人教版高中化学选择性必修三4.3核酸学案

4.3核酸学案【学习目标】1．了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点。2．了解核酸的生物功能，能说明核酸对于生命遗传的意义过程方法：培养“宏观辨识与微观探析、科学探究与证据推理”的核心素养 情感、态度、价值观：培养“科学态度与社会责任”的价值观与意识【学习重难点】1．了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点。2．了解核酸的生物功能，能说明核酸对于生命遗传的意义【预习新知】核酸的组成1．分类：核酸分为脱氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA，绝大多数生物体的遗传物质是DNA。2．组成(1)核酸是一种生物大分子，是由许多核苷酸单体形成的聚合物。(2)核苷酸水解得到磷酸和核苷，核苷水解得到戊糖和碱基，其中戊糖有脱氧核糖和核糖，在核酸中以环状结构的形式存在。(3)碱基的名称(符号)和结构简式①腺嘌呤(A)：。②鸟嘌呤(G)：。③胞嘧啶(C)：。④胸腺嘧啶(T)：。⑤尿嘧啶(U)：。3．定义：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。4．两种核酸中的碱基(具有碱性的杂环有机化合物)(1)RNA中的碱基主要有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)四种。(2)DNA中的碱基主要有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)四种。5．核酸的合成与水解6．腺苷三磷酸(ATP)(1)形成：腺嘌呤核苷中的核糖羟基与磷酸反应，可形成腺苷酸(AMP)、腺苷二磷酸(ADP)及腺苷三磷酸(ATP)。(2)ATP中的特殊键磷酸与核糖之间通过磷酯键连接，磷酸与磷酸之间形磷酸酐键。(3)ATP的水解过程的能量变化核酸的结构1．DNA的双螺旋结构特点(1)DNA分子由两条多聚核苷酸链组成，两条链平行盘绕，形成双螺旋结构。(2)每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，碱基排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过氢键作用，腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对，鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对，结合成碱基对，遵循碱基互补配对原则。2．RNA的结构RNA也是以核苷酸为基本构成单位，其中的戊糖和碱基与DNA中的不同，核糖替代了脱氧核糖，尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T)。RNA分子一般呈单链状结构，比DNA分子小得多。核酸的生物功能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，称为基因。2．生物功能(1)DNA分子的复制亲代DNA分子的两条链解开后作为母链模板，在酶的作用下，利用游离的核苷酸各自合成一段与母链互补的子链。最后形成两个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子，使核酸携带的遗传信息通过DNA复制被精确地传递给下一代，并通过控制蛋白质的合成来影响生物体特定性状的发生和发育。(2)RNA的生物功能RNA主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。3．中国在核酸的研究中的贡献(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，参与了人类基因组计划。(3)2002年，完成了水稻基因组图谱的绘制。【思考探究】DNA的结构与碱基配对1．DNA分子是什么结构？分子中的脱氧核糖、碱基的位置在哪部分？[提示]双螺旋结构。脱氧核糖在双螺旋结构的外侧，碱基在内侧。2．DNA分子中的碱基通过什么作用形成双链？碱基如何配对？[提示]通过氢键作用形成双链。A与T，G与C。3．DNA分子中的碱基的定量关系？[提示]腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)数目相等；鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)数目相等。1．DNA的结构DNA分子为双螺旋结构，脱氧核糖、磷酸排列在外侧，碱基通过氢键形成碱基对排列在内侧。2．碱基互补配对原则(1)在DNA分子中，A与T配对，G与C配对；在某些双链RNA分子中，A与U配对，G与C配对。(2)定量关系①DNA分子中：A＝T，G＝C即A＋G＝T＋C。也就是DNA分子中嘌呤总数＝嘧啶总数。②DNA分子中：两个互补配对的碱基之和的比值与该DNA分子中每一单键中之一比值相等。eq\f(A1＋A2＋T1＋T2,G1＋G2＋C1＋C2)＝eq\f(A1＋T1,G1＋C1)＝eq\f(A2＋T2,G2＋C2)③不同生物的DNA分子中，eq\f(A＋T,G＋C)不同。【巩固训练】1.下列关于如图所示过程的叙述错误的是()A.甲是磷酸，在不同的核苷酸中种类相同B.乙是戊糖，在DNA中是脱氧核糖，在RNA中是核糖C.丙是碱基，在人体细胞遗传物质中有5种D.丁是核苷酸，在一个细胞中有8种2.下列有关核酸的叙述正确的是()A.除病毒外，一切生物都有核酸存在 B.核酸分子均呈双螺旋结构C.核酸是生物的遗传物质 D.组成核酸的基本单元是脱氧核苷酸3.下列有关核糖（结构简式如图所示）的说法正确的是()A.与葡萄糖互为同系物 B.碳原子均是杂化C.能发生氧化反应 D.属于生物大分子4.大多数生命的遗传物质是DNA，DNA分子的螺旋状双链结构使遗传信息得以精准复制。下列说法正确的是()A.构成DNA的碱基与RNA的碱基完全相同B.DNA分子中不存在氢键C.DNA参与遗传信息的传递和表达D.DNA分子中的遗传信息实际上就是碱基对的排列顺序5.下列关于核酸的结构和性质说法正确的是()A.核酸是一种无机酸B.核酸的性质与蛋白质相似，不会变性C.组成核酸的元素有C、H、O、N、P等D.核酸是生物小分子化合物6.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7.如图表示生物体内核酸的基本组成单元模式图，下列说法不正确的是()A.DNA和RNA在核苷酸上的不同点在②③方面B.若③是尿嘧啶，则此图是组成RNA的原料C.若②为脱氧核糖，则与②相连的③有4种D.DNA分子结构的多样性取决于③的种类多样性8.核酸检测为确认病毒感染提供了关键的支持性证据。如图所示是脱氧核糖核酸的结构片段。下列说法错误的是()A.脱氧核糖核酸属于高分子化合物B.环式2脱氧核糖（）与葡萄糖互为同系物C.脱氧核糖核酸的结构片段中存在极性共价键和非极性共价键D.脱氧核糖核酸在一定条件下可以发生水解反应9.病毒是一种具有包膜的RNA病毒，包膜的主要成分是蛋白质和脂质。核酸检测就是检测病毒的RNA。下列说法不正确的是()A.核酸中含有磷酯键B.核酸和蛋白质都是生物大分子C.蛋白质能发生水解反应，而核酸不能发生水解反应D.一定浓度的含氯消毒液可使病毒中的蛋白质变性10.核酸检测为确认病毒感染提供了关键的支持性证据。某核糖核酸（RNA）的结构片段示意图如图所示，它在酶的催化作用下能完全水解生成戊糖、碱基和某酸。下列说法不正确的是()A.核酸也可通过人工合成的方法得到B.酶是有机化合物，催化活性与温度有关C.该核酸水解生成的碱基中含有氮元素D.该核酸完全水解生成的酸是

参考答案1.答案：C解析：根据图分析可知，甲是磷酸，乙是戊糖，丙是碱基，丁是核苷酸。磷酸在不同的核苷酸中种类相同，A正确；戊糖有脱氧核糖和核糖两种，在DNA中是脱氧核糖，在RNA中是核糖，B正确；丙是碱基，人体细胞遗传物质为DNA，其碱基有4种，分别为A、T、C、G，C错误；在一个细胞中既有DNA又有RNA，所以核苷酸有8种，即4种脱氧核糖核苷酸和4种核糖核苷酸，D正确。2.答案：C解析：大多数病毒由核酸和蛋白质组成，A错误；DNA分子呈双螺旋结构，RNA分子一般呈单链状结构，B错误；天然的核酸按其组成中所含戊糖的不同分为核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）两大类，其中组成DNA的基本单元是脱氧核糖核苷酸，组成RNA的基本单元是核糖核苷酸，D错误。3.答案：C解析：葡萄糖的结构简式为，葡萄糖和核糖的结构相似，但比核糖多1个CHOH，所以二者不互为同系物，A错误；分子中饱和碳原子为杂化，醛基中的碳原子为杂化，B错误；分子中的醛基、和—CH（OH）—都能发生氧化反应，C正确；生物大分子是指生物体细胞内存在的蛋白质、核酸、多糖等大分子，核糖的相对分子质量较小，属于有机小分子化合物，D错误。4.答案：D解析：构成DNA的碱基有A、T、C、G，构成RNA的碱基有A、U、C、G，碱基的种类不完全相同，A错误；DNA分子中存在氢键，B错误；DNA是遗传信息的储存物质，RNA参与遗传信息的传递和表达，C错误。5.答案：C解析：核酸是脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）的总称，核酸是由多个核苷酸相互聚合而成的有机酸，A错误；核酸的性质与蛋白质类似，在重金属盐、加热等化学或物理因素的影响下会发生变性，B错误；核酸是由核苷酸相互聚合形成的大分子化合物，D错误。6.答案：B解析：DNA完全水解的产物是脱氧核糖（戊糖）、磷酸和碱基（A、C、G、T），RNA完全水解的产物是核糖（戊糖）、磷酸和碱基（A、C、G、U），二者完全水解后的产物中部分碱基不同，戊糖不同。故选B。7.答案：D解析：DNA和RNA在核苷酸上的不同点除了在②戊糖（脱氧核糖和核糖）方面不同外，在③含氨碱基（A、T、G、C或A、U、G、C）方面也不完全相同，A正确；尿嘧啶是RNA特有的碱基，若③是尿嘧啶，则此图是组成RNA的原料，B正确；若②为脱氧核糖，则题图中的核苷酸为构成DNA的脱氧核苷酸，人体内与②（脱氧核糖）相连的③（含氮碱基）有4种（A、T、G、C），C正确；DNA分子结构的多样性取决于4种③（含氮碱基）排列顺序的多样性，D错误。8.答案：B解析：脱氧核糖核酸属于高分子化合物，A正确；环式2-脱氧核糖（）含有的羟基个数与葡萄糖不同，二者不互为同系物，B错误；脱氧核糖核酸的结构片段中存在极性共价键（如C—H键）和非极性共价键（如C—C键），C正确；脱氧核糖核酸属于高分子聚合物，在一定条件下发生水解反应生成脱氧核糖、磷酸和碱基，D正确。9.答案：C解析：由核苷酸形成核酸的过程属于酯化反应，会形成磷酯键，所以核酸中含有磷酯键，A正确；核酸是由核苷酸聚合形成的大分子，蛋白质是由氨基酸通过缩聚反应形成的大分子，所以核酸和蛋白质都是生物大分子，B正确；蛋白质在酶的催化作用下能水解成多肽，最终水解成为氨