高中化学第三节 核酸评优课ppt课件
展开中关村DNA双螺旋结构“生命”雕塑,如今已被看作中关村的标志,受到各界好评。
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)。
碱基——具有碱性的杂环有机化合物
核糖——对应核糖核酸(RNA)
脱氧核糖——对应脱氧核糖核酸(DNA)
腺嘌呤核苷和腺嘌呤核苷酸是生产核酸类药物的中间体,请在以下结构式简式中找出戊糖、碱基和磷酸所对应的部分:
【例】核酸是由 单体形成的生物大分子,其单体水解可得到核苷和 。核苷进一步水解得到 和 。天然的核酸根据其组成中戊糖的不同,分为 和 。
核糖可与腺嘌呤形成腺嘌呤核苷,其中核糖的羟基继续与磷酸反应,可形成磷酸酯(AMP,腺嘌呤核苷酸,又称腺苷酸)、二磷酸酯(ADP,腺苷二磷酸)及三磷酸酯(ATP,腺苷三磷酸)。ATP逐步水解可以生成ADP和AMP。ATP是细胞生命活动所需能量的直接来源,也是生物体内重要的能量转换中间体。ATP的生物学功能与其独特的分子结构有密切关系。ATP分子中的磷酸与核糖之间通过磷脂键连接,磷酸与磷酸之间则形成磷酸酐键。磷酸酐键在ATP水解时会发生断裂,整个水解过程可释放出较多能量供生物体使用,因此也被称为高能磷酸键。植物光合作用和动物体内食物氧化分解提供的能量,则可使ADP与磷酸重新反应合成ATP。
腺苷三磷酸与腺苷二磷酸之间相互转化图示:
DNA分子的扫描隧道显微镜照片(不同的颜色代表相对高度,暖色较高,冷色较低)
核酸的结构——脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋结构模型
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)替代料胸腺嘧啶(T)。RNA分子一般呈单链状结构,比DNA分子小得多。
核酸的结构——核糖核酸(RNA)的结构模型
DNA分子的多聚核苷酸链中,核苷酸之间通过磷脂键连接。请类比蛋白质的结构,指出DNA分子、核苷酸和磷脂键分别对应于蛋白质中的哪些部分。
【提示】DNA分子对应于蛋白质中的蛋白质分子核苷酸对应于蛋白质中的氨基酸磷脂键对应于蛋白质中的肽键
【例】分析DNA分子的结构,回答下列问题:(1)DNA分子是由几条多聚核苷酸链组成的?具有怎样的空间结构?(2)DNA的基本结构单元核苷酸由哪几类物质组成?分别对应于下图中DNA分子的哪一部分?(3)DNA分子中含有哪几种碱基?它们是如何相互作用进行配对的?
核苷酸由磷酸、脱氧核糖和碱基组成
DNA分子中含有A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)和T(胸腺嘧啶)四种碱基,其中A(腺嘌呤)与T(胸腺嘧啶)配对,G(鸟嘌呤)与C(胞嘧啶)配对。遵循碱基互补配对原则。
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,被称为基因。DNA分子上有许多基因,决定了生物体的一系列性状。RNA则主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。在细胞繁殖分裂过程中,会发生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。
我国在核酸的研究中也取得了令人瞩目的成绩。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。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。2002年,我国科学家完成了水稻基因组图谱的绘制。对核酸的结构和生物功能的研究,将使人们深入认识生命活动规律,更好地利用生物资源,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(plymerase chain reactin ,简写为PCR)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。
【例】右图是某地的一处雕塑,艺术地展现了DNA分子的双螺旋结构。请分析该图中的蓝色球体、五边形、红色与绿色的六边形、橙色和浅蓝色的多边形分别可能代表DNA分子的哪一部分?DNA分子中的氢键和磷脂键对应于雕塑中的哪一部分?
【提示】该图中的蓝色球体代表DNA分子中的磷酸;五边形代表DNA分子中的五碳糖(脱氧核糖);红色与绿色的六边形代表DNA分子中的胞嘧啶(C)或胸腺嘧啶(T);橙色和浅蓝色的多边形代表DNA分子中的腺嘌呤(A)或鸟嘌呤(G)。DNA分子中的氢键对应于雕塑中的红色与绿色的六边形和橙色和浅蓝色的多边形之间的连接部分;磷脂键对应于蓝色球体和五边形之间的连接部分。
【例】某种海洋生物的DNA分子中,腺嘌呤的数量约占碱基总数的32%,请由此推测其他三种碱基的数量占碱基总数的百分比。
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