
11.双螺旋DNA分子的T m值与、、和有关。
12.在真核生物DNA基因的核苷酸序列中有一部分能被转录,但却不能被翻译成蛋白质,这段序列称为。
13.DNA的稀盐溶液加热至某个特定温度,可使其理化性质发生很大变化,如紫外吸收值增加,这种现象叫作,其原因是由于。
14.tRNA的二级结构呈型,三级结构为型。
15.RNA的二级结构大多数是以单股的形式存在,但也可局部盘旋形成结构,典型的tRNA二级结构是臂环结构。
16.DNA双螺旋稳定因素有、和。
17.DNA双螺旋直径为nm,对核苷酸螺旋上升一圈,螺距为nm,糖和磷酸位于双螺旋的侧,碱基位于螺旋的侧。
18.核酸的基本组成成分是、和,其中碱基又可分为碱和碱。
19.核酸分为和两大类,其中真核生物DNA主要存在于;
RNA主要存在于中。
20.嘌呤环上的第位氮原子与戊糖的第位碳原子相连形成糖苷键,通过这种相连而成的化合物叫作。
二、是非判断题:
1.核苷中碱基和戊糖的连接一般为C—C糖苷键。
2.DNA中碱基摩尔比规律A=T;G=C,既适用于双链DNA,又适用于单链DNA。
3.在DNA变性过程中总是G—C对含量多的区域先解开。
4.RNA的局部螺旋区中,两条链之间的方向也是反向平行的。
5.RNA的分子组成中,通常A不等于U,G不等于C。
6.mRNA是细胞中RNA含量最高的一种,因为它与遗传有关。
7.在生物体内蛋白质的合成是在RNA参与下进行的。
8.维持DNA分子双螺旋稳定的主要化学键是氢键。
9.DNA分子中含有大量的稀有碱基。
10.用3H—胸苷嘧啶既能标记DNA,又能标记RNA。
11.多核苷酸链内共价键的断裂叫变性。
12.某物质的水解产物对260 nm紫外光有强吸收,地衣酚(苔黑酚)及二苯胺试验阴性,可以断定此物质为非核酸物质。
三、选择题:
1.DNA碱基配对主要靠:
A.范德华力B.氢键C.疏水作用D.共价键
2.稀有核苷酸主要存在于:
A.rRNA B.mRNA C.tRNA D.核DNA
3.mRNA中存在,而DNA中没有的是:
A.A B.C C.G D.U
4.双链DNA之所以有较高的熔解温度是由于它含有较多的:
A.嘌呤B.嘧啶C.A和T D.C和G
5.对Watson—Crick DNA模型的叙述正确的是:
A.磷酸戊糖骨架位于DNA螺旋内部B.DNA两条链的走向相反
C.在A与G之间形成氢键D.碱基间形成共价键
6.与片段TAGAp互补的片段为:
A.TAGAp B.AGA Tp C.A TCTp D.TCTAp
7.单链DNA:5′-pCpGpGpTpA-3′,能与下列哪一种RNA单链分子进行杂交?
A.5′-pGpCpCpTpA-3′B.5′-pGpCpCpApU-3′
C.5′-pUpApCpCpG-3′D.5′-pTpApGpGpC-3′
8.DNA与RNA两类核酸分类的主要依据是:
A.空间结构不同B.所含碱基不同
C.核苷酸之间连接方式不同D.所含戊糖不同
9.在一个DNA分子中,若A所占摩尔比为32.8 %,则G的摩尔比为:A.67.2 %B.32.8 %C.17.2 %D.65.6 %
10.根据Watson—Crick模型,求得每一微米DNA双螺旋含核苷酸对的平均数为:A.25400 B.2540 C.29411 D.294l
11.下列几种不同碱基组成比例的DNA分子,哪一种DNA分子的Tm值最高?
A.A+T=15 % B.G+C=25 % C.G+C=40 % D.A+T=80 % 12.tRNA 3′末端的碱基序列是:
A.3′CCA-OH B.3′AAA- OH C. 3′CCC- OH D. 3′AAC- OH 13.在TψCGImUUA的RNA片段中,含有稀有碱基的数目为:
A.3 B.4 C.5 D.2
14.下列何种结构单元不是tRNA三级结构倒L字母长线部分的组成?
A.氨基酸臂B.可变环C.D环D.反密码子臂
15.酪氨酸tRNA的反密码子是5′- GUA - 3′,它能辨认的mRNA上的相应密码子是:A.GUA B.AUG C. UAC D.GTA
16.下列对核酸变性后的描述,哪一项是错误的?
A.共价键断裂,分子量变小B.紫外吸收值增加
C.碱基对之间的氢键被破坏D.粘度下降
17.(G十C)含量愈高,Tm值愈高的原因是:
A.G—C间形成了一个共价键B.G—C间形成了两个氢键
C.G—C间形成了三个氢键D.G—C间形成了离子键
18.下列关于DNA分子组成的叙述,哪一项是正确的?
A.A+G=C+T B.A+T=C+G C.G=T,A=C D.2A=C+T
19.下列有关tRNA的叙述,哪一项是错误的?
A.tRNA的二级结构是三叶草结构
B.反密码子环有CCA三个碱基组成的反密码子
C.tRNA的二级结构含有二氢尿嘧啶环
D.tRNA分子中含有1个可变环
20.有关DNA二级结构叙述,下列哪一种是错误的?
A.DNA二级结构是双螺旋结构B.DNA双螺旋结构是空间结构
C.双螺旋结构中两条链方向相同D.双螺旋结构中碱基之间相互配对
四、名词解释:
1.核苷2.断裂基因3.磷酸二酯键4.Tm值5.核酸变性6.核酸一级结构7.DNA二级结构8.内含子和外显子9.稀有碱基10.增色效应11.分子杂交12.核酸复性
五、计算或回答
1.某噬菌体DNA长17μm,问它含有多少对碱基?螺旋数是多少?(5Χ104bp;5Χ103)2.如果人体有1014个细胞,每个体细胞的DNA量为6.4×109个碱基对。
试计算人体DNA的总长度是多少?(2.25Χ1011km)
3.DNA热变性有何特点? Tm值表示什么?
4.简述DNA双螺旋的结构要点。
5.下面有两个DNA分子,如果发生热变性,哪个分子Tm值高?如果再复性,哪个DNA 复性到原来DNA结构可能性更大些? (②)
①5`ATATATATAT3` ②5`TAGGCGATGC3`
3`TA TATATATA 5` 3`ATCCGCTACG5`
6.简述tRNA二级结构的特点及其每一部分的功能。
答:tRNA的二级结构为三叶草型结构(1分)。
其结构特征和各部位的功能是:
①tRNA的二级结构由四臂、四环组成。
碱基能配对的螺旋区称为臂,不能配对的
单链片段形成突环。
(2分)
②叶柄是氨基酸臂。
其上含有CCA OH3`结构,是接受携带氨基酸的部位。
(2分)
③氨基酸臂对面是反密码子环。
在环的中部含有三个相邻碱基组成的反密码子,
反密码子可以与mRNA上的密码子相互识别。
(2分)
④左环是二氢尿嘧啶环(D环),在蛋白质合成时,它与氨酰—tRNA合成酶的识别
有关。
(1分)
⑤右环是假尿嘧啶环(TψC环),在蛋白质合成时,它与核糖体的结合有关。
(1分)
⑥在反密码子环与TψC环之间的是可变环,它的大小决定着不同种类的tRNA的
分子及其tRNA分子的大小。
(1分)。