4.3 核酸 课件 2022-2023学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

网 科 第三节 核酸 第四章 生物大分子 4.3 核酸 学习目标 教材内容：P118-122 1.了解核酸、核苷酸的组成、结构。 2.能辨识核酸中的磷酯键，并能基于氢键分析碱基的配对原理。 3.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。 核酸与蛋白质一样，是一切生物机体不可缺少的组成部分。 核酸是现代生物化学、分子生物学和医学的重要基础之一。 核酸——遗传信息的携带者 核酸检测 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。 新课导入 是由许多核苷酸单体通过磷酸二酯键聚合成聚合而成的长链， 继而形成具有复杂三维结构的生物大分子化合物，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。 核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基 通过一定方式结合而成的生物大分子。 1.定义: 2.组成元素：C、H、O、N、P 3.基本组成单位：核苷酸 一个核苷酸 = 一分子（磷酸 + 戊糖 + 含氮碱基） 核酸的基本单元，核苷酸一个接一个形成的聚核苷酸链就是核酸 DNA RNA 一、核酸的组成 3 核糖 CH2-CH-CH-CH2-CHO OH OH OH OH 5 4 3 2 1 脱氧核糖 CH2-CH-CH-CH2-CHO OH OH OH 5 4 3 2 1 戊糖以环状结构存在于核酸中 1 5 2 3 4 1 5 2 3 4 4.分类： 根据其组成中所含戊糖的不同，脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。 天然的核酸 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA) 绝大多数生物体的遗传物质，主要分布在细胞核中 少数生物体的遗传物质，主要分布在细胞质中 如:新冠病毒 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。 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。 脱氧核糖DNA 核糖RNA 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶(T） 尿嘧啶(U） DNA和RNA中的碱基 具有碱性的杂环有机化合物 5.碱 基 腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C) 尿嘧啶(U) 胸腺嘧啶(T) 戊糖 碱基 碱基 戊糖 磷酸 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。 腺嘌呤 -H2O -H2O -H2O 磷酸酯键 磷酸酯(AMP) 腺嘌呤 思考与讨论 水解 核苷酸 磷酸 缩合 核苷 戊糖 碱基 水解 缩合 核酸 水解 缩合聚合 核酸既含显酸性的磷酸基团，又含显弱碱性的碱基，通常表现为较强的酸性 分析小结 7 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。 腺苷三磷酸 腺苷三磷酸 腺苷二磷酸 ATP的水解过程的能量变化 资料卡片 磷酸酯(AMP)、二磷酸酯(ADP)、三磷酸酯(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逐步水解可以生成ADP和AMP。ATP是细胞生命活动所需能量的直接来源，也是生物体内重要的能量转换中间体。 ATP分子中的磷酸与核糖之间通过磷酯键连接，磷酸与磷酸之间则形成磷酸酐键。磷酸酐键在ATP水解时会发生断裂，整个水解过程可释放较多能量供生物体使用，因此也被称为高能磷酸键。植物光合作用和动物体内食物氧化分解提供的能量，则可使ADP与磷酸重新反应合成ATP。 8 1. 脱氧核糖核酸(DNA) DNA的结构十分复杂，直到1953年，美国分子生物学家詹姆斯·沃森和英国分子生物学家弗朗西斯·克里克在深入研究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。 双螺旋结构 二、核酸的结构 9 -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 酯化反应 脱水缩合 脱水缩合 微观探析 A与T配对能形成两个氢键; G与C配对能形成三个氢键; 这样形成的氢键数目最多、结构最稳定。 鸟嘌呤 胞嘧啶 腺嘌呤 胸腺嘧啶 两条DNA长链通过氢键作用结合成双链结构。 碱基互补配对DNA DNA 分子 由两条多聚核苷酸组成，两条链平行盘绕。