4.3核酸 课件（共29张PPT）

(共29张PPT)
第三节 核 酸
第四章 生物大分子
1. 能说明核糖核酸、脱氧核糖核酸对于生命遗传的意义。
2. 认识了解核糖核酸的组成和结构。
学习目标
核酸与蛋白质一样，是一切生物机体不可缺少的组成部分。
核酸是现代生物化学、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
一、核酸的概念
核酸是一类含磷的高分子化合物，是由其结构单体核苷酸通过3′,5′- 磷酸二酯键聚合而成的长链，继而形成具有复杂三维结构的大分子化合物。
学习探究
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
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。
二、核酸的组成和分类
1．分类：
根据组成中所含戊糖的不同分为：
核酸的组成：
磷酸
核酸 → 核苷酸 → 戊糖
核苷 →
碱基
核酸的元素组成：C、H、O、N、P 。其中P在各种核酸中的含量比较恒定：RNA平均含磷量8.9%，DNA平均含磷量9.1% 。
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
2．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，在核酸中以环状结构的形式存在。
核酸在酶的作用下，可以发生水解反应，过程如下：
(3)两种核酸中的碱基(具有碱性的杂环有机化合物)
①RNA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。
②DNA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。
因此，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。其中的戊糖是核糖或脱氧核糖，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)。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)。碱基与戊糖缩合形成核苷，核苷与磷酸缩合形成了组成核酸的基本单元—核苷酸，核苷酸缩合聚合可以得到核酸：
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)
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。
戊糖
碱基
碱基
戊糖
磷酸
思考与讨论
三、核酸的结构
1．DNA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。如下图所示是碱基互补配对时形成氢键的示意图，图中的虚线表示氢键。
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。
2．RNA的结构特点
提示：不同氨基酸分子中的氨基与羧基通过脱水缩合生成肽键，相互连接形成多肽，多肽通过盘曲 折叠形成具有一定空间结构的蛋白质。因此，DNA分子对应蛋白质分子；核苷酸是形成核酸的基本结构单元，对应形成蛋白质的基本结构单元氨基酸；磷酯键则与肽键相对应。
思考与讨论
DNA分子的多聚核苷酸链中，核苷酸之间通过磷脂键连接。请类比蛋白质的结构，指出DNA分子、核苷酸和磷脂键分别对应于蛋白质的哪些部分。
四、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，称为基因。
核酸是生物体遗传信息的载体。
2.核酸的生物功能
(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，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。
在细胞繁殖分裂过程中，会发生DNA分子的复制。DNA分子的复制过程如下：
亲代DNA分子的两条链
作为母链模板
利用游离的核苷酸
与母链互补的子链
两个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子
遗传信息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。
DNA是主要遗传物质，是遗传信息的载体。 DNA同时还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造新的细胞。
RNA在蛋白质生物合成中起重要作用。根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成。
(2)RNA的生物功能
RNA主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。
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，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。
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
4. 核酸研究的意义
课堂小结
(1)核酸分为DNA和RNA，是一类含磷的生物高分子。 (　　)
(2)蛋白质和核酸都是由单体构成的多聚体，其结构的多样性都取决于单体的排序多样性。(　　)
1．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
×
√
课堂小结
提示：DNA和RNA都含有磷酸元素。
提示：蛋白质由单体氨基酸形成，核酸由单体核苷酸形成，蛋白质结构的多样性取决于氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链所形成的空间结构，核酸结构的多样性主要取决于组成核酸的核苷酸的排列顺序。
(3)蛋白质的N元素主要存在于肽键中，核酸的N元素存在于碱基中。(　　)
(4)起催化作用的酶是蛋白质而不是核酸。(　　)
(5)人的遗传物质彻底水解后可得到6种小分子。(　　)
(6)判断核酸种类可依据戊糖或碱基的种类。(　　)
×
√
√
√
提示：蛋白质的N元素主要存在于肽键中，核酸的N元素存在于含氮碱基中。
提示：绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA。
提示：人的遗传物质是DNA，其彻底水解后可得到6种小分子，即脱氧核糖、磷酸和4种含氮碱基(A、C、G、T)。
提示：构成DNA与RNA的核苷酸除了戊糖不同外，含氮碱基也不完全相同,所以判断核酸种类可依据戊糖或碱基的种类。
2．下列说法不正确的是(　　)
A．DNA分子中的两链中的碱基不同
B．DNA分子中两链中的碱基通过氢键连接
C．DNA分子中的A与T数目相同
D．DNA分子与RNA分子中均含胸腺嘧啶
　解析：RNA分子中不含胸腺嘧啶，含有尿嘧啶，D项错误。
D
3．下列关于核酸的说法不正确的是(　　)
A．核酸是一种生物大分子
B．核酸根据组成中戊糖的不同，分为DNA和RNA
C．绝大多数生物体中遗传物质是RNA
D．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
解析：绝大多数生物体中遗传物质是DNA不是RNA，C项错误。
C
4．DNA是生物体的重要组成物质，在它的碱基对中储存着遗传信息，与生物的生长、发育等正常生命活动以及癌变、突变等异常生命活动密切相关。下列有关DNA的说法中正确的是(　　)
A.核酸就是DNA
B.DNA水解得到的碱基含尿嘧啶(U)
C.DNA水解的最终产物之一戊糖是二糖
D.基因的化学本质是DNA分子中能代表某一遗传性状的核苷酸序列
D
解析：核酸包括DNA和RNA，A错；DNA水解得到的碱基有四种，分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)，RNA水解才能得到尿嘧啶(U)，B错；最简单的单糖是甘油醛，是丙糖，最简单的二糖至少是己糖，C错。
5.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
解析：比较DNA与RNA的核苷酸，②戊糖和③含氮碱基均存在不同，A错误；若③是T，则④是DNA的组成单位，叫胸腺嘧啶脱氧核苷酸，B错误；若③是尿嘧啶，则②是核糖，C错误；若②是脱氧核糖，则④是DNA的组成单位，DNA是遗传物质的主要载体，D正确。
6.如图为糖类概念图，下列说法不正确的是(　　)
A.若某种单糖A为果糖，则物质①是蔗糖
B.若③是绿色植物光合作用的产物，则③是淀粉
C.若构成物质②的碱基有胸腺嘧啶，则某种单糖A为核糖
D.若④是腺嘌呤核糖核苷酸，则它可参与ATP的组成
C
解析：若A为果糖，果糖+葡萄糖→蔗糖，A正确；由单糖缩合而成的绿色植物光合作用的产物是淀粉，B正确；胸腺嘧啶只存在于DNA中，不存在于RNA中，构成DNA的戊糖A为脱氧核糖，不是核糖，C错误；ATP脱去2个磷酸基团就是腺嘌呤核糖核苷酸，D正确。
本节内容结束