菏泽医学专科学校教案课程名称生物化学课题核酸结构
《核酸的结构和功能》教学设计
《核酸的结构和功能》教学设计教学目标：1.了解核酸的结构和功能；2.掌握核酸的基本组成和结构特点；3.了解基因的组成和传递；4.能够分析核酸在生物体内的重要作用。
教学内容：1.核酸的基本组成（核苷酸）：糖、碱基、磷酸残基；2.DNA和RNA的结构特点；3.基因的组成和传递；4.核酸在生物体内的重要作用。
教学过程：一、导入（10分钟）1.教师提问：你们是否了解核酸的结构和功能？它在生物体内有着怎样的作用？2.学生回答问题，教师进行补充说明，激发学生对核酸的兴趣。
二、核酸的基本组成（20分钟）1.教师简要介绍核苷酸的结构，包括糖、碱基、磷酸残基。
2.准备示意图，让学生通过图示理解核苷酸的结构。
3.学生进行小组讨论，归纳核苷酸的结构特点。
三、DNA和RNA的结构特点（30分钟）1.教师讲解DNA和RNA的结构特点，包括碱基对、双螺旋结构、单链结构等。
2.准备示意图，让学生通过图示比较DNA和RNA的结构特点。
3.学生进行小组活动，分别制作DNA和RNA的模型，加深对其结构的理解。
四、基因的组成和传递（30分钟）1.教师讲解基因的定义和组成，包括编码区和非编码区。
2.学生进行小组活动，通过观察基因序列，判断编码区和非编码区的位置。
3.教师讲解基因的传递方式，包括复制、转录和翻译。
五、核酸在生物体内的重要作用（30分钟）1.教师简要介绍核酸的重要作用，包括存储遗传信息、参与蛋白质合成等。
2.学生进行小组讨论，归纳核酸在生物体内的其他重要作用。
3.学生展示小组讨论结果。
六、总结与展望（10分钟）1.教师总结核酸的结构和功能，并提醒学生复习重点内容。
2.学生自主提问，教师进行解答。
3.展望下一节课的内容。
教学方法：1.导入部分采用提问法，激发学生兴趣；2.知识讲解采用讲解与示意图相结合的方式，提高学生理解能力；3.小组讨论和活动，培养学生合作意识和动手能力；4.学生展示和总结，提高学生的表达和思维能力。
教学评价：1.教师根据学生的参与度、讨论质量和成果展示，进行综合评价；2.学生互评自己小组成员的表现，提出建议和改进意见；3.教师提供针对性的辅导和指导，帮助学生克服困难和提高能力。
生物化学与分子生物学核酸的结构与功能(2024)
核酸结构与功能研究的总结
核酸结构认识
核酸是生命体内重要的遗传物质，分为DNA和RNA两类，具有双螺旋、单链等多种结构形态，这些结构与 其在遗传信息存储、传递和表达中的功能密切相关。
功能研究进展
通过对核酸结构的研究，人们深入了解了其在生物体内的复制、转录、翻译等过程，以及基因突变、基因表 达调控等生命活动中的重要作用。
宿主细胞中表达，以获得所需的蛋白质或多肽。
基因编辑
02
利用CRISPR-Cas9等核酸酶技术，可以对基因组进行定点编辑
，实现基因功能的改变或修复。
转基因技术
03
将外源基因通过核酸载体导入到受体细胞或生物体中，以改变
其遗传性状或生产有用的物质。
核酸在进化生物学与系统生物学中的应用
01
物种鉴定与分类
通过分析不同物种间核酸序列的差异，可以对物种进行鉴定和分类，揭
重要驱动力，通过对核酸序列的研究
控制生物体的生长、发育和代谢等生
，可以揭示生物物种的起源、演化和
命活动。
亲缘关系。
生物大分子合成的基础
核酸不仅是DNA和RNA的构成成分，
还是许多生物大分子（如蛋白质和多
糖）合成的基础，参与生物体内各种
复杂的生物化学反应。
核酸的种类与分布
DNA和RNA
核酸主要分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）两大类。DNA主要存在于细胞 核中，是生物体遗传信息的主要载体；RNA则主要存在于细胞质中，参与蛋白质的合成 和基因表达调控。
药物治疗
基于核酸的药物设计，如反义寡核苷酸、RNA干扰等，可 以特异性地抑制或调节疾病相关基因的表达，从而达到治 疗的目的。
疫苗开发
利用核酸疫苗，如DNA疫苗和RNA疫苗，可以激发机体 的免疫反应，预防病毒或细菌感染。
生物化学与分子生物学课件-第二章-核酸的结构与功能
第二章核酸的结构与功能教学要求（一）掌握内容1. 各种碱基、核苷酸、戊糖的结构特点及DNA、RNA化学组成的异同。
2. DNA、RNA一级结构的概念及其连接键。
3. DNA双螺旋结构模型的要点。
4. 掌握核小体的结构特点。
5. tRNA、mRNA、rRNA的结构特点与功能。
6. 溶解温度、增色效应、DNA变性与复性、核酸分子杂交的概念。
（二）熟悉内容1. DNA的超螺旋结构。
（三）了解内容1. DNA在真核生物细胞核内的组装。
2. 其它小分子RNA。
教学内容（一）核酸的化学组成及一级结构1. 核苷酸的结构（1）碱基；（2）戊糖；（3）核苷；（4）核苷酸。
2. 核酸的一级结构（1）概念；（2）DNA、RNA化学组成的异同。
（二）DNA的空间结构与功能1. DNA的二级结构—双螺旋结构模型（1）双螺旋结构的研究背景；（2）双螺旋结构模型特点；（3）双螺旋结构的多样性。
2. DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装（1）DNA超螺旋结构；（2）原核生物DNA的环状超螺旋结构；（3）真核生物DNA在核内的组装。
3. DNA的功能（三）RNA的结构与功能1. mRNA的结构与功能（1）结构特点；（2）mRNA的功能。
2. tRNA的结构与功能（1）tRNA的功能；（2）tRNA的结构特点。
3. rRNA的结构与功能（1）rRNA的主要功能；（2）rRNA的结构特点。
4. 其他小分子RNA及RNA组学（四）核酸的理化性质、变性和复性及其应用1. 核酸的一般理化性质2. DNA的变性（1）概念；（2）DNA的增色效应；（3）解链曲线与Tm值。
3. DNA的复性与分子杂交名词解释1. 单核苷酸（mononucleotide）：核苷与磷酸缩合生成的磷酸酯称为单核苷酸。
2. 磷酸二酯键（phosphodiester bonds）：单核苷酸中，核苷的戊糖与磷酸的羟基之间形成的磷酸酯键。
3. 不对称比率（dissymmetry ratio）：不同生物的碱基组成由很大的差异，这可用不对称比率（A+T）/（G+C）表示。
生物化学之核酸的结构与功能 ppt课件
六、核苷酸的性质
1、紫外吸收：嘌呤碱和嘧啶碱具有共轭双键，因此使得碱 基、核苷和核苷酸在240~290nm的紫外波段有强烈的吸 收峰，最大吸收值在260nm附近。
2、互变异构作用：凡含有酮基的嘧啶或嘌呤碱，在溶液中 可发生酮式和烯醇式的互变异构现象：
NH 2?
4
3N
5
NH2?
4
3N
5
2 O
NH1
6?
4/ H
H 3/
OH 2 /H ?1 /?
OH H
腺嘌呤核苷（腺苷）
生物化学之核酸的结构与功能
核苷=核糖+碱基
NH 2 ?
4
3N
5
2 O
1N
6?
5/ H O CH 2
O
4/ H
H 3/
OH
H
?1 / 2 H//
H
胞嘧啶脱氧核苷（脱氧胞苷） 生物化学之核酸的结构与功能
三、核苷酸
❖核苷中的戊糖羟基（主要是5位上的）被磷酸酯化，形成核 苷酸（p.481，表3-4）。 核糖核苷酸：腺嘌呤核苷酸（AMP）、鸟嘌呤核苷酸 （GMP）、胞嘧啶核苷酸（CMP）、尿嘧 啶核苷酸（UMP） 脱氧核糖核苷酸：腺嘌呤脱氧核苷酸（dAMP）、鸟嘌 呤脱氧核苷酸（dGMP）、胞嘧啶脱氧核 苷酸（dCMP）、胸腺嘧啶脱氧核苷酸 （dTMP）
O
-
Oγ
P O
～ -
O
O P
～β
O
O-
O Pα O-
O C H2
NH2
N
N
NN
O
OH OH AM P ADP
ATP
磷酸之间的焦磷酸键含有很高的能量，称为高能键（~）， 是生物体内能量利用和贮存的主要物质（12000卡/每克分子高 能键）。
生物化学教案-第一章核酸的结构与功能-4学时
补充内容和 时间分配 （10 分钟） 课程回顾
（30 分钟） 讲授新课， 三中 RNA 的 结构与功 能。
-4-
1. 大多数真核 mRNA 的 5´末端均在转录后加上一个 7-甲基鸟苷，同时第一个核苷 酸的 C´2 也是甲基化，形成帽子结构：m7GpppNm-。 2. 大多数真核 mRNA 的 3´末端有一个多聚腺苷酸(polyA)结构，称为多聚 A 尾。 * mRNA 的功能 把 DNA 所携带的遗传信息，按碱基互补配对原则，抄录并传送至核糖体，用以决定 其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。 帽子结构和多聚 A 尾的功能： （二）tRNA 的结构与功能 1、tRNA 的一级结构特点
苷酸的平均分子量就可计算出 DNA 的分子量。
二、DNA 的变性与杂交
1. DNA 的变性：在外界因素的影响下，维持 DNA 双螺旋的碱基堆积力和氢键遭到破
坏，使 DNA 发生解链，物化性质随之改变，生物活性丧失的现象。
这些因素包括：加热、有机试剂等
理化性质改变包括：A260 增大、粘度下降。
2. DNA 的热变性：给 DNA 溶液加热可使其解链。伴随有增色效应：A260 增大（原
3.DNA 的一级结构；（掌握重点）
4.DNA 的二级结构。（掌握难点）
思考题、作业题、讨论题： 1、RNA 包括哪几种？他们的主要生理功能是什么? 2、tRNA 二级结构有何特点？ 3、什么是核酸的变性和复性？
课后总结分析： 内容抽象不易理解，课程进度不宜太快，尽量多用图片或动画使内容更直观。
-3-
教学方法、手段： 板书、多媒体技术辅助教学
模型□
实物□
挂图□
其他□
教学重点、难点： RNA 的结构特点
教学内容及过程设计
菏泽医学专科学校教案课程名称生物化学课题蛋白质分解
鸟氨酸转氨甲酰基酶
H2NCOOPO32-+鸟氨酸瓜氨酸+ Pi
③瓜氨酸离开线粒体中，进入细胞溶胶，反应生成精氨琥珀酸（尿素中第二氮原子获取）。COO-NH2+NH3+
精氨琥珀酸合成酶∣‖∣
瓜氨酸+ Asp + ATP-OOCCH2CHNH-C-NH-(CH2)3CHCOO-(精氨琥珀酸) + AMP + PPi
本质：先转氨，后氧化脱氨
酶：谷氨酸脱氢酶、转氨酶辅酶：NAD+NADP+磷酸吡哆醛
氨基酸的α-氨基借助转氨作用转移到α-酮戊二酸的分子上，生成相应的α-酮酸和Glu，然后Glu在谷氨酸脱氢酶催化下，脱氨基生成α-酮戊二酸，同时释放出氨（P307图30-5）。此过程在肌体中广泛存在。
4、嘌呤核苷酸循环
第五学时：
二一碳单位的代谢
1、概念：某些氨基酸在分解代谢中产生的含有一个碳原子的有机基团。
存在于肌肉组织，因其缺乏谷氨酸脱氢酶
次黄嘌呤核苷酸与Asp作用形成中间产物腺苷酸琥珀酸，后者在裂合酶作用下分解成腺嘌呤核苷酸和延胡索酸，腺嘌呤核苷酸水解生成游离氨基酸和次黄嘌呤核苷酸。此过程在骨骼肌、心肌、肝脏及脑中存在。
三a-酮酸的代谢
1、合成氨基酸2、转变成糖或脂3、供能
第三学时：
第三节氨的代谢
氨对生物机体有毒，脑对氨极为敏感，血液中含1%的氨就可引起中枢神经系统中毒。因此生物体必须排泄氨。
一体内氨的来源
氨基酸脱氨基作用；肠道吸收；肾产生
二体内氨的转运
1、丙氨酸-葡萄糖循环：肌肉→肝脏
肌肉在活动时消耗糖产生能量时会产生大量丙酮酸，同时产生氨。两者都需要运送到肝脏中进一步转化，而先将两者转化成Ala再转运到肝脏十分经济。在肝脏中Ala与α-酮戊二酸反应生成丙酮酸和Glu，丙酮酸经葡糖异生生成葡萄糖，经血液到肌肉中，再供产生能量使用，由此形成循环。
《生物化学》教案(完整)
RNA的种类和功能： mRNA、tRNA和rRNA 在蛋白质合成中的作用
核酸的生物功能：遗传 信息的储存、传递和表 达
糖类结构与功能
单糖的结构和性质
葡萄糖、果糖等单糖的结构特点和生物学意 义
糖蛋白和糖脂的结构和功能
糖基化修饰对蛋白质和脂质的影响及其生物 学意义
多糖的种类和功能
淀粉、纤维素和糖原等多糖的结构和功能
疾病预防与控制
利用生物化学方法，研究疾病发生的生物化学机制和危险因素， 为疾病的预防和控制提供策略。
健康评价与监测
运用生物化学指标，评价个体健康状况和营养水平，为制定个性 化的健康计划提供参考。
07
实验操作规范及注意事项
实验室安全操作规范
实验室基本安全规则
在进入实验室之前，必须熟悉实验室的基本安全规则，如穿戴适当 的防护服、了解紧急出口和急救设备等。
02
研究范围包括生物大分子的结构 与功能、生物小分子代谢、基因 表达调控、信号转导等。
教学目标与要求
01
02
03
知识目标
掌握生物化学的基本概念 、原理和方法，了解生物 化学领域的前沿动态。
能力目标
培养学生运用生物化学知 识分析和解决问题的能力 ，以及进行生物化学实验 和科研的能力。
素质目标
培养学生的科学思维、创 新意识和团队协作精神。
氮代谢途径及调控机制
1 2
蛋白质降解与氨基酸代谢
阐述蛋白质在体内的降解过程，以及氨基酸的脱 氨基作用和转氨基作用，探讨氨基酸在体内的生 理功能和相关疾病。
尿素的合成与排泄
介绍尿素循环的过程、关键酶和调控机制，以及 尿素在体内的生理功能和相关疾病。
3
核酸的代谢
生化教案(第1章核酸与蛋白质的结构与功能)
（1）两性解离和等电点（自主学习）。
（2）蛋白质的胶体性质（自主学习）。
（3）蛋白质的变性与沉淀作用：蛋白质变性概念、变性因素、实质、主要特征、蛋白质的复性；盐析法沉淀蛋白质的原理及应用。
（4）蛋白质的紫外吸收（自主学习）。
3．蛋白质结构与功能的关系：
（1）蛋白质一级结构与功能的关系。
的因素；盐析法沉淀蛋白质的原理。
难点：
1．戊糖的结构式及原子编号、单核苷酸的形成、碱基、戊糖和磷酸的连接。
2．真核生物mRNA、tRNA和rRNA的结构和功能。
3.蛋白质的分子结构；
4.蛋白质结构与功能之间的关系；
教学方法：
多媒体、启发式、PBL;
多媒体及板书设计要点：
多媒体要图文并茂，避免大篇幅的文字。
复习思考题、作业题
自主学习内容
下次课
预习要点
第2章酶
实施情况及分析
教研室审阅意见：
教研室主任签名：
年月日
教学重点、难点：
重点：
1．DNA双螺旋结构模型的要点、核小体结构。
2．真核生物mRNA、tRNA和rRNA的结构和功能。
3．核酸的紫外吸收特性、核酸变性的概念、Tm的概念。
4.肽键、肽单元的概念。
5.蛋白质二级结构的常见形式，α-螺旋结构特点。
6.蛋白质的两性解离和等电点；蛋白质变性作用的概念、变性本质；维持蛋白质胶体稳定
（1）蛋白质的分子组成：元素组成（自主学习），蛋白质构件分子氨基酸的分类（自主学习），肽键、肽键平面与肽，生物活性肽（谷胱甘肽）。
（2）蛋白质的分子结构：蛋白质一级结构的概念及其重要性，蛋白质二级结构的概念及常见形式，α-螺旋结构特点和模体（自主学习），蛋白质三级结构的概念、结构域，蛋白质四级结构的概念和亚基。
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参与核糖体组成，提供翻译的场所
四小分子核内RNA
五核酶
第四节核酸的理化性质
一核酸的一般性质
两性电解质
二核酸的紫外线吸收260nm
三核酸的变性与复性
变性：DNA在某些理化因素作用下，次级键断裂，被解成单链的过程
变性引起增色效应Tm：50%的DNA变性时的环境温度
复性：热变性后温度缓慢下降，解开的两条链重新形成双螺旋的过程，又称退火
2、稳定性因素：3’,5’-磷酸二酯键
二DNA的二级结构
1、碱基组成规律：A=T，G=C；不同生物碱基组成不同；同一个体的不同组织碱基组成相同
2、双螺旋结构：反向平行的互补双链结构，一条5’→3’，一条3’→5’；右手螺旋结构，碱基在内侧，戊糖和磷酸在外侧，每10个碱基对螺旋上升一周，螺距3.4nm；氢键和碱基堆砌力维持结构的稳定
3、二级结构的多样性
三DNA的超级结构
三级结构
四DNA的功能
生物遗传信息的携带者，是遗传信息复制和转录的模板，是生命遗传的基础
第三学时：
第三节RNA的结构与功能
一信使RNA
传递DNA信息，作为翻译的模板
5’端加帽，3’端加尾
二转运RNA
转运活化的氨基酸，提供翻译的原料
二级结构：三叶草形；三级结构：倒L形
在PRPP基础上再合成嘌呤环，并且首先合成重要中间产物IMP。
二嘧啶核苷酸的合成
原料：谷氨酰胺、CO2、天冬氨酸、5-磷酸核糖。
合成特点：先由谷氨酰胺、CO2、天冬氨酸、5-磷酸核糖。乳清酸+ PRPP → → → UMP UMP → UDP→ UTP →CTP
第五学时：
三脱氧核糖核苷酸的生成
在二磷酸核糖核苷水平上加氢还原而生成。
二戊糖
核糖脱氧核糖
三核苷
由戊糖和碱基通过糖苷键组成，分核苷和脱氧核苷
四核苷酸
核酸的基本组成单位，包括戊糖、碱基和磷酸
组成核酸的为5’-核苷酸
NMP NDP NTP
五核酸中核苷酸的连接方式
通过3’,5’-磷酸二酯键相连
第二学时：
第二节DNA的结构与功能
一DNA的一级结构
1、概念：DNA分子中核苷酸的排列顺序
四核苷一磷酸、核苷二磷酸和核苷三磷酸的相互转化
五核苷酸的分解代谢
嘌呤核苷酸分解代谢的终产物是尿酸。嘧啶核苷酸分解代谢终产物是CO2、H2O、NH3、β-丙氨酸和β-氨基异丁酸。
课
后
分
析
1、通过运用多媒体及分子模型等形式形象讲述DNA的分子结构，以便学生深刻记忆
2、详细讲述核苷酸的代谢过程
菏泽医学专科学校Байду номын сангаас务处
菏泽医学专科学校教案
课程名称生物化学
课题
第九章核酸结构、功能与核苷酸代谢
课时5学时
课型理论
教
学
目
的
1、掌握核酸的分类、组成、作用
2、掌握DNA的结构与功能
3、掌握几种重要的RNA的结构和功能
4、掌握核苷酸代谢的基本内容
教学
重点
1、核酸的分类及组成
2、DNA的一级结构及空间结构的内容
3、几种重要RNA的功能
教学
难点
1、DNA及RNA的结构和功能
2、核苷酸代谢
教学
过程
运用多媒体及分子模型等形式形象讲述DNA的分子结构，以便学生深刻记忆
授课内容
第一学时：
第一节核酸的化学组成
一碱基
包括嘌呤碱和嘧啶碱，嘌呤碱包括A和G；嘧啶碱包括C、T和U
尚存在一些稀有碱基，如I
DNA中含A、G、C、T RNA中含A、G、C、U
分子杂交：异源DNA或DNA与RNA之间形成杂交双螺旋的过程
第四学时：
第五节核苷酸的代谢
核苷酸从头合成的概念：指体内利用某些aa、一碳单位、，CO2和5-磷酸核糖合成核苷酸的过程，是体内核苷酸合成的主要途径。
一嘌呤核苷酸的合成
合成原料：谷氨酰胺，天冬氨酸，甘氨酸，CO2，一碳单位和5-磷酸核糖。
合成特点：先合成PRPP（R-5'-P → PRPP）