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

该高中化学课件聚焦核酸的组成、结构及生物功能，从核酸的发现与我国科研成就切入，通过任务驱动构建“组成（元素、核苷酸）—结构（单链/双螺旋）—功能（遗传信息传递）”的学习支架，衔接前后知识脉络。 其亮点在于任务驱动结合对比分析（如DNA与RNA组成对比表）、类比蛋白质结构等科学思维方法，融入我国人工合成核酸等科研成就。通过思考讨论（结构简式标注）培养科学探究能力，体现科学思维与科学态度，帮助学生构建知识体系，教师可提升教学效率。

第四章 生物大分子 第三节 核酸 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绘制。 核酸的发现与研究 一、核酸的组成 1.核酸的特点与分类 核苷酸 大分子 脱氧核糖核酸 核糖核酸 任务一 核酸的组成 根据其组成中所含戊糖的不同 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。 核酸是生物体遗传信息的携带者 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 核酸是一种生物大分子，相对分子质量可达上百万。通过分析核酸的水解产物可认识核酸的组成。 核酸 核糖核酸 （RNA） 脱氧核糖核酸 （DNA） 水解 核苷酸 是核酸的基本单元，核苷酸一个接一个形成的聚核苷酸链就是核酸 缩聚 磷酸 水解 核苷 O HO-P-OH OH = 水解 戊糖 碱基 核糖 脱氧核糖 A、G、C、U A、G、C、T 鸟嘌呤(G) 腺嘌呤(A) 胞嘧啶(C) 胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶(U) 缩合 缩合 任务一 核酸的组成 核酸可以看作______、______和_____通过一定方式结合而成的___________ 磷酸 戊糖 碱基 生物大分子 1.戊糖：核糖或脱氧核糖，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) 任务一 核酸的组成 2. 碱基 具有碱性(氨基）的杂环有机化合物 核糖 脱氧核糖 DNA RNA 腺嘌呤 核糖 思考与讨论： 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。 腺嘌呤 核糖 -H2O 磷酸酯键 磷酸酯(AMP) 二磷酸酯(ADP) 三磷酸酯(ATP) 碱基 戊糖 碱基 戊糖 磷酸 任务一 核酸的组成 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 任务一 核酸的组成 DNA与RNA结构的区别与共性 组成 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA) 磷酸 都含有 戊糖（五碳糖） 碱基 相同 腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C) 不同 脱氧核糖 核糖 胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶(U) 任务一 核酸的组成 二、核酸的结构 双螺旋 平行 盘绕 双螺旋 外 内 氢键 碱基互补配对 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 任务二 核酸的结构 DNA的结构-双螺旋结构模型-晶体X射线 -H2O -H2O -H2O 碱基互补配对 平行盘绕 DNA双螺旋 DNA单链 基于化学键视角认识DNA分子的形成过程 脱氧核糖 腺嘌呤 RNA分子 单链状结构 由一条多聚核苷酸链组成，形成单链状结构 每条链中的________和_____交替链接，排在__侧碱基排列在____侧 核糖 磷酸 外 内 两条链上的碱基通过______作用， ______________与______________配对， ___________与_____________配对，结合成碱基对，遵循________________原则 氢键 腺嘌呤（A） 尿嘧啶（U） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 碱基互补配对 任务二 核酸的结构 比DNA分子小得多。 二、核酸的结构 核糖核酸（RNA）分子的形成过程 腺嘌呤（A） 核糖 腺嘌呤核苷 腺嘌呤核苷酸 腺嘌呤核苷酸 -H2O -H2O -H2O RNA 单链分子 磷酯键 任务二 核酸的结构 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 任务二 核酸的结构 DNA分子 蛋白质分子 核苷酸 氨基酸 磷酯键 肽键 归纳总结 核酸的结构 核酸是由核苷酸单体形成的聚合物，是生物体遗传信息的载体 核 酸 核 苷 酸 磷酸 核苷 RNA 单链状结构 DNA 双螺旋结构 形成磷酯键 戊糖 碱基 氢键作用 多聚核苷酸链 碱基互补配对原则 水解 缩合聚合 水解 缩合 水解 缩合 缩合 聚合 任务二 核酸的结构 1、核酸的生物功能 没有核酸，就没有蛋白质，也就没有生命 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 DNA 遗传信息 指导 RNA 转移氨基酸 传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息 控制 合成 蛋白质 遗传信息传递 任务三 核酸的生物功能 ①DNA分子上有许多基因，决定了生物体的一系列性状 2.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 任务三 核酸的生物功能 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，最后形成两个与亲代 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。 3.RNA分子的生物功能 RNA参与传递、翻译和表达DNA分子所携带的遗传信息。 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 任务三 核酸的生物功能 中国在核酸的研究中的贡献 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，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绘制 任务三 核酸的生物功能 18 核酸检测的重要环节 知识拓展 19 1.判断题 (1)组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸( ) (2)核酸是具有遗传信息的蛋白质( ) (3)DNA是生物体遗传信息的载体，蛋白质合成的模板( ) (4)RNA可以根据DNA提供的信息，控制蛋白质合成( ) (5)核酸分为DNA和RNA，是一类含磷的高分子化合物( ) × √ √ √ 学习评价 × 2.下列有关核酸的叙述中，正确的是( ) A.除病毒外，一切生物都有核酸存在 B.核酸是由C、H、O、P、N等元素组成的小分子有机物 C.核酸是生物的遗传物质 D.组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸 C 学习评价 3.DNA与RNA完全水解后产物的特点是（ ） A.部分碱基相同，戊糖相同 B.部分碱基不同，戊糖不同 C.碱基相同，戊糖不同 D.碱基不同，戊糖相同 B 4.如图是核酸的基本组成单位核苷酸的结构示意图,下列说法正确的是(　　) A.比较组成DNA与RNA的④,只有②存在不同 B.若③是T,则④叫胸腺嘧啶脱氧核糖核酸 C.若③是尿嘧啶,则②是脱氧核糖 D.若②是脱氧核糖,则④构成的核酸是遗传物质的主要载体 D 学习评价 5．下图为DNA分子的局部结构示意图。下列说法不正确的是（ ）  A．DNA是一种生物大分子，分子中四种碱基均含N—H键 B．脱氧核糖分子、磷酸分子、碱基可通过脱水形成脱氧核糖核苷酸分子 C．-NH2氮原子能提供孤电子对与H+的空轨道形成配位键，因此能与酸反应 D．图中虚线表示碱基互补配对(A和T、C和G)时形成的化学键 D 6、核酸检测对防疫新冠肺炎意义重大。如图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，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C4H5N3O，含有的官能团是氨基和肽键 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 学习评价 7．脱氧核糖核酸(DNA)分子的局部结构示意图如下，它是由脱氧核糖、磷酸及碱基形成脱氧核糖核苷酸后，脱氧核糖核苷酸聚合成脱氧核糖核苷酸链进而形成的。   下列说法不正确的是（ ） A．磷酸与脱氧核糖分子通过醚键结合 B．碱基分子在形成脱氧核糖核苷酸时均断N-H键 C．脱氧核糖、磷酸、碱基通过分子间脱水形成脱氧核糖核苷酸 D．碱基G与C、A与T互补配对原则的原因是氢键数目最多、结构最稳定 A 学习评价 $