人教版 高中化学 选择必修三 4.3 核酸课件(共46张PPT)

(共46张PPT)
汇报人：XXX
XX月XX日
核　　酸
人教版高中化学选择必修三
一、核酸的组成
1.核酸的特点与分类
注解:苷是糖苷的简称,是单糖或寡糖的羟基与另一个化合物的羟基或氨基等脱
水缩合,形成糖苷键而得到的一类有机化合物。
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
(3)核苷酸的组成
组成 脱氧核糖核(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、鸟嘌呤、胞嘧啶 不同 胸腺嘧啶 尿嘧啶
【微思考】
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。
提示:
二、核酸的结构
三、核酸的生物功能
1.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基因作用:DNA分子上有许多基因,决定了生物体的一系列_____。
(2)RNA的生物功能:主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。
遗传信息
碱基
遗传
性状
2.核酸研究的成果和意义
(1)我国核酸研究的成绩:
①1981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。
②1999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。
③2002年,我国科学家完成了___________图谱的绘制。
核酸
水稻基因组
(2)核酸研究的意义:
关键能力·素养形成
知识点　核酸的组成、结构和性质
【重点释疑】
1.核酸的组成与结构
A:腺嘌呤;G:鸟嘌呤;C:胞嘧啶;U:尿嘧啶;T:胸腺嘧啶。
2.核酸的性质
(1)酸性:核酸具有酸性,故而得名。
(2)水解:
核酸 核苷酸 磷酸+核苷;核苷 戊糖+碱基。
水解
水解
水解
【思考·讨论】
(1)试分析脱氧核糖、脱氧核苷酸、脱氧核糖核酸的区别。
提示:脱氧核糖是一种戊糖,脱氧核苷酸是脱氧核糖核酸的基本组成单位,而脱氧核糖核酸(DNA)是生物大分子。
(2)DNA初步水解和彻底水解的产物分别是什么
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)。
【案例示范】
【典例】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
【解题指南】解答本题应该注意以下三点:
(1)了解核酸的分类。
(2)掌握各类核酸水解的产物。
(3)掌握核酸生物功能的决定因素。
【解析】选D。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;戊糖属于单糖,C错。
【母题追问】
(1)DNA和RNA水解得到的戊糖是否相同
提示:不同。DNA和RNA水解得到的戊糖分别为脱氧核糖和核糖。
(2)RNA是否具有遗传功能
提示:少数生物体的遗传物质为RNA。
【迁移·应用】
下列有关说法中正确的是 (　　)
A.用甘氨酸( )与丙氨酸(CH3CHNH2COOH)缩合最多可得到四种链状二肽
B.核糖核酸(RNA)是所有生物体遗传信息的载体
C.蛋白质的一级结构的主键是肽键与氢键
D.绝大多数酶是蛋白质,具有高效的催化活性,本身不能水解
【解析】选A。A项,同种氨基酸分子形成的二肽有两种,不同的氨基酸分子间
形成的二肽也有两种,共4种,正确;B项,绝大多数生物体遗传信息的载体是DNA,
错误;C项,主键中没有氢键,错误;D项,蛋白质均可水解,错误。
【补偿训练】
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,我国用人工方法合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸
【解析】选C。核酸是含磷的生物高分子化合物,据组成可分为DNA和RNA,DNA大量存在于细胞核中。
2.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
【解析】选D。DNA与RNA在核苷酸上的不同点在②戊糖和③含氮碱基方面,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。
【课堂回眸】
课堂检测·素养达标
1.下列有关核酸的叙述中,正确的是 (　　)
A.除病毒外,一切生物体内都有核酸存在
B.核酸是由C、H、O、N、P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
【解析】选C。一般来说,病毒由核酸和蛋白质组成,A项错误;核酸是由C、H、O、N、P等元素组成的有机高分子化合物,B项错误;核酸按戊糖的不同分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类,其中DNA的基本单位是脱氧核苷酸,D项错误。
2.下列说法中,不正确的是 (　　)
A.利用盐析可以分离、提纯蛋白质
B.绝大多数酶在高温下其催化效率会降低
C.DNA是生物体遗传信息的载体
D.RNA主要存在于细胞核中,它根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成
【解析】选D。盐析不改变蛋白质的生理活性,只是使蛋白质的溶解度降低,利用多次盐析和溶解可分离、提纯蛋白质,A正确;绝大多数酶是蛋白质,在高温下会发生变性而失去生理活性,从而使其催化效率降低,B正确;DNA大量存在于细胞核中,它是生物体遗传信息的载体,C正确;RNA主要存在于细胞质中,D错误。
【补偿训练】
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,则它可作为ATP(腺苷三磷酸)的组成部分
【解析】选C。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。
3.如图是关于生物大分子的概念图。据图回答下列问题。
(1) a的名称为____________;DNA水解得到________种碱基。
(2)小麦种子中的储能物质c是_______,促进人体胃肠蠕动的物质c是_______。
(3)两个氨基酸发生脱水缩合反应时,产物是________和________,肽键的结构简式是____________________。
【解析】(1)据图分析,图中a是RNA,b是蛋白质,c是多糖。RNA是核糖核酸的缩写;DNA水解得到的碱基有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶。
(2)植物细胞中储存能量的多糖是淀粉,促进肠道蠕动的多糖是纤维素。
(3)两个氨基酸通过脱水缩合形成二肽和水,形成的化学键是肽键, 结构简式为 。
答案:(1)核糖核酸　4　(2)淀粉　纤维素
(3)H2O　二肽　
十九　核酸
(30分钟　50分)
【基础达标】
一、选择题(本题包括3小题,每小题6分,共18分)
1.关于核酸的叙述中,不正确的是 (　　)
A.DNA和RNA都能携带遗传信息
B.DNA和RNA的基本单位都是核苷酸
C.DNA元素组成是C、H、O、P
D.核酸包括DNA和RNA
【解析】选C。DNA和RNA的核苷酸的排列顺序携带着遗传信息,A正确;DNA的基
本组成单位是脱氧核糖核苷酸,RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,脱氧核糖核
苷酸和核糖核苷酸都属于核苷酸,B正确;DNA的组成元素为C、H、O、N、P,C错
误;核酸有DNA和RNA两种,D正确。
2.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
【解析】选C。由图示可知,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, 医疗作为注射液,提供能量的
为葡萄糖。
3.从新型冠状病毒肺炎患者体内提取的新型冠状病毒(由蛋白质和遗传物质
RNA组成)彻底水解后能得到 (　　)
A.20种氨基酸、4种含氮碱基
B.20种氨基酸、4种脱氧核糖
C.多种氨基酸、1种核糖
D.多种氨基酸、4种脱氧核苷酸
【解析】选C。新型冠状病毒的成分是蛋白质和RNA,蛋白质彻底水解可得到多
种氨基酸、RNA水解得到1种核糖、4种碱基和1种磷酸。
二、非选择题(本题包括1小题,共12分)
4.如图为C、H、O、N、P等元素构成大分子物质甲～丙的示意图。
(1)若图中物质甲能与碘液发生反应显蓝色,则单体3为____________,由物质甲生成单体3的化学方程式为_________________。
(2)若图中丁是由蛋白质和核糖核酸组成的细胞器,则单体1为________,单体2为____________。
(3)若物质丙可控制物质乙的合成,则物质丙通常为________,物质丙水解得到的糖为________。
【解析】(1)由题图可知,单体3由C、H、O组成,则可能是某种单糖,物质甲是
多糖,若题图中物质甲能与碘液发生反应显蓝色,则甲为淀粉,单体3为葡萄糖;
(2)若题图中丁由核糖核酸和蛋白质构成,根据所含元素可知物质乙为蛋白质,
单体1为氨基酸,物质丙为核糖核酸,单体2为核糖核苷酸;
(3)物质丙(DNA)可控制物质乙(蛋白质)的合成,则丙可以表示DNA,水解得到脱
氧核糖。
答案:(1)葡萄糖
(2)氨基酸　核糖核苷酸　(3)DNA　脱氧核糖
【能力提升】
一、选择题(本题包括1小题,共8分)
5.在自然界中,许多天然生物大分子的生物结构为螺旋状。下列相关的叙述,
正确的是 (　　)
A.DNA的螺旋结构由核糖和磷酸交替排列构成基本骨架
B.破坏某蛋白质的螺旋结构一定不影响其功能
C.双链DNA分子的每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基
D.核酸分子多样性取决于核酸中核苷酸的数量和排列顺序
【解析】选D。DNA的螺旋结构中,基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替排列构成
的,A错误;蛋白质的螺旋结构是空间结构,破坏某蛋白质的螺旋结构会影响其
功能,B错误; 双链DNA分子中,大部分脱氧核糖连着两个磷酸,C错误; 核酸中
核苷酸的数量及排列顺序决定了核酸分子的多样性,D正确。
二、非选择题(本题包括1小题,共12分)
6.如图表示与核酸有关的物质或结构,请据图回答下列问题(“[　　]”中
填写对应的字母)。
(1)绝大多数生物遗传信息的携带者是[　]________;与另一类核酸相比,在组
成上的区别是后者含有____________和____________。
(2)d含有氮元素,则在RNA内d共有________种,e共有________种。
(3)f被彻底水解后的产物是______________(用字母表示),元素a有
__________________________。
【解析】(1)绝大多数生物遗传信息的携带者是[f]DNA;与RNA相比,在组成上
的区别是RNA含有尿嘧啶和核糖。
(2)d含有氮元素,则d是碱基,则在RNA内d共有4种,e(核糖核苷酸)共有4种。
(3)f(DNA)被彻底水解后的产物是b、c、d(磷酸、戊糖、碱基),而核酸由C、H、
O、N、P五种元素组成。
答案:(1)f　脱氧核糖核酸(DNA)　尿嘧啶　核糖
(2)4　4　
(3)b、c、d　C、H、O、N、P
课题任务:以生物大分子及其水解产物为载体的有机物性质的考查
【情境创设】
　　近日,网上一些主播直播推广“军用口粮”等网红食品并在线试吃。这些所谓的“军用口粮”真的靠谱吗 专家表示,购买商品时应参考食品标签谨慎选择,要学会合理饮食。网红食品博眼球,合理饮食最重要。
课题探究·素养提升
　　专家认为,“军用口粮”不排除是部分商家为博眼球而推出的产品,为追求新鲜感偶尔食用即可,长期食用不利于健康。例如长期食用压缩干粮易导致营养不良。“虽然压缩干粮很适合用于充饥,但是它是一种用淀粉制成的食物,吃多了会导致食用者出现营养不良、缺乏维生素或是便秘的情况,另外如果长期吃压缩干粮的话,还容易患上结石类的疾病。”另外也因为压缩干粮的热量非常高,一般来说一块压缩干粮可以赶上一顿饭的热量,如果大家吃多了就容易长胖。
【素养解读】
1.核心素养:
(1)宏观辨识与微观探析:能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。
(2)科学探究与创新意识:能发现和提出有探究价值的问题;能从问题和假设出发,依据探究目的,设计探究方案。
(3)证据推理与模型认知:具有证据意识,能基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设,通过分析推理加以证实或证伪。
2.素养目标:通过课题的探究学习,掌握糖类、蛋白质的性质。通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系,形成解决实际问题的能力。
【素养探究】
【探究一】
1.如图所示为以淀粉为原料进行的有机物的转化关系。
已知相关物质被氧化的顺序:RCHO>RCH2OH>R(R1)CHOH。
各物质中,E、F为具有香味的液态有机物。
(1)B→E的反应类型是什么 E、F两种物质是什么关系 写出C、F的结构简式。
提示:酯化反应(或取代反应)　同分异构体　HOOC(CHOH)4COOH 。
由B、C、D分子中均有6个碳原子并结合A是淀粉的水解产物知A是葡萄糖,A被氧化成B(葡萄糖酸);由C的分子构成及题干中不同物质被氧化的顺序知,C是HOOC(CHOH)4COOH;B在浓硫酸存在下发生分子内酯化反应生成环状酯E、F。
(2)试剂Ⅲ最可能是什么 写出D的结构简式。1 mol D物质与足量B发生与B→E相同反应类型的反应时,最多可消耗多少摩尔B
提示:H2　CH2OH(CHOH)4CH2OH　6。由D的组成及生成途径知其为己六醇,试剂Ⅲ是H2。D是六元醇,B是一元酸,1 mol D最多可与6 mol B发生酯化反应。
(3)可以使用什么试剂鉴别A、B、D
提示:新制的氢氧化铜/加热。A含有羟基和醛基;B含有羟基和羧基,D含有羟基,分别加入新制氢氧化铜,加热,A生成砖红色沉淀,B蓝色沉淀溶解,D无明显现象。
2.市场上有一种加酶洗衣粉,即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶,它的催化活性很强,衣物的汗渍、血迹及人本身排放的蛋白质污渍遇到它,都能水解而被除去。什么衣料不能用加酶洗衣粉洗涤
提示:毛织品、蚕丝制品。两者的主要成分都是蛋白质,在酶的作用下会发生水解。
3.将淀粉和淀粉酶的混合物放入玻璃纸袋中,扎好袋口,浸入流动的温水中。一段时间后,取袋内液体分别与碘水、新制Cu(OH)2悬浊液(加热)和浓硝酸(微热)作用,其现象分别是什么
提示:现象分别是无明显现象、变黑色、显黄色。淀粉在淀粉酶的作用下水解生成葡萄糖,加入碘水后无明显现象,葡萄糖透过玻璃纸,而淀粉酶留在袋内,新制Cu(OH)2悬浊液受热分解显黑色,淀粉酶遇浓HNO3发生显色反应呈黄色。
【探究二】
1.褪黑素是一种内源性生物钟调节剂,在人体内由食物中的色氨酸转化得到。
(1)色氨酸具有两性,那么褪黑素是否具有两性
提示:否。由色氨酸的结构可知,其分子中既含有—NH2又含有—COOH,故具有两性,而褪黑素中不含有—COOH,故不具有两性。
(2)在一定条件下,色氨酸能否缩合脱水形成多肽
提示:能。色氨酸分子中羧基(—COOH)与氨基(—NH2)缩合脱去水可形成多肽。
2.一种解热镇痛药的结构简式为 ,
当它完全水解时得到的产物有哪些
提示:该物质完全水解时所得产物有 、 、CH3CH2COOH、CH3COOH四种物质。
3.近年来高铁酸钾(K2FeO4)已经被广泛应用在水处理方面,高铁酸钾的氧化性超过高锰酸钾,是一种有氧化、吸附、凝聚、杀菌功能新型高效的多功能水处理剂。高铁酸钾在水处理过程中涉及的化学过程有哪些
提示:蛋白质的变性、胶体聚沉、盐类水解和氧化还原反应。高铁酸钾具有强氧化性,与污水中还原性杂质和细菌等发生氧化还原反应,它的还原产物Fe3+,在水中能形成Fe(OH)3胶体,具有吸附性,使水中悬浮物发生聚沉,从而达到净水的目的。
【素养评价】
1.宏观辨识与微观探析——水平1:能运用化学符号描述常见简单物质及其变化。
2.科学探究与创新意识——水平2:能对简单化学问题的解决提出可能的假设,依据假设设计实验方案,组装实验仪器,与同学合作完成实验操作。
3.证据推理与模型认知——水平3:能从定性与定量结合上收集证据,能通过定性分析和定量计算推出合理的结论。
4.宏观辨识与微观探析——水平2:能从物质的微观结构说明同类物质的共性和不同类物质性质差异及其原因,解释同类的不同物质性质变化的规律。
5.变化观念与平衡思想——水平4:能对具体物质的性质和化学变化做出解释或预测,能运用化学变化的规律分析说明生产、生活实际中的化学变化。