4.3 核酸-2023-2024学年高二化学同步精品讲义（人教版2019选择性必修3）

第四章 生物大分子 第三节 核酸 [学习目标] 1．通过从结构角度认识核酸分子的形成过程及水解过程，了解DNA分子中基本结构单元之间的连接方式，形成对DNA双螺旋空间结构的整体认知，通过借助宏观实物模型认识生物大分子微观结构。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，通过认识人工合成核酸的意义，体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用，体会核酸对生命遗传的意义。 课前预习 核酸 (1)组成 核酸是一类________的生物________化合物，一般由几千到几十万个原子组成，相对分子质量可达上百万。 (2)分类、存在及作用 分类 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA) 存在 大量存在于________中 主要存在于________中 作用 生物遗传信息的载体；还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造新的细胞 根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成 知识点总结 知识点一：核酸的水解 核酸是一种生物大分子，实验表明，核酸可以发生水解反应，核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合物。核苷酸进一步水解得到磷酸和核苷，核苷继续水解得到戊糖和碱基。 核酸的水解： 知识点二：核酸的组成和分类 1．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。其中的戊糖是核糖或脱氧核糖，它们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)。转化关系如图所示： (1)戊糖：分为核糖和脱氧核糖 戊糖结构简式 (2)碱基 碱基是具有碱性的杂环有机化合物，RNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶(分别用字母A、G、C、U表示)；DNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶(用字母T表示)。结构简式分别可表示为： 腺嘌呤(A)：， 鸟嘌呤(G)：， 胞嘧啶(C)：， 尿嘧啶(U)：， 胸腺嘧啶(T)： 2． 核酸的类别及其比较 类别 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA) 组成差异 二者主要差异在于戊糖的不同 脱氧核糖 核糖 存在 主要存在于细胞核中 主要存在于细胞质中 生理功能 生物体遗传信息的载体，还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造新的细胞 根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成 知识点三：核酸的结构 (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；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；两条链上的碱基通过氢键作用结合成碱基对，腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，鸟嘌呤与胞嘧啶配对，遵循碱基互补配对原则。 (2)RNA分子：与DNA类似，RNA也是以核苷酸为基本构成单位，其中的戊糖由核糖替代了脱氧核糖、碱基由尿嘧啶替代了胸腺嘧啶，RNA分子一般成单链状结构，比DNA分子小得多。 知识点四：核酸的生物功能 1．DNA分子的生物功能 DNA分子上有许多基因，决定了生物体的一系列性状。在细胞繁殖分裂过程中，会发生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则主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。 知识点五：成就及研究意义 1．我国在核酸的研究中取得的成绩 (1)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。 (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。 2．对核酸的结构和生物功能研究的意义 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。 【大招总结】 1.核酸组成 、 2.【思考与交流】p123参考答案： 3.【思考与交流】p125参考答案： DNA分子相当于蛋白质结构中的肽链，核苷酸相当于蛋白质结构中的氨基酸，磷脂键相当于蛋白质结构中的肽键。 4.DNA分子相当于蛋白质结构中的肽链，核苷酸相当于蛋白质结构中的氨基酸，磷脂键相当于蛋白质结构中的肽键