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

2.5 核酸是遗传信息的携带者 第二章 组成细胞的分子 本节以“亲子鉴定的分子原理”为情境主线，贯穿全课，通过层层递进的任务驱动探究，逐层揭示核酸的种类、基本单位、结构与功能，理解核苷酸的排列顺序蕴藏遗传信息，感悟结构与功能相适应的生命观念。 1 生活中，亲子鉴定已广泛应用于寻亲和亲缘关系确认。一份鉴定报告，只需采集少量血液或口腔拭子，就能判断两人是否有血缘关系。为什么DNA能成为每个人独一无二的“分子身份证”？今天我们就化身为‘法医分子生物学助理研究员’，一起来破解亲子鉴定背后的分子密码——核酸的秘密。作为助理研究员，你需要完成一份《亲子鉴定分子原理分析报告》，来向公众解释DNA鉴定的科学依据。 案例 1：广东两名女性，出生时在医院相隔仅 55 分钟，被抱错。其中一名女孩从小就被父亲怀疑身世：父亲 A 型血，女孩是 O 型血，长相和家人差异大，家庭长期有隔阂。三十多年后，当事人坚持做 DNA 亲子鉴定。 鉴定结果：证实二人在出生时发生抱错，现在的父母都不是自己生物学父母，找到真正亲生家庭。 案例 2：打拐团圆行动 —— 失散 35 年父子 DNA 认亲（央视公开案例） 案情简述： 四川一位父亲，儿子幼年被拐，35 年间四处寻子。公安 “团圆行动” 采集父亲血样录入全国 DNA 数据库。多年之后山东一名男子采血入库，DNA 比对提示亲缘关系。经过二次复核鉴定，确认二人是生物学父子，跨越 35 年父子团聚。 样本来源：普通静脉血液白细胞提取 DNA。 情境导入 今天我们就化身“健康顾问”，通过探究细胞中的水和无机盐，来为这位同学找出病因、开具良方。 这些营养问题的本质，其实都与“细胞中的元素和化合物”有关。今天我们就化身“航天食品研发员”，通过三大任务，为航天员制定一份科学的营养方案。 课堂思考 1. 民间依靠长相、回忆认亲为什么不可靠？DNA 亲子鉴定的科学依据是什么？ 2. 同一个人不同体细胞的细胞核DNA是否一致？为什么采集口腔拭子就可以做鉴定？ 3. 为什么不用 RNA 做寻亲鉴定？ 4.DNA为什么能追溯几十年前的血缘关系？ DNA与RNA在化学组成上有什么异同点？ 核苷酸的排列顺序与遗传信息有什么关系？ 怎样理解生物大分子以碳链作为基本骨架？ 任务一：宏观认知 —— 找到"鉴定样本来源"核酸的种类和分布 亲子鉴定检测的是人体细胞中的DNA，那我们人体细胞中除了DNA，是否也有RNA？还有什么是核酸？ 展示动物细胞亚显微结构图，让学生结合初中知识和课前预习，找出DNA和RNA在细胞中的分布位置。 种类 脱氧核糖核酸（DNA) 原核细胞 分布 DNA 真核细胞 核糖核酸(RNA) 主要分布在细胞核当中，少量存在于线粒体、叶绿体内 主要分布在拟核，少量在细胞质（质粒） RNA 主要分布在细胞质，细胞核也有少量RNA 👉 病毒体内只有DNA或RNA 核酸 任务一：宏观认知 —— 找到"鉴定样本来源"核酸的种类和分布 新冠病毒是RNA病毒，我们咽部刮取物中若存在新冠病毒的RNA，就能说明被感染。所以核酸检测针对的‘靶标’，就是病毒的RNA。 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 H H H H 任务二：化学解剖 —— 认识“核酸的基本单位”：核苷酸 要精确识别核酸，就必须知道它是由什么组成的。就像要认识一面墙，我们需要先认识砖块。核酸的‘砖块’是什么？ 7 任务二：化学解剖 —— 认识“核酸的基本单位”：核苷酸 要精确识别核酸，就必须知道它是由什么组成的。就像要认识一面墙，我们需要先认识砖块。核酸的‘砖块’是什么？ （1）核酸的基本单位— 。 核苷酸 一分子核苷酸= + + 。 一分子五碳糖 一分子含氮碱基 一分子磷酸 1.核苷酸 （2）核苷酸的结构简式： 脱氧核糖 磷酸 含氮碱基 核糖 磷酸 含氮碱基 任务二：化学解剖 —— 认识“核酸的基本单位”：核苷酸 （3）核苷酸的元素组成： 。 C、H、O、N、P 1.核苷酸 脱氧（核糖）核苷酸 DNA 核糖核苷酸 RNA 【资料1】用酶处理DNA，最终水解得到的五碳糖是脱氧核糖，得到的碱基有4种： 腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G），胞嘧啶（C），胸腺嘧啶（T） 用同样的方法处理RNA，得到的五碳糖是核糖，得到的碱基也有4种： 腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G），胞嘧啶（C)，尿嘧啶（U）。 【思考】根据资料分析，构成DNA和RNA的核苷酸有什么不同？ 任务二：化学解剖 —— 认识“核酸的基本单位”：核苷酸 脱氧核糖 磷酸 含氮碱基 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 核糖 磷酸 含氮碱基 A G C U A G C T 4种 4种 腺嘌呤核糖核苷酸 鸟嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸 胞嘧啶脱氧核糖核苷酸 胞嘧啶核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 【思考】细胞中的核酸、核苷酸、碱基各有多少种？ 2、8、5 任务二：化学解剖 —— 认识“核酸的基本单位”：核苷酸 【思考】根据资料分析，构成DNA和RNA的核苷酸有什么不同？ DNA（脱氧核糖核酸） RNA（核糖核酸） 基本单位 核苷酸 核苷酸 五碳糖 含氮碱基 结 构 结构 大多为 结构 脱氧（核糖） 核 糖 脱氧核糖 核糖 A、C、G、T A、C、G、U 双螺旋 单链 任务二：化学解剖 —— 认识“核酸的基本单位”：核苷酸 对照教材P34图2-14，找到区分DNA与RNA的关键。 亲子鉴定检测的DNA就是由无数个脱氧核苷酸连接成的长链。要鉴定亲缘关系，就要“认出”这些核苷酸的排列顺序。 1.由一分子磷酸、一分子含N碱基和一分子化合物a构成了复杂化合物b，对a、b的叙述正确的是（ ） 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.若a为脱氧核糖，则b为RNA的基本组成单位 a m C 13 2.组成人体核酸的碱基、五碳糖、核苷酸各有多少种( ) A.5、2、8 B.4、2、2 C.5、2、6 D.4、4、8 A 3.人体细胞中既含DNA，又含RNA，由碱基A、C和T可以组成的核苷酸种类是 ( ) A.8种 B.5种 C.7种 D.3种 B 4.在玉米根毛细胞所含有的核苷酸中，含有碱基A、G、C、T的核苷酸共有（ ） A．4种 B．5种 C．7种 D．8种 C 14 任务三：结构探秘 —— 核酸是如何连接成长链的？ 单个核苷酸能不能储存大量信息？显然不行。那这些‘砖块’是如何砌成‘信息城墙’的？ （DNA）脱氧核苷酸双链 （RNA）核糖核苷酸单链 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 A 核糖 P O C P O U P O G P O 核糖 核糖 核糖 DNA一般是双链，稳定、变异少 RNA一般是单链、 不稳定、变异丰富 氢键 任务三：结构探秘 —— 核酸是如何连接成长链的？ 每个人的DNA双螺旋结构稳定，上面排列着特定的碱基顺序。这就是每个人独一无二的“分子身份证”。 任务四：功能揭秘 —— 核酸如何携带遗传信息？ 这两条序列代表的信息一样吗？你们自己的身份证号不同是因为数字排列不同，核酸携带的遗传信息又取决于什么？ 序列1：A-U-G-C-C-U-A 序列2：A-U-C-C-G-U-A 思考：一段由100个核苷酸构成的核酸，理论上能有多少种排列方式？ 取决于核苷酸（碱基）的排列顺序。 总结：核苷酸的排列顺序千变万化，贮存着大量的遗传信息。因此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作用。 4100 亲子鉴定原理：子女核DNA一半来自父亲，一半来自母亲。鉴定时检测十几个到几十个DNA位点，孩子每位点的等位基因都能分别在父亲和母亲样本中找到来源，即可支持亲生血缘关系；若3个以上位点不匹配，则排除亲生关系 生物种类 核酸种类 五碳糖种类 碱基种类 核苷酸种类 遗传 物质 实例 病毒 细胞生物 (真核、原核) 2种 （DNA和RNA） 5种 8种 DNA 人、酵母菌、细菌等 DNA病毒 RNA病毒 1种（DNA） 1种（RNA） 4种 4种 4种 4种 DNA RNA T2噬菌体等 新冠病毒HIV等 2种 1种 1种 比较真核生物、原核生物及病毒的核酸类型，并完成表格。 任务三：结构探秘 —— 核酸是如何连接成长链的？ 拓展升华 —— 生物大分子以碳链为骨架 目前我们已经学习了多糖、蛋白质、核酸。“它们都是‘大块头’，但都由小单位单体聚合而成。请找出它们的单体。 功 能 能源物质 承担生命活动 遗传物质 单 体 单糖 氨基酸 核苷酸 多聚体 多糖 蛋白质 核酸 每一个单体都由若干个相连的碳原子构成的碳链为骨架 生物大分子以碳链为基本骨架 注意：脂肪不属于大分子，但仍以碳链为骨架 一、判一判(判断正误并找到课本原话) 1．真核细胞的DNA分布在细胞核中，RNA分布在细胞质中。(必修1 P34正文) (　　) 2．DNA分子一条链中的两个相邻碱基通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”相连。(必修1 P34图2－14) (　　) 3．核苷酸种类不同取决于碱基的不同。(必修1 P35图2－15) (　　) 4．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。(必修1 P35正文) (　　) 5．脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息，DNA分子是储存、传递遗传信息的生物大分子。(必修1 P35正文) (　　) 6．核苷酸是生物体内携带遗传信息的物质。(必修1 P35正文) (　　) ×　 ×　 ×　 √　 √　 × 20 随堂小练 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。 ( ) ✓ ✘ ✓ 21 随堂小练 2.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 22 随堂小练 5.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。 “一切疾病都与基因受损有关”过于绝对，疾病有的是由基因受损导致的，还有很多疾病是受到细菌等病原体影响导致的。 “基因是核酸片段”属于概念有误，核酸包括 DNA和RNA，除少数病毒外，生物的基因是 DNA 上有遗传效应的片段。 “补充某些特定的核酸，可增强基因的修复能力”这是混淆概念关系以误导消费者。人们吃的食物中已经含有很多核酸不需要额外补充核酸，核酸也不是人体需要的营养物质；人体内不缺乏合成核酸的原料；人体细胞不会直接利用外来核酸，无论食物中的核酸，还是补充特定的核酸，都不能直接被细胞利用，都要被消化系统内的酶分解后才能被人体细胞利用；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。 23 随堂小练 向推销人员询问该核酸保健品的成分、功效，及如何起到保健作用的原理；运用已学习的核酸知识与推销员交流，传递正确的营养保健知识；表明不会购买核酸保健品的态度。 (2)如果有人向你推销核酸保健品，你将如何回应? 24 $