第2章 第5节 核酸是遗传信息的携带者 课件2-2024-2025学年高中生物必修1 分子与细胞同步课件PPT（人教版2019）

第5节 核酸是遗传信息的携带者 第2章 组成细胞的分子 生物 教学目标 ①科学思维：熟悉核酸的种类和分布。 ②科学思维：理解脱氧核苷酸与核糖核苷酸在化学组成上的异同，比较DNA和RNA的结构及功能。 ③生命观念：了解生物大分子的组成，理解“碳是生命的核心元素”。 教学重难点 重点： 1.核酸是细胞内携带遗传信息的物质。 2.生物大分子以碳链为骨架。 难点： 1.核酸的种类及结构。 2.生物大分子以碳链为骨架。 导入新课 问题思考 在地震及海啸中，遇难人身份的确认，你知道用什么手段吗? 提示： 导入新课 问题思考 1984年9月11日，杰夫里斯和同事发现基因中存在一些足以区分生物个体的微小结构，并于当天绘制出了世界上第一幅“DNA指纹”。 为什么利用DNA能确定一个人的身份呢？ 提示：细胞中携带遗传信息的物质为核酸，其包括DNA和RNA两大类，DNA只是核酸中的一类，不同生物个体中的DNA序列是不同的，因此，可利用DNA能确定一个人的身份。 一、核酸的发现和研究简史 新课讲授 新课讲授 核酸的探索历程 资料1:1868年瑞士化学家F.Miescher从脓细胞中分离得到细胞核,并从中提取出一种含磷很高的酸性化合物,称为核素。此后,又从鲑鱼精子头部分离到相对质量较高的含磷酸性化合物,即现在所知的DNA。1889年,生物学家R.Altmann分离并去除了“核素”中的蛋白质,得到了一种酸性物质。因为这种酸性物质是从细胞核中提取出来的,因此他将其称为“核酸”。 问题1:根据资料1可推断“核酸”应该含有什么成分? 提示：根据“一种含磷很高的酸性化合物”推断出该物质应该含有磷酸。 新课讲授 核酸的探索历程 资料2:19世纪末和20世纪初,德国生理学家、化学家A.Kosell发现核素是蛋白质和核酸的复合物,并证明了核酸有两类,即脱氧核糖核酸(简称DNA)和核糖核酸(简称RNA)。他小心翼翼地将核酸水解,发现两种核酸水解产物中都含有鸟嘌呤(G)、腺嘌呤(A)和胞嘧啶(C)这3种碱基。在DNA中含有胸腺嘧啶(T),而在RNA中则含有尿嘧啶(U),除了含有这些碱基以外,还含有具有糖类性质的物质和磷酸。H.Steudel通过化学分析确定了这些物质的比例,糖类物质、嘌呤或嘧啶碱基与磷酸的数目比例为1∶1∶1。 问题2:根据资料2推断,核酸的基本组成成分是什么? 提示：根据材料可得出组成核酸的基本成分是磷酸、具有糖类性质的物质以及碱基，并且这3种成分的比例是1∶1∶1。 新课讲授 核酸的探索历程 资料3:1924年,德国细胞学家福尔根发现核酸中的戊糖有两种:核糖与脱氧核糖。根据含糖的不同,核酸可分为核糖核酸(RNA)与脱氧核糖核酸(DNA)。 资料4:1929年,俄裔美国生物化学家P.A.T.Levine证明核酸是由更简单的核苷酸组成的,而核苷酸则是由碱基、核糖或脱氧核糖、磷酸按一定顺序连接而成的。 问题3:根据资料2、资料3和资料4推断，DNA与RNA的组成成分分别是什么?这两类核苷酸在化学组成上的不同点是什么? 总结：DNA的基本成分是磷酸、脱氧核糖、含氮碱基(A、T、C、G)。RNA的基本成分是磷酸、核糖、含氮碱基(A、U、C、G)。两者的不同点是:DNA含有脱氧核糖,RNA含有核糖。DNA中特有的碱基是T，RNA特有的碱基是U。 新课讲授 核酸的探索历程 核酸的探索历程小结 探究二、核酸的结构 新课讲授 新课讲授 核苷酸的分子模型 核苷酸的分子模型 新课讲授 核苷酸的分子模型 总结：脱氧核苷酸和核糖核苷酸的碱基各有4种，二者共有的碱基有3种，脱氧核苷酸和核糖核苷酸各有4种，核苷酸有8种，核酸的碱基共有5种。 核苷酸名称的记忆方法：核苷酸名称=碱基名称+五碳糖名称+核苷酸。 核酸的分子结构 新课讲授 核酸同蛋白质一样，也是生物大分子，核酸的相对分子质量很大，核苷酸的相对分子质量较小，核苷酸是怎样组成相对分子质量巨大的核酸的呢？ 总结： 第一分子核苷酸3号碳原子上的羟基与下一分子核苷酸5号碳原子上所连的磷酸基脱水形成磷酸二酯键，从而将两分子核苷酸连接起来。 新课讲授 总结：在大多数生物中，DNA由2条脱氧核苷酸长链形成双螺旋结构。而RNA通常是一条核糖核苷酸单链。 核酸的分子结构 总结：绝大多数的生物，其遗传信息储存在DNA分子中，且不同个体的DNA的脱氧核苷酸序列各不相同，即具有特异性。所以，没有亲缘关系的人，碱基排列顺序不同，遗传信息也不同。 新课讲授 核酸的分子结构 新课讲授 核心探讨 核酸的分布及组成 1．核酸由哪些元素组成？N、P分别存在于核酸分子的哪个基团中？ 2．尝试分析核酸在不同生物中的分布状况。 生物类型 真核生物 原核生物 分布 提示:核酸由C、H、O、N、P组成，N存在于含氮碱基中，P存在于磷酸中。 DNA主要分布在细胞核，线粒体、叶绿体也少量含有，RNA主要分布在细胞质 DNA主要分布在拟核，少量分布在细胞质，RNA主要分布在细胞质 新课讲授 3．比较真核生物、原核生物及病毒的核酸类型，并完成表格。 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 原核生物 非细胞生物(病毒) DNA病毒 RNA病毒 核心探讨 新课讲授 3．比较真核生物、原核生物及病毒的核酸类型，并完成表格。 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 DNA和RNA 8 5 DNA 4 4 原核生物 DNA和RNA 8 5 DNA 4 4 非细胞生物(病毒) DNA病毒 DNA 4 4 DNA 4 4 RNA病毒 RNA 4 4 RNA 4 4 核心探讨 4.DNA、RNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么？ 物质 初步水解的产物 彻底水解的产物 DNA RNA 新课讲授 核心探讨 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 脱氧核糖、磷酸、4种碱基(A、T、C、G) 核糖、磷酸、4种碱基(A、U、C、G) 探究三、生物大分子以碳链为骨架 新课讲授 新课讲授 生物大分子 提示：上述三种生物大分子的单体分别是单糖、氨基酸、核苷酸。这三种单体都是以碳链为基本骨架的，因此，生物大分子也是以碳链为基本骨架的。 新课讲授 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，这些基本单位称为单体，这些生物大分子又称为单体的多聚体。 单体(基本单位) 多聚体(生物大分子) 单糖 多糖 氨基酸 蛋白质 核苷酸 核酸 2．每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。 3．碳是生命的核心元素。 生物大分子 1.DNA与RNA的比较 比较项目 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA) 基 本 单 位 名称 脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种) 结构图 组成 无机酸 磷酸 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮碱基 A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤) T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶) 一般结构 两条核苷酸链 一条核苷酸链 分布 主要在细胞核，线粒体、叶绿体也少量含有 主要在细胞质 新课讲授 核心归纳 新课讲授 核心归纳 (1)若该图为一段肽链结构模式图，则1表示中心碳原子，2表示结构 ，在人体中的3的种类最多可达21种。 2.生物大分子的连接方式判断 (2)若该图为一条核苷酸链结构模式图，则1表示五碳糖，2表示磷酸，3表示含氮碱基。 【练习1】 当堂训练 核酸在真核细胞里的分布情况，下列哪项最合适(　　) A. DNA全部分布在细胞核中，RNA全部分布在细胞质中 B. DNA和RNA全部分布在细胞核中 C. DNA主要分布在细胞膜中，RNA分布在细胞质中 D. DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中 D 【练习2】 当堂训练 下列有关核酸分布的叙述正确的是(　　) A．SARS病毒中的RNA主要分布在细胞质中 B．真核细胞的DNA和RNA全部分布在细胞核中 C．原核细胞的DNA主要存在于细胞核中 D．人体细胞中的RNA主要分布在细胞质中 D 有关下列概念图的叙述，不正确的是(　　) A．①表示含氮碱基 B．②表示核糖 C．④表示脱氧核苷酸 D．组成DNA的元素有5种 B 【练习3】 当堂训练 【练习4】 当堂训练 生命科学常用图示表示微观物质的结构，图1～3分别表示植物细胞中常见的三种有机物，则图1～3可分别表示(　　) A．多肽、RNA、淀粉 B．DNA、RNA、纤维素 C．DNA、蛋白质、糖原 D．蛋白质、核酸、糖原 A 【练习5】 当堂训练 下图为某种有机物的分子结构图，数字1～5代表五个碳原子相应的位置。下列叙述正确的是(　　) A．该化合物是构成DNA及其基本单位的成分之一 B．形成核苷酸时，碳原子1与磷酸相连，碳原子5与含氮碱基相连 C．新冠病毒的遗传物质的组成成分彻底水解可以产生该化合物 D．该化合物在核苷酸单链中，与下一个核苷酸相连的是碳原子2 C 当堂训练 【练习6】 下图是生物体内核酸的基本单位——核苷酸的结构模式图，下列叙述正确的是(　　) A．构成人体遗传物质的b 共有 4 种，a 有 1 种，m 有 4 种 B．构成人体的遗传物质的b 共有 8 种，a 有 2 种，m 有 5 种 C．在新冠病毒中可以检测到 2 种 a、5 种m、8 种 b D．若 m 为尿嘧啶，则 b 的名称是尿嘧啶核糖核苷酸或尿嘧啶脱氧核苷酸 A 当堂训练 【练习7】 下图表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系，其中A、B代表元素，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是生物大分子，图中X、Y、Z、P分别为构成生物大分子的基本单位。请回答下列问题： (1)图中A、B分别代表的元素是________、_________，Ⅱ的中文名称是________________，Z的名称是______________。 P N 脱氧核糖核酸 核糖苷核酸 当堂训练 (2)构成生物大分子的单体X、Y、Z、P中不具多样性的有________；P的结 构通式为_____________，Ⅳ 具有多样性的直接原因除与P的________________________有关， 还与____________________________________________有关。 (3)Ⅴ 是由________和脂肪酸发生反应形成的，适合做储能物质的原因是______原子含量较少，______原子含量较多；相同质量的Ⅴ比Ⅰ 所含的能量________。 X 种类、数目、排列顺序　 肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构　 甘油 O H 多 课堂小结 核 酸 是 遗 传 信 息 的 携 带 者 课堂小结 谢谢大家 $$