第4章 第3节 核酸（Word教参）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中化学选择性必修第三册（人教版2024）

第三节　核　酸 [学习目标] 1.从官能团角度认识核酸的结构、性质，形成“结构决定性质”的观念。（宏观辨识与微观探析） 2.通过对人工合成核酸的学习，深刻认识化学对创造更多物质财富和精神财富、满足人民日益增长的美好生活需要的重大贡献。（科学态度与社会责任） （见学生用书P93） 知识点1　核酸的组成 1.组成：核酸可以看作①　磷酸　、②　戊糖　和③　碱基　通过一定方式结合而成的生物大分子。 组成 核糖核酸（RNA） 脱氧核糖核酸（DNA） 磷酸 都含有 戊糖 核糖 脱氧核糖 碱基 腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶 尿嘧啶 胸腺嘧啶 2.水解及产物的缩合过程 知识点2　核酸的结构及生物功能 1.核酸的结构 （1）DNA分子——双螺旋结构 ①由两条多聚核苷酸链组成，两条链平行盘绕，形成④　双螺旋　结构； ②每条链中的⑤　脱氧核糖　和⑥　磷酸　交替连接，排列在外侧，⑦　碱基　排列在内侧； ③两条链上的碱基通过⑧　氢键　作用，腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）配对，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）配对，结合成碱基对，遵循碱基互补配对原则。 （2）RNA分子——单链状结构 ①与DNA类似，以核苷酸为基本构成单位，其中的戊糖由⑨　核糖　替代了脱氧核糖、碱基由⑩　尿嘧啶（U）　替代了胸腺嘧啶（T）。 ②RNA分子一般呈单链状结构，比DNA分子小得多。 2.核酸的生物功能 （1）DNA分子 ①基因：有一定碱基排列顺序的⑪　DNA片段　含有特定的遗传信息。 ②作用：DNA分子上有许多基因，决定了生物体的一系列性状。 ③复制过程：亲代DNA分子解旋→以母链为模板进行碱基配对→形成两个新的DNA分子。 （2）RNA分子：参与⑫　遗传信息　的传递过程。 （3）我国科学工作者的贡献 时间 贡献 1981年 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 参与人类基因组计划 2002年 完成了水稻基因组图谱的绘制 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）根据组成，核酸分为DNA和RNA。（　√　） （2）DNA大量存在于细胞质和细胞壁中。（　×　） （3）DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接。（　×　） （4）DNA和RNA的碱基组成相同，五碳糖不同。（　×　） （5）细胞中的DNA一定有氢键，RNA一定没有氢键。（　×　） 1.DNA和RNA都属于高分子化合物。 2.苷是糖苷的简称，是单糖或寡糖的羟基与另一个化合物的羟基或氨基等脱水缩合，形成糖苷键而得到的一类有机化合物。 （见学生用书P94） 探究点　核酸的结构及与蛋白质的比较 1.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。 2.DNA分子的结构如下图所示。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中的哪些部分。 DNA分子→蛋白质；核苷酸→氨基酸；磷酯键→肽键。 1.核酸的结构层次 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 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 结构 与联 系 3.核酸与蛋白质的比较 项目 核酸 蛋白质 DNA RNA 元素 C、H、O、N、P C、H、O、N、S等 组成单位 核苷酸 氨基酸 分子结构 一般双螺旋结构 一般单链结构 氨基酸→多肽→蛋白质 （续表） 项目 核酸 蛋白质 DNA RNA 结构的 多样性 核苷酸的种类、数量及排列顺序 氨基酸的种类、数量、排列顺序以及肽链的盘曲折叠方式 功能 主要的 遗传物质 传达遗 传信息 生命活动的主要物质基础 【例题】如图表示与核酸有关的物质或结构，请据图回答下列问题（“[　　]”中填写对应的字母）。 （1）绝大多数生物遗传信息的携带者是[　　]　　　　　　　 ；与另一类核酸相比，在组成上的区别是后者含有　　　　和　　　　。 （2）d含有氮元素，则在 RNA内d共有　　　　种， e共有　　　　种。 （3）f被彻底水解后的产物是　　　　 （用字母表示），元素a有　　　　　　　　。 思维导引：解答本题要注意以下几点： （1）知道核酸的元素组成； （2）明确DNA与RNA的区别； （3）清楚DNA水解的产物。 解析　（1）绝大多数生物遗传信息的携带者是[f]DNA；与RNA相比，在组成上的区别是RNA含有尿嘧啶和核糖。（2）d含有氮元素，则d是碱基，则在 RNA内 d共有4种，e（核糖核苷酸）共有4种。（3）f（DNA）被彻底水解后的产物是b、c、d（磷酸、戊糖、碱基），而核酸由 C、H、O、N、P五种元素组成。 答案　（1）f　脱氧核糖核酸（DNA）　尿嘧啶　核糖　（2）4　4　（3）b、c、d　C、H、O、N、P 【变式】在自然界中，许多天然生物大分子的生物结构为螺旋状。下列相关的叙述，正确的是（　　） A.DNA的螺旋结构由核糖和磷酸交替排列构成基本骨架 B.破坏某蛋白质的螺旋结构一定不影响其功能 C.双链DNA分子的每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基 D.核酸分子多样性取决于核酸中核苷酸的数量和排列顺序 答案　D 解析　DNA的螺旋结构中，基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替排列构成的，A项错误；蛋白质的螺旋结构是空间结构，破坏某蛋白质的螺旋结构会影响其功能，B项错误；双链 DNA分子中，大部分脱氧核糖连着两个磷酸，C项错误；核酸中核苷酸的数量及排列顺序决定了核酸分子的多样性，D项正确。 （见学生用书P96） 1.（核酸的作用）对生物体的遗传性、变异性和蛋白质的生物合成具有重要作用的物质是（　　） A.氨基酸 B.葡萄糖 C.核酸 D.核苷酸 答案　C 解析　甲是磷酸，在不同的核苷酸中种类相同，A项正确；乙是戊糖，在DNA中是脱氧核糖，在RNA中是核糖，B项正确；丙是碱基，在人体细胞遗传物质DNA中有4种，即A、T、C、G，C项错误；丁是核苷酸，在一个细胞中既有DNA又有RNA，所以有8种，即4种脱氧核糖核苷酸和4种核糖核苷酸，D项正确。 2.（核酸的组成与结构）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.乙是五碳糖，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 答案　C 解析　甲是磷酸，在不同的核苷酸中种类相同，A项正确；乙是戊糖，在DNA中是脱氧核糖，在RNA中是核糖，B项正确；丙是碱基，在人体细胞遗传物质DNA中有4种，即A、T、C、G，C项错误；丁是核苷酸，在一个细胞中既有DNA又有RNA，所以有8种，即4种脱氧核糖核苷酸和4种核糖核苷酸，D项正确。 3.（核酸的组成与作用）将用放射性同位素标记的某种物质注入金丝雀体内后，经检测，新产生的细胞的细胞核具有放射性。注入的物质可能是（　　） A.脱氧核糖核苷酸 B.核糖核苷酸 C.脱氧核糖核酸 D.核糖核酸 答案　A 解析　根据题意判断，这种物质被用作产生新细胞时合成细胞核内某种成分的原料，所以只能在A、C两项中选择。如果注射的是脱氧核糖核酸，它一般情况下是不能被细胞直接吸收的，如果注射的是脱氧核糖核苷酸，它可以被吸收进细胞，在细胞分裂过程中DNA复制时被用来合成脱氧核糖核酸。 4.（核酸）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，只存在于细胞核中 B.核酸指挥控制着蛋白质的合成、细胞的分裂，只存在于细胞质中 C.生物体遗传信息的载体DNA大量存在于细胞核中 D.RNA不参与遗传信息的传递过程 答案　C 解析　核酸包括DNA和RNA，RNA主要存在于细胞质中（病毒的RNA在蛋白质外壳内），DNA大量存在于细胞核中，A项错误；核酸包括DNA和RNA，RNA主要存在于细胞质中（病毒的RNA在蛋白质外壳内），DNA大量存在于细胞核中，B项错误；DNA大量存在于细胞核中，是生物体遗传信息的载体，C项正确；RNA参与遗传信息的传递过程，D项错误。 5.（核酸的结构）如图为大肠杆菌的DNA分子结构（片段）示意图。请据图回答问题： （1）图中1表示　　　　，2表示 　　　　，1、2、3结合在一起的结构叫　　　　　　。 （2）DNA分子中的“3”和“4”是通过　　　　键连接起来的。 答案　（1）磷酸　脱氧核糖　脱氧核苷酸　（2）氢 学科网（北京）股份有限公司 $$