【化学】核酸 2023-2024学年高二化学同步课件（人教版2019选择性必修3）

1、了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能；知道核酸与核苷酸、戊糖、碱基、磷酸之间的关系，能辨识核糖、脱氧核糖核酸中的磷酯键；能从结构角度认识核酸分子的形成过程及水解过程。2、了解DNA分子中基本结构单元之间的连接方式，能基于氢键分析碱基配对原理，形成对DNA双螺旋空间结构的整体认知。DNA的分子结构。核酸的组成和结构。1953年，沃森和克里克发现了DNA双螺旋结构，开启了分子生物学时代，使遗传的研究深入到分子层次，“生命之谜”被打开，人们清楚地了解遗传信息的构成和传递的途径。克里克沃森DNA双螺旋的结构20世纪最伟大的科学成果之一DNA和RNA作为遗传信息的携带者，对遗传信息的传递具有重要的作用。核苷酸DNA为什么对生命活动如此重要？DNA分子的结构单元是什么？核酸核酸因其最早在细胞核中发现，并具有酸性，故而得名。天然的核酸根据其组成中所含戊糖的不同，分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。核酸是一种生物大分子，相对分子质量可达上百万。实验表明核酸可以发生水解反应，人们通过分析核酸水解的产物，认识到核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合物。核苷酸进一步水解得到磷酸和核苷，核苷继续水解得到戊糖和碱基。一、核酸的组成核苷酸酶水解磷酸核苷酶水解戊糖碱基脱氧核糖核糖核酸酶水

解腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）尿嘧啶（U）一、核酸的组成核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子。戊糖碱基缩合水解核苷磷酸缩合水解核苷酸核酸缩合水解温故而知新戊糖有____________和___________；根据戊糖种类可以把核酸分为_______________和____________，即________和_________。脱氧核糖核糖脱氧核糖核酸核糖核酸DNARNADNA中碱基有腺嘌呤（A）胞嘧啶（C）鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）有基碱中RNA尿嘧啶（U）温故而知新核苷酸的种类共_____种碱基AGCTPOOHOHO磷酸OHOHHHHCH2H脱氧核糖碱基AGCUPOOHOHO磷酸OHOHOHHCH2HH核糖脱氧核糖核苷酸___种核糖核苷酸___种844腺嘌呤核苷和腺嘌呤核苷酸是生产核酸类药物的中间体，请在以下结构简式中找出戊糖、碱基和磷酸所对应的部分。思考与讨论腺嘌吟核苷腺嘌吟核苷酸碱基戊糖碱基戊糖磷酸腺苷三磷酸资料卡片核糖可与腺嘌呤形成腺嘌呤核苷，其中核糖的羟基继续与磷酸反应，可形成磷酸酯（AMP，腺嘌呤核苷酸，又称腺苷酸）、二磷酸酯（ADP，腺苷二磷酸）及三磷酸酯（ATP，腺苷三磷酸）。ATP逐步水解可以生成ADP和AMP。ATP是细胞生命活动所需能量的直接来源，也是生物体内重要的能量转换中间体。ATP的生物学功能与其独特的分子结构有密切关系。ATP分子中的磷酸与核糖之间通过磷酯键连接，磷酸与磷酸之间则形成磷酸酐键。磷酸酐键在ATP水解时会发生断裂，整个水解过程可释放较多能量供生物体使用，因此也被称为高能磷酸键。植物光合作用和动物体内食物氧化分解提供的能量，则可使ADP与磷酸重新反应合成ATP。资料卡片释放能量吸收能量ATPADP二、核酸的结构脱氧核糖核酸（DNA）的结构示意图DNA分子的扫描隧道显微镜图DNA的结构十分复杂。直到1953年，科学家在深入研究DNA晶体X射线数据的基础上，提出了DNA分子的双螺旋结构模型。二、核酸的结构腺嘌呤（A）-H2O-H2O-H2O脱氧核糖核酸（DNA）分子的形成过程脱氧核糖腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸DNA单链碱基互补配对平行盘绕DNA双螺旋磷酯键……………DNA双螺旋结构二、核酸的结构①由两条多聚核苷酸组成，两条链_________，形成双螺旋结构；②每条链中的__________和_______交替链接，排在______侧，碱基排列在______侧；③两条链上的碱基通过______作用，______________与______________配对，___________与_____________配对，结合成碱基对，遵循________________原则。平行盘绕脱氧核糖磷酸外内氢键腺嘌呤（A）胸腺嘧啶（T）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）碱基互补配对DNA双螺旋结构特点二、核酸的结构腺嘌呤（A）核糖腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸-H2O-H2O-H2ORNA核糖核酸（RNA）分子的形成过程一、核酸的组成单链分子磷酯键二、核酸的结构核酸分子通过什么化学键形成呢？戊糖碱基缩合水解核苷磷酸缩合水解核苷酸核酸缩合水解-OH-NH2戊糖中的-OH-OHH3PO4中的-OH戊糖中的-OH氨基酸多肽蛋白质核苷酸DNADNA分子的多聚核苷酸链中，核苷酸之间通过磷脂键连接。请类比蛋白质的结构，指出DNA分子、核苷酸和磷脂键分别对应于蛋白质的哪些部分。思考与讨论形成磷酯键缩聚反应缩聚反应形成肽键双螺旋结构盘曲折叠多聚核苷酸链（1）基因：有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息①DNA分子上有许多基因,决定了生物体的一系列性状（2）作用：②在细胞繁殖分裂过程中，会发生DNA分子的复制,传递遗传信息2、RNA分子RNA参与传递、翻译和表达DNA分子所携带的遗传信息。1、DNA分子核酸是生物体遗传信息的携带者三、核酸的生物功能在细胞繁殖分裂过程中，会发生__________的复制亲代DNA分子的两条链解开后DNA分子母链模板酶游离的核苷酸合成一段母链互补的子链形成两个与亲代DNA完全相同的子代DNA核酸携带的遗传信息通过DNA复制被精确地传递给下一代控制蛋白质的合成影响生物体特定性状的发生和发育三、核酸的生物功能DNA分子复制示意图(1)1981年，人工合成了具有生物活性的核酸分子——酵母丙氨酸转移核糖核酸。(2)1999年，我国参与了人类基因组计划,成为参与该项计划的唯一发展中国家。(3)2002年，我国科学家完成了水稻基因组图谱的绘制。中国在核酸的研究中的贡献碱基互补配对原则核苷酸磷酸形成磷酯键核苷戊糖碱基聚合缩合RNA单链状结构核酸水解缩合水解缩合水解缩合DNA双螺旋结构多聚核苷酸链氢键作用练习1、判断题(1)组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸(

)(2)核酸是具有遗传信息的蛋白质(

)(3)DNA是生物体遗传信息的载体，蛋白质合成的模板(

)(4)RNA可以根据DNA提供的信息，控制蛋白质合成(

)(5)核酸分为DNA和RNA，是一类含磷的高分子化合物(

)×

√√√√练习2、下列有关核酸的叙述中，正确的是()A、除病毒外，一切生物都有核酸存在B、核酸是由C、H、O、P、N等元素组成的小分子有机物C、核酸是生物的遗传物质D、组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸C练习3、DNA与RNA完全水解后产物的特点是（

）A、部分碱基相同，戊糖相同B、部分碱基不同，戊糖不同C、碱基相同，戊糖不同D、碱基不同，戊糖相同B练习4、如图是核酸的基本组成单位核苷酸的结构示意图,下列说法正确的是(

)A、比较组成DNA与RNA的④，只有②存在不同B、若③是T，则④叫胸腺嘧啶脱氧核糖核酸C、若③是尿嘧啶，则②是脱氧核糖D、若②是脱氧核糖，则④构成的核酸是遗传物质的主要载体D练习5、有关核酸和蛋白质的结构与功能的叙述，错误的是（）A、蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关B、数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链C、核酸具有固定的结构，所以只有一种核酸分子D、氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构C练习6、自然界