【讀課本·生物必修一】2-5核酸是遺傳信息的攜帶者

“核酸”,顧名思義,就是從細(xì)胞核中提取的具有酸性的物質(zhì)。那么,核酸究競是什么物質(zhì)?它們只分布在細(xì)胞核中嗎?
核酸的種類及其分布
核酸(nucleic acid)包括兩大類:一類是脫氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid),簡稱DNA;另一類是核糖核酸(ribonucleic acid),簡稱RNA。真核細(xì)胞的DNA主要分布在細(xì)胞核中,線粒體、葉綠體內(nèi)也含有少量的DNA。RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。
核酸是由核苷酸連接而成的長鏈
核酸同蛋白質(zhì)一樣,也是生物大分子。核苷酸是核酸的基本組成單位。每個核酸分子是由幾十個乃至上億個核酸連接而成的長鏈(圖2-14)。一個核苷酸是由一分子含氮的堿基、一分子五碳糖和一分子磷酸組成的。根據(jù)五碳糖的不同,可以將核苷酸分為脫氧核糖核苷酸(簡稱脫氧核酸)和核糖核酸(圖2-15)。
DNA和RNA各含4種堿基,但是組成二者的堿基種類有所不同(圖2-16)。
DNA是由脫氧核苷酸連接而成的長鏈,RNA則是由核糖核苷酸連接而成的長鏈。一般情況下,在生物體的細(xì)胞中,DNA由兩條脫氧核苷酸鏈構(gòu)成,RNA由一條核糖核苷酸鏈構(gòu)成。
DNA
本節(jié)“問題探討”中提到的刑偵人員可以通過DNA指紋獲得嫌疑人信息,根本原因在于生物的遺傳信息就儲存在DNA分子中,而且每個個體的DNA的脫氧核苷酸序列各有特點??梢韵胂螅航M成DNA的脫氧核苷酸雖然只有4種,但是如果數(shù)量不限,在連成長鏈時,排列順序就是極其多樣的,它的信息容量自然就非常大了。脫氧核苷酸的排列順序儲存著生物的遺傳信息,DNA分子是儲存、傳遞遺傳信息的生物大分子;部分病毒的遺傳信息儲存在RNA中,如HIV(人類免疫缺陷病毒)、SARS(嚴(yán)重急性呼吸綜合征)病毒等。
核酸是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì),在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有極其重要的作用。
生物大分子以碳鏈為骨架
細(xì)胞是由多種元素和化合物構(gòu)成的。在構(gòu)成細(xì)胞的化合物中,多糖、蛋白質(zhì)、核酸都是生物大分子。
通過學(xué)習(xí),我們知道組成多糖的基本單位是單糖,組成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸,組成核酸的基本單位是核酸,這些基本單位稱為單體。每一個單體都以若干個相連的碳原子構(gòu)成的碳鏈為基本骨架。生物大分子是由許多單體連接成的多聚體(圖2-17),因此,生物大分子也是以碳鏈為基本骨架的。正是由于碳原子在組成生物大分子中的重要作用,科學(xué)家才說“碳是生命的核心元素”“沒有碳,就沒有生命”。
以碳鏈為骨架的多糖、蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子,構(gòu)成細(xì)胞生命大廈的基本框架;糖類和脂質(zhì)提供了生命活動的重要能源;水和無機(jī)鹽與其他物質(zhì)一起,共同承擔(dān)著構(gòu)建細(xì)胞、參與細(xì)胞生命活動等重要功能。細(xì)胞中的這些化合物,含量和比例處在不斷變化之中,但又保持相對穩(wěn)定,以保證細(xì)胞生命活動的正常進(jìn)行。