《食品生物化学》
课程教案
核酸
教学目的：
（1）了解核核酸的概念、分类、分布和功能，体内重要的游离核苷酸；了解核酸与食品之间的联系。
（2）熟悉DNA的化学组成；DNA的一级结构；DNA的双螺旋结构和三级结构；DNA核苷酸顺序的测定。RNA的化学结构与功能：RNA的化学组成；RNA的一级结构；RNA的二级结构；RNA种类（tRNA、mRNA、rRNA）和功能。
（3）掌握核酸的理化性质；核酸的化学组成；嘌呤碱与嘧啶碱的化学结构；核糖与脱氧核糖的化学结构。
教学重点：
掌握核酸的理化性质；核酸的化学组成；嘌呤碱与嘧啶碱的化学结构；核糖与脱氧核糖的化学结构。
教学难点：
DNA的空间结构与功能以及RNA的分类、结构和功能。
教学方法：
讲授、问答法、课后练习法
教学安排：
本章安排6个学时
授课内容：
前言
第一节：核酸的化学组成及一级结构
第二节：DNA的空间结构与功能
第三节：RNA的结构与功能
第四节：核酸的理化性质
第五节：核酸酶
前言
核酸的发现和研究工作进展
二、核酸的分类及分布
第一节核酸的化学组成及一级结构
一、核酸的化学组成
1.元素组成：C、H、O、N、P(9～11%)
2.分子组成：——碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱
——戊糖(ribose)：核糖，脱氧核糖
——磷酸(phosphate)
二、核苷酸的结构
1.核苷(ribonucleoside)的形成
碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖苷键连接形成核苷（脱氧核苷）。
N-糖苷键特点
（1）N-糖苷键对酸不稳定；
(2)理论上该糖苷键可以自由旋转，但是由于空间位阻的关系，天然结构中反式更为合适；
(3)嘧啶2位是酮基，与核糖上的5’位置较为接近，形成空间位阻，嘌呤8位是H原子，位阻小。（所以自然界中核酸的分子都是反式的）
(4)稀有核苷：碱基被修饰，核糖2-O被修饰，碱基与核糖连接方式被改变。
碱基与核糖连接方式被改变：假尿苷
2.核苷酸(ribonucleotide)的结构与命名
核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。
体内重要的游离核苷酸及其衍生物
多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTP
环化核苷酸:cAMP，cGMP
含核苷酸的生物活性物质：NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD
等都含有AMP。
3.核苷酸的连接
核苷酸之间以磷酸二酯键连接形成多核苷酸链，即核酸。
三、DNA是脱氧核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键连接形成的大分子
四、RNA也是具有3’,5’-磷酸二酯键的线性大分子
五、核酸的一级结构是核苷酸的排列顺序
核酸中核苷酸的排列顺序。
由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，所以也称为碱基序列。
DNA和RNA的区别
第二节
DNA的空间结构与功能
DNA的空间结构概念：构成DNA的所有原子在三维空间的
相对位置关系。
DNA双螺旋结构的研究背景和历史意义
Chargaff规则：[A]=[T][G]?[C]
A-T、G-C以氢键配对较合理
DNA纤维的X-线衍射图谱分析
生命科学发展的一个里程碑！
二、DNA的二级结构---双螺旋结构
（一）
（二）DNA的二级结构模型
DNA双螺旋结构模型要点（B型）：
1.DNA分子由两条反向平行的脱氧多核苷酸链组成，以右手螺旋方式绕同一公共轴盘旋。
2.脱氧核糖-磷酸作为亲水骨架位于双螺旋外侧，疏水性碱基垂直螺旋轴居双螺旋内側，与对側碱基形成氢键配对。
3.互补碱基对：A和TG和C两条单链互为互补链
4.螺旋直径为2.37nm，螺旋一圈10对碱基，相邻碱基平面距离0.354nm，螺距3.54nm。
5.双螺旋表面形成大沟及小沟相间。
6.氢键维持双链横向稳定性，碱基堆积力维持双链纵向稳定性。
小结:（顺口溜）DNA，双螺旋，正反向，互补链；A与T，G和C，二三氢键配对连；十碱基，转一圈，大沟小沟在表面；2.37，3.54，直径螺距记心间；碱基力，和氢键，维系螺旋结构坚。
DNA双螺旋结构模型的提出意义重大:
1.为DNA储存和复制遗传信息的机制提供了最好的解释。（揭示了DNA分子的可复制性以及DNA分子内遗传信息的传递方式。）
2.是DNA复制、转录和翻译的分子基础。（为认识核酸与蛋白质的关系奠定了基础）
(三)DNA双螺旋结构的多样性：
三、DNA的高级结构---超螺旋结构
1.由DNA双螺旋结构进一步扭曲形成的更高层次的空间结构，称为DNA的三级结构。
2.若DNA分子的两端是固定的，或者是环状分子，这种额外的张力就不能释放掉，DNA分子本身就会发生扭曲，用以抵消张力，这种扭曲称为超螺旋。
3.原核细胞环状DNA分子的三级结构是超螺旋结构。
4.真核细胞线状DNA分子