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

该高中生物学课件聚焦“核酸是遗传信息的携带者”，以DNA指纹技术破悬案案例导入，衔接核酸特异性，系统讲解其种类分布、结构（核苷酸组成及DNA与RNA区别）、功能（遗传、变异、蛋白质合成）及生物大分子碳链骨架，构建完整知识支架。 其亮点在于案例教学（悬案、新冠病毒变异）融合科学思维，表格对比（DNA与RNA、生物核酸组成）助力科学探究，拓展应用（核酸保健品评析）培养态度责任。小结系统且练习多样，学生能联系实际深化理解，教师可高效开展核心素养导向教学。

警方破获26年前一起悬案 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。 1、为什么DNA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？ 不同个体的DNA携带的遗传信息都有区别。 亲子鉴定、鉴别遗体等。 第5节 核酸是遗传信息的携带者 第二章 组成细胞的分子 学习目标 科学思维 简述DNA和RNA的区别和联系。 概述生物大分子以碳链为骨架的结构特点。 科学探究 生命观念 阐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。 认同碳元素是生命的核心元素的观点。 社会责任 重点突破一 核酸的种类及其分布 【重点突破一】核酸的种类及其分布 核酸的发现 1868年瑞士化学家米歇尔首先从脓细胞分离得到细胞核，1889年生物学家R.Altmann通过分离提纯，得到了一种酸性物质，因为这种物质是从细胞核中提取出来的，而且具有酸性，因此他将其称为“核酸”。 脱氧核糖核酸 DNA 核糖核酸 RNA 1.核酸的种类 【重点突破一】核酸的种类及其分布 拟核（大型环状DNA分子） 质粒（小型环状DNA分子） 大肠杆菌结构模式图 植物细胞结构模式图 2.核酸的分布 线粒体 叶绿体 细胞核 【重点突破一】核酸的种类及其分布 核酸 DNA （脱氧核糖核酸） RNA （核糖核酸） 主要分布于真、原核细胞的细胞质中 真核细胞： 细胞核（主要）、线粒体、叶绿体 原核细胞： 拟核（主要）、质粒 所有生物体内都同时含有DNA和RNA吗？ 2.核酸的分布 【重点突破一】核酸的种类及其分布 所有生物体内都同时含有DNA和RNA吗？ 病毒 只含一种核酸，DNA或RNA。 RNA病毒 RNA 艾滋病病毒 新型冠状病毒 埃博拉病毒 SARS病毒 流感病毒 烟草花叶病毒 … DNA DNA病毒 噬菌体 天花病毒 乙肝病毒 … 2.核酸的分布 重点突破二 核酸的结构 【重点突破二】核酸的结构 1.核酸的基本单位 核苷酸 （1）组成物质 一分子五碳糖 + 一分子含氮碱基 + 一分子磷酸 （2）分类 脱氧(核糖) 核苷酸 核糖核苷酸 H P OH H H H H O 碱基 脱氧核糖 磷酸 CH2 OH O O OH OH P OH H H H H O 碱基 核糖 磷酸 CH2 OH O O OH 依据五碳糖的不同可分为两类：脱氧(核糖)核苷酸和核糖核苷酸 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 组成DNA 组成RNA U（尿嘧啶） A（腺嘌呤） C（胞嘧啶） G（鸟嘌呤） T（胸腺嘧啶） 【重点突破二】核酸的结构 1.核酸的基本单位 核苷酸 （3）组成元素 C、H、O、N、P （4）结构简式 P 磷酸 五碳糖 含氮碱基 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 脱氧核糖 核糖 （1种） （2种） （5种） 【重点突破二】核酸的结构 1.核酸的基本单位 U G Cell T U尿嘧啶 A腺嘌呤 G鸟嘌呤 C胞嘧啶 T胸腺嘧啶 核苷酸 【重点突破二】核酸的结构 1.核酸的基本单位 核苷酸 （5）两种核苷酸在化学组成上的异同 脱氧核糖 胸腺嘧啶（T） 核糖 尿嘧啶（U） 磷酸 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） DNA特有 RNA特有 DNA、RNA共有 五碳糖不同 含氮碱基不完全相同 磷酸相同 【重点突破二】核酸的结构 1.核酸的基本单位 核苷酸 （6）分类 如果在此基础上继续依据碱基的不同来分，可分为几种呢？ 依据五碳糖的不同可分为两类：脱氧(核糖)核苷酸和核糖核苷酸 核苷酸 P 磷酸 五碳糖 含氮碱基 脱氧核糖 4种 A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 C 胞嘧啶 T 胸腺嘧啶 核苷酸 P 磷酸 含氮碱基 核糖 4种 核糖核苷酸 A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 C 胞嘧啶 U 尿嘧啶 脱氧核苷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 鸟嘌呤核糖核苷酸 胞嘧啶核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸 核苷酸的命名规律：碱基名称+五碳糖名称+“核苷酸” 【重点突破二】核酸的结构 2.核苷酸形成核酸的过程 （1）RNA的形成 核糖核苷酸 P A P G P C P U RNA(核糖核酸) 磷酸二酯键 单链结构 脱水缩合 【重点突破二】核酸的结构 2.核苷酸形成核酸的过程 （2）DNA的形成 脱氧核糖核苷酸 P A P G P C P T 脱氧核苷酸链 DNA(脱氧核糖核酸) P A P G P C P T P A P G P C P T 双链结构 脱水缩合 2条反向平行 重点突破三 核酸的功能 【重点突破三】核酸的功能 1.核酸的特性 根本原因在于生物的遗传信息就储存在DNA分子中，而每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列各有特点。 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。为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息？ （1）特异性 【重点突破三】核酸的功能 1.核酸的特性 （2）多样性 我们每个人的DNA都是由4种脱氧核苷酸构成的，为什么却能使每个人的DNA都不同呢？ 主要是因为核苷酸的数目、排列顺序不同，因此核酸储存的遗传信息容量非常大。 【重点突破三】核酸的功能 2.核酸的功能 （1）核酸是细胞内携带遗传信息的物质 核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息。 （2）核酸在生物体的遗传中具有极其重要的作用 细胞生物 含DNA和RNA 非细胞生物 真核生物 原核生物 DNA病毒 RNA病毒 遗传物质 是DNA 遗传物质 是RNA 生物 含DNA或RNA 所有生物的遗传物质都是核酸，而DNA是主要的遗传物质。 【重点突破三】核酸的功能 2.核酸的功能 （3）核酸在生物体的变异中具有极其重要的作用 2019年12月1日，中国武汉首次报告了不明原因的肺炎病例，随后疫情在全球范围内迅速蔓延，这场疫情持续了3年之久。2023年5月5日，世界卫生组织宣布，新冠疫情不再构成“国际关注的突发公共卫生事件”。但这并不是因为新冠病毒消失了，而是因为它已成为常态，仍然在影响着我们的生活，这其中很重要的原因是因为新冠病毒在不断变异。 【重点突破三】核酸的功能 2.核酸的功能 （3）核酸在生物体的变异中具有极其重要的作用 为什么新冠病毒容易发生变异呢？ 新冠病毒是RNA病毒，RNA是单链结构，稳定性低，易突变。 【重点突破三】核酸的功能 2.核酸的功能 （4）核酸在蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用 C T G A 谷 正常 DNA 氨基酸 血红蛋白 红细胞 C T G A 缬 异常 T A T A 【重点突破三】核酸的功能 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。 项目 核酸 遗传物质 类型 核苷酸种类 五碳糖种类 碱基种类 类型 核苷酸种类 五碳糖种类 碱基种类 细胞 生物 真核生物 原核生物 非细胞生物 DNA病毒 RNA病毒 DNA和RNA 8 2 5 DNA 4 1 4 DNA 4 1 4 DNA 4 1 4 RNA 4 1 4 RNA 4 1 4 【重点突破三】核酸的功能 比较内容 脱氧核糖核酸（DNA) 核糖核酸（RNA） 主要分布 组成元素 基本单位（初步水解产物） 核苷酸组成（彻底水解产物） 磷酸 五碳糖 含氮碱基 结构 以其为遗传物质 的生物类群 细胞核（拟核） 细胞质 C、H、O、N、P 脱氧核苷酸（4种） 核糖核苷酸（4种） 1种 脱氧核糖 核糖 A、T、C、G（4种） A、U、C、G（4种） 双链（双螺旋）结构 单链结构 细胞生物、DNA病毒 RNA病毒 重点突破四 生物大分子以碳链为骨架 【重点突破四】生物大分子以碳链为骨架 1.生物大分子 含义 特点 举例 由许多重复的结构单元组成的，有复杂结构且分子量较大的物质，是生物体的重要组成成分。 多糖、蛋白质、核酸 每个生物大分子内有几千到几十万个原子，分子量从几万到几百万以上。 注意！ 脂质不是生物大分子！ 【重点突破四】生物大分子以碳链为骨架 2.单体与多聚体 多糖 蛋白质 核酸 单糖 氨基酸 核苷酸 单体 多聚体 单体 多聚体 组成生物大分子（多糖、蛋白质、核酸）的基本单位。 由许多单体经脱水缩合连接而成的生物大分子。 【重点突破四】生物大分子以碳链为骨架 2.单体与多聚体 单体 多聚体 脱水缩合 单糖 氨基酸 核苷酸 多糖 蛋白质 核酸 多聚体 N个单体 脱水缩合 水解 【重点突破四】生物大分子以碳链为骨架 核酸 核苷酸 磷酸、五碳糖、含氮碱基 DNA 脱氧核苷酸 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 RNA 核糖核苷酸 磷酸、核糖、含氮碱基 淀粉 麦芽糖 葡萄糖 蛋白质 多个短多肽 氨基酸 初步水解 彻底水解 以下物质初步水解后、彻底水解后的产物有何不同？氧化分解后又有什么产物？ 脂肪 甘油、脂肪酸 甘油、脂肪酸 氧化分解 CO2、H2O 【重点突破四】生物大分子以碳链为骨架 3.生物大分子的骨架 C R COOH H H2N 氨基酸结构通式 葡萄糖分子结构（开链） 核糖核苷酸分子结构 脱氧核糖核苷酸分子结构 CHO HCOH HCOH HCOH HCOH CH2OH C C H H OH OH CH CH O 碱基 CH2 P C C H H OH H CH CH O 碱基 CH2 P 每一个单体以碳链为基本骨架，生物大分子是由许多单体连接成的多聚体，因此，生物大分子也是以碳链为基本骨架。 碳元素是生命的核心元素，没有碳元素，就没有生命！ 【重点突破四】生物大分子以碳链为骨架 3.生物大分子的骨架 每一个单体以碳链为基本骨架，生物大分子是由许多单体连接成的多聚体，因此，生物大分子也是以碳链为基本骨架。 碳原子最外层有4个电子，这些电子不易失去也不易得到，因此碳原子主要通过共价键与其他原子结合。通过与其他原子共享电子，碳原子可以形成4个共价键，从而以达到8电子的稳定结构。这种稳定性是碳原子可以形成大量化合物的基础，多个碳原子就可以相互结合形成稳定的碳链。 碳的化学知识 碳原子结构 一般来说，最外层电子数小于4的，更偏向于失去电子，而最层电子大于4的，更倾向于得到电子。 本节课堂小结 本节课堂小结 课堂总结 Summary 结构 元素组成 C、H、O、N、P 小分子物质 基本单位 核苷酸链 核酸 相互连接 脱水聚合 一条或两条 磷酸 1种 + 五碳糖 2种 含氮碱基 5种 + 脱氧核苷酸(4种)和核糖核苷酸(4种) 核酸是遗传信息的携带者 A（腺嘌呤） T（胸腺嘧啶） C（胞嘧啶） G（鸟嘌呤） U（尿嘧啶） 核糖核酸 (RNA) 脱氧核糖核酸(DNA) 结构：单链 主要分布：细胞质 RNA病毒的遗传物质 结构：双链 主要分布：细胞核（拟核） 细胞生物、DNA病毒的遗传物质 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。 决定 多样性、特异性 练习与应用 概念检测 判断题 【题1】核酸是遗传信息的携带者。判断下列有关核酸的组成和分布的表述是否正确。 （1）DNA和RNA的基本组成单位是核苷酸。（ ） （2）核酸是生物的遗传物质，仅存在于细胞核中。（ ） （3）构成DNA的单体是脱氧核苷酸。（ ） √ × √ 概念检测 选择题 【题2】根据组成单糖的碳原子数目，可将单糖分为五碳糖和六碳糖等，组成DNA的五碳糖是 （ ） A. 核糖 B.葡萄糖 C.脱氧核糖 D.麦芽糖 C 【题3】下列物质中，不是核甘酸组成成分的是（ ） C A. 碱基 B.核糖 C.甘油 D.磷酸 【题4】豌豆叶肉细胞中的核酸，含有的碱基种类是（ ） C A. 1种 B.4种 C.5种 D.8种 拓展应用 【题1】随着生活水平的提高，人们对营养保健食品日益关注。一些厂家在核酸保健品的广告中用到类似的宣传语：一切疾病都与基因受损有关；基因是核酸片段；补充某些特定的核酸，可增强基因的修复能力。 （1）请对上述三段宣传语作出评析，指出其中的逻辑漏洞。 ①不是所有疾病都是基因受损导致的，有部分疾病是受到细菌等病原体影响。②除RNA病毒外，其余生物的基因都是DNA上有遗传效应的片段。 ③食物中已含有很多核酸，不需要额外补充；核酸不是人体需要的营养物质；人体内不缺合成核酸的原料；核酸不能直接被细胞利用，需要消化分解为小分子物质才能吸收；细胞内的基因修复机制复杂，补充核酸不会增强修复能力。 拓展应用 【题1】随着生活水平的提高，人们对营养保健食品日益关注。一些厂家在核酸保健品的广告中用到类似的宣传语：一切疾病都与基因受损有关；基因是核酸片段；补充某些特定的核酸，可增强基因的修复能力。 （2）如果有人向你推销核酸保健品，你将如何回应？ 运用相关知识与推销员交流，表明不会购买核酸保健品的态度并传递正确的营养保健知识。 复习与提高 选择题 【1】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，构成这些分子基本骨架的元素是 ( ) A C B H C O D N A 【2】水稻和玉米从外界吸收硝酸盐和磷酸盐，可以用于细胞内合成 ( ) A 蔗糖 B 核酸 C 甘油 D 脂肪酸 D 【3】植物利用硝酸盐需要硝酸还原酶，缺Mn2+的植物无法利用硝酸盐。据此，对Mn2+的作用，正确的推测是 ( ) D A 对维持细胞的形态有重要作用 B 对维持细胞的酸碱平衡有重要作用 C 对调节细胞的渗透压有重要作用 D Mn2+是硝酸还原酶的活化剂 选择题 【4】某同学在烈日下参加足球比赛时突然晕倒, 医生根据情况判断，立即给他做静脉滴注处理。请推测，这种情况下最合理的注射液应该是( ) D A 生理盐水 B 葡萄糖溶液 C 氨基酸溶液 D 葡萄糖生理盐水 【5】人体摄入的糖类，有的能被细胞直接吸收，有的必须要经过水解后才能被细胞吸收。下列糖类中，能直接被细胞吸收的是( ) A 葡萄糖 B 蔗糖 C 麦芽糖 D 乳糖 A 【6】脂质不具有的功能是 ( ) A 储存能量 B 调节生理功能 C 构成膜结构 D 携带遗传信息 D 选择题 【7】由许多氨基酸缩合而成的肽链，经过盘曲折叠才能形成具有一定空间结构的蛋白质。下列有关蛋白质结构多样性原因的叙述，错误的是 ( ) A 【8】多糖、蛋白质和核酸的基本组成单位不同，因此它们彻底水解后的产物也不同。RNA彻底水解后，得到的物质是 ( ) B A 氨基酸、葡萄糖、含氮碱基 B 核糖、含氮碱基、磷酸 C 氨基酸、核苷酸、葡萄糖 D 脱氧核糖、含氮碱基、磷酸 A 组成肽链的化学元素不同 B 肽链的盘曲折叠方式不同 C 组成蛋白质的氨基酸排列顺序不同 D 组成蛋白质的氨基酸种类和数量不同 非选择题 【1】在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，植物体内发生了一系列适应低温的生理生化变化，抗寒能力逐渐增强。下图为冬小麦在不同时期含水量变化关系图。回答下列问题。 (1) 冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，请解释原因。 气温下降，自由水含量下降有助于抵抗低温冻害。 (2) 冬小麦的自由水下降非常快，而结合水则上升比较多，这是为什么？ 避免气温下降时自由水过多导致容易结冰而损害自身，这是植物适应环境的一种表现，是生物进化的结果。 非选择题 【2】人的红细胞和心肌细胞的主要成分都是蛋白质，但红细胞主要承担运输氧的作用，心肌细胞承担心脏律动作用，请从蛋白质结构的角度分析这两种细胞功能不同的主要原因。 红细胞、心肌细胞的功能是因为血红蛋白、心肌蛋白的结构适于其功能，而蛋白质的结构是由氨基酸种类、数目和排列顺序、多肽链折叠或盘曲形成的空间结构决定的。 非选择题 【3】多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体，试从组成二者单体种类的角度分析，为什么核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是？ 多糖的基本单位是葡萄糖，排列顺序没有变化。而构成核酸的核苷酸共有8种，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。 $