第三章 核 酸( 二)
第三章 DNA复制损伤与修复
以3′→5′方向的亲代DNA链作模板的子 代链在复制时基本上是连续进行的，其 子代链的聚合方向为5′→3′，这一条 链被称为前导链(leading strand)。而 以5′→3′方向的亲代DNA链为模板的子 代链在复制时则是不连续的，其链的聚 合方向也是5′→3′，这条链被称为滞 后链(lagging strand)。
RNA 引 物 的 大 小 ， 通 常 为 1 － 10 个 核 苷 酸 。 RNA引物的碱基顺序，与其模板DNA的碱基 顺序相配对。
四、双向复制
DNA复制时，以复制起始点为中心，向 两个方向进行复制。但在低等生物中， 也可进行单向复制（如滚环复制）。
五、DNA的半不连续复制
由 于 DNA 聚 合 酶 只 能 以 5'→3' 方 向 聚 合子代DNA链，即模板DNA链的方向必 须为3'→5'。因此，分别以两条亲代 DNA链作为模板聚合子代DNA链时的方 式是不同的。
单链DNA结合蛋白（SSB）在细胞内行 使很多涉及单链区域稳定性的功能（如 同源重组）。在复制中，这包括稳定熔 解起点，维持解旋酶活性，从DNA模板上 去除二级结构以及抑制核酸酶活性。即 SSB与DNA单链相结合，既防止核酸水解 酶的作用，又避免解开的单链DNA重新缔 合形成双链，从而保持一种伸展状态，
以保证复制顺利进行。在E.coli中SSB为
四聚体，对单链DNA有很高的亲和性，但 对双链DNA和RNA没有亲合力。它们与DNA 结合时有协同作用，即有一个SSB与DNA 结合时，就会有更多的SSB迅速结合上去 扩展分布整个DNA单链，将DNA包被上蛋 白聚合体。SSB有某些碱基组成的倾向性， 但很少有顺序专一性结合，可以周而复 始地循环使用，在DNA的修复和重组中都 有SSB的参与。
生物化学与分子生物学重点
第一章 核酸的结构与功能1、种类：脱氧核糖核酸（DNA），存在于细胞核和线粒体内。
核糖核酸（RNA），存在于细胞质和细胞核内。
2、核酸的分子组成：基本组成单位是核苷酸，而核苷酸则由碱基、戊糖和磷酸三种成分连接而成。
戊糖：DNA分子的核苷酸的糖是β-D-2-脱氧核糖，RNA中为β-D-核糖。
3、核酸的一级结构核苷酸在多肽链上的排列顺序为核酸的一级结构，4、 DNA的二级结构DNA双螺旋结构是核酸的二级结构。
双螺旋的骨架由糖和磷酸基构成，两股链之间的碱基互补配对，是遗传信息传递者，DNA半保留复制的基础，结构要点： a.DNA是一反向平行的互补双链结构亲水的脱氧核糖基和磷酸基骨架位于双链的外侧，而碱基位于内侧，碱基之间以氢键相结合，其中，腺嘌呤始终与胸腺嘧啶配对，形成两个氢键，鸟嘌呤始终与胞嘧啶配对，形成三个氢键。
b.DNA是右手螺旋结构螺旋直径为2nm。
每旋转一周包含了10个碱基，每个碱基的旋转角度为36度。
螺距为3.4nm，每个碱基平面之间的距离为0.34nm。
c.DNA双螺旋结构稳定的维系横向靠互补碱基的氢键维系，纵向则靠碱基平面间的疏水性堆积力维持，尤以后者为重要。
5、RNA的空间结构与功能mRNA:1. 真核生物mRNA的5'-端有特殊帽结构2. 真核生物mRNA的3'-末端有多聚腺苷酸尾3. mRNA碱基序列决定蛋白质的氨基酸序列tRNA：1、3′末端为—CCA-OH 2、含10～20% 稀有碱基3、其二级结构呈“三叶草形”4. tRNA的反密码子能够识别mRNA密码子rRNA：rRNA的结构为花状，rRNA 与核糖体蛋白结合组成核糖体(ribosome)，为蛋白质的合成提供场所。
rRNA单独存在不执行其功能。
tRNA功能是在细胞蛋白质合成过程中作为各种氨基酸的戴本并将其转呈给mRNA。
6、核酸的理化性质在某些理化因素作用下，如加热，DNA分子互补碱基对之间的氢键断裂，使DNA双螺旋结构松散，变成单链，即为变性。
第三章氨基酸 1.氨基酸的侧链对多肽或蛋白质的结构和生物学功能
第三章氨基酸1．氨基酸的侧链对多肽或蛋白质的结构和生物学功能非常重要。
用三字母和单字母缩写形式列出其侧链为如下要求的氨基酸：(a)含有一个羟基；(b)含有一个氨基；(c)含有一个具有芳香族性质的基团；，(d)含有分支的脂肪族烃链；(e)含有硫；(f)含有一个在pH 7～10范围内可作为亲核体的基团或原子，指出该亲核基团或原子。
2．就异亮氨酸的结构式回答下列问题：(a)它有多少个手性中心?(b)它有多少个光学异构体?(c)绘出异亮氨酸所有光学异构体。
’3．根据各个氨基酸相应的pKα值(见书)画出以下各氨基酸在pH 3.0，pH 7.0，pH 13.0时的主要离子结构：(a)Gly；(b)Glu；(c)Asp；(d)Arg；(e)His；(f)Pro。
4．计算第3题中各氨基酸的等电点(pI)。
5．一种氨基酸的可解离基团可以带电或中性状态存在，这取决于它的pK值和溶液的pH。
(a)组氨酸有3种可解离基团，写出相应于每个pK值的3种解离状态的平衡方程式。
每种解离状态下的组氨酸分子的净电荷是多少?(b)在pH 1，4，8和12时，组氨酸的净电荷分别是多少?将每一pH下的组氨酸置于电场中，它们将向阴极还是阳极迁移?6．某种溶液中含有三种三肽：Tyr-Arg-Ser，Glu-Met-Phe和Asp-Pro-Lys，α-COOH 基团的pKα为3．8；α-NH3基团的pKα为8.5。
在哪种pH(2.0，6.0或13.0)下，通过电泳分离这三种多肽的效果最好?7．利用阳离子交换层析分离下列每一对氨基酸，哪一种氨基酸首先被pH7缓冲液从离子交换柱上洗脱出来。
(a)Asp和Lys；(b)Arg和Met；(c)Glu和Val；(d)Gly和Leu；(e)Ser和Ala。
8．含有685个氨基酸残基的单一一条多肽链的蛋白质的近似相对分子质量是多少?9．氨基酸的定量分析表明牛血清白蛋白含有o.58％的色氨酸(色氨酸的相对分子质量为204)。
【细生】第三章 细胞基本特征
一、细胞的小分子物质
水 细胞中含量最大（70%），极性小分子， 游离水
良好溶剂，是细胞内生化反应的场所。 以离子形式存在 阳离子：Na+,K+,Ca2+,Fe2+,Mg2+等 阴离子：Cl-,SO42-,PO43-,HCO3-等 结合水
无机小分子
无机盐
种类
功能
a、维持细胞内外液的渗透压和PH值 b、与蛋白质或脂类结合，组成具有一定功能的结合蛋白质 （如血红蛋白）或脂（如磷脂）
二、核 酸
(一)核酸的种类
是生物遗传的物质基础
脱氧核糖核酸（DNA） 核 糖 核 酸（RNA）
DNA RNA 核 糖 A G C U 单 链 细胞核外
与遗传信息表达有关
戊 碱 结
糖 基 构
脱氧核糖 A G C T 双 链 细胞核内
储存，复制和传递遗传信息
行使功能部位
功
能
★(二)DNA的结构
一级结构：DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序 二级结构：Watson和 Crick提出的 DNA双螺旋结构模型
1.DNA分子是由两条相互平行、方向相反的多核 苷酸链围绕着同一中心轴形成的双螺旋结构 2.两条长链的碱基在双螺旋内侧按碱基配对原则 （A=T，G三C）以氢键相连 3.相邻碱基对旋转36°，间距0.34nm，一个螺旋 包含10个碱基旋转360°，螺距为3.4nm
3.4nm 含 10 个 碱 基 对 360°
(三)DNA的功能
携带并传递遗传信息
(三)RNA的结构与功能 RNA为单链，可自身回折形成局部假双链
信使 RNA（mRNA） ★ 分 类 转运 RNA（tRNA） 核糖体 RNA （rRNA）
三种RNA分子的结构特征和功能比较
第三章 放射性核素发生器
5.医用放射性核素发生器应设计合理,紧凑,操作简 便,使用安全; 6.医用放射性核素发生器应设计屏蔽体,屏蔽厚度 应符合规定的要求,使用现场应另设附加屏蔽, 以确保工作人员的安全. 4.母体核素易于从工业源获得,便于运输和应用; 5.医用放射性核素发生器应设计合理,紧凑,操作简 便,使用安全; 6.医用放射性核素发生器应设计屏蔽体,屏蔽厚度 应符合规定的要求,使用现场应另设附加屏蔽, 以确保工作人员的安全.
O OH
O
三.同位素交换法 有机化合物中某个或某些原子与相应的放 射性原子(标记原子)之间发生的交换反应.这 种交换可以是同一元素之间互相替代,也可以 是不同元素之间互相替代. 交换法是制备3H标记化合物的常用方法.它 操作简单,一般实验室均有条件进行标记,但是 不易达到定位标记.标记是要在高温,特定的pH 和催化剂等条件下进行的.产品纯化一般比较 容易,也能获得高比度的标记化合物. 四. 生物合成法
• 柱色谱发生器： 是根据母子体核素在某种吸附剂或离子 交换树脂上的分配系数有明显差异的原 理制成的。 • 色谱发生器的吸附剂，必须具有较高的 化学稳定性和辐照稳定性，而且要求有 比较大的吸附容量，母子体分离良好。 • 一般采用无机吸附剂： • 99Mo-99Tcm发生器采用色谱氧化铝为吸 附剂。
2.有机化合物:通常采用前置括号命名法， 即在标记化合物名称中表示标记核素所 处部位之前，加一方括号，在其中标明 核素标记的位置与数目，希腊字母或词 头以及标记核素的符号。如： [1-14C]-CH3COOH 二.标记化合物的分类:
按标记物种的不同来分类: 1.无机标记物 2.有机标记物 3.生物标记物 • 按核素种类的不同来分类: 1.同位素标记物和非同位素标记物 2.金属标记物和非金属标记物
第三章 原核微生物
3.1.1 细菌的个体形态与大小
2.5.1 病毒对物理因素的抵抗力 一、个体形态
球状
杆壮
—— 球菌（Coccus）
—— 杆菌（Bacillus） ——丝状菌
螺旋状——螺旋菌（Spirillum） 丝状
一般以杆状最为常见， 球状次之，螺旋状再 次之，丝状较少。
1、球菌
球菌单独存在时，细胞呈球形或近球形。根据其 2.5.1 病毒对物理因素的抵抗力 繁殖时细胞分裂面的方向不同，以及分裂后菌体之间 相互粘连的松紧程度和组合状态，可形成若干不同的 排列方式。
意义：
杂交育种
遗传学基本原理研究
比较项目
1、革兰氏染色反应 2、肽聚糖层 3、磷壁酸 4、外膜
G+ 细菌
能阻留结晶紫而染成紫色 厚，层次多 多数含有 无
G- 细菌
可经脱色而复染成红色 薄，一般单层 无 有
5、脂多糖（LPS）
6、类脂和脂蛋白含量 7、鞭毛结构 8、产毒素 9、对机械力的抗性 10、细胞壁抗溶菌酶 11、对青霉素和磺胺
细菌的个体形态
细菌细胞的形态与排列方式在细菌的分类鉴定上 2.5.1 病毒对物理因素的抵抗力 具有重要的意义。但某种细菌的细胞不一定全部都按 照特定的排列方式存在，只是特征性的排列方式占优
势。
在正常情况下，细菌的形态是相对稳定的。培养 基的化学组成、浓度培养温度、pH、培养时间等的变 化，会引起细菌的形态改变。 有些细菌是多形态的，有周期性的生活史，如粘
古菌：产甲烷菌 放线菌 蓝细菌：与水体富营养化的关系 其他原核微生物
3.1
细
菌
细菌（Bacteria）是自然界中分布最广、数量最大、 与人类关系极为密切的一类微生物。
第三章物质DNA和RNA结构与功能
tRNA的 三级结构： 倒“L”形，所有的tRNA折叠后形成大小相似及三 维 构象相似的三级结构，这有利于携带的氨基酸的tRNA进入核糖体的特定部 位。 如图所示：
第三章物质DNA和RNA结构与功 能
第三节 DNA的复制
DNA复制的一般特点：
1、半保留复制 拆开的两条单链，以各 自为模板，从细胞核内吸取与自己碱基 互补的游离核苷酸，进行氢键结合，在 酶系统的作用下，连接起来，各自形成 一条新的互补链。
1、复制功能 遗传物质必须贮存遗传信息，并 能将其复制且一代一代精确地传递下去。
2、表达功能 遗传物质必须控制生物体性状的 发育和表达。
3、变异功能 遗传物质必须发生变异，以适应 外界环境的变化，第三章没物质有DNA变和RN异A结构就与功没有进化。
能
DNA作为主要遗传物质的证据
染色体
DNA（27%）
第三章 遗传物质DNA和RNA的结 构与功能
第一节 遗传物质DNA的发现与证明
第二节 DNA的分子结构 第三节 DNA分子的复制 第四节 RNA的结构与功能 第五节 三联体密码与蛋白质的合成
第三章物质DNA和RNA结构与功 能
第一节 遗传物质DNA的发现与证明 一、遗传物质应具备的三种基本功能：
（1）双环结构的嘌呤：
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
（2）单环结构的嘧啶：
胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
尿嘧啶（U）
第三章物质DNA和RNA结构与功 能
第三章物质DNA和RNA结构与功 能
第三章物质DNA和RNA结构与功 能
第三章物质DNA和RNA结构与功 能
美妙的DNA双螺旋
1、DNA分子是由两条多核苷酸链以右手 螺旋的 形式，彼此以一定的空间距离，平行于同一轴上， 很像一个扭曲的梯子。
04第三章多聚核苷酸与核酸
旋进过分的方向与DNA双链的螺旋方向相反
目录
DLk = -2
DLk = +2
负超螺旋DNA Lk=198
松弛形环状DNA Lk=200
正超螺旋DNA Lk=202
目录
自然条件下的DNA都是以负超螺旋的构象存在 的，也就是说，DNA的实际螺旋数要少于它含有的碱 基对数目应该对应的螺旋数。
G
3端
目录
第二节 DNA的结构和功能
Structure and Function of DNA
目录
一、 DNA的二级结构是右手双螺旋
目录
（一）DNA的碱基组成遵循Chargaff法则
Chargaff 规则
不同种属生物的DNA碱基组成不同； 同一个体不同器官、不同组织的DNA具 有相同的碱基组成； 对于一个特定的组织的DNA，其碱基组 份不随其年龄、营养状态和环境而变化； 腺嘌呤与胸腺嘧啶的摩尔数相等，鸟嘌 呤与胞嘧啶的摩尔数相等。
目录
DNA的遗传信息是以基因的形式存在的。 基因（gene）是编码RNA或多肽的DNA片段， 其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。 DNA利用四种碱基的不同排列对生物体的所 有遗传信息进行编码，经过复制遗传给子代，并 通过转录和翻译确保生命活动中所需的各种RNA 和蛋白质在细胞内有序合成。
目录
（二）DNA全部核苷酸序列组成基因组
利用真核细胞核抽提物（nuclear extract）建立再造体 系是当前生物技术商家提供体外转录商品试剂盒（kit）的主 要来源。
目录
四、核苷酸的排列顺序就是多聚核苷酸
链的一级结构
5端
C 定义
多聚核苷酸链的核
第三章第二节DNA的分子结构
A
G
T
C
DNA分子的结构特点
C A A C G G T T G C
A
G
T
C
（1）DNA分子是由两条 反向平行的脱氧核苷酸长 链盘旋成双螺旋结构。 （2）DNA分子中的脱氧 核糖和磷酸交替连接，排 列在外侧，构成基本骨架； 碱基在内侧。 （3）两条链上的碱基通 过氢键连接成碱基对，且 遵循碱基互补配对原则。
3、设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对
原则：A1=T2 ， A2=T1， G1 = C2 ， G2 =C1 DNA双链 A1 T1 G1 C1
1链
若
A1+T 1 G 1 +C 1 G2 +C2
= n
同例:(G+C)/(T+A)
T2 A2 C2
则 A 2+T 2
T 1+A 1 = n =C ? +G 1 1
3、在DNA的一个单链中，A+T/G+C=0.4， 上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是 多少？ 0.4 0.4
4、已知一条单链上A ︰ C ︰ G ︰ T=1 ︰ 2 ︰ 3 ︰ 4,上述比例在另一条单链上和DNA双 链上是多少？
4︰3︰2︰1 5︰5︰5︰5
三﹑碱基互补配对原则应用的规律
A C A A C G
T G T T G C
你注意到了吗？
两条长链上的脱氧 核糖与磷酸交替排 列的顺序是稳定不 变的。 长链中的碱基对的排 列顺序是千变万化的。
A
G
T
C
遗传信息
二﹑DNA分子的结构
第三章 第二节 第4课时 酸碱中和滴定
第4课时酸碱中和滴定[核心素养发展目标] 1.理解中和滴定的原理。
会选择中和滴定的指示剂。
2.熟悉中和滴定实验仪器及使用。
3.掌握中和滴定的实验操作方法。
4.能通过酸碱中和滴定测定酸或碱的浓度，掌握数据分析与处理的方法，培养定量研究的意识。
一、酸碱中和滴定实验1．概念和原理(1)概念酸碱中和滴定是依据中和反应，用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的方法。
(2)原理在中和反应中，酸提供的H＋与碱提供的OH－的物质的量相等，即：c(H＋)·V酸＝c(OH－)·V碱，则c(H＋)＝c(OH－)·V碱V酸或c(OH－)＝c(H＋)·V酸V碱。
2．主要仪器及使用(1)仪器：滴定管，铁架台，滴定管夹，锥形瓶，烧杯。
仪器a是酸式滴定管，仪器b是碱式滴定管。
精确度：0.01 mL。
(2)滴定管的使用方法①检查仪器：使用滴定管前，首先要检查活塞是否漏水。
②润洗仪器：在加入酸、碱之前，洁净的酸式滴定管和碱式滴定管要分别用所要盛装的酸、碱润洗2～3次。
③加入反应液：分别将酸、碱加到酸式滴定管和碱式滴定管中，使液面位于滴定管“0”刻度以上2～3 mL处，并将滴定管垂直固定在滴定管夹上。
④调节起始读数：在滴定管下放一烧杯，调节活塞，使滴定管尖嘴部分充满反应液，并使液面处于“0”刻度，准确记录读数。
⑤放出反应液：根据实验需要从滴定管中逐滴放出一定量的反应液。
3．主要试剂(1)待测液；(2)标准液；(3)指示剂[一般用酚酞或甲基橙，不用石蕊(因为颜色改变不明显)]。
4．指示剂的选择(1)原理：由曲线可以看出，在酸、碱中和滴定过程中，当接近滴定终点时，极少量的碱或酸就会引起溶液的pH突变。
此时指示剂明显的颜色变化表示反应已完全，即反应达到终点。
所以即使酚酞、甲基橙的变色不在恰好中和的pH＝7的点上，但体积差距很小，可以忽略不计。
如图所示为用0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L－1 HCl溶液过程中pH 变化曲线。