4.3核酸 课件 2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修3

核酸 世界首例！猪到人的临床辅助异种肝移植手术在安徽完成 情境引入 【环节一】基因的组成 有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息 基因： 核酸的发现 20世纪20年代，德国生理学家柯塞尔和他的学生琼斯、列文的研究结果，才搞清楚核酸的化学成分及其最简单的基本结构。证实它是由四种不同的碱基，即腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)及脱氧核糖、磷酸等组成。其最简单的单体结构是碱基－脱氧核糖－磷酸构成的核苷酸。1929年又确定了核酸有两种，一种是脱氧核糖核酸（DNA），另一种是核糖核酸（RNA）。 材料一： 柯塞尔 3 【环节一】基因的组成 磷酸 碱基 脱氧核糖 2 1 3 4 5 问题1 结合已有知识，分析碱基与脱氧核糖、脱氧核糖与磷酸之间的连接方式？ 腺嘌呤 脱氧核糖 磷酸 ? ? 2 1 3 4 5 任务一：探析脱氧核苷酸的结构 【环节二】基因的结构 脱水缩合 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 脱水缩合 －H2O 磷酯键 磷酸 脱氧核糖 1 2 3 4 5 【环节二】基因的结构 问题2 根据腺嘌呤脱氧核苷酸的真实结构去分析断键、成键位置。 腺嘌呤脱氧核苷 1 2 3 4 5 糖苷键 －H2O 【学生活动一】小组合作、分组拼接模型。 材料：每组有4个磷酸、4个脱氧核糖、4个含氮碱基纸质模型。 任务：拼接模型构成DNA的四种脱氧核苷酸。 【环节二】基因的结构 问题3:总结四种脱氧核苷酸分子中的连接方式有什么共同之处? 碱基均接在脱氧核糖的1号碳上，磷酸均接在脱氧核糖的5号碳上 。 腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 【环节二】基因的结构 问题4:从有机化学角度分析核苷酸分子之间是如何连接起来的? 腺嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 多聚脱氧核苷酸链 脱水缩合 －H2O 磷酸二酯键 非常稳定，在25℃，pH7.0的水溶液中，半衰期长达千亿年！ 【环节二】基因的结构 1 2 3 4 5 任务二：探析脱氧核苷酸链的形成 富兰克林拍摄的X射线衍射数据表明DNA不是单链结构。 沃森和克里克查阅文献，发现查哥夫的研究已经表明DNA分子中，A、T的数量相等，C、G数目相等。 查哥夫 富兰克林 任务三：建构DNA的双链结构 问题5:结合材料二和三，分析核苷酸链之间又是怎样连接起来的呢? 【环节二】基因的结构 沃森 克里克 材料二： 材料三： 氢键的特点： 方向性、 饱和性。 两条DNA长链通过氢键作用结合成双链结构。 【环节二】基因的结构 材料四 以水分子间的氢键为例，氧原子吸引电子能力很强，会使水分子中O与H之间的电子更加偏向于O，而使O体现出负电性、H体现出正电性，这时另一水分子中的O由于体现负电性就会吸引体现正电性的H，就形成了氢键。 氢键通常表示为X—H···Y，X、Y通常是F、O、N等电负性较大的原子。 腺嘌呤 胞嘧啶 鸟嘌呤 A与T配对能形成两个氢键 G与C配对能形成三个氢键 胸腺嘧啶 问题7:结合已知信息分析为什么碱基间的配对方式为A配T，G配C？ 已知：整个 DNA 分子的直径相同。 ①形成的氢键数目最多、结构最稳定。 ②A-T、G-C的配对方式可使碱基对平行。 【环节二】基因的结构 问题6:根据给出的DNA双链结构，分析氢键及碱基配对情况。 【环节二】基因的结构 【学生活动二】小组合作、分组拼接模型。 材料：已拼接好的四种脱氧核苷酸纸质模型。 任务：构成一条脱氧核苷酸链；根据碱基互补配对原则，将左右两组的单链合成一个DNA的双链结构。 已知：平面结构中碱基面的距离为0.6nm， 螺旋结构中碱基面的距离为0.34nm。 双螺旋结构 问题8:根据已知信息分析为什么DNA不是平面结构而是双螺旋结构? X射线衍射实验 碱基平面距离的减少更有利于体系能量的降低，结构的稳定性也相应增强。 【环节二】基因的结构 氨基酸 多肽 蛋白质 核苷酸 DNA 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。 思考与讨论 形成磷酯键 形成肽键 双螺旋结构 盘曲折叠 多聚核苷酸链 【环节二】基因的结构 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 材料四： 基因编辑：是基因工程的一种，是指在活体基因组中进行DNA插入、删除、修改或替换的一项技术。 材料五： 2020年诺贝尔化学奖获得者 2020年诺贝尔化学奖：开发了一种基因组编辑的方法---CRISPR/Cas9技术，被称为“基因剪刀”。 【环节三】基因的编辑 材料六： 已知：猪的基因与人类的DNA相似度在98%左右 问题9:结合所给材料，假设你是科学家，应该如何对猪肝脏进行基因编辑呢？ 经过基因编辑的猪肝脏 意义 16 【环节四】基因的表达 问题10:经过编辑后的基因，是如何进行基因表达的呢？ 基因控制生物性状 蛋白质 体现者 指导 合成 ---桥梁(RNA) DNA 转录 RNA 翻译 蛋白质 遗传信息的传递者 WangY (W) - (1)RNA也是以核苷酸为基本构成单位，其中的碱基和戊糖与DNA中的不同：尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T)，核糖替代了脱氧核糖。 磷酸 核糖 (2)RNA分子一般呈单链状结构，比DNA分子小得多。 【环节四】基因的表达---桥梁(RNA) RNA 腺嘌呤 核糖 【环节四】基因的表达---桥梁(RNA) 问题11:基于化学键视角，类比推理RNA分子的形成过程。 基因工程 基因工程在农业领域的应用 基因工程在医药领域的应用 基因工程在环境领域的应用 【环节五】基因工程的应用 可供参考的自主学习主题： 我国现阶段在核酸研究领域的主要成就； 核酸疫苗的研究进展； 聚合酶链反应技术（ PCR )的研究与应用进展； 核酸杂交技术的研究进展； 基因编辑技术的应用。 请大家完成...... 课后查阅资料 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $