6.2.2　核酸的结构及生物功能 学案 2024-2025学年高二下学期化学苏教版（2019） 选择性必修3

第2课时　核酸的结构及生物功能 [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。 一、核酸的组成和分类 1.概念 在核酸的结构中，________与________通过脱水缩合形成核苷，核苷分子中戊糖上的羟基与磷酸脱水，通过________结合形成核苷酸，不同的核苷酸按一定的顺序通过磷酯键连接成一条很长的链，称为核酸。 2.分类 3.组成 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。因此，核酸可以看作________、________和________通过一定方式结合而成的生物大分子。其中的戊糖是________或________，它们均以环状结构存在于核酸中，对应的核酸分别是________(RNA)和________(DNA)。转化关系如图所示： (1)核酸是一种无机酸(　　) (2)核酸的性质与蛋白质相似，不会变性(　　) (3)组成核酸的元素有C、H、O、N、P等(　　) (4)核酸是生物小分子化合物(　　) (5)根据组成，核酸分为DNA和RNA(　　) 1.核酸和核苷酸是什么关系？ 2.生物核酸中的核苷酸共有多少种？ 1.以下关于核酸的论述正确的是(　　) A.核酸是核蛋白的非蛋白部分，也是由氨基酸残基组成的 B.核酸水解产物中含有磷酸、葡萄糖和碱基 C.核酸、核苷酸都是高分子化合物 D.核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类，对蛋白质的合成和生物遗传起重要作用 2.如图1是脱氧核糖核酸(DNA)的结构片段，它的碱基中胞嘧啶的结构如图2，下列说法正确的是(　　) A.脱氧核糖核酸中含有的化学键都是不同原子形成的极性共价键 B.2⁃脱氧核糖(C5H10O4)能发生银镜反应 C.胞嘧啶的分子式为C4H5N3O，含有的官能团是氨基和酰胺基 D.脱氧核糖核酸由磷酸、2⁃脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成 (1)DNA和RNA的对比 组成 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA) 磷酸 都含有 核苷 戊糖 脱氧核糖 核糖 碱基 相同 腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C) 不同 胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶(U) (2)核酸的形成 二、核酸的结构和生物功能 1.核酸的三级结构 2.DNA的双螺旋结构与碱基互补配对原则 在DNA的双螺旋结构中，不同的碱基通过________两两配对。碱基配对存在着严格的关系，即一条链上的碱基A与另一条链上的碱基T通过两个________配对；同样，G和C之间通过三个________配对，这一规律称为________。 3.DNA、RNA的生物功能 DNA主要存在于细胞核中，是________的储存和携带者，DNA的结构决定了生物合成________的特定结构，并保证把这种特性________给下一代。RNA主要存在于细胞质中，它们以DNA为模板而形成，将DNA的遗传信息________并表达成具有特定功能的________。 (1)核酸一般由几千到几十万个原子组成，相对分子质量可达十几万至几百万(　　) (2)DNA是生物体遗传信息的载体、蛋白质合成的模板(　　) (3)RNA主要存在于细胞核中，它根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成(　　) (4)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(　　) DNA分子的多聚核苷酸链中，核苷酸之间通过磷酯键连接。请类比蛋白质的结构，指出DNA分子、核苷酸和磷酯键分别对应蛋白质的哪些部分。 1.(2024·衡水高二检测)下列关于如图所示过程的叙述错误的是(　　) A.甲是磷酸，在不同的核苷酸中种类相同 B.乙是戊糖，在DNA中是脱氧核糖，在RNA中是核糖 C.丙是碱基，在人体细胞遗传物质中有5种 D.丁是核苷酸，在一个细胞中有8种 2.核酸检测为确认病毒感染提供了关键的支持性证据。某核糖核酸(RNA)的结构片段示意图如图，它在酶的催化作用下能完全水解生成戊糖、碱基和某酸。下列说法不正确的是(　　) A.核酸也可能通过人工合成的方法得到 B.该核糖核酸水解生成的戊糖能溶于水 C.该核酸水解生成的碱基中含有氮元素 D.该核酸完全水解生成的酸是H3PO3 3.下列有关核酸的叙述正确的是(　　) A.核酸对生物体的生长、繁殖、遗传、变异等起着决定性作用，是生命活动的控制者，大量存在于细胞核中 B.核酸指挥控制着蛋白质的合成、细胞的分裂，主要存在于细胞质中 C.生物体遗传信息的载体DNA，大量存在于细胞核中，决定蛋白质的合成 D.生物体遗传信息的载体RNA，大量存在于细胞质中，控制蛋白质的合成 答案精析 一、 1.碱基　戊糖　磷酯键 3.磷酸　戊糖　碱基　核糖　脱氧核糖　核糖核酸　脱氧核糖核酸 正误判断 (1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√ 深度思考 1.核苷酸是一类由碱基、戊糖以及磷酸三种物质组成的化合物。戊糖与碱基缩合成核苷，核苷与磷酸缩合成核苷酸，不同的核苷酸按一定的顺序通过磷酯键连接成一条很长的链，称为核酸。简单来说，核酸是高聚物，核苷酸是其中的链节。 2.共8种。其中，DNA中有腺嘌呤(A)脱氧核糖核苷酸、胸腺嘧啶(T)脱氧核糖核苷酸、鸟嘌呤(G)脱氧核糖核苷酸、胞嘧啶(C)脱氧核糖核苷酸，4种；RNA中有腺嘌呤(A)核糖核苷酸、尿嘧啶(U)核糖核苷酸、鸟嘌呤(G)核糖核苷酸、胞嘧啶(C)核糖核苷酸，4种。 应用体验 1.D　[核酸是由磷酸、戊糖和碱基通过一定的方式结合而成的，故A、B错误；核酸是高分子化合物，但核苷酸不是高分子化合物，故C错误。] 2.D　[根据脱氧核糖核酸的结构可知，其中含有的化学键既有不同原子间形成的极性共价键，也有碳原子之间形成的非极性共价键，A错误；2⁃脱氧核糖(C5H10O4)无醛基，不能发生银镜反应，B错误；胞嘧啶的分子式为C4H5N3O，含有的官能团不仅仅有酰胺基、氨基，还有其他官能团，C错误；图1为脱氧核糖核酸的结构片段，由其结构判断可知脱氧核糖核酸由磷酸、2⁃脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成，D正确。] 二、 1.核苷酸　空间结构　双螺旋结构 2.氢键　氢键　氢键　碱基互补配对原则 3.遗传信息　蛋白质　遗传　翻译　蛋白质 正误判断 (1)√　(2)√　(3)×　(4)√ 深度思考 DNA分子　核苷酸　　磷酯键 蛋白质　　 氨基酸　　 肽键 应用体验 1.C　2.D　3.C 学科网（北京）股份有限公司 $$