新教材適用2023-2024學年高中化學第4章生物大分子第3節(jié)核酸學案新人教版選擇性必修3

第三節(jié)核酸學習目標1．了解脫氧核糖核酸、核糖核酸的結構特點和生物功能。2．認識人工合成核酸的意義，體會化學科學在生命科學發(fā)展中所起的重要作用。核心素養(yǎng)1．宏觀辨識與微觀探析：從官能團角度認識核酸的結構、性質，形成“結構決定性質”的觀念；從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決實際問題。2．科學態(tài)度與社會責任：通過對人工合成核酸的學習，深刻認識化學對創(chuàng)造更多物質財富和精神財富、滿足人民日益增長的美好生活需要的重大貢獻。核酸是生物體遺傳信息的載體。有一定堿基排列順序的DNA片段含有特定的遺傳信息，被稱為基因。DNA分子上有許多基因，決定了生物體的一系列性狀。RNA則主要負責傳遞、翻譯和表達DNA所攜帶的遺傳信息。在細胞繁殖分裂過程中，會發(fā)生DNA分子的復制。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的子鏈。最后形成兩個與親代DNA完全相同的子代DNA分子，使核酸攜帶的遺傳信息通過DNA復制被精確地傳遞給下一代，并通過控制蛋白質的合成來影響生物體特定性狀的發(fā)生和發(fā)育。新知預習一、核酸的組成1．核酸的特點與分類2．核酸的組成(1)核酸可以看作磷酸、戊糖和堿基通過一定方式結合而成的生物大分子。(2)核酸的水解和生成eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(戊糖,,,堿基))\o(,\s\up7(縮合),\s\do5(水解))核苷,磷酸))eq\o(,\s\up7(縮合),\s\do5(水解))核苷酸eq\o(,\s\up7(縮合聚合),\s\do5(水解))核酸(3)核苷酸的組成組成脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)磷酸都含有核苷戊糖脫氧核糖核糖堿基相同腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶不同胸腺嘧啶尿嘧啶二、核酸的結構三、核酸的生物功能1．核酸的生物功能核酸是生物體遺傳信息的載體。(1)DNA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。②基因作用：DNA分子上有許多基因，決定了生物體的一系列性狀。(2)RNA的生物功能：主要負責傳遞、翻譯和表達DNA所攜帶的遺傳信息。2．核酸研究的成果和意義(1)我國核酸研究的成績①1981年，我國科學家人工合成了具有生物活性的核酸分子——酵母丙氨酸轉移核糖核酸。②1999年，我國參與了人類基因組計劃，成為參與該項計劃的唯一發(fā)展中國家。③2002年，我國科學家完成了水稻基因組圖譜的繪制。(2)核酸研究的意義應用體驗1．核酸檢測是診斷新冠肺炎的重要依據，下列關于核酸的結構和性質說法正確的是(C)A．核酸是一種無機酸B．核酸的性質與蛋白質相似，不會變性C．組成核酸的元素有C、H、O、N、P等D．核酸是生物小分子化合物解析：核酸是由多個核苷酸單體聚合形成的有機酸，A錯誤；在某些有機試劑、加熱等化學或物理因素的影響下核酸可以發(fā)生變性，B錯誤；根據核酸的組成，可知組成核酸的元素有C、H、O、N、P等，C正確；核酸是由核苷酸單體聚合形成的生物大分子，D錯誤。2．核酸是一類含磷的生物大分子，屬于有機化合物，一般由幾千到幾十萬個原子組成。下列說法錯誤的是(D)A．天然的核酸可分為DNA和RNA兩大類B．不同核酸中所含的堿基不相同C．核酸是由許多核苷酸單體形成的聚合物D．DNA和RNA分子均為雙螺旋結構解析：DNA和RNA中所含的堿基不完全相同，B項正確；DNA分子為雙螺旋結構，RNA分子一般為單鏈狀結構，D項錯誤。3．如圖表示DNA分子結構中的一部分，其中連接堿基A與T的是(B)A．肽鍵 B．氫鍵C．磷酯鍵 D．醚鍵解析：DNA為雙螺旋結構，兩條鏈上的堿基通過氫鍵作用結合成堿基對。要點歸納知識點核酸的組成、結構和性質問題探究：(1)試分析脫氧核糖、脫氧核苷酸、脫氧核糖核酸的區(qū)別。(2)DNA初步水解和徹底水解的產物分別是什么？探究提示：(1)脫氧核糖是一種戊糖，脫氧核苷酸是脫氧核糖核酸的基本組成單位，而脫氧核糖核酸(DNA)是生物大分子。(2)DNA初步水解的產物是四種脫氧核苷酸(腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸和胞嘧啶脫氧核苷酸)。徹底水解的產物是脫氧核糖、磷酸和四種含氮堿基(腺嘌呤、鳥嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶)。知識歸納總結：1．核酸的組成與結構2．核酸的性質(1)酸性：核酸具有酸性，故而得名。(2)水解：核酸eq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5(水解))核苷酸eq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5(水解))磷酸＋核苷；核苷eq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5(水解))戊糖＋堿基。典例DNA是生物體的重要組成物質，在它的堿基對中儲存著遺傳信息，與生物的生長、發(fā)育等正常生命活動以及癌變、突變等異常生命活動密切相關。下列有關DNA的說法中正確的是(D)A．核酸就是DNAB．DNA水解得到的堿基含尿嘧啶(U)C．DNA水解的最終產物之一戊糖是二糖D．基因的化學本質是DNA分子中能代表某一遺傳性狀的核苷酸序列解析：核酸包括DNA和RNA，A錯；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水解才能得到尿嘧啶(U)，B錯；戊糖屬于單糖，C錯。素養(yǎng)應用下列有關說法中正確的是(A)A．用甘氨酸()與丙氨酸(CH3CHNH2COOH)縮合最多可得到四種鏈狀二肽B．核糖核酸(RNA)是所有生物體遺傳信息的載體C．蛋白質的一級結構的主鍵是肽鍵與氫鍵D．絕大多數酶是蛋白質，具有高效的催化活性，本身不能水解解析：脫氧核糖核酸是所有生物體遺傳信息的載體，蛋白質的一級結構的主鍵是肽鍵，蛋白質酶能水解，故選A。1．如圖表示不同化學元素所組成的生命大分子及其水解產物，以下說法錯誤的是(C)A．若①為某種大分子的組成單位，則①最可能是氨基酸B．若②是人體中重要的儲能物質，則②可能是脂肪C．若③為能儲存遺傳信息的大分子物質，則③一定是DNAD．若④能夠作為醫(yī)療注射物，則④是葡萄糖2．核酸檢測為確認病毒感染提供了關鍵的支持性證據。如圖1是某脫氧核糖核酸(DNA)的結構片段，它的堿基中胞嘧啶的結構如圖2所示，下列說法正確的是(D)A．脫氧核糖核酸中含有的化學鍵都是由不同原子形成的極性共價鍵B．脫氧核糖(C5H10O4)與葡萄糖互為同系物C．胞嘧啶的分子式為C4H5N3O，不能使酸性KMnO4溶液褪色D．脫氧核糖核酸由磷酸、脫氧核糖和堿基通過一定方式結合而成解析：根據脫氧核糖核酸的結構片段可知，其中含有的化學鍵既有由不同原子形成的極性共價鍵，也有C原子之間形成的非極性共價鍵，A錯誤；脫氧核糖(C5H10O4)與葡萄糖(C6H12O6)的分子組成不相差n個CH2原子團，不互為同系物，B錯誤；由胞嘧啶的結構可知其分子式為C4H5N3O，分子中含有碳碳雙鍵，能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色，C錯誤；根據脫氧核糖核酸的結構片段示意圖可知，脫氧核糖核酸由磷酸、脫氧核糖和堿基通過一定方式結合而成，D正確。3．如圖是關于生物大分子的概念圖。據圖回答下列問題。(1)a的名稱為核糖核酸；DNA水解得到4種堿基。(2)小麥種子中的儲能物質c是淀粉，促進人體胃腸蠕動的物質c是纖維素。(3)兩個氨基酸發(fā)生脫水縮合反應時，產