高中化学第三节 核酸精品学案设计

这是一份高中化学第三节 核酸精品学案设计，共8页。学案主要包含了学习目标，学习重点，学习难点，课前预习，课中探究，学生活动1，学生活动2，学生活动3等内容，欢迎下载使用。

【学习目标】
1.从大分子组成角度了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的分子结构;知道核酸与核苷酸、戊糖、碱基、磷酸之间的关系,能辨识核糖核酸(RNA)、脱氧核糖核酸(DNA)中的磷酯键;能理解大分子核酸的形成过程和水解过程,发展“证据推理与模型认知”的核心素养。
2.运用宏观实物模型认识生物大分子的微观结构,了解DNA分子中基本结构单元的连接方式，能根据氢键分析碱基对的配对原理,初步形成DNA双螺旋空间结构的认知，发展“宏观辨识与微观探析”的核心素养。
3.能理解大分子核酸的生物功能,能说出其对生命遗传的意义,能认识人工合成核酸的意义,体会化学学科在生命科学发展中的重大作用,培养“科学探究和社会责任”的学科核心素养。
【学习重点】核酸的组成和结构
【学习难点】DNA分子的双螺旋结构与其功能
【课前预习】
一、核酸的组成
1.分类:核酸分为 和 ,绝大多数生物体的遗传物质是 。
2.组成
(1)核酸是一种生物大分子,是由许多 单体形成的聚合物。
(2)核苷酸水解得到 和 ,核苷水解得到戊糖和 ,其中戊糖有脱氧核糖和核糖,在核酸中以环状结构的形式存在。
(3)碱基的名称(符号)和结构简式
①腺嘌呤(A):
②鸟嘌呤(G):
③胞嘧啶(C):
④胸腺嘧啶(T):
⑤尿嘧啶(U):
3.定义: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。
4.两种核酸中的碱基(具有碱性的杂环有机化合物)
(1)RNA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。
(2)DNA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。
5.核酸的合成与水解
6.腺苷三磷酸(ATP)
(1)形成:腺嘌呤核苷中的核糖的羟基与磷酸反应,可形成磷酸酯(AMP)、二磷酸酯(ADP)及三磷酸酯(ATP)。
(2)ATP中的特殊键
磷酸与核糖之间通过磷酯键连接,磷酸与磷酸之间形成磷酸酐键。
(3)ATP水解过程中的能量变化
ATPADP
二、核酸的结构
1.DNA分子的双螺旋结构特点
(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 作用,腺嘌呤(A)与 配对,鸟嘌呤(G)与 配对,结合成 ,遵循碱基互补配对原则。
2.RNA分子的结构特点
RNA也是以 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 结构,比DNA分子小得多。
三、核酸的生物功能
1.基因:有一定碱基排列顺序的 含有特定的遗传信息,称为基因。
2.生物功能
(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,通过控制蛋白质的合成来影响生物体的性状。
(2)RNA的生物功能
RNA参与遗传信息的 过程。
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。
一、1.脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA) 脱氧核糖核酸(DNA)
2.(1)核苷酸 (2)磷酸 核苷 碱基
3.磷酸 碱基
二、1.(3)氢键 胸腺嘧啶(T) 胞嘧啶(C) 碱基对
2.核苷酸 单链状
三、1.DNA片段 2.传递
【课中探究】
情景导入：蛋白质是生物体用以表达各项功能的工具，而核酸是生物用来制造蛋白质的模型，没有核酸就没有蛋白质。（PPT图片展示）
任务一、核酸的组成
【学生活动1】阅读教材P112，总结核酸的基本概念？
【总结】
1.发现：核酸因其最早在细胞核中发现，并具有酸性，故而得名。
2.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：绝大多数生物体的遗传物质 ）和核糖核酸（RNA：少数生物体的遗传物质 ）
3.组成元素：C、H、O、N、P
4.基本单元：核苷酸
【学生活动2】阅读教材P122-123，总结核酸的水解？
【总结】1.核酸的水解：
2.碱基---均为含氮杂环有机物
定义：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。
【学生活动3】阅读教材P123思考与讨论，找出戊糖、碱基和磷酸所对应的部分？
【总结】
【知识扩展】资料卡片---腺苷三磷酸
任务二、核酸的结构
【学生活动1】阅读教材P124-P125总结DNA的结构和形成过程？
【总结】
1.结构：---双螺旋结构模型——晶体X射线
①两条多聚核苷酸链组成DNA分子，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，遵循碱基互补配对原则，结合成碱基对。
2.形成过程：
【学生活动2】阅读教材P124-P125总结RNA的结构和形成过程？
【总结】
结构：
①RNA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)。
②RNA分子一般呈单链状结构，比DNA分子小得多。
形成过程：
【学生活动3】阅读教材P125思考与讨论？
【总结】
任务三、核酸的生物功能
【学生活动1】阅读教材P125-126，总结DNA和RNA的生物功能？
【总结】
DNA
(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
(2)作用：
①DNA分子上有许多基因，决定了生物体的一系列性状
②在细胞繁殖分裂过程中，会发生DNA分子的复制，传递遗传信息
2.RNA：RNA参与传递、翻译和表达DNA分子所携带的遗传信息。
【学生活动2】阅读教材P125-126，总结DNA分子的复制？
【总结】 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。
【学生活动3】阅读教材P125-126，总结核酸的研究成果？
【总结】
1981年，我国科学家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
【知识扩展】阅读教材P126【科学-技术-社会】聚合酶链反应------核酸检测技术——RT-PCR
【总结】
【典型例题】
例1.核酸是细胞内携带遗传信息的物质,下列关于DNA与RNA的叙述中正确的是( )。
A.在细胞内存在的主要部位相同
B.所含的戊糖不同
C.核苷酸之间的连接方式不同
D.所含的碱基相同
【答案要点】B
例2.下列说法正确的是( )。
A.叶肉细胞中碱基、核苷酸、戊糖种类分别是5种、8种和2种
B.大肠杆菌细胞中含有碱基A、T、G、C的核苷酸共4种
C.组成核酸的基本单位是核糖核苷酸
D.DNA与RNA的不同点只在于戊糖和碱基的不同
【答案要点】A
例3.下列有关核酸的说法中不正确的是( )。
A.核酸是一类含磷的生物高分子化合物
B.根据组成,核酸分为DNA和RNA
C.DNA大量存在于细胞质中
D.我国用人工方法合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸
C.①⑤②③④⑥D.①⑥④⑤③②
【答案要点】C
例4.组成某种核酸的基本单元如图,下列有关叙述错误的是( )。
A.该物质是组成RNA的基本单元
B.该物质仅含有C、H、O、N、P五种元素
C.图中碱基可能是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶或胸腺嘧啶
D.该物质组成的核酸主要参与遗传信息的传递过程
【答案要点】C
例5.核糖是合成核酸的重要原料,常见的两种核糖结构简式为
D-核糖: ;
戊醛糖:CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO。下列关于核糖的叙述不正确的是( )。
A.戊醛糖和D-核糖互为同分异构体
B.它们都能发生酯化反应
C.戊醛糖属于单糖
D.由戊醛糖→脱氧核糖(C5H10O4)可看成是一个氧化过程
【答案要点】D