核酸研究
-
2023年2月12日发(作者：)17
高一生物核酸知识点总结
导读：我根据大家的需要整理了一份关于《高一生物核酸知识点总结》的
内容，具体内容：核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物，为生
命的最基本物质之一，广泛存在于所有动物、植物细胞、微生物内、生物
体内核酸常与蛋白质结合形成核蛋白。以下是我为您整理的关于高一生物
核酸知识...
核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物，为生命的最基本物质
之一，广泛存在于所有动物、植物细胞、微生物内、生物体内核酸常与蛋
白质结合形成核蛋白。以下是我为您整理的关于高一生物核酸知识点的相
关资料，希望对您有所帮助。
高一生物核酸知识点一
一、核酸的种类：脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)
二、核酸：是细胞内携带遗传信息的物质，对于生物的遗传、变异和蛋
白质的合成具有重要作用。
三、组成核酸的基本单位是：核苷酸，是由一分子磷酸、一分子五碳糖
(DNA为脱氧核糖、RNA为核糖)和一分子含氮碱基组成;组成DNA的核苷酸
叫做脱氧核苷酸，组成RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸。
四、DNA所含碱基有：腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)
RNA所含碱基有：腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)
五、核酸的分布：真核细胞的DNA主要分布在细胞核中;线粒体、叶绿
体内也含有少量的DNA;RNA主要分布在细胞质中。
27
高一生物核酸知识点二
1、核酸的简介
由许多核苷酸聚合而成的生物大分子化合物，为生命的最基本物质之
一。最早由米歇尔于1868年在脓细胞中发现和分离出来。核酸广泛存在
于所有动物、植物细胞、微生物内、生物体内核酸常与蛋白质结合形成核
蛋白。不同的核酸，其化学组成、核苷酸排列顺序等不同。根据化学组成
不同，核酸可分为核糖核酸，简称RNA和脱氧核糖核酸，简称DNA。DNA
是储存、复制和传递遗传信息的主要物质基础，RNA在蛋白质牲合成过程
中起着重要作用，其中转移核糖核酸，简称tRNA，起着携带和转移活化氨
基酸的作用;信使核糖核酸，简称mRNA，是合成蛋白质的模板;核糖体的核
糖核酸，简称rRNA，是细胞合成蛋白质的主要场所。核酸不仅是基本的遗
传物质，而且在蛋白质的生物合成上也占重要位置，因而在生长、遗传、
变异等一系列重大生命现象中起决定性的作用。
核酸在实践应用方面有极重要的作用，现已发现近2000种遗传性疾病
都和DNA结构有关。如人类镰刀形红血细胞贫血症是由于患者的血红蛋白
分子中一个氨基酸的遗传密码发生了改变，白化病毒者则是DNA分子上缺
乏产生促黑色素生成的酷氨酸酶的基因所致。肿瘤的发生、病毒的感染、
射线对机体的作用等都与核酸有关。70年代以来兴起的遗传工程，使人们
可用人工方法改组DNA，从而有可能创造出新型的生物品种。如应用遗传
工程方法已能使大肠杆菌产生胰岛素、干扰素等珍贵的生化药物
2、核酸的研究历史
核酸是怎么发现的?
37
1869年，er从脓细胞中提取到一种富含磷元素的酸性化合物,
因存在于细胞核中而将它命名为\"核质\"(nuclein)。核酸(nucleic
acids)，但这一名词于Miescher的发现20年后才被正式启用,当时已能
提取不含蛋白质的核酸制品。早期的研究仅将核酸看成是细胞中的一般
化学成分，没有人注意到它在生物体内有什么功能这样的重要问题。
核酸为什么是遗传物质?
1944年，Avery等为了寻找导致细菌转化的原因，他们发现从S型肺炎
球菌中提取的DNA与R型肺炎球菌混合后，能使某些R型菌转化为S型
菌，且转化率与DNA纯度呈正相关，若将DNA预先用DNA酶降解，转化
就不发生。结论是:S型菌的DNA将其遗传特性传给了R型菌，DNA就是
遗传物质。从此核酸是遗传物质的重要地位才被确立，人们把对遗传物
质的注意力从蛋白质移到了核酸上。
双螺旋的发现
核酸研究中划时代的工作是Watson和Crick于1953年创立的DNA双螺
旋结构模型。模型的提出建立在对DNA下列三方面认识的基础上：
1.核酸化学研究中所获得的DNA化学组成及结构单元的知识，特别是
Chargaff于1950-1953年发现的DNA化学组成的新事实;DNA中四种碱基
的比例关系为A/T=G/C=1;
2.X线衍射技术对DNA结晶的研究中所获得的一些原子结构的最新参
数;
3.遗传学研究所积累的有关遗传信息的生物学属性的知识。综合这三
方面的知识所创立的DNA双螺旋结构模型，不仅阐明了DNA分子的结构
47
特征，而且提出了DNA作为执行生物遗传功能的分子，从亲代到子代的
DNA复制(replication)过程中，遗传信息的传递方式及高度保真性。其
正确性于1958年被Meselson和Stahl的著名实验所证实。DNA双螺旋结
构模型的确立为遗传学进入分子水平奠定了基础，是现代分子生物学的
里程碑。从此核酸研究受到了前所未有的重视。
对核酸研究有突出贡献的科学家
沃森
Watson,JamesDewey
美国生物学家
克里克
Crick,FrancisHarryCompton
英国生物物理学家
3、核酸的分子结构
一、核酸的一级结构
核酸是由核苷酸聚合而成的生物大分子。组成DNA的脱氧核糖核苷酸主
要是dAMP、dGMP、dCMP和dTMP，组成RNA的核糖核苷酸主要是AMP、GMP、
CMP和UMP。核酸中的核苷酸以3，5磷酸二酯键构成无分支结构的线性分
子。核酸链具有方向性，有两个末端分别是5末端与3末端。5末端含磷
酸基团，3末端含羟基。核酸链内的前一个核苷酸的3羟基和下一个核苷
酸的5磷酸形成3,5磷酸二酯键，故核酸中的核苷酸被称为核苷酸残基。。
通常将小于50个核苷酸残基组成的核酸称为寡核苷酸
(oligonucleotide)，大于50个核苷酸残基称为多核苷酸
57
(polynucleotide)。
二、DNA的空间结构
(一)DNA的二级结构
DNA二级结构即双螺旋结构(doublehelixstructure)。20世纪50年
代初Chargaff等人分析多种生物DNA的碱基组成发现的规则。
DNA双螺旋模型的提出不仅揭示了遗传信息稳定传递中DNA半保留复制
的机制，而且是分子生物学发展的里程碑。
DNA双螺旋结构特点如下：①两条DNA互补链反向平行。②由脱氧核糖
和磷酸间隔相连而成的亲水骨架在螺旋分子的外侧，而疏水的碱基对则在
螺旋分子内部，碱基平面与螺旋轴垂直，螺旋旋转一周正好为10个碱基
对，螺距为3.4nm，这样相邻碱基平面间隔为0.34nm并有一个36的夹角。
③DNA双螺旋的表面存在一个大沟(majorgroove)和一个小沟(minor
groove)，蛋白质分子通过这两个沟与碱基相识别。④两条DNA链依靠彼
此碱基之间形成的氢键而结合在一起。根据碱基结构特征，只能形成嘌呤
与嘧啶配对，即A与T相配对，形成2个氢键;G与C相配对，形成3个氢
键。因此G与C之间的连接较为稳定。⑤DNA双螺旋结构比较稳定。维持
这种稳定性主要靠碱基对之间的氢键以及碱基的堆集力(stacking
force)。
生理条件下，DNA双螺旋大多以B型形式存在。右手双螺旋DNA除B型
外还有A型、C型、D型、E型。此外还发现左手双螺旋Z型DNA。Z型DNA
是1979年Rich等在研究人工合成的CGCGCG的晶体结构时发现的。Z-DNA
的特点是两条反向平行的多核苷酸互补链组成的螺旋呈锯齿形，其表面只
67
有一条深沟，每旋转一周是12个碱基对。研究表明在生物体内的DNA分
子中确实存在Z-DNA区域，其功能可能与基因表达的调控有关。DNA二级
结构还存在三股螺旋DNA，三股螺旋DNA中通常是一条同型寡核苷酸与寡
嘧啶核苷酸-寡嘌呤核苷酸双螺旋的大沟结合，三股螺旋中的第三股可以
来自分子间，也可以来自分子内。三股螺旋DNA存在于基因调控区和其他
重要区域，因此具有重要生理意义。
(二)DNA三级结构——超螺旋结构
DNA三级结构是指DNA链进一步扭曲盘旋形成超螺旋结构。生物体内有
些DNA是以双链环状DNA形式存在，如有些病毒DNA，某些噬菌体DNA，
细菌染色体与细菌中质粒DNA，真核细胞中的线粒体DNA、叶绿体DNA都
是环状的。环状DNA分子可以是共价闭合环，即环上没有缺口，也可以是
缺口环，环上有一个或多个缺口。在DNA双螺旋结构基础上，共价闭合环
DNA(covalentlyclosecircularDNA)可以进一步扭曲形成超螺旋形
(superhelicalform)。根据螺旋的方向可分为正超螺旋和负超螺旋。正
超螺旋使双螺旋结构更紧密，双螺旋圈数增加，而负超螺旋可以减少双螺
旋的圈数。几乎所有天然DNA中都存在负超螺旋结构。
(三)DNA的四级结构——DNA与蛋白质形成复合物
在真核生物中其基因组DNA要比原核生物大得多，如原核生物大肠杆菌
的DNA约为4.7×103kb，而人的基因组DNA约为3×106kb，因此真核生
物基因组DNA通常与蛋白质结合，经过多层次反复折叠，压缩近10000
倍后，以染色体形式存在于平均直径为5m的细胞核中。线性双螺旋DNA
折叠的第一层次是形成核小体(nucleosome)。犹如一串念珠,核小体由直
77
径为11nm×5.5nm的组蛋白核心和盘绕在核心上的DNA构成。核心由组蛋
白H2A、H2B、H3和H4各2分子组成，为八聚体，146bp长的DNA以左
手螺旋盘绕在组蛋白的核心1.75圈，形成核小体的核心颗粒，各核心颗
粒间有一个连接区，约有60bp双螺旋DNA和1个分子组蛋白H1构成。
平均每个核小体重复单位约占DNA200bp。DNA组装成核小体其长度约缩
短7倍。在此基础上核小体又进一步盘绕折叠，最后形成染色体。