有機化合物及生物大分子核酸

關(guān)于有機化合物及生物大分子核酸第2頁,共42頁，2024年2月25日，星期天思考與討論：

一男子被發(fā)現(xiàn)死于其出租屋內(nèi)，身上多處傷口，被鑒定為毆打致死。偵查人員在案發(fā)現(xiàn)場獲取到一些血液樣品，繪出“DNA指紋”，鎖定3位犯罪嫌疑人。什么是DNA，為什么DNA能夠提供犯罪嫌疑人的信息？受害者從案發(fā)現(xiàn)場獲取的血液樣品嫌疑人第3頁,共42頁，2024年2月25日，星期天（1）定義：是以核苷酸為基本組成單位的生物大分子，攜帶和傳遞遺傳信息。（2）元素組成：C、H、O、N、P。核酸是一種高分子化合物。（3）種類：脫氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid，DNA）和核糖核酸（ribonucleicacid，RNA）。一、核酸的種類和功能核酸脫氧核糖核酸，簡稱DNA核糖核酸，簡稱RNA細(xì)胞核內(nèi)的酸性物質(zhì)第4頁,共42頁，2024年2月25日，星期天（4）分布：真核生物的細(xì)胞內(nèi)DNA主要分布于細(xì)胞核內(nèi)，線粒體、葉綠體也含有少量DNA。RNA主要分布于細(xì)胞質(zhì)中。核酸染色劑染色顏色主要存在于少數(shù)存在于DNARNA吡羅紅甲基綠紅色綠色細(xì)胞核(核仁，10%)細(xì)胞質(zhì)（90%）線粒體,葉綠體（5%）細(xì)胞核（95%）甲基綠使DNA呈現(xiàn)綠色，吡羅紅使RNA呈現(xiàn)紅色。第5頁,共42頁，2024年2月25日，星期天（5）功能：是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有極其重要的作用。遺傳信息：核苷酸（或堿基）的排列順序。生物體內(nèi)的遺傳特征是由DNA中特定的核苷酸序列決定的。DNA通過自我復(fù)制合成出完全相同的分子，從而將遺傳信息由親代傳到子代。第6頁,共42頁，2024年2月25日，星期天核酸：生物遺傳和變異的物質(zhì)基礎(chǔ)。第7頁,共42頁，2024年2月25日，星期天思考與討論：生物的遺傳物質(zhì)都是DNA嗎？細(xì)胞生物非細(xì)胞生物真核生物（DNA和RNA)原核生物（DNA和RNA)大多數(shù)病毒如噬菌體，遺傳物質(zhì)為DNA極少數(shù)病毒如煙草花葉病毒、艾滋病毒、非典病毒，遺傳物質(zhì)為RNA遺傳物質(zhì)是DNADNA是主要的遺傳物質(zhì)：一切真核生物和原核生物的遺傳物質(zhì)都是DNA,大多數(shù)病毒（DNA病毒）的遺傳物質(zhì)也是DNA,只有少數(shù)病毒（RNA病毒）的遺傳物質(zhì)是RNA。第8頁,共42頁，2024年2月25日，星期天細(xì)菌等原核生物質(zhì)粒葉綠體中含有環(huán)狀DNA線粒體中含有環(huán)狀DNA第9頁,共42頁，2024年2月25日，星期天二、核苷酸的分子結(jié)構(gòu)核酸基本組成單位：核苷酸=五碳糖（戊糖）+磷酸（Pi）+含氮堿基。DNA的基本組成單位是脫氧核糖核苷酸。RNA的基本組成單位是核糖核苷酸。第10頁,共42頁，2024年2月25日，星期天核苷酸一分子磷酸一分子五碳糖一分子含氮堿基核糖脫氧核糖Pi五N核酸的基本組成單位——核苷酸

含氮堿基戊糖磷酸核苷核苷酸模式圖第11頁,共42頁，2024年2月25日，星期天五碳糖（又戊糖）：脫氧核糖和核糖（構(gòu)成RNA）核糖（構(gòu)成DNA）脫氧核糖第12頁,共42頁，2024年2月25日，星期天腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）第13頁,共42頁，2024年2月25日，星期天嘌呤嘧啶堿基腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）尿嘧啶（U）DNA、RNA均有DNA特有RNA特有每種核酸都含有四種堿基。其中，DNA含有A、G、C和T；RNA含有A、G、C和U。核苷酸命名：堿基名+脫氧核糖（核糖）+核苷酸含氮堿基的種類第14頁,共42頁，2024年2月25日，星期天嘌呤：腺嘌呤和鳥嘌呤腺嘌呤(adenine,A)鳥嘌呤(guanine,G)堿基：核酸中含氮的堿性雜環(huán)化合物。第15頁,共42頁，2024年2月25日，星期天嘧啶：胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)第16頁,共42頁，2024年2月25日，星期天RNADNA第17頁,共42頁，2024年2月25日，星期天胞嘧啶AGCT腺嘌呤鳥嘌呤胸腺嘧啶脫氧核苷酸含氮堿基脫氧核糖P尿嘧啶胞嘧啶U核糖核苷酸核糖含氮堿基PAGC腺嘌呤鳥嘌呤核糖核苷酸=1分子核糖+1分子磷酸+1分子含氮堿基脫氧核糖核苷酸=1分子脫氧核糖+1分子磷酸+1分子含氮堿基腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸鳥嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸第18頁,共42頁，2024年2月25日，星期天①核苷：由堿基和戊糖通過糖苷鍵連接而成，即核苷=戊糖+堿基。②核苷酸：由核苷和磷酸以磷酸酯鍵連接而成，即核苷酸=核苷+磷酸。③核苷酸=核苷+磷酸=戊糖+堿基+磷酸，是核酸的基本結(jié)構(gòu)單位。第19頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第20頁,共42頁，2024年2月25日，星期天堿基、核苷、核苷酸的關(guān)系

嘧啶CUT嘌呤AGHOCH2HOHHOCH2HOOH核糖脫氧核糖第21頁,共42頁，2024年2月25日，星期天核酸（2種）核苷酸（8種）磷酸五碳糖（2種）核糖（RNA具有）脫氧核糖（DNA具有）含氮堿基（5種）DNA具有：A、G、C、TRNA具有：A、G、C、UA：腺嘌呤G鳥嘌呤C：胞嘧啶T：胸腺嘧啶U：尿嘧啶核酸的化學(xué)組成第22頁,共42頁，2024年2月25日，星期天思考與討論：人體細(xì)胞中有幾種堿基、幾種核苷酸？噬菌體呢？細(xì)菌呢？人體：5種堿基、8種核苷酸噬菌體：4種堿基、4種核苷酸細(xì)菌：5種堿基、8種核苷酸結(jié)論：既有DNA又有RNA的生物含有5種堿基、8種核苷酸，而病毒只有一種核酸，故其只含有4種堿基、4種核苷酸。第23頁,共42頁，2024年2月25日，星期天脫氧核苷酸和核糖核苷酸的堿基各有4種脫氧核苷酸和核糖核苷酸的種類各有4種核苷酸的種類有8種核苷酸和堿基種類小結(jié)核酸的堿基的種類有5種第24頁,共42頁，2024年2月25日，星期天三、核酸的分子結(jié)構(gòu)AP脫氧核糖GP脫氧核糖CP脫氧核糖TP脫氧核糖脫氧核糖APGPCPTP脫氧核糖脫氧核糖脫氧核糖氫鍵DNA的一級結(jié)構(gòu)第25頁,共42頁，2024年2月25日，星期天核酸是由很多個核苷酸以3

,5

-磷酸二酯鍵連接形成的多核苷酸鏈。5′端3′端CGADNA中的堿基排列順序即是遺傳信息，控制著細(xì)胞的所有活動，并決定細(xì)胞和整個生物體的遺傳特性。核酸的一級結(jié)構(gòu)：核酸中核苷酸的排列順序，即堿基序列。第26頁,共42頁，2024年2月25日，星期天一般DNA由2條核苷酸鏈組成，而RNA由1條核苷酸鏈組成。脫氧核苷酸鏈核糖核苷酸鏈第27頁,共42頁，2024年2月25日，星期天DNA的二級結(jié)構(gòu)第28頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第29頁,共42頁，2024年2月25日，星期天1953年，美國科學(xué)家Watson（沃森）和英國科學(xué)家Crick（克里克）闡明了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。第30頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第31頁,共42頁，2024年2月25日，星期天（1）DNA的變性：在某些物理化學(xué)因素（如：加熱）作用下，DNA雙鏈解開成兩條單鏈的過程，其本質(zhì)是雙鏈間氫鍵的斷裂。不涉及磷酸二酯鍵斷裂，一級結(jié)構(gòu)保持不變。（2）DNA復(fù)性：在適當(dāng)條件下，當(dāng)溫度緩慢下降時變性DNA的兩條彼此分開的互補鏈重新締合成雙螺旋結(jié)構(gòu)的過程。四、DNA的變性與復(fù)性第32頁,共42頁，2024年2月25日，星期天DNA的變性過程變性后其他理化性質(zhì)變化：260nm處紫外吸收值增加（增色效應(yīng)），粘度下降，浮力密度升高，生物學(xué)功能部分或全部喪失。加熱部分雙螺旋解開無規(guī)則線團鏈內(nèi)堿基配對第33頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第34頁,共42頁，2024年2月25日，星期天（3）核酸分子雜交：不同來源的DNA單鏈間或單鏈DNA與RNA之間只要有堿基配對的區(qū)域，在復(fù)性時可形成局部雙螺旋區(qū)，稱核酸分子雜交。制備特定的探針通過雜交技術(shù)可進行基因的檢測和定位研究。第35頁,共42頁，2024年2月25日，星期天比較項目DNA(脫氧核糖核酸)RNA（核糖核酸）基本組成單位五碳糖種類含氮堿基種類核苷酸鏈數(shù)存在部位DNA、RNA的主要區(qū)別脫氧核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖核糖ATCGAUCG雙螺旋結(jié)構(gòu)(雙鏈)單鏈結(jié)構(gòu)細(xì)胞核（少量存在于線粒體和葉綠體）細(xì)胞質(zhì)（少量存在于核仁）第36頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第37頁,共42頁，2024年2月25日，星期天五、生物大分子以碳鏈為骨架單體：是指組成生物大分子（多糖、蛋白質(zhì)、核酸）的基本單位。多聚體：生物大分子又稱為單體的多聚體。第38頁,共42頁，2024年2月25日，星期天淀粉多肽DNA第39頁,共42頁，2024年2月25日，星期天

生物大分子物質(zhì)的每一個單體都以若干個相連的碳原