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第四章 生物大分子
2019人教版选择性必修三
第三节 核酸
第三节 核酸
核心素养发展目标
1.能辨识核糖核酸、脱氧核糖核酸中的磷酯键，能基于氢键分析碱基的配对原理。能说明核糖核酸、脱氧核糖核酸对于生命遗传的意义。
2.了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能。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。
第三节 核酸
核酸的发现
1868年，瑞士内科医生米歇尔（Friedrich Miescher）从外科医院包扎伤口绷带上的脓细胞核中提取到一种富含磷元素的酸性化合物，将其称为核质（nuclein）；后来他又从鲑鱼精子细胞核中分离出类似的酸性物质；随后也有人在多种组织细胞中发现了这类物质的存在。
核酸
根据其组成中所含戊糖的不同
天然的核酸
绝大多数生物体的遗传物质
少数生物体的遗传物质
脱氧核糖核酸(DNA)
核糖核酸(RNA)
核酸是生物体遗传信息的携带者
主要分布在细胞核中
主要分布在细胞质中
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。
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产物可认识核酸的组成。
认识核酸的组成
戊糖
磷酸
核苷
酶
水解
碱基
具有碱性的杂环有机化合物
核酸的组成
核酸可以看作______、______和_____通过一定方式结合而成的___________
磷酸
戊糖
碱基
生物大分子
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)
P
磷酸
+
戊糖
碱基
+
核苷
P
核苷酸
DNA与RNA结构的区别与共性
组成 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA)
磷酸 都含有 戊糖（五碳糖）
碱基 相同 腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C) 不同
脱氧核糖
核糖
胸腺嘧啶(T)
尿嘧啶(U)
思考
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。
碱基
戊糖
碱基
戊糖
磷酸
-H2O
-H2O
-H2O
碱基互补配对
平行盘绕
DNA双螺旋
DNA单链
基于化学键视角认识DNA分子的形成过程
脱氧核糖
腺嘌呤
DNA分子
双螺旋结构
由两条多聚核苷酸组成，两条链_________。
形成双螺旋结构
每条链中的__________和_____交替链接，排在__侧，碱基排列在____侧
两条链上的碱基通过____作用，
______________与______________配对，
___________与_____________配对，结合成碱基对，
遵循________________原则
平行盘绕
脱氧核糖
磷酸
外
内
氢键
腺嘌呤（A）
胸腺嘧啶（T）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
碱基互补配对
DNA的结构特点
RNA
-H2O
-H2O
-H2O
基于化学键视角类比推理RNA分子的形成过程
核糖
腺嘌呤
RNA分子
单链状结构
由一条多聚核苷酸组成，形成单链状结构
每条链中的________和_____交替链接，排在__侧碱基排列在____侧
核糖
磷酸
外
内
两条链上的碱基通过______作用，
______________与______________配对，
___________与_____________配对，结合成碱基对，
遵循________________原则
氢键
腺嘌呤（A）
尿嘧啶（U）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
碱基互补配对
RNA的结构特点
DNA分子的多聚核苷酸链中，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
分别对应于蛋白质的哪些部分。
因此，DNA分子对应蛋白质分子；核苷酸是形成核酸的基本结构单元，对应形成蛋白质的基本结构单元氨基酸；磷酯键则与肽键相对应。
思考
不同氨基酸分子中的氨基与羧基通过脱水缩合生成肽键，相互连接形成多肽，多肽通过盘曲 折叠形成具有一定空间结构的蛋白质
小结：核酸的结构
核苷酸
核酸
水解
缩合聚合
RNA单链状结构
DNA双螺旋结构
碱基互补配对原则
多聚核苷酸链
氢键作用
形成
磷酯键
缩合聚合
主要负责__________________DNA所携带的遗传信息。
核酸的生物功能
核酸是生物体_____________的载体。
基因：有一定________排列顺序的DNA片段含有特定的________信息。
DNA分子上有许多______,决定了生物体的一系列______。
RNA的生物功能
DNA的生物功能:
碱基
遗传
性状
基团
传递、翻译和表达
遗传信息
核酸的生物功能
在细胞繁殖分裂过程中，会发生__________的复制
亲代DNA分子的两条链解开后
DNA分子
母链模板
酶
游离的核苷酸
合成一段母链互补的子链
形成两个与亲代DNA完全相同的子代DNA
核酸携带的遗传信息通过DNA复制被精确地传递给下一代
控制蛋白质的合成
影响生物体特定性状的发生和发育
(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，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。
(3)2002年，我国科学家完成了水稻基因组图谱的绘制。
感受中国在核酸研究中的贡献
核酸检测的重要环节
达标检测
1.判断题
(1)组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸( )
(2)核酸是具有遗传信息的蛋白质( )
(3)DNA是生物体遗传信息的载体，蛋白质合成的模板( )
(4)RNA可以根据DNA提供的信息，控制蛋白质合成( )
(5)核酸分为DNA和RNA，是一类含磷的高分子化合物( )
×
√
√
√
√
达标检测
2.下列有关核酸的叙述中，正确的是( )
A.除病毒外，一切生物都有核酸存在
B.核酸是由C、H、O、P、N等元素组成的小分子有机物
C.核酸是生物的遗传物质
D.组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸
一般地说，病毒由核酸和蛋白质组成，A的叙述不正确；
核酸是由C、H、O、N、P等元素组成的有机高分子化合物，B的叙述不正确；
核酸按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DNA的基本单位是脱氧核苷酸，D的叙述不正确。
C
3.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
B
达标检测
4.如图是核酸的基本组成单位核苷酸的结构示意图,下列说法正确的是(　　)
A.比较组成DNA与RNA的④,只有②存在不同
B.若③是T,则④叫胸腺嘧啶脱氧核糖核酸
C.若③是尿嘧啶,则②是脱氧核糖
D.若②是脱氧核糖,则④构成的核酸是遗传物质的主要载体
D
达标检测
比较DNA与RNA的核苷酸,②戊糖和③含氮碱基均存在不同,A错误;若③是T,则④是DNA的组成单位,叫胸腺嘧啶脱氧核苷酸,B错误;若③是尿嘧啶,则②是核糖,C错误;若②是脱氧核糖,则④是DNA的组成单位,DNA是遗传物质的主要载体,D正确。

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