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核酸

1.核酸是一类生物聚合物，是所有已知生命形式必不可少的组成物

质。

核酸是脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）的总称。

核酸由核苷酸组成，而核苷酸单体由5-碳糖、磷酸基和含氮碱基组成。

如果5-碳糖是核糖，则形成的聚合物是RNA；如果5-碳糖是脱氧核糖，

则形成的聚合物是DNA。

核苷酸是组成核酸的基本单位，即组成核酸分子的单体。一

个核苷酸分子是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分

子磷酸组成的。根据五碳糖的不同可以将核酸分为脱氧核糖

核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）

DNA是储存、复制和传递遗传信息的主要物质基础。

RNA在蛋白质合成过程中起着重要作用——其中转运核糖核

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。

此外，现在已知许多其他种类的功能RNA，如microRNA等。

核酸类似物主要用于医学和分子生物学研究。

碱基之间通过氢键链接

五碳糖与有机碱合成核苷，核苷与磷酸合成核苷酸，4种核

苷酸组成核酸。核苷酸主要参与构成核酸，许多单核苷酸也

具有多种重要的生物学功能，如与能量代谢有关的三磷酸腺

苷（ATP）、脱氢辅酶等。某些核苷酸的类似物能干扰核苷酸

代谢，可作为抗癌药物。根据糖的不同，核苷酸有核糖核苷

酸及脱氧核苷酸两类。根据碱基的不同，又有腺嘌呤核苷酸

（腺苷酸，AMP）、鸟嘌呤核苷酸（鸟苷酸，GMP）、胞嘧啶

核苷酸（胞苷酸，CMP）、尿嘧啶核苷酸（尿苷酸，UMP）、

胸腺嘧啶核苷酸（胸苷酸，TMP）及次黄嘌呤核苷酸（肌苷

酸，IMP）等。核苷酸中的磷酸又有一分子、两分子及三分

子几种形式。此外，核苷酸分子内部还可脱水缩合成为环核

苷酸。

核苷酸类化合物具有重要的生物学功能，它们参与了生物体

内几乎所有的生物化学反应过程。现概括为以下五个方面：

①核苷酸是合成生物大分子核糖核酸(RNA）及脱氧核糖

核酸(DNA）的前身物，RNA中主要有四种类型的核苷酸：

AMP、GMP、CMP和UMP，这四种类型的核苷酸从头合成

前身物是磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物

质。DNA中主要有四种类型脱氧核苷酸：dAMP、dGMP、dCMP

和dTMP，它们是由各自相应的核碳核苷酸在二磷酸水平上

还原而成的。

②三磷酸腺苷(ATP）在细胞能量代谢上起着极其重要的作

用。物质在氧化时产生的能量一部分贮存在ATP分子的高能

磷酸键中。ATP分子分解放能的反应可以与各种需要能量做

功的生物学反应互相配合，发挥各种生理功能，如物质的合

成代谢、肌肉的收缩、吸收及分泌、体温维持以及生物电活

动等。因此可以认为ATP是能量代谢转化的中心。

核苷酸

③ATP还可将高能磷酸键转移给UDP、CDP及GDP生成

UTP、CTP及GTP。它们在有些合成代谢中也是能量的直接

来源。而且在某些合成反应中，有些核苷酸衍生物还是活化

的中间代谢物。例如，UTP参与糖原合成作用以供给能量，

并且UDP还有携带转运葡萄糖的作用。

④腺苷酸还是几种重要辅酶，如辅酶Ⅰ（烟酰胺腺嘌呤二

核苷酸，（NAD+）、辅酶Ⅱ（磷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，

NADP+）、黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD）及辅酶A（CoA）的组

成成分。NAD+及FAD是生物氧化体系的重要组成成分，在

传递氢原子或电子中有着重要作用。CoA作为有些酶的辅酶

成分，参与糖有氧氧化及脂肪酸氧化作用。

⑤核苷酸对于许多基本的生物学过程有一定的调节作用。

一切生物体的基本成分，对生物的生长、发育、繁殖和遗传

都起着主宰作用。如在奶粉作为维持宝宝胃肠道正常功能，

减少腹泻和便秘、提高免疫力，少生病的作用。

嘌呤核苷酸主要由一些简单的化合物合成而来，这些前身物

有天门冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、CO2及一碳单位（甲酰

基及次甲基，由四氢叶酸携带）等。它们通过11步酶促反

应先合成次黄嘌呤核苷酸（又称肌苷酸）。随后，肌苷酸又

在不同部位氨基化而转变生成腺苷酸及鸟苷酸。合成途径的

第一步是5-磷酸核糖在酶催化下，活化生成5-磷酸核糖1-

焦磷酸。（PRPP），这是一个重要的反应。嘌呤核苷酸的从头

合成主要是在肝脏中进行，其次是在小肠粘膜及胸腺中进

行。

嘌呤核苷酸降解可产生嘌呤碱，嘌呤碱最终分解为尿酸，其

中部分分解产物可被重新利用再合成嘌呤核苷酸，这称为回

收合成代谢途径，可在骨髓及脾脏等组织中进行。嘌呤核苷

酸降解产生的腺嘌呤、鸟嘌呤及次黄嘌呤在磷酸核糖转移酶

的催化下，接受3'-焦磷酸-5-磷酸核糖（PRPP）分子中的磷

酸核糖，生成相应的嘌呤核苷酸。此合成途径也具有一定意

义。

嘧啶核苷酸的从头合成主要也在肝脏中进行。合成原料为氨

基甲酰磷酸及天门冬氨酸等。氨基甲酰磷酸及天门冬氨酸经

过数步酶促反应生成尿苷酸，尿苷酸转变为三磷酸尿苷后，

从谷氨酰胺接受氨基生成三磷酸胞苷。

上述体内合成的嘌呤及嘧啶核苷酸均系一磷酸核苷。它们均

可在磷酸激酶的催化下，接受ATP提供的磷酸基，进一步转

变为二磷酸核苷及三磷酸核苷。

体内还有一类脱氧核糖核苷酸。它们是dAMP、dGMP、dCMP

及dTMP。它们组成中的脱氧核糖并非先生成而后组合到核

苷酸分子中去，而是通过业已合成的核糖核苷酸的还原作用

而生成的。此还原作用发生于二磷酸核苷分子水平上，dADP、

dGDP、dCDP及dUDP均可由此而来，但dTMP则不同，它

是由dUMP经甲基化作用而生成的

构成RNA分子的戊糖是（C）

A.葡萄糖

B.脱氧核糖

C.核糖

D.果糖

构成多核苷酸链骨架的关键是（E）

A、2′，3′－磷酸二酯键

B、2′，4′－磷酸二酯键

C、2′，5′－磷酸二酯键

D、3′，4磷酸二酯键

E、3′，5′－磷酸二酯键

通常即不见于DNA又不见于RNA的碱基是：（B）

A.腺嘌呤

B.黄嘌呤

C.鸟嘌呤

D.胸腺嘧啶

E.尿嘧啶

核酸对紫外线的吸收主要由哪一结构产生？（D）

A.氢键

B.糖苷键

C.磷酸二酯键

D.嘌呤环和嘧啶环上的共轭双键

DNA变性是指（C）

A.分子中磷酸二酯键断裂

分子中碱基丢失

C.互补碱基之间氢键断裂

分子由超螺旋转变为DNA双螺旋

多核苷酸链内共价键断裂叫变性。

错

构成RNA分子中局部双螺旋的两个片段也是反向平行的。

错

同种生物体不同组织中的DNA，其碱基组成也不同。

错