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 问题探讨 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。 1.为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息？ DNA是遗传物质，携带遗传信息，不同个体的遗传信息一般都有区别，因此，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？ 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。 讨论 一、核酸的种类及其分布 思考：什么是核酸 ？ 资料 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)，即核酸。 米歇尔（Miescher） 核酸首先从细胞核中分离，那其它地方是否分布呢？又有哪些种类？ 脱氧核糖核酸 核糖核酸 1.种类 简称DNA 简称RNA 2.分布 真核生物 原核生物 DNA：主要分布在细胞核中，少量分布在线粒体、叶绿体中 DNA：主要分布在拟核中，有些少量分布在质粒中 RNA：主要分布在细胞质中 质粒 一、核酸的种类及其分布 RNA：主要分布在细胞质中，少量分布在细胞核中 病毒：有DNA或RNA一种，位于病毒的内部 二、核酸是由核苷酸连接而成的长链 1.元素组成： C、H、O、N、P 2.基本组成单位： 核苷酸 (1)分子组成 1个核苷酸=1分子磷酸+1分子五碳糖+1分子含氮碱基 五碳糖 含N碱基 磷酸 A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 T 胸腺嘧啶 C 胞嘧啶 U 尿嘧啶 脱氧核糖 核糖 2.基本组成单位： 核苷酸 (2)种类 分类依据：五碳糖的不同 类别：脱氧（核糖）核苷酸和核糖核苷酸 脱氧核苷酸（DNA基本组成单位 ） 含N碱基 含N碱基 核糖核苷酸（RNA基本组成单位 ） 2.基本组成单位： 核苷酸 (2)种类 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 3.DNA与RNA在化学组成上的区别 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C) 磷酸 脱氧核糖 核糖 胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶(U) DNA RNA DNA特有的碱基 RNA特有的碱基 (1)DNA的五碳糖是___________，而RNA的则是核糖。 (2)DNA特有的碱基是______________，而RNA的则是____________。 脱氧核糖 胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶(U) 4.核苷酸脱水缩合形成核酸 磷酸二酯键 脱水缩合 (1)DNA（脱氧核糖核酸） 盘旋成 双螺旋 磷酸二酯键 A G C T T C A G DNA由是两条脱氧核苷酸链构成，稳定、变异少 4.核苷酸脱水缩合形成核酸 (2)RNA（核糖核酸） 4.核苷酸脱水缩合形成核酸 A C G U RNA由一条核糖核苷酸链构成，不稳定、变异丰富 DNA与RNA的比较 DNA RNA 中文名称 细胞中分布 基本单位 五碳糖 含氮碱基 链的条数 脱氧核糖核酸 核糖核酸 主要在细胞核中 主要在细胞质中 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 脱氧核糖 核糖 A、T、G、C A、U、G、C 通常为双链 通常为单链 12 A G C T T C A G (1)核酸的多样性： 核苷酸的数量和排列顺序不同 (2)核酸的特异性： (3)细胞生物和DNA病毒的遗传信息储存在______分子中，RNA病毒(如HIV，SARS病毒)的遗传信息储存在______分子中。 DNA RNA A C G U 核苷酸(碱基)特定的排列顺序代表了特定的遗传信息 5.核酸的多样性和特异性 思考：遗传物质与遗传信息的关系？ 遗传物质指的是DNA或RNA；遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序当中。 遗传物质是遗传信息的载体。 6.核酸的功能 【资料】DNA分子中碱基发生了替换，从而使血红蛋白中1个氨基酸的替换，导致血红蛋白空间结构异常，红细胞形态改变，造成镰刀型细胞贫血症的发生。 红细胞形态改变 蛋白质构象改变 （1）核酸是细胞内携带遗传信息的物质； （2）在生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。 思考：结合以上实例，归纳总结核酸的功能？ 细胞生物 （含DNA和RNA） 真核生物 原核生物 非细胞生物（病毒） DNA病毒 （含DNA或RNA） （如T2噬菌体、天花病毒、乙肝病毒） RNA病毒 （如HIV、SARS病毒，新冠病毒） ——遗传物质是RNA 遗传物质是DNA 生物 小结：生物的遗传物质 注意： ①只有RNA病毒，遗传物质是RNA。 ②对所有生物，DNA是主要的遗传物质，对某一种或一类特定生物，遗传物质是DNA或是RNA，不能说主要的。 归纳提升：不同生物的核酸、核苷酸及碱基的存在情况 生物类别 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 ACGTU 8种 DNA 人、细菌等 DNA病毒 RNA病毒 1种(DNA) 1种(RNA) 4种 ACGT 4种 ACGU 4种 4种 DNA RNA T2噬菌体等 新冠病毒、 HIV等 2种 1种 1种 C、H、O、N、P 磷酸 五碳糖 含氮碱基 核苷 核苷酸 遗传信息 遗传变异 蛋白质合成 细胞核 细胞质 课堂总结 脱氧核糖 核糖 A、C、G、T、U 脱氧核苷酸（4种） 核糖核苷酸（4种） 17 三、生物大分子以碳链为骨架 细胞中的生物大分子有哪些？它们有什么共同之处？ 淀粉 糖原 纤维素 RNA DNA 蛋白质 多糖 三、生物大分子以碳链为骨架 1.单体和多聚体 (1)单体: 多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子。生物大分子是由基本单位组成，这些基本单位称为单体。 (2)多聚体: 生物大分子是由许多单体连接成多聚体。 单糖 氨基酸 核苷酸 多糖 蛋白质 核酸 注意：脂质不是生物大分子 脱水缩合 水解 单 体 多聚体 三、生物大分子以碳链为骨架 2.每个单体都是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连接成多聚体，因此，生物大分子也是以碳链为基本骨架的。 总结：碳是生命的核心元素，没有碳就没有生命。 三、生物大分子以碳链为骨架 构建细胞、参与细胞生命活动 生命大厦的基本框架 提供生命活动重要能源 细胞中的这些化合物，含量和比例处在不断变化之中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行。 有机物 初步水解产物 彻底水解产物 氧化分解 核酸 核苷酸 五碳糖、含氮碱基、磷酸 CO2和H2O等 蛋白质 多肽(或短肽) 氨基酸 CO2和H2O等 多糖 二糖 单糖 CO2和H2O等 脂肪 甘油+脂肪酸 甘油+脂肪酸 CO2和H2O等 【知识拓展】 问：(1)DNA初步水解得到几种小分子？彻底水解呢？ (2)核酸初步水解得到几种小分子？彻底水解呢？ 4 6 8 8 【知识回顾】 项目 核酸 蛋白质 糖类 脂质 元素 功能 C、H、O、N、P C、H、O、N等 C、H、O C、H、O，有的含P(N) 遗传信息的携带者 生命活动的主要承担者 主要能源物质 主要储能物质（脂肪） 1.核酸甲和乙是某生物体内的两种核酸，这两种核酸的基本组成单位如图所示，下列叙述正确的是（     ） A.核酸甲和乙的基本组成单位不同，原因只是M和N不同 B.核酸甲和核酸乙在蛋白质的生物合成中都具有重要作用 C.M与N相比，M的2'位置的碳原子上多一个氧 D.A、G、C、U参与合成的核苷酸共有4种 B 2.生命科学研究中常用“建模”的方法表示微观物质的结构，图中甲～丙分别表示植物细胞中常见的三种大分子有机物，每种有机物都有其特定的基本组成单位。则与图中甲～丙对应完全吻合的是哪一组（ ） A.DNA、RNA、纤维素 B.多肽、RNA、淀粉 C.DNA、蛋白质、糖原 D.核酸、多肽、糖原 B 3.有关细菌细胞内的核酸彻底水解产物的叙述，正确的是（ ） ①1种磷酸 ②2种五碳糖 ③1种五碳糖 ④4种含氮碱基 ⑤5种含氮碱基 ⑥8种核苷酸 ⑦4种核苷酸 A.①③④ B.①②⑤ C.②④⑥ D.②⑤⑦ 4.DNA彻底水解得到的有机物有（ ）种 A.4 B.5 C.6 D.8 B B 5.如图表示生物大分子多聚体的连接方式，请结合图和教材P36页图2-17，回答有关问题： （1）若该图为一段肽链结构模式图，则1表示_____________，3的种类在人体中有____种。　 （2）若该图为一段核酸结构模式图，则1表示________，2表示__________，3表示__________。　 （3）若该图表示多糖结构模式图，则1、2、3连接形成的化合物是______。 中心碳原子 21 五碳糖 磷酸基团 含氮碱基 单糖 6.细胞结构和生命活动的物质基础是构成细胞的各种化合物，包括有机化合物和无机化合物。下图1表示细胞内某些有机化合物的元素组成和功能关系，其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ是生物大分子，a、b、c、d分别为构成生物大分子的基本单位。图2为核酸的部分结构示意图。回答下列问题： （1）图1中生物大分子都以______为基本骨架，其中Ⅴ是多糖中的______，在昆虫的外骨骼中还存在另一种多糖——几丁质，它在医药、化工等方面用途广泛，请举出一例：_____________________________。 碳链 糖原 废水处理；制作食品的包装纸和食品添加剂 (2)Ⅰ是______，Ⅳ作为生命活动的主要承担者，其结构具有多样性的原因是_______________________________________________________________。 (3)b和c在化学组成上的不同主要体现在图2中 ______（填序号）上。若图2为Ⅲ的部分结构，则④的中文名称是____________________。 脂肪 氨基酸的种类、数量、排列顺序以及蛋白质的空间结构的不同 ②③ 鸟嘌呤核糖核苷酸 练习与应用 一、概念检测 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。 ( ) √ × √ 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 C C 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 二、拓展应用 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。 (2)如果有人向你推销核酸保健品，你将如何回应? “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。 (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? 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。 复习与提高 一、选择题 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 A 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 B 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Mn 2+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.Mn 2+是硝酸还原酶的活化剂 D 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 D 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 A 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 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 A 36 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 B 9.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。 冬小麦的含水量从9月至 12月外于下降趋势，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)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? 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因自由水过多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。 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、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担心脏律动作用，是因为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? 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，它的顺序都没有什么变化。核酸就不同了，构成核酸的核苷酸，无论脱氧核苷酸还是核糖核苷酸，都各含有4种碱基。核酸是由核苷酸连接而成的长链，核酸分子中4种脱氧核甘酸(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。 $