2023-2024學(xué)年人教版新教材選擇性必修三 第四章第三節(jié)　核酸 學(xué)案

第三節(jié)核酸【課程標(biāo)準(zhǔn)要求】1.了解脫氧核糖核酸、核糖核酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生物功能。2.認(rèn)識(shí)人工合成核酸的意義，體會(huì)化學(xué)科學(xué)在生命科學(xué)發(fā)展中所起的重要作用。一、核酸的組成1.分類核酸分為脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)，絕大多數(shù)生物體的遺傳物質(zhì)是DNA。2.組成(1)核酸是一種生物大分子，是由許多核苷酸單體形成的聚合物。(2)核苷酸水解得到磷酸和核苷，核苷水解得到戊糖和堿基，其中戊糖有脫氧核糖或核糖，在核酸中以環(huán)狀結(jié)構(gòu)的形式存在。3.定義：核酸可以看作磷酸、戊糖和堿基通過(guò)一定方式結(jié)合而成的生物大分子。4.核酸的合成與水解【微自測(cè)】1.下列關(guān)于核酸的說(shuō)法不正確的是()A.核酸是一種生物大分子B.核酸根據(jù)組成中戊糖的不同，分為DNA和RNAC.絕大多數(shù)生物體中遺傳物質(zhì)是RNAD.核酸在生物體的生長(zhǎng)、繁殖、遺傳和變異等生命現(xiàn)象中起著重要的作用答案C解析絕大多數(shù)生物體中遺傳物質(zhì)是DNA不是RNA，C項(xiàng)錯(cuò)誤。二、核酸的結(jié)構(gòu)和功能1.核酸的結(jié)構(gòu)(1)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)①DNA分子由兩條多聚核苷酸鏈組成，兩條鏈平行盤繞，形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。②每條鏈中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，堿基排列在內(nèi)側(cè)。(2)RNA的結(jié)構(gòu)RNA也是以核苷酸為基本構(gòu)成單位，其中的戊糖和堿基與DNA中的不同，核糖替代了脫氧核糖，尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T)。RNA分子一般呈單鏈狀結(jié)構(gòu)，比DNA分子小得多。2.核酸的生物功能(1)基因：有一定堿基排列順序的DNA片段含有特定的遺傳信息，稱為基因。(2)生物功能①DNA分子的復(fù)制親代DNA分子的兩條鏈解開后作為母鏈模板，在酶的作用下，利用游離的核苷酸各自合成一段與母鏈互補(bǔ)的子鏈。最后形成兩個(gè)與親代DNA完全相同的子代DNA分子，使核酸攜帶的遺傳信息通過(guò)DNA復(fù)制被精確地傳遞給下一代，并通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)影響生物體特定性狀的發(fā)生和發(fā)育。②RNA的生物功能RNA主要負(fù)責(zé)傳遞、翻譯和表達(dá)DNA所攜帶的遺傳信息。3.中國(guó)在核酸的研究中的貢獻(xiàn)(1)1981年，人工合成了具有生物活性的核酸分子——酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸。(2)1999年，參與了人類基因組計(jì)劃。(3)2002年，完成了水稻基因組圖譜的繪制。【微自測(cè)】2.下列敘述中，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”。(1)組成核酸的基本單位是脫氧核苷酸()(2)核酸是具有遺傳信息的蛋白質(zhì)()(3)DNA是生物體遺傳信息的載體，蛋白質(zhì)合成的模板()(4)RNA可以根據(jù)DNA提供的信息，控制蛋白質(zhì)合成()(5)核酸分為DNA和RNA，是一類含磷的高分子化合物()答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)√核酸的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)【活動(dòng)探究】2020年中國(guó)打贏了新冠疫情防控戰(zhàn)役，核酸檢測(cè)功不可沒(méi)。新冠病毒感染人體之后，首先會(huì)在呼吸道系統(tǒng)中進(jìn)行繁殖，因此可以通過(guò)檢測(cè)痰液、鼻咽拭子中的病毒核酸判斷人體是否感染病毒。核酸檢測(cè)陽(yáng)性可以作為新型冠狀病毒感染確診的新標(biāo)準(zhǔn)。1.試分析脫氧核糖、脫氧核苷酸、脫氧核糖核酸的區(qū)別。提示脫氧核糖核酸簡(jiǎn)稱DNA，是分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)化合物。脫氧核苷酸是脫氧核糖核酸的基本單位。脫氧核糖是戊糖，以環(huán)狀結(jié)構(gòu)存在于核酸中，結(jié)構(gòu)為：2.DNA初步水解和最終水解的產(chǎn)物是什么？提示DNA初步水解產(chǎn)物為4種脫氧核糖核苷酸，分別是腺嘌呤脫氧核糖核苷酸、鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸、胞嘧啶脫氧核糖核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸。徹底水解的有6種產(chǎn)物，脫氧核糖、磷酸、4種含氮堿基。3.DNA分子是什么結(jié)構(gòu)？分子中的脫氧核糖、堿基的位置在哪部分？提示雙螺旋結(jié)構(gòu)。脫氧核糖在雙螺旋結(jié)構(gòu)的外側(cè)，堿基在內(nèi)側(cè)。4.DNA分子中的堿基通過(guò)什么作用形成雙鏈？堿基如何配對(duì)？提示通過(guò)氫鍵作用形成雙鏈。A與T，G與C。【核心歸納】1.核酸的組成與結(jié)構(gòu)核酸eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(脫氧核糖核酸\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(磷酸,脫氧核糖核苷\(chéng)b\lc\{(\a\vs4\al\co1(堿基\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(嘌呤：A、G,嘧啶：C、T)),脫氧核糖)))),核糖核酸\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(磷酸,核糖核苷\(chéng)b\lc\{(\a\vs4\al\co1(核糖,堿基\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(嘧啶：C、U,嘌呤：A、G))))))))A：腺嘌呤；G：鳥嘌呤；C：胞嘧啶；U：尿嘧啶；T：胸腺嘧啶。2.核酸的性質(zhì)(1)酸性：核酸具有酸性，故而得名。(2)水解：核酸eq\o(→,\s\up7(水解))核苷酸eq\o(→,\s\up7(水解))磷酸＋核苷；核苷eq\o(→,\s\up7(水解))戊糖＋堿基。3.核酸的類別及其比較類別脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)組成差異二者主要差異在于戊糖的不同脫氧核糖核糖存在主要存在于細(xì)胞核中主要存在于細(xì)胞質(zhì)中生理功能生物體遺傳信息的載體，還指揮著蛋白質(zhì)的合成、細(xì)胞的分裂和制造新的細(xì)胞根據(jù)DNA提供的信息控制體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成【實(shí)踐應(yīng)用】1.核酸存在于一切生物體中，也是生命的基礎(chǔ)物質(zhì)。對(duì)核酸的研究是近年來(lái)科學(xué)研究最活躍的領(lǐng)域。以下關(guān)于核酸的論述正確的是()A.核酸是核蛋白的非蛋白部分，也是由氨基酸殘基組成的B.核酸有核糖核酸和脫氧核糖核酸兩類，共同對(duì)蛋白質(zhì)的合成和生物遺傳起重要作用C.核酸是高分子化合物，可以進(jìn)一步水解得到核苷酸，核苷酸仍然是高分子化合物D.核酸水解產(chǎn)物中只含有磷酸和堿基答案B解析核酸中沒(méi)有氨基酸殘基，A錯(cuò)誤；核酸水解得到的核苷酸不是高分子化合物，C錯(cuò)誤；核酸水解產(chǎn)物中含有磷酸、戊糖和堿基，D錯(cuò)誤。2.下列有關(guān)核酸的敘述中，正確的是()A.除病毒外，一切生物都有核酸存在B.核酸是由C、H、O、P、N等元素組成的小分子有機(jī)物C.核酸是生物的遺傳物質(zhì)D.組成核酸的基本單位是脫氧核苷酸答案C解析一般地說(shuō)，病毒由核酸和蛋白質(zhì)組成，A的敘述不正確；核酸是由C、H、O、N、P等元素組成的有機(jī)高分子物質(zhì)，B的敘述也不正確；核酸根據(jù)所含五碳糖的不同分為核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)兩大類，其中脫氧核苷酸是DNA的基本單位，D的敘述不正確。3.DNA是生物體的重要組成物質(zhì)，在它的堿基對(duì)中儲(chǔ)存著遺傳信息，與生物的生長(zhǎng)、發(fā)育等正常生命活動(dòng)以及癌變、突變等異常生命活動(dòng)密切相關(guān)。下列有關(guān)DNA的說(shuō)法正確的是()A.核酸就是DNAB.DNA水解得到的堿基含尿嘧啶(U)C.DNA水解的最終產(chǎn)物之一戊糖是二糖D.基因的化學(xué)本質(zhì)是DNA分子中能代表某一遺傳性狀的核苷酸系列答案D解析核酸包括DNA和RNA，所以A錯(cuò)誤。DNA水解得到的堿基有四種，分別是腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)。RNA才能得到尿嘧啶(U)，所以B錯(cuò)誤。最簡(jiǎn)單的單糖是甘油醛，是丙糖，所以最簡(jiǎn)單的二糖至少是己糖，所以C錯(cuò)誤。核心體系建構(gòu)1.下列有關(guān)核酸的說(shuō)法中不正確的是()A.核酸是一類含磷的生物高分子化合物B.根據(jù)組成，核酸分為DNA和RNAC.DNA大量存在于細(xì)胞質(zhì)中D.1981年，我國(guó)用人工方法合成了酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸答案C解析核酸是含磷的生物高分子化合物，據(jù)組成可分為DNA和RNA，DNA大量存在于細(xì)胞核中。2.下列說(shuō)法不正確的是()A.DNA分子中的兩鏈中的堿基不同B.DNA分子中兩鏈中的堿基通過(guò)氫鍵連接C.DNA分子中的A與T數(shù)目相同D.DNA分子與RNA分子中均含胸腺嘧啶答案D解析RNA分子中不含胸腺嘧啶，含有尿嘧啶，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.下列物質(zhì)不能水解的是()A.淀粉 B.核苷酸C.核苷 D.堿基答案D4.關(guān)于核酸功能的說(shuō)法中不正確的是()A.核酸是生物體遺傳信息的載體B.DNA分子上存在基因，決定生物體的性狀C.RNA的主要功能其中包括傳遞遺傳信息D.在細(xì)胞繁殖分裂過(guò)程中，發(fā)生RNA分子的復(fù)制答案D解析細(xì)胞繁殖分裂過(guò)程中，發(fā)生DNA分子的復(fù)制，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.下圖是關(guān)于生物