核酸的结构原理
高三生物核酸知识点
高三生物核酸知识点核酸是高中生物中的重要知识点之一，它是构成生物体遗传物质的基础。
核酸分为DNA和RNA两种类型，它们在细胞内承担着不同的功能。
下面将通过对核酸结构、功能以及相关实验的介绍，全面了解高三生物核酸知识点。
一、核酸结构核酸分子由核苷酸单体组成，核苷酸由磷酸、糖和碱基三部分构成。
DNA和RNA的糖分别是脱氧核糖和核糖，碱基包括A （腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、C（胞嘧啶）和G（鸟嘌呤）。
DNA是双链结构，两条链通过碱基之间的氢键相互连接。
A与T之间形成两条氢键，C与G之间形成三条氢键。
这种互补配对使得DNA能够保持稳定的双螺旋结构。
RNA是单链结构，不具备双螺旋形态。
二、DNA的功能1. 遗传信息的存储和传递DNA是遗传物质，携带着生物所有的遗传信息。
在细胞分裂过程中，DNA能够复制自身，并将遗传信息传递给新生物体。
这样，子代继承了父代的遗传特征。
2. 蛋白质的合成DNA通过转录形成RNA，然后通过翻译将RNA翻译成蛋白质。
这是生物体内蛋白质合成的基本过程，也是遗传信息从DNA到蛋白质的转换。
三、RNA的功能1. 转录DNA中的一段基因被转录成RNA分子的过程称为转录。
这个过程发生在细胞核中，DNA的信息被转录为RNA，然后由RNA分子传递到细胞质中进行翻译。
2. 信息传递RNA能够将DNA中存储的遗传信息传递到蛋白质合成的位置。
mRNA (messenger RNA)携带着从DNA转录而来的信息，将其传递给核糖体，从而使得蛋白质得以合成。
四、核酸相关实验1. 火箭电泳火箭电泳是一种用于分离DNA或RNA的方法。
该实验利用电泳原理，将DNA或RNA样品置于凝胶中，然后加上电场，通过电荷的差异使DNA或RNA在凝胶上产生迁移，从而实现分离。
2. PCR反应PCR反应是一种体外扩增DNA的方法。
该实验利用特定的引物和DNA聚合酶，经过一系列的反应步骤，可以在短时间内扩增DNA的数量，从而满足对特定DNA片段的需求。
核酸的原理
核酸的原理核酸是一种细胞分子，是由碱基组成的碱基链，主要包括核糖核酸（DNA）和鸟嘌呤核酸（RNA）两种类型。
它们在许多方面，包括遗传、代谢和发育过程中都发挥着重要作用。
本文将重点介绍核酸的形成原理和生物学功能，以及它们在现代医学中的应用。
核酸形成原理核酸是细胞内最重要的分子之一，它们具有构造稳定和信息传递的功能。
它们的形成受到生物活性物质的约束，如碱基、核糖核苷和鸟嘌呤核苷等。
碱基是核酸的基本构成部分，包括腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶等。
此外，核糖核苷和鸟嘌呤核苷都是核酸的重要组成部分，它们的反应把碱基联系在一起，形成稳定的核酸链。
这四种物质分别与相应的碱基产生特定的结合力，并形成核酸分子结构，构成了DNA或RNA的基本架构。
核酸的生物学功能生物学上，核酸被用来存储和传递遗传信息。
DNA是载有遗传信息的媒介，可以影响基因表达、蛋白质组成和细胞功能。
RNA可以将遗传信息转录到蛋白质，进而影响生理行为和细胞功能运作。
同时，DNA和RNA还参与细胞的有丝分裂，细胞再生和调节细胞的能量代谢等活动，均取决于核酸的存在。
核酸在现代医学中的应用随着高通量测序技术的发展，核酸可以用于检测和诊断疾病。
比如，可以用核酸技术来分析基因突变、筛查携带疾病等。
此外，核酸已被广泛用于生物检测，如食品安全检测、抗生素抗性检测等。
未来，随着生物技术的发展，核酸在克隆、基因工程和基因疗法等领域的应用将越来越广泛。
结论本文介绍了核酸的形成原理和生物学功能，以及它们在现代医学中的应用。
核酸可以用于基因检测、食品安全检测等，可以有效应用于疾病诊断、基因工程和基因治疗等领域，在现代生物技术领域发挥着重要作用。
核酸的结构和功能
核酸的结构和功能核酸是生物体内的重要生物大分子之一，其结构和功能对于生物体的正常生理活动具有重要意义。
核酸主要包括核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA），它们在细胞中扮演着信息传递、遗传、调控等方面的重要角色。
本文将详细介绍核酸的结构和功能。
一、核酸的结构核酸是由核苷酸单元组成的长链分子。
核苷酸由一个含氮碱基、糖分子和磷酸组成。
核苷酸通过磷酸二酯键连接成链状结构，相邻核苷酸之间的磷酸二酯键被称为链的磷酸骨架。
在DNA中，糖分子是脱氧核糖（deoxyribose），而在RNA中则是核糖（ribose）。
碱基分为嘌呤（鸟嘌呤和胸腺嘧啶）和嘧啶（腺嘌呤、鸟嘌呤和尿嘧啶）两类。
在DNA中，鸟嘌呤和胸腺嘧啶以氢键的方式通过碱基配对相互结合，形成双螺旋结构。
而在RNA中，核糖和碱基之间没有形成稳定的双螺旋结构。
二、核酸的功能1.存储遗传信息：DNA是生物体内存储遗传信息的主要分子。
通过DNA的序列编码了生物体内所有蛋白质的合成信息。
每一个DNA分子都包含了生物体所有的遗传信息，它能够准确地复制自身，并通过遗传信息的传递实现后代群体的生存和繁殖。
2.转录和翻译：DNA的遗传信息通过转录作用被转录成一种中间产物RNA，即RNA的合成过程。
在细胞质中，RNA通过读取DNA上的密码信息并翻译成蛋白质序列，从而实现遗传信息的传递。
这个过程被称为翻译。
3.转运和储存能量：核酸还能承担转运和储存能量的功能。
例如，三磷酸腺苷（ATP）是细胞内的一种重要能量转移分子，在胞吞、细胞呼吸等细胞代谢过程中转运和释放能量。
4. 催化作用：部分RNA分子具有催化作用，被称为酶RNA （ribozyme）。
酶RNA能够在特定条件下催化化学反应，例如：RNA酶能够剪切RNA链，还能参与核酸的合成和修复等生物化学过程。
5.调控基因表达：除了DNA编码蛋白质的功能外，核酸还能调控基因表达过程。
RNA在细胞内扮演着信使RNA、转运RNA和核糖体RNA等不同角色，参与调控基因表达的过程，例如：转录因子通过与一些基因的调控区域结合，将DNA转录为RNA，进而调控该基因的表达。
新冠 核酸检测原理
新冠核酸检测原理一、概述新冠病毒（COVID-19）已经成为全球关注的焦点，核酸检测是目前最常用的检测方法之一。
本文将详细介绍新冠核酸检测的原理及其相关技术。
二、新冠病毒的核酸结构新冠病毒是一种单股正链RNA病毒，其基因组长度约为30,000个核苷酸。
该病毒的基因组中包含多个开放阅读框（ORF），编码了多个蛋白质。
三、核酸提取核酸提取是新冠核酸检测的第一步，其目的是从样本中提取出病毒RNA。
常用的核酸提取方法包括酚-氯仿法、磁珠法和硅胶膜法等。
这些方法能够有效地分离病毒RNA并去除潜在的污染物。
3.1 酚-氯仿法酚-氯仿法是一种传统的核酸提取方法，其基本原理是利用酚和氯仿的不溶性差异，将核酸从其他组分中提取出来。
该方法操作简单、成本较低，但提取效率相对较低。
3.2 磁珠法磁珠法是一种基于磁性珠子的核酸提取方法。
在该方法中，磁性珠子表面覆盖有特定的核酸结合试剂，可以选择性地结合并富集病毒RNA。
磁珠法具有高效、快速和自动化的优点，成为新冠核酸检测中常用的提取方法。
3.3 硅胶膜法硅胶膜法是一种基于硅胶膜的离心柱技术，通过离心作用将核酸吸附到硅胶膜上，再通过洗脱过程将核酸从硅胶膜上洗脱下来。
该方法操作简单，适用于小规模样本处理。
四、核酸扩增核酸扩增是新冠核酸检测的关键步骤，其目的是在样本中扩增病毒RNA的特定片段。
常用的核酸扩增方法包括聚合酶链式反应（PCR）和等温扩增法。
4.1 PCRPCR是一种经典的核酸扩增技术，其基本原理是通过DNA聚合酶酶活性，在特定温度下进行多轮的DNA复制。
在新冠核酸检测中，PCR方法通常选择病毒的N基因或S基因作为扩增靶标。
4.2 等温扩增法等温扩增法是一种在恒温下进行的核酸扩增技术，相比PCR，等温扩增法不需要复杂的温度循环设备，更易于实施。
在新冠核酸检测中，等温扩增法常用的方法包括LAMP和RPA等。
五、核酸检测方法核酸扩增后，需要进行核酸检测以确定是否存在新冠病毒。
细胞中的核酸知识点
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。
核酸结构特点
核酸结构特点一、引言核酸是生命体中的重要分子之一，它们承担着存储遗传信息的重要任务。
核酸分为DNA和RNA两种类型，它们在结构上有着明显的区别。
本文将主要介绍核酸结构的特点。
二、DNA结构特点1.双螺旋结构DNA是由两个互补的链组成的双螺旋结构，这些链以氢键相互连接。
这种结构使得DNA能够稳定地存储遗传信息，并通过复制过程传递给下一代。
2.碱基配对规则DNA中存在四种碱基：腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。
这些碱基之间有着特定的配对规则，A始终与T配对，G始终与C配对。
这种规律保证了DNA复制时正确地保留了遗传信息。
3.磷酸二酯键连接每个核苷酸都由一个五碳糖、一个氮碱基和一个磷酸基团组成。
这些单元通过磷酸二酯键连接成链，形成了DNA分子的骨架。
这种连接方式使得DNA分子具有一定的稳定性。
三、RNA结构特点1.单链结构RNA是由单个链组成的，与DNA不同。
这种结构使得RNA分子更加灵活，可以在细胞内执行多种功能。
2.碱基配对规则RNA中存在四种碱基：腺嘌呤（A）、尿嘧啶（U）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。
与DNA不同的是，U取代了T成为A的互补碱基。
这样的配对规则使得RNA能够在转录和翻译过程中正确地识别和复制遗传信息。
3.三级结构除了像DNA一样的线性序列外，RNA还具有复杂的三级结构。
这些结构包括单链、双链、环形、螺旋等形式，它们为RNA分子提供了更多的功能。
四、总结核酸是生命体中不可或缺的分子之一，它们承担着存储和传递遗传信息的重要任务。
DNA和RNA在结构上有着明显的区别，但都具有稳定性和可复制性等共同特点。
深入了解核酸结构特点对于理解生命体的基本原理和开发新的治疗方法具有重要意义。
核酸化学知识点总结
核酸化学知识点总结一、核酸的化学结构1. 核酸的基本结构核酸是由核苷酸组成的，核苷酸又由碱基、糖和磷酸组成。
碱基分为嘌呤和嘧啶两类，嘌呤包括腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），嘧啶包括胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）或尿嘧啶（U）。
糖分为核糖和脱氧核糖，其中RNA中的糖为核糖，DNA中的糖为脱氧核糖。
核苷酸是由碱基和糖组成的核苷，再与磷酸结合形成核苷酸。
2. 核酸的二级结构核酸的二级结构是指单条核酸链上碱基序列所具有的空间结构。
DNA分子具有双螺旋结构，由两条互补的DNA链通过氢键相互缠绕形成。
RNA分子没有固定的二级结构，但在一些情况下也可以形成双链结构。
3. 核酸的三级结构核酸的三级结构是指单条核酸链在立体空间上所呈现的结构。
DNA分子呈现出右旋的螺旋结构，RNA分子则可以形成各种复杂的结构。
4. 核酸的四级结构核酸的四级结构是指多条核酸链相互作用所形成的更为复杂的结构。
在一些特定情况下，核酸分子可以形成四级结构，并参与到一些生物学过程中。
二、核酸的功能1. 遗传信息的储存与传递核酸是生物体内遗传信息的携带者，DNA分子储存着生物体的遗传信息，RNA分子则在转录和翻译过程中参与到遗传信息的传递和表达中。
2. 蛋白质合成核酸通过转录和翻译的过程，参与到蛋白质的合成过程中。
DNA分子在转录过程中产生mRNA，mRNA再通过翻译过程将基因信息翻译成蛋白质。
3. 调节基因表达在一些生物学过程中，核酸可以通过转录调控、剪接调控和甲基化调控等方式来参与到基因的表达调节中。
4. 氧化磷酸化核酸分子参与到细胞内氧化磷酸化过程中，通过释放出磷酸来提供细胞内化学能量，并维持细胞内正常生理活动。
三、核酸的合成1. DNA的合成（DNA合成）DNA的合成是DNA聚合酶在DNA模板的引导下，将合适的脱氧核苷酸三磷酸酶与新合成的核甙核苷酸通过磷酸二酯键连接，使DNA链不断延长的过程。
DNA合成是细胞分裂前的准备工作，也是基因工程和分子生物学研究中的重要技术手段。
核酸提取原理及方法课件
新技术与新方法的探索
纳米材料在核酸提取中的应用
利用纳米材料的特性和功能，开发新型核酸提取方法 。
微流控技术在核酸提取中的应用
通过微流控芯片技术，实现核酸的快速、高效提取。
THANKS
感谢观看
核酸完整性的检测
琼脂糖凝胶电泳
通过观察DNA在电场中的迁移行为，判断DNA的完整性。
脉冲场凝胶电泳
利用不同的脉冲电场来分离不同大小和结构的DNA片段，以 评估核酸的完整性和大小分布。
核酸纯度的检测
紫外光谱分析
通过测量核酸在260nm和280nm紫外光下的吸光度，判断核酸中蛋白质、酚 和其他杂质的含量。
基因组测序
通过对基因组进行测序，可以深入了 解基因的结构和功能，为疾病诊断、 药物研发和生物进化研究提供重要信 息。
基因表达分析
通过比较不同组织或条件下的基因表 达谱，可以研究基因在生命活动中的 作用，以及基因与疾病的关系。
分子生物学研究
分子克隆
利用核酸提取技术，可以获得目的基因的克隆，为进一步研究基因的功能和表达调控机制提供基础。
吸附法
原理
利用吸附剂（如硅藻土、氧化铝 等）对DNA的吸附作用，将
DNA从细胞或组织中分离出来。
步骤
细胞裂解→加入吸附剂→搅拌→ 洗涤→解吸附→DNA。
注意事项
操作过程中要控制好吸附剂的用 量和洗涤次数，同时要保证解吸
附时的温度和pH值。
其他提取方法
酶法
利用酶（如蛋白酶、核酸酶等）将细 胞或组织中的DNA或RNA释放出来 ，再进行提取。
高效液相色谱
利用色谱柱将核酸中的杂质与核酸分离，并通过检测器检测纯度。
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B型DNA的结构
Watson-Crick模型的意义
Watson-Crick模型阐明了遗传物质复制和传代的机制， 对分子遗传学的形成和发展产生了深远的影响。
A型DNA的结构
A-DNA是在相对湿度为75%以下时获得的DNA纤 维的结构。后来在DNA的晶体结构中也发现ADNA的存在。 A-DNA的结构特征
内型（endo）与外型（exo）
信封式构象
扭转式构象
呋喃糖环的折叠形式
糖环的折叠影响核苷酸的空间构象
单体核苷酸中糖环折叠C3’-endo与C2’-endo各占一 半的比例 B-DNA螺旋中糖环构象为C2’-endo A-DNA螺旋中糖环构象为C3’-endo RNA螺旋中糖环构象为C3’-endo
也是右手双螺旋结构 螺旋直径比B-DNA更大。 碱基排列更紧密，碱基平面间距为2.56Å，每圈螺旋有 11对碱基，螺距28Å。 脱氧核糖的折叠形式为C3’内型，而B-DNA为C2’内型。 碱基对与中心轴的倾角不同，约为20°，导致大沟和小 构也有细微的差别。
信封式（envelope form）
C2’-endo（2E） C3’-endo（3E） C2’-exo （2E） C3’-exo （3E）
C2’-endo-C3’-exo（ C2’-exo-C3’-endo（ , , , , ），又称S式 ），又称N式
扭转式（twist form）
碱基
腺嘌呤 A 鸟嘌呤 G 胞嘧啶 C 胸腺嘧啶 T 尿嘧啶 U
碱基环的原子编号
碱基的顺式和反式构象
碱基的顺式和反式构象
磷酸基团
核苷酸的构象角
DNA的结构
DNA的一级结构 双螺旋——DNA的二级结构 超螺旋——DNA的三级结构 三链和四链DNA的结构
DNA的一级结构
核酸的结构原理
核酸包括核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA） 两大类，它们对生物体的遗传信息的传递、蛋白 质的生物合成及生物的发育调控等生命过程起着 决定性的作用。 核酸的结构与功能 染色体的结构 基因组
核酸的结构与功能
核酸结构的研究简史 核酸的基本结构单位 DNA的结构 DNA的功能 RNA的结构 RNA的功能
B型DNA的结构
1980年，Dickerson测定了12聚寡核苷酸片段的晶体结构， 发现并不象Watson-Crick模型那样均一，在局部结构上有 较大的差异。从而对Watson-Crick模型提出了一些补充： 相邻两个碱基之间的夹角可从28°到42°不等，而不是 固定的36°。 组成碱基对的两个碱基的分布并非在同一平面上，而是 沿碱基对的长轴旋转一定角度，称为螺旋桨状扭曲。 双螺旋局部的构象变化能导致双螺旋结构整体的变化， 如弯曲和沟的加宽等。
核酸结构的研究简史
1868年，瑞士的Friedrich Miescher从脓细胞核中提取得到 结合蛋白质的核酸，称为核素（nuclein） 1889年，Richard Altmann得到不含蛋白质的核素，命名为 核酸（nucleic acid） 1929年，Levene Jacobs得到核酸的化学组成 1938年，Astbury开始DNA纤维衍射的工作 1944年，Avery等完成肺炎球菌转化试验，证明DNA是遗 传物质 1950年前后，Chargaff和Markham分析了各种生物DNA的 碱基组成，发现了DNA碱基组成规律：A=T, G=C 1953年，James Watson和Francis Crick建立DNA双螺旋结构 模型
核酸结构的研究简史（续）
1970s年代初，建立DNA重组技术，产生了一门新的学科——基 因工程。 1970s年代末，开始进行人工合成DNA片段的结晶和晶体衍射的 分析工作。 1978年发表了第一个DNA片段晶体结构，是一个四核苷酸片段。 1979年，A.Rich测定了d(CGCGCG)片段的晶体结构，发现是一 个左手双螺旋结构。 1980年，R.E.Dickerson测定了12聚核苷酸片段： d(CGCGAATTCGCG)的晶体结构，证实了Watson-Crick模型的 正确性，同时也发现了一些不同的结构特征。 1992年，建立了核酸三维结构数据库NDB。 现在，X射线晶体学、NMR和计算机模拟方法都已经用于研究 核酸的空间结构。
Chargaff规则：双链DNA中 A = T & G = C 核苷酸中的碱基可以被修饰：DNA中A和 C有时被甲基化
DNA序列的测定
Sanger法（双脱氧末端终止法） Maxam-Gilbert法（化学降解法）
DNA的双螺旋结构——二级结构
双螺旋结构的三种类型
B-DNA A-DNA Z-DNA
DNA的一级结构是脱氧核糖核苷酸以 3', 5'-磷酸二酯键连接形成的长链 脱氧核糖和磷酸构成DNA的磷酸二酯 主链，由糖苷键连接的碱基是DNA的 侧链
ห้องสมุดไป่ตู้
磷酸基总是离子化的 核酸是聚阴离子 核苷酸链具有极性，方向：5’3’ 每个核苷酸中有6-7个自由旋转的单键
核苷酸的序列编码了DNA中的遗传信 息
核酸的基本结构单位
核酸是线性的多聚核苷酸（polynucleotide），核 苷酸（nucleotide）是核酸的基本结构单位 核苷酸的结构
核苷
戊糖 碱基
磷酸
戊糖
戊糖的类型
b-D-核糖 RNA b-D-2-脱氧核糖 DNA
戊糖
糖环的折叠形式
内型（endo）与外型（exo）构象——以C5’作为参照 糖环的折叠形式有两大类
B型DNA的结构
B型DNA是天然DNA的最常见的构象，Watson-Crick双螺 旋模型就是B型DNA的构象 B型DNA的结构特征
两条反平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕。 磷酸-脱氧核糖主链在外，碱基在内。碱基平面相互平行叠加，与 中心轴垂直，碱基平面的间距为3.4Å。 每圈螺旋含有10对碱基，螺距34Å。相邻两对碱基的夹角为36°， 螺旋的直径约为20Å。 两条链相对的碱基存在A-T, C-G的互补关系，A-T之间有两个氢键， C-G之间有三个氢键。 糖苷键是反式构型，脱氧核糖的折叠是2'内型 在DNA双螺旋分子上交替存在大沟和小沟