2.5 核酸是遗传信息的携带者-【高效备课】2024-2025学年高一生物同步精讲课件（人教版2019必修1）

第5节 核酸是遗传信息的携带者 第二章 组成细胞的分子 本节聚焦: DNA与RNA在化学组成上有什么异同点? 核苷酸的排列顺序与遗传信息有什么关系? 怎样理解生物大分子以碳链作为基本骨架? DNA指纹法在案件侦破中有着重要的用途。刑侦人员将从案发现场得到的血液、头发等样品中提取的DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，就可能为案件的侦破提供证据。 [讨论] 为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息？ ①DNA是遗传物质，携带有遗传信息； ②不同个体的遗传信息一般都有区别。 问题探讨 2 资料 1868年，瑞士科学家米歇尔首次从外科绷带的脓细胞的细胞核中分离一种富含磷元素的酸性化合物，将其称为核素(nuclein)，即核酸。 米歇尔（Miescher） 核酸首先从细胞核中分离，那其它地方是否有分布呢？ 又有哪些种类？ 核酸的由来？ 核酸的种类及其分布 1 问题1. 核酸包括哪几类？ 问题2. DNA和RNA分布在细胞中的什么部位？ 【任务1】 阅读教材34页第二段，尝试构建核酸的种类及其分布概念图。 脱氧核糖核酸 原核细胞： DNA 真核细胞： 核糖核酸 细胞核（主要），线粒体、叶绿体（少量） 拟核（主要） RNA 主要分布在细胞质，细胞核也有少量RNA 核酸 一、核酸的种类及其分布 判断：真核细胞和原核细胞内均有两种核酸（ ） √ 核酸是由核苷酸连接而成的长链 2 【资料】有科学家做过这样的实验，用酶将核酸初步水解后，会得到一些小分子物质——核苷酸，进一步用酶处理核苷酸，还能得到一些更小的分子，这些分子里面含有磷酸、五碳糖、含氮碱基。 【思考】 1.核酸是生物大分子，组成它的基本单位是什么？ 2.核苷酸由哪些物质组成？ 一分子磷酸 一分子五碳糖 一分子含氮碱基 核苷酸 二、核酸是由核苷酸连接而成的长链 1.由图2-15，推测核苷酸由哪些元素组成？ 2.请用圆圈表示磷酸、五边形表示五碳糖、长方形表示含氮碱基画出核苷酸模式图。 3.如何区分下图中的两种核苷酸？ 脱氧 核糖 核糖 1 2 3 4 5 二、核酸是由核苷酸连接而成的长链 【任务2】 阅读课本P34第3段，P35图2-15，思考讨论： 脱氧（核糖）核苷酸→DNA的基本单位 核糖核苷酸→RNA的基本单位 A G C T 腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶 胸腺嘧啶 A G C U 腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶 尿嘧啶 4.两种核苷酸与两种核酸的关系？ 5.观察图2-16，说出两种核苷酸还有何区别？ C T G A U 含氮碱基——形象记忆法 【总结】DNA和RNA在化学组成上的异同（重点） RNA DNA 基本单位 磷酸 五碳糖 碱基 核糖 脱氧核糖 A C U G A C T G 核糖核苷酸 脱氧核糖核苷酸 相同 【活动】构建核苷酸模型与核苷酸链模型 1.请利用以下原料在左方框内自上而下画出4种脱氧核苷酸，并命名。（原料充足） 2.请利用以下原料在右方框内自上而下画出4种核糖核苷酸，并命名。（原料充足） 命名原则：碱基名称+五碳糖名称+核苷酸 脱氧 核糖 P 核糖 A T U C G 12 【练习1】：尝试对以下核苷酸的命名 腺嘌呤核糖核苷酸 或腺嘌呤脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸 鸟嘌呤核糖核苷酸或 腺嘌呤脱氧核苷酸 U 13 【练习2】——模型解读 某同学在学习了核酸的知识后，画了如图所示的核苷酸结构图。 （1）若m为鸟嘌呤，则b为? （2）若碱基为胸腺嘧啶，则形成的b为? （3）若图甲中a为脱氧核糖，m为G，则化合物b称为? 可能是鸟嘌呤脱氧核苷酸 也可能是鸟嘌呤核糖核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸 A T G C ？ A T G C 【活动】3.请仿照P34图2-14核苷酸之间的连接方式，分别绘制一段脱氧核苷酸链片段（左）和核糖核苷酸链片段（右）。 【思考】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。 核苷酸是如何形成核酸的？ O OH H H2O 磷酸二酯键 核苷酸 核苷酸长链 脱水缩合 【思考】连接两个核苷酸之间的化学键是？如何形成的？ 16 A T G C T A C G A U G C DNA（双链） RNA（单链） 氢键 双螺旋 二、核酸是由核苷酸连接而成的长链 【活动】4.和小组同学比较，你们所绘制的片段是否相同？由此说明DNA多样性的原因？DNA中遗传信息储存在哪里？ 【总结】1、DNA多样性的原因： 。 2、遗传信息储存在： 。 脱氧核苷酸的数目、排列顺序不同 脱氧核苷酸（含氮碱基）的排列顺序中 【思考】遗传信息只能储存在DNA分子中吗？ [易混淆] （1）DNA多样性的原因： 。 （2）构成蛋白质的氨基酸之间差异的原因： 。 （3）蛋白质多样性的直接原因： 。 （4）蛋白质多样性的根本原因： 。 R基不同 氨基酸的种类、数量、排列顺序； 肽链的盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同 DNA多样性 脱氧核苷酸的数量、排列顺序不同 与社会的联系 DNA指纹技术的其他应用 此外还可用于病原体的检测、研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系等 公安部通报开展“夏季行动”以来，全国共抓获涉嫌实施拐卖妇女儿童的犯罪嫌疑人212名，找回失踪被拐妇女儿童683名。下面是找回的3个孩子和一对丢失孩子夫妇的DNA指纹图谱，请判断哪个小孩是他们的？ 母亲 父亲 A孩 B孩 C孩 【资料】DNA分子中碱基发生了替换，从而使血红蛋白中1个氨基酸的替换，导致血红蛋白空间结构异常，红细胞形态改变，造成镰刀型细胞贫血症的发生。 红细胞形态改变 蛋白质构象改变 三、核酸的功能 （1）核酸是细胞内携带遗传信息的物质； （2）在生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。 思考：结合以上实例，归纳总结核酸的功能？ 21 C、H、O、N、P 磷酸 五碳糖 含氮碱基 核苷 核苷酸 遗传信息 遗传变异 蛋白质合成 细胞核 细胞质 课堂总结 脱氧核糖 核糖 A、C、G、T、U 脱氧核苷酸（4种） 核糖核苷酸（4种） 22 比较项目 脱氧核糖核酸（DNA） 核糖核酸（RNA） 分布（真核细胞） 主要在 中， 、 内也少量含有 主要在 中 组成元素 基本单位 名称 组成 无机酸 磷酸 五碳糖 含氮碱基 一般结构 条 核苷酸链 条 核苷酸链 初步水解产物 种 。 种 。 共有 种， 分别是 。 彻底水解产物 共有 种， 分别是 。 脱氧核苷酸 脱氧核糖 线粒体 叶绿体 C、H、O、N、P 核糖核苷酸 核糖 细胞核 细胞质 T U A、G、C 两 脱氧 一 核糖 4 脱氧核苷酸 4 核糖核苷酸 6 脱氧核糖、磷酸、 A、G、C、T 6 核糖、磷酸、 A、G、C、U 项目 核酸 遗传物质 举例 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 真核细胞 动物、植物、真菌 原核生物 非细胞生物 (病毒) DNA病毒 RNA病毒 8 5 DNA和RNA 4 4 DNA 4 4 4 真核生物、原核生物及病毒的核酸类型比较 细菌 噬菌体 烟草花叶 病毒、 HIV、SARS DNA和RNA DNA RNA 8 5 4 DNA 4 4 DNA 4 4 RNA 4 4 24 【练习3】——碱基种类、核苷酸种类判断 1.烟草叶肉细胞中核酸含有的碱基有( )种，核苷酸有( ) 2.烟草的遗传物质中含有的碱基有( )种，核苷酸有( )种 3.烟草花叶病毒中含有的碱基有( )种，核苷酸有( )种 4.A、T、C、G在水稻、HIV病毒中可以分别组成几种核苷酸？ 5.判断：噬菌体中由A、G、C、T 4种碱基构成的核苷酸有7种（ ） 8 5 4 4 4 4 7 3 6.(2024·山西太原五中检测)流行性出血热是由汉坦病毒(一种RNA病毒)引起的，以鼠类为主要传染源的自然疫源性疾病。那么在人类患者、鼠、汉坦病毒这几种生物体内，碱基种类及组成这些生物遗传物质的核苷酸种类数依次是(　　) A.8、5、4和8、8、4 B.5、5、4和8、4、4 C.5、5、4和4、4、4 D.5、4、4和8、4、8 C ▶烟草细胞内的核酸初步水解产物是多少种？彻底水解产物是多少种？ 物质 初步水解的产物 彻底水解的产物 DNA ____________ 脱氧核糖、磷酸、4种碱基(A、T、C、G) RNA 4种核糖核苷酸 __________________________________ 4种脱氧核苷酸 核糖、磷酸、4种碱基(A、U、C、G) 8种；8种 ▶烟草花叶病毒内的核酸初步水解产物是多少种？彻底水解产物是多少种？ 4种；6种 ▶大肠杆菌细胞内的遗传物质初步水解产物是多少种？彻底水解产物是多少种？ 4种；6种 【练习4】——初步水解和彻底水解产物种类判断 生物大分子以碳链为骨架 3 蛋白质 DNA 淀粉 糖原 纤维素 RNA 细胞中的生物大分子有哪些？它们有什么共同之处？ 1、什么是单体？ 2、什么是多聚体？ 3、每个单体都以什么为基本骨架？生物大分子的基本骨架？ 4、为什么“碳是生命的核心元素”？ 单 体 多聚体 脱水缩合 水解 生物大分子(多聚体) 基本组成单位(单体) 多糖 淀粉、纤维素、糖原 蛋白质 核酸 DNA RNA 单糖 氨基酸 核苷酸 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 四、生物大分子以碳链为骨架 葡萄糖 【任务3】 阅读课本第35-36页，思考回答下列问题，并完成表格 蛋白质 核酸 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，它的顺序都没有什么变化。 核酸分子中4种脱氧核甘酸(或核糖核苷酸)在数量、排列顺序上就会千差万别，从而能够承担起携带遗传信息的功能。 【思考讨论】 1.组成细胞的生物大分子中，具有物种特异性的物质有哪些？ 2.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。(课本P38复习提高3)　 $$