02 核酸结构与功能

核酸的结构和功能核酸是生命体中的重要有机分子，承载着遗传信息传递和储存的功能。

本文将介绍核酸的结构和功能，并探讨其在生物体内的重要作用。

一、核酸的结构核酸主要由核苷酸单元组成，每个核苷酸由糖、磷酸和碱基三个部分组成。

1. 糖基核酸的糖基可以是核糖（RNA）或脱氧核糖（DNA）。

两者的化学结构略有差异，核糖分子上有一个羟基（-OH），而脱氧核糖则没有。

2. 磷酸基核酸的磷酸基连接在糖基上，形成糖磷酸骨架。

这些磷酸基在核酸的结构中起到支撑和稳定作用。

3. 碱基核酸的碱基分为嘌呤和嘧啶两类。

嘌呤包括腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），它们具有双环结构。

嘧啶包括胸腺嘧啶（T，DNA中）或尿嘧啶（U，RNA中）以及胞嘧啶（C），它们是单环结构。

通过糖基和碱基的结合，核苷酸单元可以形成线性或环状的核酸分子。

二、核酸的功能1. 遗传信息传递与储存核酸是生物体内传递和储存遗传信息的重要分子。

DNA是细胞内遗传信息的主要储存库，而RNA则将这些信息从DNA中传递到蛋白质的合成过程中。

2. 蛋白质合成RNA在蛋白质合成过程中起着重要的角色。

其中，转录过程将DNA上的信息转录成RNA分子，而翻译过程则利用RNA的遗传信息来合成特定的蛋白质。

3. 酶的活性调节某些RNA分子本身具有催化活性，称为核糖酶。

这些核糖酶可以催化特定的生化反应，从而调节细胞内的代谢和信号传递过程。

4. 调控基因表达RNA通过调控基因表达来控制细胞的发育和功能。

其中，小干扰RNA（siRNA）和微小RNA（miRNA）等RNA分子可以与特定的mRNA结合，从而抑制或加强特定基因的转录和翻译过程。

5. 病毒的复制与感染一些病毒利用RNA作为基因材料进行复制和传播。

例如，HIV等病毒具有RNA基因组，通过感染宿主细胞并复制RNA来使病毒持续存在。

三、核酸的重要性核酸作为生命体中的重要分子，在生物体内扮演着关键的角色。

它们不仅负责生物体遗传信息的传递和储存，还参与了细胞代谢的调控和基因表达的调节。

核酸的结构和功能核酸是生命体中非常重要的一类化合物，它们呈现出多种不同的结构和功能，具有广泛的生理活性和重要的医学应用价值。

因此，本文将从核酸的结构和功能两个方面对其进行详细的探讨和分析。

一、核酸的结构核酸是由核苷酸构成的，其中核苷酸是由糖、碱基和磷酸组成的。

糖和碱基是核苷酸的主要结构单元，而磷酸则是连接各个核苷酸单元的桥梁。

糖的选择在DNA和RNA中有所不同，DNA中的糖是脱氧核糖，而RNA中的糖是核糖。

这种区别使得DNA和RNA结构上存在一些差别，比如在酸碱度条件下，DNA更容易形成稳定的结构，背景下我们来详细讨论DNA和RNA的结构特点。

1. DNA的结构DNA是双链结构，由两个聚合物互相结合而成，这些聚合物通过碱基间的氢键相互连接。

DNA的结构是基于鲍尔理论建立的，它是由两个不合位置条，其中的一条旋转了一定的角度，使得这两个链在三维空间中形成一个双螺旋结构。

这种双螺旋结构基本上是由两个不同形式的基对构成，互补的碱基间相互配对，即腺嘌呤和胸腺嘧啶之间存在两个氢键，而鸟嘌呤和胞嘧啶之间则存在三个氢键。

这种氢键结构赋予了DNA一定程度上的稳定性，保证了基因信息的稳定性和传递性。

2. RNA的结构RNA是单链结构，由一个核苷酸链构成，在链上存在一系列氨基酸残基、一个五碳糖和一个碱基，其中的碱基和DNA是相同的。

在RNA中，碱基的选择和排列方式是独立于它的糖和磷酸残基的。

这种构造决定了RNA的结构和功能具有很大的多样性，比如，一些RNA可以形成自身结构，同时也能与其他分子发生特异性的相互作用，这些相互作用可以形成多种不同的RNA-RNA、RNA-蛋白质和RNA-糖等复合物。

二、核酸的功能核酸具有多种复杂的生理和生化功能，其中一些主要功能如下：1. 遗传信息的存储和传递DNA是生物体内最重要的分子之一，它通过氢键和反选配的规则对碱基进行配对来存储和传递生物体的遗传信息。

由于这种针对性的选择性，碱基对之间的氢键是典型的尺度互补，这种互补性导致了新链的合成，比如，DNA复制过程中就是通过这种互补性黏连在新的链上的。

⽣化第⼆章核酸的结构和功能第⼆章核酸的结构与功能本章重点核酸前⾔：1.真核⽣物DNA 存在于细胞核和线粒体内，携带遗传信息，并通过复制的⽅式将遗传信息进⾏传代；真核⽣物RNA 存在于细胞质、细胞核和线粒体内。

2.在某些病毒中，RNA 也可以作为遗传信息的载体。

⼀、核酸的化学组成以及⼀级结构（⼀）、核苷酸是构成核酸的基本组成单位1．DNA 的基本组成单位是脱氧核苷酸，⽽RNA 的基本组成单位是核糖核苷酸。

2．核苷酸中的碱基成分:含氮的杂环化合物。

①DNA 中的碱基：A\T\C\G 。

②RNA 中的碱基：S\U\C\G 。

★这五种碱基的酮基或氨基受所处环境的pH 是影响可以形成酮-烯醇互变异构体或氨基-亚2．核糖①β-D-核糖：C-2’原⼦上有⼀个羟基。

②β-D-脱氧核糖：C-2’原⼦上没有羟基☆脱氧核糖的化学稳定性⽐核糖好，这使DNA成为了遗传信息的载体。

3．核苷①核苷②脱氧核苷③核糖的C-1’原⼦和嘌呤的N-9原⼦或者嘧啶的N-1原⼦通过缩合反应形成了β-N-糖苷键。

在天然条件下，由于空间位阻效应，核糖和碱基处在反式构象上。

3．核苷酸的结构与命名①核苷或脱氧核苷C-5’原⼦上的羟基可以与磷酸反应，脱⽔后形成磷酸键，⽣成核苷酸或脱氧核苷酸。

②根据连接的磷酸基团的数⽬不同，核苷酸可分为核苷⼀磷酸（NMP）、核苷⼆磷酸（NDP）、核苷三磷酸（NTP）。

③⽣物体内游离存在的多是5’核苷酸★细胞内⼀些参与物质代谢的酶分⼦的辅酶结构中都含有腺苷酸，如辅酶Ⅰ（NAD+），它们是⽣物氧化体系的重要成分，在传递质⼦或电⼦的过程中具有重要的作⽤。

（⼆）、DNA是脱氧核糖核苷酸通过3’，5’-磷酸⼆酯键连接形成的⼤分⼦1.脱氧核糖核苷三磷酸C-3’原⼦的羟基能够与另⼀个脱氧核糖核苷三磷酸的α-磷酸基团缩合，形成了⼀个含有3’，5’-磷酸⼆酯键的脱氧核苷酸分⼦。

2.脱氧核苷酸分⼦保留着C-5’原⼦的磷酸基团和C-3’原⼦的羟基。

DNA: A、T、G、C RNA: A、U、G、C
二、DNA的空间结构与功能
(一) DNA的二级结构
1. 定义 即平行反向的右手双螺 旋结构。Watson, Crick于1953提出。
2. 研究背景
(1) 碱基组成分析 Chargaff 规则：[A] = [T] [G] [C]
(2)碱基的理化数据分析 A-T、G-C以氢键配对较合理
1.碱基(base) 嘌呤，嘧啶
2.戊糖(ribose) 核糖，脱氧核糖（DNA/RNA?）
3.磷酸(phosphate)
1.碱 基
(1)嘌呤(purine)
N 7
5 6 1N
8 9 NH
43 2 N
了解即可
NH2 N
N
NH
N
腺嘌呤(adenine, A)
O
N NH
NH
N
NH2
鸟嘌呤(guanine, G)
三、核酸的分类及分布
脱氧核糖核酸
(deoxyribonucleic acid, DNA)
90% 以 上 分 布 于 细 胞 核 ， 其 余 分布于核外如线粒体，叶绿体， 质粒等。
携带遗传信息，决定细胞和个 体的基因型(genotype)。
核糖核酸
(ribonucleic acid, RNA)
分布于胞核、胞液。
(3)X-线衍射图谱分析
Waston
Crick
3. DNA双螺旋结构模型要点
(1) 由两条相互平行但走向 相反的脱氧多核苷酸链组成， 以右手螺旋方式盘绕中心轴。 螺旋直径为2nm，形成大沟 及小沟相间。
这些沟结构与蛋白质、 DNA之间的相互识别有关。
(2) 碱基间距0.34nm，螺旋一 圈10对碱基，螺距3.4nm 。

DNA含G，C多则Tm值高，反之则低。
二、【DNA复性】(重点)

定义 DNA变性后，在去除变性因素后 如条件适宜，DNA恢复双螺旋结构。 DNA热变性后，在适宜条件下的复性过程 叫退火。



三、分子杂交原理
【分子杂交】：异源单链DNA或DNA与RNA 之间经退火形成的杂代双链。(重点)


分类：(重点) mRNA 蛋白质合成模板
tRNA
rRNA HnRNA
转运氨基酸
核蛋白体组成成分 成熟mRNA的前体
一、信使RNA的结构与功能 (重点)

mRNA ： 是不稳定的 RNA ，含量最小， 占细胞内 RNA的2.5%，是合成蛋白质的 模板。 mRNA的前体为HnRNA。
DNA变性
2、DNA热变性与增色效应

变性后的核酸因碱基暴露，对260nm波长的光 吸收增强，称为【增色效应】。(重点)
பைடு நூலகம்

当核苷酸摩尔数相同时 A260 ：单核苷酸＞单链 DNA＞双链 DNA，这种 关系叫【减色效应】。(重点)
加热（80—100OC几分钟）使DNA变性，称热 变性。

【 解 链 温 度 】 （ Tm ） ： 通 常 把 50 %DNA 变性时的温度称为解链温度（融 解温度）。(重点) DNA变性，紫外吸收增高；当紫外吸收 值达到最大值的50%时的温度叫Tm.
第三章 核酸的结构与功能

1.核酸的化学组成


2.核酸的一级结构
3.DNA的空间结构与功能(重点) 4.RNA的空间结构与功能 5.核酸的理化性质及其应用


分类
DNA
RNA

第二章核酸的结构与功能一、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____。

第二章核酸结构、功能复习测试（一）名词解释1.核苷2.核苷酸3.磷酸二酯键4.核酸一级结构5.DNA二级结构6.碱基互补规律7.增色效应8.Tm值9.核小体10.反密码子环 11.核酶 12.分子杂交（二）选择题A型题：1. 下列哪种碱基只存在于RNA而不存在于DNA：A．腺嘌呤 B．胞嘧啶 C．胸腺嘧啶 D．尿嘧啶 E．鸟嘌呤2. DNA和RNA共有的成分是：A．D-核糖 B．D-2-脱氧核糖 C．腺嘌呤 D．尿嘧啶E．胸腺嘧啶3. DNA与RNA两类核酸分类的主要依据是：A．所含碱基不同 B．所含戊糖不同C．核苷酸之间连接方式不同 D．空间结构不同E．在细胞中存在的部位不同4. 稀有碱基主要存在于：A．核糖体RNA B．信使RNA C．转运RNAD．核DNA E．线粒体DNA5. tRNA含有的核苷酸数目为：A．100～120 B．70～90 C．40～60 D．10～30 E．以上都不是6. 游离核苷酸中磷酸常常位于：A．核苷酸中戊糖的C3＇上 B．核苷酸中戊糖的C5＇上C．二核苷酸中戊糖的C2＇上 D．核苷酸中戊糖的C3＇和C2＇上E．核苷酸中戊糖的C5＇和C2＇上7. 核酸中核苷酸之间的连接方式是：A．2＇,3＇-磷酸二酯键 B．2＇,5＇-磷酸二酯键C．3＇,5＇-磷酸二酯键 D．肽键 E．糖苷键8. 核酸各基本组成单位之间的连接方式是：A．磷酸一酯键 B．磷酸二酯键C．氢键 D．离子键 E．碱基堆积力9. 下列对环核苷酸的叙述哪项是错误的：A．重要的环核苷酸有C AMP和C GMPB．C AMP与C GMP的生物学作用相反C．C AMP是一种第二信使D．C AMP是由AMP在腺苷酸环化酶的作用下生成的E．C AMP分子内有环化的磷酸二酯键10. 对Watson-Crick DNA模型的叙述正确的是：A．DNA为单股螺旋结构 B．DNA两条链的走向相反C．只在A与G之间形成氢键 D．碱基间形成共价键E．磷酸戊糖骨架位于DNA螺旋内部11. DNA碱基配对主要靠：A．范德华力 B．疏水作用 C．共价键 D．盐键 E．氢键12. 与片断pTAGA互补的片断为：A．pTAGA B．pAGAT C．pATCT D．pTCTA E．pUGUA13.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% E．16.4%14. 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．25 400 B．2 540 C．29 411 D．2 941 E．3 50515. 稳定DNA双螺旋的主要因素是：A．氢键和碱基堆积力 B．与Na＋结合 C．DNA与组蛋白的结合D．与Mn2＋、Mg2+的结合 E．与精胺、亚精胺的结合16. A型DNA和B型DNA产生差别的原因是：A．A型DNA是双链，B型DNA是单链B．A型DNA是右旋，B型DNA是左旋C．A型DNA与B型DNA碱基组成不同D．两者的结晶条件不同E．二者碱基平面倾斜角度不同17. 下列有关DNA二级结构的叙述哪种是错误的：A．DNA二级结构是双螺旋结构B．DNA二级结构是空间结构C．DNA二级结构中两条链方向相同D．DNA二级结构中碱基之间相互配对E．二级结构中碱基之间一定有氢键相连18. 有关DNA双螺旋结构下列哪种叙述不正确：A．DNA二级结构中都是由两条多核苷酸链组成B．DNA二级结构中碱基不同，相连的氢键数目也不同C．DNA二级结构中，核苷酸之间形成磷酸二酯键D．磷酸与戊糖总是在双螺旋结构的内部E．磷酸与戊糖组成了双螺旋的骨架19. 下列关于DNA分子组成的叙述哪项是正确的：A．A＝T，G＝C B．A＋T=G＋C C．G＝T，A＝CD．2A＝C＋T E．G＝A，C＝T20. 下列关于核酸二级结构的叙述哪项是错误的：A．在双螺旋中，碱基对形成一种近似平面的结构B．G和C之间是2个氢键相连而成C．双螺旋中每10对碱基对可使螺旋上升一圈D．双螺旋中大多数为右手螺旋，但也有左手螺旋E．双螺旋中碱基的连接是非共价的结合21. 双链DNA有较高的解链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 E．A和C22. 关于核小体下列哪项正确：A．核小体由DNA和非组蛋白共同构成B．核小体由RNA和组蛋白共同构成C．组蛋白的成分是H1，H2A，H2B，H3和H4D．核小体由DNA和H1，H2，H3，H4各二分子构成E．组蛋白是由组氨酸构成的23. DNA的热变性时：A．磷酸二酯键发生断裂B．形成三股螺旋C．在波长260nm处光吸收减少D．解链温度随A-T的含量增加而降低E．解链温度随A-T的含量增加而增加24. 核酸具有紫外吸收能力的原因是：A．嘌呤和嘧啶环中有共轭双键 B．嘌呤和嘧啶中有氮原子C．嘌呤和嘧啶中有氧原子 D．嘌呤和嘧啶连接了核糖E．嘌呤和嘧啶连接了磷酸基团25. 有关核酸的变性与复性的正确叙述为：A．热变性后DNA经缓慢冷却后可复性B．不同的单链DNA，在合适温度下都可复性C．热变性的DNA迅速降温过程也称作退火D．复性的最佳温度为250CE．热变性DNA迅速冷却后即可相互结合26. DNA的解链温度指的是：A．A260nm达到最大值时的温度B．A260nm达到最大变化值的50%时的温度C．DNA开始解链时所需要的温度D．DNA完全解链时所需要的温度E．A280nm达到最大值的50%时的温度27. 真核生物mRNA的帽子结构中，m７G与多核苷酸链通过三个磷酸基连接，连接方式是：A．2＇-5＇ B．3＇-5＇ C．3＇-3＇ D．5＇-5＇ E．3＇-3＇28. hnRNA是下列哪种RNA的前体：A．tRNA B．真核rRNA C．原核rRNA D．真核mRNA E．原核mRNA29. 下列关于假尿苷的结构描述哪项是正确的：A．假尿苷所含的碱基不是尿嘧啶 B．假尿苷中戊糖是D-2＇-脱氧核糖C．碱基戊糖间以N1-C1相联 D．碱基戊糖间以N1-C5相联E．碱基戊糖间以C5-C1相联30. tRNA在发挥其“对号入座”功能时的两个重要部位是：A．反密码子臂和反密码子环 B．氨基酸臂和D环C．TΨC环与可变环 D．TΨC环与反密码子环E．氨基酸臂和反密码子环31. 下列核酸变性后的描述哪项是错误的：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 E．比旋值减小32. （G＋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E．G-C间可以结合更多的精胺、亚精胺33. 核小体珠状核心蛋白是：A．H2A、H2B、H3、H4各一个分子B．H2A、H2B、H3、H4各二个分子C．H1蛋白以及140—145碱基对DNAD．H2A、H2B、H3、H4各四个分子E．非组蛋白34. 下列有关tRNA的叙述哪项是错误的：A．tRNA二级结构是三叶草结构B．tRNA分子中含有稀有碱基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E．反密码子环有CCA三个碱基组成的反密码子35. 下列对RNA一级结构的叙述哪项是正确的：A．几千至几千万个核糖核苷酸组成的多核苷酸链B．单核苷酸之间是通过磷酸一酯键相连C．RNA分子中A一定等于U，G一定等于CD．RNA分子中通常含有稀有碱基E．mRNA的一级结构决定了DNA的核苷酸顺序36. 下列有关RNA的叙述哪项是错误的：A．mRNA分子中含有遗传密码B．tRNA是分子量最小的一种RNAC．RNA可分为mRNA、tRNA、rRNA等D．胞浆中只有mRNA，而没有别的核酸E．rRNA可以组成合成蛋白质的场所37. 对于tRNA的叙述下列哪项是错误的：A．tRNA通常由70～80个核苷酸组成B．细胞内有多种tRNAC．参与蛋白质的生物合成D．分子量一般比mRNA小E．每种氨基酸都只有一种tRNA与之对应38. DNA变性的原因是：A．温度升高是惟一的原因 B．磷酸二酯键断裂C．多核苷酸链解聚 D．碱基的甲基化修饰E．互补碱基之间的氢键断裂39. DNA变性后下列哪项性质是正确的：A．是一个循序渐进的过程 B．260nm波长处的光吸收增加C．形成三股链螺旋 D．溶液粘度增大E．变性是不可逆的40．下列哪种碱基组成DNA分子的Tm高：A．A＋T＝15% B．G＋C＝25% C．G＋C＝40% D．A＋T＝80% E．G＋C＝35%41. 单链DNA：5＇-pCpGpGpTpA-3＇能与下列哪种RNA单链分子进行分子杂交：A．5＇-pGpCpCpTpA-3＇ B．5＇-pGpCpCpApU-3＇C．5＇-pUpApCpCpG-3＇ D．5＇-pTpApGpGpC-3＇E．5＇-pTpUpCpCpG-3＇42．下列关于RNA的论述哪项是错误的：A．主要有mRNA、tRNA、rRNA等种类B．原核生物没有hnRNA和snRNAC．tRNA是最小的一种RNAD．胞质中只有一种RNA，即tRNAE．组成核糖体的RNA是rRNA43. 关于真核生物的mRNA叙述正确的是：A．在胞质内合成并发挥其功能 B．帽子结构是一系列的腺苷酸C．有帽子结构和多聚A尾巴 D．在细胞内可长期存在E．前身是rRNA44. 有关mRNA的正确解释是：A．大多数真核生物的mRNA都有5＇-末端的多聚腺苷酸结构B．所有生物的mRNA分子中都有较多的稀有碱基C．原核生物mRNA的3＇末端是7－甲基鸟嘌呤D．大多数真核生物mRNA 5＇-端为m7GpppN结构E．原核生物帽子结构是7-甲基腺嘌呤45. 真核生物mRNA多数在3＇-末端有：A．起始密码子 B．PolyA尾巴 C．帽子结构D．终止密码子 E．CCA序列46. snRNA的功能是：A．作为mRNA的前身物 B．促进mRNA的产生成熟C．使RNA的碱基甲基化 D．催化RNA合成E．促进DNA合成47. tRNA连接氨基酸的部位是在：A．1＇-OH B．2＇-OH C．3＇-OH D．3＇-P E．5＇-P48. tRNA分子3'末端的碱基序列是：A．CCA-3＇B．AAA-3＇ C．CCC-3＇ D．AAC-3＇ E．ACA-3＇49. 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 E．TAC50. 原核生物和真核生物核糖体上都有：A．18S rRNA B．5S rRNA C．5.8S rRNA D．30S rRNA E．28S rRNA51. 哺乳动物细胞核糖体的大亚基沉降系数为：A．30S B．40S C．60S D．70S E．80S52. 下列关于tRNA的叙述哪项是正确的：A．分子上的核苷酸序列全部是三联体密码B．是核糖体组成的一部分C．可贮存遗传信息D．由稀有碱基构成发卡结构E．其二级结构为三叶草形53. 下列关于tRNA的叙述哪项是错误的：A．由于各种tRNA3＇末端结构不同，因而能结合各种不同的氨基酸B．含有二氢尿嘧啶核苷并形成环C．分子量较小，通常由70～90个核苷酸组成D．发卡结构是形成四个臂的基础E．3＇末端往往有CCA-3＇序列54. 关于核酶的叙述正确的是：A．专门水解RNA的酶 B．专门水解DNA的酶C．位于细胞核内的酶 D．具有催化活性的RNA分子E．由RNA和蛋白质组成的结合酶．55. 关于锤头核酶的叙述错误的是：A．碱基组成相同 B．一级结构没有共同的特点C．二级结构呈锤头状 D．有十三个保守碱基E．人工设计合成的核酶可能成为抗病毒的新药56. DNA合成需要的原料是：A．ATP，CTP，GTP，TTP B．ATP，CTP，GTP，UTP C．dATP，dGTP，dCTP，dUTP D．dATP，dGTP，dCTP，TTPE. 以上都不是57. 关于DNA双螺旋结构模型的描述哪项不正确：A．腺嘌呤的摩尔分数等于胸腺嘧啶的摩尔分数B．同种生物体不同组织中的DNA碱基组成相同C．DNA双螺旋中碱基对位于外侧D．二股多核苷酸链通过A与T或C与C之间的氢键连接E．维持双螺旋稳定的主要因素是氢键和碱基堆积力58. 参与hnRNA剪接的RNA是：A．snRNA B．tRNA C．hnRNA D．mRNA E．rRNA 59. 人的基因组的碱基数目为：A．2.9×109bp B．2.9×106bp C．4×109bpD．4×106bp E．4×108bpB型题：A．AMP B．ADP C．ATP D．dATP E．cAMP1. 含一个高能磷酸键：2. 含脱氧核糖基：3. 含分子内3＇,5＇-磷酸二酯键：A．5sRNA B．28sRNA C．16sRNA D．snRNA E．hnRNA4. 原核生物和真核生物核糖体都有的是：5. 真核生物核糖体特有：6. 原核生物核糖体特有：A．tRNA B．mRNA C．rRNA D．hnRNA E．DNA7. 分子量最小的一类核酸：8. 细胞内含量最多的一类RNA：9. mRNA的前体：A．tRNA B．mRNA C．rRNA D．hnRNA E．DNA10. 有5＇-帽子结构：11. 有3＇-CCA-OH结构：12. 有较多的稀有碱基：13. 其中有些片段被剪切掉：A．变性 B．复性 C．杂交 D．重组 E．层析14. DNA的两股单链重新缔合成双链称为：15. 单链DNA与RNA形成局部双链称为：16. 不同DNA单链重新形成局部双链称为：A．超螺旋结构 B．三叶草形结构 C．双螺旋结构D．帽子结构 E．发夹样结构17. RNA二级结构的基本特点是：18. tRNA二级结构的基本特征是：19. DNA二级结构的特点是：20. mRNA5'端具有：A．腺嘌呤核苷酸 B．胸腺嘧啶核苷酸 C．假尿嘧啶核苷酸D．次黄嘌呤核苷酸 E．黄嘌呤21. 存在于tRNA中反密码子环：22. 只存在于DNA中：23. 通过C-C糖苷键相连：（三）问答题1. DNA与RNA一级结构和二级结构有何异同？2. 细胞内有哪几类主要的RNA?其主要功能是什么?3. 已知人类细胞基因组的大小约30亿bp，试计算一个二倍体细胞中DNA的总长度，这么长的DNA分子是如何装配到直径只有几微米的细胞核内的?4. 叙述DNA双螺旋结构模式的要点。

核酸结构与功能核酸是生物体内重要的生物大分子，广泛存在于细胞核和细胞质中。

它们以其特殊的结构和功能在遗传信息的传递和蛋白质合成等生物过程中发挥着重要的作用。

本文将介绍核酸的结构和功能，以便更好地了解这一重要的生物分子。

一、核酸的结构核酸包括DNA和RNA两种类型，它们的结构有所不同。

DNA分子由磷酸、脱氧核糖和碱基组成。

碱基可以分为腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）四种，其中A与T之间有双氢键连接，G与C之间有三氢键连接。

这种配对方式使得DNA具有双链结构，形成了一个螺旋状的双螺旋结构，我们通常所说的DNA结构。

RNA分子由磷酸、核糖和碱基组成。

与DNA不同的是，RNA中的胞嘧啶（C）被尿嘧啶（U）取代，U与A之间同样有双氢键连接。

由于RNA只有单链结构，因此它的形状是比较灵活的。

在细胞中，RNA能够根据需要折叠成不同的结构，以实现其特定的功能。

二、DNA的功能DNA作为遗传信息的携带者，在细胞遗传学中起着重要作用。

它的主要功能包括：1.遗传信息存储：DNA分子中的碱基序列编码了生物体的遗传信息，包括个体的性状、生理功能和行为特征等。

这些信息通过DNA的复制和传递进行遗传。

2.蛋白质合成的模板：DNA中的遗传信息通过转录作用转写成RNA，然后再通过翻译作用转化成蛋白质。

DNA是这一过程的模板。

3.基因调控：DNA还通过染色质的结构紧密联系在一起，形成染色体。

在细胞活动中，染色体的结构变化与基因的活化和关闭有关，从而影响细胞内生物过程的进行。

三、RNA的功能RNA的功能比较多样，可以分为以下几类：1.信息传递：mRNA（信使RNA）负责将DNA中的遗传信息传递到细胞质中，为蛋白质合成提供模板。

tRNA（转运RNA）在蛋白质合成时将氨基酸转运到相应的位置，起到“适配子”的作用。

2.催化作用：rRNA（核糖体RNA）是构成细胞核糖体的主要组成部分，参与催化蛋白质合成的反应。

此外，一些特殊的RNA分子也具有催化某些生化反应的能力。

核酸结构与功能的相互作用关系核酸是生命中不可或缺的分子，包括DNA和RNA，它们构成了遗传信息的基础，控制着细胞生长和分裂等基本生命过程。

核酸的结构和功能密不可分，它们之间的相互作用关系对整个生命体系的稳定和正常运转具有至关重要的作用。

一、核酸的结构DNA和RNA的结构非常相似，都是由核苷酸单元组成的线性聚合物。

核苷酸是由磷酸基团、五碳糖和氮碱基组成的。

DNA中的五碳糖是脱氧核糖，RNA中的五碳糖是核糖，它们分别与磷酸基团和氮碱基形成磷酸二酯键和N-糖苷键，将核苷酸单元连接成链状结构。

在DNA中，氮碱基由A、C、G和T四种组成，它们之间可以通过氢键相互配对，形成螺旋结构。

这样的配对方式使得DNA具有较高的稳定性和可复制性，因为新合成的链可以通过氢键与模板链上的氮碱基配对而复制成一份完整的DNA分子。

在RNA中，A、C、G和U四种氮碱基分别代表腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤和尿嘧啶，它们之间也可以通过氢键配对，但RNA的结构相对DNA更加复杂，主要是由于RNA链的长度较短，容易形成自身配对和簇状结构。

RNA还可以通过结合蛋白质形成核糖核酸复合物，参与到基因表达的调控过程中。

二、核酸的功能核酸的主要功能是传递和存储遗传信息，由此控制细胞的生长和分裂等基本生命过程。

DNA是生命中最重要的分子之一，它负责遗传信息的长期储存和复制，同时参与到调控基因表达和细胞分化等过程中。

RNA则主要负责基因的转录和翻译，将DNA中的信息转化为蛋白质，参与到细胞代谢和信号转导等过程中。

除了传递和存储遗传信息，核酸还可以参与到其他生物学过程中。

例如，RNA可以发挥催化作用，促进特定反应的发生。

这种能力被称为核酸酶活性，是RNA分子特有的性质。

此外，核酸还能够通过序列特异性结合蛋白质，调控基因表达和其他互动过程。

三、核酸结构与功能的相互作用核酸的结构和功能是密不可分的，它们之间的相互作用关系十分复杂。

细胞内的核酸分子必须保持稳定的结构和动态的功能，以便参与到生命过程中。

核酸结构与功能关系研究核酸是生命活动中不可或缺的重要物质，是基因信息的传递者和调控者，也是蛋白质合成的关键环节。

核酸结构与功能紧密相关，在生命科学研究领域中扮演着至关重要的角色。

本文将从核酸的结构组成以及结构与功能关系两个方面探讨核酸的相关研究进展。

一、核酸基本结构组成核酸分为DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）两种，它们的基本结构组成也略有不同。

1. DNADNA是由核苷酸单元组成的双链螺旋结构，在空间结构上呈现双螺旋结构，其中贯穿两个链的是互补的碱基对，包括腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。

DNA的基本结构组成可以被简化为以下结构：五碳糖核糖（脱氧核糖）、磷酸基团和氮碱基。

2. RNARNA是由核苷酸单元组成的单链结构，其中同样包括互补的碱基对，包括腺嘌呤（A）、尿嘧啶（U）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。

RNA的基本结构组成也可以被简化为五碳糖核糖、磷酸基团和氮碱基。

二、核酸结构与功能关系作为生命基础单位之一，核酸的结构与其功能有着不可分割的联系。

下面将从两个方面来探讨核酸结构与功能关系的研究进展。

1. 结构决定功能核酸的巨观结构直接影响了它们的功能。

DNA的双螺旋结构以及碱基对的互补性是保证DNA能在细胞中进行复制和传递遗传信息的关键特性。

RNA的单链结构则允许它在蛋白质合成过程中担任信使、核糖体RNA或者转运RNA等角色。

此外，核酸的微观结构也影响着其功能。

例如，研究表明，DNA中G和C碱基对较A和T碱基对更为稳定，而稳定性对DNA的抗损伤性和稳定性都具有重要作用。

此外，氮碱基中的功能化学基团和磷酸基团的有序排列也是保证核酸正常功能的必要条件之一。

2. 功能指导结构除了结构决定功能外，功能也反过来指导了核酸的结构。

在基因表达和调控方面，转录因子、RNA酶和翻译因子等分子的结构都受到功能需求的影响。

例如，在RNA再生工作中，RNA酶的结构与功能直接相关。

该酶通过特定的结构和催化活性，将RNA单链通过RNA-DNA驱动模式纳入RNA酶中，在反应条件下通过撕裂RNA链完成核苷酸插入，最终完成RNA复制。

（生物科技行业）核酸的结构与生物学功能核酸的结构与生物学功能核酸是生物体内极其重要的生物大分子，是生命的最基本的物质之一。

最早是瑞士的化学家米歇尔于1870年从脓细胞的核中分别出来的，由于它们是酸性的，并且最先是从核中分其他，故称为核酸。

核酸的发现比蛋白质晚得多。

核酸分为脱氧核糖核酸（简称DNA）和核糖核酸（简称RNA ）两大类，它们的基本结构单位都是核苷酸（包含脱氧核苷酸）。

1 ．核酸的基本单位——核苷酸每一个核苷酸分子由一分子戊糖（核糖或脱氧核糖）、一分子磷酸和一分子含氮碱基组成。

碱基分为两类：一类是嘌呤，为双环分子；另一类是嘧啶，为单环分子。

嘌呤一般均有A、G2种，嘧啶一般有C、 T、 U3种。

这 5 种碱基的结构式以以下图所示。

由上述结构式可知：腺嘌呤是嘌呤的 6 位碳原子上的 H 被氨基取代。

鸟嘌呤是嘌呤的 2 位碳原子上的 H 被氨基取代， 6 位碳原子上的 H 被酮基取代。

3 种嘧啶都是在嘧啶 2 位碳原子上由酮基取代 H ，在 4 位碳原子上由氨基或酮基取代 H 而成，对于 T，嘧啶的 5 位碳原子上由甲基取代了 H 。

凡含有酮基的嘧啶或嘌呤在溶液中可以发生酮式和烯醇式的互变异构现象。

结晶状态时，为这类异构体的容量混杂物。

在生物体内则以酮式占优势，这对于核酸分子中氢键结构的形成特别重要。

比方尿嘧啶的互变异构反应式以以下图。

酮式（ 2 ， 4–二氧嘧啶）烯酸式（ 2 ， 4 –二羟嘧啶）在一些核酸中还存在少量其他修饰碱基。

由于含量很少，故又称微量碱基或稀有碱基。

核酸中修饰碱基多是 4 种主要碱基的衍生物。

tRNA 中的修饰碱基种类很多，如次黄嘌呤、二氢尿嘧啶、 5 –甲基尿嘧啶、 4 –硫尿嘧啶等， tRNA 中修饰碱基含量不一，某些tRNA中的修饰碱基可达碱基总量的10 ％或更多。

核苷是核糖或脱氧核糖与嘌呤或嘧啶生成的糖苷。

戊糖的第 1 碳原子（ C1）平时与嘌呤的第 9 氮原子或嘧啶的第 1 氮原子相连。

核酸的结构与功能核酸是生物体内重要的生物大分子之一，它不仅参与到遗传信息的传递和转录过程中，还在细胞生理活动中发挥着重要的功能。

本文将重点介绍核酸的结构和功能。

一、核酸的结构核酸主要由核苷酸组成，而核苷酸又由糖基、碱基和磷酸残基构成。

1. 糖基：核酸中的糖基有两种，即脱氧核糖和核糖。

脱氧核糖是构成DNA的糖基，而核糖则是RNA的糖基。

2. 碱基：碱基是核苷酸的重要组成部分，它可分为两类，嘌呤和嘧啶。

嘌呤包括腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），而嘧啶则包括胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U）。

3. 磷酸残基：磷酸残基是核苷酸的磷酸部分，通过醣苷酸的骨架连接在一起，形成了核酸的链状结构。

二、核酸的功能1. 遗传信息的传递：核酸承载着生物体的遗传信息，其中DNA是生物体遗传信息的主要媒介。

DNA分子通过编码自身的碱基序列，传递给下一代，从而实现了生物遗传的连续性。

2. 转录过程中的模板：DNA作为模板参与到转录过程中，转录酶根据DNA的碱基序列合成RNA，这个过程被称为转录。

RNA承载着从DNA传递过来的信息，进一步参与到蛋白质的合成中。

3. 蛋白质的合成：核酸在蛋白质的合成过程中发挥着重要的功能。

由DNA转录形成的RNA分子将遗传信息带到细胞质中的核糖体，核糖体根据RNA的信息合成特定的氨基酸序列，最终形成特定的蛋白质。

4. 能量传递：核酸有能量转移的功能。

在细胞生理活动中，ATP（腺苷三磷酸）作为一种常见的核苷酸，通过释放相应的磷酸，将化学能转化为细胞内能量。

5. 调节基因表达：核酸还通过一系列的调控机制来调节基因的表达。

例如，RNA干扰技术能够通过干扰特定基因的转录过程，实现对基因表达的调控。

结语：通过对核酸的结构与功能进行了解，我们深刻认识到核酸在生物体内的重要性。

作为遗传信息的承载者和调控蛋白质合成的关键参与者，核酸在维持生物体的正常功能和生理过程中起着不可忽视的作用。

进一步研究核酸的结构和功能有助于揭示生命活动的本质，并为生物技术领域的发展提供新的思路和路径。

教案《核酸结构与功能》一、教材分析本节课选自中职医学专业《 生物化学》教材，内容聚焦于核酸的结构与功能。

核酸作为生物体的遗传物质，其重要性不言而喻。

教材从核酸的基本组成单位、空间结构到功能特性，层层递进，系统阐述了核酸在生命活动中的作用。

通过本节课的学习，学生将建立起对核酸的深刻认识，为后续遗传学、分子生物学等课程的学习打下坚实基础。

二、学情分析本节课面向中职医学一年级学生，班级人数约45人，师生比例适中。

学生已初步掌握生物化学的基础知识，但对核酸这一复杂分子的认识尚浅。

学生普遍对实验操作感兴趣，具有较强的好奇心和探索欲，但理论知识记忆和理解能力有待提高。

部分学生习惯于被动接受知识，缺乏主动思考和解决问题的能力。

因此，在教学过程中，需采用多样化的教学手段，激发学生的学习兴趣，培养其自主学习能力。

三、教学三维目标知识目标：掌握核酸的基本组成单位、空间结构及其功能特性。

技能目标：能够运用所学知识解释核酸在遗传信息传递中的作用，并能进行简单的核酸实验操作。

情感目标：激发学生对生物化学的兴趣，培养严谨的科学态度和团队协作精神。

四、教学重难点教学重点：核酸的基本组成单位和空间结构。

教学难点：核酸的功能特性及其在遗传信息传递中的作用。

教学策略：采用直观教学法、案例分析法、互动问答法等，通过多媒体展示、实验操作、小组讨论等方式，帮助学生突破难点，掌握重点。

五、教法与学法教学方法：直观教学法、案例分析法、互动问答法。

学习方法：自主学习法、合作探究法、实践操作法。

六、教学准备教师准备：多媒体课件、核酸结构模型、教学视频、实验操作材料（如DNA提取试剂、离心管等）。

学生准备：预习核酸的基本概念和组成单位，准备笔记本和笔，以便记录课堂要点。

七、教学过程环节一：导入新课（5分钟）教学内容细化：在正式探索核酸的奥秘之前，教师选择了一段精心策划的科普视频，主题为“CRISPR-Cas9：基因编辑的革命”。

该视频不仅详细阐述了CRISPR-Cas9技术的工作原理，还通过动画形式展示了它如何像精准的剪刀一样，在DNA分子上剪切并修复错误的基因序列。

酸 材内容，千上万种基因，这些基因编码着不同的 遗传信息，
填写右 的
指导和控制着生物体的形态 、形态和行为等多种性
栏空白 功
状的表达和变化。
能
2．绝大多数的生物，其遗传信息贮存在DNA中，
部分病毒的遗传信息，直接贮存在RNA中，
如 HIV 、 SARS 等。
.
7
核酸有哪几种？ 核酸有 DNA和RNA 2种； 四、 五碳糖有哪几种？ 五碳糖包括核糖和脱氧核糖 ； 总结 碱基共有哪几种？ 碱基有 A、G、C、T、U ；
核苷酸有哪几类？ 核苷酸有脱氧核苷酸和核糖核苷酸。
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8
新知探究
核酸的化学组成
1．元素组成 核酸由C、H、O、N、P 5种元素组成。 (1)相对分子质量很大，大约是几十万到几百万。 (2)核苷酸是核酸的基本组成单位，即组成核酸分子的单体。
.
9
2．核苷酸 (1)组成：一个核苷酸由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一 分子磷酸组成。如下图所示：
A．核苷酸
B．脱氧核苷酸
C．核糖核苷酸
D．氨基酸
答案：A
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12
2．在生命活动中，由DNA分子蕴藏的信息所支配合成的
RNA在完全水解后，得到的化学物质是(பைடு நூலகம்)
A．氨基酸、核苷酸、葡萄糖 B．氨基酸、葡萄糖、碱基
C．脱氧核糖、碱基、磷酸
D．核糖、碱基、磷酸
解析：核酸是一类高分子化合物，其基本组成单位是核苷
.
22
典例剖析
核酸的分子组成与结构 下列关于核酸知识的表示，正确的是( )
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23
易错点提示：核酸包括脱氧核糖核酸(简称DNA)和核糖核酸 (简称RNA)。其基本结构单位分别是脱氧核糖核苷酸(简称脱 氧核苷酸)和核糖核苷酸，由C、H、O、N、P 5种元素组成。 解析：磷酸＋脱氧核糖＋碱基组成的是DNA，磷酸＋核糖＋ 碱基组成的是RNA。 答案：D

目录
第三节 RNA的结构和功能
RNA的一般结构特征
• 主要存在于细胞质中 • 单链分子为主 • 与DNA在碱基组成上的区别是RNA分 子中含有U • RNA核糖分子上C2’-OH是游离的
目录
RNA的种类、分布、功能
细胞核和胞液 核蛋白体RNA 信使RNA 转运RNA 核内不均一RNA 核内小RNA 核仁小RNA 胞浆小RNA rRNA mRNA tRNA HnRNA SnRNA SnoRNA scRNA/7SL-RNA 线粒体 mt rRNA 功 能 核蛋白体组分 转运氨基酸 成熟mRNA的前体 参与hnRNA的剪接、转运 rRNA的加工、修饰 蛋白质内质网定位合成 的信号识别体的组分
目录
二、DNA的变性(denaturation)
定义：在某些理化因素作用下，DNA双链解开 成两条单链的过程 方法：过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、 酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等 变性后其它理化性质变化：
OD260增高 比旋度下降 酸碱滴定曲线改变 粘度下降 浮力密度升高 生物活性丧失
目录 目录
（二） DNA双螺旋结构模型要点
碱基垂直螺旋轴居双螺旋内
側，以氢键配对（互补配对
形式：A=T; GC）
相邻碱基平面距离0.34nm，
螺旋一圈螺距3.4nm，一圈 10对碱基
目录
碱基互补配对 A T G C
目录
（二） DNA双螺旋结构模型要点
氢键维持双链横向稳定 性，碱基堆积力 维持双 链纵向稳定性
5.5 nm
11 nm 核小体核心颗粒
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DNA双螺旋
↓
核小体 ↓ 串珠状多核小体 ↓ 螺线管 ↓ 超螺线管 ↓ 染色单体
目录