【生物课件】核酸是遗传信息的携带者课件 2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1.pptx

第2章组成细胞的分子第5节核酸是遗传信息的携带者核酸检测新冠病毒感染人体之后，首先会在呼吸道系统中进行繁殖，因此可以通过检测痰液、鼻咽拭子中病毒独特的核酸序列判断人体是否感染该病毒。一旦检测为核酸“阳性”，即可证明患者体内有病毒存在。什么是核酸？为什么能通过核酸检测确定新冠病毒是否存在？一、核酸的种类及其分布1、核酸的种类脱氧核糖核酸核糖核酸（DNA）（RNA）洋葱鳞片叶内表皮细胞人的口腔上皮细胞真核细胞：DNA主要分布在细胞核中，少量存在于线粒体和叶绿体中RNA主要分布在细胞质中2、核酸的分布2、核酸的分布细胞结构生物非细胞结构生物真核生物原核生物DNA：主要分布在细胞核中，少量存在于线粒体和叶绿体中RNA：主要分布于细胞质中DNA：主要分布在拟核，还有一些以小型环状DNA分子存在（质粒）RNA：主要分布于细胞质中DNA病毒RNA病毒只含DNA一种核酸只含RNA一种核酸遗传物质是RNA遗传物质是DNADNA是主要遗传物质RNADNA二、核酸是由核苷酸连接而成的长链核苷酸核苷酸 二、核酸是由核苷酸连接而成的长链1、构成核酸的基本单位：核苷酸五碳糖磷酸含氮碱基不同不同核糖脱氧核糖（1）元素组成：C、H、O、N、P（2）1核苷酸=1磷酸+1五碳糖+1含氮碱基脱氧（核糖）核苷酸核糖核苷酸构成DNA的单位构成RNA的单位+1 1分子磷酸分子磷酸 核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸核糖核酸（核糖核酸（RNA）的基本单位）的基本单位脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（DNA）的基本单位）的基本单位胸腺嘧啶胸腺嘧啶腺嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胞嘧啶尿嘧啶尿嘧啶腺嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胞嘧啶T TA AG GC CU UA AG GC C五碳糖不同五碳糖不同含氮碱基不同含氮碱基不同A腺嘌呤腺嘌呤A A在字母表中排首位，在字母表中排首位，“腺腺”与与“先先”谐音，谐音，A A首位，腺首位，腺优先优先，AA腺嘌呤腺嘌呤G鸟嘌呤鸟嘌呤G G与小鸟的叫声与小鸟的叫声“叽叽叽叽喳喳喳喳”相联系，相联系，GG鸟嘌呤鸟嘌呤C胞嘧啶胞嘧啶细胞的英文细胞的英文CellCell，将，将C C与细胞相与细胞相联系，联系，CC胞嘧啶胞嘧啶T T胸腺嘧啶胸腺嘧啶U尿嘧啶尿嘧啶U U的形状像的形状像尿壶尿壶，UU尿尿嘧啶嘧啶碱基的巧记方法腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸鸟嘌呤鸟嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸胞嘧啶胞嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸PA脱氧脱氧核糖核糖PPPGCT脱氧脱氧核糖核糖脱氧脱氧核糖核糖脱氧脱氧核糖核糖UPPPP胸腺嘧啶胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸尿嘧啶尿嘧啶核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖核糖核糖核糖核糖核糖核糖胞嘧啶胞嘧啶核糖核苷酸核糖核苷酸鸟嘌呤鸟嘌呤核糖核苷酸核糖核苷酸腺嘌呤腺嘌呤核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸AGC（4种）（4种）2、核苷酸的种类按五碳糖划分脱氧核糖核苷酸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尿嘧啶核糖核苷酸胸腺嘧啶脱氧核糖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胞嘧啶脱氧核糖核苷酸按碱基划分按碱基划分构成DNA的单位：4种构成RNA的单位：4种共8种2类二、核酸是由核苷酸连接而成的长链DNA与RNA在化学组成上的异同腺嘌呤（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)DNARNA思考：核酸的种类、核苷酸的种类、五碳糖的种类、含氮碱基的种类分别是？生物种类核酸种类核苷酸种类碱基种类五碳糖种类遗传物质举例真核、原核生物2852DNA人、酵母菌、细菌病毒DNA病毒1441DNAT2噬菌体RNA病毒1441RNA烟草花叶病毒，新冠病毒2852DNA人、酵母菌、细菌1441DNAT2噬菌体1441RNA烟草花叶病毒，新冠病毒小结：不同生物体中核酸、遗传物质、碱基和核苷酸种类的分析小结：不同生物体中核酸、遗传物质、碱基和核苷酸种类的分析核酸的初步水解与彻底水解的产物不同核酸的初步水解与彻底水解的产物不同4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸A、T、C、G脱氧核糖脱氧核糖A、U、C、G核糖核糖二、核酸是由核苷酸连接而成的长链 核酸的组成与功能 某同学在学习完核酸的知识后，画了如图所示的核苷酸的结构图，并与同学一起进行了分析，以便于对知识的掌握。(1)当a的种类不同时，m的种类相同吗？为什么？提示：不一定。当a为核糖时，m可能是A、U、G、C，当a为脱氧核糖时，m可能是A、T、G、C。(2)当m的种类确定时，a的种类确定吗？为什么？提示：不一定。当m为A、G、C时，a可能是脱氧核糖，也可能是核糖。(3)大肠杆菌体内由A、G、U三种碱基组成的核苷酸有几种？提示：5种，包括3种核糖核苷酸，2种脱氧核苷酸。脱氧核苷酸脱氧核苷酸 连接成连接成DNADNA长链长链脱水缩合脱水缩合P P脱氧脱氧核糖核糖A AP P脱氧脱氧核糖核糖脱一个脱一个H H2 2O OC C磷酸二酯磷酸二酯键键2二、核酸是由核苷酸连接而成的长链脱氧核苷酸的连接：脱氧核苷酸的连接：PA脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖AGCU核糖核糖核糖核糖核糖核苷酸的连接：核糖核苷酸的连接：PPPPPPPTGCDNA的结构的结构TGCAGCGC*DNA是由是由2条脱氧核苷酸链条脱氧核苷酸链构成构成 呈呈规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构RNA的结构的结构*RNA是由是由1条核糖核苷酸链构成条核糖核苷酸链构成UGCG单链不稳定，单链不稳定，容易变异容易变异DNADNA分子具有多样性和分子具有多样性和特异性特异性DNADNA指纹检测指纹检测刑事案件的嫌疑犯鉴定新冠病毒是RNA病毒。目前已有多个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。据统计，4种新冠病毒变种严重威胁人类，它们分别是：发现于印度的Delta；发现于英国的Alpha；发现于巴西的Gamma；发现于南非的Beta尝试解释新冠病毒易变异的原因？DNA和RNA的比较核酸种类DNARNA全称基本组成单位组成 五碳糖含氮碱基磷酸一般结构DNA和RNA的比较核酸种类DNARNA全称基本组成单位组成五碳糖含氮碱基磷酸一般结构脱氧核糖核酸核糖核酸脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖 A(腺嘌呤)G(鸟嘌呤)C(胞嘧啶)T(胸腺嘧啶)A(腺嘌呤)G(鸟嘌呤)C(胞嘧啶)U(尿嘧啶)一样一样由两条脱氧核苷酸链构成一条核糖核苷酸链构成1.1.“三看法三看法”判定判定DNA、RNA2核酸的种类和结构层次核酸的种类和结构层次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：问题探讨P3444n假设有一段由假设有一段由100个个核苷酸组成的单链核苷酸组成的单链DNA片段片段，可以形成多少种可以形成多少种DNA单链？单链？4100444脱氧核苷酸脱氧核苷酸的数量不限、排列顺序千变万的数量不限、排列顺序千变万化，决定化，决定了了DNA多样性多样性。核酸多样性与特异性（以DNA为例）每个每个DNA分子的分子的4种脱氧核苷酸特定的比种脱氧核苷酸特定的比例、例、排列排列顺序决定了顺序决定了DNA特异性特异性。(1)1)多样性多样性的原因的原因:组成核酸的核苷酸组成核酸的核苷酸的的_和和_多样多样。(2)(2)遗传信息的遗传信息的储存储存 a.a.绝大多数生物的遗传信息储存在绝大多数生物的遗传信息储存在_分子中。分子中。b b.少数病毒的遗传信息储存少数病毒的遗传信息储存在在_中中,如新型冠状病毒、如新型冠状病毒、HIVHIV和和SARSSARS病毒。病毒。(3)(3)功能功能a.a.核酸是细胞内核酸是细胞内携带携带_的的物质。物质。b.b.核酸在生物体核酸在生物体的的_ _和和_中中具有极其具有极其重要的作用。重要的作用。数目排列顺序DNARNA遗传信息遗传、变异蛋白质的生物合成遗传信息蕴藏在核苷酸的排列顺序中。核酸的多样性及核酸的多样性及功能功能血红蛋白中血红蛋白中1 1个氨基酸的替换导致血红蛋白空间结构异常，异常的血红蛋白分子缺个氨基酸的替换导致血红蛋白空间结构异常，异常的血红蛋白分子缺氧条件下易相互聚集，导致红细胞形态改变，造成镰状细胞贫血症的发生。氧条件下易相互聚集，导致红细胞形态改变，造成镰状细胞贫血症的发生。核酸在生物体的变异和蛋白质的生物合成中具有重要的作用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2.你还能说出DNA鉴定技术在其他方面的应用吗？问题探讨P34三、生物大分子以碳链为骨架多糖、蛋白质和核酸等生物大分子的结构有什么共同的特点？生物大分子都是由许多单体连接成的多聚体生物大分子基本单位注：脂肪不是生物大分子注：脂肪不是生物大分子三、生物大分子以碳链为骨架单糖、氨基酸和核苷酸的结构有什么共同的特点？单糖氨基酸核苷酸CCCCCCCCCCCCCC CCC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以碳链为基本骨架，“碳是生命的核心元素”三、生物大分子以碳链为骨架有限数目的单体怎样聚合成了多种多样的大分子物质？淀粉糖原蛋白质DNA和RNA有限数目的单体通过排列顺序和连接位置的变化，形成了多种不同的大分子物质。细胞是由化学元素和化合物构成的(1)以碳链为骨架的 等生物大分子，构成细胞生命大厦的基本框架。(2)提供了生命活动的重要能源。(3)与其他物质一起，共同承担着构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。(4)细胞中的化合物，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。多糖、蛋白质、核酸糖类和脂质水和无机盐含量和比例三、生物大分子以碳链为骨架课堂总结 网络构建二、拓展应用：随着生活水平的提高，人们对营养保健會息日益关注。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:其因是核酸片段;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?提示：“一切疾病都与基因受损有关”过于绝对,疾病有的是基因受损导致的,还有很多疾病是受到细苗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，无论是食物中的核酸,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。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。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。（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？（3）请阐述水在细胞中的重要作用。（1）答案：9月至12月冬小麦含水量下降主要是因为自由水减少。（2）答案：自由水含量下降，结合水含量上升，使植物抗寒性增强，有利于度过冬季不良环境。（3）答案：细胞中的水包括自由水和结合水。结合水是细胞结构的重要组成部分；自由水的主要作用包括细胞内良好的溶剂，参与细胞内的生化反应，多细胞生物体细胞生活的水环境，运输养料和代谢废物等。总之，生物体的各种生命活动都离不开水。10.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。11.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？12.1969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？蛋白质种类多样，人红细胞和心肌细胞中的蛋白质，其氨基酸的种类、数量、排列顺序以及肽链的数目和肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构都不同，导致蛋白质的空间结构不同，因此它们的功能也不相同。构成多糖的单体通常只有一种，如构成淀粉、糖原的单体都是葡萄糖。而构成核酸的单体是核苷酸，构成DNA的脱氧核苷酸有4种，构成RNA的核糖核苷酸也有4种，同时组成不同核酸的核苷酸的数量和排列顺序是不同的，导致核酸多种多样。陨石中发现有并非来自地球的氨基酸，可以明确的是地球外的星际空间含有有机物，又因为氨基酸是组成蛋白质的基本单位，而蛋白质是生命活动的主要承担者，也可以说明宇宙中很可能存在着与地球生物类似的生命形式。