2.5 《核酸是遗传信息的携带者》（导学案）2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学导学案聚焦核酸的种类、分布、功能及分子结构，引导学生掌握核苷酸组成、DNA与RNA的区别，通过知识梳理填空和表格比较构建基础，结合课堂探究分析科学材料，形成从结构到功能的学习支架。 以科学思维为核心，通过肺炎链球菌转化实验等探究活动培养归纳分析能力，知识梳理体现结构与功能观（生命观念），课后作业联系DNA指纹、CRISPR技术等实际应用，促进探究实践，助力学生构建完整知识体系，提升生物学核心素养。

形成天才的决定性因素是勤奋。 课 题 2.5 《核酸是遗传信息的携带者》（导学案） 课 型 新授课 课 时 主备教师 学习目标 1. 能准确说出核酸的种类、分布及其在生物体内的功能，理解核酸在遗传中的核心地位 2. 能详细描述核酸的基本组成单位——核苷酸的分子结构，掌握DNA与RNA在化学组成上的区别 3. 通过比较分析DNA和RNA在结构、功能上的异同，培养科学思维和归纳总结能力 4. 认同核酸是遗传信息的携带者，理解其在生命活动中的重要性，形成正确的生命观念 教学重点 1. 核酸的种类、分布和功能，特别是其作为遗传物质的核心作用 2. 核苷酸的分子组成和结构特点，DNA与RNA在化学组成上的区别 3. DNA与RNA在结构特征、功能定位上的比较分析 4. 核酸的多样性和特异性与其生物学功能的关系 教学难点 1. 理解核苷酸的分子结构及其连接方式，掌握磷酸二酯键的形成机制 2. 分析DNA双螺旋结构与RNA单链结构在功能上的差异和适应性 3. 理解核酸的多样性和特异性分子基础，及其与生物多样性的关系 知识梳理 一、核酸的种类和分布 1. 核酸的种类 (1) ______（DNA）：主要分布在______中，少量存在于______和______中 (2) ______（RNA）：主要分布在______中，少量存在于______中 2. 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 二、核酸的基本组成单位——核苷酸 1. 核苷酸的分子组成 每个核苷酸由一分子______、一分子______和一分子______组成 2. 核苷酸的分类 (1) 核苷酸：含氮碱基为A、G、C、T，五碳糖为 (2) 核苷酸：含氮碱基为A、G、C、U，五碳糖为 3. 核苷酸的连接方式 核苷酸之间通过______连接形成______ 三、DNA与RNA的比较 比较项目 DNA RNA 中文名称 ______ ______ 基本单位 ______ ______ 五碳糖 ______ ______ 含氮碱基 ______ ______ 结构特点 一般为______结构 一般为______结构 主要分布 ______ ______ 功能 ______ ______ 四、核酸的分子结构 1. DNA的结构 (1) 由______条脱氧核苷酸链组成 (2) 碱基互补配对原则：A与______配对，G与______配对 (3) 空间结构：______结构 2. RNA的结构 (1) 由______条核糖核苷酸链组成 (2) 碱基配对：A与______配对，G与______配对 (3) 结构形式：______结构 五、核酸的多样性和特异性 1. 多样性 核苷酸的______、______和______千变万化 2. 特异性 每个核酸分子都有其特定的______序列 六、核酸在生物体中的重要作用 1. 遗传信息的储存 DNA是绝大多数生物的______物质 2. 遗传信息的传递 通过______过程将遗传信息传递给子代 3. 遗传信息的表达 通过______和______过程指导蛋白质的合成 课堂探究 探究一：核酸的分子组成分析 材料一：科学家通过化学分析发现，核酸完全水解后可以得到磷酸、五碳糖和含氮碱基三种成分。进一步研究发现，DNA中的五碳糖是脱氧核糖，RNA中的五碳糖是核糖。 材料二：核苷酸的分子结构示意图显示，磷酸基团连接在五碳糖的5'碳原子上，含氮碱基连接在五碳糖的1'碳原子上。 1. 根据材料，核酸的基本组成单位是什么？它由哪几部分组成？ 2. 比较DNA和RNA在五碳糖和含氮碱基上的区别，这些区别对它们的功能有何影响？ 3. 为什么说核酸是遗传信息的携带者？请从分子结构角度解释 探究二：DNA与RNA的功能比较 材料一：肺炎链球菌转化实验表明，将S型细菌的DNA注入R型细菌中，能使R型细菌转化为S型细菌，且这种转化性状能够遗传给后代。 材料二：在蛋白质合成过程中，DNA的遗传信息通过转录传递给mRNA，mRNA通过翻译指导蛋白质的合成，tRNA负责转运氨基酸，rRNA参与构成核糖体。 1. 材料一说明DNA具有什么功能？这体现了核酸的什么特性？ 2. 材料二说明RNA具有什么功能？请分别说明三种RNA的作用及其相互关系 3. 从结构和功能上分析，为什么DNA适合作为遗传物质，而RNA主要参与蛋白质合成过程？ 探究三：核酸的生物学意义 材料：人类基因组计划研究表明，人类DNA分子中含有约30亿个碱基对，这些碱基对的排列顺序决定了人类的遗传特征。不同个体之间的DNA序列存在差异，这些差异构成了人类的遗传多样性。 1. 为什么说核酸是遗传信息的携带者？请结合材料说明 2. 核酸的多样性和特异性是如何体现的？这对生物的遗传和变异有何意义？ 3. 从进化角度看，为什么DNA成为大多数生物的遗传物质，而RNA只在部分病毒中作为遗传物质？ 课堂检测 选择题（每题只有一个正确答案） 1. 下列关于核酸的叙述，正确的是（ ） A. 核酸由C、H、O、N四种元素组成 B. 核酸的基本组成单位是核苷酸 C. DNA只分布在细胞核中 D. RNA只分布在细胞质中 2. 组成DNA的基本单位是（ ） A. 核糖核苷酸 B. 脱氧核糖核苷酸 C. 氨基酸 D. 葡萄糖 3. 下列碱基中，RNA分子不含有的是（ ） A. 腺嘌呤（A） B. 鸟嘌呤（G） C. 胞嘧啶（C） D. 胸腺嘧啶（T） 4. DNA分子的双螺旋结构中，互补配对的碱基是（ ） A. A与T，G与C B. A与G，T与C C. A与C，G与T D. A与U，G与C 5. 下列关于DNA和RNA的叙述，错误的是（ ） A. DNA是遗传信息的携带者 B. RNA参与蛋白质的合成 C. DNA和RNA的五碳糖相同 D. DNA和RNA的含氮碱基不完全相同 课堂小结 本节课主要内容框架： 一、核酸的种类和分布 1. DNA：主要分布在细胞核，少量在线粒体、叶绿体 2. RNA：主要分布在细胞质，少量在细胞核 3. 功能：遗传信息的携带者 二、核酸的分子组成 1. 基本单位：核苷酸 2. 核苷酸组成：磷酸 + 五碳糖 + 含氮碱基 3. DNA核苷酸：脱氧核糖 + A、G、C、T 4. RNA核苷酸：核糖 + A、G、C、U 三、DNA与RNA的比较 1. 结构差异：DNA双链双螺旋，RNA单链 2. 碱基差异：DNA含T，RNA含U 3. 功能差异：DNA储存遗传信息，RNA参与蛋白质合成 四、核酸的功能意义 1. 遗传信息的储存和传递 2. 生物多样性的分子基础 3. 生命活动的调控中心 课后作业 1. 查阅资料，了解人类基因组计划的相关内容，了解DNA指纹技术在法医学中的应用 2. 收集有关DNA检测在疾病诊断中应用的资料，了解其原理和意义 3. 了解CRISPR基因编辑技术的原理，思考其与核酸功能的关系 答案 知识梳理答案 一、核酸的种类和分布 1. 核酸的种类 (1) 脱氧核糖核酸（DNA）：主要分布在细胞核中，少量存在于线粒体和叶绿体中 (2) 核糖核酸（RNA）：主要分布在细胞质中，少量存在于细胞核中 2. 核酸的功能 核酸是细胞内携带遗传信息的物质，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 二、核酸的基本组成单位——核苷酸 1. 核苷酸的分子组成 每个核苷酸由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成 2. 核苷酸的分类 (1) 脱氧核糖核苷酸：含氮碱基为A、G、C、T，五碳糖为脱氧核糖 (2) 核糖核苷酸：含氮碱基为A、G、C、U，五碳糖为核糖 3. 核苷酸的连接方式 核苷酸之间通过磷酸二酯键连接形成核苷酸链 三、DNA与RNA的比较 比较项目 DNA RNA 中文名称 脱氧核糖核酸 核糖核酸 基本单位 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮碱基 A、G、C、T A、G、C、U 结构特点 一般为双链结构 一般为单链结构 主要分布 细胞核 细胞质 功能 储存遗传信息 参与蛋白质合成 四、核酸的分子结构 1. DNA的结构 (1) 由2条脱氧核苷酸链组成 (2) 碱基互补配对原则：A与T配对，G与C配对 (3) 空间结构：双螺旋结构 2. RNA的结构 (1) 由1条核糖核苷酸链组成 (2) 碱基配对：A与U配对，G与C配对 (3) 结构形式：单链结构 五、核酸的多样性和特异性 1. 多样性：核苷酸的数量、种类和排列顺序千变万化 2. 特异性：每个核酸分子都有其特定的核苷酸序列 六、核酸在生物体中的重要作用 1. 遗传信息的储存：DNA是绝大多数生物的遗传物质 2. 遗传信息的传递：通过复制过程将遗传信息传递给子代 3. 遗传信息的表达：通过转录和翻译过程指导蛋白质的合成 课堂探究答案 探究一：核酸的分子组成分析 1. 核酸的基本组成单位是核苷酸。它由磷酸、五碳糖和含氮碱基三部分组成。 2. DNA和RNA的区别： · 五碳糖：DNA中是脱氧核糖，RNA中是核糖 · 含氮碱基：DNA中含有胸腺嘧啶（T），RNA中含有尿嘧啶（U） 这些区别使得DNA结构更稳定，适合作为遗传物质；RNA结构相对灵活，适合作为信息传递和蛋白质合成的参与者。 3. 核酸是遗传信息的携带者，因为： · 核酸中的核苷酸排列顺序储存着生物的遗传信息 · 核酸能够通过复制将遗传信息准确传递给后代 · 核酸通过转录和翻译过程指导蛋白质的合成，控制生物性状 探究二：DNA与RNA的功能比较 1. 材料一说明DNA具有遗传功能，能够储存和传递遗传信息，体现了核酸的遗传特异性。 2. 材料二说明RNA具有多种功能： · mRNA：携带DNA的遗传信息，作为蛋白质合成的模板 · tRNA：转运特定的氨基酸到核糖体 · rRNA：与蛋白质组成核糖体，是蛋白质合成的场所 三种RNA相互配合，共同完成蛋白质的合成过程。 3. DNA适合作为遗传物质的原因： · 双链结构稳定性高，不易突变 · 能够精确复制，保证遗传的连续性 · 储存信息量大，能够编码复杂的遗传信息 RNA主要参与蛋白质合成的原因： · 单链结构灵活，能够形成多种空间构象 · 能够快速合成和降解，适应细胞代谢需要 · 具有多样化的功能形式 探究三：核酸的生物学意义 1. 核酸是遗传信息的携带者，因为： · 核酸中的碱基序列决定了生物的遗传特征 · 核酸能够通过复制将遗传信息传递给后代 · 核酸通过控制蛋白质合成来影响生物性状 2. 核酸的多样性和特异性体现在： · 多样性：不同生物的核酸中核苷酸的数量、种类和排列顺序各不相同 · 特异性：每个生物个体的核酸都有其独特的核苷酸序列 这对生物的遗传和变异具有重要意义，是生物多样性的分子基础。 3. 从进化角度看： · DNA成为大多数生物的遗传物质，因为它结构稳定，能够长期储存遗传信息 · RNA只在部分病毒中作为遗传物质，因为RNA复制错误率较高，适合短期遗传信息传递 · 这体现了生物在进化过程中对遗传物质选择的适应性 课堂检测答案 选择题 1. B（核酸由C、H、O、N、P五种元素组成；DNA主要分布在细胞核，RNA主要分布在细胞质） 2. B（组成DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸） 3. D（RNA分子不含胸腺嘧啶T，含有尿嘧啶U） 4. A（DNA中A与T配对，G与C配对） 5. C（DNA的五碳糖是脱氧核糖，RNA的五碳糖是核糖） 学科网（北京）股份有限公司 $