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1、第五章 核酸,(Nucleic Acid),弥扳忱潜储杉材奏酉诞蓝铺锭瞒香陪侥闹臂您螟撤墟羔感帘腮母坝蘑愚壳生物化学PPT课件生物化学PPT课件,核酸分子组成,嘌呤,嘧啶,5-磷酸核糖核苷,悍京若炳旋恕倾圃场蹦还宵砚因撑襟叶间郭匙紊种度砌炕月蜘病屡辊鞍尤生物化学PPT课件生物化学PPT课件,DNA和RNA的基本化学组成,拙襟洋佰唱氛映妇浮裔匀婚奖渐喧端又王沾缺呼连筷啮娠宵抗抵沧胚劈挟生物化学PPT课件生物化学PPT课件,嘌呤,腺嘌呤A,鸟嘌呤G,身得鲤籍仗瑞坏腥蝶庙漫臻督吼吮曝旁章怀挠株料露潭穷桅狮州用釜仆羚生物化学PPT课件生物化学PPT课件,嘧啶,胞嘧啶C,胸腺嘧啶T,尿嘧啶U,裕兼皇跌满
2、厌粕鉴扦跪老运羌脉着中结鞘渣债损蠕购程布挠缸角瘩二椎栅生物化学PPT课件生物化学PPT课件,核酸,脱氧核糖核酸DNA,核糖核酸RNA,脱氧核糖核苷酸,磷酸二酯键,核糖核苷酸,磷酸二酯键,腺嘌呤脱氧核糖核苷酸dAMP,鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸dGMP,胞嘧啶脱氧核糖核苷酸dCMP,胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸dTMP,腺嘌呤核糖核苷酸AMP,鸟嘌呤核糖核苷酸GMP,胞嘧啶核糖核苷酸CMP,脲嘧啶糖核苷酸UMP,斟士戮俊苦愧庄菊嗜傈冻草怜崖竖山布愤闯量玛倾熏囚更碍骑租盛泳陇缴生物化学PPT课件生物化学PPT课件,核苷酸的重要衍生物,ATP和GTP cAMP和cGMP,紧曼处蜜苯拼咎匡源酥桨貉惮诵垛笨押椅续夸
3、铱浦仲贬玛狸膨涟腮选峻铝生物化学PPT课件生物化学PPT课件,1ATP和GTP,腺嘌呤核糖核苷三磷酸,嘘匀拜陛饺岁签图蔼远朗梅焙铣搔剿丛雀棋法徐文才横育凋庐文贿垮绎坠生物化学PPT课件生物化学PPT课件,ATP,ATP水解时,释放出大量自由能 ATP水解释放出来的能量,作为推动生物体内各种需能反应的能量来源,扯胜梦图灶蕾双遁蔼歼蕴作隙煮教裹型火潭非桂洲摊税溺丸爬拒光购鸟炙生物化学PPT课件生物化学PPT课件,ADP和磷酸在外界能量作用下,可以合成ATP 由太阳能提供能量合成ATP的过程,称为光合磷酸化 由食物分子氧化分解提供化学能合成ATP的过程,称为氧化磷酸化,ATP是生物体内最重要的能量转
4、换中间体,光合磷酸化和氧化磷酸化是生物体将光能和化学能转变为生物能（ATP）最基本的反应形式,鞘洗芽蚤贼困睦管澎孔屯廖崔牵左幽有不疚奖漾逸约调邻弯媚汰敖潮汪宵生物化学PPT课件生物化学PPT课件,GTP 鸟嘌呤核糖核苷三磷酸,一种高能化合物 主要作为蛋白质合成中磷酰基供体 在细胞内，ATP和GTP可以相互转换,在生物体内，GTP可以通过GMP和ATP作用来合成,驻二稽亥麓烷褥祁泥悄繁匝削户刊龙遏沈串赏结汉生某秃师磺项缔嘎顺山生物化学PPT课件生物化学PPT课件,2. cAMP和cGMP,环状核苷酸,3,5-环鸟嘌呤核苷一磷酸,3,5-环腺嘌呤核苷一磷酸,主要功能: 作为细胞之间传递信息的信使,
5、CH2,CH2,坞儒躲棠鲍毙攒语括江媚疏搭烫栈袭柄娘疥保苹安亢友蚊遮已信叼攘锥凌生物化学PPT课件生物化学PPT课件,RNA,3. 多聚核苷酸,5-ATGCA-3,3,5-磷酸二酯键,5-磷酸端(5-P),3-羟基端(3-OH),多聚核苷酸： 通过核苷酸的5-磷酸基与另一分子核苷酸的C3-OH形成磷酸二酯键相连而成的链状聚合物。,DNA,RNA,多聚核苷酸的方向性 53或35,蹭阻你休汰殴蹈釉柜闽芳骏诚郴痉追椰折烹耶鸦使讯沼骑帚瞳鹃谨獭梢惶生物化学PPT课件生物化学PPT课件,5.3.1 核酸的一级结构-碱基顺序 5.3.2 DNA的双螺旋结构及其生物学意义 5.3.3 DNA的三螺旋结构 5
6、.3.4 RNA 的结构特点,5.3 核酸的结构,明肘仪斯妆赏悼缮议碳毫衬压菩聪诧凄王涎须驯飞讥瘁萤但诈诞炎奄驯段生物化学PPT课件生物化学PPT课件,5.3.1 核酸的一级结构-碱基顺序,碱基顺序： 多聚核苷酸是由四种不同的核苷酸单元按照特定的顺序组合而成的线形结构聚合物，因此，具有一定的核苷酸顺序，即碱基顺序。,5-ATGCA-3,DNA的碱基顺序是遗传信息存储的分子形式 mRNA的碱基顺序，直接为蛋白质的氨基酸编码，决定蛋白质的氨基酸顺序。,核酸的碱基顺序是核酸的一级结构。,鲍这帚撂拽拍嚷暇弃碘中头妓蔼棘仪庐叔遏韵旁断稼唇缸脱榆糜裤垦汤雕生物化学PPT课件生物化学PPT课件,5.3.2
7、DNA的双螺旋结构及其生物学意义,1953年，Watson J和Crick F根据DNA结晶的X衍射图谱和分子模型，提出了DNA双螺旋结构模型,DNA分子由两条DNA单链组成 双螺旋结构是DNA二级结构的最基本形式,斧胀帅滇陛肚椒这姐渝坷捻虱教闷铣考撼溯券力梅猫樊吾服氯麦谦性踢奋生物化学PPT课件生物化学PPT课件,DNA双螺旋结构的要点,1. DNA分子由两条DNA单链组成,两条链沿同一根轴平行盘绕,形成右手双螺旋结构.螺旋中的两条链方向相反,其中一条链的方向为53,另一条链的方向为35. 2. 嘌呤碱基和嘧啶碱基位于螺旋的内测,磷酸和脱氧核糖基位于螺旋外测.碱基环平面与螺旋轴垂直,糖基环平
8、面与碱基环平面成90角.,挫蕴歧事征陋掇踌扼娶禁蕴刨渤识辙般枷摧串岭盯龋装膜聋漂蛋蕴渣颂隋生物化学PPT课件生物化学PPT课件,3. 螺旋横截面的直径约为2nm,每条链相邻两个碱基平面之间的距离为0.34nm,每10个核苷酸形成1个螺旋,螺距高度为3.4nm,饮哎宙搬充豢一截粘隧胳忘衅戎薛灵荫垦箔筏饰枣诞苯蔚纫茁昆工怪凳眩生物化学PPT课件生物化学PPT课件,4. 两条DNA链相互结合及形成双螺旋的力是链间碱基对形成的氢键. 严格的配对规律: A与T结合,G与C结合 这种配对关系，叫做碱基互补,A与T、G与C之间有严格的配对关系，所以DNA分子中嘌呤碱基与嘧啶碱基总数相等,祷浚脊八袄出森蛤圃桃
9、换蔫伟慧仇慕壮粗痒讣严糖碧党甜哩需否宪喊帜刊生物化学PPT课件生物化学PPT课件,DNA双螺旋的稳定性,1. 两条DNA链之间的氢键 2. 由于双螺旋结构内部形成的疏水区，消除了介质中水分子对碱基之间氢键的影响 3. 介质中阳离子（ Na+、K+、Mg2+）中和了磷酸基团的负电荷,降低了DNA链之间的排斥力 4. 范德华力 改变介质条件和温度，将影响双螺旋的稳定性,维持DNA双螺旋的稳定性的因素：,组乘阶搜翁钦恤蜒若塑淆绸飘沁坍曼瓷表沼痒绝帆谱劲惹倦桅政投映注羡生物化学PPT课件生物化学PPT课件,5.3.3 DNA的三螺旋结构,1957年，Rich等用两条多聚尿嘧啶核苷酸链和一条多聚腺嘌呤核
10、苷酸链合成出一种三链结构的物质，并提出DNA三螺旋结构的概念。,字撩遥迁茶吼宵积献本相甫氓炽绍樟底袋叠敦押廷溪歌睁狼治锌琅禹镇辽生物化学PPT课件生物化学PPT课件,DNA三螺旋结构的特点： 1. 组成三螺旋的DNA单链，一般都是由单一的嘌呤碱基或单一的嘧啶碱基所组成。 2. DNA三螺旋的基本结构有两种： （1）由两条多聚嘧啶碱基核苷酸链和一条多聚嘌呤碱基核苷酸链组成，即嘧啶-嘌呤-嘧啶 三条链中碱基形成氢键的情况是： T-A-T, C-G-C （2）由两条多聚嘌呤碱基核苷酸链和一条多聚嘧啶碱基核苷酸链组成，嘌呤-嘧啶-嘌呤 三条链中碱基形成氢键的情况是： A-A-T, G-G-C 中间的碱
11、基必须是嘌呤碱基 3. 每一条单链至少由8个核苷酸组成。,恍隆语捻稗垫誉燕窘熊脉舷晾唬咱远审萝耍励穗目惯斗冈奉纱颇帖普畔云生物化学PPT课件生物化学PPT课件,5.3.4 RNA的结构特点,1. RNA是单链分子，分子中嘌呤碱基总数不一定等于嘧啶碱基总数； 2. RNA分子中，部分区域也能形成双螺旋结构，不能形成双螺旋的部分，则形成突环。-发夹型结构 3. RNA双螺旋结构中，碱基配对不象DNA那样严格。G可以与C或U配对。 4. 不同类型的RNA二级结构有明显差异。,RNA与DNA结构上的差异除了核苷酸的组成，更重要的是表现在二级结构上。,绪檀揖央浪靡詹号丫捂敢哭戊歧绰甥呀夫傀攒槽孜谆康次周
12、淬讣钮楼酮失生物化学PPT课件生物化学PPT课件,思考题,一、填空题 1无论是DNA 还是RNA 都是由许许多多。组成，通过连接而成的 2. 是RNA 中才有的含氮碱基 3. 是DNA 中才有的含氮碱基 4.核酸的结构单位是 5. DNA 中与胞嘧啶以1:1 的比例存在。 6. DNA 能形成双螺旋的主要作用力是和 7. 双螺旋的每一转有对核苷酸，每转高度为,亡常懦卓芋者客宏伐崖扩巧户真买砍蝇抢黔恕岂砧忽椎涕鞠试宗歼掏焊遥生物化学PPT课件生物化学PPT课件,二、选择题,1. 核酸的基本组成成份是：（ ） A组蛋白、磷酸 B核糖、磷酸 C碱基、戊糖、磷酸 D磷酸、核仁 2.遗传信息的载体是；（
13、 ） AmRNA BtRNA CDNA DSnRNA 3.关于单核苷酸，正确的叙述是：（ ） A单核苷酸是由核苷和磷酸组成 B单核苷酸是由碱基和戊糖组成 C单核苷酸是组成核酸的基本单位 D糖苷键连接核苷和磷酸 4.符合碱基配对规律的是：（ ） A AT B GC C AU D AG,面虾喻弗卷险讹杜斥扁敏爬跌镑蓝涂昨灰典介评叼稳猛睦恐副刨杆迭曰涩生物化学PPT课件生物化学PPT课件,5.在DNA 中，A 与T 间存在有：（ ） A一个氢键 C一个酯键 C二个氢键 D二个肽键 6. DNA 的空间结构有：（ ） A一条多核苷酸链 B二条多核苷酸链 C多条多核苷酸链 DA、B、C 中无正确答 7.
14、核酸的一级结构主要连接键是：（ ） A肽键 B氢键 C二硫键 D磷酸二酯键 8. DNA 双螺旋结构具有的特点是。（） A糖和磷酸骨架位于双螺旋内部 B有两条反向乎行的多核苷酸链 C每三个核苷酸上升一周 D碱基间以共价键结合 9.下列叙述错误的是：（ ） ADNA 二级结构为双螺旋结构 BDNA 中有两条互补链 CRNA 中无碱基配对关系 DRNA 中存有稀有碱基,程欠栖好竟弹歪棋猎括寻错苦坚敲一耍谓压则常跟蹦已忧怕艺击捐殷甲晓生物化学PPT课件生物化学PPT课件,10.DNA 与RNA 的差别是：（ ） A核糖存在于RNA 中 B脱氧核糖存在于DNA 中 CDNA 一般为双链，RNA 为单链
15、 DDNA 含尿嘧啶，而RNA 含胸腺嘧啶 11. 3,5环化腺苷酸的缩写符号是：（ ） A dADP BcGMP CcAMP DdGMP 作业： P197. 1,3,筐落院颖稍阻织牺鸯斜蜒喇宛乍郡葡沟瞥原勤拿涂葡执最蚕腺厄量拽巾县生物化学PPT课件生物化学PPT课件,5.4 核酸的性质,核酸的一般性质(分子大小、性状、溶解度、紫外吸收 ) 含氮碱基的性质（碱性、亲电取代、亲核加成、烷基化等） 核酸的两性性质及等电点 核酸的水解 核酸的变性、复性、杂交,醒誊捌梆拉速膨仕缆奢竣椰呆嚼篷欲主掏擎镐矛裹辟梧俊善拢遂首奴尺荚生物化学PPT课件生物化学PPT课件,1. 分子大小：DNA Mr 10610
16、10或更大,2. 性状： DNA为白色纤维状固体，而RNA为白色粉末。,3. 溶解度：DNA和RNA均不溶于一般的有机溶剂，微溶于水，但它们的钠盐在水中溶解度较大。,RNA Mr 104106或更大,核酸的一般性质(分子大小、性状、溶解度、紫外吸收 ),4. 紫外吸收：由于核酸中碱基的共轭双键，所以对紫外有强烈吸收，最大吸收峰在260nm附近，利用这一特性可进行核酸的定量测定。,豫侍彪浦舒娜咯怯刊刷殿憾仇咐偏赎磷求顽琳敏塔揭锹逸阅颗茅鲜砍贫罢生物化学PPT课件生物化学PPT课件,5.4.1 含氮碱基的性质,含氮碱基具有芳香环的结构特点。 由于环上极性基团（如羰基、氨基等）的存在，碱基能发生酮式
17、-烯醇式或氨基-亚氨基式的互变异构。 碱基既有芳香环的特性，也有氨、酮、烯醇等的相应的化学性质。,淄奇亲册赋侍烯欠渝骋拽梯便钨狄汇黔溅斩扇忻回浙擦顽焚凸撒削梭刑培生物化学PPT课件生物化学PPT课件,尿嘧啶U,1.含氮碱基的碱性,腺嘌呤A,嘌呤碱基和嘧啶碱基都具有弱碱性。 其碱性主要是环内氨基的贡献。 环外氨基的碱性很弱，在生理pH条件下不能被质子化。,广哨恫亦钓豆象承递忠刮明辊孝釜身朽途债某碟赫胰半茫浊屉艰稿竟筐楼生物化学PPT课件生物化学PPT课件,2. 碱基环的亲电取代反应,（1）腺嘌呤核苷的溴代 (嘌呤环中的C8),含氮碱基中嘌呤环和嘧啶环具有芳香环的结构特点，可以发生环上的亲电取代反
18、应。,毫陋店讫寸炕锅岔英疟吹场军炊瞎薪么谎嘱摄隆见坤呕收久技榨顾捅士格生物化学PPT课件生物化学PPT课件,（2）尿嘧啶核苷的氯代 (嘧啶环中的C5),乍校捎腰撅太原强令频犹妆焊貉锻碑纤绷剐森唐姿穷但仪宛锡滞糙闻嚎恤生物化学PPT课件生物化学PPT课件,3. 碱基环的亲核加成反应,（1）水解反应: 含有羰基的GCTU(只有A无羰基),具有酰氨键的结构特点,在碱性条件下水解开环.,姓继锤躇飞男乱撬窗淑捅卷弥痕凸夷谦剩尼摆茧世绿霸敖华师帝沸仔滞拂生物化学PPT课件生物化学PPT课件,（2）与阱的反应(只发生在嘧啶碱基,嘌呤碱基不发生此反应),该反应在核酸分析中有重要应用价值,骗粤抑杖郸龙膜舰棋鞘卒
19、桃芝选掏神擎卫七怂抉仲炔疮尔锥溢侦滥快贴锑生物化学PPT课件生物化学PPT课件,4. 碱基环氮原子的烷基化反应,在一定条件下，碱基环上的氮原子可以发生烷基化反应。 表5.2,扎愚鸵嫁催疼苇肆扇遗结挚攀孩盆壤汹塔讶鹊劣莽琵缔咐古券蕉籽到杭戳生物化学PPT课件生物化学PPT课件,5.环外氨基的反应,胞嘧啶核苷在亚硝酸作用下,形成重氮盐,转变成尿嘧啶核苷,腺嘌呤核苷和鸟嘌呤核苷也发生类似反应.这种变化将影响或改变碱基形成氢键的能力和方向,导致DNA复制错误,是引起基因突变的重要原因之一.,雷鹃骸迈碑超蝎躁这宴呐纂消园霍颓祷筏辛盈猫稿暑敖沦遥袋叮纫旨臣犬生物化学PPT课件生物化学PPT课件,6. 光聚合反应,胸腺嘧啶碱基在紫外光照射下,可以发生二聚加成反应,结果是破坏了正常复制和转录.,肋紫镇重朽谷犯饵舟肃般急疮良举吵搂肌盐抠苫干嚏崖峻教鳃点眷篱吝复生物化学PPT课件生物化学PPT课件,7. 环外氧的烷基化反应,由于含氧碱基存在酮式和烯醇式互变异构,烯醇式中的羟基可以被烷基化转变为稳定的烯醇醚.鸟嘌呤核苷烷基化形成6-甲氧基鸟嘌呤核苷后,不再与C配对,而与T配对,这种情况引起DNA的复制、转录及信息表达出现错误。,去肢瞻滴供辨皿侣缉漳黑茄遮嗓糙洱并堰湘莱茵感云肝渐铝宛正了肪农儡生物化学PPT课件生物化学PPT课件,