2.5 核酸是遗传信息的携带者--人教版2019高中生物学必修1教学课件(共32张PPT)

(共32张PPT)
第5节　核酸是遗传信息的携带者
第2章 组成细胞的分子
生物
学习目标
1.通过对核酸结构的分析，运用结构与功能观，阐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。（生命观念、科学思维）
2.通过对DNA 与RNA的化学组成及结构的比较，简述DNA和RNA的区别与联系。（科学思维）
3.通过概括糖类、蛋白质和核酸的基本组成，明确生物大分子以碳链为骨架的结构特征，并认同生命具有物质性、生物界具有统一性的观念。（生命观念）
学习重难点
重点
1.核酸的种类及结构。
2.生物大分子以碳链为骨架。
难点
1.核酸与其功能相适应的结构。
2.生物大分子以碳链为骨架。
导入新课
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。
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。
讨论：
为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息？
核酸的种类、分布及组成
新课讲授
任务一
新课讲授
[任务一]核酸的种类、分布及组成
资料：DNA指纹技术首先要做的是从现场收集到的血液、头发等样品中提取到DNA，那么DNA分布在哪里？细胞内既有DNA也有RNA，工作人员是如何准确找到DNA的呢？
阅读教材P34-35，尝试回答下列问题。
1.核酸包括哪几类？DNA和RNA在真核细胞、原核细胞中各分布在什么部位？
2.核酸的元素组成是什么？核酸的基本组成单位是什么？核苷酸由几部分组成 请画图表示一个核苷酸。
真核细胞DNA主要在细胞核，RNA主要在细胞质。原核细胞DNA主要在拟核，RNA在细胞质。
核酸由C、H、O、N、P五种元素组成。核酸的基本组成单位是核苷酸。核酸由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成。
3.根据五碳糖的不同，核苷酸分哪几类 人体细胞内核苷酸共几种？
4.从分子组成和分子结构两个方面比较DNA和RNA的异同。
①分子组成的不同
a．DNA的五碳糖是脱氧核糖，而RNA特有的则是核糖。
b．DNA特有的碱基是胸腺嘧啶(T)，而RNA特有的则是尿嘧啶(U)。
②分子结构的不同：DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链，一般由两条链构成，RNA则是由核糖核苷酸连接而成的长链，一般由一条链构成。
含有核糖的是核糖核苷酸，含有脱氧核糖的是脱氧核苷酸。
人体细胞内共有8种核苷酸。
新课讲授
[任务一]核酸的种类、分布及组成
核酸
脱氧核糖核酸（简称DNA）
核糖核酸（简称RNA）
DNA集中分布在拟核。RNA主要分布在细胞质中。
细胞核（主）
线粒体、叶绿体（少）
细胞质（主）
(1)真核细胞
(2)原核细胞
核酸的种类及其分布
1
新课讲授
[任务一]核酸的种类、分布及组成
新课讲授
[任务一]核酸的种类、分布及组成
1
2
3
4
5
核苷酸：1分子磷酸 + 1分子五碳糖 +1分子含氮碱基
C、H、O、N、P
A 腺嘌呤
G 鸟嘌呤
T 胸腺嘧啶
C 胞嘧啶
U 尿嘧啶
核苷酸
元素组成：
核酸的基本组成单位：
P
OH
OH
O
O
CH2
H
O
H
OH
H
H
H
含氮碱基
新课讲授
[任务一]核酸的种类、分布及组成
核酸是由核苷酸连接而成的长链
2
核苷酸
五碳糖
______
磷酸
含氮碱基
+
+
类别：脱氧核苷酸和____________
P
OH
OH
O
O
CH2
H
O
H
OH
H
H
H
碱基
P
OH
OH
O
O
CH2
H
O
H
OH
H
OH
H
碱基
脱氧(核糖)核苷酸
核糖核苷酸
3.种类
分类依据：_______的不同
五碳糖
核糖核苷酸
核酸的基本组成单位—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)
新课讲授
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
核苷酸的命名
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
【思考】细胞中的核酸、核苷酸、碱基各有多少种？
2、8、5。
新课讲授
4.DNA和RNA的区别
比较项目 DNA（脱氧核糖核酸） RNA（核糖核酸）
基本单位 核苷酸 核苷酸
五碳糖
含氮碱基
结 构 结构 大多为 结构
脱氧（核糖）
核 糖
脱氧核糖
核糖
A、C、G、T
A、C、G、U
双螺旋
单链
核酸是由核苷酸连接而成的长链
2
新课讲授
【构建模型】1.利用卡纸制作脱氧核苷酸与核糖核苷酸的模型。各组同学交流展示。
五碳糖
______
磷酸
含氮碱基
+
+
【构建模型】2.将制作的四种脱氧核苷酸的模型，
仿照示意图构建不同的核苷酸长链。根据构建好的
模型，从碱基种类与排列方面分析下列问题。
（1）核酸具有多样性的原因是什么？
（2）核酸可以携带遗传信息的原因。
（3）尝试解释DNA指纹技术的原理。
3，5 -磷酸二酯键
新课讲授
不同排列顺序的脱氧核苷酸链
（1）核酸具有多样性的原因是什么？
（2）核酸可以携带遗传信息的原因。
（3）尝试解释DNA指纹技术的原理。
核苷酸数目不同和排列顺序多样。
脱氧核苷酸的排列顺序可以储存遗传信息。
每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列各有特点。
新课讲授
【合作探究】下图为生物体细胞中核酸的结构层次示意图。
1.写出图中各字母代表的名称。a： ，b： ，c： ，d： 。
2.若图中b是c的基本单位，则a表示 四种碱基，其五碳糖是 ；若图中b是d的基本单位，则a表示 四种碱基，其五碳糖是 。
3.DNA、RNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么？
4.研究表明，大肠杆菌中同时含有DNA和RNA，乙肝病毒只含有DNA，人类免疫缺陷病毒只含有RNA，那么这三种生物中含有的碱基种类和核苷酸种类各有几种？
比较项目 初步水解产物 彻底水解产物
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)
大肠杆菌：8,8 乙肝病毒：4,4 人类免疫缺陷病毒 4,4
含氮碱基
五碳糖
DNA
RNA
A、T、G、C
脱氧核糖
A、G、C、U
核糖
名称 脱氧核糖核酸（DNA） 核糖核酸（RNA）
元素组成 C、H、O、N、P 基本组成单位 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸
化学组成 磷酸 仅一种磷酸 五碳糖 脱氧核糖 核糖
碱基 A、G、C、T A、G、C、U
结构 双链 一般为单链
分布 细胞核（主要）、线粒体、叶绿体（少量） 细胞质
功能 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
小结：DNA与RNA比较
新课讲授
生物大分子以碳链为骨架
新课讲授
任务二
阅读教材P35-36，尝试理解下列问题。
1.常见的生物大分子有哪些？其单体分别是什么？
2.什么是单体？什么是多聚体？
3.为什么“碳”是生命的核心元素？
4.从单体与多聚体的关系分析，脂肪是生物大分子吗？
生物体内还有与核酸结构（由核苷酸连接而成的长链结构）类似的分子吗？请归纳他们的共同点。
新课讲授
[任务二]生物大分子以碳链为骨架
脂肪类化合物是由甘油和脂肪酸结合而成的不符合生物大分子由单体连接成多聚体的结构特征，而且脂肪的分子量与蛋白质、核酸、多糖相比小很多，一般不称其为生物大分子。
多糖——单糖、蛋白质——氨基酸、核酸——核苷酸。
单体是指组成生物大分子（多糖、蛋白质、核酸）的基本单位。生物大分子是由许多基本单位连接而成的，这些基本单位称为单体，这些生物大分子又称为单体的多聚体。
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，生物大分子是由许多单体连接而成。因此生物大分子也是以碳链为基本骨架的。
蛋白质
DNA
淀粉
糖原
纤维素
RNA
生物体内还有与核酸结构（由核苷酸连接而成的长链结构）类似的分子吗？请归纳他们的共同点。
新课讲授
[任务二]生物大分子以碳链为骨架
新课讲授
[任务二]生物大分子以碳链为骨架
葡萄糖
氨基酸
核苷酸
多 糖
蛋白质
核 酸
单 体
多聚体
脱水缩合
水解
因此【碳是生命的最基本、最核心的元素，没有碳就没有生命】
每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为骨架，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骨架的。
新课讲授
[任务二]生物大分子以碳链为骨架
三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯，即甘油三酯
脂肪不属于生物大分子：因为脂肪类化合物是由甘油和脂肪酸结合而成的不符合生物大分子由单体连接成多聚体的结构特征，而且脂肪的分子量与蛋白质、核酸、多糖相比小很多，一般不称其为生物大分子。
如图为某种脂肪的结构图，据图分析脂肪是生物大分子吗？
特别提醒
新课讲授
[任务二]生物大分子以碳链为骨架
【合作探究】科学家说“碳是生命的核心元素”“没有碳，就没有生命”。生物大分子是由多个单体连接形成的多聚体。生命科学常用图示表示微观物质的结构，图1～图3分别表示植物细胞中常见的三种生物大分子。
1.图1～图3可分别表示哪几类生物大分子？
2.组成细胞的化合物，具有物种特异性的物质有哪些？
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。
新课讲授
每种核酸都由四种核苷酸组成，可通过核苷酸的排列顺序储存大量遗传信息；而淀粉、糖原和纤维素等多糖的单体均为葡萄糖，排列顺序不具有多样性，无法储存大量遗传信息。
图1可表示蛋白质(或多肽)。图2可表示核酸(DNA或RNA)。图3可表示淀粉(或纤维素)。
蛋白质和核酸。
[任务二]生物大分子以碳链为骨架
新课讲授
【与生活的联系】
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：①一切疾病都与基因受损有关； ②基因是核酸片段；③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
①错误，部分疾病与基因受损有关，但不是全部，有些是受到病菌感染，如流感。
②中“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，基因是DNA上有遗传效应的片段。
③错误，人体细胞无法直接利用外来核酸，核酸口服后在消化道中会被分解。人体需要的核苷酸通过正常饮食就能得到满足，不需要再补充。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。
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。
【练习1】
当堂训练
“白日不到处，青春恰自来。苔花如米小，也学牡丹开。”结合核酸知识分析，下列说法错误的是(　　)
A.苔藓与牡丹都以DNA作为遗传物质
B.苔藓叶肉细胞的DNA只分布在细胞核中
C.苔藓与牡丹细胞中的核苷酸种类相同
D.苔藓与牡丹的DNA中脱氧核苷酸排列顺序不同
B
【解析】苔藓与牡丹均是真核生物，细胞内既含DNA又含RNA，但都以DNA作为遗传物质，A项正确。苔藓叶肉细胞的DNA主要分布在细胞核中，细胞质中的叶绿体和线粒体内也有少量DNA，B项错误。苔藓与牡丹细胞内都含DNA和RNA，都含8种核苷酸(4种脱氧核苷酸＋4种核糖核苷酸)，C项正确。苔藓与牡丹细胞内的DNA中脱氧核苷酸排列顺序不同，D项正确。
【练习2】
下图是生物体内某种有机大分子的基本组成单位的模式图，下列相关叙述正确的是(　　)
A.a、b、c结合而成的基本单位，在人体中共有4种
B.若b为脱氧核糖，则c有4种，分别是A、U、C、G
C.在HIV中可以检测到的c有5种
D.若c为T，则该有机小分子的名称是胸腺嘧啶脱氧核苷酸
D
当堂训练
【解析】题图所示物质是核苷酸，核苷酸包括4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸，在人体中共有8种，A项错误。若b为脱氧核糖，则c有4种，分别是A、T、C、G，B项错误。HIV是RNA病毒，其中只含RNA，故可以检测到的c有A、U、C、G，共4种，C项错误。若c为T，则该有机小分子只能是脱氧核苷酸，名称是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，D项正确。
【练习3】
“碳是生命的核心元素”，以碳链为骨架的生物大分子构成细胞生命大厦的基本框架。下列关于生物大分子的叙述，错误的是(　　)
A.蛋白质是以氨基酸为基本组成单位的生物大分子
B.核酸是携带遗传信息的生物大分子
C.多糖、蛋白质、核酸都是以碳链为基本骨架的生物大分子
D.淀粉、糖原、纤维素和乳糖都是生物大分子
D
当堂训练
【解析】生物大分子蛋白质、核酸、多糖的单体分别是氨基酸、核苷酸、单糖，生物大分子以碳链为基本骨架，淀粉、糖原、纤维素均为多糖，属于生物大分子，乳糖属于二糖，是小分子物质，不属于生物大分子，D项错误。
【练习4】
（不定项）下图表示细胞内不同化学元素所组成的化合物。下列说法正确的是(　　)
A．若图中①为某种多聚体，则①可具有信息传递的作用
B．若②分布于内脏器官周围，则②可具有缓冲和减压的作用
C．若③为某种多聚体，则③一定是DNA
D．若④存在于昆虫的外骨骼中，则④可能是几丁质
ABD
当堂训练
【解析】若①为多聚体，且含有C、H、O、N 4种元素，则其可能是蛋白质，可具有信息传递的作用，A项正确。②只含有C、H、O 3种元素，且分布于内脏器官周围，则其可能是脂肪，脂肪具有缓冲和减压的作用，B项正确。若③为多聚体，且含有C、H、O、N、P 5种元素，则其可能是核酸，即③可能是DNA或RNA，C项错误。④只含有C、H、O 3种元素，且存在于昆虫的外骨骼中，则其可能是几丁质，D项正确。
【练习5】
下图为某种核苷酸(已知图甲的右上角部分为腺嘌呤)和某核苷酸链(图乙)示意图，请据图回答下列问题。
当堂训练
(1)图甲中该核苷酸的名称为___________________，该核苷酸是构成哪一种核酸的基本原料？___________________。
(2)请指出图甲中哪一位置上的氧去掉后便可成为合成细菌遗传物质的基本原料：________(填序号)。
腺嘌呤核糖核苷酸
RNA
③
【练习5】
下图为某种核苷酸(已知图甲的右上角部分为腺嘌呤)和某核苷酸链(图乙)示意图，请据图回答下列问题。
当堂训练
(3)图乙中1、2、3的中文名称分别是________、________、________。
(4)通常由图乙中________条核苷酸链构成一个________分子。
(5)在豌豆的叶肉细胞中，由A、C、T、U 4种碱基参与构成的核苷酸共有________种。
磷酸
脱氧核糖
胞嘧啶
2
DNA
6
【练习5】
当堂训练
【解析】(1)根据图甲中③判断，该核苷酸的五碳糖是核糖，因此名称为腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一。(2)细菌的遗传物质是DNA，基本原料是脱氧核苷酸，应去掉③中的氧。(3)图乙中1、2、3分别为磷酸、脱氧核糖、胞嘧啶。(4)图乙中含有T，为DNA分子的一条链，DNA分子一般含有两条链。(5)豌豆的叶肉细胞中含有DNA和RNA，因此A、C分别参与构成两种核苷酸，T、U各自参与构成一种核苷酸，共6种核苷酸。
核酸
功能
原因
单体
分类
C、H、O、N、P
DNA
RNA
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
碱基
脱氧核糖
碱基
核糖
磷酸
A
G
C
T
A
G
C
U
核苷酸的数目、排列顺序多样
多糖
蛋白质
单体
单体
生物大分子
组成元素
携带遗传信息
单糖
氨基酸
课堂小结
本堂课你学到了哪些知识？画出概念图进行总结。
谢谢大家