高中化学：4-3 核酸 教案

第四章生物大分子

第三节核酸

学习目标：

1.了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能；知道核酸与核甘酸、戊糖、碱基、磷酸之间

的关系。

2.了解DM1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。

素养目标：

1.科学态度与社会责任：认识人工合成核酸的意义，体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用；

能说出核酸对生命遗传的意义，培养不断探索未知、崇尚真理的科学精神。

2.宏观辨识与微观探析：能辨识核糖核酸、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；初步学会借助宏观实物模型认识生物大分子微观结构的方法。

教学重、难点：脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能

教学过程：

核酸因其最早在中发现，并具有,故而得名。天然的核酸根据其组成中所含的不同，

分为脱氧核糖核酸（）和核糖核酸（）一系列生物学实验的结果表明，核酸是生物体的

携带者，绝大多数生物体的遗传物质是。,少数生物体的遗传物质是RN/o核酸在生物体的

和等生命现象中起着重要的作用。

学习任务一：核酸的宏观组成

1.核酸由许多核昔酸单体形成的聚合物,是一种生物大分子，相对分子质量可达上百万。

2.核酸水解生成核昔酸，核昔酸进一步水解得到磷酸和核昔，核昔继续水解得到戊糖和碱基（如图

4-15）

R14-15秋收的水解产物

3.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。

腺嗓吟(4

鸟嚓吟(0I缩合J核特缩牝核糖核酸

胞喀咤(0fWI核甘酸W(W)

尿喘喔(U)

腺嚓吟(4)脱氧核

鸟嚓吟(G)糖核昔.细生脱班核组会脱氧核糖

胞畸啜(。］茶薜慵核昔酸阳W核酸(DM4)

磷酸U

胸腺喀咤

4.宏观视角看：核酸由等元素组成。

思考与讨论

腺嘿吟核甘和腺嘿吟核甘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。

无机酸的酯化反应:

△

HO—S-OH+H-OC2HSHO-S-O—C2Hs+〃?O

△

HSOf-OH+H—OCMSHSO.-OY2Hs+/o

[HjOHCH2O^O2

浓fi（酸CHO\O

HOH+3H0-NO1A*2+3也。

CH“,ONO£.

资料卡片腺普三磷酸

核糖可与腺噂吟形成腺噤吟核昔其中核糖的羟基继续与磷酸反应，可形成磷酸酯（/MP，腺噤吟核

甘酸，又称腺甘酸）、二磷酸酯（ADP,腺甘二磷酸）及三磷酸酯（/7P,腺甘三磷酸）。47P逐步水解可

以生成/OP和4WP。/7P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。ZTP分子中的磷酸与核糖之间通过磷酯健连接，磷酸

与磷酸之间则形成磷酸酊键。磷酸肝键在/7P水解时会发生断裂，整个水解过程可释放出较多能量供生物

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NOP与

磷酸重新反应合成/7P（如图4-16）。

学习任务二：核酸的结构

DDNA的结构

1.DNA的结构确定：1953年，科学家在深入研究DNA晶体数据的基础上，提出了。AM

分子的结构模型。

1.DNA分子双螺旋结构特点：

①DNA分子由两条组成，两条链平行盘绕，形

成结构；

②每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在，碱基排

列在

③两条链上的碱基通过作用，腺票吟(/)与配对，鸟喋吟(G)与配对，结

合成碱基对，遵循碱基互补配对原则。

(口RNA的结构

RAM也是以核昔酸为基本构成单位，其中的戊糖和碱基与OM4中的不同，—替代了脱氧核糖，

替代了胸腺口密噬(T)。RNA分子一般呈结构，比。AM分子小得多。

思考与讨论

OM4分子的多聚核昔酸链中，核苔酸之间通过磷酯键连接。请类比蛋白质的结构，指出。N/分子、

核甘酸和磷酯键分别对应于蛋白质中的哪些部分。

DAM分子对应于蛋白质，核甘酸对应于氨基酸，磷酯键对应于肽键

学习任务三：核酸的生物功能

核酸是生物体遗传信息的载体。

1.有一定碱基的。M4片段含有特定的遗传信息，被称为。

0M4分子上有许多基因，决定了生物体的一系列。

2.RNA则主要负责、和DNA所携带的遗传信息。

3.核酸在细胞繁殖中的作用

细胞繁殖分裂过程中，会发生CAM分子的。亲代。M4分子的两条链解

开后作为，在酶的作用下，利用游离的各自合成一段与母链互补

的。最后形成两个与亲代。M4完全的子代0M4分子，使核酸携带的

通过DNA复制被精确地传递给下一代，并通过控制的合成来影

响生物体的发生和发育。

我国在核酸的研究中也取得了令人瞩目的成绩。1981年，我国科学家采用有机合

成与酶促合成相结合的方法，人工合成了具有生物活性的核酸分子一一酵母丙氨酸转移核糖核酸。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。2002年，我国科学家完成了水稻基因

组图谱的绘制对核酸的结构和生物功能的研究，将使人们深入认识生命活动规律，更好地利用生物资源，

有助于提高疾病诊断和治疗水平，促进医学、农业等的发展

科学•技术•社会聚合酶链反应

聚合酶链反应（po仅znenxse/wc“。”，简写为尸CT?）是一种在生物体外扩增DNA片段的重要技术,

可使痕量的DNA扩增几百万倍。人体毛发、血液和古生物残骸中的痕量。M4,都能通过这项技术加以

扩增，以便在检测后获得相关的生物学信息。目前，自动化PCR仪已经出现，可以快速进行。色扩增

和分析，广泛应用于疾病诊断、司法鉴定和考古研究等领域。