2.5　核酸是遗传信息的携带者 课件(共43张PPT) 2023-2024学年高一生物人教版（2019）必修第一册

(共43张PPT)
第2章　组成细胞的分子
第5节　核酸是遗传信息的携带者
课 程 标 准
1.概述核酸是储存与传递遗传信息的生物大分子,形成生命的物质观。
2.通过探讨核苷酸的排列顺序与遗传信息的关系,培养科学思维。
3.通过分析单体聚合成多聚体的现象,理解生物大分子以碳链为基本骨架的生命观念。
4.通过对核酸类保健品的成分、“疗效”等的调查与评价,形成正确的科学观。
基础落实 必备知识全过关
重难探究 能力素养全提升
目录索引
素养升级 情境命题强突破
基础落实 必备知识全过关
知识点一 核酸的种类、组成及其分布
1.核酸的种类及分布
分类 中文名称 分布
DNA ______________ 主要分布在细胞核中
RNA ______________ 主要分布在__________中
少量分布在叶绿体和线粒体中
脱氧核糖核酸
核糖核酸
细胞质
2.核酸的结构层次
C、H、O、N、P
磷酸
五碳糖
3.核酸的功能
核酸是细胞内携带__________的物质,在生物体的_____________和__________的生物合成中具有极其重要的作用。
4.核酸分子的多样性和特异性
(1)多样性:组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有________种,但是如果数量不限,在连成长链时,排列顺序是极其多样的,所以DNA分子具有_________。
注:DNA没有空间结构多样性,注意与蛋白质多样性原因进行区别。
(2)特异性:每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的比例和排列顺序是特定的,其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的__________。
遗传信息
遗传、变异
蛋白质
4
多样性
遗传信息
知识点二 生物大分子以碳链为骨架
1.单体和多聚体
生物大分子是由许多基本单位连接而成的,这些基本单位称为__________,这些生物大分子又称为单体的多聚体。
2.每一个单体都以______________________________为基本骨架,由许多单体连接成多聚体。
3. ____________是生命的核心元素。
单体
若干个相连的碳原子构成的碳链
碳
旁栏边角想一想
(1)[教材P34问题探讨]为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息
(2)[教材P36拓展应用]有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,这个说法正确吗
(3)[教材P36拓展应用]如果有人向你推销核酸保健品,你将如何回应
提示 生物的遗传信息储存在DNA分子中,而且每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列各有特点(特异性)。
提示 不正确,这个说法过于绝对,有的疾病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。
提示 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。
结论语句辨一辨
(1)真、原核细胞内均有两种核酸。(　　)
(2)核酸分子中,五碳糖∶磷酸∶含氮碱基=1∶1∶1。(　　)
(3)构成DNA的脱氧核苷酸有4种,构成RNA的核糖核苷酸有4种。(　　)
(4)DNA中遗传信息的多样性主要取决于脱氧核苷酸的种类。(　　)
(5)构成生物大分子的单体在排列顺序上并不都具有多样性。(　　)
(6)由基本单位葡萄糖组成的生物大分子都是植物细胞细胞壁的主要成分。
(　　)
(7)多聚体最终水解的产物不一定是单体。(　　)
√
√
√
×
√
×
√
重难探究 能力素养全提升
主题一　核酸的结构与功能
情境探究
核酸包括DNA和RNA两大类,核酸同蛋白质一样,也是生物大分子。核苷酸是核酸的基本组成单位。每个核酸分子是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。下图为核苷酸模式图。
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
(1)结合核苷酸结构模式图分析,核酸由哪些元素组成 N、P分别存在于核酸分子的哪个基团中
(2)尝试分析核酸在不同生物中的分布状况。
病毒核酸为____________________,位于病毒的内部。
提示 核酸由C、H、O、N、P 5种元素组成,N存在于含氮碱基中,P存在于磷酸中。
细胞核
拟核
DNA或RNA
(3)DNA、RNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么
提示 核酸初步水解的产物和彻底水解的产物不同。
物质 初步水解的产物 彻底水解的产物
DNA 脱氧核苷酸 脱氧核糖、磷酸、4种碱基(A、T、C、G)
RNA 核糖核苷酸 核糖、磷酸、4种碱基(A、U、C、G)
方法突破
“三看法”快速确认DNA、RNA
视角应用
视角1 核酸的结构
1.[2023吉林长春第二实验中学高一期中]如图为核苷酸的模式图,
下列相关说法正确的是(　　)
A.DNA与RNA的不同点只体现在②处
B.若②为核糖,则③可以是胸腺嘧啶
C.在人类免疫缺陷病毒中核苷酸共有8种
D.人体内的③有5种,②有2种
D
解析　图中①②③分别是磷酸、五碳糖、含氮碱基,DNA与RNA的不同点体现在②③两处,A项错误;若②为核糖,则③可以是A、U、C、G,但不可能是T(胸腺嘧啶),B项错误;人类免疫缺陷病毒是RNA病毒,只含有1种核酸,4种核苷酸,C项错误;人体内有2种核酸,故有2种②和5种③,D项正确。
2.由1分子磷酸、1分子碱基和1分子化合物a构成了化合物b,如图所示。下列有关叙述不正确的是(　　)
A.若a为核糖,则由b组成的核酸在某些原核生物中可作为遗传物质
B.若a为脱氧核糖,则由b组成的核酸主要分布在细胞核中
C.若m为胸腺嘧啶,则RNA中肯定不含b这种化合物
D.若m为腺嘌呤,则b构成的核酸可能是DNA
A
解析　若a为核糖,则b为核糖核苷酸,核糖核苷酸是RNA的基本组成单位,而原核生物的遗传物质是DNA,A项错误;若a为脱氧核糖,则b为脱氧核苷酸,是DNA的基本组成单位,DNA主要分布在细胞核中,B项正确;若m为胸腺嘧啶,则b为胸腺嘧啶脱氧核苷酸,是构成DNA的基本单位,RNA中不含胸腺嘧啶,肯定不含b这种化合物,C项正确;若m为腺嘌呤,则b为腺嘌呤脱氧核苷酸(构成DNA)或腺嘌呤核糖核苷酸(构成RNA),因此,b构成的核酸可能是DNA,D项正确。
视角2 DNA和RNA的比较
3.下列有关DNA和RNA的比较,正确的是(　　)
A.从分布上,真核细胞中的DNA全部存在于细胞核中,RNA全部存在于细胞质中
B.从化学组成上,DNA与RNA的碱基完全不同
C.从结构上,DNA多为双螺旋结构,RNA通常为单链结构
D.DNA和RNA的基本组成单位相同
C
解析　真核细胞中的DNA主要存在于细胞核中,其次在线粒体和叶绿体中也有少量DNA,RNA主要存在于细胞质中,A项错误;从化学组成上,DNA与RNA的碱基不完全相同,共有的碱基是A、G、C,DNA特有的碱基是T,RNA特有的碱基是U,B项错误;从结构上,DNA通常由两条链构成,RNA通常由一条链构成,C项正确;DNA的基本组成单位为脱氧核苷酸,其特有碱基为T,RNA 的基本组成单位为核糖核苷酸,其特有碱基为U,D项错误。
视角3 不同生物的核酸种类及分布辨析
4.[2023沈阳市郊联体高一联考]不同生物含有的核酸种类不同。下列各种生物中关于碱基、核苷酸和五碳糖种类的描述,正确的是(　　)
选项 A B C D
生物或细胞 T2噬菌体 烟草叶肉细胞 烟草花叶病毒 豌豆根毛细胞
碱基 5种 5种 4种 8种
核苷酸 5种 8种 8种 8种
五碳糖 1种 2种 2种 2种
B
解析　T2噬菌体属于DNA病毒,只含有DNA一种核酸,所以含有4种碱基、4种(脱氧)核苷酸、1种五碳糖(脱氧核糖),A项错误;烟草叶肉细胞和豌豆根毛细胞均同时含有DNA和RNA两种核酸,所以含有8种核苷酸(4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸)、2种五碳糖(脱氧核糖和核糖)、5种碱基,B项正确,D项错误;烟草花叶病毒属于RNA病毒,只含有RNA一种核酸,所以含有4种碱基、4种(核糖)核苷酸、1种五碳糖(核糖),C项错误。
5.下列有关核酸分布的叙述,正确的是(　　)
A.SARS病毒中的RNA主要分布于细胞质中
B.人成熟红细胞中的DNA主要分布于细胞核中
C.原核细胞的DNA主要分布于细胞核中
D.人体细胞中的RNA主要分布于细胞质中
D
解析　SARS病毒属于RNA病毒,其没有细胞结构,没有细胞质,A项错误;人成熟红细胞中不含DNA,B项错误;原核细胞没有以核膜为界限的细胞核,DNA集中分布于拟核中,C项错误;人体细胞中的RNA主要分布在细胞质中,少量分布在细胞核中,D项正确。
主题二　生物大分子以碳链为骨架
情境探究
生物大分子一般是指存在于生物体内的分子质量大于10 kD(千道尔顿)的大分子物质。下图为三种生物大分子的结构示意图。
(1)①②③分别表示什么物质
它们的单体分别是什么 请完成下表。
序号 生物大分子 单体
①
②
③
蛋白质
氨基酸
DNA
脱氧核苷酸
纤维素
葡萄糖
(2)蛋白质、核酸和多糖在形成过程中的共同产物是什么
(3)核酸和多糖都是由单体组成的多聚体,为什么核酸能储存遗传信息而多糖不能 尝试从二者的分子组成角度进行分析。
提示 水。单体通过脱水缩合形成生物大分子时都会产生水。
提示 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。而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、排列顺序上千差万别,从而能够承担起携带遗传信息的功能。
方法突破
真核生物、原核生物及病毒的核酸与遗传物质
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 8 5 DNA 4 4
原核 生物 DNA和 RNA 8 5 DNA 4 4
非细胞生物(病毒) DNA 病毒 DNA 4 4 DNA 4 4
RNA 病毒 RNA 4 4 RNA 4 4
视角应用
1.[2023广西钦州高一月考]生物大分子通常都有一定的分子结构规律,即由一定的基本结构单位,按照一定的排列顺序和连接方式形成的多聚体。下列叙述正确的是(　　)
A.若该图为一段肽链的结构模式图,2表示中心碳原子,3的种类有21种
B.若该图为一段单链DNA的结构模式图,则1表示磷酸基团,2表示脱氧核糖,3的种类有4种
C.若该图为一段RNA的结构模式图,则1表示核糖,2表示磷酸基团,3的种类有4种
D.生物体内的生物大分子只有蛋白质和核酸
C
解析　若该图为一段肽链的结构模式图,则1表示中心碳原子,3的种类有21种,A项错误;若该图为一段单链DNA的结构模式图,则1表示脱氧核糖,2表示磷酸基团,3的种类有4种,B项错误;若该图为一段RNA的结构模式图,则1表示核糖,2表示磷酸基团,3的种类有4种(A、U、G、C),C项正确;生物体内的多糖也是生物大分子,D项错误。
2.[2023江苏如皋中学高一月考]如图是生物体内几种有机物及其功能的关系图,m1、m2、m3、m4分别是有机物M1、M2、M3、M4的组成成分。下列说法正确的是(　　)
A.相同质量的M1和M2被彻底氧化分解,则M1的耗氧量多
B.M3具有物质运输、催化、调节、免疫等多种功能
C.m3和m4之间的区别主要是五碳糖和碱基的种类不同
D.在HIV体内,将M4彻底水解,得到5种碱基,2种五碳糖
B
解析　由题图可知,M1和M2分别是糖类和脂肪,与脂肪相比,糖类分子中的氢含量少,氧化分解过程中耗氧量少,A项错误;由题图可知,M3是蛋白质,具有物质运输、催化、调节和免疫等多种功能,B项正确;m3是蛋白质的基本组成单位氨基酸,m4是核酸的基本组成单位核苷酸,五碳糖和碱基的种类不同是脱氧核苷酸和核糖核苷酸的区别,不是氨基酸和核苷酸的区别,C项错误;在HIV体内,将M4彻底水解,得到4种碱基,1种五碳糖,D项错误。
素养升级 情境命题强突破
种子成熟与萌发过程中有机物的变化
命题情境
1.种子成熟时有机物的变化
种子成熟时,小分子有机物转化为大分子物质,以便于储存,主要营养物质变化如下:
①可溶性糖类→不溶性糖类(如淀粉)。
②非蛋白质氮→蛋白质。
③糖类→脂肪。
2.种子萌发时有机物的变化
种子萌发时,储存的大分子有机物在酶的作用下水解为小分子物质,作为幼胚生长的营养物质。
种子形成时,光合作用产物的输入导致其干重增加。种子萌发时,吸收水分导致其鲜重增加,非油料作物的种子由于只进行细胞呼吸导致干重减少,油料作物种子萌发初期干重有所增加(是因为脂肪转化为糖类的过程中增加了氧元素),然后再减少。
高考例证
[2022海南高考改编]种子萌发过程中,贮藏的淀粉、蛋白质等物质在酶的催化下生成简单有机物,为新器官的生长和细胞呼吸提供原料。下列有关叙述错误的是(　　)
A.种子的萌发受水分、温度和氧气等因素的影响
B.种子萌发过程中淀粉、蛋白质等大分子有机物分解为小分子有机物
C.干燥条件下种子不萌发,主要是因为种子中的酶因缺水而变性失活
D.种子子叶切片用苏丹Ⅲ染液染色后,显微镜下观察到橘黄色颗粒,说明该种子含有脂肪
C
解析　干燥条件下种子中的水分减少,因此不萌发,并非种子中的酶失活。
新题速递
1.[2023湖南长沙高一期末]在香蕉果实成熟过程中,果实中的贮藏物不断代谢转化,香蕉逐渐变甜,下图A中Ⅰ、Ⅱ两条曲线分别表示香蕉果实成熟过程中两种物质含量的变化趋势。现取等量成熟到第X天和第Y天的香蕉果肉进行研磨,分别加入等量的蒸馏水中制成两种提取液,然后在a、b试管中各加入5 mL第X天的提取液,在c、d试管中各加入5 mL第Y天的提取液(图B)。下列说法不正确的是(　　)
图A
图B
A.在a、c试管中各加入等量碘液摇匀后,可观察到两支试管均呈蓝色,但c试管颜色较浅
B.在b、d试管中各加入等量斐林试剂摇匀后,即可观察到两支试管均呈砖红色,d试管颜色较深
C.图A中表示淀粉含量变化的曲线是Ⅰ,表示还原糖含量变化的曲线是Ⅱ
D.图A中Ⅰ、Ⅱ曲线所表示的物质的组成元素都是C、H、O
答案B
解析　与a试管相比,c试管内的淀粉含量下降,所以加入等量碘液后,两试管均呈蓝色,但是c试管的颜色较浅,A项正确;斐林试剂可用于鉴定还原糖,需在水浴加热的条件下进行,B项错误;在香蕉果实成熟过程中,香蕉逐渐变甜,说明淀粉含量逐渐减少,还原糖含量逐渐增加,图A中Ⅰ、Ⅱ曲线所表示的物质分别是淀粉和还原糖,都属于糖类,组成元素都是C、H、O,C、D两项正确。
2.[2023河南濮阳一中高一期中]如图所示为6支试管,在1、3、5号试管中分别加入2 mL蒸馏水,2、4、6号试管中分别加入2 mL发芽的小麦种子匀浆样液。然后在3、4号试管中加入适量的某种耐高温的淀粉酶,保温一段时间后,在1、2号试管中滴加适量碘液试剂,3、4号试管中滴加适量斐林试剂,摇匀后水浴加热。以下说法错误的是(　　)
A.1号试管不呈蓝色,2号试管呈蓝色,说明小麦种子匀浆样液中含有淀粉
B.3号试管呈蓝色,4号试管出现砖红色,说明小麦种子匀浆样液中含还原糖
C.若先在5、6号试管中加入大量蛋白酶,再加入双缩脲试剂,则5、6号试管均呈紫色
D.斐林试剂和双缩脲试剂的组成成分不完全相同,鉴定物质的原理也不同
B
解析　1号试管加入2 mL蒸馏水,2号试管加入2 mL发芽的小麦种子匀浆样液,1、2号试管中滴加适量碘液试剂,淀粉遇碘变蓝,若1号试管不呈蓝色,2号试管呈蓝色,说明小麦种子匀浆样液中含有淀粉,A项正确;3号试管加入2 mL蒸馏水,4号试管加入2 mL发芽的小麦种子匀浆样液,3、4号试管中加入适量的某种耐高温的淀粉酶,同时加入适量斐林试剂,摇匀后水浴加热,斐林试剂与还原糖反应呈砖红色沉淀,若3号试管呈蓝色,4号试管出现砖红色,说明小麦种子匀浆样液中含淀粉,淀粉被淀粉酶水解为还原糖,但不能说明小麦种子匀浆样液中含有还原糖,B项错误;酶在化学反应前后性质不变,若先在5、6号试管中加入大量蛋白酶,蛋白酶的化学本质是蛋白质,与双缩脲试剂反应呈紫色,C项正确;斐林试剂和双缩脲试剂的组成成分中CuSO4的浓度不同,双缩脲试剂作用原理是在碱性环境中,肽键和Cu2+反应生成紫色络合物,斐林试剂作用原理是还原糖可以将Cu2+还原成Cu+,故斐林试剂和双缩脲试剂的组成成分不完全相同,鉴定物质的原理也不同,D项正确。
【网络构建】
【经典图示】
核糖核苷酸
脱氧核苷酸
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