2.5核酸是遗传信息的携带者课件-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第2章 组成细胞的分子 第5节 核酸是遗传信息的携带者 1 学 习 目 标 1. 概述核酸是储存与传递遗传信息的生物大分子，形成生命的物质观。 2. 通过探讨核苷酸的排列顺序与遗传信息的关系,培养科学思维。 3. 通过分析单体聚合成多聚体的现象,理解生物大分子以碳链为基本骨架的生命 观念。 4. 通过对核酸类保健品的成分、“疗效”等的调查与评价，形成正确的科学观。 2 基础落实·必备知识全过关 3 知识点一 核酸的种类、组成及其分布 1. 核酸的种类及分布 分类 中文名称 分布 ______________ 主要分布在细胞核中 __________ 主要分布在________中 脱氧核糖核酸 核糖核酸 细胞质 4 2. 核酸的结构层次 5 3. 核酸的功能 核酸是细胞内携带__________的物质,在生物体的____________和________的生物 合成中具有极其重要的作用。 4. 核酸分子的多样性和特异性 （1）多样性：组成 的脱氧核苷酸虽然只有___种，但是如果数量不限，在连 成长链时，排列顺序是极其多样的，所以 分子具有________。 注： 没有空间结构多样性，注意与蛋白质多样性原因进行区别。 （2）特异性：每个 分子的4种脱氧核苷酸的比例和排列顺序是特定的，其特 定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的__________。 遗传信息 遗传、变异 蛋白质 4 多样性 遗传信息 6 知识点二 生物大分子以碳链为骨架 1. 单体和多聚体 生物大分子是由许多基本单位连接而成的，这些基本单位称为______，这些生物 大分子又称为单体的多聚体。 2. 每一个单体都以______________________________为基本骨架，由许多单体连 接成多聚体。 3. ____是生命的核心元素。 单体 若干个相连的碳原子构成的碳链 碳 7 旁栏边角 想一想 （1） ［教材P34问题探讨］为什么 能够提供犯罪嫌疑人的信息? 提示：生物的遗传信息储存在 分子中，而且每个个体的 的脱氧核苷酸序列各 有特点（特异性）。 （2） ［教材P36拓展应用］有厂家在核酸保健品的广告中用到类似的宣传语:一切疾病都与基因受损有关，这个说法正确吗？ 提示：不正确，这个说法过于绝对，有的疾病是由基因受损导致的，还有很多疾病是受到细菌等病原体影响导致的。 8 （3） ［教材P36拓展应用］如果有人向你推销核酸保健品,你将如何回应? 提示：向推销人员询问该核酸保健品的成分、功效，及如何起到保健作用的原理;运用已学习的核酸知识与推销员交流，传递正确的营养保健知识;表明不会购买核酸保健品的态度。 9 结论语句 辨一辨 （1） 真、原核细胞内均有两种核酸。( ) √ （2） 核酸分子中，五碳糖∶磷酸∶含氮碱基 。( ) √ （3） 构成 的脱氧核苷酸有4种，构成 的核糖核苷酸有4种。( ) √ （4） 中遗传信息的多样性主要取决于脱氧核苷酸的种类。( ) × （5） 构成生物大分子的单体在排列顺序上并不都具有多样性。( ) √ （6） 由基本单位葡萄糖组成的生物大分子都是植物细胞细胞壁的主要成分。( ) × （7） 多聚体最终水解的产物不一定是单体。( ) √ 10 重难探究·能力素养全提升 11 主题一 核酸的结构与功能 情境探究 核酸包括 和 两大类，核酸同蛋白质一样，也是生 物大分子。核苷酸是核酸的基本组成单位。每个核酸分子是 由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。下图为核苷酸 模式图。 （1） 结合核苷酸结构模式图分析，核酸由哪些元素组成？ 、 分别存在于核酸分子的哪个基团中？ 提示：核酸由C、 、 、 、 种元素组成， 存在于含 氮碱基中， 存在于磷酸中。 12 （2） 尝试分析核酸在不同生物中的分布状况。 DNA主要分布在________中，线粒体、叶绿体中也有分布 RNA主要分布在细胞质中 ， DNA集中在______，少量分布在细胞质 RNA分布在细胞质中 病毒核酸为_ ___________，位于病毒的内部。 细胞核 拟核 <m></m> 或 <m></m> 真核生物 原核生物 13 （3） 、 初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么？ 提示：核酸初步水解的产物和彻底水解的产物不同。 物质 初步水解的产物 彻底水解的产物 脱氧核苷酸 脱氧核糖、磷酸、4种碱基 、 、C、 核糖核苷酸 核糖、磷酸、4种碱基 、 、C、 14 方法突破 “三看法”快速确认 、 15 视角应用 视角1 核酸的结构 1. [2023吉林长春第二实验中学高一期中]如图为核苷酸的模式图，下 列相关说法正确的是( ) D A. 与 的不同点只体现在②处 B.若②为核糖，则③可以是胸腺嘧啶 C.在人类免疫缺陷病毒中核苷酸共有8种 D.人体内的③有5种，②有2种 [解析] 图中①②③分别是磷酸、五碳糖、含氮碱基， 与 的不同点体现在② ③两处，A项错误；若②为核糖，则③可以是A、 、C、 ，但不可能是 （胸腺嘧 啶），B项错误；人类免疫缺陷病毒是 病毒，只含有1种核酸，4种核苷酸，C项 错误；人体内有2种核酸，故有2种②和5种③，D项正确。 16 2. [2023江苏盐城高一校考期末]如图是生物体内核苷酸的结构模 式图，相关叙述正确的是( ) D A.若 为核糖，则 有4种，分别是A、 、 、C B.在 中可以检测到2种 ，5种 ，8种 C.构成人体的遗传物质的 共有8种， 有2种， 有5种 D.若 为鸟嘌呤，则 的名称是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸 17 [解析] 若 为核糖，则 为核糖核苷酸，则 有4种，分别是A、 、 、C，A项错误；病毒体内只有一种核酸， 病毒是 病毒，则 为一种， 为4种， 为4种，B项错误；人体内既有 又有 ，但 为遗传物质，因此构成人体的遗传物质的 共有4种， 有1种， 有4种，C项错误； 为鸟嘌呤，但 不能确定是哪一种五碳糖，因此 的名称是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸，D项正确。 18 视角2 和 的比较 3. 下列有关 和 的比较，正确的是( ) C A.从分布上，真核细胞中的 全部存在于细胞核中， 全部存在于细胞质中 B.从化学组成上， 与 的碱基完全不同 C.从结构上， 多为双螺旋结构， 通常为单链结构 D. 和 的基本组成单位相同 19 [解析] 真核细胞中的 主要存在于细胞核中，其次在线粒体和叶绿体中也有少量 ， 主要存在于细胞质中，A项错误；从化学组成上， 与 的碱基不完全相同，共有的碱基是A、 、C， 特有的碱基是 ， 特有的碱基是 ，B项错误；从结构上， 通常由两条链构成， 通常由一条链构成，C项正确； 的基本组成单位为脱氧核苷酸，其特有碱基为 ， 的基本组成单位为核糖核苷酸，其特有碱基为 ，D项错误。 20 视角3 不同生物的核酸种类及分布辨析 4. [2023沈阳市郊联体高一联考]不同生物含有的核酸种类不同。下列各种生物中关于 碱基、核苷酸和五碳糖种类的描述，正确的是( ) 选项 A B C D 生物或细胞 噬菌体 烟草叶肉细胞 烟草花叶病毒 豌豆根毛细胞 碱基 5种 5种 4种 8种 核苷酸 5种 8种 8种 8种 五碳糖 1种 2种 2种 2种 B 21 [解析] 噬菌体属于 病毒，只含有 一种核酸，所以含有4种碱基、4种（脱氧）核苷酸、1种五碳糖（脱氧核糖），A项错误；烟草叶肉细胞和豌豆根毛细胞均同时含有 和 两种核酸，所以含有8种核苷酸（4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸）、2种五碳糖（脱氧核糖和核糖）、5种碱基，B项正确，D项错误；烟草花叶病毒属于 病毒，只含有 一种核酸，所以含有4种碱基、4种（核糖）核苷酸、1种五碳糖（核糖），C项错误。 22 5. 下列有关核酸分布的叙述，正确的是( ) D A. 病毒中的 主要分布于细胞质中 B.人成熟红细胞中的 主要分布于细胞核中 C.原核细胞的 主要分布于细胞核中 D.人体细胞中的 主要分布于细胞质中 [解析] 病毒属于 病毒，其没有细胞结构，没有细胞质，A项错误;人成熟红 细胞中不含 ，B项错误;原核细胞没有以核膜为界限的细胞核， 集中分布于 拟核中，C项错误;人体细胞中的 主要分布在细胞质中，少量分布在细胞核中，D 项正确。 23 主题二 生物大分子以碳链为骨架 情境探究 生物大分子一般是指存在于生物体内的分 子质量大于 （千道尔顿）的大分子物 质。下图为三种生物大分子的结构示意图。 24 （1） ①②③分别表示什么物质?它们的单体分别是什么?请完成下表。 序号 生物大分子 单体 ① ________ ________ ② _ ____ ____________ ③ ________ ________ 蛋白质 氨基酸 <m></m> 脱氧核苷酸 纤维素 葡萄糖 （2） 蛋白质、核酸和多糖在形成过程中的共同产物是什么？ 提示：水。单体通过脱水缩合形成生物大分子时都会产生水。 25 （3） 核酸和多糖都是由单体组成的多聚体，为什么核酸能储存遗传信息而多糖不能？尝试从二者的分子组成角度进行分析。 提示：构成多糖的基本单位是葡萄糖，无论多少个葡萄糖构成多糖，它的顺序没有什么变化。而核酸是由核苷酸连接而成的长链，核酸分子中4种脱氧核苷酸（或核糖核苷酸）在数量、排列顺序上千差万别，从而能够承担起携带遗传信息的功能。 26 方法突破 真核生物、原核生物及病毒的核酸与遗传物质 项目 核酸 遗传物质 类型 核苷酸 种类 碱基种 类 类型 核苷酸 种类 碱基种 类 细胞生物 真核生物 和 8 5 4 4 原核生物 和 8 5 4 4 非细胞生物 （病毒） 病毒 4 4 4 4 病毒 4 4 4 4 27 视角应用 1. 生物大分子通常都有一定的分子结构规律， 即由一定的基本结构单位，按照一定的排列 顺序和连接方式形成的多聚体。下列叙述正 确的是( ) C A.若该图为一段肽链的结构模式图，2表示中心碳原子，3的种类有21种 B.若该图为一段单链 的结构模式图，则1表示磷酸基团，2表示脱氧核糖，3的种 类有4种 C.若该图为一段 的结构模式图，则1表示核糖，2表示磷酸基团，3的种类有4种 D.生物体内的生物大分子只有蛋白质和核酸 28 [解析] 若该图为一段肽链的结构模式图，则1表示中心碳原子，3的种类有21种，A项错误；若该图为一段单链 的结构模式图，则1表示脱氧核糖，2表示磷酸基团，3的种类有4种，B项错误；若该图为一段 的结构模式图，则1表示核糖，2表示磷酸基团，3的种类有4种 、 、 、 ，C项正确；生物体内的多糖也是生物大分子，D项错误。 29 2. [2023江苏如皋中学高一月考]如图是生物 体内几种有机物及其功能的关系图， 、 、 、 分别是有机物 、 、 、 的组成成分。下列说法正确的是 ( ) B A.相同质量的 和 被彻底氧化分解，则 的耗氧量多 B. 具有物质运输、催化、调节、免疫等多种功能 C. 和 之间的区别主要是五碳糖和碱基的种类不同 D.在 体内，将 彻底水解，得到5种碱基，2种五碳糖 30 [解析] 由题图可知， 和 分别是糖类和脂肪，与脂肪相比，糖类分子中的氢含量少，氧化分解过程中耗氧量少，A项错误；由题图可知， 是蛋白质，具有物质运输、催化、调节和免疫等多种功能，B项正确； 是蛋白质的基本组成单位氨基酸， 是核酸的基本组成单位核苷酸，五碳糖和碱基的种类不同是脱氧核苷酸和核糖核苷酸的区别，不是氨基酸和核苷酸的区别，C项错误；在 体内，将 彻底水解，得到4种碱基，1种五碳糖，D项错误。 31 素养升级·情境命题强突破 32 种子成熟与萌发过程中有机物的变化 命题情境 1. 种子成熟时有机物的变化 种子成熟时，小分子有机物转化为大分子物质，以便于储存，主要营养物质变化 如下： ①可溶性糖类 不溶性糖类（如淀粉）。 ②非蛋白质氮 蛋白质。 ③糖类 脂肪。 33 2. 种子萌发时有机物的变化 种子萌发时，储存的大分子有机物在酶的作用下水解为小分子物质，作为幼胚生 长的营养物质。 ①淀粉 麦芽糖 葡萄糖。 ②蛋白质 氨基酸。 ③脂肪 甘油 脂肪酸。 种子形成时，光合作用产物的输入导致其干重增加。种子萌发时，吸收水分导致 其鲜重增加，非油料作物的种子由于只进行细胞呼吸导致干重减少，油料作物种子萌 发初期干重有所增加（是因为脂肪转化为糖类的过程中增加了氧元素），然后再减少。 34 高考例证 [2022海南高考改编]种子萌发过程中，贮藏的淀粉、蛋白质等物质在酶的催化下生成 简单有机物，为新器官的生长和细胞呼吸提供原料。下列有关叙述错误的是( ) C A.种子的萌发受水分、温度和氧气等因素的影响 B.种子萌发过程中淀粉、蛋白质等大分子有机物分解为小分子有机物 C.干燥条件下种子不萌发，主要是因为种子中的酶因缺水而变性失活 D.种子子叶切片用苏丹Ⅲ染液染色后，显微镜下观察到橘黄色颗粒，说明该种子含有脂肪 [解析] 干燥条件下种子中的水分减少，因此不萌发，并非种子中的酶失活。 35 新题速递 1. [2023江苏盐城高一校考阶段练习]如图为大豆种子 在黑暗条件下萌发和生长过程中蛋白质、总糖、脂肪 含量变化趋势曲线，其中蛋白质含量用双缩脲试剂检 测。下列叙述错误的是( ) C A.蛋白质与双缩脲试剂作用显紫色且在一定范围内蛋白质含量越高，紫色越深 B.种子在黑暗条件下萌发后，有机物干重可能短暂增加，但总体趋势是减少 C.种子在黑暗条件下萌发总糖含量下降的唯一原因是呼吸消耗糖类供能却不进行光合作用 D.种子在黑暗条件下萌发过程中细胞中蛋白质种类增加、鲜重增加 36 [解析] 蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应，一定范围内，蛋白质含量越高，颜色越深，A项正确；种子萌发过程中细胞呼吸消耗大量有机物使得干重减少，但脂肪大量转化为糖使得干重增加，所以可能出现干重短暂增加，B项正确；种子萌发过程不仅需要消耗糖类提供能量，还要用于生成某些氨基酸等非糖物质，C项错误；大豆种子萌发和生长时需要产生更多的蛋白质参与各项生命活动（萌发属于发育过程，该过程中有基因选择性表达，可合成不同 ，翻译成不同蛋白质），因此蛋白质含量和种类增加，种子萌发需要吸收大量水分，鲜重增加，D项正确。 37 2. [2023江苏泰州高二校考阶段练习]如图表示油菜种子成熟过程中各种有机物的变化 情况，下列叙述正确的是( ) D A.在可溶性糖和淀粉转化为脂肪的过程中，氧的含量增加 B.取第29天的油菜种子制成装片，可观察到被苏丹Ⅲ染液染成红色的颗粒 C.部分含氮物质可与双缩脲试剂发生紫色反应，其氮元素主要存在于氨基中 D.据图推测，在油菜种子萌发过程中脂肪能转化成可溶性糖 38 [解析] 由于相同质量的脂肪中氢的含量大于糖，而氧含量小于糖，因此在可溶性糖和 淀粉转化为脂肪的过程中，氧的含量减少，A项错误；苏丹Ⅲ染液可将脂肪染为橘黄 色，而不是红色，B项错误；部分含氮物质如蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应， 构成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和羧基，因此氨基酸中 主要分布在氨基中， 而氨基酸脱水缩合时，氨基需要脱掉一个氢，形成 ，因此蛋白质的氮元素主 要存在于肽键左侧的氨基的残基 中，C项错误；据图可知，油菜种子成熟过 程中脂肪含量增加，糖类的含量降低，成熟的油菜种子中主要以脂肪储存能量，而糖 类是主要的能源物质，因此可推测在油菜种子萌发过程中脂肪能转化成可溶性糖，可 溶性糖氧化分解为种子萌发提供能量，D项正确。 39 网络构建 经典图示 40 $$