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    人教版(2019)高化学选择性必修三4.3《核酸》教学设计
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    高中化学人教版 (2019)选择性必修3第三节 核酸教案及反思

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    这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修3第三节 核酸教案及反思,共7页。教案主要包含了新课导入,归纳总结,学生活动,拓展活动等内容,欢迎下载使用。

    第四章 生物大分子

    第三节  核酸

    本节课了解核酸、核苷酸的组成、结构。了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点,能辨识核酸中的磷酯键,能基于氢键分析碱基的配对原则,培养宏观辨识与微观探析的科学素养。认识人工合成核酸等的意义,体会化学学科在生命科学发展中所起的重要作用。

    课程目标

    学科素养

    1.   了解核酸、核苷酸的组成、结构。
    2.   认识人工合成核酸等的意义,体会化学学科在生命科学发展中所起的重要作用。

     

    1.   宏观辨识与微观探析:了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点,能辨识核酸中的磷酯键,能基于氢键分析碱基的配对原则。
    2.   科学探究和社会责任:了解核酸的生物功能,能说明核酸对于生命遗传的意义

    教学重点:核酸的组成和结构

    教学难点:核酸的组成和结构

    讲义  教具

    新课导入

    核酸因其最早在细胞核中发现,并具有酸性,故而得名。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)。一系列生物学实验的结果表明,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。

    任务一:核酸的组成

    1.   核酸的定义

    【讲解】

    核酸是一种生物大分子,相对分子质量可达上百万

    1.   核酸的分类

    【讲解】

    核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),绝大多数生物体的遗传物质是DNA

    1.   核酸的组成

    【讲解】

    核酸可以发生水解反应,核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合物。核苷酸进一步水解得到磷酸和核苷,核苷继续水解得到戊糖和碱基。

    1.   核酸的水解的过程

    1.   核酸的组成元素

    【讲解】

    核酸是由CHONP元素组成。

    1.   认识戊糖和碱基

    【讲解】

    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。

    (1)  戊糖

    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)

    (2)  碱基——碱基是具有碱性的杂环有机化合物

    ①RNA中的碱基主要有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)四种。

    ②DNA中的碱基主要有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)四种。

    碱基的名称(符号)和结构简式

    腺嘌呤(A)     鸟嘌呤(G)   胞嘧啶(C)    

    胸腺嘧啶(T)  尿嘧啶(U)

    1.   核酸的合成和水解 

     

     

     

     

     

    【归纳总结】

    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(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)

    不同

    胸腺嘧啶(T)

    尿嘧啶(U)

     

     

     

     

     

     

     

     

    【学生活动】

    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。

    【拓展活动】

    腺苷三磷酸(ATP)

    (1)形成:腺嘌呤核苷中的核糖羟基与磷酸反应,可形成腺苷酸(AMP)、腺苷二磷酸(ADP)及腺苷三磷酸(ATP)

    (2)ATP中的特殊键

    磷酸与核糖之间通过磷酯键连接,磷酸与磷酸之间形磷酸酐键。

    (3)ATP的水解过程的能量变化

    【过渡】

    20世纪50年代初,沃森和克里克致力于研究DNA的分子结构。他们利用DNA晶体的X射线衍射等数据搭建分子结构模型。

    DNA的结构十分复杂,直到1953年,科学家在深入研究DNA晶体X射线衍射数据的基础上,提出了DNA分子的双螺旋结构模型。

    任务二:核酸的结构

    1DNA的双螺旋结构特点

    【讲解】

    (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。

    2RNA的结构

    【讲解】

    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。

    【过渡】

    早期的研究仅将核酸看成是细胞中的一般化学成分,没有人注意到它在生物体内有什么功能这样的重要问题。核酸在生物体内有怎么样的功能?

    任务三:核酸的生物功能

    1认识基因

    【讲解】

    基因:有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息

    2.核酸生物功能

    【讲解】

    (1)DNA分子的复制

    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。

    (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

    (1)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。

    (2)1999年,参与了人类基因组计划。

    (3)2002年,完成了水稻基因组图谱的绘制。

    任务四:知识建构

     

    1. 确定有机化合物组成和结构的方法很多,下列说法错误的是   

    A. 质谱仪可用于有机物相对分子质量的测定
    B. 异丁烷的核磁共振氢谱中有2组峰
    C. 核酸是生物体遗传信息的载体,通过红外光谱可检测其结构中存在多种单键、双键、氢键等化学键
    D. 射线衍射法测得环异戊二烯的结构为,其所有原子不可能共平面

    【答案】C

    【解析】

    A.质谱仪可用于有机物相对分子质量的测定,故A正确;
    B.异丁烷有两种化学环境不同的氢原子,则核磁共振氢谱中有2组峰,故B正确;
    C.红外光谱能够体现有机物的特征结构片段,通过红外光谱可检测其结构中存在多种单键、双键等化学键,氢键不属于化学键,故C错误;
    D.射线衍射法测得环异戊二烯的结构为,存在饱和碳原子,存在四面体结构,其所有原子不可能共平面,故D正确。

    1. 下列说法中不正确的是

    A. 组成天然蛋白质的氨基酸几乎都是氨基酸
    B. 利用盐析可以分离和提纯蛋白质
    C. DNA是生物体遗传信息的载体,蛋白质合成的模板
    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

    【答案】D

    【解析】

    A.组成天然蛋白质的氨基酸几乎都是氨基酸,故A正确;
    B.盐析不改变蛋白质的生理活性,蛋白质只是暂时失去溶解性,利用多次盐析和溶解可分离、提纯蛋白质,故B正确;
    C.DNA主要存在于细胞核中,它是生物体遗传信息的载体,蛋白质合成的模板,故C正确;
    D.RNA主要存在于细胞质中,根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成,故D错误。
    故选D

    1. 下列哪种化合物不属于高分子化合物

    A. 牛胰岛素 B. 谷氨酸 C. 核酸 D. 纤维素

    【答案】B

    【解析】

    A.牛胰岛素的相对分子质量较大,属于高分子化合物,故A错误;  

    B.谷氨酸的相对分子质量较小,不属于高分子化合物,故B正确; 
    C.核酸的相对分子质量较大,属于高分子化合物,故C错误; 
    D.纤维素的相对分子质量较大,属于天然的高分子化合物,故D错误。
    故选B 

    1. 下列说法不正确的是

    A. 酶的催化条件通常比较温和
    B. 核酸一般由几千到几十万个原子组成,相对分子质量可达十几万至几百万
    C. DNA是生物体遗传信息的载体、蛋白质合成的模板
    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

    【答案】D

    【解析】略

    1. 脱氧核糖核酸的结构片段如图:其中以或者表示氢键

      它在酶和稀盐酸中可以逐步发生水解,下列关于该高分子的说法不正确的是

    A. 完全水解产物中,含有磷酸、戊糖和碱基
    B. 完全水解产物的单个分子中,一定含有官能团
    C. 氢键对该高分子的性能有很大影响
    D. 其中碱基的一种结构简式为

    【答案】B

    【解析】

    由结构可知,完全水解产物中,含有磷酸、戊糖和碱基,故A正确;
    B.生成的戊糖、磷酸中不含,故B错误;
    C.分子中存在等氢键,影响高分子的性能,故C正确;
    D.由结构简式可知其中碱基的一种结构简式为,故D正确。
    故选:B

    本节课了解核酸、核苷酸的组成、结构。了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点,能辨识核酸中的磷酯键,能基于氢键分析碱基的配对原则,培养宏观辨识与微观探析的。了解核酸的生物功能,能说明核酸对于生命遗传的意义,培养科学探究和社会责任的科学素养 。

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