内容正文:
1
第2章 组成细胞的分子
第5节 核酸是遗传信息的携带者
高一生物上学期人教版必修1
阐明生命现象的规律,必须建立在生物大分子结构的基础上。
学·新知探究
拓·素养提升
练·分层情境
含交互动画
新课标与教学目标
新课标要求
核心素养目标
1.“概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:理解核酸是遗传信息的携带者,认识核酸在遗传、变异和蛋白质合成中的重要作用,形成遗传信息观。
科学思维:能够比较DNA与RNA的异同;能够运用核苷酸组成原理分析核酸的结构特点;能够归纳不同生物的核酸种类。
社会责任:认识核酸研究在刑侦、亲子鉴定、医学诊断中的应用价值,形成科学服务社会的意识。
科学探究:通过分析DNA指纹技术的原理,探究核酸的特异性;通过核酸结构层次图,探究生物大分子以碳链为骨架的规律。
一、核酸的种类及其分布
c
o
n
t
e
n
t
s
研
学
目
录
拓·素养提升
练·分层情境
学·新知探究
筑基
拓能
冲刺
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
三、生物大分子以碳链为骨架
拓展01 判断DNA和RNA的三种方法
拓展02 大分子物质的初步水解和彻底水解的产物
拓展03 不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质归纳
一、 核酸的种类及其分布
二、 核酸是由核苷酸连接而成的长链
s
t
udy
学
·
新知探究
目
录
关键词: 种类 分布
关键词:核苷酸 功能
三、 生物大分子以碳链为骨架
关键词:单体 碳链
问题探讨
学·新知探究
1.为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息?
① DNA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(特异性)。
2.1号、2号和3号怀疑对象哪个是罪犯?
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。
DNA指纹技术(视频)
思考
1
2 怀疑对象
3
从受害者身上发现的罪犯DNA
受害者DNA
3号
一、核酸的种类及其分布
学·新知探究
【探究活动1】
阅读课本p34,完成以下任务。
讨论
(1)核酸的概念及其种类分别为?
(2)DNA和RNA主要分布在细胞哪些结构?
(3)所有生物体内都含有DNA和RNA吗?
一、核酸的种类及其分布
学·新知探究
核酸是从细胞核中提取的具有酸性的物质。
五碳糖的
不同
脱氧核糖核酸 (DNA)
核糖核酸 (RNA)
(1) 核酸概念
(2) 核酸种类
分类
依据
一、核酸的种类及其分布
学·新知探究
质粒
DNA:主要分布在 中
、 内也含有少量的DNA
RNA:主要分布在 中
细胞核
线粒体
叶绿体
细胞质
原核
细胞
拟核(主要) 质粒
真核
细胞
细胞类型
RNA:主要分布在 中
细胞质
思考:所有生物体内都含有DNA和RNA吗?
不是。病毒只含有其中一种核酸。
DNA(DNA病毒)或者RNA(RNA病毒)
DNA: 、 。
(3)核酸种类分布
线粒体
细
胞
核
叶绿体
DNA病毒
RNA病毒
新冠病毒
核糖核酸
核里呆不住
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
学·新知探究
【探究活动2】
阅读课本p34-35,完成以下任务。
讨论
(1)核酸的基本组成单位及其组成元素分别为?
(2)核苷酸的种类包括?
(3)比较脱氧核苷酸和核糖核苷酸的结构,概括出异同点
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
学·新知探究
【探究活动2】
阅读课本p34-35,完成以下任务。
讨论
(4)核酸为何具有多样性?
(5)核酸具有怎样的功能?
(6)DNA和RNA都是核酸,为什么细胞以DNA作为主要遗传物质而不是RNA?
学·新知探究
(1)核酸的基本组成单位
➡核苷酸
P
A
磷酸
含氮碱基
脱氧
核糖
核苷酸命名原则
实例:腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤
脱氧核糖
碱基名称 + 五碳糖名称 + 核苷酸
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
(2)核酸的组成元素
➡C、H、O、N、P
2.1 核酸的基本单位、组成元素
学·新知探究
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
脱氧(核糖)核苷酸
核糖核苷酸
A
G
C
T
U
腺嘌呤
鸟嘌呤
胞嘧啶
胸腺嘧啶
A
G
C
腺嘌呤
鸟嘌呤
胞嘧啶
尿嘧啶
①
②
④
③
⑤
①
②
③
④
⑤
比较脱氧核苷酸和核糖核苷酸的结构,概括出异同点
脱氧核糖
核糖
磷酸
胸腺嘧啶(T)
尿嘧啶(U)
腺嘌呤(A)
鸟嘌呤(G)
胞嘧啶(C)
(DNA)
(RNA)
DNA特有
的碱基
RNA特有
的碱基
学·新知探究
趣味交互演示——DNA双螺旋结构
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1.演示链接
2.演示方法
打开界面
点击下方绿色按钮操作
3.演示界面预览
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
学·新知探究
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
Cell
(细胞)
A
腺嘌呤
G
鸟嘌呤
C
胞嘧啶
T
胸腺嘧啶
尿嘧啶
A:字母首位,“腺”与“先”谐音 A(腺)优先。
U
U
巧记:爱他超过姑 (A, T, C, G, U)
学·新知探究
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
2.2 脱氧核苷酸连接成DNA长链
脱氧核苷酸之间通过脱水缩合形成脱氧核苷酸链,脱氧核苷酸发生脱水缩合之后,通过磷酸二酯键结合。
DNA双螺旋结构模型
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
5'
3'
3'
5'
学·新知探究
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
2.2 脱氧核苷酸连接成DNA长链
3´磷酸单酯键
5´磷酸单酯键
脱H2O缩合
磷酸
二酯键
不是化学键,而是一种化学基团。
(1)脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键的过程
学·新知探究
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
2.2 脱氧核苷酸连接成DNA长链
多个脱氧
核糖核苷酸
脱氧核苷酸
连接成的长链
DNA
空间结构
DNA双链
(反向平行)
氢键
(2)DNA双链的形成过程
维持DNA结构的稳定性。
注意:
DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链,通常为双链。
DNA一般是双链,稳定、变异少。
少数生物,如噬菌体和某些病毒是以单链形式存在。
学·新知探究
趣味交互动画演示——DNA双螺旋结构趣味演示动画教学
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2.演示方法
打开界面
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3.演示界面预览
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
学·新知探究
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
2.3 核糖核苷酸连接成RNA长链
(1)RNA的形成过程
磷酸二酯键
RNA单链
空间结构
RNA结构
脱H2O缩合
多个
核糖核苷酸
核糖核苷酸
连接成的长链
DNA
空间结构
A
P
C
P
U
P
G
P
【注意】RNA一般是单链,不稳定、变异丰富。
学·新知探究
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
2.3 核糖核苷酸连接成RNA长链
注意:RNA一般呈单链结构,有些呈双链结构
呼肠孤病毒是具分节段的双链RNA基因组的一类病毒,分布广,病毒粒呈球形。
感染部位: 呼吸道和肠道
呼肠孤病毒
学·新知探究
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
脱氧核苷酸:4种
多样性:构成核酸的核苷酸数目、排列顺序不同,使核酸分子具有多样性。
DNA:无数种
2.4 核酸具有多样性的原因
学·新知探究
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
2.5 核酸的功能
① 细胞内携带遗传信息的物质
②在生物体的
遗传
变异
蛋白质的生物合成
功能
学·新知探究
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
DNA和RNA都是核酸,为什么细胞以DNA作为主要遗传物质而不是RNA?
DNA空间结构
RNA空间结构
DNA为双螺旋双链结构,较为稳定,能够保证遗传信息的稳定性,从而保证亲子间遗传信息的代代相传。
RNA为单链结构,结构不稳定,容易发生变化,无法保证遗传信息的稳定性。
学·新知探究
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
核酸的结构层次
元素组成
C、H、O、N、P。
小分子物质
相互连接
核苷酸链
核苷酸
核酸
P
N
磷酸
五碳糖
含氮碱基
脱水缩合
P
N
磷酸
含氮碱基
五碳糖
A
P
U
P
RNA
DNA
学·新知探究
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
核酸
基本组成单位
成
分 磷酸
五碳糖
碱基
结构
分布
元素组成
代表生物
功能
脱氧核糖核酸
核糖核酸
脱氧核糖核苷酸(4种)
核糖核苷酸(4种)
DNA
RNA
仅一种
脱氧核糖
核糖
A、G、C、T
A、G、C、U
双链
单链
细胞核(主要)线粒体、叶绿体(少量)
细胞质(主要)细胞核(少量)
C、H、O、N、P
真核生物、原核生物、DNA病毒(噬菌体)
SARS病毒、HIV 流感病毒等
核酸是细胞内携带遗传信息的物质。
在生物体遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有重要作用。
DNA和RNA的异同比较
学·新知探究
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
【易错提醒】
(1)在DNA分子的一条链或两条链之间两个相邻碱基连接的化学结构
①在DNA分子的一条链中,连接两个相邻碱基A和T的化学结构是:
—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—
②在DNA分子的两条链之间,连接两个相邻碱基A和T的化学结构是
氢键
(2)链状或环状DNA片段中有几个游离的磷酸基团
①链状DNA片段中有_______个游离的磷酸基团
②环状DNA片段中有_______个游离的磷酸基团
2
0
学·新知探究
【探究活动3】
阅读课本p35-36,完成以下任务。
讨论
(1)什么叫做生物大分子?
(2)生物大分子包括哪些物质?
(3)什么叫做单体?多糖、核酸和蛋白质的单位分别为?
三、生物大分子以碳链为骨架
三、生物大分子以碳链为骨架
学·新知探究
(1)生物大分子概念
由许多单体连接形成的多聚体。
基本单位
三、生物大分子以碳链为骨架
学·新知探究
(1)生物大分子概念
由许多单体连接形成的多聚体。
功 能
能源物质
功能物质
遗传物质
储能物质
单 体
单糖
氨基酸
核苷酸
脂肪酸、甘油
多聚体
多糖
蛋白质
核酸
脂肪(小分子)
每一个单体都由若干个相连的碳原子构成的碳链为骨架,再由许多单体连接成多聚体,因此,生物大分子是以碳链为基本骨架的。
单 体
多聚体
脱水缩合
水解
拓展01 判断DNA和RNA的三种方法
Broadening
拓
·
素养提升
目
录
关键词:五碳糖 含氮碱基 结构
拓展02 大分子物质的初步水解和彻底水解的产物
关键词:初步水解 彻底水解
拓展03 不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质归纳
关键词:核酸 核苷酸 碱基 遗传物质
拓·素养提升
拓展01 大分子物质的初步水解和彻底水解的产物
物质 初步水解产物 彻底水解产物
DNA ___________ _____________________
RNA _________________
蛋白质 _______
淀粉 _______
脱氧核苷酸
脱氧核糖、碱基(4种)、磷酸
核糖、碱基(4种)、磷酸
氨基酸
葡萄糖
注意:对核酸来说,初步水解为其单体,彻底水解为组成单体的小分子物质;蛋白质初步水解产物为多肽,彻底水解为其单体。
核糖核苷酸
主要是多肽
主要是麦芽糖
拓·素养提升
拓展02 判断DNA和RNA的三种方法
一看
二看
三看
五碳糖
含核糖
OH
RNA
含脱氧核糖
H
DNA
含氮碱基
结构
有U无T
RNA
有T无U
DNA
由一条核糖核苷酸链构成
RNA
由两条脱氧核糖核苷酸链构成
DNA
拓·素养提升
拓展03 不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质归纳
生物种类 核酸种类 碱基种类 核苷酸种类 遗传物质
细胞生物(真核、原核) 种 种
病毒 DNA病毒 种 种
RNA病毒 种 种
5
4
4
8
4
4
DNA和RNA
DNA
RNA
DNA
DNA
RNA
【小结】对所有生物,DNA是主要的遗传物质,对某一种或一类特定生物,遗传物质是DNA或是RNA,不能说主要的。对有细胞结构的生物遗传物质都是DNA。
课堂小结
核酸是遗传信息的携带者
概念
DNA
主要分布:
组成元素:
特点:
功能:
① 细胞内携带遗传信息的物质
②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
➡核酸是从细胞核中提取的具有酸性的物质。
细胞核
C、H、0、N 、P
双螺旋结构
特有碱基:T
RNA
主要分布:
特点:
细胞质
单链结构
特有碱基:U
大分子物质
➡由许多单体聚合而成的多聚体
以碳链作为基本骨架
代表物质: 蛋白质 核酸 多糖
概念
趣味交互游戏演示——核酸是遗传信息的携带者
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学·新知探究
Broadening
练
·
分层情境
筑基· 必备知识通关
——核心定义原理全覆盖
拓能· 关键能力进阶
冲刺· 核心素养拓展
——串联核心原理情境设问
——学有余力冲刺高分断层
练分层情境
筑基· 必备知识通关
1.关于核酸和核苷酸,下列叙述正确的是( )
A.核酸和核苷酸的组成元素相同
B.细胞中的核酸和核苷酸均有两种
C.核酸的最终水解产物是核苷酸
D.核酸的多样性取决于核苷酸的种类
A
核苷酸共8种
彻底水解产物为磷酸、五碳糖和含氮碱基
核苷酸的种类、数量、排列顺序
练分层情境
筑基· 必备知识通关
2.DNA 指纹技术可以为案件侦破工作提供证据,原理是不同人体DNA分子( )
A.碱基种类不同
B.所含的五碳糖和磷酸不同
C.空间结构不同
D.脱氧核苷酸排列顺序不同
D
练分层情境
筑基· 必备知识通关
3.有关生物大分子的叙述错误的是( )
A.生物大分子以碳链为基本骨架
B.生物大分子是由许多单体连成的多聚体
C.生物大分子水解时消耗水分子
D.淀粉、脂肪、RNA都是生物大分子
D
脂肪不是
A.在动物细胞内与A作用最相近的物质是糖原
B.物质d的化学本质是固醇
C.e和c的区别是空间结构不同
D.在人体细胞中物质e共有4种
练分层情境
筑基· 必备知识通关
4.如图所示的图解表示构成细胞的元素、化合物及其作用,a、b、c、d、e代表不同的小分子物质,A、B、C、E代表不同的大分子物质,下列分析不正确的是( )
C
e是脱氧核糖核苷酸,c是核糖核苷酸,二者的区别是五碳糖不同
练分层情境
筑基· 必备知识通关
5.下列叙述错误的是( )
A.不同核苷酸之间的差别是含氮碱基不同
B.核酸的合成和水解过程需要蛋白质的参与
C.不同人的DNA的脱氧核苷酸排列顺序不同
D.由A、T、G、C四种碱基参与构成的核苷酸有7种
A
还有五碳糖种类的差异
练分层情境
拓能· 关键能力进阶
6.如图为3种生物大分子的模式图。下列叙述错误的是( )
C
A.将丙初步水解可以获得4种脱氧核苷酸
B.人体中组成乙的基本单位有21种,其中有8种称为必需氨基酸
C.甲是纤维素,是植物体的主要储能物质
D.线粒体和叶绿体中均含有乙和丙两类物质
结构物质
A.若b是组成大肠杆菌遗传物质的基本单位,则a是脱氧核糖
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中不含b这种化合物
D.支原体内的核酸初步水解生成8种b
练分层情境
拓能· 关键能力进阶
7.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,如下图所示,则叙述不正确的是( )
B
RNA
A.核酸甲中的脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息
B.核酸甲和核酸乙在蛋白质的生物合成中都具有重要作用
C.甲和乙初步水解的产物是8种核苷酸
D.A与B相比,A的3'位置的碳原子上少一个氧
练分层情境
冲刺· 核心素养拓展
8.核酸甲和乙是某生物体内的两种核酸,这两种核酸的基本组成单位如图所示,下列叙述错误的是( )
D
核糖(B)的2'位置的碳原子上比脱氧核糖(A)多一个氧
A.物质a为糖类,c为淀粉
B.物质b可直接被人体吸收利用
C.物质e和DNA彻底水解产物完全不同
D.物质d可参与血液中脂质的运输
9.下图为人体细胞内部分有机化合物的概念图,下列叙述正确的是( )
练分层情境
冲刺· 核心素养拓展
D
并非完全不同
c是糖原
b是蛋白质大分子物质,需要被消化为氨基酸才能被人体吸收
练分层情境
冲刺· 核心素养拓展
10.为了确定猴痘病毒的核酸是DNA还是RNA,下列检测能达到目的的是( )
A.检测该病毒的核酸呈单链,还是呈双链
B.检测该病毒繁殖时是否消耗脱氧核苷酸
C.检测该病毒能否在普通培养基上生存
D.检测该病毒的核酸含胸腺嘧啶,还是含尿嘧啶
D
胸腺嘧啶(T)是DNA特有的碱基,尿嘧啶(U)是RNA特有的碱基,检测核酸含T还是U可以准确判断核酸种类
A.相同质量的M1和M2被彻底氧化分解,则M₁的耗氧量多
B.M3具有物质运输、催化、调节、免疫等多种功能
C.m3和m4之间的区别主要是五碳糖和碱基的种类不同
D.在新冠病毒体内,将M4彻底水解,可以得到8种物质
练分层情境
冲刺· 核心素养拓展
11.如图是细胞内几种有机物及其功能的关系图,m1、m2、m3、m4分别是有机物M1、M2、M3、M4的组成成分。下列说法正确的是( )
B
M₂
糖类(M₁)和脂肪(M₂)
m₃是氨基酸,m₄是核苷酸,二者的区别是化学组成和结构完全不同
6
练分层情境
冲刺· 核心素养拓展
12.下列关于细胞中的核苷酸及核酸的叙述,错误的是( )
A.洋葱根尖细胞中含有2种核酸,8种核苷酸
B.彻底水解白细胞的核酸,可以得到5种含氮碱基
C.HIV病毒中含有2种核糖,5种含氮碱基,8种核苷酸
D.核酸分子中磷酸、五碳糖、含氮碱基的数量之比为1:1:1
C
4种
练分层情境
冲刺· 核心素养拓展
13.下列关于核酸的叙述,正确的是( )
A.核酸能贮存遗传信息,但在最基本的生命系统中,只有DNA是遗传物质,RNA不是
B.生物体中的核酸具有携带遗传信息、催化、免疫等多种功能
C.构成人体细胞的遗传物质有2种,其中五碳糖有2种,碱基有5种
D.在人体细胞中由A、C、T3种碱基参与构成的核苷酸共有3种
A
核酸不具有免疫作用
5种
人体细胞的遗传物质只有 DNA(1 种)
A.I脱氧核糖核酸、Ⅱ脱氧核糖、Ⅲ核酸
B.I染色体、ⅡDNA、Ⅲ脱氧核苷酸
C.I蛋白质、Ⅱ抗体、Ⅲ激素
D.I二糖、Ⅱ乳糖、Ⅲ麦芽糖
练分层情境
冲刺· 核心素养拓展
14. 如图是由3个圆所构成的类别关系图。下列符合这种类别关系的是( )
C
练分层情境
冲刺· 核心素养拓展
15.科学家发现除了rRNA外,snoRNA还能够指导小核RNA(snRNA)、转运RNA(tRNA)和信使RNA(mRNA)等多种具有不同功能的RNA分子的转录后修饰。下列相关叙述错误的是( )
A.snoRNA能指导rRNA、tRNA的转录后修饰
B.由于单体种类不同,不同的RNA功能不同
C.snoRNA彻底水解的产物中有磷酸和碱基等
D.RNA的分子骨架中,碳原子是间断相连的
B
其核苷酸的排列顺序不同
52
第2章 组成细胞的分子
第5节 核酸是遗传信息的携带者
高一生物上学期人教版必修1
阐明生命现象的规律,必须建立在生物大分子结构的基础上。
学·新知探究
拓·素养提升
练·分层情境
含交互动画
Lavf58.76.100
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🧬 DNA双螺旋结构
三维模拟教学
步骤 1 / 5
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欢迎来到DNA双螺旋结构的三维模拟教学。
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$nullnullnull让他们核对DNA其中一名女死者身上有怀疑凶手留下的血迹,只有这个方法才能证明你是清白的。现在阿周手上的DNA,是从霍少媚衣物上发现的血迹中抽取出来的。而在艾米丽手上的DNA,是曹志锐自愿让我们从他的血液中抽取出来的。而做完DNA测试之后,就会知道两个样本的DNA是否相同了。两个不同的人的DNA他们相同的几率是多少?低于千1‱,可靠性非常之高。所以我们行家都称DNA为神的身份证。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。