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核酸2


六、核酸
核酸是生物遗传和变异 的物质基础,核酸能储存、 复制、传递遗传信息,通 过指导蛋白质的合成,控 制生物的遗传性状。

核酸的发现
1868年瑞士青年医师米歇尔F.Miesher 从外科绑带上的脓细胞核中分离提取出一种 富含磷的有机物,呈酸性,顾名核酸。 1944年,美国细菌学家埃弗里Avery通 过肺炎球菌的转化实验,证明了DNA是遗 传物质。 1953年沃森Waston和克里克Crick提 出了DNA双螺旋结构模型。

格里菲斯

肺炎双球菌转化实验

艾弗里

验证转化物质是DNA

证明DNA是遗传物质

噬菌体侵染细菌实验

噬菌体电镜照片

噬菌体侵染细菌实验

证明DNA是遗传物质

核酸分子的组成 核酸分子的结构 功能分子的功能

(一)核酸分子的组成
核酸分子的基本单位:
碱基

核苷酸
磷酸 戊糖

碱基

5种

磷酸

戊糖

2种

(一)核酸分子的组成
核酸分子的基本单位: 核苷酸
磷酸
5 4 3

o
戊糖
2 1

碱基

8种

(一)核酸分子的组成
4种
磷酸
5 4

脱氧核苷酸分子
o
脱氧核糖
3 2 1

T胸腺嘧啶 G 碱基 C 腺嘌呤 A 胞嘧啶 鸟嘌呤

鸟嘌呤脱氧核苷酸 dGMP 腺嘌呤脱氧核苷酸 dAMP 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 dTMP 胞嘧啶脱氧核苷酸 dCMP

4种

脱氧核苷酸分子组成
P

DNA
o A
G C T

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
P

脱氧核糖

P

o
脱氧核糖

DNA

P

脱氧核糖核酸

o
脱氧核糖

胸腺嘧啶脱氧核苷酸 dTMP

o
脱氧核糖

4种

核苷酸分子组成
P

RNA
o
核糖

腺嘌呤核苷酸 AMP 鸟嘌呤核苷酸 GMP 胞嘧啶核苷酸 CMP
P

A
G C U

o
核糖

RNA

P

核糖核酸

o
核糖

P

尿嘧啶核苷酸 TMP

o
核糖

(二)核酸的分类

DNA
脱氧核糖核酸

RNA
核糖核酸

DNA 与 RNA分子组成的不同
P

o
核糖

P

A
P

o
脱氧核糖

A G

P

o
核糖

G
P

o
脱氧核糖

RNA

P

o
核糖

C
P

o
脱氧核糖

DNA
C T

P

o
核糖

U

o
脱氧核糖

1、戊糖不同

2、一种碱基不同

(三)核酸的结构与功能
1、DNA的结构与功能
(1)DNA的结构

(1)DNA的结构
5’
P

3’
o
o
3
脱氧核糖
脱氧核糖 脱氧核糖

脱氧核糖

A

T

脱氧核糖

5
P



3
P
脱氧核糖

P

o
脱氧核糖

P

o
脱氧核糖

3’

o

T

A

o

C

G

o

5

o

G

C


P

结 构

P

P

5’

(1)DNA的结构
5’
P

3’
o o
3
脱氧核糖

脱氧核糖

A

T

脱氧核糖

5
P



3
P

P

o
脱氧核糖

P

o
脱氧核糖

3’

o

T

A

脱氧核糖

o

C

G

脱氧核糖

o

5

o
脱氧核糖

G

C


P

结 构

P

P

5’

(1)DNA的结构
5’
A T C

3’




G
C

结 构
5’

G

T

A

3’

5’

3’
3.4?

DNA双螺旋结构
①DNA分子由两条平行且方向相反的多脱氧 核苷酸链构成。一条链是5′→3′,另一条链是 3′→5′ 。 ②两条多脱氧核苷酸链围绕一假想的同一中 心轴形成右手双螺旋结构。

34?

③亲水的脱氧核糖基和磷酸交替排列,组成 主链,位于双螺旋的外侧构成DNA的基本骨 架。 碱基位于双螺旋的内侧。两条链上的碱基 一一对应,彼此间通过氢链相连,遵循碱基 互补配对原则:A=T C≡G。
④碱基对之间的距离为0.34nm,双螺旋的螺

20?

5’

3’

距为3.4nm,直径为2.0nm 。

(2)DNA的功能1
5’ 3’
T G C A T C G C A T A

3’
5’

侧链
G
C

T A DNA的遗传信息储存在侧链的碱基顺序中, 不同的碱基顺序,代表不同的遗传信息。 3’

5’
G

3’

主链

5’

(2)DNA的功能2
DNA复制的概念 DNA复制的特点: (DNA的合成)
1、1个亲代DNA分子 2个子代DNA分子 以亲代DNA分



子的两条链为模板, 2、子代DNA遗传信息 在DNA聚合酶的催 与亲代完全相同 化作用下,互补合 成子代DNA分子的 3、半保留复制 过程。

(2)DNA的功能2

DNA通过自 我复制将遗 传信息传递 给子代细胞 及后代个体。

了解DNA自我复制的过程
第一步:

在DNA水解酶的 作用下,碱基对 之间的氢键断裂, 2条母链解旋, 形成两条单链。

了解DNA自我复制的过程
第二步:

在DNA聚合酶的 作用下,细胞核 中游离的脱氧核 苷酸与解旋的 DNA链上的碱基 进行互补配对。

了解DNA自我复制的过程
第三步: 在DNA连接酶的 作用下,形成子 链。子链与母链 螺旋形成子代 DNA。

了解DNA自我复制的过程
1、2条母链解旋。 2、以2条母链为 模板分别进行碱 基互补配对,形 成2子链。 3、1条母链与1条 互补的子链形成 双螺旋结构。

(2)DNA的功能3
转录

DNA

RNA

DNA转录的概念 (RNA的合成)
以DNA分子的1条有意义链为模板, 在RNA聚合酶的催化作用下,合成RNA 分子的过程。

(2)DNA的功能3
转录

DNA DNA转录的特点:

RNA

1、以DNA的1条链(有意义链)为 模板,互补合成RNA分子。 2、RNA合成方向为5’ →3’ 3、RNA为单链结构。

(2)DNA的功能3
转录

DNA

RNA

DNA转录的意义:
通过转录,将遗传信息 传递给RNA分子,由RNA 分子进一步控制蛋白质分子 的合成来控制生物的性状。

(2)DNA的功能3
转录

DNA

RNA

DNA转录的意义:
通过转录,将遗传信息 传递给RNA分子,由RNA 分子进一步控制蛋白质分子 的合成来控制生物的性状。

三种RNA的功能 mRNA
信使RNA

转录DNA分子上的遗传信息,并带到 核糖体上,作为蛋白质合成的 指令。翻译是沿着mRNA分子 5′→3′方向进行的。 运输特定的氨基酸到核糖体上。

tRNA
转运RNA

rRNA
核糖体RNA

构成核糖体,成为各种蛋白质的合成 场所。

mRNA—合成蛋白质的模板

mRNA

信使RNA

基因有意义链

以DNA中的结构基因作为模板,在细胞核内合成信使RNA,是蛋白 质合成的模板。

tRNA—转运氨基酸
tRNA具有特异性, 一端连接特异 氨基酸,另一 端反密码子与 mRNA上的密 码子配对结合。 氨基酸 接受臂

反密码子

rRNA—构建核糖体
小亚基
mRNA

5’

AUG AAC GCC UAG AGA UUG

3’

P 位

A 位 大亚基

了解蛋白质的合成过程

mRNA

5’

AUG AAC GCC UAG AGA

3’

给 位
多肽链

受 位
N端 C端

了解中心法则
遗传信息
转录

通过控制各种蛋白质 的合成,控制生物体 的性状。
翻译

DNA
逆转录

mRNA

蛋白质

自我复制

将遗传信息传递给子代 细胞和后代个体。使生 物体具有遗传现象。

rRNA的功能—构建核糖体
小亚基
mRNA

5’ tRNA

AUG AAC GCC UAG AGA UUG

3’

P 位 N端

A 位 大亚基

C端

多肽链

练习三种RNA的功能
mRNA tRNA rRNA

蛋白质
氨基酸

新生成的多肽链 转运氨基酸的 tRNA

携带遗传密 码的mRNA

核糖体

沃森和克里克揭示DNA双螺旋结构


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