2021-2022学年高一上学期生物人教版必修一2.5核酸是遗传信息的携带者课件（40张PPT）

(共40张PPT)
2.5
核酸是遗传信息的携带者
教学目标的确定课程标准与本节对应的“内容要求”是：“概述核酸由核苷酸聚合而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子。”对应的学业要求是：“从从结构与功能相适应的视角，解释核酸分子参与组成细胞的结构，是遗传信息的携带者。”根据上述要求和建议，本节课教学目标确定如下：1.简述核酸的种类和分布。
2.说出脱氧核苷酸与核糖核苷酸在化学组成上的异同点，比较DNA和RNA的结构和功能。3.说明生物大分子以碳链为基本骨架。教学重点：
1.DNA和RNA分子结构和功能。
2.生物大分子以碳链为基本骨架。
教学难点：
1.核酸的种类和功能。
2.生物大分子以碳链为基本骨架。
小组讨论，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。
提示：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。
1.
为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息？
提示：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，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？
一、核酸的种类和分布
核酸
脱氧核糖核酸（DNA）
核糖核酸（RNA）
2.
功能：
1.
分类：
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。
实验：观察DNA和RNA在细胞中的分布
实验原理
1.甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色
2.盐酸改变细胞膜通透性，使染色体中的蛋白质与DNA分离
实验目的：
初步掌握观察DNA和RNA在细胞中的分布方法
实验材料：
人的口腔上皮细胞、洋葱表皮细胞
实验试剂：
1.0.9%生理盐水（维持细胞渗透压）
2.8%盐酸（使蛋白质与DNA分离）
3.吡罗红甲基绿染色剂（现用现配）
实验：观察DNA和RNA在细胞中的分布
方法步骤：
0.9%生理盐水
人口腔上皮细胞
8%盐酸
30℃水浴
吡罗红甲基绿染色剂
取材
水解
蒸馏水
冲洗
染色
观察
1.取口腔上皮细胞制片：
2.水解:
3.冲洗涂片:
4.染色：吡罗红甲基绿染色剂2滴，染色5
min
5.观察：先低倍镜观察，后高倍镜观察
30ml，8%HCl，30℃
温水，保温5
min
（蒸馏水）缓水流冲洗10
s
（0.9%的NaCl）
方法步骤
洋葱鳞片叶表皮细胞
人口腔上皮细胞
实验现象：
结论：
真核生物的细胞内的DNA主要存在于细胞核内，RNA主要存在于细胞质内。
DNA：主要在细胞核，细胞质中的线粒体和叶绿体中也含有少量的DNA。
RNA：在细胞质中
DNA集中在拟核。
原核细胞：
RNA：主要在细胞质。
真核细胞：
知识点梳理
1868
年，当时还是研究生的瑞士籍的米舍尔，在研究脓血细胞的化学成分时，发现用酒精处理掉细胞中的脂肪性物质，再用猪胃黏膜的酸性提取液（一种能除掉蛋白质的胃蛋白酶粗制品）进行处理后，细胞的大部分被分解了，而细胞核只是缩小了一点儿但仍然完整。他得到了细胞核，随后对细胞核的物质进行化学分析，于是为人类揭示自己拉开了序幕。
实验结果：发现细胞核内含有与细胞内其他有机物明显不同的物质，
这种物质为一种含磷很高而含硫很低的强有机酸，而且对蛋白酶有耐受性。后被米舍尔的导师霍佩·赛勒所验证，并把这种新物质命名为“核素”。
资料
1
小组讨论
资料分析
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
最初的实验推断细胞核中含有什么成分？
德国的科塞尔在研究自胸腺和酵母的核素时，
发现核素是蛋白质和核酸的复合物，并且证明了存在着
2
种核酸：即脱氧核糖核酸和核糖核酸，他小心地水解核酸，发
现
2种核酸都含有鸟嘌呤、
腺嘌呤、胞嘧啶这
3
种碱基，在DNA中第4种碱基是胸腺嘧啶，而在RNA中则是尿嘧啶，除了含有这些碱基以外，还有些具有糖类性质的物质和磷酸
。斯托伊德尔又确定了这些物质的比例，他通过分析，发现糖类物质、每种嘌呤或嘧啶碱基、磷酸的比例为1：1：1。
资料
2
组成核酸的基本成分是什么？
这些成分的比例是什么？
核酸的组成元素有哪些？
思考讨论
德国的科塞尔在研究自胸腺和酵母的核素时，
发现核素是蛋白质和核酸的复合物，并且证明了存在着
2
种核酸：即脱氧核糖核酸和核糖核酸，他小心地水解核酸，发
现
2种核酸都含有鸟嘌呤、
腺嘌呤、胞嘧啶这
3
种碱基，在DNA中第4种碱基是胸腺嘧啶，而在RNA中则是尿嘧啶，除了含有这些碱基以外，还有些具有糖类性质的物质和磷酸
。斯托伊德尔又确定了这些物质的比例，他通过分析，发现糖类物质、每种嘌呤或嘧啶碱基、磷酸的比例为1：1：1。
资料3
组成核酸的基本成分是什么？
这些成分的比例是什么？
核酸的组成元素有哪些？
C、H、O、N、P
组成元素
1911年，科塞尔的学生列文证明核酸所含的糖类由5个碳原子组成，并将这种糖类命名为核糖。由于核酸有2种，他找到了它们之间的区别：它们中的五碳糖不同，另一种糖类比核糖少一个氧原子，称为脱氧核糖，脱氧核糖核酸和核糖核酸的名称由此而来。
资料
4
组成核酸的基本成分当中的糖类物质具体是什么呢？
核糖
脱氧核糖
1′
5′
1934
年，列文发现核酸可被分解成含有一个碱基、
一个核糖或脱氧核糖和一个磷酸的片段，这样的组合叫核苷酸。
资料
5
核酸的基本组成单位是什么？
包括哪些成分？
这2种核苷酸的异同点分别是什么？
P
五碳糖
含氮碱基
2′
3′
4′
核苷酸
核酸是生物大分子，分子量从几十万至几百万。
元素组成：C、H、O、N、P等
核酸的基本组成单位：核苷酸
核苷酸的组成：
五碳糖
磷酸
含N碱基
二、核酸是由核苷酸连接成的长链
知识点梳理：
构成核苷酸的五碳糖有两种：脱氧核糖、核糖
脱氧（核糖）核苷酸
核糖核苷酸
五碳糖
H
脱氧核糖
OH
核糖
五碳糖
五碳糖
磷酸
含N碱基
含氮碱基
脱氧
核糖
磷酸
A
G
C
T
腺嘌呤
鸟嘌呤
胞嘧啶
胸腺嘧啶
脱氧核苷酸-----DNA的基本组成单位
磷酸
核糖
含氮碱基
A
G
C
U
腺嘌呤
鸟嘌呤
胞嘧啶
尿嘧啶
核糖核苷酸-----RNA的基本组成单位
根据碱基不同，脱氧核苷酸可分为4种：
脱氧核糖
A
G
C
T
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
核糖
A
G
C
U
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
根据碱基不同，核糖核苷酸也可分为4种：
基本组成单位
基本组成单位
核酸
脱氧核糖核酸
(DNA)
核糖
核酸
(RNA)
脱氧核糖
胸腺嘧啶（T）
包
括
磷酸
含氮碱基
含氮碱基
磷酸
核糖
胞嘧啶（C）
鸟嘌呤（G）
腺嘌呤（A）
尿嘧啶（U）
脱氧核糖核苷酸
核糖核苷酸
核酸是由核苷酸连接成的长链
A
C
G
T
A
C
G
T
A
C
G
T
A
C
G
T
A
C
G
T
磷酸二酯键
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
DNA、RNA的主要区别
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核糖
A
T
C
G
A
U
C
G
双螺旋结构
单链结构
细胞核（线粒体、叶绿体）
细胞质
DNA的合成
磷酸二酯键
脱氧核糖核酸（DNA），是由脱氧核糖核苷酸连接而成的长链，通常是双链
氢键
DNA双螺旋结构
磷酸二酯键
核糖核酸（RNA），是由核糖核苷酸连接而成的长链，通常为单链
RNA的合成
脱氧核苷酸的连接
P
A
脱氧核糖
G
C
T
脱氧核糖
脱氧核糖
脱氧核糖
A
G
C
U
核糖
核糖
核糖
核糖
核糖核苷酸的连接
P
P
P
P
P
P
P
磷酸二酯键
第一分子核苷酸3号碳原子上的羟基与下一分子核苷酸5号碳原子上所连的磷酸基化合形成磷酸二酯键，从而将两分子核苷酸连接起来。
脱氧核苷酸的种类、数目和排列顺序决定了DNA的多样性。
（注意，此处没有空间结构，因为DNA均为规则的双螺旋结构）
一般来说，一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，所以可能的排列方式就有44000种
小组活动——构建核苷酸链
每个小组构建的核苷酸链是否相同？思考并解释各小组核苷酸链不同的原因（类比蛋白质多样性）？
核苷酸的数目不同
核苷酸的种类不同
核苷酸的排列顺序不同
功能（携带遗传信息的多样性）
尝试解释为什么通过DNA指纹技术能锁定犯罪嫌疑人？
英国遗传学家杰弗里斯对白种人研究表明，两个随机个体具有完全相同的DNA指纹图的概率为3000亿分之一（即3×10－11），两个同胞个体具有相同图谱的概率也仅仅为200万分之一（即2×10－6）。
故DNA指纹技术完全可把DNA作为像指纹那样的独特特征来识别不同的人。
资料
6
生物的遗传物质分别是什么
细胞生物（原核生物、真核生物）的遗传物质是DNA；
病毒的遗传物质是DNA或RNA（病毒只含有一种核酸），如：噬菌体的遗传物质是DNA，而HIV病毒、SARS病毒、烟草花叶病毒、流感病毒的遗传物质是RNA。
三、生物大分子以碳链为骨架
单体：是指组成生物大分子（多糖、蛋白质、核酸）的基本单位。
多聚体：每个单体都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的多聚体。
单体和多聚体
单糖
氨基酸
核苷酸
多糖
蛋白质
核酸
单体
多聚体
生物大分子结构示意图
淀粉的分子结构图（部分）
某蛋白质多肽链的分子结构图（部分）
某DNA链的分子结构图（部分）
生物大分子都是以碳链为基本骨架
1.蛋白质、DNA和RNA的基本组成单位依次是
（　）A.氨基酸、核苷酸、核糖核苷酸B.核苷酸、脱氧核苷酸、核糖核苷酸C.氨基酸、核糖核苷酸、脱氧核苷酸D.氨基酸、脱氧核苷酸、核糖核苷酸
提示：蛋白质的基本组成单位是氨基酸，DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，故选D。
D
2.下列有关核酸分布的叙述，正确的是（　）A.SARS病毒中的RNA主要分布在细胞质中B.原核细胞的DNA主要分布在细胞核中C.绿色植物根细胞内的DNA分布在细胞核、线粒体和叶绿体中D.人体口腔上皮细胞中的RNA主要分布在细胞质中
提示：真核细胞和原核细胞都含有DNA和RNA两种核酸。真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中；原核细胞的DNA主要分布在拟核中，RNA主要分布在细胞质中。病毒没有细胞结构，只含有DNA或者RNA一种核酸。SARS病毒没有细胞结构，其RNA分布在蛋白质外壳内部，A错误；原核生物没有细胞核，其DNA主要分布在拟核中，B错误；绿色植物根细胞内没有叶绿体，其根细胞内的DNA分布在细胞核、线粒体中，C错误；人体细胞的RNA主要分布在细胞质中，DNA主要分布在细胞核中，D正确。
D
3.植物细胞在含有各种必需物质的培养基中培养，研究人员对其中一种化合物用3H标记。经过一段时间后，将这些细胞固定，利用放射性自显影技术并结合进行显微镜检查，发现放射性集中分布在细胞核、线粒体和叶绿体中。由此可以判断被标记的化合物是（　）A.一种氨基酸　　
B.一种核糖核苷酸C.一种脱氧核苷酸　　
D.尿嘧啶
提示：真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。RNA主要分布在细胞质中（教材P34）。蛋白质的基本组成单位是氨基酸，在细胞质中也含有蛋白质，A不符合题意；RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，且尿嘧啶存在于RNA中，B、D不符合题意；DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，C符合题意。
C
核酸
核苷酸
脱氧核糖
核酸DNA
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
核糖核
酸RNA
A、T、
C、G
A、U、
C、G
脱氧核糖
核糖
磷酸
C、H、O、N、P
细胞核
细胞质
基本组
成单位
基本单位
种类
种类
包括
基本组
成单位
主要分布
主要分布
元素组成
化学成分
化学成分