4.3 核酸 课件 （共19张PPT）2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修3
文档属性
| 名称 | 4.3 核酸 课件 （共19张PPT）2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修3 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-12 22:28:33 | ||
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文档简介
(共19张PPT)
第四章 生物大分子
第三节 核酸
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
1.了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能；知道核酸与核苷酸、戊糖、碱基、磷酸之间的关系；
2.能辨识核糖核酸、脱氧核糖核酸中的磷脂键，能从结构角度认识核酸分子的形成过程及水解过程；
3.能基于氢键分析碱基配对原理，形成对DNA双螺旋空间结构的认知。
一、核酸的组成
因最早在细胞核中发现，并具有酸性，故名核酸。核酸是生物体遗传信息的携带者，绝大多数生物体的遗传物质是DNA，少数生物体的遗传物质是RNA。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。
天然的核酸
脱氧核糖核酸(DNA)，主要分布在细胞核中
核糖核酸(RNA)，主要分布在细胞质中
核酸是一种生物大分子，相对分子质量可达上百万，在酶的作用下，可以发生水解反应，过程如下：
核酸的元素组成:
C、H、O、N、P
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
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，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：
戊糖
碱基
缩合
水解
缩合聚合
水解
核苷
磷酸
缩合
水解
核苷酸
核酸
Ⅰ.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
戊糖
思考与讨论
腺嘌呤核苷
腺嘌呤核苷酸
磷酸
碱基
碱基
二、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。
碱基互补配对时形成氢键示意图（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
尿嘧啶
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。
Ⅱ.DNA分子的多聚核苷酸链中，核苷酸之间通过磷酯键连接。请类比蛋白质的结构，指出DNA分子、核苷酸和磷酯键分别对应于蛋白质的哪些部分。
思考与讨论
游离的
核苷酸
三、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，称为基因。
2.核酸的生物功能
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。
1.基因：
(1)DNA分子的复制
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
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)
1999年，我国参与人类基因组计划,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。
4.核酸研究的意义
①使人们深入认识生命活动规律，更好地利用生物资源
②有助于提高疾病诊断和治疗水平，促进医学、农业等的发展。
聚合酶链反应
聚合酶链反应是一种在生物体外扩增DNA片段的重要技术，可使痕量的DNA扩增几百万倍。人体毛发、血液和古生物残骸中的痕量DNA，都能通过这项技术加以扩增，以便在检测后获得相关的生物学信息。目前，自动化PCR仪已经出现，可以快速进行DNA扩增和分析，广泛应用于疾病诊断、司法鉴定和考古研究等领域。
科学·技术·社会
[练一练]
1.判断正误
(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。( )
(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)人的遗传物质彻底水解后可得到6种小分子。( )
(5)判断核酸种类可依据戊糖或碱基的种类。( )
2．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
3.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化合物
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
C
4.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
核酸的组成
核酸的结构
核酸的功能
核酸
核苷酸
核苷+磷酸
RNA：单链结构
DNA：双螺旋结构
RNA：传递、翻译、表达信息
DNA：特定的遗传信息
碱基：A、T、C、G
碱基：A、U、C、G
第四章 生物大分子
第三节 核酸
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
1.了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能；知道核酸与核苷酸、戊糖、碱基、磷酸之间的关系；
2.能辨识核糖核酸、脱氧核糖核酸中的磷脂键，能从结构角度认识核酸分子的形成过程及水解过程；
3.能基于氢键分析碱基配对原理，形成对DNA双螺旋空间结构的认知。
一、核酸的组成
因最早在细胞核中发现，并具有酸性，故名核酸。核酸是生物体遗传信息的携带者，绝大多数生物体的遗传物质是DNA，少数生物体的遗传物质是RNA。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。
天然的核酸
脱氧核糖核酸(DNA)，主要分布在细胞核中
核糖核酸(RNA)，主要分布在细胞质中
核酸是一种生物大分子，相对分子质量可达上百万，在酶的作用下，可以发生水解反应，过程如下：
核酸的元素组成:
C、H、O、N、P
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
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，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：
戊糖
碱基
缩合
水解
缩合聚合
水解
核苷
磷酸
缩合
水解
核苷酸
核酸
Ⅰ.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
戊糖
思考与讨论
腺嘌呤核苷
腺嘌呤核苷酸
磷酸
碱基
碱基
二、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。
碱基互补配对时形成氢键示意图（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
尿嘧啶
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。
Ⅱ.DNA分子的多聚核苷酸链中，核苷酸之间通过磷酯键连接。请类比蛋白质的结构，指出DNA分子、核苷酸和磷酯键分别对应于蛋白质的哪些部分。
思考与讨论
游离的
核苷酸
三、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，称为基因。
2.核酸的生物功能
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。
1.基因：
(1)DNA分子的复制
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
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)
1999年，我国参与人类基因组计划,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。
4.核酸研究的意义
①使人们深入认识生命活动规律，更好地利用生物资源
②有助于提高疾病诊断和治疗水平，促进医学、农业等的发展。
聚合酶链反应
聚合酶链反应是一种在生物体外扩增DNA片段的重要技术，可使痕量的DNA扩增几百万倍。人体毛发、血液和古生物残骸中的痕量DNA，都能通过这项技术加以扩增，以便在检测后获得相关的生物学信息。目前，自动化PCR仪已经出现，可以快速进行DNA扩增和分析，广泛应用于疾病诊断、司法鉴定和考古研究等领域。
科学·技术·社会
[练一练]
1.判断正误
(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。( )
(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)人的遗传物质彻底水解后可得到6种小分子。( )
(5)判断核酸种类可依据戊糖或碱基的种类。( )
2．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
3.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化合物
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
C
4.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
核酸的组成
核酸的结构
核酸的功能
核酸
核苷酸
核苷+磷酸
RNA：单链结构
DNA：双螺旋结构
RNA：传递、翻译、表达信息
DNA：特定的遗传信息
碱基：A、T、C、G
碱基：A、U、C、G