2.5 核酸是遗传信息的携带者 --教学设计2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学教学设计聚焦核酸的组成、DNA与RNA的区别及生物大分子碳链骨架，通过新冠病毒核酸检测和DNA指纹技术情境导入，联系遗传物质旧知，引出核酸功能，搭建“生活实例-问题探讨-新知学习”的学习支架。 此设计以模型制作（如脱氧核苷酸连接）和小组合作归纳DNA与RNA区别为亮点，通过问题链（如核苷酸排列顺序与多样性）培养科学思维，强调碳链骨架体现生命观念，助力学生提升探究实践能力，为教师提供结构化教学资源，提升课堂效率。

2.5 核酸是遗传信息的携带者 教案 一、教学目标 1.阐述核酸是由核苷酸聚合而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子。 2.简述DNA和RNA的区别和联系。 3.概述生物大分子以碳链为基本骨架的结构特点。 二、教学重难点 教学重点：1.核酸是由核苷酸聚合而成的长链。 2.生物大分子以碳链为骨架的结构特点。 教学难点：1.核酸是由核苷酸聚合而成的长链。 2.生物大分子以碳链为骨架的结构特点。 三、教学过程 【新课导入】 情境导入： 新冠病毒感染人体之后，首先会在呼吸道系统中进行繁殖，因此可以通过检测痰液、鼻咽拭子中病毒独特的核酸序列判断人体是否感染该病毒。一旦检测为核酸“阳性”，即可证明患者体内有病毒存在。 提出问题：什么是核酸？为什么能通过核酸检测确定新冠病毒是否存在？ 教师活动：展示“问题探讨”，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能够提供犯嫌疑罪人的信息？ DNA是遗传物质，携带有遗传信息；不同个体的遗传信息一般都有区别，因此能够提供犯罪嫌疑人 的信息。 2.你还能说出DNA鉴定技术在其他方面的应用吗？ 亲子鉴定；研究不同类群生物的亲缘关系；研究人类起源。 学生活动：小组讨论交流，回答问题。 教师提出问题：核酸在生物体内有怎么样的功能？带着这一问题，一起来学习本节内容。 【新课讲授】 目标1：核酸的种类、分布及其组成 （一）核酸的种类及其分布 教师活动：布置任务，阅读教材P34页内容，在课本中划出核酸种类和分布的相关句子。 学生活动：阅读教材，划出核酸种类和分布。 师生共同总结核酸的种类和分布。 1.种类：脱氧核糖核酸，简称DNA；核糖核酸，简称 RNA。 2.分布：真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。 RNA主要分布在细胞质中。 （二）核酸是由核苷酸连接而成的长链 1.核苷酸是核酸的基本组成单位 教师活动：课件展示核酸的图片、核苷酸的图片，解释什么是核酸，什么是核苷酸，引导学生归纳核酸的组成元素和基本单位。 学生活动：观察核酸和核苷酸的图片，归纳核酸的组成元素和基本单位。 （1）组成元素：C、H、O、N、P （2）组成单位：核苷酸 强调：一个核苷酸 = 一分子（磷酸 + 五碳糖 + 含氮碱基） （3）结构通式 活动1：观察几种核苷酸，写出它们的结构通式 2.氨基酸的种类 3. DNA与RNA在化学组成上的异同 教师活动：展示DNA和RNA在化学组成上的异同对比图，并提出问题。 问题：核苷酸共有几种？组成核苷酸的含氮碱基共有几种？ 学生活动：思考并简要回答问题。 教师活动：展示核糖核苷酸，脱氧核苷酸平面结构图以及脱氧核糖，核糖平面结构图，引导学生以小组为单位从组合和结构两个方面归纳总结DNA和RNA的主要区别。 学生活动：观察图片，小组合作，共同归纳总结DNA和RNA的主要区别。 总结：DNA、RNA的主要区别 组成的不同：DNA五碳糖是脱氧核糖，而RNA则是核糖。DNA的碱基是A、T、C、G，RNA的则是A、U、C、G。 结构的不同：DNA是由脱氧核苷酸连接而成的，一般由两条链构成；RNA则是由核糖核苷酸连接而成，由一条链构成。 4.核酸是由核苷酸连接而成的长链 DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链 RNA是由核糖核苷酸连接而成的长链 活动2：制作四种脱氧核苷酸的模型，仿照示意图完成四个核苷酸的连接 5.核酸的空间结构 教师活动：展示核酸的结构，类比蛋白质多样性的原因，组织学生阅读教材P35页，自主学习，尝试归纳核酸的多样性。 学生活动：归纳总结核酸多样性的原因和功能。 核酸是携带遗传信息的分子，生物的遗传信息就承载在核酸分子中在亲子代之间传递，请观察核酸的结构，推测它是如何储存和携带遗传信息的？ 核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息。 问题1：假设有一段由100个核苷酸组成的单链DNA片段，那么可以出现多少种核苷酸的排列组合？ 4100 得出结论：核酸具有多样性 问题2：为什么在生物鉴定中我们可以检测核酸？ 因为每一种生物的核苷酸排列顺序与其他生物存在差异。 得出结论：核酸具有特异性 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，异常的血红蛋白分子缺氧条件下易相互聚集，导致红细胞形态改变，造成镰状细胞贫血症的发生。 以上说明核酸还具有什么功能？ 核酸在生物体的变异和蛋白质的生物合成中具有重要的作用。 6.核酸的功能 （1）核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息，核酸分子是储存、传递遗传信息的生物大分子。 （2）核酸在生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。 强调：生物的遗传信息储存在DNA分子中，而且每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列各有特点。 教师提问：生物的遗传物质都是DNA吗？ 回忆旧知：有细胞结构的真核与原核生物，既有DNA又有RNA，则遗传物质是DNA；无细胞结构的病毒，一部分病毒只有DNA，一部分病毒只有RNA，则病毒的遗传物质是DNA或RNA。归纳出一切生物的遗传物质是——核酸，核酸是遗传信息的携带者。 活动3：比较真核生物、原核生物及病毒的核酸类型，并完成表格。 新冠病毒、肺炎链球菌均可侵染人体肺部细胞从而引发肺炎，其中新冠病毒是一种含有单链RNA的病毒。 核心归纳： 1.DNA与RNA的比较 2.真核生物、原核生物及病毒核酸类型的比较 目标2：生物大分子以碳链为骨架 提出问题：在构成细胞的化合物中，除了DNA和RNA外，哪些物质也属于生物大分子?它们的基本组成单位是什么?各具有怎样的特点呢? 活动4：分析图解，说明生物大分子以碳链为骨架 教师活动：展示生物大分子是由许多单体连接成的多聚体图片。 学生活动：完成任务，理解生物大分子的种类，单体与多聚体的关系。 提出问题：（1）多糖、蛋白质和核酸等生物大分子的结构有什么共同的特点？ 提示：生物大分子都是由许多单体连接成的多聚体。 展示单糖、氨基酸和核苷酸的结构式： 布置任务：根据展示的糖类、蛋白质和核酸基本组成单位（单体）的结构式图片，判断分别是哪种生物大分子的基本组成单位？并仔细观察这些基本组成单位的结构式，从元素组成方面分析它们有何共同特征？ 提出问题：（2）单糖、氨基酸和核苷酸的结构有什么共同的特点？ 提示：都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。 归纳：生物大分子以碳链为基本骨架，“碳是生命的核心元素” 提出问题：（3）有限数目的单体怎样聚合成了多种多样的大分子物质？ 结合问题探讨，归纳概括单体和多聚体的概念。 单体：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。每个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。 多聚体：生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。这些生物大分子又称为单体的多聚体。 引导学生归纳得出结论：每一个单体都是以若干个相连的碳原子构成的碳链为骨架。生物大分子是由许多单体链接成的多聚体。 强调：碳是生命的核心元素。 教师讲授：多糖、蛋白质、核酸等生物大分子以碳链作为基本骨架。糖类和脂质提供生命活动的重要能源。水和无机盐与其他物质一起，共同承担着构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。细胞中的化合物，含量和比例处在不断变化中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动正常进行。 师生共同得出结论：细胞是由元素和化合物构成的。 1.生物大分子：是由单体连接成的多聚体 以碳链为基本骨架 有限数目的单体通过排列顺序和连接位置的变化，形成了多种不同的大分子物质 2.组成细胞的分子： 以碳链为骨架的多糖、蛋白质、核酸等生物大分子构成细胞生命大厦的基本框架 细胞中的这些化合物，含量和比例处在不断变化之中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行。 细胞是一个动态变化的有机整体 教师活动：提出思考题，组织学生思考并回答问题。 思考1：绝大多数生物的遗传信息贮存在DNA分子中，四种脱氧核苷酸如何组成种类繁多的DNA分子的呢？ 组成不同DNA的脱氧核苷酸的数目及排列顺序不同。 思考2：为什么说“碳是生命的核心元素”“没有碳，就没有生命”？ 生物大分子以碳链为基本骨架。以碳链为骨架的多糖、蛋白质、核酸等生物大分子构成了细胞生命大厦的基本框架。 课堂小结： 四、板书设计 2.5 核酸是遗传信息的携带者 一、核酸的种类和分布 二、核酸是由核苷酸链连接而成的长链 1.组成元素：C、H、O、N、P 2.组成单位：脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸 3.DNA与RNA的主要区别 4.核酸的多样性和功能 三、生物大分子以碳链为骨架 1.单体和多聚体 第 12 页 共 13 页 学科网（北京）股份有限公司 $