4.3 核酸-【爱上化学课】2022-2023学年高二化学系列教学课件（人教版选择性必修3）

第五章 生物大分子 第三节 核酸 高二化学 新人教化学选择性必修3《有机化学基础》 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。 【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？ 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。 【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产物可认识核酸的组成。 核酸可以看作_____、_____和_____通过一定方式结合而成的生物大分子。 磷酸 戊糖 碱基 3 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) 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 鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C) 胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶(U) 腺嘌呤(A) 5 3.核酸的合成和水解 6 【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。 碱基 戊糖 碱基 戊糖 磷酸 7 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 8 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。 【学习任务二】认识核酸的结构 9 核酸的结构特点 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。 【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 核酸是生物体_________的载体。 1.DNA的生物功能: (1)基因:有一定_____排列顺序的DNA片段含有特定的_____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_____。 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。 遗传信息 碱基 遗传 性状 【学习任务三】认识核酸的生物功能 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。 我国在核酸的研究中的成果： 13 核酸检测的重要环节 【学习评价】教材P122 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。 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。 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