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第三节　核酸
发 展 目 标 体 系 构 建
1.了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点，能辨识核酸中的磷酯键，能基于氢键分析碱基的配对原则。培养“宏观辨识与微观探析”的核心素养。2.了解核酸的生物功能，能说明核酸对于生命遗传的意义，培养“科学探究和社会责任”的核心素养。
一、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
二、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。
三、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。
1．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
(1)所有生物体的遗传物质均为DNA。 (　　)
(2)脱氧核糖核酸是RNA。 (　　)
(3)核苷酸水解生成磷酸和核苷。 (　　)
(4)DNA中的碱基与RNA中的碱基种类相同。 (　　)
(5)DNA、RNA均为双螺旋结构。 (　　)
[答案] (1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×
2．在DNA中，不含的碱基是(　　)
A．腺嘌呤　　　　　　 B．鸟嘌呤
C．胞嘧啶 D．尿嘧啶
[答案]　D
3．核酸是由许多________单体形成的生物大分子，其单体水解可得到核苷和________。核苷进一步水解得到________和________。天然的核酸根据其组成中戊糖的不同，分为________和________。
[答案]　核苷酸　磷酸　戊糖　碱基　DNA　RNA
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。
＝＝
③不同生物的DNA分子中，不同。
1．下列说法不正确的是(　　)
A．DNA分子中的两链中的碱基不同
B．DNA分子中两链中的碱基通过氢键连接
C．DNA分子中的A与T数目相同
D．DNA分子与RNA分子中均含胸腺嘧啶
D　[RNA分子中不含胸腺嘧啶，含有尿嘧啶，D项错误。]
2．某生物的DNA分子中，腺嘌呤约占碱基总数的30%，则胸腺嘧啶和鸟嘌呤占碱基总数的百分比分别为________、________。
[解析]　DNA分子中，A＝T，G＝C，故T占30%，G占＝20%。
[答案]　30%　20%
1．下列关于核酸的说法不正确的是(　　)
A．核酸是一种生物大分子
B．核酸根据组成中戊糖的不同，分为DNA和RNA
C．绝大多数生物体中遗传物质是RNA
D．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
C　[绝大多数生物体中遗传物质是DNA不是RNA，C项错误。]
2．下列物质不能水解的是(　　)
A．淀粉　　　　　　 B．核苷酸
C．核苷 D．碱基
[答案]　D
3．(双选)在DNA分子的结构中，不存在的碱基对有(　　)
A．A—T B．A—U
C．G—C D．A—G
BD　[在DNA分子中只存在A—T、G—C碱基对。]
4．(素养题)关于核酸功能的说法中不正确的是(　　)
A．核酸是生物体遗传信息的载体
B．DNA分子上存在基因，决定生物体的性状
C．RNA的主要功能其中包括传递遗传信息
D．在细胞繁殖分裂过程中，发生RNA分子的复制
D　[细胞繁殖分裂过程中，发生DNA分子的复制，D项错误。]
5．分析DNA分子结构，请回答下列问题。
(1)DNA分子是由________条多聚核苷酸链组成。
(2)DNA的基本结构单元核苷酸的组成物质有________________________。
(3)DNA分子中，有________种碱基对。
[答案] (1)两　(2)磷酸、脱氧核糖、碱基　(3)两
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