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第20次课2学时(第六章核酸第1次课)

第20次课2学时(第六章核酸第1次课)
第20次课2学时(第六章核酸第1次课)

第20次课2学时(第六章核酸 第1次课)

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第21 次课2 学时(第六章核酸第2次课)

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第22 次课2 学时(第六章核酸第3次课)

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第23 课 2 学时(第六章核酸 第4次课)

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第六章核酸

第一节核酸通论

一、核酸的发现与研究

1 核酸的发现

1868年瑞士化学家米歇尔(F. Miesher,1844-1895)首先从脓细胞分离出细胞核,从中抽提得一种含磷特别丰富的酸性物质,当时曾叫它做核素。(细胞核化学的创始人以及DNA 的发现者)

1872米歇尔年从鲑鱼的精子细胞核中,发现了大量类似的酸性物质。随后有人在多种组织细胞中也发现了这类物质的存在。

1889年Altmann制备了不含蛋白质的核酸。因为这类物质都是从细胞核中提取出来的,而且都具有酸性,因此称为核酸。

上世纪初,德国生理学家柯塞尔(Kossel,A.1853-1927 )和他的学生琼斯(Johnew,W.1865-1935 )、列文(Levene,P.A.1896-1940 )的研究才搞清楚核酸的化学成分及其最简单的基本结构。证实它是由四种不同的碱基,即腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)及核糖、磷酸等组成。其最简单的单体结构是:碱基-核糖-磷酸构成的核苷酸。

1929年确定核酸有两种:脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)。

2.核酸的早期研究

核素的功能

决定染色体功能的物质?

四核苷酸假说

DNA与RNA

核酸的高度特异性

3.DNA双螺旋结构模型的建立

1953 年J.D.Watson 和 F.Crich 在前人所做工作的基础上提出DNA 双螺旋结构模型

二、核酸的种类和分布

种类

脱氧核糖核酸 Deoxyribonucleic Acid (DNA)

核糖核酸 ribonucleic acid(RNA)

分布

(1)脱氧核糖核酸(DNA):

原核生物细胞

染色体DNA (环状双链) :集中在拟核

染色体外基因DNA(环状双链) :质粒DNA

真核生物细胞

染色体DNA(线性双链):在细胞核内

染色体外基因(环状双链) :线粒体、叶绿体等细胞器中含有的DNA。

含DNA的病毒(环状双链、线性双链或单链)

质粒

质粒:是染色体外能够进行自主复制的遗传单位,包括真核生物的细胞器和细菌细胞中染色体以外的DNA分子。

现在习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中染色体以外的DNA分子。

质粒的提取

菌过夜摇培后在超净上倒入1.5mlEP管→高速离心30S →弃上清,滤纸上磕净,加I液100uL →在振荡器上剧烈振荡开→冰上5min →Ⅱ液200μL,上下颠倒混匀(不要剧烈)→冰上5min →Ⅲ 150uL混匀(产生大量沉淀)→冰上5min →高速5min →快速倒入另一个EP 管→加入等量酚氯仿异戊醇→在振荡器上剧烈振荡→高速离心5min →小心吸水相→加入2倍体积100%乙醇室温静置5min →高速离心2.5min →弃上清,用70%乙醇洗涤→干燥→50μLTE保存。

溶液I: Glucose 50mmol/L

EDTA 10mmol/L

Tris-Cl (pH8.0) 25 mmol/L

溶液II: NaOH 0.2mol/L

SDS 1%

溶液III:KAc 14.72g/50ml

HAc 5.72ml/50ml

(2)核糖核酸(RNA):

tRNA:

rRNA:

mRNA:

其它:

hnRNA

sRNA

三、核酸的生物功能

核酸是一类重要的生物大分子,担负着生命信息的储存与传递。

DNA是主要的遗传物质,对生物遗传信息的保持有重大作用

RNA参与蛋白质的生物合成,对生物遗传信息的表达有重大作用

其他

1.DNA是主要的遗传物质

(1)细菌转化实验前传(转化因子试验)

1928年格里菲斯(Griffith,J.)

肺炎双球菌有两种类型

ⅢS型(有毒)外包有荚膜,不能被白血球吞噬

ⅡR型(无毒)外无荚膜,容易被白血球吞噬

(2)细菌转化实验

细菌学家艾弗里(Avery ,O.T.1877-1955), 1944

证明:DNA是转化物质

?°可能不是核酸自有的性质,而是由于微量的、别的某些附着于核酸上的其它物质引起了遗传信息的作用?±

(3)噬菌体感染实验

美国生理学家德尔布吕克(Delbuck ,M.1906-1981)

1952年赫希尔(Heishey ,A.D.)和蔡斯(Chase ,M.),用同位素标记法进行实验。他们的实验进一步证明了DNA就是遗传物质基础。

2.RNA参与蛋白质的生物合成

tRNA: 是转换器

携带氨基酸并起解译作用。

rRNA:是装配者并起催化作用。

核糖体的组分,核糖体是蛋白质合成的场所;

mRNA: 是信使

携带DNA的遗传信息并起蛋白质合成的模板作用。

3.RNA功能的多样性 P476

控制蛋白质的合成(核心功能)

作用于RNA转录后加工与修饰

具有调节基因表达与细胞功能的作用

酶的催化功能---核酸酶(核酶)

遗传信息的加工与进化

分子生物学中的中心法则

第二节核酸的结构

一、核苷酸

(一)嘌呤碱与嘧啶碱:

A、G

C、T、U

1.嘌呤碱

2.嘧啶碱

3.稀有碱基:

5-甲基胞嘧啶( m5C )

1-甲基腺嘌呤( m1A )

次黄嘌呤 ( I )

二氢尿嘧啶 ( D )

假尿嘧啶 ( ψ)

4.碱基的结构特征

酮式—烯醇式

胺式—亚胺式

(二)组成核酸的戊糖

两种:

(三)核苷 nucleoside

1.核糖核苷

2.脱氧核糖核苷

1.分类:核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸

DNA中RNA中

脱氧腺苷酸(dAMP)腺苷酸(AMP)

脱氧鸟苷酸(dGMP)鸟苷酸(GMP)

脱氧胞苷酸(dCMP)胞苷酸(CMP)

脱氧胸腺苷酸(dTMP)尿苷酸(UMP)

2.两类核苷酸的基本化学组成比较

3.核苷酸衍生物

一般为5′-核苷酸的继续磷酸化(ATP、GTP)和环化磷酸化(cAMP、 cGMP)

含有核苷酸的辅酶: FAD 、 NAD、NADP

核苷酸衍生物以游离形式存在于细胞中,作为合成核酸的原料或行驶其它功能。

继续磷酸化

5′-NMP、 5′-NDP、 5′-NTP

(N=A 、 T 、 G 、 C 、 U)

环化磷酸化

cAMP: 3′,5′-环腺苷酸作为第二信使参与细胞信号传递。

二、核酸的共价结构

(一)核酸中核苷酸的连接方式

通过3 ’ ,5’ –磷酸二酯键连接

碱基序列从左到右表示5’ →3’

(二)DNA的一级结构

是由数量极其庞大的4种脱氧核糖核苷酸通过3′,5′-磷酸二酯键连接起来的直线形或环形多聚体。

大小表示单位用bp:如108 bp

蕴含的信息量非常大

原核生物基因组的特点

通常只有一个?°染色体DNA分子?±

基因是连续的,没有内含子

功能相关的基因组成操纵子,具有共同的调节和控制序列

调控序列占的比例小

大部分为结构基因,只出现一次或几次,少有重复序列

真核生物基因组的特点

基因一般分布在若干条染色体上。

断裂基因:内含子与外显子

功能相关的基因不组成操纵子

调控序列所占的比例大

有大量重复序列:轻度、中度、高度重复序列

反向重复序列(回文序列)

(三)RNA的一级结构

1. tRNA (转运RNA)

通常有73~93个核苷酸组成

5 ′端PG(C)------ CPCPA-OH 3 ′端

2.rRNA (核糖体RNA)

原核生物rRNA: 5S、16S、23S三种。

真核生物rRNA: 5S、 5.8S、 18S、28S四种。

3.mRNA(信使RNA)

原核生物:多顺反子

真核生物:单顺反子

原核生物:

真核生物:

一条mRNA链上有一个编码区,为单顺反子

5?ˉ末端有帽子结构

3?ˉ末端有polyA尾巴结构

5’ 帽子结构

功能:

抗5 ’ -核酸外切酶的降解作用;

有助于核糖体对mRNA的识别和结合。

功能:

三、DNA的高级结构

(一)DNA碱基组成的Chargaff规则

不同物种的DNA 具有独特的碱基组成,四种碱基组成不同(不像列文认为的都是25%)

同一物种不同组织器官的DNA碱基组成是一样的。

A=T

C=G

A+C=G+T

A +G = C + T;

(二)DNA的二级结构

1.双螺旋结构的研究背景

2. DNA双螺旋结构模型的要点

两条右手螺旋的多核苷酸链反向平行围绕同一中心轴相互缠绕。两条链偏向一侧,形成大沟和小沟

磷酸与核糖通过磷酸二酯键连接,形成DNA分子骨架,位于DNA分子外侧,嘌呤与嘧啶位于双螺旋内侧。碱基平面和纵轴垂直,糖环的平面与纵轴平行。

双螺旋的直径2nm,相邻碱基对之间的距离为0.34nm。沿中心轴旋转一周有10个核苷酸。两核苷酸链靠碱基间的氢键连接在一起(AT配对,GC配对)。

当一条多核苷酸链的序列确定后,可决定另外一条互补链的序列。

双螺旋结构的稳定因素?

碱基堆积力(堆积碱基的疏水作用)----主要因素

氢键(AT之间两个氢键,GC之间三个氢键)

环境中的正离子

3.DNA结构的多样性

常见DNA:

B-DNA 右手螺旋(Watson-Crick模型结构)

Z-DNA 左手螺旋

DNA各种构象在一定的条件下可以相互转变

C型、D型、E型均接近B型,可以看做与B型同一族。

B-DNA:相对湿度92%形成,每周10.4个核苷酸对

A-DNA:相对湿度75%形成,每周11个核苷酸对,粗短,大沟很深

Z-DNA:左手螺旋每周12个核苷酸对,细长

4. H-DNA

形成条件特殊,体内存在可能性小。

三股螺旋存在于基因调控区和其他重要的区域

(三) DNA的三级结构

指DNA分子的双螺旋通过扭曲和折叠所形成的特定构象。

超螺旋

1 环状DNA

DNA拓扑异构酶

DNA拓扑异构酶:催化DNA拓扑异构体相互转变的酶.

Ⅰ型拓扑异构酶

使双链负超螺旋DNA→松弛环状(减少负超螺旋)

Ⅱ型拓扑异构酶

使双链松弛环状DNA→负超螺旋(增加负超螺旋)

2 DNA与蛋白质复合物的结构

真核生物染色体

在真核生物细胞核内,双链线形DNA与一组组蛋白共同组成核小体。在核小体的基础上,DNA 链经反复折叠形成染色体.

核小体

每个核小体单位包括200bp 的DNA 和一个组蛋白八聚体以及一个分子的组蛋白H1 。

核心组蛋白、核心DNA 、连接DNA

组蛋白带正电荷的碱性基团与DNA 中带负电荷的磷酸基团静电吸引。

四、RNA的高级结构

(一) tRNA的高级结构

1.tRNA的二级结构

共同特征:三叶草型结构

五部分:

氨基酸接受臂:接受活化氨基酸

二氢尿嘧啶环:与氨甲酰tRNA合成酶的结合有关

反密码环:反密码子可以识别信使RNA中的密码子

额外环:是分类的指标

TψC 环:与核糖体的结合有关

2.tRNA的三级结构均为倒L型

(二)rRNA的高级结构

(三) mRNA(信使RNA)的高级结构

游离的mRNA可以产生高级结构,但在核糖体上翻译时必须解开。

第三节核酸的物化性质

一、核酸的水解

(一)酸水解

糖苷键比磷酸酯键更易被酸水解。

对酸最不稳定的是嘌呤与脱氧核糖之间的糖苷键。

(二)碱水解

碱水解核酸时先形成2′,3 ′-环核苷酸,再水解为2′-核苷酸或3 ′-核苷酸

脱氧核糖上无2 ′-OH,不能形成碱水解的中间产物。

DNA的磷酸酯键对碱稳定,碱水解可以用来除去溶液中的RNA杂质。

(三)酶水解

水解磷酸二酯键的酶:

非特异性:磷酸二酯酶

专一性:核酸酶

核酸酶的分类

底物的专一性:

核糖核酸酶

牛胰核糖核酸酶(RNase Ⅰ)

脱氧核糖核酸酶

限制性内切酶

对底物的作用方式:

核酸内切酶

核酸外切酶(方向性3?ˉ至5?ˉ或5?ˉ至3?ˉ);

双链酶与单链酶

限制性内切酶

识别双链DNA上特定的位点4-8碱基对(bp),将两条链都切断,形成粘末端和平末端。具有极高专一性

数千种

不同的限制性内切酶酶切位点不同

应用于克隆,测序,检测DNA

二、核酸的酸碱性质

分子中的碱基、核苷、核苷酸均可发生解离

可以形成兼性离子

等电点

DNA:4~4.5

RNA:2~2.5

三、核酸的紫外吸收

最大吸收峰在 260nm 附近。

与核酸单链和双链有关。

核苷酸>单链>双链

四、核酸的变性、复性及杂交

(一)核酸的变性

1 概念:指核酸双螺旋区的氢键断裂,变成单链,并不涉及共价键断裂。

2.引起核酸变性的因素

酸碱度(酸碱变性)

有机溶剂(甲醛、尿素)

增色效应:双链DNA变性过程中其光吸收升高。

减色效应:在DNA复性(恢复双链)的过程中伴随着光吸收的减少。

(三)核酸的杂交

在退火条件下,不同来源的DNA互补区形成双链,或DNA单链与RNA链的互补区形成DNA-RNA 杂合双链的过程称为核酸的杂交。

杂交程度与同源性成正比。

所依据的原理是:碱基互补

第四节核酸的研究方法

一、核酸的分离与定量

(一)DNA和RNA的分离

破碎细胞

去蛋白

沉淀核酸

乙醇漂洗

风干样品并溶解

(二)核酸含量的测定

紫外分光光度法

定磷法 P514

定糖法 P514

二、核酸的凝胶电泳

琼脂糖凝胶电泳

聚丙烯酰胺凝胶电泳

基本原理:一种分子(带有一定电荷)被放置到电场中,它就会以一定的速度移向适当的电极。

影响电泳迁移率的因素

与分子量的对数成反比

与胶浓度成反比;

与电流的大小成正比;

与分子的密度和构象有关。

用途:DNA分型、DNA核苷酸序列分析、限制性内切酶片段分析以及限制酶切作图、蛋白质或核酸分子混合物中的各种成分彼此分离开来。

琼脂糖及聚丙烯酰胺凝胶分辨的能力

三、聚合酶链式反应

PCR (Polymerase Chain Reaction ,PCR) Mullis发明的一种体外模拟自然DNA复制的核酸扩增技术。

双链DNA分子在邻近沸点的温度下加热会分离成两条单链的DNA分子,然后DNA聚合酶以单链DNA为模板并利用反应混合物中的四种脱氧核苷三磷酸(dNTP)合成新生成的DNA互补链。此外,DNA聚合酶需要有一小段双链DNA来启动新链的合成。

变性、退火、延伸三步骤的重复循环,导致特异的靶序列的指数扩增。

四、印迹技术(杂交技术)

1.Southern 印迹法 (DNA)

将在电泳凝胶中分离的DNA片段转移并结合在适当的滤膜上,然后通过标记的单链DNA 或者RNA探针的杂交作用检测这些被转移的DNA片段,这种试验方法叫。。。。

2.Northern 印迹法 (RNA)

3.Western 印迹法(蛋白质)

五、DNA的序列测定

①与DNFB(FDNB)反应

计算机读序

蛋白质与核酸的区别与联系60588

蛋白质与核酸的区别与联系 比较项目核酸蛋白质 DNA RNA 组成元素 基本元 素 C、H、O、N、P C、H、O、N、P C、H、O、N 特征元素P P S(一般) 相对分子量几十万~几百万几千~几百万 组成成分 磷酸磷酸磷酸氨基酸五碳糖脱氧核糖核糖 含 氮 碱 基 共 有 腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C) 特 有 胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶(U) 单体 名称脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸种类4种4种20种结构简式 分子结构一般是反向平行的双螺旋 结构一般为单链结构氨基酸→多肽链→空 间结构→蛋白质分子 分布主要在细胞核中,线粒体、 叶绿体、质粒中也有分布主要在细胞质中,叶绿体、 线粒体、核糖体中也有分 布 广泛分布在细胞中 合成 主要场所主要在细胞核中合成主要在细胞核中合成均在核糖体合成 反应名称聚合(DNA复制、逆转录)聚合(转录、RNA复制)缩合反应(翻译) 可能参与 的酶 DNA解旋酶、DNA聚合酶、 DNA连接酶、逆转录酶等 DNA解旋酶、RNA聚合酶酶 种类核DNA、质DNA mRNA、tRNA、rRNA 结构蛋白、功能蛋白等多样性DNA分子上脱氧核苷酸的 数量、排列顺序不同 RNA分子上核糖核苷酸的 数量、排列顺序不同 氨基酸的种类、数量、 排列顺序及肽链的空 间结构不同 主要功能细胞内携带遗传信息的物质,在生物体的遗传、变异和 蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用蛋白质是生命活动的主要承担者 生物体内的主要遗传物质;可通过复制、转录等过程,控制蛋白质的合成。RNA病毒中,RNA是遗传物 质;mRNA是蛋白质合成的 模板,tRNA是氨基酸的转 运工具,rRNA是核糖体的 组成成分。少量RNA具有 催化功能。 组成生物体的重要结 构物质,催化功能、免 疫功能、调节功能、运 输功能等。 鉴定试剂二苯胺(呈蓝色) 甲基绿(呈绿色) 吡罗红(呈红色)双缩脲试剂(呈紫色)

微生物学第六章

第六章微生物的生长及其控制 选择题(每题1分,共30题,30分) 1.高温对微生物的致死是因为:( D )正确 A.高温使菌体蛋白变性 B. 高温使核酸变性 C. 高温破坏细胞膜的透性 D. A – C 2.对抗生素最敏感的时期是( B )正确 A.迟缓期 B.对数期 C.稳定期 D.衰亡期 3.称为微好氧菌的那些细菌能( B )生长。正确 A.在高浓度盐中 B. 在低浓度氧中 C. 没有ATP或葡萄糖 D. 只在有病毒时 4.杀死所有微生物的方法称为( B )正确 A. 消毒 B. 灭菌 C. 防腐 D. 化疗 5.消毒效果最好的乙醇浓度为:( B )正确 %。 %。 % 100% 6.直接显微镜计数用来测定下面所有微生物群体的数目,除了( D )之外正确 A. 原生动物 B. 真菌孢子 C. 细菌 D. 病毒 7.细菌的生长曲线中, 活菌数基本维持稳定的是( C )正确 A.适应期 B.对数期 C.稳定期 D.衰亡期

8.间歇灭菌过程需要下列所有条件,除了( D )之外。错误正确答案:B A. 蒸汽温度100℃ B. 每平方英尺10磅压力 C. 30min时间 D.连续三天的处理 9.微生物的稳定生长期( B )正确 A. 细胞分裂速率增加 B. 细胞分裂速率降低 C. 群体是在其最旺盛壮健的阶段 D.群体是在其最少的阶段 10.以下哪个特征表示二分裂( C )正确 A.产生子细胞大小不规则 B.隔膜形成后染色体才复制’ C.子细胞含有基本等量的细胞成分 D.新细胞的细胞壁都是新合成的 11.某细菌2 h中繁殖了5代,该菌的代时是( B )正确 A. 15 min B. 24 min C. 30 min D. 45 min 12.代时是指( D )正确 A.培养物从接种到开始生长所需要的时间 B.从对数期结束到稳定期开始的间隔时间 C.培养物生长的时间 D.细胞分裂繁殖一代所需要的时间 13.果汁、牛奶常用的灭菌方法为( A )正确 A.巴氏消毒 B.干热灭菌 C.间歇灭菌 D.高压蒸汽灭菌 14.细菌生长曲线中,生物学性状最典型的是( B )正确 A.迟缓期 B. 对数期 C.稳定期 D.衰退期 15.细菌细胞进入稳定期是由于:①细胞已为快速生长作好了准备;②代谢产生的毒性物质发生了积累;③能源已耗尽;④细胞已衰老且衰老细胞停止分裂;⑤在重新开始生长前需要合成新的蛋白质( B )正确 A 1,4

高中生物《蛋白质和核酸》优质课教案、教学设计

教学设计 对于课堂导入环节:温故知新导入,回顾细胞里面的元素和化合物,大量元素,微量元素,基本元素,最重要的元素。细胞的化合物,有机化合物,无机化合物,分别包括什么,引 出蛋白质,核酸。 对于课程讲授环节:因为是复习课,先请学生到黑板上写出氨基酸的结构通式,氨基, 羧基的写法,其他同学在练习本上写。然后,利用课件,讲授氨基酸的相关知识,包含的元素,结构通式,结构特点,组成生物体蛋白质的氨基酸分子至少都含有一个氨基(—NH2)和一个 羧基(—COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。氨基酸的种类。重点 讲解脱水缩合过程。脱水缩合是一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接,同时脱去一分子水的过程。同时,引出蛋白质计算的相关公式。 (1)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去水分子数的关系 ①肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-肽链数。 ②蛋白质相对分子质量=氨基酸数×各氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18。 (2)蛋白质中游离氨基或羧基数的计算 ①至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数。 ②游离氨基或羧基数=肽链数+R 基中含有的氨基或羧基数=各氨基酸中氨基或羧基 的总数-肽键数。 (3)蛋白质中各原子数的计算 ①碳原子数=氨基酸数×2+R 基上的碳原子数。 ②氢原子数=各氨基酸中氢原子的总数-脱去水分子数×2。 ③氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱去水分子数=肽键数+2×肽链数+R 基上 的氧原子数。 ④氮原子数=肽链数+肽键数+R 基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子的总数。 (4)假设氨基酸的平均相对分子质量为a,由n 个氨基酸分别形成1 条肽链或m 条肽 链: 请学生回答出蛋白质结构多样性的原因,组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序 不同,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别是蛋白质结构多样性的直接原因。蛋 白质是构成细胞和生物体结构的重要物质,具有催化、运输、运动、结构、免疫、调节等许多功能。 一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者。 讲授完后,做练习题,PPT 上展示出来。15 个判断题。

第六章 核酸扩增 学习小结

第六章核酸扩增 一、学习目标 掌握 PCR的概念、原理、体系组成、反应程序和结果分析;PCR-FRLP和逆转录PCR、多重PCR、定量PCR等PCR衍生技术的概念原理;实时荧光定量PCR中引物和探针的设计以及结果的分析。 熟悉各类核酸扩增技术在临床分子生物学检验中的应用。 了解 PCR-ASO的概念原理。 二、重点和难点内容 (一)PCR (1)基本原理和过程:与细胞内DNA的复制相似,由变性、退火和延伸构成PCR的一个循环,每一个循环完成后,一个分子的模板双链DNA被复制为两个分子。经过30次循环的扩增,理论上即可得230个拷贝产物。 (2)反应体系:主要包括模板、引物、dNTP、Taq DNA 聚合酶和缓冲液等成份。 模板为要复制的核酸片段(靶核酸),其来源可以是基因组DNA、RNA、质粒DNA或线粒体DNA等。如果模板是RNA,需要先逆转录成cDNA,然后以cDNA作为扩增的模板。模板DNA的纯度、结构和数量是影响PCR的重要因素。 引物为化学合成的两条寡核苷酸,决定PCR产物的特

异性。引物的设计是获得良好扩增反应的先决条件和重要步骤。设计引物时应遵循有关原则:引物的长度一般为20~30nt;二条引物自身或引物之间(尤其在3'-OH末端)一般不应存在互补序列;引物的四种碱基应随机分布、组成平衡、C+G碱基含量在引物中的比例一般为40%~60%;二条引物的Tm值不能差别太大;引物的3'端应与模板严格配对、避免重复的CG碱基序列、最后一个碱基最好不落在密码子的第三个碱基、尽可能选择A或T而非G或C;引物的5′端可加修饰成份。 反应体系中四种核苷酸的浓度必须一致。 DNA聚合酶为耐热Taq DNA聚合酶,无校正功能,会导致PCR产物的序列发生错误。 缓冲液中盐离子影响DNA变性和退火温度以及酶活性。 (3)反应程序:变性温度一般为95℃~97℃,退火温度取决于引物的Tm,通常低于引物Tm 5℃左右,延伸温度为72℃。每个步骤的时间取决于所扩增片段的长度。循环次数一般为20~40次。 (二)PCR产物分析 主要有PCR-RFLP、PCR-ASO、PCR-SSCP等,用于分析PCR产物有无点突变。 (三)PCR衍生技术 (1)逆转录PCR是以细胞内总RNA或mRNA为材料进

06第六章核酸

第六章核酸 提要 一.概述 核酸分类分布与功能 二.核苷酸 碱基嘌呤与嘧啶DNA与RNA中的核苷与核苷酸多磷酸核苷酸环核苷酸 三.DNA的结构 磷酸二酯键DNA的一级结构DNA的二级结构DNA的三级结构DNA的拓扑结构 四.RNA的结构 DNA与RNA的区别RNA的种类与功能tRNA的结构特点mRNA的结构特点 五.核酸的理化性质 紫外吸收DNA的变性与复性限制性内切酶 第一节概述一发现 核酸占细胞干重的5-15%,1868年被瑞士医生Miescher发现,称为“核素”。在很长时间内,流行“四核苷酸假说”,认为核酸是由等量的四种核苷酸构成的,不可能有什么重要功能。 1944年Oswald Avery通过肺炎双球菌的转化实验首次证明DNA是遗传物质。正常肺炎双球菌有一层粘性发光的多糖荚膜,有致病性,称为光滑型(S型);一种突变型称为粗糙型(R 型),无荚膜,没有致病能力(缺乏UDP-葡萄糖脱氢酶)。1928年,格里菲斯发现肺炎双球菌的转化现象,即将活的粗糙型菌和加热杀死的光滑型菌混合液注射小鼠,可致病,而二者单独注射都无致病性。这说明加热杀死的光滑型菌体内有一种物质使粗糙型菌转化为光滑型菌。艾弗里将加热杀死的光滑型菌的无细胞抽提液分级分离,然后测定各组分的转化活性,于1944年发表论文指出“脱氧核糖型的核酸是型肺炎球菌转化要素的基本单位”。 其实验证据如下: 1.纯化的、有高度活性的转化要素的化学元素分析与计算出来的DNA组成非常接近。 2.纯化的转化要素在光学、超速离心、扩散和电泳性质上与DNA的相似。 3.其转化活性不因抽取去除蛋白质或脂类而损失。 4.用胰蛋白酶和糜蛋白酶处理不影响其转化活性。 5.用RNA酶处理也不不影响其转化活性。 6. DNA酶可使其转化活性丧失。 艾弗里的论文发表后,有些人仍然坚持蛋白质是遗传物质,认为他的分离不彻底,是混杂的微量的蛋白质引起的转化。1952年,Hershey和Chase的T2噬菌体旋切实验彻底证明遗传物质是核酸,而不是蛋白质。他们用35S标记蛋白质,用32P标记核酸。用标记的噬菌体感染细菌,然后测定宿主细胞的同位素标记。当用硫标记的噬菌体感染时,放射性只存在于细胞外面,即噬菌体的外壳上;当用磷标记的噬菌体感染时,放射性在细胞内,说明感染时进入细胞的是DNA,只有DNA是连续物质,所以说DNA是遗传物质。 1956年,Fraenkel Conrat的烟草花叶病毒(TMV)重建实验证明,RNA也可以作为遗传物质。把TMV在水和酚中震荡,使蛋白质与RNA分开,然后分别感染烟草,只有RNA可以使烟草感染,产生正常后代。 1953年DNA的双螺旋结构模型建立,被认为是本世纪自然科学的重大突破之一。由此产生了分子生物学、分子遗传学、基因工程等学科和技术,此后的30年间,核酸研究共有15次获得诺贝尔奖,占总数的1/4,可见核酸研究在生命科学中的重要地位。

蛋白质和核酸、蛋白质和蛋白质相互作用的方法介绍

蛋白质和核酸、蛋白质和蛋白质相互作用的方法介绍蛋白质和核酸是组成生命的主要生物大分子,研究蛋白质和核酸的相互作用、蛋白质和蛋白质的相互作用是后基因组时代重要的研究领域之一。目前,研究蛋白质和核酸、蛋白质和蛋白质相互作用的方法很多,今天,小编帮您来梳理下。 一、 凝胶迁移或电泳迁移率检测(Electrophoretic Mobility Shift Assay,EMSA)是一种检测蛋白质和DNA序列相互结合的技术,可用于定性和定量分析。目前已用于研究RNA结合蛋白和特定的RNA序列的相互作用,是转录因子研究的经典方法。EMSA可检测DNA结合蛋白、RNA结合蛋白、特定的蛋白质,并可进行未知蛋白的鉴定。 二、 染色质免疫沉淀技术(Chromatin immunoprecipitation assay, ChIP)是将样品中同抗体靶蛋白相互作用的DNA随免疫复合物沉淀,是研究体内蛋白质与DNA相互作用的有力工具,利用该技术不仅可以检测体内反式因子与DNA的动态作用,还可以用来研究组蛋白的各种共价修饰以及转录因子与基因表达的关系。 三、 / DNA Pull Down 蛋白质与RNA的相互作用是许多细胞功能的核心,如蛋白质合成、mRNA组装、病毒复制、细胞发育调控等。使用体外转录法标记生物素RNA探针,然后与胞浆蛋白提取液孵育,形成RNA-蛋白质复合物。该复合物可与链霉亲和素标记的磁珠结合,从而与孵育液中的其他成分分离。复合物洗脱后,通过western blot实验检测特定的RNA结合蛋白是否与RNA 相互作用。 四、RIP RIP 技术(RNA Binding Protein Immunoprecipitation Assay,RNA 结合蛋白免疫沉淀)主要是运用针对目标蛋白的抗体把相应的RNA-蛋白复合物沉淀下来,经过分离纯化就可以对结合在复合物上的RNA 进行q-PCR验证或者测序分析。RIP 是研究细胞内RNA 与蛋白结合情况的技术,是了解转录后调控网络动态过程的有力工具,可以帮助我们发现miRNA 的调节靶点。 五、双 双报告基因用于实验系统中作相关的或成比例的检测,通常一个报告基因作为内对照,使另一个报告基因的检测均一化。理想的双报告基因方法应该使用户能够以萤火虫荧光素酶所具有的速度,灵敏和线性范围对同一样品中的两个报告基因同时测定。 六、酵母单杂交 酵母单最由技术发展而来的,通过对的表型检测,分析DNA与蛋白之间的相互作用,以研究真核细胞内的。由于酵母单杂交方法检测特定与专一性相互作用的敏感性和可靠性,现已被广泛用于克隆细胞中含量微弱的、用生化手段难以纯化的特定转录因子。 蛋白-蛋白互作研究 一、酵母双杂交

王镜岩版生化讲义第六章 核酸

旗开得胜 第六章核酸 核酸是遗传物质 1868年瑞士Miesher.从脓细胞的细胞核中分离出可溶于碱而不溶于稀酸的酸性物质。 间接证据:同一种生物的不同种类的不同生长期的细胞,DNA含量基本恒定。 直接证据:T2噬菌体DNA感染E.coli 用35S标记噬菌体蛋白质,感染E.coli,又用32P标记噬菌体核酸,感染E.coli DNA、RNA的分布(DNA在核内,RNA在核外)。 第一节核酸的化学组成 核酸是一种线形多聚核苷酸,基本组成单位是核苷酸。 结构层次:核酸 核苷酸 磷酸核苷 戊糖碱基 组成核酸的戊糖有两种::D-核糖和D-2-脱氧核糖,据此,可以将核酸分为两种:核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA) P330 表5-1 两类核酸的基本化学组成 一、碱基 1. 嘌呤碱:腺嘌呤鸟嘌呤 2. 嘧啶碱:胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶

旗开得胜P331 结构式 3. 修饰碱基 植物中有大量5-甲基胞嘧啶。 E.coli噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶代替C。 稀有碱基:100余种,多数是甲基化的产物。 DNA由A、G、C、T碱基构成。 RNA由A、G、C、U碱基构成。 二、核苷 核苷由戊糖和碱基缩合而成,糖环上C1与嘧啶碱的N1或与嘌呤碱的N9连接。 核酸中的核苷均为β-型核苷 P332 结构式腺嘌呤核苷胞嘧啶脱氧核苷 DNA 的戊糖是:脱氧核糖 RNA 的戊糖是:核糖 三、核苷酸 核苷中戊糖C3、C5羟基被磷酸酯化,生成核苷酸。 1、构成DNA、RNA的核苷酸 P333表5-3

旗开得胜 2、细胞内游离核苷酸及其衍生物 ①核苷5’-多磷酸化合物 ATP、GTP、CTP、ppppA、ppppG 在能量代谢和物质代谢及调控中起重要作用。 ②环核苷酸 cAMP(3’,5’-cAMP)cGMP(3’,5’-cGMP) 它们作为质膜的激素的第二信使起作用,cAMP调节细胞的糖代谢、脂代谢。 ③核苷5’多磷酸3’多磷酸化合物 ppGpp pppGpp ppApp ④核苷酸衍生物 HSCoA、NAD+、NADP+、FAD等辅助因子。 GDP-半乳糖、GDP-葡萄糖等是糖蛋白生物合成的活性糖基供体。 第二节DNA的结构 一级:脱氧核苷酸分子间连接方式及排列顺序。 二级:DNA的两条多聚核苷酸链间通过氢键形成的双螺旋结构。 三级:DNA双链进一步折叠卷曲形成的构象。 一、DNA的一级结构 DNA的一级结构是4种脱氧核苷酸(dAMP、dGMP、dCMP、dTMP)通过3/、5/-磷酸二酯键连接起来的线形多聚体。3/、5/-磷酸二酯键是DNA、RNA的主链结构。 P334 图5-1

新人教版化学选修5高中《蛋白质和核酸》教案一

新人教版化学选修5高中《蛋白质和核酸》教案一四章生命中的基础有机化学物质 第三节蛋白质和核酸(第一课时)教学设计 一、基本说明 1、教学内容所属模块:高中化学选修模块《有机化学基础》 2、年级:高二年级 3、所用教材出版单位:人民教育出版社 4、所属的章节:第四章第三节 5、教学时间:40分钟 二、教学设计 1、教材分析: 本节教材来自人教版选修 5 《有机化学基础》第四章第三节蛋白质和核酸。蛋白质是生命的基础,是一类非常重要的含氮生物高分子化合物,它水解的最终产物是氨基酸。这节内容从蛋白质在生物界的广泛存在引入,教材先介绍氨基酸的结构与性质,在此基础上结合插图常识性地介绍了蛋白质的四级结构,然后重点讨论了蛋白质的水解、盐析、变性、颜色反应等性质。教材最后对酶和核酸作了介绍。氨基酸的教学,应抓住氨基酸是多官能团化合物,在教学中应用迁移、替代、延伸的方法来突破难点 2、学情分析: 学生在必修2教材中,有“基本营养物质”一节,已经简单介绍了蛋白质的性质,学生已经学习羧基的有关性质,在生物课中已学习酶和核酸的知识,本节教学可在这些学生已有知识的基础上展开。学生已具备一定的实验探究能力及应用所学知识对身边生活问题进行解释的能力。 3、设计思路: 本节的教学设计总的思想是从身边事从学生已有知识引入,然后引导学生在探询相关问题的答案中学习新知识。具体来讲就是对氨基酸和蛋白质的学习,蛋白质的性质的学习通过学生动手实验来进行,以学生为主体,培养学生的实验探究能力和动手操作能力。 4、教学目标: 1)知识与技能:了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质; 2)过程与方法: ①通过学生动手实验培养操作技能与观察能力,使之正确进行实验分析,从而加深对概念的理解,并抽象形成规律性认识。 ②培养学生通过观察实验现象,进行分析、推理,得出结论的思维能 力。 3)情感态度与价值观:通过学生实验,使学生的科学态度、思想情趣得到陶冶; 5、教学重难点: 教学重点:氨基酸的性质

蛋白质和核酸学案

第四章生命中的基础有机化学物质 第三节蛋白质和核酸 课前预习学案 一、预习目标 预习第四章第三节的内容,初步了解氨基酸和蛋白质的组成、结构特点和主要化学性质。 二、预习内容 (一)、氨基酸的结构与性质: 1、氨基酸概念: 2.组成蛋白质的氨基酸几乎都是。 注意: (1) 氨基:氨分子(NH3)去掉一个氢原子后剩余的部分。氨基的电子式 (2) α—氨基酸(向学生介绍α、β位):羧酸分子里的α氢原子被氨基取代后的生成物。 (3) α—氨基酸是构成蛋白质的基石。 (二)、蛋白质 1、蛋白质的性质 (1)颜色反应:。 (2)变性 在等作用下,蛋白质的物理性质和生理功能发生改变的现象,称为蛋白质的变性。 (3)盐析 蛋白质溶液加入某些溶液,可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出的过程叫盐析。 (4)水解 2、组成和结构: (1)蛋白质是由结合而成的天然高分子化合物。 (2)组成:由C、H、O、等元素组成。 (3)蛋白质的结构 3、蛋白质的主要用途:组成细胞的基础物质、人类营养物质、工业上有广泛应用、酶是特殊。 (三)、酶 (四)、核酸 三、提出疑惑 课内探究学案 一、学习目标 1.了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质;

2.了解蛋白质的组成、结构和性质(盐析、变性、水解、颜色反应等)。 3.认识蛋白质、酶、核酸等物质与人体健康的关系,体会化学学科在生命科学发展中所起的重要作用。 4.重点:氨基酸、蛋白质的性质。 5.难点:蛋白质的组成和结构、肽键的形成。 二、学习过程 (一)、氨基酸的结构与性质: 1.氨基酸的结构:α—氨基酸通式;既含有又含有羧基。 2.氨基酸的两性: (1)与酸反应: (2)与碱反应: 思考:①写出:R—CH—COOH与过量NaOH反应的化学方程式。 NH3Cl 答: ②在所学过的物质中有哪些物质既能跟酸反应又能跟碱反应? 答: (3)成肽反应: (二)、蛋白质 1、蛋白质的性质 (1)颜色反应 (2)变性 (3)盐析 (4)水解:蛋白质水解的产物是 2、组成和结构: 3、蛋白质的用途 (三)、酶 1.酶是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的蛋白质。 2.酶催化反应的特点 (1).(比一般催化剂高107~1013倍)。 (2). (3).——一般是在常温常压和接近中性的条件下进行的。 (四)、核酸 核酸是一类含的生物高分子化合物 三、反思总结 通过本节课的学习,你对生命中的基础有机化学物质——蛋白质和核酸有什么新的认识?说说看。 四、当堂检测

生化笔记:第六章 核酸----大二

第六章核酸 核酸是遗传物质 1868年瑞士Miesher.从脓细胞的细胞核中分离出可溶于碱而不溶于稀酸的酸性物质。 间接证据:同一种生物的不同种类的不同生长期的细胞,DNA含量基本恒定。 直接证据:T2噬菌体DNA感染E.coli 用35S标记噬菌体蛋白质,感染E.coli,又用32P标记噬菌体核酸,感染E.coli DNA、RNA的分布(DNA在核内,RNA在核外)。 第一节核酸的化学组成 核酸是一种线形多聚核苷酸,基本组成单位是核苷酸。 结构层次:核酸 核苷酸 组成核酸的戊糖有两种::D-核糖和D-2-脱氧核糖,据此,可以将核酸分为两种:核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA) P330 表5-1 两类核酸的基本化学组成 一、碱基 1. 嘌呤碱:腺嘌呤鸟嘌呤 2. 嘧啶碱:胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶 P331 结构式 3. 修饰碱基 植物中有大量5-甲基胞嘧啶。 E.coli噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶代替C。 稀有碱基:100余种,多数是甲基化的产物。 DNA由A、G、C、T碱基构成。 RNA由A、G、C、U碱基构成。

二、核苷 核苷由戊糖和碱基缩合而成,糖环上C1与嘧啶碱的N1或与嘌呤碱的N9连接。 核酸中的核苷均为β-型核苷 P332 结构式腺嘌呤核苷胞嘧啶脱氧核苷 DNA 的戊糖是:脱氧核糖 RNA 的戊糖是:核糖 三、核苷酸 核苷中戊糖C3、C5羟基被磷酸酯化,生成核苷酸。 1、构成DNA、RNA的核苷酸 P333表5-3 2、细胞内游离核苷酸及其衍生物 ①核苷5’-多磷酸化合物 A TP、GTP、CTP、ppppA、ppppG 在能量代谢和物质代谢及调控中起重要作用。 ②环核苷酸 cAMP(3’,5’-cAMP)cGMP(3’,5’-cGMP) 它们作为质膜的激素的第二信使起作用,cAMP调节细胞的糖代谢、脂代谢。 ③核苷5’多磷酸3’多磷酸化合物 ppGpp pppGpp ppApp ④核苷酸衍生物 HSCoA、NAD+、NADP+、FAD等辅助因子。 GDP-半乳糖、GDP-葡萄糖等是糖蛋白生物合成的活性糖基供体。 第二节DNA的结构 一级:脱氧核苷酸分子间连接方式及排列顺序。 二级:DNA的两条多聚核苷酸链间通过氢键形成的双螺旋结构。 三级:DNA双链进一步折叠卷曲形成的构象。

第20次课2学时(第六章核酸第1次课)

第20次课2学时(第六章核酸 第1次课) 注:本页为每次课教案首页

第21 次课2 学时(第六章核酸第2次课) 注:本页为每次课教案首页

第22 次课2 学时(第六章核酸第3次课) 注:本页为每次课教案首页

第23 课 2 学时(第六章核酸 第4次课) 注:本页为每次课教案首页

第六章核酸 第一节核酸通论 一、核酸的发现与研究 1 核酸的发现 1868年瑞士化学家米歇尔(F. Miesher,1844-1895)首先从脓细胞分离出细胞核,从中抽提得一种含磷特别丰富的酸性物质,当时曾叫它做核素。(细胞核化学的创始人以及DNA 的发现者) 1872米歇尔年从鲑鱼的精子细胞核中,发现了大量类似的酸性物质。随后有人在多种组织细胞中也发现了这类物质的存在。 1889年Altmann制备了不含蛋白质的核酸。因为这类物质都是从细胞核中提取出来的,而且都具有酸性,因此称为核酸。 上世纪初,德国生理学家柯塞尔(Kossel,A.1853-1927 )和他的学生琼斯(Johnew,W.1865-1935 )、列文(Levene,P.A.1896-1940 )的研究才搞清楚核酸的化学成分及其最简单的基本结构。证实它是由四种不同的碱基,即腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)及核糖、磷酸等组成。其最简单的单体结构是:碱基-核糖-磷酸构成的核苷酸。 1929年确定核酸有两种:脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)。 2.核酸的早期研究 核素的功能 决定染色体功能的物质? 四核苷酸假说 DNA与RNA 核酸的高度特异性 3.DNA双螺旋结构模型的建立 1953 年J.D.Watson 和 F.Crich 在前人所做工作的基础上提出DNA 双螺旋结构模型 二、核酸的种类和分布 种类 脱氧核糖核酸 Deoxyribonucleic Acid (DNA) 核糖核酸 ribonucleic acid(RNA) 分布 (1)脱氧核糖核酸(DNA): 原核生物细胞 染色体DNA (环状双链) :集中在拟核 染色体外基因DNA(环状双链) :质粒DNA 真核生物细胞 染色体DNA(线性双链):在细胞核内 染色体外基因(环状双链) :线粒体、叶绿体等细胞器中含有的DNA。

蛋白质和核酸 说课稿 教案

蛋白质和核酸 教学目标 (1)了解氨基酸、蛋白质的组成和结构特征。 (2)了解蛋白质的结构和性质(盐析、变性、水解、颜色反应等)。 (3)了解蛋白质的用途。 (4)了解酶的作用和用途。 (5)了解核酸的作用。 重点难点:蛋白质的性质。 第一课时重点难点:氨基酸的性质和肽的形成 第二课时重点难点:蛋白质的性质。 第一课时 [板书]一、氨基酸: [板书] 1、氨基酸概念:羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取代后的生成物; [讲述] 注意 (1) 氨基:氨气分子(NH3)去掉一个氢原子后的部分。氨基的电子式: (2) α—氨基酸:羧酸分子里的α氢原子被氨基取代的生成物。 (3) α—氨基酸是构成蛋白质的基石。 [板书] 2、氨基酸的结构:α—氨基酸通式R—CH—COOH, NH2 既含有氨基(—NH2)又含有羧基(—COOH)。 [板书] 3、几种常见的氨基酸: 名称俗称结构简式 氨基乙酸甘氨酸CH2—COOH NH2 α—氨基丙酸丙氨酸CH3—CH—COOH NH2 α—氨基—β—苯基丙酸苯丙氨酸—CH2—CH—COOH NH2

α—氨基戊二酸谷氨酸HOOC—CH2—CH2—CH—COOH NH2 [板书] 4、氨基酸的性质: (1)与酸反应:R—CH—COOH+HCl →R—CH—COOH NH2NH3Cl (2)与碱反应:R—CH—COOH + NaOH →R—CH—COONa+H2O NH2NH2 结论:氨基酸具有两性。 思考:①写出:R—CH—COOH与过量NaOH反应的化学方程式。 NH3Cl 答:R—CH—COOH+2NaOH →R—CH—COONa+NaCl+2H2O NH3Cl NH2 ②在所学过的物质中有哪些物质既能跟酸反应又能跟碱反应? 答:Al、Al2O3、Al(OH)3、(NH4)2CO3NH4HCO3、NaHCO3等。 [板书] (3)成肽反应: 二肽 氨基酸氨基酸二肽 [板书] 肽键 思考:1.将甘氨酸和丙氨酸放在同一容器内发生成肽反应,有几种二肽生成?写出有关反应方程式。 答案:四种

第六章 核酸化学

第六章核酸化学 一:填空题 1. 核酸在260nm附近有强吸收,这是由于________________。 2.二十世纪五十年代,Chargaff等人发现各种生物体DNA碱基组成有________________的特异性,而没有________________的特异性。 3.DNA双螺旋中只存在________________种不同碱基对。T总是与________________配对,C总是与________________配对。 4.核酸的主要组成是________________,________________和________________。 5.两类核酸在细胞中的分布不同,DNA主要位于________________中,RNA主要位于 ________________中。 6.核酸分子中的糖苷键均为________________型糖苷键。核苷酸与核苷酸之间通过________________键连接形成多聚体。 7. 双链DNA中若________________含量多,则Tm值高。 8. DNA样品的均一性愈高,其熔解过程的温度范围愈________________。 9. .DNA所处介质的离子强度越低,其熔解过程的温度范围越________________,熔解温度越 ________________,所以DNA应保存在较________________浓度的盐溶液中,通常为 ________________mol/L的NaCl溶液。 10.给动物食用标记的________________,可使DNA带有放射性,而RNA不带放射性。 11. 硝酸纤维素膜可结合________________链核酸。将RNA变性后转移到硝酸纤维素膜上再进行杂交,称________________印迹法。 12.双链DNA热变性后,或在pH2以下,或pH12以上时,其________________,同样条件下, 单链DNA的________________。 13. 变性DNA的复性与许多因素有关,包括________________,________________, ________________,________________,________________等。 14 DNA复性过程符合二级反应动力学,其值与DNA的复杂程度成________________比。 15. ,FAD和CoA都是________________的衍生物。 16. .维持DNA双螺旋结构稳定的主要因素是________________,其次,大量存在于DNA分子中的弱作用力如________________,________________和________________也起一定作用。 17. .tRNA的三级结构为________________形,其一端为________________,另一端为 ________________。 18. 测定DNA一级结构的方法主要有Sanger提出的________________法和Maxam,Gilbert提出的 ________________法。 19.双链DNA螺距为3.4nm,每匝螺旋的碱基数为10,这是________________型DNA的结构。 20.RNA分子的双螺旋区以及RNA-DNA杂交双链具有与____________型DNA相似的结构,外型较为________________。 21. 引起核酸变性的因素很多,如:________________,________________和________________等。 22. T.Cech和S.Altman因发现________________而荣获1989年诺贝尔化学奖。 二:是非题 1.[ ]脱氧核糖核苷中的糖环3′位没有羟基。 2.[ ]若双链DNA中的一条链碱基顺序为:pCpTpGpGpApC,则另一条链的碱基顺序为:pGpApCpCpTpG。 3.[ ]若种属A的DNA Tm值低于种属B,则种属A的DNA比种属B含有更多的A-T碱基对。 4.[ ]原核生物和真核生物的染色体均为DNA与组蛋白的复合体。

第三节 蛋白质和核酸 教案

第三节蛋白质和核酸 1、课标中的内容 《有机化学基础》主题3 糖类、氨基酸和蛋白质,第 2点:能说出氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质,查阅资料了解氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。 第3点:了解蛋白质的组成、结构和性质,认识人工合成多肽、蛋白质、核酸等的意义,体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。 活动与探究建议②实验:酶的催化作用。 ③阅读与讨论:蛋白质结构的复杂性。 ④实验:蛋白质的性质。 2、教材中的内容 蛋白质是生命的基础,是一类非常重要的含氮生物高分子化合物,它水解的最终产物是氨基酸。这节内容从蛋白质在生物界的广泛存在引入,教材先介绍氨基酸的结构与性质,在此基础上结合插图常识性地介绍了蛋白质的四级结构,然后重点讨论了蛋白质的水解、盐析、变性、颜色反应等性质。教材最后对酶和核酸作了介绍。 本节教学应注重学生动手实验及与对生活现象的解释,通过这节知识的学习使学生真正体会到“没有蛋白质就没有生命”。氨基酸的教学,应抓住氨基酸是多官能团化合物,在教学中应用迁移、替代、延伸的方法来突破难点。蛋白质的性质是本节的重点,可考虑用边讲边学生实验的方法进行,并注意结合生活中的一些事例来加深学生对蛋白质性质的理解。酶和核酸是现代生物工程研究的一个重要内容,它的作用和意义越来越为人们所认识,越来越被人们所重视,可以结合我国在这一领域所取得的成就对学生进行生动的爱国主义教育。 二、教学对象分析 1、知识技能方面:在必修2教材中,有“基本营养物质”一节,已经简单介绍了蛋白质的性质,学生已经学习羧基的有关性质,在生物课中已学习酶和核酸的知识,本节教学可在这些学生已有知识的基础上展开。 2、学习方法方面:学生已具备一定的实验探究能力及应用所学知识对身边生活问题进行解释的能力。 三、设计思想 本节的教学设计总的思想是从身边事从学生已有知识引入,然后引导学生在探询相关问题的答案中学习新知识。具体来讲就是将酶与核酸的知识先通过回忆、阅读的方式讲授,然后提出课本P90相类似的问题引入对氨基酸和蛋白质的学习,蛋白质的性质的学习通过学生动手实验来进行,以学生为主体,培养学生的实验探究能力和动手操作能力。 本节内容拟用两课时完成教学: 第一课时:酶、核酸、氨基酸的结构和性质 第二课时:蛋白质的结构及性质的学生分组实验 四、教学目标 1、知识与技能: (1)了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质; (2)了解蛋白质的组成、结构和性质(盐析、变性、水解、颜色反应等)。 (3)认识蛋白质、酶、核酸等物质与人体健康的关系,体会化学学科在生命科学发展中所起的重要作用。 2、过程与方法: 通过学生实验完成蛋白质性质知识的形成,强化“蛋白质是生命的基础,没有蛋白质就没有生命”的认识。学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对所得信息进行加工。

第6章 核酸分子探针

第六章 基于分子工程的核酸分子探针

生命的本质是一系列可自主调控的化学、物理过程,但主角不是简单的化合物而是复杂的生物大分子。核酸与蛋白质是生命发生、发展和繁衍中最重要的两类物质,正是它们之间复杂、精巧而协调的相互作用演绎出神奇、千变万化、令人叹为观止的生命现象。 因此,在分子水平上研究核酸、蛋白质等生物大分子及其相互作用是我们深入理解生命现象、揭示生命奥秘最为关键的内容之一。

红细胞:6,000-9, 000nm 白细胞:10,000nm 一般细菌: 1,000 –10,000 nm 一般病毒:75 –100 nm 蛋白质5 –50 nm DNA (双链宽) 2 nm 研究人员需要一些合适的分析工具和手段,在分子水平上,最好是在活体内,将生物分子的成分、结构、相互作用等信息转变为易于检测的光、电信号变化,非常灵敏、准确地反映出来。

以体系的功能为导向,在分子水平上设计所需结构,并定向合成功能分子,是分子工程的重要特征。通过在分子水平上研究生物分子间的相互作用,设计、合成和筛选具有特定功能的分子探针并发展其生物医学应用,是分子工程的前沿研究领域之一。 核酸分子探针是一种重要的分子生物学研究手段。它非常巧妙地利用了核酸的结构及其识别能力上的特点,例如核酸的杂交、立体构象转变、与蛋白质、寡聚高分子甚至金属离子的特异性结合等,结合分子水平的信号传导机制,将相关的生命信息转变为易于检测的信号,例如拉曼、荧光、化学发光、电流、放射性等。随着其他相关学科如化学、材料科学的发展,核酸分子探针的合成、标记和检测技术取得了长足的进展,已经能在单个活细胞,甚至单分子水平上观测分子的行为。与荧光蛋白技术相比,核酸分子探针一般不需要对目标细胞预先进行基因操作,不仅更能反映生命活动的真实状况,而且也便于直接研究临床样品。

蛋白质与核酸的区别与联系96163

. 蛋白质与核酸的区别与联系 比较项目核酸蛋白质 DNA RNA 组成元素基本元素C、H、O、N、P C、H、O、N、P C、H、O、N 特征元素P P S(一般) 相对分子量几十万~几百万几千~几百万 组成成分磷酸磷酸磷酸氨基酸五碳糖脱氧核糖核糖 含 氮 碱 基 共有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C) 特有胸腺嘧啶(T)尿嘧啶(U) 单体名称脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸种类4种4种20种结构简式 分子结构一般是反向平行的双螺旋 结构一般为单链结构氨基酸→多肽 链→空间结构 →蛋白质分子

. 分布主要在细胞核中,线粒体、 叶绿体、质粒中也有分布主要在细胞质中, 叶绿体、线粒体、 核糖体中也有分布 广泛分布在细 胞中 合成主要场所主要在细胞核中合成主要在细胞核中合 成 均在核糖体合 成 反应名称聚合(DNA复制、逆转录)聚合(转录、RNA 复制) 缩合反应(翻 译) 可能参与的酶DNA解旋酶、DNA聚合酶、 DNA连接酶、逆转录酶等 DNA解旋酶、RNA聚酶 种类核DNA、质DNA mRNA、tRNA、rRNA结构蛋白、功能 蛋白等 多样性DNA分子上脱氧核苷酸的 数量、排列顺序不同RNA分子上核糖核 苷酸的数量、排列 顺序不同 氨基酸的种类、 数量、排列顺序 及肽链的空间 结构不同 主要功能细胞内携带遗传信息的物质,在生物体的遗传、 变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作 用蛋白质是生命活动的主要承担者 生物体内的主要遗传物质;可通过复制、转录等过程,控制蛋白质的合成。RNA病毒中,RNA是 遗传物质;mRNA是 蛋白质合成的模 板,tRNA是氨基酸 的转运工具,rRNA 是核糖体的组成成 组成生物体的 重要结构物质, 催化功能、免疫 功能、调节功 能、运输功能 等。

蛋白质和核酸.

北京四中 蛋白质和核酸 编稿:林丽娟审稿:顾振海责编:顾振海 [教学重点] 氨基酸、蛋白质的性质 [教学难点] 蛋白质的组成 [知识点讲解] 1、氨基酸的性质 组成蛋白质的氨基酸几乎都是α-氨基酸,其结构通式可以表示为: 天然的氨基酸均为无色晶体,熔点较高,在200~300℃熔化时分解。能溶于强酸或强碱溶液中,一般能溶于水,难溶于乙醇、乙醚。 (1)氨基酸的两性 氨基酸分子中既含有酸性基团羧基,又含有碱性基团氨基,是两性化合物,能与酸或碱反应生成盐。如甘氨酸分别与盐酸、氢氧化钠反应: (2)成肽反应 在酸或碱存在下,一个氨基酸分子的羧基与另一个氨基酸分子的氨基间脱去一分子水,形成 含肽键()的化合物,成为成肽反应。例如:

成肽反应是由氨基酸形成蛋白质的基本反应。 2、蛋白质的四级结构 任何一种蛋白质分子在天然状态下均具有独特而稳定的结构。蛋白质的结构决定了蛋白质的特殊功能和活性。 (1)一级结构 指各种氨基酸的连接方式和排列顺序。它对蛋白质的性质起决定性的作用。 (2)二级结构 指多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构。 (3)三级结构 在二级结构基础上进一步盘曲折叠形成。每一个具有三级结构的多肽链称为亚基。 (4)四级结构 指蛋白质分子中,亚基的立体排布、亚基间相互作用与布局。 3、蛋白质的性质 (1)两性 蛋白质与氨基酸一样,分子中既有酸性基团又有碱性基团,因此蛋白质分子也是两性分子。 (2)水解 在酸或酶的作用下,水解成相对分子质量较小的肽类化合物,最终水解得到各种氨基酸。 (3)盐析 向蛋白质溶液中加入盐溶液达到一定浓度时,蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出。 盐析是一个可逆过程,盐析出的蛋白质稀释后仍能溶解,而且不影响蛋白质的活性。 (4)变性 在某些因素影响下,蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象。常见的因素如加热、与强酸、强碱或重金属盐作用等。 变性是一个不可逆过程,变性后的蛋白质在水中不能重新溶解,而且失去原有的生理活性。 (5)颜色反应 含有苯基的蛋白质加入浓硝酸会有白色沉淀产生,加热,沉淀变黄色。

蛋白质和核酸 教案

蛋白质和核酸 一、教材分析: 本节书是在学生对有机物知识有较全面认识的基础上要认真了解的一部分重要知识。同时,在必修2教材中,有“基本营养物质”一节,已经简单介绍了蛋白质的性质。蛋白质在日常生活中是常见的物质。所以学生对蛋白质是既感到熟悉又感到神奇物质。这一节的教学要充分利用这一点,让学生在现有的知识基础上大胆探索新的知识,做到乐学和主动学习。二、二、教学目标: 1.知识目标 (1)了解氨基酸、蛋白质的组成和结构特征。 (2)了解蛋白质的结构和性质(盐析、变性、水解、颜色反应等)。 (3)了解蛋白质的用途。 (4)了解酶的作用和用途。 (5)了解核酸的作用。 2.能力和方法目标 通过蛋白质的学习,提高对“蛋白质是生命的基础”的认识。调动学习化学的积极性。3.情感和价值观目标 通过本节内容的学习,使学生在了解蛋白质、酶等重要物质的重要性的基础上,加强唯物主义教育。通过介绍我国科学家首先合成有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素等事例,激发学生对生命科学的研究和探索的兴趣。 三、教学重点难点: 重点:蛋白质的性质。 难点:氨基酸的性质和肽的形成 四、学情分析: 教材中,主要突出蛋白质的性质,还有是氨基酸的性质和成肽反应。本节先从学生已经了解过的蛋白质的性质入手,必修2讲蛋白质的性质时,简单介绍了灼烧蛋白质的现象和蛋白质的颜色反应,先让学生回忆总结,引入蛋白质的变性,盐析,水解。再着重介绍蛋白质水解的产物——氨基酸,羧基的性质学生已熟悉,氨基的性质是新知识,但氨的性质也是较熟悉的。利用学生已学内容,让学生充分思考探索氨基酸的性质。同时还复习相关知识。然后简介结构完全以学生已有的知识作为引导进行探索。以问题为桥梁,通过引导学生提出问题-分析问题-实验-解决问题这一模式进行螺旋教学,以突破教学重点,并调动学生探究的积极性。 五、教学方法:对比、分类、归纳、总结等方法。 六、教学过程设计

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