2.5 核酸是遗传信息的携带者-【探究设计】2024-2025 学年高一生物同步优质课件（人教版2019必修1）

第2章第5节 核酸是遗传信息的携带者 年 级：高一 学 科：生物学（20修订人教版） 主讲人：△△ 学 校：△△中学 国家中小学课程资源 1 学习目标 学科素养 重难点 1.阐述核酸由核苷酸聚合而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子 生命观念 科学思维 重点 2.简述DNA和RNA的区别与联系 生命观念 科学思维 重点 难点 3.概述生物大分子以碳链为骨架的结构特点 生命观念 科学思维 重点 难点 本节聚焦 DNA与RNA在化学组成上有什么异同点？ （科学思维∙生命观念） 核苷酸的排列顺序与遗传信息有什么关系？ （生命观念） 怎样理解生物大分子以碳链作为基本骨架？ (科学思维∙生命观念） 第2章第5节 核酸是遗传信息的携带者 国家中小学课程资源 2 第1课时 核酸的种类、分布和单体 国家中小学课程资源 3 【情境导入】 DNA指纹技术在案件侦破工作中有重要的用途。刑侦人员将从案发现场收集到的血液、头发等样品中提取的DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，就有可能为案件的侦破提供证据。 讨论： 1.为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息？ 每个人的DNA都是独一无二的，除非____________ 2.你还能说出DNA鉴定技术在其他方面的应用吗？ 亲子鉴定、尸骨辨认、人类起源、新冠筛查等 同卵双胞胎 高中生物学 央视大型公益寻人行动《等着我》，帮助人们寻亲，在节目中我们经常会看到一些被拐卖的孩子，通过采血入库，进行DNA比对，找到自己的亲生父母。 【情境导入】 亲子鉴定 高中生物学 【情境导入】 遇难者的身份鉴定 无名尸骨的身份鉴定 尸骨辨认 高中生物学 【情境导入】 人类学的研究 新冠筛查 高中生物学 【活动】阅读教材P34正文第二段，然后列表比较核酸的种类和主要分布场所。 探究一：核酸的种类及其分布。 种类 英文 DNA RNA 中文 真核细胞 主要 分布 次要 分布 脱氧核糖核酸 核糖核酸 细胞核 (与蛋白质结合成_______) 细胞质 (_____、_____、核糖体等) 细胞核 细胞质 (_______、_______) 染色体 线粒体 叶绿体 线粒体 叶绿体 【延伸思考】原核细胞的DNA主要分布在 中。 拟核 【顾名思义】核酸只分布在细胞核中吗？______ No 高中生物学 【实验结论】___________________________________________________ 【走进实验】 下图是用甲基绿-吡罗红混合染色剂分别处理人口腔上皮细胞和洋葱鳞片叶内表皮细胞的实验结果，实验依据甲基绿和吡罗红混合染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，即：DNA+甲基绿→绿色，RNA+吡罗红→红色。据图你能得出什么实验结论呢？ 真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中 人的口腔上皮细胞 人的口腔上皮细胞 高中生物学 【活动1】阅读教材P34最后一段和观察P35图2-15，然后回答问题。 探究二：核酸是由核苷酸连接而成的长链。 1. 核酸的单体（基本组成单位）是什么？该单体的化学组成有哪些？由此可推知组成核酸的元素有哪些？ 核苷酸 一分子 一分子 一分子 CHONP(和 元素组成相同) 五碳糖 磷酸 含氮碱基 核酸的单体结构简图 磷酸 五碳糖 含氮碱基 CHO N P 核苷酸 磷脂 高中生物学 【活动1】阅读教材P34最后一段和观察P35图2-15，然后回答问题。 探究二：核酸是由核苷酸连接而成的长链。 2. 核苷酸分为哪两类？划分标准是什么？ 核糖核苷酸、脱氧(核糖)核苷酸 五碳糖的种类(__号碳是否脱氧) 2 核糖 脱氧核糖 磷酸 磷酸 碱基 碱基 核苷酸 核苷酸 (简称：脱氧核苷酸) 的基本单位 的基本单位 核糖核酸(RNA) 脱氧核糖核酸(DNA) 高中生物学 ____种核苷酸 组成 【活动1】阅读教材P34最后一段和观察P35图2-15，然后回答问题。 探究二：核酸是由核苷酸连接而成的长链。 3. 细胞内的含氮碱基有多少种？它们可组成多少种核苷酸？ 核糖 磷酸 碱基 ____种核糖核苷酸 A G C U 腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶 尿嘧啶 4 ____种脱氧核苷酸 A G C T 腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶 胸腺嘧啶 4 腺嘌呤 胸腺嘧啶 胞嘧啶 鸟嘌呤 尿嘧啶 ___类碱基 A G C T U 嘌呤碱基 嘧啶碱基 ___种碱基 2 5 8 5种 8种 脱氧 核糖 磷酸 碱基 4 1 × 1 × 4 1 × 1 × 【碱基巧记】A-高压线钢架，G-鸡属鸟类，C-细胞英文Cell，T-胸前十字，U-尿壶 高中生物学 A像高压线下的钢架结构，G谐音“鸡”属鸟类，C英文cell，U尿壶，T胸前十字架。 12 腺嘌呤脱氧核苷酸 P A 脱氧 核糖 【归纳提升】细胞含有___种五碳糖、___类___种碱基、___种核苷酸。 8 5 2 2 【朗读记忆】 腺嘌呤核糖核苷酸 P A 核糖 鸟嘌呤脱氧核苷酸 P G 脱氧 核糖 鸟嘌呤核糖核苷酸 P G 核糖 胞嘧啶脱氧核苷酸 P C 脱氧 核糖 胞嘧啶核糖核苷酸 P C 核糖 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 P T 脱氧 核糖 尿嘧啶核糖核苷酸 P U 核糖 脱氧核苷酸 （4种） 核糖核苷酸 （4种） 高中生物学 【活动1】阅读教材P34最后一段和观察P35图2-15，然后回答问题。 探究二：核酸是由核苷酸连接而成的长链。 4. 请用集合图展示两类核苷酸在化学组成上的异同。 核糖核苷酸 脱氧核苷酸 _______(P) _______(A) _______(G) _______(C) 磷酸 腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶 _________( ) ________( U ) 尿嘧啶 核糖 _________( ) ________( T ) 胸腺嘧啶 脱氧核糖 【思考】由碱基A、C和T可以组成的核苷酸的种类有（ ） A.3种 B.5种 C.6种 D.8种 B 高中生物学 【反馈练习】 (1)下面是核苷酸的结构简图，请回答。 ① ③ (1)若②是-H，则③可能是__________________。 (2)若③是U ，则②是__________，①是______。 (3)若③是A ，则②是__________，①是______。 ② A、G、C、T -OH 磷酸 -H或-OH 磷酸 高中生物学 (2)如图所示的分子结构式为某种核苷酸，请写出其中文名称。 【反馈练习】 腺嘌呤 核苷酸 1′ 2′ 3′ 4′ 5′ 脱氧 高中生物学 第2课时 核酸的功能和生物大分子 国家中小学课程资源 17 H2O 【活动2】观察教材P34图2-14和阅读教材P35第一、二段，然后说出从核苷酸到DNA和RNA的结构层次。 探究二：核酸是由核苷酸连接而成的长链。 脱水缩合 磷酸二酯键 高中生物学 3个 氢键 2个 氢键 C G A T G C T 【活动2】观察教材P34图2-14和阅读教材P35第一、二段，然后说出从核苷酸到DNA和RNA的结构层次。 探究二：核酸是由核苷酸连接而成的长链。 2个 氢键 3个 氢键 DNA的平面结构 DNA的空间结构 (双螺旋结构) 螺旋化 脱水缩合 形成 磷酸二酯键 【温馨提示】连接相邻碱基的结构是 。 氢键( )或-五碳糖-磷酸-五碳糖-( ) A 一条脱氧 核苷酸链 链间 链内 高中生物学 【活动2】观察教材P34图2-14和阅读教材P35第一、二段，然后说出从核苷酸到DNA和RNA的结构层次。 探究二：核酸是由核苷酸连接而成的长链。 C G A T G C T A G C U A 【温馨提示】每个核酸分子是由 个核苷酸连接而成的长链。 细胞和多数病毒的DNA都是 ，RNA都是 ，仅在罕见病毒中有例外。 两条脱氧 核苷酸链 一条核糖 核苷酸链 RNA DNA 双链 单链 几十个乃至上亿 【延伸思考】每个核酸的五碳糖:碱基:磷酸= ， 鉴别核酸类别依据： 。 1:1:1 碱基或五碳糖种类(、单双链) 高中生物学 ___________________→核糖核苷酸→____________→___条 →RNA 【活动2】观察教材P34图2-14和阅读教材P35第一、二段，然后说出从核苷酸到DNA和RNA的结构层次。 探究二：核酸是由核苷酸连接而成的长链。 磷酸、核 糖、碱基 核糖核苷酸链 1 ___________________→脱氧核苷酸→____________→___条螺旋化→DNA 磷酸、脱氧核糖、碱基 脱氧核苷酸链 2 【观察】核酸的平面图和双螺旋结构图。 【辨析】不同生物核酸的化学组成。 种类 细胞生物 DNA病毒 RNA病毒 核酸 五碳糖 ____种 ____种 ____种 碱基 ____种 ____种 ____种 核苷酸 ____种 ____种 ____种 DNA、RNA DNA RNA 2 5 8 1 4 4 1 4 4 【温馨提示】哺成红细胞只含RNA，无DNA是因为 。 无细胞核和线粒体 初步水解产物 彻底水解产物 初步水解 彻底水解 高中生物学 由1分子磷酸、1分子碱基和1分子化合物a构成了化合物b，如图所示，则叙述正确的是（　　） A．若m为腺嘌呤，则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸 B．若a为核糖，则b为DNA的基本组成单位 C．若m为尿嘧啶，则DNA中肯定不含b这种化合物 D．若由b构成的核酸主要分布在细胞核中，则a为核糖 【反馈练习】 高中生物学 【活动3】阅读教材P35第三、四段，然后回答问题。 探究二：核酸是由核苷酸连接而成的长链。 脱氧核苷酸的排列顺序（序列） 核苷酸的种类、数目和序列 2. DNA储存遗传信息的形式是什么？ 3. RNA也能储存遗传信息吗？请举例说明。 4. 请各用一句话来描述DNA和核酸的功能。 能(核糖核苷酸序列)。 只针对RNA病毒，如：HIV、SARS、TMV、新冠病毒 DNA ：_________________________________。 核酸 ：________________________________________________________, ________________________________________________________。 是储存、传递遗传信息的生物大分子 是生物体携带遗传信息的物质(或遗传信息的携带者)——遗传物质) 在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用 【延伸思考】为什么通过DNA指纹技术能锁定犯罪嫌疑人？ 4种n个核糖核苷酸可组成____种RNA 4种n个核糖核苷酸可组成____种DNA 4n 4n/2 4 4 4 4 4 4 4 4 1. DNA和RNA的特异性和多样性的影响因素有哪些？ 核苷酸序列 = 遗传信息 DNA的特异性 物种鉴定时可分析其细胞中 的单体序列。 核酸、蛋白质 高中生物学 【强化记忆】生物体的遗传物质。 细胞生物 （含DNA和RNA） 真核生物 原核生物 DNA病毒 ：HIV、SARS，流感病毒、新冠病毒等 少数病毒 非细胞生物 （病毒） （含DNA或RNA） 遗传物质是DNA 遗传物质是RNA 三菌：细菌、放线菌、古细菌 三体：衣原体、支原体、立克次氏体 RNA病毒 ：T2噬菌体、乙肝病毒、天花病毒、 猴痘病毒等多数病毒 ：动物、植物、真菌、原生生物 【温馨提示】生物界的遗传物质主要是 。其中，细胞生物和病毒的遗传物质依次是 ，细胞核和细胞质的遗传物质依次是 。 DNA DNA、DNA或RNA DNA、DNA 高中生物学 【走进医学】理解核酸的功能之一 正常血红蛋白(球状) 异常血红蛋白(纤维状) 正常β链 异常β链 正常圆饼状 异常镰刀状 镰刀型细胞贫血症的病因 【病因】镰刀型细胞贫血症的直接原因是 。 镰刀型细胞贫血症的根本原因是 。 氨基酸序列的改变 核苷酸序列的改变 谷 缬 正常 DNA 异常 DNA 仅一个 碱基替换 基 因 突 变 核酸能指导蛋白质的合成 核酸通过控制蛋白质的合成来表达其所携带的遗传信息 高中生物学 【拓展】细胞中DNA、RNA、蛋白质的关系。 控 制 控 制 DNA RNA 蛋白质 ⑴核酸在生物体蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。 ⑵蛋白质种类多样性的直接原因：在于氨基酸的种类、数目、排序的多样性和肽链盘曲折叠及其形成的空间结构多样性 ⑶蛋白质种类多样性的根本原因：在于DNA中脱氧核苷酸的种类、数目、排序的多样性。 ⑷物种鉴定：常采用DNA、RNA或蛋白质等大分子的序列比对。 高中生物学 脱水 缩合 核苷酸 核酸 (DNA、RNA) 【活动】阅读教材P35~36，然后回答问题。 探究三：生物大分子以碳链为骨架。 （1）定义：生物大分子是指____________________________________。 1. 生物大分子的定义是什么？请举例说明。 由许多单体(脱水缩合)连接而成的多聚体 单体 多聚体 脱水 缩合 单糖 (葡萄糖) 多糖 氨基酸 脱水 缩合 蛋白质 (多肽) 生物 大分子 = 单体= 种 单体≤ 种 单体= 种 1 21 4 高中生物学 【活动】阅读教材P35~36，然后回答问题。 探究三：生物大分子以碳链为骨架。 （1）定义：生物大分子是指____________________________________。 （2）举例。 1. 生物大分子的定义是什么？请举例说明。 由许多单体(脱水缩合)连接而成的多聚体 多聚体 多糖 多肽 蛋白质 DNA RNA 单体 单糖 氨基酸 氨基酸 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 蛋白质 (多肽) 多糖(淀粉) 核酸 (DNA/RNA) 高中生物学 【活动】阅读教材P35~36，然后回答问题。 探究三：生物大分子以碳链为骨架。 （1）定义：生物大分子是指____________________________________。 （2）举例。 【思考】二糖、二肽、脂肪、磷脂、固醇属于生物大分子吗？为什么？ 1. 生物大分子的定义是什么？请举例说明。 2. 为什么说生物大分子是以碳链为骨架？有何意义？ 由许多单体(脱水缩合)连接而成的多聚体 多聚体 多糖 多肽 蛋白质 DNA RNA 单体 单糖 氨基酸 氨基酸 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 高中生物学 【活动】阅读教材P35~36，然后回答问题。 探究三：生物大分子以碳链为骨架。 （1）定义：生物大分子是指____________________________________。 （2）举例。 【思考】二糖、二肽、脂肪、磷脂、固醇属于生物大分子吗？为什么？ 1. 生物大分子的定义是什么？请举例说明。 2. 为什么说生物大分子是以碳链为骨架？有何意义？ （1）原因：碳原子最外层有4个电子，多个碳原子可以相互结合形成稳定的碳链。 由于单体是以碳链为基本骨架，因此，生物大分子也是以碳链为基本骨架。 （2）意义：构成细胞生命大厦的基本框架。 由许多单体(脱水缩合)连接而成的多聚体 多聚体 多糖 多肽 蛋白质 DNA RNA 单体 单糖 氨基酸 氨基酸 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 【温馨提示】 是最基本的元素，是生命的核心元素。 碳 高中生物学 元素 功 能 能源物质 功能物质 遗传物质 单 体 多聚体 【反馈练习】 (1)请补充完整下面的概念图。 单糖 多糖 蛋白质 核酸 脂肪酸、甘油 氨基酸 核苷酸 非生物大分子 / 非多聚体 _______ 储能物质 _______ 脂肪 生物大分子 / 多聚体 高中生物学 （1）生物大分子的初步水解和彻底水解产物分别是什么？ 核苷酸 磷酸、五碳糖、含氮碱基 脱氧核苷酸 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 核糖核苷酸 磷酸、核糖、含氮碱基 【拓展延伸】 多 肽 氨基酸 麦芽糖 彻底水解 核酸 DNA RNA 初步水解 蛋白质 淀 粉 葡萄糖 CO2+H2O+尿素 （2）生物大分子的彻底氧化产物有何异同？ 蛋白质 糖类和脂肪 CO2+H2O 高中生物学 （1）生物大分子的初步水解和彻底水解产物分别是什么？ 核苷酸 磷酸、五碳糖、含氮碱基 脱氧核苷酸 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 核糖核苷酸 磷酸、核糖、含氮碱基 【拓展延伸】 多 肽 氨基酸 麦芽糖 彻底水解 核酸 DNA RNA 初步水解 蛋白质 淀 粉 葡萄糖 CO2+H2O+尿素 （2）生物大分子的彻底氧化产物有何异同？ 蛋白质 糖类和脂肪 CO2+H2O 高中生物学 生物大分子通常都有一定的分子结构规律，即是由一定的基本结构单位按一定的排列顺序和连接方式形成的多聚体。下列表述正确的是 A．若该图为一段肽链的结构模式图，则1表示肽键，2表示中心碳原子，3的种类有20种 B．若该图为一段RNA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．若该图为一段单链DNA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 D．若该图表示多糖的结构模式图，则淀粉、纤维素和糖原的结构是相同的 【反馈练习】 高中生物学 【核酸小结】 高中生物学 【核酸小结】 核酸的分类（DNA与RNA的区别） 通常 高中生物学 【核酸小结】比较DNA和RNA。 名称 基本单位 化学 组成 五碳糖 含氮碱基 无机酸 结构 (双螺旋/单链) 细胞中分布 功能 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA) 脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种) 脱氧核糖 核糖 T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶) A(腺嘌呤)G(鸟嘌呤)C(胞嘧啶) 磷酸 双螺旋结构 单链结构 主要在细胞核中 主要在细胞质中 携带遗传信息 高中生物学 项目 DNA RNA 核酸(DNA+RNA) 基本单位 (初步水解产物) 彻底水解产物 碱基种类 五碳糖种类 核苷酸种类数 核苷酸链条数 鉴别核酸种类的依据： 碱基种类或五碳糖种类。 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 核苷酸 A、G、C、P T、脱氧核糖 A、G、C、P U、核糖 A、G、C、P T、U、脱氧核糖、核糖 4 （AGCT） 4 （AGCU） 5 （AGCTU） 1 (脱氧核糖) 1 (核糖) 2 (脱氧核糖、核糖) 4 4 8 双链 （通常） 单链 （通常） 单链、双链 8种 6种 6种 【核酸小结】比较DNA和RNA。 高中生物学 高中生物学 $$