4.3核酸++课件++2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修3

核酸世界首例！猪到人的临床辅助异种肝移植手术在安徽完成情境引入【环节一】基因的组成有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息

基因：核酸的发现20世纪20年代，德国生理学家柯塞尔和他的学生琼斯、列文的研究结果，才搞清楚核酸的化学成分及其最简单的基本结构。证实它是由四种不同的碱基，即腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)及脱氧核糖、磷酸等组成。其最简单的单体结构是碱基－脱氧核糖－磷酸构成的核苷酸。1929年又确定了核酸有两种，一种是脱氧核糖核酸（DNA），另一种是核糖核酸（RNA）。材料一：柯塞尔

【环节一】基因的组成磷酸碱基脱氧核糖21345

问题1

结合已有知识，分析碱基与脱氧核糖、脱氧核糖与磷酸之间的连接方式？腺嘌呤脱氧核糖磷酸??21345任务一：探析脱氧核苷酸的结构【环节二】基因的结构脱水缩合腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸脱水缩合－H2O磷酯键磷酸脱氧核糖12345【环节二】基因的结构

问题2

根据腺嘌呤脱氧核苷酸的真实结构去分析断键、成键位置。腺嘌呤脱氧核苷12345糖苷键－H2O【学生活动一】小组合作、分组拼接模型。材料：每组有4个磷酸、4个脱氧核糖、4个含氮碱基纸质模型。任务：拼接模型构成DNA的四种脱氧核苷酸。【环节二】基因的结构问题3:总结四种脱氧核苷酸分子中的连接方式有什么共同之处?碱基均接在脱氧核糖的1号碳上，磷酸均接在脱氧核糖的5号碳上

。腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸【环节二】基因的结构问题4:从有机化学角度分析核苷酸分子之间是如何连接起来的?腺嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸多聚脱氧核苷酸链脱水缩合－H2O磷酸二酯键非常稳定，在25℃，pH7.0的水溶液中，半衰期长达千亿年！【环节二】基因的结构12345任务二：探析脱氧核苷酸链的形成

富兰克林拍摄的X射线衍射数据表明DNA不是单链结构。

沃森和克里克查阅文献，发现查哥夫的研究已经表明DNA分子中，A、T的数量相等，C、G数目相等。查哥夫

富兰克林

任务三：建构DNA的双链结构问题5:结合材料二和三，分析核苷酸链之间又是怎样连接起来的呢?【环节二】基因的结构沃森

克里克

材料二：材料三：氢键的特点：方向性、饱和性。两条DNA长链通过氢键作用结合成双链结构。【环节二】基因的结构材料四

以水分子间的氢键为例，氧原子吸引电子能力很强，会使水分子中O与H之间的电子更加偏向于O，而使O体现出负电性、H体现出正电性，这时另一水分子中的O由于体现负电性就会吸引体现正电性的H，就形成了氢键。氢键通常表示为X—H···Y，X、Y通常是F、O、N等电负性较大的原子。腺嘌呤

胞嘧啶鸟嘌呤A与T配对能形成两个氢键G与C配对能形成三个氢键

胸腺嘧啶问题7:结合已知信息分析为什么碱基间的配对方式为A配T，G配C？已知：整个DNA分子的直径相同。①形成的氢键数目最多、结构最稳定。②A-T、G-C的配对方式可使碱基对平行。【环节二】基因的结构问题6:根据给出的DNA双链结构，分析氢键及碱基配对情况。【环节二】基因的结构【学生活动二】小组合作、分组拼接模型。材料：已拼接好的四种脱氧核苷酸纸质模型。任务：构成一条脱氧核苷酸链；根据碱基互补配对原则，将左右两组的单链合成一个DNA的双链结构。已知：平面结构中碱基面的距离为0.6nm，

螺旋结构中碱基面的距离为0.34nm。双螺旋结构问题8:根据已知信息分析为什么DNA不是平面结构而是双螺旋结构?X射线衍射实验碱基平面距离的减少更有利于体系能量的降低，结构的稳定性也相应增强。【环节二】基因的结构氨基酸多肽蛋白质核苷酸DNADNA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于蛋白质的哪些部分。思考与讨论形成磷酯键形成肽键双螺旋结构盘曲折叠多聚核苷酸链【环节二】基因的结构材料四：基因编辑：是基因工程的一种，是指在活体基因组中进行DNA插入、删除、修改或替换的一项技术。材料五：2020年诺贝尔化学奖获得者2020年诺贝尔化学奖：开发了一种基因组编辑的方法---CRISPR/Cas9技术，被称为“基因剪刀”。【环节三】基因的编辑材料六：已知：猪的基因与人类的DNA相似度在98%左右

问题9:结合所给材料，假设你是科学家，应该如何对猪肝脏进行基因编辑呢？经过基因编辑的猪肝脏【环节四】基因的表达问题10:经过编辑后的基因，是如何进行基因表达的呢？基因控制生物性状蛋白质体现者指导合成---桥梁(RNA)DNA转录RNA翻译蛋白质遗传信息的传递者(1)RNA也是以核苷酸为基本构成单位，其中的碱基和戊糖与DNA中的不同：尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T)，核糖替代了脱氧核糖。磷酸核糖(2)RNA分子一般呈单链状结构，比DNA分子小得多。【环节四】基因的表达---桥梁(RNA)RNA腺嘌呤核糖【环节四】基因的表达---桥梁(RNA)问题11:基于化学键视角，类比推理RNA分子的形成过程。基因工程基因工程在农业领域的应用基因工程在医药领域的应用基因工程在