学案40核酸

第四章 第三节 核酸

一、核酸的分类和组成

1.核酸的分类

天然的核酸根据其组成中所含戊糖的不同，分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)

2. 核酸的组成

(1)核酸是由许多         单体形成的聚合物，是一种生物大分子。核酸在酶的作用下，可以发生水解反应，过程如图所示：

[注]苷：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)戊糖：

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)

(3)碱基：具有         的        有机化合物。结构简式分别可表示为：

RNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶(分别用字母A、G、C、U表示)；

DNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶(用字母A、G、C、T表示)。

(4)核酸可以看作      、戊糖和       通过一定方式结合而成的生物大分子。

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

【思考与讨论】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。

【资料卡片】课本p123-124 腺苷三磷酸(ATP)      

二、核酸的结构

1. 脱氧核糖核酸(DNA)

(1)DNA分子由两条多聚核酸链组成，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         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。

2. 核糖核酸(RNA)

(1) RNA分子一般呈单链状结构，比DNA分子小得多。

(2) 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：核糖替代脱氧核糖，尿嘧啶(U)替代胸腺嘧啶(T)。

【思考与讨论】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蛋白质的哪些部分。

三、核酸的生物功能

1.基因：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.生物功能 课本p125 (1)DNA分子的复制   (2)RNA的生物功能

3.我国在核酸研究中取得的成绩

(1)1981年，我国科学家采用有机合成与酶促合成相结合的方法，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。(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，我国科学家完成了水稻基因组图谱的绘制。

【练习】1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)核酸是由C、H、O、P、N等元素组成的小分子有机物。（      ）

(2)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。（      ）

(3)DNA分子每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在内侧，碱基排列在外侧。（      ）

2.腺嘌呤核苷酸是生产核酸类药物的中间体，其分子结构如图所示。下列有关说法正确的是（      ）

A．能发生消去反应和加成反应        

B．所有中心原子均采取sp3杂化

C．水解生成的碱基的分子式为C5H4N5

D．水解生成的戊糖的核磁共振氢谱有7组峰

3.下图为DNA分子的局部结构示意图。下列说法不正确的是（      ）

A．DNA是一种生物大分子，分子中四种碱基均含N—H键

B．脱氧核糖分子、磷酸分子、碱基可通过

脱水形成脱氧核糖核苷酸分子

C．-NH2氮原子能提供孤电子对与H+的空轨道形成配位键，

因此能与酸反应

D．图中虚线表示碱基互补配对(A和T、C和G)时形成的化学键