医学生物化学-教案3核酸的结构和功能
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-第3章-核酸的结构与功能PPT课件
射图谱和分子模型，
提出了著名的DNA双
螺旋结构模型，并
对模型的生物学意
义作出了科学的解
释和预测。
.
19:46
17
DNA双螺旋模型要点
（1）两条长度相等的核苷 酸链反向平行，右手螺 旋结构。
（2）碱基在内碱基平面垂 直于螺旋轴戊糖、磷酸 在外，双螺旋每转一周 为10碱基对螺距3.4nm.
（3）碱基对（A＝T， G≡C）
一、一般性质
1．线性大分子
2．两性电解质
3. 紫外吸收性 质
.
24
二、核酸的变性与复性
1. 变性
❖ 稳定核酸双螺旋次级键断裂， 空间结构破坏，变成单链结构 的过程。
❖ 核酸变性后，由于DNA分子双 链打开暴露了更多碱基的共轭 双键，使其在波长260nm处的 光吸收增强，这一现象称为高 色效应（hyperchromic effect）。
❖ 核苷酸 → 核苷+磷酸 （戊糖+碱基+磷酸）
HH
.
10
19:46
两类核苷酸的比较
RNA： AMP GMP CMP UMP
DNA: dAMP dGMP dCMP dTMP
.
11
二、某些重要的核苷酸
1．多磷酸核苷酸
NH2
N
N
O
O
O
O - P ～O - P ～ O - P
O-
O-
O-
N OCH2 O
稀有碱基较多，稳定性较差，易水解多为 单链结构，少数局部形成螺旋。
分类： mRNA 3% tRNA 15% rRNA 80%
.
21
种类多，分子 量大小不一
5’－端“帽” 式结构
核酸生物化学教案模板范文
教学对象：高中生物或大学生物技术、生物化学与分子生物学专业学生教学目标：1. 理解核酸的组成和结构。
2. 掌握核酸的基本功能及其在生命活动中的作用。
3. 熟悉核酸的复制、转录和翻译过程。
4. 培养学生运用所学知识分析实际问题的能力。
教学重点：1. 核酸的结构和功能。
2. DNA的复制、转录和翻译过程。
教学难点：1. DNA双螺旋结构的稳定性。
2. DNA复制过程中的碱基配对规则。
教学准备：1. 多媒体课件。
2. 核酸结构模型。
3. 相关实验资料。
教学过程：一、导入1. 提问：什么是核酸？核酸在生物体内有什么作用？2. 学生回答，教师总结：核酸是生物体内的遗传物质，负责遗传信息的储存和传递。
二、新课讲授1. 核酸的结构a. 核苷酸：介绍核苷酸的组成和结构，包括碱基、戊糖和磷酸。
b. 核酸：介绍DNA和RNA的结构，包括一级结构、二级结构和三级结构。
c. DNA双螺旋结构：介绍DNA双螺旋结构的稳定性，包括氢键、碱基堆积力和离子键的作用。
2. 核酸的功能a. 遗传信息的储存和传递：介绍DNA在遗传信息储存和传递中的作用。
b. 基因表达调控：介绍RNA在基因表达调控中的作用。
3. DNA的复制、转录和翻译a. DNA复制：介绍DNA复制的过程，包括半保留复制、碱基配对规则等。
b. 转录：介绍RNA的转录过程，包括DNA模板、RNA聚合酶、转录产物等。
c. 翻译：介绍蛋白质的翻译过程，包括mRNA、tRNA、rRNA的作用。
三、课堂练习1. 学生根据所学知识，分析DNA双螺旋结构的稳定性。
2. 学生根据所学知识，描述DNA复制过程中的碱基配对规则。
四、总结与反思1. 教师总结本节课的重点内容。
2. 学生反思自己在学习过程中的收获和不足。
五、课后作业1. 阅读相关教材，深入了解核酸的结构和功能。
2. 完成课后练习题，巩固所学知识。
教学反思：本节课通过讲解核酸的结构、功能和复制、转录、翻译过程，使学生掌握了核酸生物化学的基本知识。
核酸的结构和功能Structureandfunctionofnucleicacid-生物化学
人DNA 2.9 109bp 9.9 108nm
方向
RNA易降解
核酸链示意图（线条式）
核酸的文字表述方式
5’pApCpTpTpGpApApCpG3’ DNA 5’pApCpUpUpGpApApCpC3’ RNA
简化为：
5’pACTTGAACG3’ DNA
5’pACUUGAACG3’RNA
一级结构的基本特征
由四种脱氧核苷酸通过3,5-磷酸二酯键连成不分枝的多
碱基不参于主链而是
向外伸出形成侧链， 主链单调重复，侧链千变万化。
一级结构中重要的是核苷酸的组成（数量）和排列顺序
（碱基序列）。不同的DNA有不同的碱基组成和排列 顺序，这是构成DNA作为遗传物质的关键因素。
核酸的结构和功能
Structure and function of nucleic acid
1. 2. 3.
核酸的化学组成 核酸的分子结构 核酸的理化性质及应用
1 核酸的种类分布和化学组成
1.1 核酸的发现及其生物学功能 1.2 核酸的种类和分布
1.3 核酸的化学组成
1.1 核酸的发现及其生物学功能
结论：
在加热杀死的ⅢS型肺炎双球菌中有较耐高温的转化物质能够
进入ⅡR型
IIR型转变为ⅢS型
无毒转变为有毒。
1.1.2
A.D.Hershey
M.Chase （1952年）
1952年A.D.Hershey和
M.Chase用35S和32P分别标
记T2噬菌体的蛋白质和核酸，
感染大肠杆菌的实验进一步
证明了DNA是遗传物质
(A+T) /(G+C)
1.01 1.21 1.21 1.43 1.079
《核酸的结构和功能》教案
《核酸的结构和功能》教案一、教学目标知识与技能：1.说出核酸的组成结构及基本组成单位;2.说出核酸的种类及功能。
过程与方法：通过对DNA的发现过程的推理，锻炼学生的分析推理能力。
情感态度价值观：认同核酸是细胞内携带遗传信息的物质。
二、教学重难点重点：核酸的种类及功能难点：比较DNA和RNA的异同三、教学方法多媒体教学法、小组讨论法、自主阅读法、图形拼接法。
四、教学过程(一)导入新课采用多媒体导入的方式，利用多媒体展示某一刑事案件背景，警察从犯罪现场发现了非受害人的一根头发，运用现代生物技术手段——DNA指纹法，很快找到了犯罪嫌疑人。
生：为什么利用DNA指纹法就能找到犯罪嫌疑人呢?师：人的细胞中含有DNA，而每个人的DNA都不完全相同，因此，通过分子生物学方法显示出来的人的DNA模样就会因人而异，人们就可以像指纹那样分辨人与人的不同了，这也就是DNA指纹一词的由来。
其实DNA是属于我们说到的核酸的一种，今天就一起来学习核酸的结构和功能(板书)(二)新课教学1.核酸的基本组成单位及其组成物质师：核酸是细胞中的一类重要生物大分子，它可以分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两类。
那么核酸是由什么物质组成的呢?化学上常运用降解法研究物质的组成，人们研究发现核酸的降解产物是核苷酸，将核苷酸进一步降解可生成一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸。
师：(1)酸的基本结构单位是什么?(2)画出组成核酸的基本结构单位的三种小分子物质连接示意图。
(3)组成核酸的基本元素有哪几种?生：(1)核苷酸(2)(学生板演)(3)C、H、O、N、P。
教师利用投影显示以上三个问题的答案。
2.DNA和RNA的异同点-小组讨论法【过渡：那DNA和RNA又有什么不同之处呢?】用多媒体呈现两者的结构示意图，让学生比较。
分组讨论5分钟，小组代表回答。
提示从以下两个方面思考：DNA分子和RNA分子的化学组成有什么相同之处?有哪些主要的不同之处?。
分子生物学第三章核酸的结构与功能
分子生物学第三章核酸的结构与功能核酸是生物体内重要的生物大分子，在维持遗传信息传递、调控基因表达和蛋白质合成等生物学过程中起着重要的作用。
本文将介绍核酸的结构和功能，包括DNA和RNA的结构、功能以及细胞中的DNA重复序列和嵌合DNA的现象。
核酸是由核苷酸单元组成的大分子。
核苷酸由一糖分子（核糖或脱氧核糖），一个含有一键磷酸基的磷酸基团和一个含有碱基的碱基组成。
DNA的碱基包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C），而RNA的碱基包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、尿嘧啶（U）和胞嘧啶（C）。
DNA（去氧核糖核酸）是双链结构，由两条互补的单链以互补碱基配对（A和T，G和C）的方式相互连接而成。
这种双链结构被称为双螺旋结构，其中的两个链通过氢键相互链接。
DNA在细胞中起着存储遗传信息的作用，是遗传物质的主要组成部分。
DNA通过转录过程产生RNA分子，进而通过翻译过程合成蛋白质。
RNA（核糖核酸）有多种类型，包括信使RNA（mRNA）、核糖体RNA （rRNA）和转运RNA（tRNA）。
mRNA是由DNA转录得到的，其中的密码子序列编码蛋白质的氨基酸序列。
rRNA是核糖体的组成部分，参与蛋白质合成的过程。
tRNA将氨基酸带入核糖体与mRNA相匹配的密码子上，完成蛋白质合成的过程。
在细胞中，存在许多DNA重复序列。
其中，基因是密集编码蛋白质的DNA序列，它们在核酸的遗传信息传递和基因表达中起着重要作用。
除了基因，还存在大量的非编码DNA序列，如内含子和调控序列，它们对基因表达的调控起着重要作用。
此外，DNA重复序列还包括微卫星、线粒体DNA和细胞质DNA等。
总之，核酸是生物大分子，在维持遗传信息传递和调控基因表达等生物学过程中起着重要作用。
DNA和RNA具有不同的结构和功能，包括存储遗传信息、编码蛋白质序列、调控基因表达和蛋白质合成等。
此外，细胞中存在多种形式的DNA重复序列和嵌合DNA现象，对维持细胞功能和遗传多样性具有重要作用。
生物《核酸的结构和功能》教案
生物《核酸的结构和功能》教案一、教学目标1.了解核酸的结构和功能；2.掌握RNA和DNA的结构及差异；3.理解RNA在转录和翻译过程中的作用；4.掌握DNA在遗传信息传递中的作用。
二、教学内容1.核酸的基本结构2.RNA的结构和功能3.DNA的结构和功能三、教学过程1.导入复习生物内的生物大分子2.讲授(1)核酸的基本结构核酸是生物体内重要的基本遗传物质，包括 RNA 和 DNA 两种。
其基本单位是核苷酸。
核苷酸的组成：i.核糖或脱氧核糖ii.碱基（嘌呤和嘧啶）iii.磷酸基团核酸是由一个个核苷酸反复连接而成的长链，它的两个端点分别是 5`端和 3`端，这二者用于区分核酸的方向。
(2)RNA的结构和功能RNA 包含了多种类型，包括 mRNA、tRNA、rRNA 等。
RNA 的构成单元是核苷酸，但与 DNA 不同的是，RNA 中的糖是核糖，不是脱氧核糖，同时 RNA 中的碱基尿嘧啶与腺嘌呤之间仅有一个氢键，而不像DNA那样为两条，因此在RNA 中，尿嘧啶和腺嘌呤是可能成对出现的。
RNA 在基因表达以及蛋白质合成中具有重要作用。
mRNA 能够编码蛋白质，tRNA 是酶，参与蛋白质合成的翻译过程，有一种富含核糖体的 rRNA 也有着重要的作用。
(3)DNA的结构和功能DNA 中的糖是脱氧核糖，碱基包括A、T、C、G，其中A与T构成一对，T与A 是两个氢键连接，C与G 构成一对，C与G 是三个氢键连接。
DNA 在遗传信息的保持和传递中有着不可或缺的作用。
DNA分子中的单个碱基单位自成一个遗传密码。
通过不同的碱基组合能形成各种不同的基因型和表现型，决定生物的形态、性状、功能等。
3.练习(1) RNA 的结构与 DNA 不同的是：A．磷酸基团的存在。
B．碱基的种类和排列顺序。
C．酸性度比例。
D．没有对双链。
(2)DNA分子中， A-T，C-G的数目为：A. A≠T≠C≠G；B. A＝T＝C＝G；C．A＝T≠C＝G；D．A≠T=C≠G。
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什么是hnRNA？
7.从组成、结构和功能方面比较DNA和的异同点？
8.三种RNA的功能。
9.变性、复性和杂交的概念
10.基因的概念、基因组的概念
参考书：
1.生物化学第五版人民卫生出版社周爱儒主编(2001)
2.生物化学第二版北京医科大学出版社张乃蘅主编(2000)
第一节核苷酸（0.4学时）
一、1.核苷酸是核酸的构成分子，由碱基、戊糖和磷酸三部分组成。
2.嘌呤和嘧啶碱的基本结构。紫外吸收特征。
3.DNA、RNA中的碱基种类，稀有碱基
4.核苷是碱基通过N-糖苷键相连而成。
5.核苷酸由核苷与磷酸通过磷酸脂键相连而成。
二、.核苷酸的命名和简称。
2.游离存在的重要核苷酸类化合物及基生理功能，如ATP、cAMP等的结构和功能。
课程名称__生物化学___（五年制）__________
授课题目
第三章核酸的结构和功能
授课日期
年月日
授课班级
授课时数
4
授课方式
理论课
授
课
重
点
、
难
点
1.核酸的构成分子：核苷酸，其组成及其重要的生理功能
2.核酸的一级结构的定义。DNA一级结构的定义。
3.DNA二级结构：DNA双螺旋结构特征及双螺旋结构稳定的化学键
2．核仁小分子RNA（snoRNA）
3．胞质小分子RNA（scRNA）
4.反义RNA
5.核酶
五、RNA组（0.1学时）
小结
复习
思考题
参考书
1.简述核苷酸重要的生理功能
2.核酸的一级结构的概念
3.DNA一级结构的概念
4.DNA二级结构即DNA双螺旋结构的特征、Z-DNA的结构特点
5.tRNA的结构特点和功能。
2.B型双螺旋结构特征及双螺旋结构稳定的化学键。（0.6学时）
3.三股螺旋DNA
（二）DNA的三级结构——超螺旋结构（0.1学时）
（三）DNA的四级结构：（0.1学时）
核小体的概念。
三、基因和基因组（0.5学时）
（一）基因的概念和结构（0.1学时）
（二）基因组的概念（0.1学时）
1．原核生物和病毒基因组DNA的特点：大小、
第二节核酸的分子结构（3.6学时）
一、核酸的一级结构的定义（0.5学时）
1．组成DNA和RNA的主要核苷酸种类。连接键：3’,5'磷酸二脂键。
核酸链的结构：5'末端3'末端。
2．DNA一级结构的定义。
3．RNA一级结构的定义
二、DNA的空间结构（1学时）
（一）DNA的二级结构
1.Chargaff规则。（0.2学时）
上课老师_______________ 第_______页
2．病毒基因组DNA的特点：大小、核酸种类、重叠基因（0.1学时）
3．真核生物基因组DNA的特点：：分隔开的基因，内含子，外显子，中度重复序列，高度重复序列，（0.2学时）
四、各类RNA的分子结构（1.5学时）
RNA的分子结构特征。（0.1学时）
（一）．tRNA的结构特点和功能。（0.6学时）
tRNA的一级结构特点、tRNA的二级结构特点、tRNA的三级结构特点
4.mRNA的结构特点和功能，原核和真核生物mRNA的结构异同。
5.真核生物mRNA的内含子、外显子、5’端“帽子”结构、3’端多聚腺苷酸“尾”等的概念和特点。
6.基因的概念，基因组的概念
7.tRNA的结构特点和功能。
8.比较三种RNA的功能
9.核酸的变性、复性和杂交的概念。
授
课
内
容
、
教
具
与
时
间
分
配
（二）mRNA的结构特点和功能。（0.4学时）
原核和真核生物mRNA的结构异同。hnRNA。
真核生物成熟mRNA的结构：5’端帽子结构和3’端尾巴的结构及功能
（三）rRNA的结构和功能（0.2学时）
第_______页
授
课
内
容
、
教
（四）他RNA分子（0.2学时）
1．胞核内小分子RNA（snRNA），