教材內(nèi)容：P122-126
1.了解核酸、核苷酸的組成、結(jié)構(gòu)。2.能辨識核酸中的磷酯鍵，并能基于氫鍵分析堿基的配對原理。3.認識核酸的意義，體會化學科學在生命科學發(fā)展中所起的重要作用。
核酸與蛋白質(zhì)一樣，是一切生物機體不可缺少的組成部分。 核酸是現(xiàn)代生物化學、分子生物學和醫(yī)學的重要基礎之一。
核酸——遺傳信息的攜帶者
核酸的發(fā)現(xiàn) 1868年，瑞士內(nèi)科醫(yī)生米歇爾（Friedrich Miescher）從外科醫(yī)院包扎傷口繃帶上的膿細胞核中提取到一種富含磷元素的酸性化合物，將其稱為核質(zhì)（nuclein）；后來他又從鮭魚精子細胞核中分離出類似的酸性物質(zhì)；隨后也有人在多種組織細胞中發(fā)現(xiàn)了這類物質(zhì)的存在。
是由許多核苷酸單體通過磷酸二酯鍵聚合成聚合而成的長鏈，繼而形成具有復雜三維結(jié)構(gòu)的生物大分子化合物，相對分子質(zhì)量可達上百萬。通過分析核酸的水解產(chǎn)物可認識核酸的組成。
核酸可以看作磷酸、戊糖和堿基通過一定方式結(jié)合而成的生物大分子。
2.組成元素：C、H、O、N、P
3.基本組成單位：核苷酸
一個核苷酸 = 一分子（磷酸 + 戊糖 + 含氮堿基）
核酸的基本單元，核苷酸一個接一個形成的聚核苷酸鏈就是核酸
5 4 3 2 1
5 4 3 2 1
戊糖以環(huán)狀結(jié)構(gòu)存在于核酸中
根據(jù)其組成中所含戊糖的不同，脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。
脫氧核糖核酸(DNA)
絕大多數(shù)生物體的遺傳物質(zhì)，主要分布在細胞核中
少數(shù)生物體的遺傳物質(zhì)，主要分布在細胞質(zhì)中
一系列生物學實驗的結(jié)果表明，核酸是生物體遺傳信息的攜帶者。核酸在生物體的生長、繁殖、遺傳和變異等生命現(xiàn)象中起著重要的作用。
腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）
DNA和RNA中的堿基
具有堿性的雜環(huán)有機化合物
腺嘌呤核苷和腺嘌呤核苷酸是生產(chǎn)核酸類藥物的中間體,請在以下結(jié)構(gòu)簡式中找出戊糖、堿基和磷酸所對應的部分。
核酸既含顯酸性的磷酸基團，又含顯弱堿性的堿基，通常表現(xiàn)為較強的酸性
腺嘌呤核苷中的核糖羥基與磷酸反應，可形成腺苷酸(AMP)、腺苷二磷酸(ADP)及腺苷三磷酸(ATP)。ATP中的特殊鍵：磷酸與核糖之間通過磷酯鍵連接，磷酸與磷酸之間形磷酸酐鍵。
ATP的水解過程的能量變化
1. 脫氧核糖核酸(DNA)
DNA的結(jié)構(gòu)十分復雜，直到1953年，美國分子生物學家詹姆斯·沃森和英國分子生物學家弗朗西斯·克里克在深入研究DNA晶體Ⅹ射線衍射數(shù)據(jù)的基礎上，提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。
基于化學鍵視角認識DNA分子的形成過程
A與T配對能形成兩個氫鍵;
G與C配對能形成三個氫鍵;
這樣形成的氫鍵數(shù)目最多、結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定。
兩條DNA長鏈通過氫鍵作用結(jié)合成雙鏈結(jié)構(gòu)。
由兩條多聚核苷酸組成，兩條鏈平行盤繞。形成雙螺旋結(jié)構(gòu)
每條鏈中的脫氧核糖和磷酸交替鏈接排在外側(cè),堿基排列在內(nèi)側(cè)
兩條鏈上的堿基通過氫鍵作用，遵循堿基互補配對原則：腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)配對，鳥嘌呤(G)與胞嘧啶(C)配對
A與T數(shù)目相同;G與C數(shù)目相同
基于化學鍵視角類比推理RNA分子的形成過程
由一條多聚核苷酸組成，形成單鏈狀結(jié)構(gòu)
兩條鏈上的堿基通過氫鍵作用，遵循堿基互補配對原則：腺嘌呤（A）與尿嘧啶（U）配對（兩個氫鍵），鳥嘌呤（G）與胞嘧啶（C）配對（三個氫鍵）。
每條鏈中的核糖和磷酸交替鏈接，排在外側(cè)，堿基排列在內(nèi)側(cè)
1.DNA分子的多聚核苷酸鏈中，核苷酸之間通過磷酯鍵連接。請類比蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，指出DNA分子、核苷酸和磷酯鍵分別對應于蛋白質(zhì)的哪些部分。
2.DNA與RNA完全水解后產(chǎn)物的特點是（ ） A.部分堿基相同，戊糖相同 B.部分堿基不同，戊糖不同 C.堿基相同，戊糖不同 D.堿基不同，戊糖相同
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。在細胞繁殖分裂過程中，會發(fā)生DNA分子的復制，傳遞遺傳信息。
RNA則主要負責傳遞、翻譯和表達DNA所攜帶的遺傳信息；根據(jù)DNA提供的信息控制體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成。
沒有核酸，就沒有蛋白質(zhì)，也就沒有生命
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(zhì)的合成來影響生物體特定性狀的發(fā)生和發(fā)育。
對核酸的結(jié)構(gòu)和生物功能的研究，使人類能夠深入認識生命活動規(guī)律，更好利用生物資源，提高疾病診斷治療水平，促進醫(yī)學、農(nóng)業(yè)等的發(fā)展。我國在核酸的研究中取得了令人矚目的成績。1981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(zhuǎn)移核糖核酸。1999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。2002年，我國科學家完成了水稻基因組圖譜的繪制。
中科院上海生化所研究人員正對酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸合成品進行生物活力測定
DNA鑒定技術(shù)的應用 提示:警方利用DNA指紋技術(shù)偵破疑難案件。DNA鑒定技術(shù)還可以用于親子鑒定、死者遺骸的鑒定等,如千年古尸的鑒定,采用了DNA指紋技術(shù)。此外,它在人類醫(yī)學中被用于個體鑒別、確定親緣關系、醫(yī)學診斷及尋找與疾病連鎖的遺傳標記;在動物進化學中可用于探明動物種群的起源及進化過程;在物種分類中,可用于區(qū)分不同物種,也有區(qū)分同一物種不同品系的潛力。在農(nóng)作物的基因定位及育種上也有非常廣泛的應用。
聚合酶鏈反應 聚合酶鏈反應( plymerase chain reactin ,簡寫為 PCR )是一種在生物體外擴增 DNA 片段的重要技術(shù)，可使痕量的 DNA 擴增幾百萬倍。人體毛發(fā)、血液和古生物殘骸中的痕量DNA ，都能通過這項技術(shù)加以擴增，以便在檢測后獲得相關的生物學信息。目前，自動化 PCR 儀已經(jīng)出現(xiàn)，可以快速進行 DNA 擴增和分析，廣泛應用于疾病診斷、司法鑒定和考古研究等領域。

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第三節(jié) 核酸

版本： 人教版 (2019)

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