HOCH2 O OH HH
H
H
OH OH
D-核 糖
Ribose
HOCH2 O OH HH
H
H
OH H
D-2-脱 氧 核 糖
Deoxyribose
(二)组成核酸的碱基
腺嘌呤Adenine
N
N H
NH 2 N
N
组成核酸的碱基
鸟嘌呤guanine
N
N H
O
NH
N
NH 2
组成核酸的碱基
尿嘧啶uracil
一、核酸的发现和研究工作进展
• 1868年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取“核素” • 1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质 • 1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构 • 1968年 Nirenberg发现遗传密码 • 1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶 • 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 测序方法 • 1985年 Mullis发明PCR 技术 • 1990年 美国启动人类基因组计划(HGP) • 1994年 中国人类基因组计划启动 • 2001年 美、英等国完成人类基因组计划基本框架
细菌内无放射性
D 用放射性同位素32P标记内部DNA N
A
是
真
正
的
遗
传
细菌内有放射性
物
质
DNA—主要的遗传物质
注：DNA不是唯一的遗传物质， 较少的微生物也靠RNA进行遗传。
二、核酸的分类及分布、功能
脱氧核糖核酸
90%以上分布于细胞核，其余分布于
(deoxyribonucleic acid, 核外如线粒体，叶绿体，质粒等。
O
NH
N
O
H
组成核酸的碱基
胞嘧啶cytosine
NH 2
N
N
O
H
组成核酸的碱基
胸腺嘧啶thymine
O NH
N
O
H
碱基
碱基的结构特征
碱基都具有芳香环的结构特征。嘌呤环和嘧啶环均呈平面或接近于平面 的结构。
碱基的芳香环与环外基团可以发生酮式—烯醇式或胺式—亚胺式互变异 构。
酮 式 烯 醇 式 互 变 异 构
H
O
1H N
H
尿嘧啶
HOH2C5′ O OH
4′
1′
3′ 2′
OH OH 核尿苷糖
O
HN1
NH
H5 CO
HOH2C5′ O OH
4′
1′
3′ 2′
OH OH 假核尿苷糖（ψ）
NH2
OH
NH2
OH
N
N
N
N
N
N
NN HOCH2 O
HH
H
H
OH OH
H2N N N HOCH2 O
HH
H
H
OH OH
HO N HOCH2 O
米歇尔的发现
1868年的某天瑞士的生物化学家米歇尔(Miescher)研究一 个病人的绷带，小心地将绷带上粘着的病人伤口处的物质 洗下来。洗脱物中含有许多脓细胞。他向其中加入酒精， 将细胞中的脂肪类物质除去，之后又加入含有胃蛋白酶的 提取液清除各种杂蛋白，这样，他就可以拿到纯的浓细胞 的细胞核了。于是米歇尔开始研究这些核。结果他意外地 发现核中有一种从未认识到的新物质，并起名为“核素”。 这就是现在我们知道的DNA。
经过后人的研究，核素为酸性物质，含有三种成分：糖、 磷酸、有机碱。又发现糖少了一个氧。称之为脱氧核糖。
哪些人用什么方法最终证明了 遗传的物质基础是DNA呢？
1.格里菲斯经典转化实验（1928）及埃 弗里、麦克劳德、麦卡蒂等人的转化补 充实验（1941）。 2.赫西和蔡斯大肠杆菌T2噬菌体感染大 肠杆菌实验。
胺 式 亚 胺 式 互 变 异 构
(三)、核苷（nucleoside）
•核苷 戊糖+碱基 •糖与碱基之间的C-N键，称为C-N糖苷 键
5’
4’
1’
3’ 2’
(OH)
5’
4’
1’
3’ 2’
(OH)
H N
N H
N
H
9
N
H
腺嘌呤
HOH2C5′ O OH
4′
1′
3′ 2′
OH OH 核腺糖苷
O
HN
从S型肺炎球菌活体上取得蛋白质、荚膜、 DNA、RNA，分别与R型肺炎球菌混合 后注入到小白鼠体内，结果被注入DNA 的小白鼠死亡，其它小白鼠存活。
只
有
DNA
DNA
引
起
多糖 DNA RNA 蛋白质是
R 型
遗
肺 炎
传
球 菌
物
转 化
质
赫西和蔡斯实验——噬菌体侵染细菌的实验
（含P） （含S）
用放射性同位素35S标记外壳蛋白质
DNA)
携带遗传信息，决定细胞和个
体的基因型(genotype)。
核糖核酸
主要存在于细胞质中
(ribonucleic acid, RNA) 从DNA转录遗传信息，并指导
蛋白质的合成。某些病毒RNA 也可作为遗传信息的载体。
第二节 核酸的组成
元素组成
➢主要元素组成： C、H、O、N、P(9~11%) ➢与蛋白质比较，核酸一般不含S，而P的含量较 为稳定，占9-11%。
1、核苷酸的组成：含氮碱基、戊糖和磷酸。 2、稀有核苷酸：稀有碱基/核苷/核苷酸 3、核苷酸的其他形式
基本构成单位：核苷酸(nucleotide)
核苷酸由戊糖、磷酸和含氮碱基三部分构成
5´-磷酸核苷酸的基本结构
O
（N = A、G、C、U、T）
O-
P
O
5´
CH2
O
N 碱基
O-
磷酸
4´ H
H 1´
O H 3´
2´ H
OH (O)H
核糖
(一)、戊糖
组成核酸的戊糖有两种。DNA所含的糖为 βD-2-脱氧核糖；RNA所含的糖则为β-D-核糖。
第二章 核酸的化学
核酸的概念和重要性 核酸的组成成分 DNA的结构 DNA和基因组 RNA的结构和功能 核酸的性质 核酸的序列测定
第一节 概 述
核酸(nucleic acid)
以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，携带 和传递遗传信息。
DNA（Deoxyribonucleic acid)脱氧核糖核酸 RNA（Ribonucleic acid) 核糖核酸
格里菲斯——肺炎双球菌转化实验
多 糖 类 荚 膜
R型菌
（粗糙、 无毒性）
S型菌
（光滑、 有毒性）
将R型活菌注入小鼠体内
一段时间后
将S型活菌注入小鼠体内
一段时间后
将杀死的S型菌注入小鼠体内
一段时间后
将R型活菌与杀死的S型菌注入小鼠体内
一段时间后
细菌发生转化，性状的转化可以遗传。
埃弗里、麦克劳德、麦卡蒂转化补充实验
HH
H
H
OH OH
HO N HOCH2 O
HH
H
H
OH OH
腺嘌呤核苷 鸟嘌呤核苷
胞嘧啶核苷
尿嘧啶核苷
Adenosine Guanosine Cytidine Uridine
假尿苷（ψ）
次黄苷（肌苷）I
黄嘌呤核苷 X
5
二氢尿嘧啶核苷 D
取代核苷的表示方式
OH
7-甲基鸟苷 m7G
（四）核苷酸nucleotide