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

第二章 组成细胞的分子 第5节 核酸是遗传信息的携带者 1 1. 核酸的种类及其分布 2. 核酸是由核苷酸连接而成的长链 3. 生物大分子以碳链为基本骨架 目 录 2 什么是核酸检测？为什么通过检测生物的核酸就能确定生物的种类？ RNA （视频时长：1min47s） 不同生物的核酸具有特异性！新冠病毒是RNA病毒！ 3 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？ 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。 DNA指纹检测 研究不同生物亲缘关系 研究人类起源 课本 P 34 人类学的研究 灾害遇难者身份鉴定 无名尸骨身份鉴定 亲子鉴定 2. 可以进行亲子鉴定，鉴别在地震等灾害中遇难亲属的遗体等。 “核酸”顾名思义，就是从细胞核中提取的具有酸性的物质，那么，核酸究竟是什么物质？有哪些种类？分布在哪里呢？ 4 知识点1 核酸的种类及其分布 1.核酸的种类及其分布 简称“DNA” 脱氧核糖核酸 主要分布在拟核 原核细胞 核酸 种类 分布 DNA 主要分布在细胞核中， 线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA 真核细胞 核糖核酸 RNA 主要分布在细胞质中 病毒只有一种核酸，DNA或RNA。 简称“RNA” 所有生物体内都含有DNA和RNA吗？ DNA 6 知识点2 核酸是由核苷酸连接而成的长链 2.核酸是由核苷酸连接而成的长链 1个核苷酸= +1分子五碳糖 +1分子磷酸 1分子含氮的碱基 核苷酸 （1）核酸的基本组成单位： （2）元素组成： 核苷酸 五碳糖 磷酸 碱基 五碳糖 (脱氧核糖) 五碳糖 (核糖) 核苷 C、H、O、N、P 脱氧核糖核苷酸 (简称脱氧核苷酸) 核糖核苷酸 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ O 8 2.核酸是由核苷酸连接而成的长链 脱氧核糖 磷酸 碱基 脱氧(核糖)核苷酸 A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 C 胞嘧啶 T 胸腺嘧啶 构成DNA 核糖核苷酸 核糖 磷酸 碱基 A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 C 胞嘧啶 U 尿嘧啶 构成RNA （3）核苷酸的种类(根据五碳糖的不同分类)： 脱氧(核糖)核苷酸、核糖核苷酸 A-腺嘌呤：A在字母表中排首位,“腺”与“先”谐音，A首位，腺优先。 G-鸟嘌呤：G与小鸟的叫声“叽叽喳喳”相联系。 C-胞嘧啶：细胞的英文Cell，将C与细胞相联系。 U-尿嘧啶：U的形状像尿壶。 碱基的巧记方法 T-胸腺嘧啶：T像我们做扩胸运动时的体型。 9 2.核酸是由核苷酸连接而成的长链 脱氧 核糖 A 磷酸 腺嘌呤脱氧(核糖)核苷酸 脱氧 核糖 C 磷酸 鸟嘌呤脱氧(核糖)核苷酸 脱氧 核糖 G 磷酸 胞嘧啶脱氧(核糖)核苷酸 脱氧 核糖 T 磷酸 胸腺嘧啶脱氧(核糖)核苷酸 组成DNA的脱氧(核糖)核苷酸有四种。 命名规则：碱基+五碳糖+核苷酸 （3）核苷酸的种类： 10 2.核酸是由核苷酸连接而成的长链 核糖 A 磷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 核糖 C 磷酸 鸟嘌呤核糖核苷酸 核糖 G 磷酸 胞嘧啶核糖核苷酸 核糖 U 磷酸 尿嘧啶核糖核苷酸 组成RNA的核糖核苷酸有四种。 命名规则：碱基+五碳糖+核苷酸 （3）核苷酸的种类： 11 2.核酸是由核苷酸连接而成的长链 想一想：脱氧核苷酸与核糖核苷酸在化学组成上有何区别？ ① 五碳糖不同 ② 含氮碱基不同 腺嘌呤 (A) 鸟嘌呤 (G) 胞嘧啶 (C) 胸腺嘧啶(T) OH 核糖 H 脱氧核糖 腺嘌呤 (A) 鸟嘌呤 (G) 胞嘧啶 (C) 尿嘧啶 (U) 脱氧核苷酸： 核糖核苷酸： 脱氧核苷酸和核糖核苷酸的碱基各有 种；碱基的种类一共有 种； 4 脱氧核苷酸和核糖核苷酸的种类各有 种；核苷酸的种类一共有 种。 4 8 5 思考：核酸怎样形成的？具有怎样的结构？ 12 2.核酸是由核苷酸连接而成的长链 (RNA)核糖核苷酸单链 核糖核苷酸 核糖核苷酸通过脱水缩合 连接成核糖核苷酸链，一般RNA由一条核糖核苷酸链构成，一般为单链。 （4）核酸是由核苷酸连接而成的长链 (形成磷酸二酯键) RNA的立体结构 磷酸二酯键 13 2.核酸是由核苷酸连接而成的长链 脱氧核苷酸通过脱水缩合 连接成脱氧核苷酸链，一般DNA由两条脱氧核苷酸链 构成，DNA的空间结构是规则的双螺旋结构。 DNA的立体结构 P A 脱氧核糖 G C T 脱氧核糖 P P P 脱氧核糖 脱氧核糖 （4）核酸是由核苷酸连接而成的长链 (DNA)脱氧核苷酸双链(反向平行) A 脱氧 核糖 P O C 脱氧 核糖 P O T 脱氧 核糖 P O G 脱氧 核糖 P O T 脱氧 核糖 P O A 脱氧 核糖 P O G 脱氧 核糖 P O C 脱氧 核糖 P O 磷酸二酯键 氢键 (形成磷酸二酯键) (形成氢键) 14 2.核酸是由核苷酸连接而成的长链 根据前面学习的21种氨基酸形成多种蛋白质？由此推测4种脱氧核苷酸如何形成多种DNA？DNA是怎样储存遗传信息的？ DNA的多样性：脱氧核苷酸的数目不同、排列顺序极其多样。 DNA的特异性：脱氧核苷酸的数目和特定的排列顺序代表了特定的遗传信息。 脱氧核苷酸：4种 DNA：很多种 （5）核酸的功能 DNA RNA 核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息. 15 2.核酸是由核苷酸连接而成的长链 ① 核酸是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。 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 例：T2噬菌体、乙肝病毒、天花病毒... 细胞生物 （含DNA和RNA） 非细胞生物 （含DNA或RNA） 生物的遗传物质是DNA或RNA！ 核酸是一切生物的遗传物质！ （5）核酸的功能 例：HIV、SARS病毒、新型冠状病毒，流感病毒、烟草花叶病毒.. 16 2.核酸是由核苷酸连接而成的长链 名称 元素组成 基本组成单位 化学组 成 磷酸 五碳糖 碱基 结构 分布 功能 脱氧(核糖)核苷酸（4种) 核糖核苷酸（4种） (脱氧核糖核酸) RNA 仅一种 脱氧核糖 核糖 A、G、C、T A、G、C、U 一般为双链，呈规则的双螺旋结构 一般为单链 细胞核(主要)、线粒体、叶绿体(少量) 细胞质(主要) C、H、O、N、P ① 核酸是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。 DNA和RNA的比较 DNA (核糖核酸) 17 2.核酸是由核苷酸连接而成的长链 生物类别 五碳糖种类 碱基种类 核苷酸种类 核酸种类 遗传物质 举例 细胞生物 真核生物 原核生物 病毒 DNA病毒 RNA病毒 2种 5种 2种 DNA 动植物、 真菌.. 2种 5种 8种 DNA 大肠杆菌、蓝细菌.. 1种 4种 DNA T2噬菌体、 天花病毒.. 1种 4种 4种 RNA 艾滋病病毒、烟草花叶病毒.. A, G, C, T, U A, G, C, T A, G, C, U 脱氧核糖 核糖 RNA DNA A, G, C, T, U 4种 8种 2种 1种 1种 不同生物体内核酸种类、遗传物质等的归纳 脱氧核糖, 核糖 DNA, RNA 脱氧核糖, 核糖 DNA, RNA 18 知识点3 生物大分子以碳链为基本骨架 3.生物大分子以碳链为基本骨架 蛋白质 DNA 淀粉 糖原 多糖、蛋白质和核酸有什么共同之处？ RNA 20 3.生物大分子以碳链为基本骨架 单体: 指组成生物大分子的基本单位。 每个单体以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。 生物大分子：是由许多单体(经脱水缩合)连接成的多聚体。 生物大分子（如多糖、蛋白质、核酸）也是以碳链为基本骨架的。 碳元素是生命的核心元素；没有碳，就没有生命。→ (C：最基本元素)。 21 3.生物大分子以碳链为基本骨架 构建细胞、参与细胞生命活动 提供了生命活动的重要能源 单 糖 氨基酸 核苷酸 多 糖 蛋白质 核 酸 单 体 多聚体 脱水缩合 构成细胞生命 大厦的基本框架 22 3.生物大分子以碳链为基本骨架 生物大分子 多糖 蛋白质 核酸 淀粉 纤维素、糖原 脱氧核糖核酸 (DNA) 核糖核酸 (RNA) 初步水解 彻底水解 脱氧(核糖)核苷酸（4种） 磷酸、脱氧核糖、碱基(A G C T) 核糖核苷酸（4种） 磷酸、核糖、碱基(A G C U) 初步水解 (小分子)多肽 彻底水解 氨基酸 单糖,二糖、脂质(脂肪、磷脂、固醇)不是生物大分子。 葡萄糖 目前学过的化合物中，多糖、蛋白质、核酸是生物大分子。 生物大分子水解产物 初步水解 彻底水解 初步水解 麦芽糖 彻底水解 葡萄糖 水解 23 核酸种类 核糖核酸（RNA） 分布：主要在细胞核 分布：主要在细胞质 一分子磷酸 一分子含氮碱基 一分子脱氧核糖 核糖核苷酸 一分子磷酸 一分子含氮碱基 一分子核糖 AGCU 核酸功能： 生物大分子以 碳链为基本骨架 单 体： 多聚体： 单糖 多糖 氨基酸 蛋白质 核苷酸 核酸 核酸是遗传信息的携带者 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极其重要的作用。 脱氧核糖核酸（DNA） 脱氧(核糖)核苷酸 AGCT 24 2. 组成人体核酸的碱基、五碳糖、核苷酸各有多少种（ ）。 蓝细菌遗传物质的碱基、五碳糖、核苷酸各有多少种（ ）。 组成HIV核酸的碱基、五碳糖、核苷酸各有多少种（ ）。 支原体内的核酸初步水解产物是（ ）。 支原体内的核酸彻底水解产物是（ ）。 噬菌体的核酸彻底水解产物是（ ）。 1. 判断题 （1）核苷酸包括DNA和RNA两类（ ） （2）DNA只分布于细胞核中，RNA只分布于细胞质中（ ） （3）DNA和RNA的碱基组成相同，五碳糖不同（ ） （4）核酸分子中，五碳糖：磷酸：含氮碱基=1:1:1（ ） （5）病毒的遗传信息贮存在RNA中（ ） （6）所有生物体内都含5种碱基、8种核苷酸、2种核酸（ ） （7）真核生物以DNA为遗传物质，部分原核生物以RNA为遗传物质（ ） × × × × √ × × 5、2、8 4、1、4 4、1、4 脱氧核苷酸(4种),核糖核苷酸(4种) 磷酸、脱氧核糖、4种碱基 磷酸、脱氧核糖、核糖、5种碱基 25 课本 P 36 一、概念检测 √ √ × 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 3. 下列物质中，不是核苷酸组成成分的是（ ） A. 碱基  B.核糖   C.甘油   D.磷酸 4.豌豆叶肉细胞中的核酸，含有的碱基种类是（ ） A.1种    B.4种    C.5种    D.8种 C C C 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。（ ） 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： ①一切疾病都与基因受损有关；②基因是核酸片段； ③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。 (2) 如果有人向你推销核酸保健品，你将如何回应？ (1) ①疾病有的是基因受损导致的，还有疾病是细菌等病原体影响导致的。 ②除少数RNA病毒外，生物的基因是DNA上有遗传效应的片段。 ③人体细胞不会直接利用外来核酸；细胞内的基因修复有复杂的机制， 补充核酸不会增强基因修复能力。 课本 P 36 二、拓展应用 27 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 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 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 ( ) 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 A B D 一、选择题 课本 P 38 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(  ) A.生理盐水           B.氨基酸溶液 C.葡萄糖溶液        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 6. 脂质不具有的功能是 (  ) A.储存能量             B.构成膜结构 C.调节生理功能       D.携带遗传信息 D A D 一、选择题 课本 P 38 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. 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 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 (  ) 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 B 一、选择题 课本 P 38 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。 冬季来临，气温下降，细胞中自由水的含量显著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？ 可以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。 (3) 请阐述水在细胞中的重要作用。 课本 P 38 二、非选择题 1.（1）冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，因为随着冬季来临，气温下降，细胞中自由水的含量显著下降有助于抵抗低温冻害。 （2）在寒冷的情况下，自由水可以结成冰而伤害植物，结合水则不会结冰。因此，冬季来临时，冬小麦细胞内自由水的比例逐渐降低，而结合水的比例逐渐上升，可以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。（3）略。 31 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。 构成多糖的基本单位是葡萄糖，无论多少个葡萄糖构成多糖，顺序没有变化。核酸分子中4种脱氧核苷酸（或核糖核苷酸）在数量、排列顺序上千差万别，从而能够承担起携带遗传信息的功能。 因此说核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是。 人的红细胞承担运输氧的作用，是因为血红蛋白的结构适于运输氧； 而心肌细胞主要是承担心脏律动作用，其心肌蛋白的结构适于律动。 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？ 课本 P 38 二、非选择题 32 THANK YOU ~ Lavf58.51.100 $