4.3核酸 课件 -2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

第四章　生物大分子 第三节 核酸 人教版选择性必修2 DNA RNA 导入 核酸因其最早在细胞核中发现， 并具有酸性，故而得名。天然的核 酸根据其组成中所含戊糖的不同， 分为脱氧核糖核酸(DNA）和核糖 核酸(RNA)。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,绝大多数生物体的遗传 物质是DNA,少数生物体的遗传物 质是RNA。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。 我国在核酸的研究中取得了令人瞩目的成绩。 1981年，我国科学家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，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。2002年， 我国科学家完成了水稻基因组图谱的制。 DNA 指纹鉴定 绝大多数生物体的遗传物质 少数生物体的遗传物质 脱氧核糖核(DNA) 核糖核酸(RNA) 核酸的分类: 天然的核酸根据组成中所含戊糖的不同 DNA RNA 主要分布在细胞核中 主要分布在细胞质中 一、核酸的组成与分类 阅读P122、123页 1、核酸的分类： 核酸是生物体遗传信息的携带者，是一种生物大分子，聚合物，相对分子质量可达上百万。天然的核酸根据其组成中所含戊糖的不同，分为两类： (1)脱氧核糖核酸(DNA)：绝大多数生物体的遗传物质，主要分布在细胞核中。 (2)核糖核酸(RNA)：少数生物体的遗传物质，主要分布在细胞质中。 2、核酸的组成： (1)核酸的元素组成：C、H、O、N、P 。（宏观上） (2)核酸的基本组成单位——核苷酸 3、核酸的水解 核酸 酶 水解 核苷酸 酶 水解 磷酸 核苷 酶 水解 戊糖 碱基 H 注：① 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机化合物。 ②生物体中的单糖主要以环状结构的形式存在。 核糖 脱氧核糖 具有碱性(氨基）的杂环有机化合物 4. 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。 碱基 (A、G、C、U、T) 磷酸 戊糖 核苷 核酸 核苷酸 水解 缩合 水解 缩合 水解 缩合 碱基A、G、C、T 磷酸 脱氧核糖 脱氧核糖核苷 脱氧核糖 核酸(DNA ) 脱氧核 糖核苷酸 水解 缩合 水解 缩合 水解 缩合 碱基A、G、C、U 磷酸 核糖 核糖核苷 核糖核酸 (RNA ) 核 糖核苷酸 水解 缩合 水解 缩合 水解 缩合 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。 【思考与讨论】 碱基 戊糖 戊糖 磷酸 碱基 磷酯键 脱水形成 【资料卡片】 腺苷三磷酸 腺苷二磷酸(ADP) 腺苷三磷酸(ATP) 腺苷酸(AMP) ATP的水解过程的能量变化： 磷酸酐键断裂释放能量，被称之为高能磷酸键 植物光合作用和动物体内食物氧化分解 ATP ADP AMP 释放能量 释放能量 吸收能量 吸收能量 磷酸酐键 磷酸酯键 注：脱氧核糖核酸和核糖核酸的异同 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) 1．DNA的双螺旋结构特点 (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。 二、核酸的结构 (3)两条链上的碱基通过氢键作用， (3)两条链上的碱基通过氢键作用， 与 配对能形成两个氢键; 与 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。 A T G C 磷酯键 磷酯键 2、RNA的结构特点： （1）由一条多聚核苷酸组成，形成单链状结构； （2）每条链中的核糖和磷酸交替链接，排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）与尿嘧啶（U）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。 碱基 碱基 科学家在研究DNA晶体X射线衍射数据基础上提出双螺旋结构 (4)RNA分子一般比DNA分子小得多。 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于蛋白质的哪些部分。 氨基酸 缩聚反应 形成肽键 多肽 盘曲 折叠 蛋白质 核苷酸 形成磷酯键缩聚反应 DNA 双螺旋 结构 【思考与讨论 】 DNA分子 蛋白质分子 核苷酸 氨基酸 磷酯键 肽键 核酸 三、核酸的生物功能 核酸是生物体遗传信息的载体 基因：有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息 ①DNA分子上有许多基因,决定了生物体的一系列性状 DNA的生物功能 ②在细胞繁殖分裂过程中，会发生DNA分子的复制,传递遗传信息 RNA的生物功能 RNA主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。 在细胞繁殖分裂过程中，会发生__________的复制 亲代DNA分子的两条链解开后 DNA分子 母链模板 酶 游离的核苷酸 合成一段母链互补的子链 形成两个与亲代DNA完全相同的子代DNA 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 控制蛋白质的合成 影响生物体特定性状的发生和发育 DNA分子的复制 中国在核酸的研究中的贡献 1981年，合成酵母丙氨酸转移核糖核酸 1999年人类基因组计划 2002年水稻基因组图谱 核酸研究的意义： 提高疾病诊断和治疗水平，促进医学、农业等的发展 【科学·技术·社会 】 聚合酶链反应 聚合酶链反应( polymerase chain reaction ,简写为 PCR )是一种在生物体外扩增 DNA 片段的重要技术，可使痕量的 DNA 扩增几百万倍。 自动化 PCR 仪已经出现，可以快速进行 DNA 扩增和分析，广泛应用于疾病诊断、司法鉴定和考古研究等领域。 碱基互补配对原则 核 苷 酸 磷酸 形成磷酯键 核苷 戊糖 碱基 聚合缩合 RNA单链 状结构 核酸 水解 缩合 水解 缩合 水解 缩合 DNA双螺 旋结构 多聚核 苷酸链 氢键作用 课堂小结 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 $$