师:今天我们要学习的内容是高二化学选择性必修三第四章第三节核酸。本节课的学习目标有三个:一是了解核酸的结构特点和生物功能;二是知道核酸与核苷酸、戊糖、磷酸、碱基之间的关系,能辨识核糖核酸、脱氧核糖核酸中的磷酯键;三是从结构的角度认识核酸分子的形成过程及水解过程,了解DNA分子中基本结构单元之间的连接方式,基于氢键分析碱基互补配对原理。

  首先,我们来学习核酸的组成。我想跟大家分享两则视频,第一则是关于广州航拍核酸检测的视频;第二则是关于核酸检测采样完成后,样品去向的视频。

  移动实验室的车已进入工作状态,有请专业科研人员景瑞。

  师:建明老师您好,你们把它比喻成“战车”,你们和它是伙伴关系,对吧?

  生:对对对,如果按一年时间算,我跟它相伴最长是101天,几乎都在第一线,而且说实话,也是在双引号的“旅途中”工作。

  师:你看起来个头小,笑眯眯的,但骨子里是个很坚强的女孩,哭过鼻子吧?

  生:说实话有哭过。2月份我们到达武汉,看到曾经繁华的武汉变成万象空城,内心确实有一定的不安和惶恐。但随着检测工作开始,这种情绪慢慢消失了,因为我们知道,每做一份核酸检测,就可能有一个病人从医院健康地回到家里。这份工作能奉献自己的爱和光,对我们来说是一种骄傲和自豪。

  师:要登上这个车需要做什么准备?

  生:第一步先换内胆衣,然后再穿上防护服。

  师:好,我们跟着体验一下。这边是穿内胆衣,对吧?

  生:对对,您现在外面穿的是一次性的,里面就是内胆衣。但要进去还得再穿两层。

  师:也就是说得穿4层。

  生:对,韩老师,现在跟着我,上面穿鞋套,要把门关好。

  生:跟大家说个小插曲,我的这个内胆衣是女士的,标志在这,收腰。

  师:呼气、吸气还好。

  生:对。

  师:尽管我现在还没进入实验室,但……(戴第二层手套)这样套在上面,对吧?

  生:对,您一出去……

  生:接下来就可以开始检测工作了。第一步通常把样本放到传递仓里面。

  师:这是个传递仓。

  生:拿出样本后,简单消毒,再放到安全柜里。然后把每个样本加到核酸提取试剂盒里面,在核酸提取仪里把核酸提取完,再把核酸拿出来放到安全柜里,接着进行加样。

  师:没想到巾帼应急团队的战车上操作如此繁琐,这窄窄的空间里,浓缩了他们多少携手抗疫的暖心瞬间。

  生:会把样本移到核酸提取试剂盒中,之后拿出来放到核酸提取仪器里进行核酸提取。

  师:通常这样一个流程里,科研人员大概几位配合?

  生:一共四位,4位是一个小组。

  师:明白了,就像a、b、c、d这样一个小组配合。那你们这样一个小组,一天最多能检测多少样本?

  生:我们最高能做到1600人份,就是一个工作单元。

  师:在实验室操作的是4个人,最多1600份。

  生:对,最多1600人份。

  师:咱们在车下聊天时,你说一年最长工作……

  生:最长是101天。

  师:我们常做的核酸检测中的核酸究竟是什么呢?核酸属于生物大分子,天然的核酸根据其组成中戊糖的不同,分为脱氧核糖核酸和核糖核酸。戊糖在核酸当中的什么地方呢?我们以核糖核酸即RNA为例,尝试寻找核酸中的戊糖。核酸在酶的作用下水解得到各类核苷酸,如右图的腺嘌呤核苷酸。核苷酸能不能继续分解为更小的分子呢?我们以腺嘌呤核苷酸为例,请同学们观察图中红圈部分,并对比所学过的物质甲酸甲酯的结构式,判断红圈部分是什么类型的官能团。我们将甲酸甲酯和红圈部分的结构式简化并类比,发现红圈部分的结构与酯键的结构类似。由于红圈部分中心原子为磷原子,因此该官能团命名为磷酯键。

  腺嘌呤核苷酸在酶的作用下水解得到磷酸与……核苷酸能不能继续水解呢?已知氨基能与羧基或羟基发生脱水缩合反应。请同学们观察结构式找出水解的断键处。经过观察,断键处如下,核苷酸在酶的作用下水解可以得到戊糖和碱基。生物当中单糖以环状结构形式存在,因此与之前学习的葡萄糖等糖类的结构有所不同。

  戊糖是区分DNA和RNA的重要依据。这两种戊糖的区别是什么呢?它们的名称由来又是什么呢?请同学们观察下图并思考问题。经过观察,我们发现这两种戊糖在2号碳原子上所连的原子不同,核糖2号碳所连的是羟基,脱氧核糖所连的是氢原子,因此脱氧核糖分子比核糖分子少一个氧原子,这也是它们名称的由来。核苷酸水解得到的另一产物是碱基。生物中常见的碱基有以下5种:胸腺嘧啶、胞嘧啶、腺嘌呤、鸟嘌呤、尿嘧啶,其中胞嘧啶、腺嘌呤、鸟嘌呤为DNA和RNA共有,胸腺嘧啶只存在于DNA中,尿嘧啶只存在于RNA中。请同学们观察这5种碱基,找出它们的共同点。经过观察可以发现,这5种碱基均为含氮杂环有机化合物。

  我们小结一下刚刚所学内容。核酸有两种,即DNA与RNA,它们在酶的作用下水解得到核苷酸。核苷酸进一步水解可以得到磷酸与核苷。核苷进一步水解可以得到戊糖与碱基,因此构成核酸的基本单元为磷酸、戊糖和碱基。请同学们逆向思考一下,怎样才能用磷酸、戊糖、碱基为原料合成核酸呢?

  运用所学知识,水解的逆向即为脱水缩合。戊糖与碱基经过脱水缩合得到核苷。核苷与磷酸经过脱水缩合可得到核苷酸,多个核苷酸经过缩合聚合得到生物大分子核酸。接下来我们用一道习题巩固所学,请同学们看到课本119页思考题,请在下方结构简式中找出戊糖、碱基、磷酸所对应的部分。我们看到左图为腺嘌呤核苷,生物中的戊糖为环状结构,因此红框部分为戊糖,碱基为含氮杂环有机化合物,因此紫框内为碱基。看到右图同理可得,红框内为戊糖,紫框内为碱基,磷酸中心原子为磷原子,因此蓝框部分为磷酸。

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《化学 选择性必修3 第4章 第三节 核酸 逐字稿-4,353字 第5版》.docx
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