4.3 核酸课件 (共45张PPT)2023-2024学年高二化学人教版选择性必修3

(共45张PPT)
第四章
第三节　核酸
基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
目录索引
素养 目标 1.通过了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能,辨识磷酯键,从结构角度认识核酸分子的形成过程及水解过程,形成宏观辨识与微观探析的学科核心素养。
2.通过认识人工合成核酸的意义,体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用,能说出核酸对生命遗传的意义,形成科学态度与社会责任的学科核心素养。
基础落实·必备知识全过关
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
2.核酸的组成
(1)核酸可以看作　　　　、　　　　和　　　　通过一定方式结合而成的生物大分子。
(2)核酸的水解和生成。
磷酸
戊糖
碱基
核苷
核苷酸
核酸
(3)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
碱基 相同
不同
脱氧核糖　
核糖
腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)
胸腺嘧啶(T)　
尿嘧啶(U)
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
单链状　
核糖
脱氧核糖
尿嘧啶
胸腺
小
三、核酸的生物功能
核酸是生物体　　　　　　　　的载体。
1.DNA的生物功能
(1)基因:有一定　　　　排列顺序的DNA片段含有特定的　　　　信息。
(2)基团作用:DNA分子上有许多基团,决定了生物体的一系列　　　　。
2.RNA的生物功能
参与遗传信息的传递过程。
遗传信息
碱基
遗传
性状
四、核酸研究的成果和意义
1.我国核酸研究的成绩
(1)1981年,我国科学家人工合成了具有生物活性的　　　　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　　　　　　　　　　组图谱的绘制。
核酸
水稻基因
2.核酸研究的意义
生物
医学
农业
概念图解
核酸组成示意图
深度思考1
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,回答下列问题:
(1)2-脱氧核糖(C5H10O4)与葡萄糖是互为同系物吗 能否发生银镜反应
(2)写出胞嘧啶的分子式。它含有什么官能团
提示 不是;否。脱氧核糖(C5H10O4)与葡萄糖(C6H12O6)不相差一个或多个CH2原子团,不是互为同系物;2-脱氧核糖(C5H10O4)无醛基,不能发生银镜反应。
提示 胞嘧啶分子式为C4H5N3O,含有的官能团是肽键、碳氮双键、碳碳双键、氨基。
易错辨析1
(1)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。(　　)
(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。(　　)
√
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 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)人的遗传物质彻底水解后可得到6种小分子。(　　)
(4)判断核酸种类可依据戊糖或碱基的种类。(　　)
√
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。
深度思考2
某种海洋生物的DNA分子中,腺嘌呤的数量约占碱基总数的32%,请由此推测其他三种碱基的数量占碱基总数的百分比。
提示 胸腺嘧啶占32%,鸟嘌呤占18%,胞嘧啶占18%。
易错辨析2
(1)DNA和RNA都能携带遗传信息。(　　)
(2)DNA和RNA的基本单位都是核苷酸。(　　)
(3)DNA的元素组成是C、H、O、P。(　　)
(4)核酸包括DNA和RNA。(　　)
(5)DNA初步水解的产物是四种脱氧核苷酸。(　　)
(6)DNA彻底水解的产物是脱氧核糖、磷酸和四种含氮碱基。(　　)
√
√
×
提示 DNA的组成元素为C、H、O、N、P。
√
√
√
重难探究·能力素养全提升
情境探究
探究一　核酸的组成
核酸是一种生物大分子,有下列结构的分子是生产核酸类药物的中间体。
图一
图二
图三
请思考并回答以下问题:
1.核酸、核苷酸、核苷三者之间有什么联系
2.核酸三个组成部分的元素组成是怎样的 并进一步归纳出组成核酸的元素种类。
3.戊糖有几种 二者在原子构成上有什么不同
提示 核酸是由核苷酸组成的,核苷酸由核苷以及磷酸组成,包括核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸两类,核苷由碱基和戊糖连接而成。
提示 ①磷酸含有H、O、P三种元素;②脱氧核糖、核糖含有C、H、O三种元素;③含氮碱基如腺嘌呤含有C、H、N三种元素。综上所述,核酸是由C、H、O、N、P五种元素组成的。
提示 戊糖分为脱氧核糖和核糖两种;第一种比第二种少一个氧原子。
4.在材料图一和图二对应的结构简式中找出戊糖、碱基和磷酸对应的部分。
提示
5.判断材料中所给的三种分子是DNA还是RNA 如何判断一个核酸分子是DNA还是RNA
提示 (1)图三表示的是脱氧核糖核酸(DNA),图二表示的是核糖核酸(RNA); (2)依据其中含有戊糖的种类判断:若该核酸分子含有脱氧核糖,则一定是DNA;若含有核糖,则是RNA。依据碱基种类判断:该核酸分子若含有碱基T,则一定是DNA;若含有碱基U,则一定是RNA。
方法突破
1.核酸的组成
2.核酸的性质
(1)酸性:核酸具有酸性,故而得名。
应用体验
视角1核酸的组成
1.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,叫胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸,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。
2.下列说法错误的是(　　)
A.组成核酸的基本单元是碱基和戊糖
B.核酸是由核苷酸缩聚而成的生物大分子
C.脱氧核糖核酸是绝大多数生物体的遗传物质
D.生物体内的戊糖主要以环状结构的形式存在于核酸中
A
解析 核酸 核苷酸,A项错误,B项正确;DNA是绝大多数生物体的遗传物质,RNA是少数生物体的遗传物质,C项正确;生物体内的戊糖主要以环状结构的形式存在于核酸中,D项正确。
视角2　核酸的水解
3.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 核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),A错误;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错误;戊糖是单糖,C错误。
【变式设问】
(1)DNA和RNA水解得到的戊糖是否相同
(2)DNA初步水解和彻底水解的产物分别是什么
提示 不同。DNA和RNA水解得到的戊糖分别为脱氧核糖和核糖。
提示 DNA初步水解的产物是四种脱氧核苷酸(腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸)。彻底水解的产物是脱氧核糖、磷酸和四种含氮碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶)。
4.如图表示不同化学元素所组成的生命大分子及其水解产物,以下说法错误的是(　　)
A.若①为某种大分子的组成单位,则①最可能是氨基酸
B.若②是人体中重要的储能物质,则②可能是脂肪
C.若③为能储存遗传信息的大分子物质,则③一定是DNA
D.若④能够作为医疗注射物,则④是葡萄糖
C
解析 由题图示可知,①的组成元素为C、H、O、N,若①为某种大分子的组成单位,则①最可能是蛋白质的基本组成单位——氨基酸;②的组成元素只有C、H、O三种,可能是糖类或脂肪,若②是细胞中重要的储能物质,则②可能是脂肪;③的组成元素为C、H、O、N、P,若③是能储存遗传信息的大分子物质,则其可能是DNA或RNA;④只含C、H、O三种元素,作为医疗注射液提供能量的为葡萄糖。
视角3DNA和RNA的比较
5.组成DNA的基本成分是(　　)
①核糖　②脱氧核糖　③磷酸　④腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶　⑤胸腺嘧啶　⑥尿嘧啶
A.①③⑤ B.①②④⑥
C.②③④⑤ D.②③⑥
C
解析 DNA由脱氧核糖核苷酸组成,脱氧核糖核苷酸由磷酸、脱氧核糖和含氮碱基组成,含氮碱基包括腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶4种,故选C。
6.下列关于核酸的叙述正确的是(　　)
A.DNA和RNA中的戊糖相同
B.组成DNA与蛋白质的元素种类相同
C.DNA和RNA呈酸性,蛋白质呈碱性
D.DNA分子中含有胸腺嘧啶
D
解析 DNA中的戊糖是脱氧核糖,RNA中的戊糖是核糖,A项错误;DNA由C、H、O、N、P元素组成,而蛋白质主要由C、H、O、N、S等元素组成,有些蛋白质还含有P、Fe等元素,B项错误;蛋白质分子中既含有氨基,又含有羧基,故呈两性,C项错误。
情境探究
探究二　核酸的结构
人的细胞中含有DNA,而每个人的DNA都不完全相同,因此,通过分子生物学方法显示出来的人的DNA模样就会因人而异,人们就可以像指纹那样分辨人与人的不同,这也就是DNA指纹一词的由来。其实DNA属于我们说到的核酸的一种。
请思考并回答以下问题:
1.生物大分子DNA具有什么结构 DNA和RNA水解得到的
戊糖是否相同
提示 DNA具有双螺旋结构。不同,DNA和RNA水解得到的戊糖分别为脱氧核糖和核糖。
2.一条脱氧核糖核苷酸长链中的脱氧核糖与磷酸的连接方式是怎样的 两条脱氧核糖核苷酸长链间的碱基对通过什么化学键连接
3.在DNA的双螺旋结构中,碱基配对为什么非得A配T,G配C呢
提示 一条脱氧核糖核苷酸长链中脱氧核糖和磷酸的连接方式是:—磷酸—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—;两条脱氧核糖核苷酸长链间的碱基通过氢键连接。
提示 因为A和T或G和C在形成氢键的时候,两两配合得比较默契,它们之间能够最有效地形成氢键,稳定DNA结构。
4.DNA分子的多聚核苷酸链中,核苷酸之间通过磷酯键连接。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中的哪些部分
提示 DNA分子相当于蛋白质结构中的肽链,核苷酸相当于蛋白质结构中的氨基酸,磷酯键相当于蛋白质结构中的肽键。
方法突破
应用体验
视角1核酸的结构
1.下列说法正确的是(　　)
A.DNA分子和RNA分子均是双链结构
B.DNA分子中的双链通过碱基间的氢键作用相连接
C.DNA分子中的4种碱基有6种配对方式
D.核酸分子中存在大量的苯环结构
B
解析
核酸分子中存在大量的杂环结构,没有苯环结构,D项错误。
2.下列说法不正确的是(　　)
A.①代表磷酯键
B.双链DNA分子中A与T之间有2个氢键
C.双链DNA分子中G与C之间有3个氢键
D.RNA指导DNA合成蛋白质
D
解析 磷酸和脱氧核糖的羟基之间形成酯基,①代表磷酯键,A正确;根据碱基互补配对原则,双链DNA分子中A与T之间有2个氢键,G与C之间有3个氢键,B、C正确;DNA转录成RNA,RNA翻译合成蛋白质,D错误。
视角2核酸的生物功能
3.下列叙述不正确的是(　　)
A.DNA和RNA都是生物体遗传信息的载体
B.DNA分子上的基因决定了生物体的一系列性状
C.核酸是生物体进行生命活动的主要物质基础
D.核酸通过控制蛋白质的合成来影响生物体的性状
C
解析 核酸(包括DNA和RNA)是生物体遗传信息的载体,A项正确;DNA分子上有许多基因,决定了生物体的一系列性状,B项正确;蛋白质是生物体进行生命活动的主要物质基础,C项错误;核酸通过控制蛋白质的合成来影响生物体的性状,D项正确。
4.有关核酸的叙述正确的是(　　)
A.核酸对生物体的生长繁殖、遗传变异等起着决定性作用,是生命活动的控制者,大量存在于细胞核中
B.核酸指挥控制着蛋白质的合成、细胞的分裂,主要存在于细胞质中
C.生物体遗传信息的载体DNA,大量存在于细胞核中,决定蛋白质的合成
D.生物体遗传信息的载体RNA,大量存在于细胞质中,控制蛋白质的合成
C
解析 RNA主要存在于细胞质中,根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成;DNA大量存在于细胞核中,是生物体遗传信息的载体,决定蛋白质的合成,C正确,A、B、D错误。
本 课 结 束