第4章 3 第三节 核酸（Word教参）【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学选择性必修3（人教版）

本讲义聚焦核酸这一核心知识点，系统梳理其组成（分类为DNA和RNA，基本单元为核苷酸，由磷酸、戊糖和碱基构成）与结构功能（DNA双螺旋结构中碱基互补配对，RNA单链结构，均参与遗传信息传递）的脉络，搭建从组成到结构再到功能的学习支架。 该资料通过结构简式分析碱基配对原理培养科学思维，结合我国人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸等科研贡献渗透科学态度与责任。课中辅助教师清晰授课，课后练习题及解析帮助学生巩固知识、查漏补缺，体现学科特色教学方法。

第三节　核酸 【学习目标】　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。 2．了解核糖核酸、脱氧核糖核酸的结构特点和生物功能，体会核酸对于生命遗传的意义。 知识点一　核酸的组成 1．核酸的分类及作用 (1)分类：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)。 (2)作用：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。 2．核酸的组成 (1)基本单元：核苷酸。 核苷酸由磷酸、戊糖和碱基结合而成。核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合物，是一种生物大分子。 核酸在酶的作用下，可以发生水解反应，过程如下图所示： 核酸核苷酸 (2)戊糖 (3)碱基 碱基是具有碱性的杂环有机化合物，主要有 3．核酸的形成 　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。 提示： 1．下列关于核酸的结构和性质说法正确的是(　　) A．天然核酸分为核糖核酸和脱氧核糖核酸 B．组成核酸的元素是C、H、O、N C.核酸是生物小分子化合物 D．人们跑步后肌肉酸痛是因为产生了核酸 解析：选A。天然核酸根据其组成中戊糖的不同，分为核糖核酸和脱氧核糖核酸，故A正确；组成核酸的元素是C、H、O、N、P，故B错误；核酸是一种生物大分子，相对分子质量可达上百万，故C错误；人们跑步后肌肉酸痛是因为产生了乳酸，故D错误。 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 解析：选B。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各种碱基。根据分析可知，戊糖与碱基的缩合产物为核苷，B选项不正确。 3．下图为生物体内核酸的基本组成单元模式图，下列说法正确的是(　　) A．DNA和RNA在核苷酸上的不同点只在②方面 B．DNA分子结构的多样性取决于③的种类 C．若②为脱氧核糖，则与②相连的③有5种 D．若③是尿嘧啶，则此图是组成RNA的基本单元 解析：选D。DNA和RNA在核苷酸上的不同点除了在②(戊糖)方面，还有③(碱基)方面，A错误；DNA分子结构的多样性取决于③(碱基)的排列顺序，B错误；若②为脱氧核糖，则该核苷酸为脱氧核糖核苷酸，与②相连的③有4种，C错误；若③是尿嘧啶，则该核苷酸是核糖核苷酸，是组成RNA的基本单元，D正确。 知识点二　核酸的结构及生物功能 1．核酸的结构 (1)DNA ①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 ①与DNA类似，以核苷酸为基本构成单位，其中的戊糖由核糖替代了脱氧核糖，碱基由尿嘧啶(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。 　(1)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的哪些部分。 (2)在DNA的双螺旋结构中，碱基配对为什么非得A与T配对，G与C配对呢？ 提示：(1)DNA分子→蛋白质分子；核苷酸→氨基酸；磷酯键→肽键。 (2)A与T配对或G与C配对，形成的氢键最有效，DNA的结构更加稳定。 2．核酸的生物功能 (1)基因：有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息。 (2)生物功能 ①DNA：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。 ②RNA：参与遗传信息的传递过程。 3．我国科学工作者在核酸研究中的贡献 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 参与了人类基因组计划 2002年 完成了水稻基因组图谱的绘制 (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)DNA分子每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在内侧，碱基排列在外侧(　　) (3)DNA是生物体遗传信息的载体、蛋白质合成的模板(　　) (4)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(　　) (5)RNA呈单链状结构，比DNA分子小得多，故RNA不属于高分子(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)× 1．下列不属于核酸的生理功能的是(　　) A．作为遗传信息的载体，存在于每个细胞中 B．是生物的遗传物质 C．是生物体进行生命活动的主要承担者 D．对生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极其重要的作用 解析：选C。核酸作为遗传信息的载体，一般来说，每个细胞中均含有核酸，A正确；核酸是遗传信息的携带者，是生物的遗传物质，B正确；生命活动的主要承担者是蛋白质，不是核酸，C错误；核酸对生物体的遗传变异，以及蛋白质的生物合成都有极其重要的作用，D正确。 2．(2025·济南高二月考)某DNA分子的片段如下图所示。下列关于该片段的说法错误的是(　　) A．氢键的强度：①>② B．该片段中所有参与形成氢键的原子共平面 C．该片段在一定条件下可发生水解反应 D．胞嘧啶与鸟嘌呤分子中酰胺基的化学活性并不完全相同 解析：选B。氧原子的电负性大于氮原子的，且半径小于氮原子的，因此H与O之间形成的氢键更强，则氢键的强度：①＞②，故A正确；该片段中参与形成氢键的氮原子中，形成三个价键的N原子采用sp3杂化，因此该片段中所有参与形成氢键的原子不可能共平面，故B错误；该片段中含有酰胺基，在一定条件下可发生水解反应，故C正确；胞嘧啶与鸟嘌呤分子中酰胺基的氮原子化学环境不同，因此酰胺基的化学活性并不完全相同，故D正确。 3．(教材习题改编)DNA双螺旋结构的发现开启了分子生物学时代，使遗传的研究深入分子层次，“生命之谜”被打开，人们可以清楚地了解遗传信息的构成和传递的途径。DNA分子复制前首先将双链解开。下列有关DNA分子的说法正确的是(　　) A.DNA分子中既含有极性键又含有非极性键 B．DNA分子中的化学键主要有共价键和氢键 C．DNA分子双链解开的过程既有物理变化又有化学变化 D．DNA分子的两条链之间通过共价键结合 解析：选A。DNA分子中，五碳糖环中的碳原子之间是非极性键，还含有C—H、C—O、C—N等极性键，A项正确；氢键是分子间作用力，不属于化学键，B项错误；DNA分子双链解开的过程中仅破坏了氢键，故属于物理变化，C项错误；DNA分子的两条链之间通过氢键结合，D项错误。 1．(2025·温州高二统考)核酸是生命的基础物质，是病毒的“身份证”。下列说法正确的是(　　) A．核酸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、核糖核苷酸都是高分子 D．核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两大类，对蛋白质的合成和生物遗传起重要作用 解析：选D。核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合物，故A错误；核酸水解的最终产物是磷酸、戊糖和碱基，故B错误；核酸是高分子，但核糖核苷酸不是高分子，故C错误。 2．下图表示DNA的形成过程，下列叙述正确的是(　　) ＋＋→ A．A表示的碱基有5种 B．B表示核糖 C．D表示核糖核苷酸 D．D表示脱氧核糖核苷酸 解析：选D。组成DNA的基本单元是脱氧核糖核苷酸，脱氧核糖核苷酸由磷酸、脱氧核糖和碱基组成，所以A表示碱基，DNA中的碱基有4种，A错误；B表示脱氧核糖，B错误；D表示脱氧核糖核苷酸，C错误，D正确。 3．(2025·南宁高二测试)下图表示的是组成某种核酸的基本单元，下列有关叙述错误的是(　　) A．该物质是组成RNA的基本单元 B．该物质仅含有C、H、O、N、P五种元素 C．图中碱基可能是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶或胸腺嘧啶 D．该物质组成的核酸参与遗传信息的传递过程 解析：选C。题图中物质含有磷酸、核糖和碱基，为核糖核苷酸，是组成RNA的基本单元，A项正确；核糖核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P，B项正确；核糖核苷酸中不含胸腺嘧啶，C项错误；RNA参与遗传信息的传递过程，D项正确。 4．核酸是生物体遗传信息的携带者，被誉为“生命之源”，下列说法不正确的是(　　) A．五碳糖与磷酸、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，其对应的五碳糖为脱氧核糖 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 解析：选B。碱基与五碳糖通过脱水缩合形成核苷，核苷分子中五碳糖上的羟基与磷酸脱水，通过磷酯键结合形成核苷酸，故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，故B错误；DNA是核酸中的一种，其对应的五碳糖为脱氧核糖，故C正确；DNA分子两条链上的碱基按照形成氢键数目最多、结构最稳定的原则配对，使之形成双螺旋结构，故D正确。 5．结合下图，分析DNA分子的结构，回答下列问题。 (1)DNA分子是由________条多聚核苷酸链组成的，空间结构为________。 (2)DNA的基本结构单元核苷酸由________组成，分别对应图中DNA分子的哪一部分？ __________________________________________。 (3)DNA分子中含有哪几种碱基？它们是如何相互作用进行配对的？ ________________________________________。 解析：(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)DNA的基本结构是脱氧核糖核苷酸，由磷酸、碱基、脱氧核糖组成；题图中，脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在外侧，碱基互补配对，排列在内侧。 答案：(1)两　双螺旋结构 (2)磷酸、碱基、脱氧核糖　题图中，脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在外侧，碱基互补配对，排列在内侧 (3)腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)；两条链上的碱基通过氢键作用，腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)配对，鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)配对，结合成碱基对，遵循碱基互补配对原则 学科网（北京）股份有限公司 $