第2章 5.核酸是遗传信息的携带者（正文）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中生物必修1 分子与细胞关键能力提升同步学案（人教版）

该高中生物学导学案聚焦“核酸是遗传信息的携带者”，涵盖核酸的种类分布、结构及生物大分子碳链骨架等核心知识点。通过科学史资料（如米歇尔发现核素、科赛尔和列文的研究）设计问题链，引导学生从核酸发现逐步探究其基本单位、结构连接及功能，构建连贯的知识学习支架。 这份资料突出核心素养培养，通过核酸结构与功能的学习形成生命观念中的结构与功能观，借助DNA和RNA比较及模型构建（如核苷酸连接模式图）发展科学思维的比较分类与模型解读能力。典例与对标训练结合易错提醒（如不同生物核苷酸种类区别），助力学生巩固知识，提升抽象思维和解决问题的能力。

5 核酸是遗传信息的携带者 【定标-核心素养】 关键能力与核心素养 考情揭秘 直击能力 定标素养 基本考查点 核酸的种类、分布与结构； 生物大分子以碳链为骨架 （1）能分析科学史，逐步构建核酸的结构，具备模型建构能力； （2）能基于有机大分子的模式图准确辨别其类型，具备抽象思维能力。 （1）通过对核酸的结构和功能的学习，形成结构和功能观。 （2）通过DNA和RNA的比较，形成比较与分类的科学思维方法。 （3）通过分析核酸的多聚体的连接模式图，强化模型构建与解读能力。 （4）基于生物大分子以碳链作为基本骨架，能够从结构与功能相适应的视角，解释细胞由多种有机分子组成，这些分子是执行各项生命活动的物质基础。 重点及难点 从化学组成和结构上区别DNA和RNA； 理解生物大分子以碳链为骨架。 题型和难度 选择题为主,难度较低。 【本课时主要内容】 核酸的种类 核酸是由核苷酸 连接而成的长链 生物大分子以碳链为骨架 知识导航　细胞核　线粒体、叶绿体　细胞质　C、H、O、N、P　脱氧核糖　核糖　胸腺嘧啶(T)　尿嘧啶(U)　双螺旋　单链　单体　多聚体 探究1　核酸的结构和功能 【问题导入】 1868年，瑞士科学家米歇尔首次从外科绷带的脓细胞的细胞核中分离一种富含磷元素的酸性化合物，将其称为核素(nuclein)，即后人所说的核酸。核酸究竟是什么？ 【思考与讨论】核酸首先从细胞核中分离，其他地方有没有呢？ 答案：核酸的种类和分布，核酸包括两大类：一类是脱氧核糖核酸，简称DNA；另一类是核糖核酸，简称RNA。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。 【问题导入】 资料1：德国的科赛尔发现核酸是蛋白质和核酸的复合物，他小心地水解核酸，得到核酸的成分：糖类物质、磷酸、含氮碱基，而且它们的比例为1:1:1，并且在有限的实验条件下，通过分析发现糖基团总是与含氮碱基连在一起。 资料2：1911年，科赛尔的学生列文对核酸进行了进一步研究，他证明了核酸所含的糖类由5个碳原子组成，称为五碳糖，其中2′位保留羟基的称为核糖，2′位羟基脱去氧原子的称为脱氧核糖。 资料3:1934年，列文发现核酸可以被分解成含有一种含氮碱基、一个核糖或脱氧核糖和一个磷酸的片段，这样的组合称为核苷酸。20世纪中期英国生物化学家托德成功地合成了核苷酸，发现磷酸总是与五碳糖相连接。 核酸的基本单位是什么？ 【思考与讨论】核苷酸包含哪些成分？其种类和分类依据分别是什么？其结构如何？ 答案：核酸的基本单位——核苷酸，核苷酸由一分子五碳糖、一分子磷酸、一分子含氮碱基组成,根据五碳糖不同分为脱氧（核糖）核苷酸和核糖核苷酸。结构如下图： 【问题导入】 对DNA的碱基进行分析发现，其含氮碱基有4种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T），对DNA的碱基进行分析发现，其含氮碱基有4种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和和尿嘧啶（U）。脱氧核苷酸和核糖核苷酸分别有几种？其分类依据是？ 【思考与讨论】DNA和RNA在化学组成上的异同？ 答案：根据含氮碱基的不同，可将脱氧核苷酸分为4种，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸；核糖核苷酸分为4种，分别是腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸。DNA和RNA的异同见下图： 【易错提醒】不同生物中含有的核苷酸种类以及碱基种类数是不相同的。 生物类型 核酸 核苷酸种类 五碳糖种类 碱基种类 细胞生物 原核生物 DNA+RNA 8 2 5 真核生物 非细胞生物 DNA病毒 DNA 4 1 4 RNA病毒 RNA 4 1 4 【问题导入】 资料1：1951年英国化学家托德提出了核苷酸分子之间的化学连接方式， 他认为核苷酸与核苷酸之间是通过磷酸二酯键（脱氧核糖的3号位碳原子与相邻核苷酸的磷酸发生化学反应形成的化学键）连接的。 资料2：研究发现DNA是脱氧核苷酸连接而成的长链，通常是双链，两条链反向平行，碱基遵循互补配对原则：A与T配对，C与G配对；RNA是核糖核苷酸连接而成的长链，通常是单链。 脱氧核苷酸如何连接形成脱氧核苷酸双链？ 【思考与讨论】如何构建由4对脱氧核苷酸连接而成的脱氧核苷酸双链？ 引出DNA中相关化学键以及方向判断，见下图： 【思考与讨论】构建出的DNA片段中碱基的排列顺序是否相同？不同DNA的脱氧核苷酸的数目一定相同吗？你能总结DNA的特性吗？ 答案：DNA具有多样性，体现在DNA中脱氧核苷酸（碱基）的数目和排列顺序是多种多样的。 【问题导入】核酸分析能为新物种的确认提供重要的依据，主要是因为每一种生物的核酸都是不一样的，都有特定的核苷酸序列。DNA除了多样性还有什么特性？ 答案：DNA的特异性，每个DNA分子的脱氧核苷酸特定的排列顺序代表了特定的遗传信息，即遗传信息蕴藏在核苷酸（碱基）的排列顺序。 【易错提醒】细胞生物以及DNA病毒的遗传信息储存在DNA中脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序中。而RNA病毒的遗传信息则储存在核糖核苷酸（碱基）的排列顺序中。 【问题导入】镰状细胞贫血症的根本病因是位于β珠蛋白基因（HBB）发生单点突变，导致原本编码谷氨酸的密码子被缬氨酸的密码子取代。该突变产生异常血红蛋白HbS（镰状细胞血红蛋白），在低氧环境下易聚合形成纤维，导致红细胞变形为镰刀状。 【思考与讨论】综上分析，请总结核酸的功能。 答案：核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的合成中具有及其重要的作用。 典例1由1分子磷酸、1分子碱基m和1分子化合物a构成了化合物b,如图所示,则叙述正确的是 (　　) 典例1 A. 若m为腺嘌呤,则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸 B. 若a为核糖,b则为DNA的基本组成单位 C. 若m为尿嘧啶,则DNA中肯定不含b这种化合物 D. 在人和流感病毒体内,化合物b都含有8种 必备知识　核苷酸的组成以及种类;不同生物所含核酸、核苷酸和碱基的异同点。 关键能力　 【答案】　C　 【解题思路】 对标训练1如图所示是DNA和RNA组成的结构示意图,下列有关说法正确的是 (　　) 对标训练1 A. 人体细胞中都有5种碱基和8种核苷酸 B. 硝化细菌的遗传物质由5种碱基构成 C. 病毒中也有上述两种核酸 D. DNA彻底水解得到的产物中有脱氧核糖,而没有核糖 【答案】　D　 【解题思路】 易错提醒不同生物中含有的核苷酸种类以及碱基种类数是不相同的。 生物类型 核酸 核苷酸种类 五碳糖种类 碱基种类 细胞生物 原核生物 DNA+RNA 8 2 5 真核生物 非细胞生物 DNA病毒 DNA 4 1 4 RNA病毒 RNA 4 1 4 细胞生物以及DNA病毒的遗传信息储存在DNA分子脱氧核苷酸 (碱基)的排列顺序中。而RNA病毒的遗传信息则储存在RNA分子核糖核苷酸 (碱基)的排列顺序中。 探究2　生物大分子以碳链为骨架 【问题导入】 观察多糖、蛋白质、核酸的结构模式图，有何共同点？ 【思考与讨论】思考生物大分子在结构上的共同点 答案：生物大分子的特点：生物大分子是由许多单体连接成的多聚体，因为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，因此生物大分子也以碳链为骨架，构成了细胞的基本框架。引出碳是生命的核心元素，没有碳就没有生命。 【思考与讨论】有限数目的单体怎么聚合成了多种多样的大分子物质？ 答案：有限数目的单体通过排列顺序或连接方式的变化，形成了多种不同的大分子物质。 典例2 生物大分子通常都有一定的分子结构规律,是由一定的基本结构单位按一定的排列顺序和连接方式形成的多聚体。下列表述正确的是 (　　) 典例2 A. 若该图为一段肽链的结构模式图,则1表示肽键,2表示中心碳原子,3表示R基 B. 若该图为一段单链DNA的结构模式图,则1表示磷酸基团,2表示脱氧核糖,3的种类有4种 C. 若该图为一段RNA的结构模式图,则1表示核糖,2表示磷酸基团,3的种类有4种 D. 若该图表示多糖的结构模式图,则淀粉、纤维素和糖原的结构是相同的 必备知识　肽链的基本结构;核苷酸单链的结构;淀粉、纤维素和糖原的结构模式图。 关键能力　 【答案】　C　 【解题思路】 对标训练2下列关于细胞中生物大分子的叙述,错误的是　　 (　　) A. 碳链是各种生物大分子的结构基础 B. 糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子 C. 细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子 D. 细胞中生物大分子的合成需要酶来催化 【答案】　B　 【解题思路】 【易错提醒】分子量达到上万或更多的有机大分子才能成为多聚体，多聚体的基本单位称为单体。脂质相对分子质量较小，不属于多聚体，因此没有单体。糖类中只有多糖才能称为多聚体，单糖和二糖不是。 【易错提醒】生物体中四大有机物的水解产物需要分析是初步水解还是彻底水解，具体见下表： 有机物种类 初步水解产物 彻底水解产物 核酸 核苷酸 五碳糖、磷酸和含氮碱基 蛋白质 多肽和氨基酸 氨基酸 多糖（淀粉、纤维素和糖原） 二糖（麦芽糖） 葡萄糖 脂肪 脂肪酸和甘油 脂肪酸和甘油 学科网（北京）股份有限公司 $