2.5核酸是遗传信息的携带者课件——2026-2027学年高一上学期人教版生物学必修一

人教版必修1 第二章 组成细胞的分子 第五节 授课人：常婷 核酸是遗传 信息的携带者 1 连接而成的长链 3 2 1 生物大分子以碳链为骨架 核酸的种类及其分布 核酸是由核苷酸 目 录 课堂导入 你还记得新冠疫情吗？记得每天一次的核酸检测吗？ 为什么可以通过鼻咽拭子病毒核酸判断人体是否感染病毒呢？ 不同生物的核酸携带了不同的遗传信息！ 课堂导入 ▌一天上学途中小明目睹了一个凶杀案，现场刀具上发现了受害者和另外一个人的血迹，警察顿时赶到把小明抓了起来，此时柯南附身的你站了出来？ 受害者和另外一个人的血迹进行DNA检测 课堂导入 课堂导入 DNA指纹技术 ✳每个人的DNA都有所区别，具特异性，其个体识别能力足以与手指指纹相媲美，因而得名。 “核酸” 2. 你还能说出DNA鉴定技术在其他方面的应用吗？ 亲子鉴定 研究人类起源 研究不同类群 生物的亲缘关系 课堂导入 亲子鉴定 辨认遇难者身份 用于研究人类的起源、不同生物的亲缘关系 DNA鉴定技术在其他方面的应用 无名尸骨身份鉴定 “核酸”，顾名思义，就是从细胞核中提取的具有酸性的物质。 核酸究竟是什么物质？ 它们只分布在细胞核中吗？ ？ 课堂导入 核酸的种类及其分布 第一部分 核酸 脱氧核糖核酸（DNA） 核糖核酸（RNA） 2.分布 真核细胞 DNA：_______（主要），________、________（少量） RNA：_______（主要） 细胞核 线粒体 叶绿体 细胞质 原核细胞中有DNA和RNA吗？分别分布在什么地方？ 原核细胞 DNA：主要分布在拟核、质粒（环状DNA分子） RNA：分布在细胞质 同时具有两种核酸, 但DNA才是其遗传物质 细胞生物 病毒只含一种核酸，DNA / RNA 1.种类 任务：核酸是核苷酸连接而成的长链 第二部分 1 核酸的基本组成单位—— 核苷酸 P OH OH O O CH2 H O H OH H H H 碱基 脱氧核糖核苷酸 P OH OH O O CH2 H O H OH H OH H 碱基 核糖核苷酸 1.元素组成： C、H、O、N、P 2.分子组成： +1分子五碳糖 +1分子含氮碱基 1分子磷酸基团 1 核酸的基本组成单位—— 核苷酸 1.元素组成： C、H、O、N、P 2.分子组成= +1分子五碳糖 +1分子含氮的碱基 1分子磷酸基团 3.结构通式： 五碳糖 磷酸 含氮碱基 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 任务：核酸是核苷酸连接而成的长链 第二部分 O 1 核酸的基本组成单位—— 核苷酸 1.元素组成： C、H、O、N、P 2.分子组成= +1分子五碳糖 +1分子含氮的碱基 1分子磷酸基团 脱氧(核糖)核苷酸 核糖核苷酸 核糖 OH H H OH H H O 碱基 磷酸 CH2 OH O OH O P H OH H H H H O 碱基 脱氧核酸 磷酸 CH2 OH O O P OH 任务：核酸是核苷酸连接而成的长链 第二部分 脱氧核糖 磷酸 含氮碱基 A G C T 腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶 胸腺嘧啶 核糖 磷酸 含氮碱基 A G C U 腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶 尿嘧啶 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 任务：核酸是核苷酸连接而成的长链 第二部分 4. 含N碱基 五碳糖不同 含氮碱基不同 OH 核糖 H 脱氧核糖 腺嘌呤 (A) 鸟嘌呤 (G) 胞嘧啶 (C) 尿嘧啶 (U) 腺嘌呤 (A) 鸟嘌呤 (G) 胞嘧啶 (C) 胸腺嘧啶(T) 任务：核酸是核苷酸连接而成的长链 第二部分 总结：脱氧核苷酸与核糖核苷酸在化学组成上的异同点。 任务：核酸是核苷酸连接而成的长链 第二部分 概括出脱氧核苷酸与核糖核苷酸在化学组成上的异同点 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 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 任务：核酸是核苷酸连接而成的长链 第二部分 5. 核苷酸的命名 命名规则：碱基+五碳糖+核苷酸 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。 核苷酸的种类： 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。 核苷酸的种类： 胞嘧啶C 胸腺嘧啶T 尿嘧啶U 鸟嘌呤G 腺嘌呤A 任务：理解 核酸是核苷酸连接而成的长链 第二部分 4. 含N碱基 构成DNA的碱基有几种？ 构成RNA的碱基有几种？ 构成核酸的碱基有几种？ 4 4 5 AGCT AGCU AGCTU 构成核酸的核苷酸有几种？ 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 兔子体内的核苷酸种类有几种？碱基有几种？ 8 8 5 新冠病毒核苷酸种类有几种？碱基有几种？ 4 4 任务：核酸是核苷酸连接而成的长链 第二部分 任务：核酸是核苷酸连接而成的长链 第二部分 不同生物核酸、核苷酸、碱基种类及遗传物质的判断 生物类别 核酸种类 核苷酸种类 碱基种类 遗传物质 举例 细胞生物 (真核生物+ 原核生物） 种 种 细菌、人、植物等 DNA病毒 种 种 噬菌体等大多数病毒 RNA病毒 种 种 烟草花叶、HIV等 2种 DNA和RNA 8 5 ATGCU DNA 1种 （DNA） 1种 （RNA） 4 4 AGCT AGCU DNA RNA 4 4 除少数RNA病毒外，其他生物的遗传物质都是DNA，DNA是主要的遗传物质 a m b 甲 乙 丙 结合下图回答相应的问题： 1）若图一中的a是核糖，则b是 的基本单位。 2）若图一中的m是尿嘧啶，则b为 （命名），是 图 的基本单位。 3）若a是脱氧核糖，m可能是 ，则b通过脱水缩合后可以形成图 。 4）组成DNA和RNA的共同点有： 。 RNA 尿嘧啶核糖核苷酸 乙 丙 A、C、G、T 都含磷酸；含氮碱基都有A、C、G O OH H H2O 核苷酸 核苷酸链 脱水缩合 磷酸二酯键 O A O O 3’ C G T 3’ 5’ 任务：核酸是核苷酸连接而成的长链 第二部分 （1）一般DNA由两条脱氧核苷酸链构成，双链之间由什么连接？ DNA的立体结构 DNA的平面结构 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 任务：核酸是核苷酸连接而成的长链 第二部分 氢键 （2）一般RNA由一条核糖核苷酸链构成。结构不稳定，易变异。 RNA的平面及立体结构 任务：核酸是核苷酸连接而成的长链 第二部分 碱基 磷酸和五碳糖 磷酸二酯键 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4×4×4×4×4×4×4×4×4×4=410种 求解:一段长度有10个核苷酸的单链DNA片段，可出现多少种核苷酸排列顺序？ 4种脱氧核苷酸 DNA无数种 ①DNA的多样性： 脱氧核苷酸的数目不同、排列顺序极其多样。 ②DNA的特异性： 任务：核酸的多样性及功能 第三部分 脱氧核苷酸特定的排列顺序代表了特定的遗传信息 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的脱氧核苷酸的数目和排列是特定的。 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？ DNA的特异性 功能1 核酸在生物的遗传中具有极其重要的作用。 有细胞生物 含DNA和RNA 非细胞生物 真核生物 原核生物 大多数病毒 极少数病毒 遗传物质是DNA 遗传物质是RNA 任务：核酸的多样性及功能 第三部分 思考：生物的遗传信息都储存在DNA中吗？ 含DNA或RNA 新冠病毒是RNA病毒。为什么新冠疫情持续那么久，因为新冠病毒变种的刺突蛋白发生结构性变化，也就是说，病毒正在不断变异。 尝试解释新冠病毒易变异的原因？ 单链RNA，稳定性低，易变异 功能2 核酸在生物的变异中具有极其重要的作用。 任务：核酸的多样性及功能 第三部分 功能3 核酸在生物的蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用 碱基对替换 T A 正常血红蛋白基因 异常血红蛋白基因 正常的血红蛋白 异常的血红蛋白 正常人 镰状细胞贫血患者 任务：核酸的多样性及功能 第三部分 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。 核酸功能 任务：核酸的多样性及功能 第三部分 核酸 细胞核（主要）线粒体、叶绿体 拟核、质粒 细胞质（主要） 功能 携带 遗传 信息 遗传、 变异、 蛋白质合成 元素组成 小分子物质 核苷酸 核苷酸链 脱氧核糖核酸（DNA） 核糖核酸（RNA） 分布 分布 真核 原核 C、H、O、N、P 磷酸基团 脱氧核糖 （A/G/C/T）含氮碱基 磷酸基团 核糖 含氮碱基（A/G/C/U） 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 磷酸 二酯键 核酸 小结 蛋白质 核酸 多糖 本章所学中，属于细胞中的生物大分子有哪些？ ✳生物大分子：分子量达到上万或更多的有机分子 注：单糖、二糖、脂质不属于生物大分子 多糖 蛋白质 核酸 单糖 氨基酸 核苷酸 单体 多聚体 任务：生物大分子以碳链为基本骨架 第四部分 碳元素是生命的核心元素，没有碳元素，就没有生命 C 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。 C R COOH H H2N 氨基酸结构通式 葡萄糖分子结构 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 任务：生物大分子以碳链为基本骨架 第四部分 04 生物大分子以碳链为骨架 学科交叉：碳原子 碳原子性质不活泼，它的最外层有4个电子，不易失去或得到电子而形成离子。在含碳化合物中，碳原子与其他原子通过共用电子对结合在一起。原子间通过共用电子对而形成的化学键叫共价键。碳原子之间也可以形成共价键，这样多个碳原子可以相互结合形成稳定的碳源。 生物大分子物质的初步水解产物和彻底水解产物分别是什么？请完善表格。 物质 初步水解的产物 彻底水解的产物 DNA ____________ __________________________________ RNA 核糖核苷酸 __________________________________ 蛋白质 多糖 脱氧核苷酸 核糖、磷酸、4种碱基(A、G、C、U) 多肽+氨基酸 氨基酸 二糖 葡萄糖 脱氧核糖、磷酸、4种碱基(A、G、C、T) 任务：生物大分子水解产物 第五部分 脂肪 甘油+3分子脂肪酸 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 + 五碳糖 含氮碱基 + 核苷酸 脱氧核糖、T 核糖、U RNA （多为单链） DNA （多为双链） A、C、G （共有） 核酸是遗传信息的携带者 课堂总结 Summary 核酸是遗传信息的携带者 功能 分布 携带遗传信息 控制遗传、变异和蛋白质合成 DNA 主要分布于细胞核 RNA 主要分布于细胞质 课堂总结 课堂检测 单选题01 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（ ） C A 4种 B 5种 C 7种 D 8种 烟草、烟草花叶病毒和噬菌体这三种生物中，构成核酸的碱基种类数依次是（ ） C A 4、4、4 B 8、4、4 C 5、4、4 D 7、4、2 单选题02 课堂检测 下列关于如图所示过程的叙述，错误的是 (　 　 ) D A 甲是磷酸，在不同核苷酸中种类相同 B 乙是五碳糖，在DNA中是脱氧核糖，在RNA中是核糖 C 丙是含氮碱基，在DNA和RNA中各有4种 B 丁是核苷酸，在真核细胞中有8种，在原核细胞中有4种 单选题03 课堂检测 如图所示,下列相关叙述不正确的是（ ） D A 若①为生物大分子，则其可能是蛋白质 B 若②是动物细胞内特有的储能物质，则②是糖原 C 若③为细胞内的遗传物质，则③是DNA B 若④是植物的能源物质，则④包括淀粉和纤维素 单选题04 1.核酸是遗传信息的携带者。判断下列有关表述是否正确。 (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( ) × √ √ 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 任务：课后习题 第六部分 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 一、选择题 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 A B 任务：复习与提高 第六部分 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 D 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 D 任务：复习与提高 第六部分 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 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 任务：复习与提高 第六部分 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 A 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 B 任务：复习与提高 第六部分 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。 二、非选择题 任务：复习与提高 第六部分 06 复习与提高 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。 (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? 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。 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。 06 复习与提高 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。 蛋白质的功能是由氨基酸种类、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。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扣心脏律动作用，其心肌蛋白的结构适于律动。 06 复习与提高 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? 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，它的顺序没有什么变化。核酸就不同了，构成核酸的核苷酸，无论是脱氧核苷酸还是核糖核苷酸，都各含4种碱基。核酸是由核苷酸连接而成的长链，核酸分子中4种脱氧核苷酸(或核糖核苷酸)在数量、排列顺序上就会千差万别，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。 06 复习与提高 4. 1969年，人们在坠落于澳大利亚默奇森镇的陨石中发现了氨基酸，这些氨基酸不是来自地球。由此你可以作出什么推测? 在陨石中发现了氨基酸，且非地球所有，这说明宇宙中很可能还存在与地球生物类似的生命形式。因为氨基酸是组成蛋白质的基本单位，而蛋白质又是生命活动的主要承担者。 愿做一条RNA 即使单链（恋） 却能拥有U(you) Lavf58.30.100 $