下载文档原格式
核酸的组成及种类一、核酸的组成核酸是由核苷酸组成的生物大分子，它是构成生物体遗传物质的重要组成部分。
核苷酸是由碱基、糖和磷酸组成的。
1. 碱基碱基是核苷酸的主要组成部分，包括嘌呤和嘧啶两类。
嘌呤碱基包括腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），嘧啶碱基包括胸腺嘧啶（T）、尿嘧啶（U，只存在于RNA中）和胞嘧啶（C）。
2. 糖糖是核苷酸的另一个重要组成部分，有两种类型的糖：脱氧核糖和核糖。
脱氧核糖存在于DNA中，核糖存在于RNA中。
3. 磷酸磷酸是核苷酸的第三个组成部分，它与糖分子连接形成糖磷酸骨架，稳定了核苷酸的结构。
二、核酸的种类核酸主要分为两类：脱氧核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
1. 脱氧核酸（DNA）脱氧核酸是生物体内存储遗传信息的主要分子。
它的碱基包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。
DNA由两条互补的链以双螺旋结构存在，通过碱基间的氢键相互连接。
其中，腺嘌呤和胸腺嘧啶通过两个氢键连接，鸟嘌呤和胞嘧啶通过三个氢键连接。
2. 核糖核酸（RNA）核糖核酸是参与蛋白质合成的重要分子。
与DNA不同，RNA只有单链结构，其碱基包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、尿嘧啶（U）和胞嘧啶（C）。
RNA分为多种类型，包括信使RNA（mRNA）、转运RNA（tRNA）和核糖体RNA（rRNA）。
mRNA将DNA中的遗传信息转录成RNA，tRNA将氨基酸运输到核糖体上进行蛋白质合成，rRNA则是核糖体的主要组成部分。
三、核酸的功能核酸在生物体内具有多种重要功能。
1. 存储和传递遗传信息DNA通过碱基序列的编码，存储了生物体的遗传信息，并且能够通过DNA复制的过程将这些信息准确地传递给下一代。
2. 蛋白质合成DNA转录成mRNA后，mRNA通过蛋白质合成的过程将遗传信息转化为蛋白质。
tRNA和rRNA在蛋白质合成过程中起着重要的辅助作用。
3. 能量转化核酸分解产生的核苷酸可以通过代谢途径转化为能量，为生物体提供生存所需的能量来源。
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。
第三节核酸一、核酸的组成（一）天然核酸的分类根据组成中所含戊糖的不同：分为：脱氧核糖核酸(DNA)——绝大多数生物体的遗传物质核糖核酸(RNA)——少数生物体的遗传物质（二）核酸的组成核酸是一种生物大分子，相对分子质量可达上百万。
核酸在酶的作用下，可以发生水解反应，过程如下：因此，核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子。
其中的戊糖是核糖或脱氧核糖，它们均以环状结构存在于核酸中，对应的核酸分别是核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。
碱基是具有碱性的杂环有机化合物，RNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶(分别用字母A、G、C、U表示),DNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶(用字母T表示)。
碱基与戊糖缩合形成核苷，核苷与磷酸缩合形成了组成核酸的基本单元—核苷酸，核苷酸缩合聚合可以得到核酸：二、核酸的结构（一）DNA 分子的双螺旋结构特点1、DNA 分子由两条多聚核苷酸链组成，两条链平行盘绕，形成双螺旋结构。
2、每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，碱基排列在内侧。
3、两条链上的碱基通过氢键作用，腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对，鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对，结合成碱基对，遵循碱基互补配对原则。
如下图所示是碱基互补配对时形成氢键的示意图，图中的虚线表示氢键。
（二）RNA 的结构特点RNA 也是以核苷酸为基本构成单位，其中的戊糖和碱基与DNA 中的不同，核糖替代了脱氧核糖，尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T)。
RNA 分子一般呈单链状结构，比DNA 分子小得多三、核酸的生物功能（一）基因的定义有一定碱基排列顺序的DNA 片段含有特定的遗传信息，被称为基因。
（二）核酸的生物功能核酸是生物体遗传信息的载体。
DNA 分子上有许多基因，决定了生物体的一系列性状。
RNA 则主要负责传递、翻译和表达DNA 所携带的遗传信息。
（三）DNA 分子的复制在细胞繁殖分裂过程中，会发生DNA 分子的复制。
核酸的组成和分类核酸的组成和分类核酸的基本结构单位是核苷酸，核苷酸由核苷和磷酸组成，核苷由碱基和戊糖组成。
DNA 中戊糖为 D-2-脱氧核糖D-2-deoxyribose，碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶;RNA 中戊糖为 D-核糖D-ribose，碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶。
碱基和戊糖的化学结构组成核酸的碱基主要为嘌呤衍生物和嘧啶衍生物，核酸中的嘌呤衍生物都是腺嘌呤和鸟嘌呤。
嘌呤碱基由母体化合物嘌呤衍生而来。
嘧啶碱基是母体化合物嘧啶的衍生物，DNA:嘧啶衍生物为胞嘧啶和胸腺嘧啶，RNA:嘧啶碱为胞嘧啶和尿嘧啶，但 tRNA 中含有少量胸腺嘧啶核酸中还发现一些修饰碱基，也称稀有碱基，它们绝大部分也都是嘌呤和嘧啶类化合物。
稀有碱基含量很少，种类却很多，以甲基化的碱基居多。
核酸中，tRNA 含稀有碱基最多，含量可高达 10,。
(自己画结构) DNA RNA 尿嘧啶(U) 56-二氢尿嘧啶(DHU) 5,羟甲基尿嘧啶(hm5U) 5,甲基尿嘧啶，即胸腺嘧啶 T 5,甲基胞嘧啶(m5C) 4,硫尿嘧啶(s4U) 5,羟甲基胞嘧啶(hm5C) 5,甲氧基尿嘧啶(mo5U) N6,甲基腺嘌呤(m6A) N4-乙酰基胞嘧啶(ac4C) 2-硫胞,甲基腺嘌呤(m1A) N6N6-二甲基腺嘌呤(m26A) N6-异戊烯基嘧啶(s2C) 1腺嘌呤(iA) 1,甲基鸟嘌呤(m1G) N1N2N7-三甲基鸟嘌呤m32，2， 7G 次黄嘌呤(I) 1,甲基次黄嘌呤(m1I) 核酸根据戊糖的种类分类，构成 DNA 的戊糖是 D-2-脱氧核糖，RNA 链的戊糖是 D-核糖。
此外还发现有 D-2-O-甲基核糖。
糖环上的 C 原子编号为1’，2’，3’，4’，5’。
核苷戊糖与碱基缩合而成的化合物称、核苷的分类按照戊糖种类的不同:核糖核苷，脱氧核糖核苷，2-O-为核苷。
1甲基核苷;按照碱基的不同:嘌呤核苷和嘧啶核苷2、核苷的结构特点核苷结构中糖基与碱基以β-糖苷键相连，称为 N-糖苷键，核苷中戊糖均为呋喃型环状结构。
在空间结构上碱基与糖环平面互相垂直，在 DNA 双螺旋中碱基配对是以反式定位的，碱基上的氨基或酮基可以互变异构为亚氨基或烯醇基。
不同 pH 条件下核苷有不同的解离态。
核苷酸 1、种类核苷的磷酸酯叫核苷酸，分为核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸两大类。
核糖核苷的戊糖分别可形成2’ 、3’、5’三种核苷酸;脱氧核糖核苷只能形成3’和5’-核苷酸;2’-O-甲基核苷也只有两种核苷酸。
生物体内存在的游离核苷酸多以5’形式存在，碱水解 RNA 时，可得到2’3’,核糖核苷酸的混合物。
2、核苷酸的结构 3、多磷酸核苷酸核苷中戊糖的羟基被一个磷酸单酯化，称单磷酸核苷酸或单磷酸酯，核苷还有二磷酸酯和三磷酸酯。
细胞中含有少量游离存在的多磷酸核苷酸，它们既可以作为核酸合成的前体，也可以是生物体内的辅酶或能量载体。
(ATP) 4、环核苷酸在细胞中的含量很低，却有极重要的生理功能，在细胞内往往作为重要的调节分子和信号分子，常被称之为“第二信使”。
常见的环核苷酸有3’5’-环化腺苷酸 (cAMP)和3’5’-环化鸟苷酸(cGMP)核酸分子的结构及表示方法 1、结构核酸是由核苷酸通过3’5’-磷酸二酯键连接而成的线性分子 2、表示方法 1)碱基表示法 ademine:Ade thymine:Thy 一般不使用碱基符号2)核苷的表示法核苷一般以单字母表示，A、G、C、U，脱氧核苷以 dA dG dC dT 表示;修饰成分的表示方法是在缩写符号左面以小写英文字母和数字注明取代基种类、数目和位置。
例如:m26A:即 N6N6,二甲基腺苷;m3227G:即 N2N2N7,三甲基鸟苷3 核苷酸的表示法核苷符号左方的小写字母p，表示5’-磷酸酯，核苷符号右方的小写字母 p，表示3’-磷酸酯。
如pA:5’-腺苷酸，Cp:3’-胞苷酸。
多磷酸酯以小写字母 p 的数目表示，ppU;pppA;ppGpp:鸟苷四磷酸，3’5’-环化核苷酸书写为 cAMP，cGMP 等。
4)核酸链的表示法从左向右从5’ 端写至3’ 端5’pApGpC pUpC3’ ，AGC UC，AGC UC 竖线表示核酸的戊糖碳链，A、G、C、T 表示碱基，p 代表磷酸基，p 引出的斜线一端与C3’相连另一端与C5’相连DNA 分子的碱基组成 1、A T、G C ，A G T C 2、DNA 的碱基组成具有特异性不同物种的 DNA 有自己独特的碱基组成，同一物种的DNA 没有组织和器官的特异性，也不随年龄、环境和营养状态变化DNA 的一级结构 DNA 的一级结构就是核苷酸在 DNA 分子中的排列顺序。
DNA 是由 A、T、G、C 四种脱氧核糖核苷酸通过3’5’-磷酸二酯键连接起来的直线型或环型多聚体， DNA 也是一种生物高分子。
生命信息绝大部分贮存在 DNA 分子中，以核苷酸不同的排列顺序编码在DNA 分子上，核苷酸排列顺序变了，其生物学含义也就不同了。
DNA 分子结构无支链。
DNA 的二级结构 1、双螺旋结构的基本特征 1)主链两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴以右手螺旋相互盘绕而成。
多核苷酸链的方向习惯上以C3’?C5’为正向，磷酸核糖处于螺旋外侧，是亲水性的，糖环平面与中心轴平行。
2)碱基对由于几何形状的限制，只有嘧啶和嘌呤配对形成的碱基对才能合适地安置在双螺旋内，碱基位于双螺旋内侧，碱基平面与中心轴垂直，两条核苷酸链依靠碱基之间的氢键维系。
碱基之间的疏水作用可导致碱基堆积，碱基堆积力和碱基对之间的氢键共同稳定了双螺旋结构。
碱基互补原则:A 与 T 配对，形成两个氢键，G 与 C 配对，形成三个氢键。
该原则是 DNA复制、转录等的分子基础。
3)大沟和小沟双螺旋表面有两条螺形凹沟，一条深，一条浅，深的称大沟，1.2nm，宽深 0.8nm，浅的称小沟，宽 0.6nm，深 0.75nm 4)结构双螺旋平均直径为 2nm，相邻碱基对之间的距离，也称碱基堆积。
距离是0.34nm，相邻碱基之间的夹角为 36O，每 10 个核苷酸形成一个螺旋，螺距 3.4nm。
实际的DNA 分子平均每一螺周含 10.4 个碱基对，二个配对碱基不在同一平面，而是扭曲成螺旋浆状，以提高碱基堆积力，使 DNA 结构更稳定。
2、双螺旋结构的类型 1)B-DNA 相对湿度为 92 时得到的 DNA 钠盐纤维，这种 DNA 称 B 型 DNA，生物体内天然状态的 DNA 几乎都以 B-DNA 形式存在。
以上讨论的双螺旋特征均为 B 型双螺旋。
2)A-DNA 当 DNA 钠盐(或钾盐、铯盐)在相对湿度 75时，DNA 就处于 A 型构象。
A-DNA 也是由两条反向的多核苷酸链组成的双螺旋，也为右手螺旋，但螺体宽而短，碱基平面与螺旋轴有 19 O 的倾角，上下两个碱基相差 2.56，二个相邻碱基的夹角是 32.7 O，螺距为 28。
RNA 分子的双螺旋区及 RNA-DNA 杂交双链的结构类似于 A-DNA。
A 型和 B型结构是 DNA 分子的 2 个基本双螺旋形式，A 型结构的螺旋比 B 型螺旋更紧，碱基倾角更大，大沟的深度比小沟深得多。
3)Z-DNA 自然界中还有一种 Z-DNA，为左手螺旋，所以它也称左旋 DNA。
B-DNA与 Z-DNA 之间可以互变 3、三螺旋 DNA 在三股螺旋中，通常是一条同型寡核苷酸与寡嘧啶核苷酸,寡嘌呤核苷酸双螺旋的大沟结合，第三股核苷酸链与寡嘌呤核苷酸之间为同向平行，第三股链的碱基可与 Watson-Crick 碱基对中的嘌呤碱基形成Hoogsteen 氢键。
三股螺旋中的第三股既可以来自分子间，也可以来自分子内。
比如，当 DNA 的一段多聚嘧啶核苷酸或多聚嘌呤核苷酸组成镜像重复(即 H-回文结构) ，就可以回折产生三螺旋结构。
DNA 的三级结构DNA 的三级结构指 DNA 分子通过扭曲和折叠所形成的特定构象，包括不同二级结构单元间的相互作用，单链与二级结构的相互作用以及 DNA 的拓扑特征。
环状 DNA:生物体内有些 DNA 分子以双链环型 DNA形式存在，如细菌染色体 DNA，质粒 DNA，细胞器 DNA 等。
正常的 DNA 分子处于能量最低状态，如果将正常的双螺旋拧紧或拧松，分子会产生额外张力。
若双螺旋末端是开放的，张力可以通过链的转动而释放，如果末端被固定或形成环状分子，张力只能在内部消化，即 DNA内部原子的位置会重排，导致分子扭曲以抵消张力，这种扭曲就称为超螺旋。
超螺旋是 DNA 三级结构的一种形式。
天然 DNA 分子的超螺旋一般为负超螺旋，超螺旋的 DNA 结构比较紧密，密度较大，在离心场中移动较快，在电泳中泳动的速度也比较快，应用超离心及凝胶电泳可以分离不同构象的 DNA。
DNA 分子的一些重要特性 1、DNA 分子的长度大肠杆菌染色体 DNA——bp:4×106MW:2.6×109长度:1.4×106nm(L/D?7105)人类 DNA 分子——bp:3.2×109长度约 1 米(L/D?108)。
极易受机械力的影响而降解。
2、DNA 分子的稳定性 DNA 在生理状态下十分稳定，维持这种稳定性的主要因素是氢键和碱基堆积力。
氢键:G,C gt A-T，碱基堆积力:相邻两个螺旋间碱基的π 电子之间可以产生π,π 堆积。
DNA 的碱基集中在双螺旋内侧，层层堆积起来的碱基在螺旋内形成了强大的疏水区，使之与介质中的水分子隔开。
维持 DNA 分子稳定性的其它因素还有正负电荷之间的静电引力和范德华力。
(介质中的阳离子与核苷酸中的 PO4-3) 3、DNA 分子的可塑性由于热力学作用，在溶液中，DNA 骨架上的共价键转角会改变，引起 DNA 分子的弯曲，缠绕或伸展。
4、DNA 分子结构中的碱基互变异构体 DNA 的化学性质与碱基上的氢原子位置有关，碱基上的氢原子具有较固定的位置 A 和 C 上的氮原子基本上是以 NH2 形式存在，只有少数亚胺基;同样 G 和 T 上的氧常常是酮式，很少有烯醇式。
这一现象具有极重要的生物学意义它是碱基互补原则、双螺旋结构、DNA 复制乃至遗传学的基础。
互变异构偶尔会发生，极端情况下碱基会有不同的解离态，这是 DNA 突变的原因之一，也会导致生物的进化RNA 分子的组成及二级结构 1、RNA 的组成 RNA 的组成与 DNA 类似，也由四种核糖核苷酸组成:腺嘌呤核糖核苷酸，鸟嘌呤核糖核苷酸，胞嘧啶核苷酸和尿嘧啶核苷酸。
与 DNA 相比，核糖核苷酸中，核糖替代了脱氧核糖，尿嘧啶取代了胸腺嘧啶。
RNA 组成上的另一个特点是存在稀有碱基，尤其是tRNA 中稀有碱基为数较多。
