文档内容
第四章 生物大分子
第三节 核酸
【学习目标】
1.从大分子组成角度了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的分子结构;知道核酸与核苷酸、戊糖、碱基、磷酸
之间的关系,能辨识核糖核酸(RNA)、脱氧核糖核酸(DNA)中的磷酯键;能理解大分子核酸的形成过程和水解
过程,发展“证据推理与模型认知”的核心素养。
2.运用宏观实物模型认识生物大分子的微观结构,了解DNA分子中基本结构单元的连接方式，能根据
氢键分析碱基对的配对原理,初步形成DNA双螺旋空间结构的认知，发展“宏观辨识与微观探析”的核心
素养。
3.能理解大分子核酸的生物功能,能说出其对生命遗传的意义,能认识人工合成核酸的意义,体会化学学
科在生命科学发展中的重大作用,培养“科学探究和社会责任”的学科核心素养。
【学习重点】核酸的组成和结构
【学习难点】DNA分子的双螺旋结构与其功能
【课前预习】
一、核酸的组成
1.分类:核酸分为 和 ,绝大多数生物体的遗传物质是 。
2.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,在核酸
中以环状结构的形式存在。
(3)碱基的名称(符号)和结构简式
①腺嘌呤(A):
②鸟嘌呤(G):
③胞嘧啶(C):④胸腺嘧啶(T):
⑤尿嘧啶(U):
3.定义:核酸可以看作 、戊糖和 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的羟基与磷酸反应,可形成磷酸酯(AMP)、二磷酸酯(ADP)及三磷酸酯(ATP)。
(2)ATP中的特殊键
磷酸与核糖之间通过磷酯键连接,磷酸与磷酸之间形成磷酸酐键。
(3)ATP水解过程中的能量变化
ATP ADP
二、核酸的结构
1.DNA分子的双螺旋结构特点
(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。
(3)两条链上的碱基通过 作用,腺嘌呤(A)与 配对,鸟嘌呤(G)与 配对,结合成
,遵循碱基互补配对原则。
2.RNA分子的结构特点
RNA也是以 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 结构,比DNA分子小得多。
三、核酸的生物功能
1.基因:有一定碱基排列顺序的 含有特定的遗传信息,称为基因。2.生物功能
(1)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,通过控制蛋白质的合成来影响生物体的性状。
(2)RNA的生物功能
RNA参与遗传信息的 过程。
3.中国在核酸的研究中的贡献
(1)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。
(2)1999年,参与了人类基因组计划。
(3)2002年,完成了水稻基因组图谱的绘制。
一、1.脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA) 脱氧核糖核酸(DNA)
2.(1)核苷酸 (2)磷酸 核苷 碱基
3.磷酸 碱基
二、1.(3)氢键 胸腺嘧啶(T) 胞嘧啶(C) 碱基对
2.核苷酸 单链状
三、1.DNA片段 2.传递
【课中探究】
情景导入：蛋白质是生物体用以表达各项功能的工具，而核酸是生物用来制造蛋白质的模型，没有核
酸就没有蛋白质。（PPT图片展示）
任务一、核酸的组成
【学生活动1】阅读教材P ，总结核酸的基本概念？
112
【总结】
1.发现：核酸因其最早在细胞核中发现，并具有酸性，故而得名。
2.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：绝大多数生物体
的遗传物质 ）和核糖核酸（RNA：少数生物体的遗传物质 ）
3.组成元素：C、H、O、N、P
4.基本单元：核苷酸
【学生活动2】阅读教材P ，总结核酸的水解？
122-123【总结】1.核酸的水解：
2.碱基---均为含氮杂环有机物
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。
【学生活动3】阅读教材P 思考与讨论，找出戊糖、碱基和磷酸所对应的部分？
123
【总结】
【知识扩展】资料卡片---腺苷三磷酸任务二、核酸的结构
【学生活动1】阅读教材P -P 总结DNA的结构和形成过程？
124 125
【总结】
1.结构：---双螺旋结构模型——晶体X射线
①两条多聚核苷酸链组成DNA分子，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，遵循碱基互补配对原则，结合成碱基对。
2.形成过程：
【学生活动2】阅读教材P -P 总结RNA的结构和形成过程？
124 125
【总结】
1.结构：
①RNA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)。
②RNA分子一般呈单链状结构，比DNA分子小得多。2.形成过程：
【学生活动3】阅读教材P 思考与讨论？
125
【总结】
任务三、核酸的生物功能
【学生活动1】阅读教材P ，总结DNA和RNA的生物功能？
125-126
【总结】
1.DNA
(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)作用：
①DNA分子上有许多基因，决定了生物体的一系列性状
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
2.RNA：RNA参与传递、翻译和表达DNA分子所携带的遗传信息。
【学生活动2】阅读教材P ，总结DNA分子的复制？
125-126
【总结】 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。
【学生活动3】阅读教材P ，总结核酸的研究成果？
125-126
【总结】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
【知识扩展】阅读教材P 【科学-技术-社会】聚合酶链反应------核酸检测技术——RT-PCR
126
【总结】
【典型例题】
例1.核酸是细胞内携带遗传信息的物质,下列关于DNA与RNA的叙述中正确的是( )。
A.在细胞内存在的主要部位相同
B.所含的戊糖不同
C.核苷酸之间的连接方式不同
D.所含的碱基相同
【答案要点】B
例2.下列说法正确的是( )。
A.叶肉细胞中碱基、核苷酸、戊糖种类分别是5种、8种和2种
B.大肠杆菌细胞中含有碱基A、T、G、C的核苷酸共4种
C.组成核酸的基本单位是核糖核苷酸
D.DNA与RNA的不同点只在于戊糖和碱基的不同
【答案要点】A
例3.下列有关核酸的说法中不正确的是( )。
A.核酸是一类含磷的生物高分子化合物
B.根据组成,核酸分为DNA和RNA
C.DNA大量存在于细胞质中
D.我国用人工方法合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸
C.①⑤②③④⑥ D.①⑥④⑤③②
【答案要点】C例4.组成某种核酸的基本单元如图,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.该物质组成的核酸主要参与遗传信息的传递过程
【答案要点】C
例5.核糖是合成核酸的重要原料,常见的两种核糖结构简式为
D-核糖: ;
戊醛糖:CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO。下列关于核糖的叙述不正确的是( )。
A.戊醛糖和D-核糖互为同分异构体
B.它们都能发生酯化反应
C.戊醛糖属于单糖
D.由戊醛糖→脱氧核糖(C5H10O4)可看成是一个氧化过程
【答案要点】D
