4.3 核酸【基础必牢】化学人教版选择性必修3

4.3 核酸 一、核酸的组成和分类 1．核酸的分类 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．核酸的组成 （1）核酸是一种生物大分子，是由许多核苷酸单体形成的聚合物 （2）核苷酸水解得到磷酸和核苷，核苷水解得到戊糖和碱基，其中戊糖有脱氧核糖和核糖，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)。转化关系如图所示： （3）戊糖结构简式 （4）碱基的名称(符号)和结构简式 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)。结构简式分别可表示为： 腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C) 胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶(U) 3．定义：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 4．两种核酸中的碱基(具有碱性的杂环有机化合物) （1）RNA中的碱基主要有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)四种 （2）DNA中的碱基主要有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)四种 5．核酸的合成与水解 6．腺苷三磷酸(ATP) （1）形成：腺嘌呤核苷中的核糖羟基与磷酸反应，可形成腺苷酸(AMP)、腺苷二磷酸(ADP)及腺苷三磷酸(ATP) （2）ATP中的特殊键：磷酸与核糖之间通过磷酯键连接，磷酸与磷酸之间形磷酸酐键。 （3）ATP的水解过程的能量变化： 二、核酸的结构及生物功能 1．DNA分子的双螺旋结构具有以下特点：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；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；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也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)。RNA分子一般呈单链状结构，比DNA分子小得多。 3．基因 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。 4．DNA分子的生物功能 DNA分子上有许多基因，决定了生物体的一系列性状。在细胞繁殖分裂过程中，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，最后形成两个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子，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，并通过控制蛋白质的合成来影响生物体特定性状的发生和发育。 5．RNA的生物功能 RNA则主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。 6．我国在核酸的研究中取得的成绩 （1）1981年，我国科学家采用有机合成与酶促合成相结合的方法，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。 （2）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。 （3）2002年，我国科学家完成了水稻基因组图谱的绘制。 7．对核酸的结构和生物功能研究的意义 使人们深入认识生命活动规律，更好地利用生物资源，有助于提高疾病诊断和治疗水平，促进医学、农业等的发展。 8．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 脱氧核糖 核糖 存在 主要存在于细胞核中 主要存在于细胞质中 生理功能 生物体遗传信息的载体，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 9．碱基互补配对原则 （1）在DNA分子中，A与T配对，G与C配对；在某些双链RNA分子中，A与U配对，G与C配对 （2）定量关系 ①DNA分子中：A＝T，G＝C即A＋G＝T＋C。也就是DNA分子中嘌呤总数＝嘧啶总数 ②DNA分子中：两个互补配对的碱基之和的比值与该DNA分子中每一单键中之一比值相等 ＝＝ ③不同生物的DNA分子中，不同 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.3 核酸 一、核酸的组成和分类 1．核酸的分类 天然的核酸根据其组成中所含戊糖的不同，分为 (DNA)和 (RNA) 2．核酸的组成 （1）核酸是一种生物大分子，是由许多 单体形成的聚合物 （2）核苷酸水解得到 和 ，核苷水解得到戊糖和 ，其中戊糖有脱氧核糖和核糖，它们均以环状结构存在于核酸中，对应的核酸分别是 (RNA)和 (DNA)。转化关系如图所示： （3）戊糖结构简式 （4）碱基的名称(符号)和结构简式 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)。结构简式分别可表示为： 腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C) 胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶(U) 3．定义：核酸可以看作 、 和 通过一定方式结合而成的生物大分子 4．两种核酸中的碱基(具有 性的杂环有机化合物) （1）RNA中的碱基主要有 、 、 和 四种 （2）DNA中的碱基主要有 、 、 和 四种 5．核酸的合成与水解 6．腺苷三磷酸(ATP) （1）形成：腺嘌呤核苷中的核糖羟基与磷酸反应，可形成腺苷酸(AMP)、腺苷二磷酸(ADP)及腺苷三磷酸(ATP) （2）ATP中的特殊键：磷酸与核糖之间通过 键连接，磷酸与磷酸之间形 键。 （3）ATP的水解过程的能量变化： （1）核酸是一种无机酸(　　) （2）核酸的性质与蛋白质相似，不会变性(　　) （3）组成核酸的元素有C、H、O、N、P等(　　) （4）核酸是生物小分子化合物(　　) （5）根据组成，核酸分为DNA和RNA(　　) （6）DNA大量存在于细胞质中(　　) 易错辨析 二、核酸的结构及生物功能 1．DNA分子的双螺旋结构具有以下特点：DNA分子由两条 链组成，两条链平行盘绕，形成双螺旋结构；每条链中的 和 交替连接，排列在外侧。 排列在内侧；两条链上的碱基通过 作用， (A)与 (T)配对， (G)与 (C)配对，结合成碱基对，遵循 配对原则。 2．RNA也是以 为基本构成单位，其中的 和 与DNA中的不同，核糖替代了 ， (U)替代了胸腺嘧啶(T)。RNA分子一般呈单链状结构，比DNA分子小得多。 3．基因 核酸是生物体遗传信息的载体。有一定 排列顺序的DNA片段含有特定的 ，被称为基因。 4．DNA分子的生物功能 DNA分子上有许多基因，决定了生物体的一系列性状。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作为 ，在酶的作用下，利用游离的 各自合成一段与母链互补的 ，最后形成两个与亲代DNA完全相同的 ，使核酸携带的遗传信息通过 被精确地传递给下一代，并通过控制 的合成来影响生物体特定性状的发生和发育。 5．RNA的生物功能 RNA则主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的 。 6．我国在核酸的研究中取得的成绩 （1）1981年，我国科学家采用有机合成与酶促合成相结合的方法，人工合成了具有生物活性的核酸分子—— 。 （2）1999年，我国参与了 计划，成为参与该项计划的唯一发展中国家。 （3）2002年，我国科学家完成了 的绘制。 7．对核酸的结构和生物功能研究的意义 使人们深入认识生命活动规律，更好地利用生物资源，有助于提高疾病诊断和治疗水平，促进医学、农业等的发展。 8．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 脱氧核糖 核糖 存在 主要存在于细胞核中 主要存在于细胞质中 生理功能 生物体遗传信息的载体，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 9．碱基互补配对原则 （1）在DNA分子中，A与T配对，G与C配对；在某些双链RNA分子中，A与U配对，G与C配对 （2）定量关系 ①DNA分子中：A＝T，G＝C即A＋G＝T＋C。也就是DNA分子中嘌呤总数＝嘧啶总数 ②DNA分子中：两个互补配对的碱基之和的比值与该DNA分子中每一单键中之一比值相等 ＝＝ ③不同生物的DNA分子中，不同 （1）DNA是生物体遗传信息的载体、蛋白质合成的模板(　　) （2）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(　　) （3）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(　　) （4）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(　　) （5）RNA也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，脱氧核糖替代了核糖，尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T)(　　) 易错辨析 学科网（北京）股份有限公司 $