(共22张PPT)
第二节 核酸
4.3 核酸
第四章 生物大分子
学习目标:
1、了解核酸、核苷酸的组成、结构。
(宏观辨识与与微观探析)
2、认识人工合成核酸等的意义,体会化学学科在生命科学发展中所起的重要作用。
(科学精神和社会责任)。
核酸的发现
1868年,瑞士内科医生米歇尔(Friedrich Miescher)从外科医院包扎伤口绷带上的脓细胞核中提取到一种富含磷元素的酸性化合物,将其称为核质(nuclein);后来他又从鲑鱼精子细胞核中分离出类似的酸性物质;随后也有人在多种组织细胞中发现了这类物质的存在。
核酸与蛋白质一样,是一切生物机体不可缺少的组成部分,是现代生物化学、分子生物学和医学的重要基础之一。
核酸
——遗传信息的携带者
导:
五碳
糖
磷酸
含N碱基
核酸同蛋白质一样,也是生物大分子。组成元素?核酸的基本组成单位是什么?其基本组成单位由哪些分子组成?
2.基本组成单位:核苷酸
1.组成元素:C、H、O、N、P
核酸的化学结构
一个核苷酸 = 一分子(磷酸 + 五碳糖 + 含氮碱基)
任务一:核酸的组成
核酸
酶
水解
核苷酸
酶
水解
磷酸
核苷
酶
水解
戊糖
碱基
腺嘌呤(A)
鸟嘌呤(G)
胞嘧啶(C)
胸腺嘧啶(T)
尿嘧啶(U)
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
戊糖
脱氧核糖
核糖
以环状结构存在于
脱氧核糖核酸(DNA)
核糖核酸(RNA)
具有碱性的杂环有机化合物
碱基:
腺嘌呤(A)
鸟嘌呤(G)
胞嘧啶(C)
尿嘧啶(U)
腺嘌呤(A)
鸟嘌呤(G)
胞嘧啶(C)
胸腺嘧啶(T)
任务一:核酸的组成
(1)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。
(2)形成腺嘌呤核苷和腺嘌呤核苷酸时分别如何断键成键的?
(3)结合教材 碱基和核糖的结构简式,写出胞嘧啶核苷酸的结构简式
练:
小结:
水解
核苷酸
磷酸
缩合
核苷
戊糖
碱基
水解
缩合
核酸
水解
缩合聚合
核酸既含显酸性的磷酸基团,又含显弱碱性的碱基,通常表现为较强的酸性
任务一:核酸的组成
天然的核酸
绝大多数生物体的遗传物质
少数生物体的遗传物质
脱氧核糖核酸(DNA)
核糖核酸(RNA)
主要分布在细胞核中
主要分布在细胞质中
1.分类:
根据组成中所含戊糖的不同分为:
任务二:核酸的分类
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
任务二:核酸的分类
脱氧核糖核酸和核糖核酸的异同
组成 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA)
磷酸 都含有
核苷 戊糖 脱氧核糖 核糖
碱基 相同 腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)
不同 胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶(U)
DNA晶体X射线衍射图
(1951年)
DNA分子的扫描隧道显微镜照片
任务三:核酸的结构
双螺旋结构
DNA的结构
DNA分子
双螺旋结构
由两条多聚核苷酸组成,两条链_________。
形成双螺旋结构
每条链中的________和___交替链接,排在__侧
碱基排列在____侧
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
平行盘绕
脱氧核糖
磷酸
外
内
氢键
腺嘌呤(A)
胸腺嘧啶(T)
鸟嘌呤(G)
胞嘧啶(C)
碱基互补配对
任务三:核酸的结构
RNA的结构
RNA分子
单链状结构
由一条多聚核苷酸组成,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
任务三:核酸的结构
任务三:核酸的结构
DNA分子的双螺旋结构具有以下特点:
①DNA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。
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。
小结:
任务四:核酸的生物功能
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。DNA分子上有许多基因,决定了生物体的一系列性状。
RNA则主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。
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。
任务四:核酸的生物功能
有助于提高疾病诊断和治疗水平,促进医学、农业等的发展。
对核酸的结构和生物功能的研究
使人们深入认识生命活动规律,更好地利用生物资源
我国对核酸的研究成果
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。
核酸方面的研究及意义
达标练习:
1.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.1981年,我国科学工作者用人工方法合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸
C
2.DNA复制是按半保留方式进行的。如果一个完全放射标记的双链DNA分子在不含有放射标记的溶液中,进行两轮复制。如此产生的4个DNA分子的放射活性将会出现( )
A.半数分子没有放射性 B.所有分子都有放射性
C.半数分子的两条链都有放射性D.—个分子的两条链都有放射性
A
3.下列说法中,错误的是( )
A.温度越高,加蛋白酶洗衣粉的去污效果越好
B.浓硝酸使皮肤呈黄色是由于浓硝酸与蛋白质发生了颜色反应
C.用双缩脲试剂可以鉴別蛋白质和氨基酸
D.核酸对遗传信息的储存、蛋白质的生物合成起着决定性作用
A
4.核酸检测是诊断新冠肺炎的重要依据,下列关于核酸的结构和性质说法正确的是( )
A.核酸是一种无机酸B.核酸的性质与蛋白质相似,不会变性
C.组成核酸的元素有C、H、O、N、P等D.核酸是生物小分子化合物
C
达标练习:
5.如图表示DNA分子结构中的一部分,其中连接碱基A与T的是( )
A.肽键 B.氢键 C.磷酸酯键 D.二硫键
B
6.如图甲是脱氧核糖核酸(DNA)的结构片段,它的碱基中胞嘧啶的结构如图乙,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,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
达标练习
课堂总结
反向
双螺旋
脱氧核苷酸
脱氧核糖
A=T
谢谢观看