【生物】核酸的结构和功能 课件(人教版必修1)

核酸的结构
总结词
核酸由磷酸、五碳糖和含氮碱基组成。
详细描述
核酸的基本组成单位是核苷酸，每个核苷酸由磷酸、五碳糖和含氮碱基组成。根据五碳糖的不同，可以将核苷酸 分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸两类。脱氧核糖核苷酸由磷酸、脱氧核糖和含氮碱基组成，是DNA的组成单位。 核糖核苷酸由磷酸、核糖和含氮碱基组能 量和酶等基本条件，其中模板 是亲代DNA的一条链，原料是 四种核糖核糖核苷酸，能量是 ATP，酶主要是RNA聚合酶。
转录过程
RNA转录从转录起点开始，解 开局部双链为单链状态，合成 RNA子链，最后形成一条与模 板链互补的RNA分子。
核酸的修饰与编辑
80%
修饰方式
基因突变可以发生在生殖细胞或体细 胞中，导致遗传疾病或肿瘤的发生。
THANK YOU
感谢聆听
05
核酸与生物遗传
基因与DNA的关系
基因是生物遗传信息的载体，通 过DNA分子进行遗传信息的传
递和表达。
DNA是双链螺旋结构，由四种 不同的脱氧核苷酸组成，通过碱 基配对原则进行信息储存和传递。
DNA中的基因是具有遗传效应 的DNA片段，控制着生物体的
性状和功能。
基因表达与调控
基因表达是指基因通过转录和翻译过程将DNA中的遗传信息转化为蛋白质的过程。
02
DNA的结构和功能
DNA的组成
DNA由脱氧核糖、磷酸和四种含氮碱基组成，分别是 腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧 啶（C）。
脱氧核糖是DNA的基本骨架，磷酸与脱氧核糖交替 连接形成DNA的主链。
四种含氮碱基通过氢键形成碱基对，排列顺序决定 了DNA的遗传信息。
DNA的双螺旋结构
核酸的结构和功能课件

有_B__种；含有ATGC碱基的核苷酸一共有_C__种。
A.5种 B.6种 C.7种 D.8种
20:50
二、核酸的结构 4.1、DNA的连接 DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链，通常为双链。
磷
AT
酸 二
GC
酯
键
TA
氢键
20:50
CG
二、核酸的结构 4.2 RNA的连接
RNA是由核糖核苷酸连接而成的长链，通常为单链
2. 图示核苷酸链构成的核酸
G
④ 是_D_N__A___。该物质特有的碱
基是_胸__腺__嘧__啶__，另一种核酸
A
特有的碱基为_尿__嘧__啶__。
20:50
20:50
二、核酸的结构
A 腺嘌呤 A
碱基的辨认方法
T
胸腺嘧啶
T
G 鸟嘌呤 G
20:50
cell 胞嘧啶
C
U 尿嘧啶 U
二、核酸的结构 3.2 脱氧核糖核苷酸的种类 ——4种
P 脱氧 A
核糖
腺嘌呤脱氧核糖核苷酸
P
脱氧 G
核糖
鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸
P 脱氧 C
核糖
胞20嘧:50 啶脱氧核糖核苷酸
P 脱氧 T
A.细胞中所有DNA都是染色体的组成成分 B.真核生物遗传物质为DNA，病毒遗传物质为RNA C.真核细胞的细胞核、叶绿体、线粒体都含DNA D.原核细胞的细胞核、叶绿体、线粒体都含DNA
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趁热打铁
6.下图是某核苷酸链结构图，据图回答问题：
① 1.请写出图中序号的含义：
T C
② ③
①_脱__氧__核__糖__，②__磷__酸_， ③_胞__嘧__啶__， ④_鸟__嘌__呤__脱__氧__核__苷__酸____

（3）冲洗涂片 用缓缓的蒸馏水冲洗载玻片10秒钟；
（4）染色 用2滴吡罗红甲基绿混合染色剂滴在载玻片 上，染色5分钟； 吸去多余染色剂；盖上盖玻片。
（5）观察 在低倍物镜下，寻找染色均匀，色泽浅的 区域，移至视野中央，将物像调节清晰； 转到 高倍物镜，调节细准焦螺旋，观察细胞核和细 胞质的染色情况。
⑤空间结构也千差万别
BACK
蛋白质的主要功能
1)
2) 3)
构成细胞和生物体的重要物质
催化作用：如酶 运输作用：如红细胞中的血红蛋白
4)
5)
调节作用：如胰岛素和生长激素
免疫作用：如抗体
蛋白质极度缺乏！
BACK
第3节 遗传信息的携带者
— 核酸
2004年9月8日，英国科学家杰夫 里斯在莱斯特大学举办新闻发布会， 纪念DNA指纹鉴别技术诞生20周年。
BACK
相对分子质量

蛋白质是一种高分子化合物，也就是说相对分 子质量很大的生物大分子。


蛋白质相对分子质量的变化范围很大：几千 ~100万以上 例如牛胰岛素为5700；人的血红蛋白为64500。
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氨基酸
H
结构通式

CH3 H R
C NH2
COOH
丙氨酸 甘氨酸
每种氨基酸分子至少都含有一个氨基（—NH2）和一 个羧基（— COOH）。 且都有一个氨基和一个羧基连接在碳原子上。
功能：核酸是细胞内携带遗传信
息的物质,在生物体的遗传,变异和 蛋白质的生物合成中具有及其重要 的作用.
所有生物的遗传物质都是DNA吗？
细胞生物
真核生物
原核生物 非细胞生物
大多数病毒 极少数病毒
遗传物质是DNA

• tRNA的二级结构为平面卷曲的三叶草构 型。
(2)由单链卷曲形成局部环状双链。 (3)反密码环，带有反密码子可破译遗传密码。 (4)氨基酸臂，直接结合被活化的氨基酸。
2. tRNA的二级结构
——三叶草形
氨基酸臂
茎环结构（发夹结构）
5＇
➢ 氨基酸臂
➢ DHU环 ➢ 反密码环
DHU环
➢ 附加叉（额外环）
2.因素 强酸，强碱，高温，高压，变性试剂如尿素 以及某些有机溶剂如乙醇等。
3.变性后其他理化性质变化
(1)理化性质变化
① OD260增高 ③ 粘度下降 ⑤ 比旋度下降
② 浮力密度升高 ④ 酸碱滴定曲线改变 ⑥ 生物活性丧失
DNA变性的本质是双链间氢键的断裂
(2)增色效应： DNA变性时，更多的共轭双键暴露，其溶液
(四) rRNA的种类（根据沉降系数）
真核生物 5S rRNA 28S rRNA 5.8S rRNA 18S rRNA
原核生物 5S rRNA 23S rRNA 16S rRNA
39
核糖体的组成
小亚基 rRNA 蛋白质
原核生物
（以大肠杆菌为例）
30S
16S 1542个核苷酸
21种
占总重量的 40%
一、DNA的一级结构
(一)定义 核酸（DNA或RNA）中核苷酸从5’末端
到3’末端的排列顺序。
由于脱氧核苷酸间的差异主要是碱基不同， 所以也称为碱基序列。
DNA: A、T、G、C RNA: A、U、G、C
二、DNA的二级结构 ——双螺旋结构
15
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

（1928年，Grifths，发现没解释）
2.DNA遗传作用的进一步肯定来自Alfred Hershey和Martha Chase对一个感染 大肠杆菌的病毒的研究，即用放射性同 位素32P标记噬菌体DNA，35S标记其蛋 白质外壳，再用标记的噬菌体去感染培 养的大肠杆菌，结果发现进入细菌体内， 使细菌生长、繁殖发生变化的是32P标记 的DNA，而不是35S标记的蛋白质，并且 新繁殖生成的噬菌体不含35S，只含32P。
Ribosome RNA
• 约占全部RNA的80%， • 是核糖核蛋白体的主要组成部分。 • rRNA 的功能与蛋白质生物合成相关。
核酸的分布
DNA：真核生物主要分布在细胞核中， 与组蛋白结合，以染色体形式存在；线 粒体、叶绿体中有少量DNA。
生物技术的兴起
后来的研究又发现了另一类核酸 RNA(ribonucleic acid,核糖核酸)，RNA 在遗传信息的传递中起着重要的作用。 从此，核酸研究的进展日新月异，如今， 由核酸研究而产生的分子生物学及其基 因工程技术已渗透到医药学、农业、化 工等领域的各个学科，人类对生命本质 的认识进入了一个崭新的天地。
2.tRNA (转移RNA)
Transfer RNA • 约占总RNA的10-15%。
• 它在蛋白质生物合成中起翻译氨基酸信息， 并将相应的氨基酸转运到核糖核蛋白体的 作用。
• 已知每一个氨基酸至少有一个相应的tRNA。
• tRNA分子的大小很相似，链长一般在7378个核苷酸之间。
3.rRNA (核糖体RNA)
DNA双螺旋结构模型的建立
1953年Watson和Crick创立的DNA双螺 旋结构模型，不仅阐明了DNA分子的结构 特征，而且提出了DNA作为执行生物遗传 功能的分子，从亲代到子代的DNA复制 (replication)过程中，遗传信息的传递方式 及高度保真性，为遗传学进入分子水平奠定 了基础，成为现代分子生物学发展史上最为 辉煌的里程碑。

第2章
组成细胞的分子
第3节
遗传信息的携带者—核酸
打拐DNA数据库
打拐DNA数据库，就是在全国范围内，由各地方负责 机构一方面对丢失孩子报案的家长采集DNA样本， 另一方面对各地在街头流浪乞讨和被组织从事违 法犯罪活动的未成年人一律采集DNA样本，并将这 些数据录入到专门的全国联网的统一数据库。 DNA数据搜集和数据库自动比对的结合堪称完美， 这一全球首创的方法行之有效。有了这个比对库 ，只要将所有丢失孩子的父母的血样以及失踪儿 童的血样采集到，就可以在全国范围内迅速准确
DNA:主要分布在细胞核中，少量存在 于线粒体、叶绿体内。
核酸
RNA:主要分布在细胞质中 思考：原核细胞的DNA位于？ 拟核
二、核酸在细胞中的分布
(2)实验试剂 1、0.9%的NaCl溶液（维持细胞形态） 2、8%的盐酸 3、吡罗红甲基绿染色剂（现用现配）
一、制片 （0.9%的NaCl，维持细胞正常的形 态） （8%HCl，能改变细胞膜的通透性， 二、水解 同时 使染色体中的DNA与蛋白质分离） 三、冲洗 （蒸馏水,冲洗多余盐酸）
DNA 和________ 蛋白质 分离。 __________
三、核酸的结构
1、核酸的基本组成单位是 核苷酸
磷酸
核酸
水解
核苷酸
彻底 水解
五碳 糖 碱基
一分子核苷酸＝一分子 五碳糖 + 含氮碱基 一分子 + 一分子
。
磷酸
2、核苷酸的结构简式
磷酸 含氮碱基
五碳糖
3、核苷酸的分类（据五碳糖不同） ：
种，分别是
4
构成DNA的核苷酸有
种；
构成RNA的核苷酸有 4 种。
考考你：
组成核酸的碱基有

47. 不是境况造就人，而是人造就境况。48. 你想成为幸福的人吗?但愿你首先学会吃得起苦。——屠格涅夫49. 成功的时候，都说是朋友。但只有母亲——她是失败时的伴侣。——郑振峄 50.在我们的一生中，没有人会为你等待，没有机遇会 为你停留，成功也需要速度 51.不论做什么事，都要相信你自己，别让别人的一句话将你击倒。人生没有对错，只有选择后的坚持，不后悔，走下去，走着走着，花就开了。52.吃别人吃不了的苦，忍别人受不了的气，付出比别人更多的，才 会享受的比别人更多。53.我们每个人的人生之舟都需要自己掌舵，自己掌控。懂得，是跌倒了依然会选择站起，失败了依然会选择重来，受伤了依然会选择坚强;懂得，是在黑暗中依然不迷失方向，在生死关头依然不乱了方寸，在灾难包围 中依然会微笑前行。54.思路清晰远比卖力苦干重要，心态正确远比现实表现重要，选对方向远比努力做事重要，做对的事情远比把事情做对重要。成长的痛苦远比后悔的痛苦好，胜利的喜悦远比失败的安慰好。55.再大的事，到了明天就是 小事，再深的痛，过去了就把它忘记，就算全世界都抛弃了你，——你依然也要坚定前行，因为，你就是自己最大的底气。56.人生路上常有风雨，需要一个好的心态。再难的路，只要不放弃，一直走下去，总会走到终点;再重的担子，笑着 是挑，哭着也是挑，又何必让自己难堪;再不顺的生活，撑一撑，也就过去了，笑容，最终会出现在脸上。57.最精美的宝石，受匠人琢磨的时间最长。最贵重的雕刻，受凿的打击最多。58.只有对过去既往不咎，才能甩掉沉重的包袱；只有能 够看轻自己，才能做到轻装上阵。只要不放弃，就没有什么能让自己退缩；只要够坚强，就没有什么能把自己打垮。59.学会驾驭自己的生活，即使困难重重，也要满怀信心的向前。不自怜不自卑不哀怨，一日一日过，一步一步走，那份柳暗 花明的喜乐和必然的抵达，在于我们自己的修持。真正想做成一件事，不取决于你有多少热情，而是看你能多久坚持。60.永远不要沉溺在安逸里得过且过，能给你遮风挡雨的，同样能让你不见天日。只有让自己更加强大，才能真正的撑起一 片天。61.人生中谁都有梦想，但要立足现实，在拼搏中靠近，在忍耐中坚持，别把它挂在嘴边，常立志者无志。62.人这一辈子，其实做不了几件事，所以想做的事就赶紧去做，并且尽量把它做到最好，这样才不会留下太多的遗憾和悔恨。 淡看人生苦痛，淡薄名利，心态积极而平衡，有所求而有所不求，有所为而有所不为，不用刻意掩饰自己，不用势利逢迎他人，只是做一个简单真实的自己。63.你所做的事情，也许暂时看不到成果，但不要灰心或焦虑，你不是没有成长，而 是在扎 64.无论你从事什么行业，只要做好两件事就够了：一个是专业、一个是人品。专业决定了你的存在，人品决定了你的人脉；剩下的就是坚持。65.给自己的三句话：一、年轻，什么都还来得及;二、不要纠缠于小事;三、你现在遇到的 事都是小事。66.生活只有两种选择：重新出发，做自己生命的主角；抑或停留在原地，做别人的配角。67.决定你的人生高度的，不是你的才能，而是你的人生态度！限制你的，从来就不是什么年龄，而是你的心态！68.水再浑浊，只要长久 沉淀，依然会分外清澄；人再愚钝，只要足够努力，一样能改写命运！69.人最大的对手，就是自己的懒惰；做一件事并不难，难的在于坚持；坚持一下也不难，难的是坚持到底；你全力以赴了，才有资格说自己运气不好；感觉累，也许是因 为你正处于人生的上坡路；只有尽全力，才能迎来美好的明天！70.有理想，有目标，攒足力量向前冲;有勇气，有信心，艰苦奋斗不放松;有恒心，有毅力，百折不挠不认输;加把劲，提提神，前途光明见曙光。71.想要体面生活，又觉得打拼 辛苦；想要健康身体，又无法坚持运动。人最失败的，莫过于对自己不负责任，连答应自己的事都办不到，又何必抱怨这个世界都和你作对？72.人生从来没有固定的路线，决定你能够走多远的，并不是年龄，而是你的努力程度。无论到了什 么时候，只要你还有心情对着糟糕的生活挥拳宣战，都不算太晚。迟做，总比不做好！73.任何打击都不应该成为你堕落的借口，你改变不了这个世界，但你可以改变自己，选择一条正确的路，坚定的走下去。74.也许你一生中走错了不少路， 看错不少人 ，承受了许多的叛逆，落魄得狼狈不胜， 但都无所谓，只要还活着，就总有盼望，余生很长， 何必慌张 75.这世界上，没有能回去的感情。就算真的回去了，你也会发现，一切已经面目全非回去的，只是存于心底的记忆。是的， 回不去了，所以，我们只能一直往前。76.鸡汤再有理，终究是别人的总结。故事再励志，也只是别人的经历，只有你自己才能改变自己。77.理想艰险，遇到再大的困难，想着为自己的理想奋斗，也不会选择放弃。即使在阴霾的云沙下，也 会想到苍天苏醒的风和日丽。即使在封闭的角落中也会让心灵驰骋在广阔的草原上。78.只要勇于去博，英勇去闯，就可闯出一片属于自己天地，以实现人生出色。不管结局能否完美，至少你享受拼搏的过程，就是人生的成功，就是胜者。79. 一个人想要优秀，你必须接受挑战！一个人想要尽快优秀，就要寻找挑战！80.人最大的对手，就是自己的懒惰；做一件事并不难，难的在于坚持；坚持一下也不难，难的是坚持到底；你全力以赴了，才有资格说自己运气不好；感觉累，也许 是因为你正处于人生的上坡路；只有尽全力，才能迎来美好的明天！81.每个人都有一行热泪，苦也要面对，因为坚强；每个人都有无言的伤，痛也要承受，因为成长。82.每一份坚持都是成功的累积！只要相信自己，总会遇到惊喜；每一种 生活都有各自的轨迹！记得肯定自己，不要轻言放弃；每一个清晨都是希望的开始，记得鼓励自己！83.我没有靠山，自己就是山！我没有天下，自己打天下！我没有资本，自己赚资本！这世界从来没有什么救世主。我弱了，所有困难就强了。 我强了，所有阻碍就弱了！活着就该逢山开路，遇水架桥。生活，你给我压力，我还你奇迹！.你要记得，在这个世界上，你是独一无二的，没人像你，你也不需要去代替谁。在你的人生舞台上，你是自己的主角，不需要去做谁

Байду номын сангаас
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(2)实验步骤 制血涂片并干燥
固定：体积分数为 70% 的酒精溶液，固定 10 min
染色： 甲基绿—派洛宁染液 ，染色 15 min
12/10/2021
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冲洗：蒸馏水冲洗血涂片 1 s～2 s 目的：去除多余染料
速浸：体积分数为95% 的酒精溶液反复速浸 10～20 s，进一步脱水固定晾干
12/10/2021
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【解析】 在“DNA 和 RNA 在细胞中的分布”的实验中，A 选项中应在 染色后用蒸馏水冲洗掉多余染液，时间为 1～2 s，然后再速浸。所用的染色剂是 甲基绿—派洛宁混合染液，即混合后才能使用，其中甲基绿易与 DNA 结合使之 显示绿色，结果发现 DNA 主要分布在细胞核中，也有少量 DNA 分布在线粒体 或叶绿体中。核酸所携带的遗传信息是由核苷酸的排列次序表现的。
【答案】 C
12/10/2021
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2．对“DNA 和 RNA 在细胞中的分布”实验和核酸的描述中，下列叙述正 确的是( )
A．观察“DNA 和 RNA 在细胞中的分布”实验中的操作步骤：制血涂片并 干燥→酒精固定→染液染色→酒精速浸→晾干
B．在“DNA 和 RNA 在细胞中的分布”实验中，需将两滴派洛宁和甲基绿 先后滴在载玻片上
中文名 元素组成 基本单位
DNA 脱氧核糖核酸 C、H、O、N、P
脱氧核苷酸
RNA 核糖核酸
核糖核苷酸
12/10/2021
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二、DNA的高级结构是超螺旋结构
超螺旋结构(superhelix 或supercoil)
DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。
正超螺旋(positive supercoil) 盘绕方向与DNA双螺旋方同相同。
负超螺旋(negative supercoil) 盘绕方向与DNA双螺旋方向相反。
原核生物DNA多为环状，以负超螺旋的形式存在，平均 每200碱基就有一个超螺旋形成。
➢ DNA染色质呈现出的串珠样结构。
➢ 染色质的根本单位是核小体(nucleosome)。
核小体的组成
DNA：约200bp
组蛋白：H1 H2A，H2B H3 H4
核小体串珠样的结构
H2A
H4 DNA双链
H1
H2B
H3
核小体连接区
5.5 nm
11 nm
核小体核心颗粒
双链DNA的折叠和组装
第一层次折叠 第二层次折叠
三、DNA是遗传信息的物质根底
➢ DNA的根本功能是以基因的形式荷载遗传信息，并作为 基因复制和转录的模板。它是生命遗传的物质根底，也是 个体生命活动的信息根底。
➢ 基因从结构上定义，是指DNA分子中的特定区段，其中的核苷 酸排列顺序决定了基因的功能。
第三节
RNA的结构与功能
一个脱氧核苷酸3的羟基与另一个核苷酸5的α-磷酸基 团缩合形成磷酸二酯键(phosphodiester bond)。
多个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键构成了具有方向性 的线性分子，称为多聚脱氧核苷酸(polydeoxynucleotide)， 即DNA链。
5´-末端
C
磷酸二酯键 A
磷酸二酯键
G
3´-末端
N 糖苷键