4.3 核酸(教学课件) 高中化学人教版(2019)选修三(共20张PPT)

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4.3 核酸(教学课件) 高中化学人教版(2019)选修三(共20张PPT)

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(共20张PPT)
高二化学
第五章生物大分子
第三节核酸
新人教化学选择性必修3《有机化学基础》
【问题导入】
为什么核酸检测可以判断是否携带新冠病毒 核酸具有什么样的秘密
新型冠状病毒肺炎核酸检测,可以检测是否有存活 的新冠病毒,即检测病毒的特定核酸序列,表 明病
毒在复制。
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)。一系列生物学实验的结果表明,核酸是生物 体遗传信息的携带者,绝大多数生物体的遗传物质是DNA, 少数生 物体的遗传物质是RNA。核酸在生物体的生长、繁殖、遗传和 变异等生命现象中起着重要的作用。
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【学习任务一】认识核酸的组成
核酸是一种生物大分子,相对分子质量可达上百万。通过分析核酸的水解
核酸可以看作磷酸、戊糖_和_碱其通过一定方式结合而成的生物大分子。
1.戊糖
戊糖是核糖或脱氧核糖,均以环状结构存在于核酸中,对应的核酸分别是 核糖核酸(RNA) 和脱氧核糖核酸(DNA)
脱氧核糖
核酸(DNA)
核糖核酸 (RNA)
根据DNA提供的
信息控制体内蛋 白质的合成
生物体遗传
信息的载体
细胞质
作用
主要存在
主要存在
细胞核
按 组 成
核 酸
作用
2.碱基
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。
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。 碱基的名称(符号)和结构简式
NH
腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 尿嘧啶(U) 胸腺嘧啶(T) 胞嘧啶(C)
N
N
H
NH
N
0
缩合
之核苷\缩合
水解 核苷酸 磷酸,水解
缩合聚合
水解
戊糖) 碱基
3.核酸的合成和水解
核酸
【思考与讨论】
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。
N
N
N
CH
H
0
HO
OH
磷酸
HO-CH 0
H
H
OH
H H
OH OH
腺嘌呤核苷酸
N
N
H
H OH
NH
N
N
碱 基
碱 基
戊 糖
戊糖
腺嘌呤核苷
NH
资料卡片:腺苷三磷酸(ATP)
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)。
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。 ATP的水解过程的能量变化
ATP ADP
图4-16 生物体内的ATP-ADP循环示意图
吸收能量
【学习任务二】认识核酸的结构
直到1953年,科学家在
深入研究DNA 晶体X 射
线衍射数据的基础上,
提出了DNA 分子的双螺
旋结构模型。
图4-18 DNA分子的扫描隧道显 微镜照片(不同的颜色代 表相对高度,暖色较高, 冷色较低)
图4-17 脱氧核糖核酸(DNA) 的结构示意图
RNA: 单链状结构(一般)
碱基互补配对原则
碱基互补配对原则是碱基间的一种一一对应的关系,在DNA或某 些双链RNA分子结构中,由于碱基之间的氢键具有固定的数目和DNA 两条链之间的距离保持不变,使得碱基配对必须遵循一定的规律,这 就是腺嘌呤(A)一定与胸腺嘧啶(T) 配对[在RNA 中腺嘌呤(A)与尿嘧啶 (U)配对],鸟嘌呤(G)一定与胞嘧啶(C)配对。
外侧:脱氧核糖与磷酸交 螺多聚核 替连接
苷酸链 内侧:碱基,两条链上的
碱基通过氢键作用
DNA: 双
核酸结构旋结构
核酸的结构特点
【思考与讨论】DNA 分子的多聚核苷酸中,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蛋白质的 哪些部分
蛋白质、氨基酸、肽键
【学习任务三】认识核酸的生物功能
核酸是生物体遗传信息的载体。
1.DNA 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。
(2)基因作用;DNA 分子上有许多基因,决定了 生物体的一系列_性状。
2.RNA 的生物功能:主要负责传递、翻译和 表达DNA 所携带的遗传信息。
我国在核酸的研究中的成果:
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———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。
聚合酶链反应(polymerase chain reaction,
PCR) 是一种在生物体外扩增DNA片段的重 要技术,可使痕量的DNA扩增儿百万倍。人 体毛发、血液和古生物残骸中的痕量DNA, 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,可以快速进行核酸检测,广泛 应用于传染病、遗传病和恶性肿瘤的诊断, 以及司法鉴定和考古研究等领域。
科学 ·技术 ·社会
聚合酶链反应
核酸检测的重要环节
【学习评价】教材P 122
2.结合图4-17和图4-19,分析DNA分子的结构,回答下列问题。
(1)DNA分子是由几条多聚核苷酸链组成的 具有怎样的空间结构
(2)DNA 的基本结构单元核苷酸由哪几类物质组成 分别对应于图4-19中 DNA分子的哪一部分
(3)DNA 分子中含有哪几种碱基 它们是如何相互作用进行配对的
参考答案
(1)由两条多聚核苷酸链组成,具有双螺旋结构。
(2)脱氧核糖、磷酸、碱基;在图4-19中,脱氧核糖和磷酸交替连接,排列 在外侧,碱基互补配对,排列在内侧。
(3)腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶;碱基之间通过氢键相互作用,进 行互补配对。
3.右图是某地的一处雕塑,艺术地展现了DNA分子的双螺
旋结构。请分析该图中的蓝色球体、五边形、红色与绿色 的六边形、橙色与浅蓝色的多边形分别可能代表DNA分子 中的哪一部分,DNA分子中的氢键和磷酯键对应于雕塑中 的哪一部分。
蓝色球体代表磷酸,五边形代表脱氧核糖,红色和绿色 六边形代表嘧啶,橙色和浅蓝色多边形代表嘌呤。氢键 对应内侧碱基之间的连线,磷酯键对应外侧的球体和五 边形之间的连线。
4.某种海洋生物的DNA 分子中,腺嘌呤的数量约占碱基总数的
32%,则胸腺嘧啶、鸟嘌呤、胞嘧啶的数量占碱基总数的百分比分别 为 、
[解析] DNA 分子中,腺嘌呤与胸腺嘧啶配对,鸟嘌呤与胞嘧啶 配对。
[答案] 32%18%18%
5.核酸是细胞内携带遗传信息的物质,以下关于DNA 与 RNA
特点的比较,叙述正确的是( ) B
A. 在细胞内存在的主要部位相同
B. 所含的五碳糖不同
C. 核苷酸之间的连接方式不同
D. 所含的碱基相同
6. (2021 ·唐山高二检测)冠状病毒(如图)由蛋白质和核酸组成,核酸由核苷酸组成。
核苷酸的单体由五碳糖、磷酸基和含氮碱基构成。下列说法错误的是 ( D )
Spike protein(S)
刺突蛋白
RNA
A.蛋白质和核酸均是高分子化合物
B.NaClO 溶液用作消毒剂,是因为NaCl0 能使病毒蛋白变性
C. 蛋白质中含C 、H 、O 、N 等元素
D.五碳糖(C H O )与葡萄糖互为同系物
(1)a 的名称为_核糖核酸 ;DNA水解得到_4 种碱基。
(2)小麦种子中的储能物质c是 淀 粉 _,促进人体胃肠蠕动的物质c是 ●
(3)两个氨基酸发生脱水缩合反应时,产物是 水 _和二肽 _ _,肽键的结构简式
0
是 -C—NH—
7.如图是关于生物大分子的概念图。据图回答下列问题。
有 机
分为 糖类
单糖、二
糖和c
核酸种类
组成
单位
纤维素
DNA
a
氨基酸
化 合 物
b

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