高二化学选择性必修3 第四章 第三节 导学案

第三节核酸[明确学习目标]1.了解核酸的组成和结构。2.了解核酸的生物功能。核酸的组成1．核酸是一种eq\o(□,\s\up3(01))生物大分子，相对分子质量可达上百万。核酸是由许多eq\o(□,\s\up3(02))核苷酸单体形成的聚合物。核苷酸进一步水解得到eq\o(□,\s\up3(03))磷酸和核苷，核苷继续水解得到eq\o(□,\s\up3(04))戊糖和碱基。2．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。其中的戊糖是eq\o(□,\s\up3(05))核糖或eq\o(□,\s\up3(06))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(eq\o(□,\s\up3(07))RNA)和脱氧核糖核酸(eq\o(□,\s\up3(08))DNA)。碱基是具有碱性的杂环有机化合物，碱基与戊糖缩合形成核苷，核苷与磷酸缩合形成了组成核酸的基本单元——核苷酸，核苷酸缩合聚合可以得到核酸：核酸的结构DNA分子是双螺旋结构，具有以下特点：DNA分子由eq\o(□,\s\up3(01))两条多聚核苷酸链组成，两条链平行盘绕，形成双螺旋结构；每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在eq\o(□,\s\up3(02))外侧，碱基排列在eq\o(□,\s\up3(03))内侧；两条链上的碱基通过eq\o(□,\s\up3(04))氢键作用，eq\o(□,\s\up3(05))腺嘌呤(A)与eq\o(□,\s\up3(06))胸腺嘧啶(T)配对，eq\o(□,\s\up3(07))鸟嘌呤(G)与eq\o(□,\s\up3(08))胞嘧啶(C)配对，结合成碱基对，遵循碱基互补配对原则。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，eq\o(□,\s\up3(09))核糖替代了脱氧核糖，eq\o(□,\s\up3(10))尿嘧啶(U)替代了eq\o(□,\s\up3(11))胸腺嘧啶(T)。RNA分子一般呈eq\o(□,\s\up3(12))单链状结构。核酸的生物功能核酸是生物体eq\o(□,\s\up3(01))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eq\o(□,\s\up3(02))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、eq\o(□,\s\up3(03))翻译和表达eq\o(□,\s\up3(04))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eq\o(□,\s\up3(05))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eq\o(□,\s\up3(06))互补的子链。子代DNA通过控制eq\o(□,\s\up3(07))蛋白质的合成来影响生物体特定性状的发生和发育。1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)核酸是生物体内具有遗传功能的生物大分子。()(2)核酸对生物体的遗传变异具有重要作用。()(3)核酸是生物体进行生命活动的主要承担者。()(4)核酸包括DNA和RNA，对蛋白质的生物合成有极其重要的作用。()(5)DNA和RNA的区别只是戊糖不同。()(6)在绝大多数生物细胞中，DNA一般为两条链，RNA一般为一条链。()答案(1)√(2)√(3)×(4)√(5)×(6)√2．RNA的主要存在部位和所含的戊糖分别是()A．细胞核、核糖 B．细胞质、核糖C．细胞核、脱氧核糖 D．细胞质、脱氧核糖答案B解析RNA主要存在于细胞的细胞质内，所含的戊糖是核糖；DNA主要存在于细胞核内，所含的戊糖是脱氧核糖，B正确。3．组成DNA结构的基本成分是()①核糖②脱氧核糖③磷酸④腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶⑤胸腺嘧啶⑥尿嘧啶A．①③④⑤ B．①②④⑤C．②③④⑤ D．②③④⑥答案C解析DNA中含有②脱氧核糖、③磷酸和四种碱基(A、T、C、G)。知识点DNA和RNA1．核糖核酸(RNA)与脱氧核糖核酸(DNA)比较2．“三看”法快速确认DNA、RNA[解析]DNA和RNA都由磷酸、戊糖和含氮碱基组成，A错误；DNA和RNA的基本单位都是核苷酸，DNA的基本单位是脱氧核苷酸，RNA的基本单位是核糖核苷酸，B错误；细胞核中既含有DNA，也含有RNA，C错误；DNA与RNA都能携带遗传信息，一切生物的遗传物质都是核酸，D正确。[答案]D易错警示(1)脱氧核糖≠脱氧核糖核酸：脱氧核糖是一种戊糖，脱氧核糖核酸即DNA。(2)核糖≠核糖核酸：核糖是一种戊糖，核糖核酸即RNA。[练1]下列与生物体内核酸分子功能多样性无关的是()A．核苷酸的组成种类 B．核苷酸的连接方式C．核苷酸的排列顺序 D．核苷酸数量的多少答案B解析核酸分子结构多样性的原因是核苷酸的种类、数目、排列顺序的不同，相邻核苷酸之间的连接方式是相同的。[练2]2016年4月26日美国一名49岁女性因尿路感染症状就医，被发现感染了“无敌细菌”，该细菌对抗生素具有极高的耐药性。下列关于“无敌细菌”细胞内DNA与RNA特点的比较，叙述正确的是()A．在细胞内存在的主要部位相同B．构成的碱基相同C．核苷酸之间的连接方式不同D．构成的戊糖不同答案D解析“无敌细菌”为原核生物，DNA主要存在于拟核区，RNA主要存在于细胞质基质中，A错误；DNA和RNA在化学组成上的区别体现在戊糖和碱基上，A、G、C三种碱基是两者共有的，而T是DNA特有的碱基，U是RNA特有的碱基，B错误；DNA和RNA分子中核苷酸之间的连接方式相同，都是通过磷酸二酯键相连接，C错误；构成DNA的戊糖是脱氧核糖，而构成RNA的戊糖是核糖，D正确。1．与DNA相比，RNA所特有的成分是()A．核糖和尿嘧啶 B．脱氧核糖和鸟嘌呤C．脱氧核糖和尿嘧啶 D．核糖和胸腺嘧啶答案A解析DNA与RNA相比较，DNA所特有的成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶，RNA所特有的成分是核糖和尿嘧啶。2．下列关于核酸的叙述中，不正确的是()A．核酸由C、H、O、N、P等元素组成B．核酸是生物的遗传物质C．核酸的基本组成单位是DNA和RNAD．核酸能控制蛋白质的合成答案C解析核酸的基本组成单位是核苷酸。核酸有DNA和RNA两种，DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，C错误。3．如图表示核苷酸分子的结构模型，下列叙述正确的是()A．①表示磷酸基团，DNA与RNA都含有①B．②表示戊糖，DNA与RNA的②都是脱氧核糖C．③表示碱基，DNA含有U而不含TD．核酸的种类不同，①②③之间的连接顺序不同答案A解析①表示磷酸基团，DNA与RNA都含有①磷酸基团，A正确；②表示戊糖，DNA中的②是脱氧核糖，RNA中的②是核糖，B错误；③表示含氮碱基，DNA中含有T而不含U，RNA中含有U而不含T，C错误；核酸的种类不同，核苷酸的种类也不相同，但①②③之间的连接顺序是一样的，D错误。4．下列哪组物质是由许多单体连接而成的多聚体()A．纤维素、脱氧核糖核酸 B．蛋白质、核糖核苷酸C．葡萄糖、核糖核酸 D．氨基酸、糖原答案A解析纤维素和脱氧核糖核酸分别由葡萄糖和脱氧核苷酸连接而成。5．DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要作用，从案发现场提取DNA样品，可为案件侦破提供证据，其中的生物学原理是()A．不同人体内的DNA所含的碱基种类不同B．不同人体内的DNA所含的戊糖和磷酸不同C．不同人体内的DNA的空间结构不同D．不同人体内的DNA所含的脱氧核苷酸排列顺序不同答案D解析DNA是由4种脱氧核苷酸构成的，DNA所含的脱氧核苷酸排列顺序就是遗传信息，不同的人体内的遗传信息不同。6．根据所学知识，分析下列甲、乙、丙、丁四幅图，回答下列问题：(1)甲为____________________分子，乙为____________________分子。(2)据图分析，甲和乙从化学组成上的区别是_____________________；________________________________________。从物质组成看，甲的基本单位叫________________，有________种；乙的基本单位叫____________，有________种；从分布上看，甲主要分布在________内，乙主要分布在________中。(3)丙图中核苷酸的名称是__________________。该核苷酸是构成哪一种核酸的原料？________。若在图中________(填序号)位置上去掉一个氧原子便可成为人体遗传物质的基本原料。(4)丁图所示物质的名称叫______________________，④的名称是________。答案(1)脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)(2)甲中含有脱氧核糖，乙中含有核糖甲中含有特有碱基T，乙中含有特有碱基U脱氧核糖核苷酸4核糖核苷酸4细胞核细胞质(3)腺嘌呤核糖核苷酸RNA②(4)胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核糖解析甲中含有碱基T，说明是DNA分子；乙中含有碱基U，说明是RNA分子；DNA和RNA的区别是DNA中含有脱氧核糖，RNA中含有核糖；DNA中含有特有碱基T，RNA中含有特有碱基U；甲的基本单位是脱氧核糖核苷酸，根据碱基的不同分为4种脱氧核糖核苷酸；乙的基本单位是核糖核苷酸，根据碱基的不同分为4种核糖核苷酸。第二、三节课时作业一、选择题(本题共7小题，每小题只有1个选项符合题意)1．(2020·山东教育联盟高三期末)油脂、糖类、蛋白质是人体重要的营养素。下列关于油脂、淀粉和蛋白质的说法中正确的是()A．都易溶解于水B．都是天然高分子C．都含有H、C、N、O四种元素D．都能在酶的催化作用下水解答案D解析油脂难溶于水，淀粉、蛋白质能溶于水，A错误；油脂不是高分子，淀粉和蛋白质属于天然高分子，B错误；油脂、糖类由C、H、O三种元素组成，蛋白质是由C、H、O、N、S等元素组成的，C错误。2．(2020·北京市房山区第一学期期末检测)下列说法中，不正确的是()A．不饱和脂肪酸能使溴水褪色B．麦芽糖是具有还原性的二糖C．蛋白质水解的最终产物是氨基酸D．甘油属于酯类化合物答案D解析不饱和脂肪酸中含有不饱和碳碳双键，能与溴发生加成反应而使溴水褪色，A正确；麦芽糖含有醛基，是具有还原性的二糖，B正确；蛋白质水解的最终产物是氨基酸，C正确；甘油是丙三醇，属于醇类化合物，D错误。3．下列说法不正确的是()A．食用新鲜蔬菜和水果可补充维生素CB．75%的酒精可使蛋白质变性从而起到消毒作用C．纤维素在人体内易水解转化为葡萄糖D．服用阿司匹林，引起水杨酸中毒，可以静脉滴注NaHCO3溶液答案C解析人体内没有能够水解纤维素的酶，因此纤维素在人体内不能水解转化为葡萄糖，C错误。4．清明上河图描绘了北宋都城的人世风物。下列有关说法错误的是()A．刀剪铺里的铁器是合金制品B．木质拱桥的材料属于有机高分子材料C．酒香中含有酯类物质D．布坊中丝绸的主要成份是纤维素答案D解析丝绸的主要成分是蛋白质，D错误。5．下列说法正确的是()A．18O2和16O2互为同位素B．正己烷和2,2­二甲基丙烷互为同系物C．C60和C70是具有相同质子数的不同核素D．H2NCH2COOCH3和CH3CH2NO2是同分异构体答案B解析具有相同质子数、不同中子数的核素互称同位素，A错误；正己烷的分子式C6H14,2,2­二甲基丙烷即新戊烷分子式是C5H12，两者同属于烷烃，且分子式相差一个CH2原子团，属于同系物，B正确；核素表示具有一定的质子数和中子数的原子，C60和C70是由一定数目的碳原子形成的分子，C错误；H2NCH2COOCH3和CH3CH2NO2的分子式分别为C3H7O2N和C2H5O2N，分子式不同，不是同分异构体，D错误。6．(2020·浙江省1月选考)下列说法不正确的是()A．强酸、强碱、重金属盐等可使蛋白质变性B．用新制氢氧化铜悬浊液(必要时可加热)能鉴别甲酸、乙醇、乙醛C．乙酸乙酯中混有的乙酸，可加入足量的饱和Na2CO3溶液，经分液除去D．向苯和苯酚的混合液中加入浓溴水，充分反应后过滤，可除去苯中少量的苯酚答案D解析苯酚与浓溴水生成的三溴苯酚会溶解于苯中，故不可以通过过滤法除去三溴苯酚，D错误。7．一种二肽的结构简式如图，合成这种二肽的氨基酸是()答案D解析该二肽的结构简式为，断裂肽键，上增加一个氢原子，上增加一个羟基，所以生成的氨基酸为，D正确。二、选择题(本题共4小题，每小题有1个或2个选项符合题意)8．关于蛋白质性质的说法中，不正确的是()A．蛋白质溶液中加入任何盐溶液，都会使蛋白质发生变性B．蛋白质水解的最终产物是多种氨基酸C．微热条件下，任何蛋白质遇到浓硝酸时都会显黄色D．蛋白质既能与强酸反应又能与强碱反应答案AC解析蛋白质溶液中加入浓的(NH4)2SO4、Na2SO4等溶液时，蛋白质会发生盐析，加入可溶性重金属盐溶液时会发生蛋白质的变性；含有苯环的蛋白质遇浓硝酸才会显黄色。9．下列说法中，正确的是()A．组成蛋白质的氨基酸几乎都是α－氨基酸B．加热会使蛋白质变性，因此吃生鸡蛋比吃熟鸡蛋好C．酶的催化作用必须在强碱性条件下才能进行D．根据其组成，可将核酸分为DNA和RNA答案AD解析变性前后的蛋白质水解的产物几乎都是α－氨基酸，因此，生、熟鸡蛋的营养价值差别不大；酶的催化作用在接近体温、接近中性的环境下就可进行。10．L­多巴可用于帕金森综合症的治疗，其结构简式为。下列关于L­多巴的说法中，不正确的是()A．分子式为C9H11O4NB．能缩合生成高分子C．能与酸、碱反应生成盐D．在空气中不易变质答案D解析根据物质的结构简式可知该物质分子式为C9H11O4N，A正确；该物质分子中含有氨基、羧基及酚羟基多个官能团，因此在一定条件下能发生缩聚反应形成高分子，B正确；该物质分子中含有酸性基团羧基、酚羟基，可以与碱反应生成盐；也含有碱性基团氨基，因此能够与酸反应生成盐，C正确；在物质分子中含酚羟基，容易被空气中的氧气氧化而变质，故D错误。11．由下列结构片段组成的蛋白质在胃液中水解，能产生的氨基酸是()答案A解析根据蛋白质的分子结构片段可知蛋白质在胃液中水解可以产生的氨基酸是NH2CH2COOH和NH2CH2CH2COOH。三、非选择题(本题共2小题)12．A是某天然蛋白质在一定条件下发生水解得到的产物之一。经测定：A的相对分子质量不超过200，其中氧元素所占质量分数约为26.5%；等物质的量的A分别与NaOH、Na充分反应，消耗两者的物质的量之比为1∶2；经仪器分析A分子中含有苯环，不含—CH2—和—CH3基团。(1)测定A的相对分子质量的仪器是________，A的摩尔质量为________。(2)A的结构简式为__________________。(3)A的同分异构体有多种，写出符合下列条件的所有异构体的结构简式：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。①与A具有相同的官能团，是二取代苯，且苯环上的一溴代物有两种②催化氧化产物能发生银镜反应③分子中氨基与羧基的位置关系与A分子中的氨基与羧基的位置关系不同答案(1)质谱仪181g·mol－1(2)(3)解析(1)A的相对分子质量不超过200，其中氧元素所占质量分数约为26.5%，由eq\f(200×26.5%,16)＝3.3可知，A中最多可有3个氧原子，A是天然蛋白质的水解产物，则A为α－氨基酸，分子中含有—NH2、—COOH