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 核酸是遗传信息的携带者 新冠病毒感染人体之后,可以通过检测痰液、鼻咽拭子中病毒独特的核酸序列判断人体是否感染该病毒。一旦检测为核酸“阳性”,即可证明患者体内有病毒存在。 什么是核酸?为什么能通过核酸检测确定新冠病毒是否存在? 一、核酸的种类和分布 ①脱氧核糖核酸,简称DNA ②核糖核酸,简称RNA 1.种类: 2.分布 真核细胞 原核生物 病毒 DNA RNA 主要分布在细胞核 (线粒体、叶绿体少量) 主要分布在细胞质中 主要位于拟核,少量质粒 细胞质 DNA病毒 RNA病毒 DNA病毒只含DNA RNA病毒只含RNA 二、核酸是由核苷酸连接而成的长链 有科学家做过这样的实验,用酶将核酸初步水解之后,会得到一些小分子的物质-核苷酸;进一步用酶处理核苷酸,还能得到一些更小的分子,这些分子里面含有磷酸、五碳糖、碱基。20世纪,莱文发现核酸中含有两种五碳糖,分别是脱氧核糖和核糖。斯托伊德尔发现核酸中,五碳糖∶含氮碱基∶磷酸 =1∶1∶1。 资料分析 思考1: (1)你认为核酸是大分子还是小分子? (2)如果核酸是生物大分子,组成它的基本单位又是什么? (3)核苷酸由几部分组成?组成元素是什么? (4)核苷酸的种类有哪些?根据什么来分类? 二、核酸是由核苷酸连接而成的长链 1、核酸的基本单位: 核苷酸 元素组成: C、H、O、N、P 结构: 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 腺嘌呤 A 鸟嘌呤 G 胞嘧啶 C 胸腺嘧啶 T 腺嘌呤 A 鸟嘌呤 G 胞嘧啶 C 尿嘧啶 U 核苷酸有 种, 8 5 碱基有 种 二、核酸是由核苷酸连接而成的长链 思考2: 小分子的核苷酸是怎样连接成核苷酸长链的? 氨基酸形成蛋白质 核苷酸形成核酸 类比推理 氨基酸 脱水缩合 肽链 盘曲折叠 蛋白质 核苷酸 脱水缩合 核苷酸链 一定的 空间结构 核酸 二、核酸是由核苷酸连接而成的长链 2、核苷酸的脱水缩合: 二、核酸是由核苷酸连接而成的长链 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 氢键 氢键 氢键 氢键 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 核苷酸长链 DNA分子 A 核糖 P O C P O U P O G P O 核糖 核糖 核糖 (RNA)核糖核苷酸一般为单链 DNA一般由两条脱氧核苷酸长链构成,两条链上的碱基互补配对通过氢键连接,呈规则的双螺旋结构。 新冠肺炎核酸检测的原理,主要是依据每一个生物的核酸都是不一样的,都有特定的核酸序列以及DNA序列。下图是由5个脱氧核苷酸连接而成的DNA分子的一条链,请分别用字母在图上将碱基表示出来。 资料分析 思考2: (1)DNA是如何储存生物的遗传信息? (2)假设有一段由100个脱氧核苷酸组成的单链DNA片段,那么可以出现多少种核苷酸的排列组合? (3)依据核酸检测来确定是否感染新冠病毒,说明核酸有什么特点? 二、核酸是由核苷酸连接而成的长链 脱氧核苷酸(碱基)的排列顺序就储存着生物的遗传信息 DNA结构多样性的原因:核苷酸的数量和排列顺序不同 4100 二、核酸是由核苷酸连接而成的长链 3、核酸是细胞中的遗传物质: 核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息 核酸分子是储存传递遗传信息的生物大分子 核酸在生物体遗传、变异、蛋白质合成中具有重要作用 生物种类 核酸种类 遗传物质 遗传信息储存在 细胞 生物 非细胞生物 (病毒) DNA和RNA DNA RNA 真核生物 原核生物 DNA病毒 RNA病毒 DNA DNA RNA DNA DNA RNA (1)大肠杆菌细胞中含有A、T、G、C的核苷酸种类; (2)噬菌体(只含DNA的病毒)含有A、T、G、C的核苷酸种类; (3)新冠病毒含有A、T、G、C的核苷酸种类。 二、核酸是由核苷酸连接而成的长链 所有生物的遗传物质都是DNA吗? 思考3: 项目 核酸 遗传物质 类型 核苷酸种类 碱基 种类 类型 核苷酸种类 碱基 种类 细胞 生物 真核生物 DNA和RNA 原核生物 DNA和RNA 非细胞生物 (病毒) DNA病毒 DNA RNA病毒 RNA 8 5 DNA 4 4 DNA 4 4 4 4 4 4 4 4 8 5 DNA RNA 4 4 不同生物核酸、核苷酸和碱基种类的比较 《核酸是遗传信息的携带者》知识体系 核酸的组成元素:C.H.O.N.P 核酸的基本组成单位:核苷酸 脱氧核苷酸 4种 核糖核苷酸 4种 核酸的结构:核苷酸脱水缩合形成核苷酸长链,DNA一般为双链, RNA一般为单链 核酸的功能:携带遗传信息,是生物体的遗传物质,控制遗传、 变异和蛋白质合成 A T G C H A U G C OH 比较项目 DNA RNA 基本单位 五碳糖 含氮碱基 结 构 主要存在部位 作为遗传物质的代表生物 DNA、RNA的比较 脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种) 脱氧核糖 核糖 A T C G A U C G 双螺旋结构(双链) 单链结构 细胞质 真核生物、原核生物、部分病毒 SARS病毒、HIV 流感病毒、烟草花叶病毒 细胞核 蛋白质和核酸的比较 蛋白质 核酸 基本元素 C、H、O、N(P、S) C、H、O、N、P 基本单位 氨基酸 核苷酸 分子结构 氨基酸 多肽链 空间结构 蛋白质 核苷酸 核苷酸链 DNA(双螺旋)RNA(单链) 多样性 氨基酸种类、数量、排列顺序、肽链空间结构 核苷酸的种类、数目、排列顺序 主要功能 组催运免调…… 遗传物质 相互关系 核酸控制蛋白质的合成 拓 展 第5种碱基 能感染蓝细菌的S-2L噬菌体也称为噬藻体。其DNA的结构虽然也是稳定的双螺旋结构,但构成其DNA的腺嘌呤(A)被替换成另一种碱基二氨基嘌呤(Z)。这种碱基是除A、T、C和G外在自然界中能构成DNA双螺旋结构的第5种碱基。 科学家研究发现含有Z的DNA稳定性更高,推测Z与T或许形成了3个氢键,同时使得噬菌体可以逃避宿主内切酶的剪切,从而赋予噬菌体演化上的优势。 三、生物大分子以碳链为骨架 生物大分子一般指生物体内分子量大于10000的物质,如多糖、蛋白质、核酸等 多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子。这些大分子都是由许多基本单位连接成的,这些基本单位称为单体。 多糖 蛋白质 核酸 单糖 氨基酸 核苷酸 三、生物大分子以碳链为骨架 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。 思考4: 从碳原子结构特点分析,碳为什么容易构成生物大分子? P36:“学科交叉” 碳原子最外层有四个电子不易失去或得到电子形成离子,与其他原子共用电子对,形成共价键,结合在一起。 碳原子之间也容易形成共价键,多个碳原子稳定结合形成碳链。 物质 初步水解的产物 彻底水解的产物 多糖 蛋白质 核酸 DNA RNA 二糖等 单糖 多肽 氨基酸 脱氧核苷酸 脱氧核糖、磷酸、 4种碱基(A、T、C、G) 核糖、磷酸、4种碱基(A、U、C、G) 核糖核苷酸 1.完成下表 巩固练习 巩固练习 2.生物大分子的连接方式判断 C 肽 21 含氮碱基 磷酸 五碳糖 (1)若该图为一段肽链结构模式图,则1表示氨基酸的中心 原子,2中包含连接氨基酸之间的 键,在人体中的3的种类最多可达 种。 (2)若该图为一条核苷酸链结构模式图,则1表示 ,2表示 , 3表示 。 在漫长的进化进程中,核酸可通过核苷酸的排列顺序储存遗传信息,通过复制和指导蛋白质的合成传递和表达遗传信息,成为生物体的遗传物质。蛋白质具有催化、调节细胞新陈代谢的功能,同时在构建细胞结构、物质运输、信息传递、免疫、运动等方面发挥重要作用,成为生命活动的主要承担者。糖类可以直接被利用,避免了烦琐的相互转化,成为生命的主要能源物质。 脂质虽然不属于生物大分子,但在生命进化历程中也发挥了重要作用。相比糖类,脂肪的碳氢比例更高,单位质量脂肪氧化时消耗的氧气多,产生的能量也多,成为细胞内良好的储能物质;此外,具有亲水端和疏水端的磷脂,能自发在水中形成封闭的膜,这是原始细胞形成的重要条件,因此构成了细胞膜的基本支架。 生命观念 $