核酸 高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修3

第三節(jié)核酸第四章生物大分子課時(shí)4.3

核酸重點(diǎn)：了解核酸、核苷酸的組成、結(jié)構(gòu)難點(diǎn)：了解核酸、核苷酸的組成、結(jié)構(gòu)

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解核酸、核苷酸的組成、結(jié)構(gòu)。（宏觀辨識(shí)與與微觀探析）2.認(rèn)識(shí)人工合成核酸等的意義，體會(huì)化學(xué)學(xué)科在生命科學(xué)發(fā)展中所起的重要作用。（科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任）核酸與蛋白質(zhì)一樣，是一切生物機(jī)體不可缺少的組成部分。核酸是現(xiàn)代生物化學(xué)、分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的重要基礎(chǔ)之一。核酸——遺傳信息的攜帶者核酸檢測(cè)核酸的發(fā)現(xiàn)

1868年，瑞士?jī)?nèi)科醫(yī)生米歇爾（FriedrichMiescher）從外科醫(yī)院包扎傷口繃帶上的膿細(xì)胞核中提取到一種富含磷元素的酸性化合物，將其稱為核質(zhì)（nuclein）；后來(lái)他又從鮭魚(yú)精子細(xì)胞核中分離出類似的酸性物質(zhì)；隨后也有人在多種組織細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了這類物質(zhì)的存在。核酸的概念

核酸是一類含磷的高分子化合物，是由其結(jié)構(gòu)單體核苷酸通過(guò)3′,5′-磷酸二酯鍵聚合而成的長(zhǎng)鏈，繼而形成具有復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的大分子化合物。(3)戊糖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式(4)堿基的名稱(符號(hào))和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式腺嘌呤(A)鳥(niǎo)嘌呤(G)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)尿嘧啶(U)一、核酸的組成和分類1、核酸的分類

天然的核酸根據(jù)其組成中所含戊糖的不同，分為脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)2、核酸的組成(1)核酸是一種生物大分子，是由許多核苷酸單體形成的聚合物(2)核苷酸水解得到磷酸和核苷，核苷水解得到戊糖和堿基，其中戊糖有脫氧核糖和核糖，它們均以環(huán)狀結(jié)構(gòu)存在于核酸中，對(duì)應(yīng)的核酸分別是核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)。轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：【主干知識(shí)梳理】3、定義：核酸可以看作磷酸、戊糖和堿基通過(guò)一定方式結(jié)合而成的生物大分子4、兩種核酸中的堿基(具有堿性的雜環(huán)有機(jī)化合物)(1)RNA中的堿基主要有腺嘌呤(A)、鳥(niǎo)嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)四種(2)DNA中的堿基主要有腺嘌呤(A)、鳥(niǎo)嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)四種5、核酸的合成與水解6、腺苷三磷酸(ATP)(1)形成：腺嘌呤核苷中的核糖羥基與磷酸反應(yīng)，可形成腺苷酸(AMP)、腺苷二磷酸(ADP)及腺苷三磷酸(ATP)(2)ATP中的特殊鍵：磷酸與核糖之間通過(guò)磷酯鍵連接，磷酸與磷酸之間形磷酸酐鍵。(3)ATP的水解過(guò)程的能量變化：【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】二、核酸的結(jié)構(gòu)及生物功能1、核酸的結(jié)構(gòu)(1)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)①DNA分子由兩條多聚核苷酸鏈組成，兩條鏈平行盤繞，形成雙螺旋結(jié)構(gòu)②每條鏈中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，堿基排列在內(nèi)側(cè)③兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵作用，腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)配對(duì)，鳥(niǎo)嘌呤(G)與胞嘧啶(C)配對(duì)，結(jié)合成堿基對(duì)，遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則(2)RNA的結(jié)構(gòu)RNA也是以核苷酸為基本構(gòu)成單位，其中的戊糖和堿基與DNA中的不同，核糖替代了脫氧核糖，尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T)。RNA分子一般呈單鏈狀結(jié)構(gòu)，比DNA分子小得多兩種核酸中的堿基(具有堿性的雜環(huán)有機(jī)化合物)

脫氧核糖

核糖DNARNA腺嘌呤（A）鳥(niǎo)嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）尿嘧啶（U）DNA和RNA中的堿基

兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵作用，腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)配對(duì)，鳥(niǎo)嘌呤(G)與胞嘧啶(C)配對(duì)，結(jié)合成堿基對(duì)，遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。如下圖所示是堿基互補(bǔ)配對(duì)時(shí)形成氫鍵的示意圖，圖中的虛線表示氫鍵。2、核酸的生物功能(1)基因：有一定堿基排列順序的DNA片段含有特定的遺傳信息，稱為基因。(2)生物功能①DNA分子的復(fù)制親代DNA分子的兩條鏈解開(kāi)后作為母鏈模板，在酶的作用下，利用游離的核苷酸各自合成一段與母鏈互補(bǔ)的子鏈。最后形成兩個(gè)與親代DNA完全相同的子代DNA分子，使核酸攜帶的遺傳信息通過(guò)DNA復(fù)制被精確地傳遞給下一代，并通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)影響生物體特定性狀的發(fā)生和發(fā)育②RNA的生物功能RNA主要負(fù)責(zé)傳遞、翻譯和表達(dá)DNA所攜帶的遺傳信息。RNA指導(dǎo)合成DNA蛋白質(zhì)控制合成沒(méi)有核酸，就沒(méi)有蛋白質(zhì)，也就沒(méi)有生命RNA轉(zhuǎn)移氨基酸合成模板合成場(chǎng)所蛋白質(zhì)控制合成單鏈狀結(jié)構(gòu)決定反映傳遞、翻譯和表達(dá)DNA所攜帶的遺傳信息RNA的生物功能DNA的生物功能雙螺旋結(jié)構(gòu)決定反映記錄和儲(chǔ)存遺傳信息母鏈2一個(gè)親代DNA分子母鏈1子鏈2子鏈1兩個(gè)子代DNA分子互補(bǔ)配對(duì)互補(bǔ)配對(duì)(3)我國(guó)在核酸的研究中取得的成績(jī)①1981年，我國(guó)科學(xué)家采用有機(jī)合成與酶促合成相結(jié)合的方法，人工合成了具有生物活性的核酸分子——酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸②1999年，我國(guó)參與了人類基因組計(jì)劃，成為參與該項(xiàng)計(jì)劃的唯一發(fā)展中國(guó)家③2002年，我國(guó)科學(xué)家完成了水稻基因組圖譜的繪制(4)對(duì)核酸的結(jié)構(gòu)和生物功能研究的意義使人們深入認(rèn)識(shí)生命活動(dòng)規(guī)律，更好地利用生物資源，有助于提高疾病診斷和治療水平，促進(jìn)醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等的發(fā)展3、核酸的類別及其比較類別脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)組成差異二者主要差異在于戊糖的不同脫氧核糖核糖存在主要存在于細(xì)胞核中主要存在于細(xì)胞質(zhì)中生理功能生物體遺傳信息的載體，還指揮著蛋白質(zhì)的合成、細(xì)胞的分裂和制造新的細(xì)胞根據(jù)DNA提供的信息控制體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成4、堿基互補(bǔ)配對(duì)原則(1)在DNA分子中，A與T配對(duì)，G與C配對(duì)；在某些雙鏈RNA分子中，A與U配對(duì)，G與C配對(duì)(2)定量關(guān)系①DNA分子中