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第三节　核酸
【核心素养要求】
1.宏观辨识与微观探析:能辨识核糖核酸、脱氧核糖核酸的生物功能和结构中的磷酯键,能基于氢键分析碱基的配对原理。
2.科学态度与社会责任:认识核酸的意义,体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用,能说明核糖核酸、脱氧核糖核酸对于生命遗传的意义。
◆ 学习任务一　核酸的组成
【课前自主预习】
1.核酸概述
核酸的分类: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)。
核酸是生物体遗传信息的携带者,绝大多数生物体的遗传物质是　　　　,少数生物体的遗传物质是　　　　。
2.核酸的组成
核酸可看作　　　　、　　　　和　　　　通过一定方式结合而成的　　　　。
(1)戊糖:RNA分子中戊糖是核糖,其结构简式为;DNA分子中戊糖是　　　　,其结构简式为。它们均以　　　　存在于核酸中,对应的核酸分别是　　　　　(RNA)和　　　　　　　　(DNA)。
(2)碱基是具有碱性的杂环有机化合物,RNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和　　　　(分别用字母A、G、C、U表示),DNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和
　　　　　　(用字母T表示)。
(3)碱基和戊糖缩合形成　　　　,核苷与磷酸缩合形成了组成核酸的基本单元
——　　　,核苷酸缩合聚合可以得到核酸。
3.核酸的化学性质——水解反应
[问题思考]
RNA和DNA碱基相同的有哪些,碱基不同的有哪些
【核心知识讲解】
核酸的组成与分类
【知识迁移应用】
例1 下列说法错误的是 (　)
A.核糖和脱氧核糖的差异在于有无氧元素
B.核酸是由核苷酸缩聚而成的生物大分子
C.生命细胞中碱基、核苷酸、五碳糖种类分别是5种、8种和2种
D.生物体内的戊糖主要以环状结构的形式存在
◆ 学习任务二　核酸的结构
【课前自主预习】
1.DNA分子结构
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　　　　结构模型。
该结构具有以下特点:
(1)DNA分子由两条多聚核苷酸链组成,两条链平行盘绕,形成　　　　　结构。
(2)每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在　　　侧,碱基排列在　　　侧。
(3)两条链上的碱基通过　　　　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　　　　,遵循碱基互补配对原则。
2.RNA分子结构
(1)RNA也是以核苷酸为基本构成单位,其中戊糖和碱基与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)。
(2)RNA分子一般呈　　　　结构,比DNA分子小得多。
[问题思考]
DNA和RNA的碱基互补配对规则是什么
【核心知识讲解】
DNA与RNA的结构比较
【知识迁移应用】
例2 下列有关DNA和RNA的比较中,正确的是(　)
A.绝大多数生物体的遗传物质是RNA,少数生物体的遗传物质是DNA
B.从化学组成上,DNA与RNA的碱基完全不同
C.从结构上,DNA多为双螺旋结构,RNA通常为单链结构
D.DNA的基本组成单位是4种核糖核苷酸,RNA的基本组成单位是4种脱氧核糖核苷酸
[归纳小结] DNA和RNA的结构联系
◆ 学习任务三　核酸的生物功能
【课前自主预习】
1.基因:有一定碱基排列顺序的　　　　含有特定的遗传信息,被称为基因。核酸是生物体遗传信息的载体。
2.生物功能
(1)DNA:核酸携带的遗传信息通过　　　　被精确地传递给下一代,通过控制蛋白质的合成来影响生物体的性状。
(2)RNA:参与遗传信息的传递过程。
3.我国科学工作者在核酸研究中的贡献
时间 贡献
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
1999年 　参与了人类基因组计划
2002年 　完成了水稻基因组图谱的绘制
[问题思考]
①在细胞繁殖分裂过程中,DNA分子是如何复制的
②核酸是高分子化合物吗 它在哪些生命现象中起着决定作用
【核心知识讲解】
核酸与蛋白质的比较
项目 核酸 蛋白质
DNA RNA
组成元素 C、H、O、N、P C、H、O、N等
分子结构 一般呈 双螺旋结构 一般呈 单链结构 　氨基酸→多肽→蛋白质
组成单位 核苷酸 氨基酸
结构的 多样性原因 　核苷酸的种类、数量及排列顺序 　氨基酸的种类、数量、排列顺序以及肽链的盘曲折叠方式
功能 　主要的遗传物质 　参与遗传信息的传递过程 　生命活动的主要物质基础
【知识迁移应用】
例3 DNA是生物体的重要组成物质,在它的碱基对中储存着遗传信息,与生物的生长、发育等正常生命活动以及癌变、突变等异常生命活动密切相关。下列有关DNA的说法中正确的是 (　)
A.核酸就是DNA
B.DNA水解得到的碱基含尿嘧啶(U)
C.DNA水解的最终产物之一戊糖是二糖
D.基因的化学本质是DNA分子中能代表某一遗传性状的核苷酸序列
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)DNA能根据RNA提供的信息控制体内蛋白质的合成 (　)
(2)DNA分子每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在内侧,碱基排列在外侧 (　)
(3)天然的核酸根据其组成中所含戊糖的不同,分为脱氧核糖核酸和核糖核酸 (　)
(4)核酸可以发生水解反应,最终得到戊糖、碱基和磷酸 (　)
(5)DNA分子是单链状结构,RNA分子是双螺旋结构 (　)
2.如图甲是脱氧核糖核酸(DNA)的结构片段,它的碱基中胞嘧啶的结构如图乙,下列说法正确的是(　)
　
甲 乙
A.脱氧核糖核酸中含有的化学键都是不同原子间形成的极性共价键
B.2-脱氧核糖(C5H10O4)与葡萄糖属于同系物
C.胞嘧啶分子式为C4H6N3O,含有氨基,可以与酸反应
D.脱氧核糖核酸由磷酸、2-脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成
3.下列说法不正确的是 (　)
A.核酸和蛋白质都是生物大分子
B.核酸和蛋白质都不能发生水解反应
C.核酸中核苷酸之间通过磷酯键连接
D.一定浓度的含氯消毒液可使病毒中的蛋白质变性
4.DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要的用途。刑侦人员将从案发现场得到的血液、头发样品中提取的DNA,与犯罪嫌疑人的DNA进行比较,就可能为案件的侦破提供证据。
(1)DNA侦破的准确率非常高,原因是绝大多数的生物体,其遗传信息就储存在　　　　中,而且每个个体的DNA的　　　　　　　　序列各有特点。
(2)DNA是由脱氧核糖核苷酸连接成的长链,是细胞内携带　　　　　　的物质。
(3)核酸包括　　　　和　　　　,其基本构成单位分别是　　　　　　和　　　　　　。
第三节　核酸
【新课探究】
学习任务一
课前自主预习
1.DNA　RNA
2.磷酸　戊糖　碱基　生物大分子
(1)脱氧核糖　环状结构　核糖核酸　脱氧核糖核酸
(2)尿嘧啶　胸腺嘧啶
(3)核苷　核苷酸
[问题思考] 提示:相同的碱基有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶;不同的是RNA中的碱基有尿嘧啶,DNA中的碱基有胸腺嘧啶。
知识迁移应用
例1　A　[解析] 核糖和脱氧核糖的组成元素均为C、H、O,二者都含有氧元素,区别在于前者比后者多一个O,A项错误;B项正确;生命细胞中既含DNA也含RNA,碱基有5种(A、C、G、T、U),核苷酸8种(4种核糖核苷酸和4种脱氧核糖核苷酸),五碳糖2种(脱氧核糖和核糖),C项正确;生物体内的戊糖主要以环状结构的形式存在于核酸中,D项正确。
学习任务二
课前自主预习
1.双螺旋　(1)双螺旋　(2)外　内　(3)氢键　碱基对
2.(2)单链状
[问题思考] 提示:DNA的碱基互补配对规则是腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对;RNA的碱基互补配对规则是腺嘌呤(A)与尿嘧啶(U)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对。
知识迁移应用
例2　C　[解析] 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,A错误;从化学组成上,DNA与RNA的碱基不完全相同,组成DNA的碱基是A、C、G、T,组成RNA的碱基是A、C、G、U,B错误;从结构上,在大多数生物体的细胞中DNA为双螺旋结构,RNA为单链结构,C正确;DNA的基本组成单位是4种脱氧核糖核苷酸,RNA的基本组成单位是4种核糖核苷酸,D错误。
学习任务三
课前自主预习
1.DNA片段
2.(1)DNA复制
[问题思考] ①提示: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。核酸携带的遗传信息通过DNA复制被精确地传递给下一代,通过蛋白质的合成来影响生物体的性状。
②提示:核酸是高分子化合物。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作用。
知识迁移应用
例3　D　[解析] 核酸包括DNA和RNA,A错误;DNA水解得到的碱基有四种,分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T),RNA水解才能得到尿嘧啶(U),B错误;戊糖属于单糖,C错误。
【课堂评价】
1.(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×
[解析] (1)RNA能根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成,错误。(2)脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,碱基排列在内侧。(5)RNA分子是单链状结构,DNA分子是双螺旋结构,错误。
2.D　[解析] 根据脱氧核糖核酸的结构片段可知,其中含有的化学键既有不同原子间形成的极性共价键,也有碳原子之间形成的非极性共价键,A错误;2-脱氧核糖(C5H10O4)和葡萄糖所含官能团个数不同,不互为同系物,B错误;胞嘧啶的分子式为C4H5N3O,含有氨基,具有碱性,可以和酸反应,C错误;图甲为脱氧核糖核酸结构片段,由其结构可知脱氧核糖核酸由磷酸、2-脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成,D正确。
3.B　[解析] 蛋白质、核酸都是由单体聚合形成的生物大分子,A正确;蛋白质最终水解为氨基酸、核酸可以水解为核苷酸,均能发生水解反应,B不正确;所有的核酸都是核苷酸的多聚体,通过磷酸二酯键相连,C正确;次氯酸钠等含氯消毒剂可用于杀死病毒是因为它们都能使蛋白质变性,D正确。
4.(1)DNA　脱氧核糖核苷酸　(2)遗传信息
(3)DNA　RNA　脱氧核糖核苷酸　核糖核苷酸

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