核苷酸的分子结构(核苷酸2类8种)
核苷酸发现、种类分布与组成
O
HN
NH
5 O
HO CH 2 O H H 1'
H
H
OH OH
假尿嘧啶核苷 (p s e u d o u rid in e )
(ψ)
还有一些核苷,它们的碱基不是嘌呤环,但可把它 们看作是鸟苷的衍生物,如Y核苷、Q核苷.
R' O
N
N
H 3C
NNN
CH 3 R
W (Y )核 苷 (W yo s in e )
A
嘌呤核苷〔1’,9〕
➢ 生物体中两大类核苷： 核糖核苷〔核苷〕：A、G、C、U 脱氧核糖核苷〔脱氧核苷〕：dA、dG、dC、dT
➢ 修饰核苷：
也称稀有核苷,包括三种情况： 1.由修饰碱基和糖组成的核苷
O
H
HN
H
H ONH
R
5 ,6 -d ih y d ro u rid in e (D o r h U )
1.1 核酸的发现、 核酸的种类、分布与组成
一、核酸的发现
1868年 瑞士科学家Miescher 核素<nuclein> 脓细胞 含磷量很高的酸性物质 1889 Altmann 首次提出"核酸"<nucleic acid>
DNA的发现者 Miescher
二、核酸的种类与分布
种类
分布
原核生物：核质区、质粒
H +
H +
H +
p K a 1 = 2
H 3 P4O
-p K a 2 = 7 H 2 P4O
2 -p K a 3 = 1 2 H4 PO
3 P4O
4.核苷〔nucleoside〕
核苷的结构
Chapter 2 核酸的结构与功能教学教材
核酸的结构与功能
Structures and Functions of Nucleic Acids
内容
2.1 核酸的种类与分布 2.2 核苷酸 2.3 DNA的分子结构 2.4 核酸与蛋白质的复合体 2.5 RNA的分子结构 2.6 核酸的理化性质
2
2.1 核酸（Nucleic acid） 的种类与分布
48
（四）DNA双螺旋结构的多样性
49
双螺旋DNA的类型及相关参数
类型 螺旋方向
存在条件
螺距 碱基数/螺旋 碱基倾角
A-DNA 右手
相对湿度75% 2.53 nm
11
19°
B-DNA 右手
相对湿度92% 3.54 nm
10.4
1°
Z-DNA 左手 嘌呤－嘧啶二核 4.56 nm
12
苷酸为重复单位
N=A/U/G/C
同样，dNDP、dNTP， N=A/T/G/C
腺嘌呤 腺苷
16
核苷多磷酸的生物学功能:
§NTP和dNTP分别是RNA和DNA的直接前体。 §ATP分子的最显著特点是含有两个高能磷酸键。水
解时, ATP可以释放出大量自由能，推动生物体内 各种需能的生化反应。 §UDP、ADP、GDP在多糖合成中，可作为携带葡 萄糖基的载体；CDP在磷脂合成中可作为携带胆 碱的载体。 §GTP、CTP、UTP在某些生化反应中也具有传递能 量的作用。
11
稀 有 碱 基
大多甲基化碱基，tRNA含量丰富 (高达10％) 12
2.2.3 戊糖
β-D-核糖
β-D-脱氧核糖
13
2.2.4 核苷
碱基和核糖（或脱氧核糖）通过C-N 糖苷 键连接形成核苷（或脱氧核苷）。
遗传信息的携带者——核酸导学案含答案
第3节 遗传信息的携带者——核酸课前自主预习案一、核酸的种类种类⎩⎪⎨⎪⎧脱氧核糖核酸(DNA )核糖核酸(RNA )二、核酸的功能(1)细胞内携带遗传信息的物质。
(2)在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
三、核酸的分布（新课程标准以及删掉了“观察DNA 和RNA 在细胞中的分布”） 根据核酸的功能判断：核酸核酸存在于 中，DNA 主要存在于 中，RNA 主要存在于细胞质中。
四、核酸的分子结构 1．核苷酸的种类和组成(1)种类⎩⎪⎨⎪⎧分类依据：五碳糖的不同类别：脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸(2)组成：①脱氧核糖核苷酸：构成DNA 的基本单位。
②核糖核苷酸：构成RNA 的基本单位。
2．核酸的种类和组成3．核酸的多样性(1)原因：组成核酸的核苷酸的数目不同和排列顺序的多样化。
(2)遗传信息的储存：①绝大多数生物的遗传信息储存在DNA 分子中。
②少数病毒的遗传信息储存在RNA 中，如HIV 、SARS 病毒。
判断下列叙述的正误(1)核苷酸包括DNA 和RNA 两类( ) (2)核酸的主要功能是携带遗传信息( )(3)DNA 只分布于细胞核中，RNA 只分布于细胞质中( )(4)一分子脱氧核糖核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成的()答案：(1)×(2)√(3)×(4)√课堂互动探究案【课程标准】概述核酸由核苷酸聚合而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子【素养达成】阅读教材图示，说出核酸的种类，并能简述核酸的结构和功能。
(生命观念)新浪网消息：德国马克斯·普朗克研究所从事植物育种研究的科学家们已经确定了一种高山南芥(俗称高山岩石水芹)所使用的分子信号，可标记其年龄，他们发现，这种植物的年龄与短核糖核酸(称为miR156)的数量显著相关。
核酸究竟是由什么物质组成的呢？它具有怎样的结构呢？它在生命活动中有何作用？探究点核酸的种类、分布、结构和功能【师问导学】名称DNA(脱氧核糖核酸) RNA(核糖核酸)组成元素C、H、O、N、P基本组成单位脱氧核糖核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种)化学组成五碳糖脱氧核糖核糖含氮碱基A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)T(胸腺嘧啶)(特有) U(尿嘧啶)(特有)无机盐磷酸一般结构由两条脱氧核糖核苷酸长链结构构成由一条核糖核苷酸长链构成分布主要在细胞核中，线粒体和叶绿体中有少量主要在细胞质中，线粒体和叶绿体中有少量功能绝大多数生物(细胞生物和大部分病毒) 的遗传物质某些病毒(少数病毒)的遗传物质答案：根据五碳糖和碱基的种类判断：有脱氧核糖和T的是DNA，有核糖和U的是RNA。
【同步课件】第2章 组成细胞的分子 5核酸是遗传信息的携带者
物质 DNA RNA
初步水解的产物 脱氧核苷酸 核糖核苷酸
彻底水解的产物 磷酸、脱氧核糖和碱基
磷酸、核糖和碱基
第2章 组成细胞的分子
如何判定某种生物的遗传物质？ 提示：生物体内既有DNA又有RNA存在时，DNA是遗传物质；只有RNA 存在时，RNA是遗传物质，如某些RNA病毒：HIV、SARS病毒等。
第2章 组成细胞的分子
错因分析：不能准确识别核苷酸的种类及功能，特别是五碳糖和碱 基的连接。
【答案】C 【解析】(1)由题意可知，a为五碳糖、b为核苷酸，根据所含五碳 糖的不同，核苷酸可分为两种：脱氧核苷酸和核糖核苷酸。(2)脱氧核 苷酸是组成DNA的基本单位，其特有的成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶。(3) 核糖核苷酸是组成RNA的基本单位，其特有的成分是核糖和尿嘧啶。
第2章 组成细胞的分子
第2章 组成细胞的分子
第5节 核酸是遗传信息的携带者
第2章 组成细胞的分子
课标要点
1．了解核酸的分类及 其基本功能 2．结合核酸的基本单 位和化学成分比较 DNA和RNA的异同点
学法指导
1．生命观念：从结构与功能角度概述 核酸由核苷酸构成，与储存和传递遗 传信息相适应 2．科学思维：通过归纳与概括DNA与 RNA在结构上的区别，能判断DNA和 RNA在含氮碱基、核苷酸种类与生物 种类的关系
第2章 组成细胞的分子
[对点精练]
1．不同生物含有的核酸种类不同。原核生物和真核生物同时含有
DNA 和 RNA ， 病 毒 体 内 只 含 有 DNA 或 RNA 。 下 列 各 种 生 物 中 关 于 碱
基、核苷酸、五碳糖种类的描述正确的是( )
选项
生物(细胞)
碱基 核苷酸 五碳糖
氨基酸和核苷酸
精氨酸
产生重要的信号物质一氧化氮（NO）；参加合成尿素的鸟氨酸循环
甲硫氨酸
为体内的毒物或药物甲基化代谢提供甲基，起到解毒的作用
天冬氨酸
神经递质；三羧酸循环中的重要成分；参加合成尿素的鸟氨酸循环
酪氨酸
黑色素
组氨酸
脱羧形成的组胺具有血管舒张作用，并参与多种变态反应
目录
第十七页，讲稿共五十页哦
非蛋白质组成氨基酸及其衍生物功能举例
-氨基参与体内多种化学反应。氨基酸的-氨基能与醛类化 合物生成弱碱，称为Schiff碱（亚胺，含有C==NH 的有机化 合物），这是体内氨基酸转氨基作用的中间代谢物。
目录
第二十二页，讲稿共五十页哦
（三） 可利用氨基酸理化特性对其进行定性 定量分析
氨基酸与茚三酮试剂发生呈色反应
氨基酸与2，4-二硝基氟苯（DNFB）反应生成二硝基苯
5.65
目录
第九页，讲稿共五十页哦
(4)侧链含碱性基团的氨基酸属于碱性氨基酸
此类氨基酸有赖氨酸、精氨酸和组氨酸，其侧链分别 含有氨基、胍基和咪唑基，均可发生质子化，使之带 正电荷。
侧链含碱性基团的氨基酸
精氨酸 Arginine
Arg R
赖氨酸 Lysine 组氨酸 Histidine
Lys K His H
目录
第二十六页，讲稿共五十页哦
第二节
核苷酸的结构与功能
The Structure and Function of Nucleotides
目录
第二十七页，讲稿共五十页哦
核酸（nucleic acid）是生物信息大分子
天然存在的核酸可以分为 ：
脱氧核糖核酸： 其基本组成单位是脱氧核糖核苷酸 （ deoxyribonucleotide， DNA ）
高中生物必修一第二章第三节核酸
第三节遗传信息的携带者—核酸一、核酸1.概念：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极其重要的作用。
2.分类：①脱氧核糖核酸，简称DNA。
信使RNA（mRNA）②核糖核酸，简称RNA。
根据五碳糖的不同转运RNA（tRNA）核糖体RNA（rRNA）【习题一】下列有关核酸的叙述，正确的是（）A．核酸含有C、H、O、N、P五种元素B．骨骼肌细胞中的DNA只分布在细胞核内C．生物的遗传信息都储存在DNA分子中D．细菌含有DNA和RNA，两者都是遗传物质【分析】核酸包括DNA和RNA两种，DNA和RNA的比较：英文缩写基本组成单位五碳糖含氮碱基存在场所结构DNA 脱氧核糖核苷酸脱氧核糖 A、C、G、T 主要在细胞核中，在叶绿体和线粒体中有少量存在一般是双链结构RNA 核糖核苷酸核糖A、C、G、U 主要存在细胞质中一般是单链结构【解答】解：A、核酸的含有C、H、O、N、P五种元素，A正确；B、骨骼肌细胞中的DNA主要分布在细胞核内，少数DNA分布在细胞质，B错误；C、某些病毒的遗传物质是RNA，其遗传信息储存在RNA分子中，C错误；D、细菌含有DNA和RNA，其遗传物质是DNA，D错误。
故选：A。
二、核酸在细胞中的分布（实验）1.实验原理：①甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。
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。
②盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，通式使染色质中的DNA 与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。
2.实验材料：人的口腔上皮细胞（防止实验材料本身的颜色掩盖了实验现象）3.实验试剂：①质量分数为0.9%的NaCl溶液：保持口腔上皮细胞的正常形态，维持渗透压②8%盐酸：改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，通式使染色质中的DNA 与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。
③甲基绿，吡罗红混合使用。
3. 核酸结构
(2)双螺旋内侧：碱基对 A T (氢键 2) (疏水) G C (氢键 3) (3)双螺旋外侧：脱氧核糖和磷酸
(亲水骨架)
图3-12
30
亲水 骨架
11
31
A
T A
T
G
C
C
G
12 32
(4) 碱基对为平面分子，与螺旋中心轴垂直 (5) 螺距3.4nm, 10个bp/螺旋内 间距0.34nm/bp,螺旋直径2nm (6) 两个螺旋形凹槽(螺旋表面) 大沟（major groove） 小沟（minor groove） DNA与蛋白质结合的部位
33
亲水 骨架
11
34
* 维系DNA二级结构稳定性的因素 (l)碱基对之间氢键 H--O、H--N (2)碱基堆集力(stacking force) 0.34nm间距 范氏引力 碱基疏水性 疏水键 氢键-堆集力: 彼此协同
(图3-11)
(横向)
(纵向)
* 非稳定性的因素： 静电斥力 — 磷酸基团(-)
66
可变环
20
67
2. mRNA
● ●
功能 — 抄录、转送DNA遗传信息 特点：
* 占细胞中总RNA的1-5%
* 不均一分子 (各种mRNA长短差别很大) * 半衰期最短 (传递信息) * 原核和真核mRNA结构差异大(多、单顺反子)
68
多顺反子: mRNA结构中含有几种功能上相关的 蛋白质编码序列,可翻译出几种蛋白质
(p109) (p197)
20
第二节 核酸的分子பைடு நூலகம்构
核酸的构件分子 — 核苷酸
图
* 组成DNA的核苷酸 — 4种脱氧核苷酸 (dAMP、dGMP、dCMP、dTMP) * 组成RNA的核苷酸 — 4种核苷酸 (AMP、GMP、CMP、UMP)
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）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为核苷。
1、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-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。
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分别含A、T、G、C四种不同碱基的脱氧核糖核苷酸。
核糖核苷酸， 4种
核糖
AGCU
腺鸟胞尿嘌嘧嘧呤 啶啶核核糖糖核核苷苷酸酸
分别含A、U、G、C四种不同碱基的核糖核苷酸。
带有不同碱基的核苷酸任意连接。
A
T
C
G
A
平面结构
立体结构
三 核酸的分子结构
是由核苷酸连接而成的长链
核苷酸
2类，8种。
核苷酸链
核酸
核苷酸
（2类，8种。）
碱基
磷酸
脱氧核糖
碱基
含氮碱基
磷酸
核糖
5种 碱基
是一类氮元素含量较高的 碱性化合物。故名含氮碱基。
脱氧核糖核苷酸， 4种
脱氧
AGCT
核糖
胸胞鸟腺腺嘧嘌嘌嘧啶呤呤啶脱脱脱脱氧氧氧氧核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸