4.3 核酸（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年高中化学选择性必修3（人教版2019 单选版）

第三节　核酸 课程标准 核心素养目标 1.了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能。 2．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。 3．能说明核糖核酸、脱氧核糖核酸对于生命遗传的意义。 1.宏观辨识与微观探析：了解DNA分子中基本结构单元之间的连接方式，能基于氢键分析碱基配对原理，形成对DNA双螺旋空间结构的整体认知。 2．科学态度与社会责任：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；能说出核酸对生命遗传的意义，培养不断探索未知、崇尚真理的科学精神。 [对应学生用书P123] 一、核酸的组成 1．天然核酸的分类与作用 2．核酸的组成 (1)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。碱基与戊糖缩合形成核苷，再与磷酸缩合形成了核苷酸，继续缩合聚合得到核酸。 (2)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)。 (3)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)。 二、核酸的结构 1．DNA双螺旋结构的特点 (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。 (2)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。 (3)两条链上的碱基通过氢键作用，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的结构特点 (1)RNA是以核苷酸为基本构成单位，其中的戊糖和碱基与DNA中的不同，核糖替代了脱氧核糖，尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T)。 (2)RNA分子一般呈单链状结构，比DNA分子小得多。 三、核酸的生物功能 1．基因 (1)核酸是生物体遗传信息的载体，有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息，被称为基因。 (2)DNA分子上有许多基因，决定了生物体的一系列性状；RNA参与遗传信息的传递过程。 2．细胞繁殖分裂 (1)在细胞增殖过程中，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。 (2)形成两个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子，核酸携带的遗传信息通过DNA复制被精确地传递给下一代，通过控制蛋白质的合成来影响生物体的性状。 ◆深度剖析 核酸的形成过程 (1)碱基与戊糖的羟基脱水缩合形成核苷，核苷中戊糖的羟基与磷酸发生酯化反应形成了组成核酸的基本结构单元——核苷酸。 (2)核苷酸之间进一步脱水缩合形成磷酸二酯键，生成核酸。 ◆名师点拨 关于核酸的解读 (1)组成核酸的基本单元是核苷酸，分为核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸，其结构可表示为 (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。 ◆微辨析(对的画“√”，错的画“×”) (1)脱氧核糖核酸是绝大多数生物体的遗传物质(　√　) (2)生物体内的戊糖主要以环状结构的形式存在(　√　) (3)DNA分子中的双链通过碱基间的氢键作用相联系(　√　) (4)核酸是生物体进行生命活动的主要物质基础(　×　) (5)核酸通过控制蛋白质的合成来影响生物体的性状(　√　) (6)DNA和RNA都是生物体遗传信息的载体(　√　) [对应学生用书P124] 探究__核酸的组成和结构 核酸是生物体遗传信息的携带者，被誉为“生命之源”。核酸是脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的总称，是由许多核苷酸单体聚合成的生物大分子，广泛存在于所有动植物细胞、微生物体内。核酸由核苷酸组成，而核苷酸单体由戊糖、磷酸和碱基组成。若戊糖是核糖，则形成的聚合物是RNA；若戊糖是脱氧核糖，则形成的聚合物是DNA。 [问题设计] (1)结合上述信息，分析核酸的基本组成。 提示：核酸由核苷酸组成，而核苷酸单体由戊糖、磷酸和碱基组成。 (2)结合上述信息，描述戊糖、磷酸和碱基是如何形成核酸的？ 提示：碱基的氨基与戊糖的羟基脱水缩合形成核苷，核苷中戊糖的羟基与磷酸发生酯化反应生成核苷酸，核苷酸之间进一步脱水缩合聚合形成磷酸二酯键，生成核酸。 (1)组成核酸的基本结构单元——核苷酸 (2)DNA、RNA及其组成 【例】 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)的结构片断示意图如图，它在蛋白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．蛋白酶能增大该核糖核酸的水解速率 B．该核糖核酸水解生成的戊糖能溶于水 C．该核糖核酸水解生成的碱基中含有氮元素 D．该核糖核酸完全水解生成的酸是H3PO3 D　解析：蛋白酶是该核糖核酸水解反应的催化剂，能降低反应的活化能，增大该核糖核酸的水解速率，A正确；该核糖核酸水解生成的戊糖分子中含有亲水基羟基，能溶于水，B正确；由结构片断可知，该核糖核酸水解生成的碱基中含有氮元素，C正确；该核糖核酸是由磷酸、戊糖和碱基发生缩聚反应生成的，则该核糖核酸完全水解生成的酸是磷酸(H3PO4)，D错误。 　核酸是生物体遗传信息的载体，被誉为“生命之源”。下列说法不正确的是(　　) A.戊糖与磷酸、碱基之间通过分子间脱水形成核苷酸 B．核苷酸分子之间通过磷酯键形成核酸，反应类型为加聚反应 C．DNA是核酸中的一种，其对应的戊糖为脱氧核糖 D．DNA分子两条链上的碱基按照形成氢键数目最多、结构最稳定的原则配对 B　解析：碱基与戊糖通过脱水缩合形成核苷，核苷分子中戊糖上的羟基与磷酸间脱水，通过磷酯键结合形成核苷酸，A正确；核苷酸分子之间通过磷酯键形成核酸，反应类型为缩聚反应，B错误；DNA是核酸中的一种，其对应的戊糖为脱氧核糖，C正确；DNA分子两条链上的碱基按照形成氢键数目最多、结构最稳定的互补配对原则配对，使之形成双螺旋结构，D正确。 [对应学生用书P125] 1．(2023·南昌高二统考)下列有关核酸的说法不正确的是(　　) A．核酸是一类含磷的生物高分子 B．RNA主要存在于细胞核中，而DNA主要存在于细胞质中 C．核酸分为脱氧核糖核酸和核糖核酸两种 D．1981年，我国科学工作者用人工方法合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸 B　解析：核酸是一类含磷的生物高分子，A正确；DNA大量存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中， B错误；核酸分为脱氧核糖核酸和核糖核酸两种， C正确；1981年，我国科学工作者用人工方法合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸， D正确。 2．下列缩合产物或水解产物不正确的是(　　) A．核苷酸的缩合聚合产物为核酸 B．戊糖与碱基的缩合产物为核苷酸 C．核苷酸的水解产物为核苷与磷酸 D．核酸的最终水解产物为戊糖、碱基和磷酸 B　解析：核酸水解产物是核苷酸，核苷酸水解产物是磷酸与核苷，核苷水解产物是戊糖和碱基，故戊糖与碱基缩合产物为核苷，B错误。 3．生物大分子及合成高分子一直是科研的热点。以下说法不正确的是(　　) A．蛋白质中普遍具有的官能团是肽键，能发生水解反应 B．核酸中含有的主要元素是C、H、O、N、P C．N95型口罩的核心材料是聚丙烯，它能使溴水褪色 D．淀粉、纤维素、蛋白质是天然高分子 C　解析：蛋白质是由氨基酸发生缩聚反应生成，含有肽键，能发生水解反应，A正确；构成核酸的基本单位是核苷酸，核苷酸由磷酸、戊糖和碱基构成，所以核酸中含有的主要元素是C、H、O、N、P，B正确；N95型口罩是由无纺布和聚丙烯构成，其核心材料是聚丙烯，聚丙烯分子中不含有碳碳双键，不能使溴水褪色，C错误；淀粉、纤维素、蛋白质来自动、植物体内合成，属于天然高分子，D正确。 4．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所示，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)与葡萄糖属于同系物，都能发生银镜反应 C．胞嘧啶分子式为C4H6N3O，含有氨基、碳碳双键和肽键 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 D　解析：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，且葡萄糖的分子式为C6H12O6，二者不互为同系物，B错误；胞嘧啶的分子式为C4H5N3O，含有的官能团是肽键、碳碳双键、碳氮双键和氨基，C错误；图1为脱氧核糖核酸结构片段，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。 学科网（北京）股份有限公司 $$