人教(2023年)生物必修1教学设计：核酸是遗传信息的携带者.docx

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1、人教(2023)生物必修 1【教学设计】2.5 核酸是遗传信息的携带者一、学习目标1. 通过对核酸构造的分析,阐述核酸是由核苷酸聚合而成的大分子。2. 通过分析细胞中的以碳链为骨架的简单生物大分子,认同生命的物质性和生物界在物质组成上的统一性。3. 推导DNA 可通过四种脱氧核苷酸的不同排列挨次来储存遗传信息, 分析DNA 分子的多样性。4. 简述DNA 与RNA 的区分及联系。二、教学过程一核酸的种类、构造及功能资料:型冠状病毒是一种RNA 病毒,引起的型冠状病毒肺炎涉及世界各地。肺炎链球菌和型冠状病毒都可以使人患肺炎。问题(1):肺炎链球菌与酵母菌在构造上的区分是什么?其遗传物质是什么?提

2、示:肺炎链球菌为原核细胞,与酵母菌的区分是肺炎链球菌无以核膜为界限的细胞核。其遗传物质是DNA。问题(2):肺炎链球菌和型冠状病毒的遗传物质在空间构造上的区分是什么?提示:肺炎链球菌的遗传物质是DNA,由两条脱氧核苷酸链构成;型冠状病毒遗传物质是RNA,由一条核糖核苷酸链构成。问题(3):肺炎链球菌和型冠状病毒的遗传物质初步水解及彻底水解的产物分别是什么?提示:肺炎链球菌体内遗传物质是DNA,初步水解产物是 4 种脱氧核苷酸,彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和 4 种碱基。型冠状病毒体内的遗传物质是RNA,初步水解产物是 4 种核糖核苷酸,彻底水解产物是磷酸、核糖和 4 种碱基。问题(4):核酸的

3、根本单位是什么?两种核酸在组成上有何不同?有什么功能?提示:核苷酸。DNA 中含脱氧核糖和T(胸腺嘧啶),而RNA 中含核糖和U(尿嘧啶)。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。问题(5):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?提示:核酸由C、H、O、N、P 组成。N 存在于含氮碱基中,P 存在于磷酸基团中。问题(6):自然界中有原核生物、真核生物、病毒等,如何判定某种生物遗传信息的本质?提示:生物体内既有DNA 又有RNA 存在时,DNA 是遗传物质;只有RNA 存在时,RNA 是遗传物质,如某些RNA 病毒:HIV

4、、SARS 病毒等。问题(7):从核酸的组成角度分析,核酸如何储存遗传信息? 提示:核酸通过核苷酸的排列挨次储存遗传信息。(1) 核苷酸的种类和组成分类依据:五碳糖的不同种类类别:脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸组成a. 脱氧核糖核苷酸:构成DNA 的根本单位。b. 核糖核苷酸:构成RNA 的根本单位。(2) 核酸分子的构造层次写出图中各字母代表的名称:a.磷酸;b.五碳糖;c.含氮碱基;d.核苷酸;e.DNA;f.通常状况下是单链,一般表示RNA。组成核酸的化学元素:C、H、O、N、P。细胞类生物中,b 有 2 种,c 有 5 种。(3)核酸的多样性缘由:组成核酸的核苷酸的数目不同和排列挨次的多样

5、化。遗传信息的储存:a. 绝大多数生物的遗传信息储存在DNA 分子中。b. 局部病毒的遗传信息储存在RNA 中,如HIV、SARS 病毒等。(4)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。(1) 细胞中DNA 与 RNA 的比较脱氧核糖核糖核酸比较工程核酸(DNA)(RNA)脱氧核核糖核名称苷酸(4 种)苷酸(4 种)构造图基本无机磷酸单酸位 组五碳脱氧核糖核糖成糖含氮A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)碱基T(胸腺嘧啶)U(尿嘧啶)一条核苷酸一般构造两条核苷酸链链主要在细胞核中,线粒体、叶绿体内也主要在细胞分布少量含有质(2) 不同

6、生物体中核酸种类、遗传物质、碱基种类和核苷酸种类的分析生物类别核酸种类遗传物质碱基种类核苷酸种类举例真核生物和原核生物DNA 和RNADNA5 种:A、G、C、T、U8 种细菌、人等只含DNADNA4 种:A、G、C、T4 种噬菌体病毒只含RNARNA4 种:A、G、C、U4 种HIV(3)DNA 分子具有多样性和特异性的缘由组成DNA 的脱氧核苷酸虽然只有4 种,但脱氧核苷酸的数量很多,形成长链时,排列挨次就会极其多样。因此,DNA 分子信息容量是巨大的,具有多样性。每个DNA 分子中核苷酸的数目和排列挨次是特定的,体现了DNA 分子的特异性。1. DNA 和RNA 之间的相互关系可用如图表

7、示。以下物质中不属于阴影局部的是( B )A.磷酸 鸟嘌呤 B.核糖 胸腺嘧啶 C.腺嘌呤 鸟嘌呤 D.胞嘧啶 腺嘌呤解析:题图中阴影局部表示DNA 和RNA 共有的组分。磷酸、鸟嘌呤、胞嘧啶和腺嘌呤都是DNA 和RNA 共有的组分,胸腺嘧啶只存在于DNA 中,尿嘧啶只存在于RNA 中,脱氧核糖只存在于DNA 中,核糖只存在于RNA 中。2. 制作脱氧核苷酸模型时,各部件之间需要连接,以下图中连接正确的选项是( C )解析:组成DNA 的脱氧核苷酸的构造是特定的,含氮碱基连接在脱氧核糖的 1 号碳原子上,磷酸连接在脱氧核糖的 5 号碳原子上。二生物大分子以碳链为骨架资料:以碳链为根本骨架的多糖

8、、蛋白质、核酸等生物大分子,是构成细胞生命大厦的根本框架,因此科学家说“碳是生命的核心元素”“没有碳,就没有生命”。问题(1):为什么说碳是生命的核心元素?提示:氨基酸、核苷酸、单糖等单体都以假设干个相连的碳原子构成的碳链为根本骨架。生物大分子是由很多单体连接成的多聚体,因此生物大分子是以碳链为根本骨架的。问题(2):构成核酸和蛋白质的单体分别是什么?两者在构造上有何不同?提示:构成核酸的单体是核苷酸,构成蛋白质的单体是氨基酸、一分子核苷酸由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基构成(可表示为),而氨基酸至少含有一个氨基、一个羧基,并连在同一个碳原子上,以及氢和R 基团构成,可表示为。问题(

9、3):脂肪、磷脂、固醇属于生物大分子吗?提示:脂肪是由甘油和脂肪酸结合而成的,而且脂肪的相对分子质量与蛋白质、核酸、多糖相比小很多,一般不称其为生物大分子。磷脂和固醇同样不属于生物大分子。(1) 生物大分子:由很多单体连接成的多聚体。种类有多糖、蛋白质、核酸。(2) 构成生物大分子的单体:多糖的单体是单糖,蛋白质的单体是氨基酸,核酸的单体是核苷酸。组成人体的核酸和蛋白质的比较比较工程核酸蛋白质根本元素C、H、O、N、PC、H、O、N 等名称核苷酸氨基酸单种类体构造模式图8 种21 种构造层次分布细胞核、细胞质广泛分布在细胞中主要功能遗传信息的携带者生命活动的主要担当者水解产物核苷酸多肽彻底水磷

10、酸、五碳糖(脱氧核氨基酸解产物糖或核糖)、含氮碱基联系核酸在蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用3. 以下关于多糖、蛋白质和核酸的表达,正确的选项是( A ) A.三者都是由很多单体连接而成的生物大分子B.蛋白质构造的多样性与肽键的构造有关C.三者彻底水解都能得到相应的单体D.三者形成过程中都有水的产生,并且形成的化学键一样解析:多糖、蛋白质和核酸都是生物大分子,是由很多单体连接而成的多聚体;蛋白质构造多样性与肽键的构造无关;核酸彻底水解的产物 为磷酸、五碳糖和含氮碱基,不是其单体;三者的形成过程中都产生水, 但形成的化学键不同。4.(不定项)假设a、b、c 是组成A、B、C 三种生物大分子的

11、单体,物质A 主要分布在细胞核中、物质B 主要分布在细胞质中,物质C 是生命活动的主要担当者,据此以下说法正确的选项是( ACD )A. 人体细胞中单体a、b 种类不同在于五碳糖和特有的含氮碱基不同B. 物质A 彻底水解可得到 6 种有机化合物C. 组成人体物质C 的c 有 21 种D.绝大多数酶的根本组成单位是c解析:分析题干可知,a 表示脱氧核苷酸,b 表示核糖核苷酸,a、b 种类不同在于五碳糖和特有的含氮碱基不同;A 为DNA,彻底水解可得到磷酸、脱氧核糖、4 种含氮碱基,共 6 种化合物,但磷酸属于无机物;C 是蛋白质,蛋白质的根本单位为氨基酸,在人体中组成蛋白质的氨基酸有 21 种;

12、酶的化学本质是蛋白质或RNA,绝大多数酶的本质是蛋白质, 根本单位为氨基酸。科学试验探究情境埃博拉病争论结果初步觉察,一种尚处于试验阶段的埃博拉病能给高危人群供给免疫保护。埃博拉病毒是一种RNA 病毒,由该病毒引发的疾病的致死率很高,可达 50%90%。探究:(1)将该病毒的核酸彻底水解,能得到几种产物?提示:由于埃博拉病毒的核酸只有RNA,彻底水解后可得到磷酸、核糖及U、A、G、C 四种含氮碱基,即 6 种产物。(2)埃博拉病毒的碱基种类和细菌一样吗?提示:细菌含有的核酸是DNA 和RNA,含有T、U、A、G、C 五种碱基, 所以该病毒的碱基种类和细菌的不完全一样。课堂小结完善概念图关键语句

13、1.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。2.真核细胞的DNA 主要分布在细胞核中,少量分布于线粒体和叶绿体内,RNA 主要分布在细胞质中。3.核酸的根本组成单位是核苷酸,一分子核苷酸由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成。4.DNA 和RNA 共有的碱基是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C),DNA 特有的碱基是胸腺嘧啶(T),RNA 特有的碱基是尿嘧啶(U)。三、当堂反响1. 以下关于核酸的表达中不正确的选项是(D ) A.DNA 和RNA 中的五碳糖不同B.DNA 和RNA 的根本单位都是核苷酸C.HIV 的遗传信息储存在

14、RNA 中D. 玉米叶肉细胞内的核酸含有 4 种碱基解析:DNA 分子中含有的五碳糖是脱氧核糖,RNA 分子中含有的五碳糖是核糖;DNA 和RNA 的根本单位都是核苷酸,DNA 根本组成单位是脱氧核苷酸,RNA 的根本组成单位是核糖核苷酸;HIV 只含有RNA 一种核酸, 因此HIV 的遗传信息储存在RNA 中;玉米叶肉细胞内的核酸有DNA 和RNA,共含有A、U、C、G、T 5 种碱基。2. 以下关于脱氧核糖核酸(DNA)分布的表达中,错误的选项是( D ) A.人的成熟红细胞中不含DNA 分子B.人肝细胞的DNA 分子主要分布在细胞核中C.含DNA 的原核细胞同时含RNA D.细菌细胞的拟

15、核中无DNA解析:人的成熟红细胞中没有细胞核及各种细胞器,不含 DNA 分子;人肝细胞中DNA 主要分布在细胞核中;原核细胞中可以同时含有DNA 和RNA;细菌细胞的DNA 主要分布于拟核中。3. 以下物质能被公安机关用于犯罪嫌疑人鉴定的是( A )A.DNA B.糖类 C.蛋白质 D.脂质解析:DNA 是人体的遗传物质。每个特定的个体其DNA 分子中具有特定的碱基排列挨次,故可以进展DNA 比对,DNA 相像性越大,犯罪嫌疑越大;人体的糖类、(同种)蛋白质和脂质没有个体差异,不能用于犯罪嫌疑人鉴定。4.(不定项)图中表示不同化学元素所组成的化合物,以下说法正确的选项是( BCD )A. 假设

16、为多聚体,且能储存生物的遗传信息,则是DNAB. 假设大量存在于皮下和内脏器官四周等部位,则是脂肪C.假设图中为某种多聚体的单体,则最可能是氨基酸D.假设主要在人体肝脏和肌肉内合成,则最可能是糖原解析:假设为多聚体,且能储存生物的遗传信息,则是核酸,包括DNA 和RNA;的组成元素只有C、H、O,可能是糖类或脂肪,假设大量存在于皮下和内脏器官四周等部位,则是脂肪;的组成元素是C、H、O、N,最可能是蛋白质或氨基酸,假设图中为多聚体的单体,则为氨基酸;的组成元素只有C、H、O,可能是糖类或脂肪,假设主要在人体肝脏和肌肉内合成,则最可能是糖原。5.图 1 表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系,

17、其中 A、B 代表元素,、是生物大分子,图 1 中X、Y、Z、P 分别为构成生物大分子的根本单位。请答复以下问题。(1) 图 1 中X 是。在小麦种子中主要是指。(2)A 是元素。图 1 中Y 是(填中文名称)。(3)如图 2 所示为某种核苷酸,图 2 的右上角局部为腺嘌呤(C H5N ),该核苷酸的中文名称为。由该核苷酸5 5参与构成的核酸为。解析:(1)能源物质是多糖,其组成单体X 是葡萄糖;小麦种子中的多糖主要是淀粉。(2) 核酸的元素组成为C、H、O、N、P,因此A 代表N、P;DNA 主要分布在细胞核中,因此图 1 中表示DNA,其根本组成单位Y 是脱氧核糖核苷酸。(3) 图 2 的

18、右上角局部为腺嘌呤(C H5N ),五碳糖为核糖,因此该核苷酸5 5的中文名称为腺嘌呤核糖核苷酸,由其参与构成的核酸是RNA。答案:(1)葡萄糖 淀粉 (2)N、P 脱氧核糖核苷酸 (3)腺嘌呤核糖核苷酸 RNA(或核糖核酸)四、课后作业1. 将RNA 分子完全水解后得到的化学物质是( D ) A.脱氧核糖、磷酸、碱基 B.核苷酸、磷酸、碱基C.核苷酸、五碳糖、碱基 D.核糖、磷酸、碱基解析:RNA 由核糖核苷酸组成,一分子的核糖核苷酸由一分子核糖、一分子含氮碱基和一分子磷酸组成;RNA 初步水解产物为核糖核苷酸, 完全水解后得到的化学物质是核糖、碱基、磷酸。2. 关于生物大分子,以下表述正确

19、的选项是( B ) A.C、H、O、N 是氨基酸的单体B.核苷酸是组成核酸的单体C.乳糖是淀粉的单体D.都是以假设干碳原子直接连接而成解析:氨基酸是小分子化合物,它是蛋白质的单体;核酸是生物大分子, 其单体是核苷酸;乳糖是二糖,不是构成淀粉的单体;生物大分子都是以碳链为根本骨架的单体连接而成。3. 纤维素、蛋白质和核酸的根本组成单位分别是( A ) A.葡萄糖、氨基酸、核苷酸B.葡萄糖、核苷酸、氨基酸C.葡萄糖、葡萄糖、核苷酸D.葡萄糖、氨基酸、氨基酸解析:纤维素属于多糖,根本组成单位是葡萄糖;蛋白质的根本组成单位是氨基酸;核酸的根本组成单位是核苷酸。4. 以下关于生物大分子的表达,正确的选项

20、是( B ) A.糖类、蛋白质、核酸等都是生物大分子B. 生物大分子都是由很多单体连接而成的C.没有氧就没有生命,大分子以氧链为骨架D.生物大分子都含有C、H、O、N 四种元素解析:单糖和二糖不是生物大分子;生物大分子都是由很多根本的组成单位连接而成的,这些根本单位统称为单体;“没有碳,就没有生命” 生物大分子以碳链为根本骨架;多糖只含C、H、O 三种元素。5. 如图表示核苷酸的模式图,以下说法中错误的选项是( D )A.DNA 和RNA 组成的不同之处表现在和上B.组成DNA 的是脱氧核糖C. 病毒内的只有 1 种,有 4 种D. 人体内含A、T、C、G 的核苷酸有 8 种解析:DNA 与R

21、NA 在核苷酸上的不同点表现在五碳糖和含氮碱基两方面;组成DNA 的是脱氧核糖;病毒只含有一种核酸,因此只有一种,为含氮碱基,在病毒中共有4 种;人体既含有DNA,又含有RNA, T 为DNA 特有的碱基,A、C、G 是DNA 和RNA 共有的碱基,故人体内含A、T、C、G 的核苷酸共有 7 种。6. 以下关于核酸的表达,正确的选项是( B) A.核酸只能在细胞核中找到B.核酸的根本组成单位是核苷酸C.一切生物都含有DNAD.水稻的遗传物质是DNA 和RNA解析:核酸有两种,包括DNA 和RNA,二者在细胞核和细胞质中都含有, 只不过DNA 主要存在于细胞核中,而RNA 主要存在于细胞质中;核

22、酸的根本组成单位是核苷酸,包括一分子的五碳糖、一分子的含氮碱基和一分子的磷酸;一切细胞生物都含有 DNA,有些病毒只含有 RNA,不含DNA;水稻是细胞生物,其遗传物质是DNA。7. 以下关于淀粉、脂肪、蛋白质和核酸 4 种生物分子的表达,正确的选项是( A )A. 都能被相应的酶水解B.都是水溶性物质C.都含C、H、O、N 这 4 种元素D.都是人体细胞中的能源物质解析:淀粉、脂肪、蛋白质和核酸都是细胞内的有机物,都可以被相应的酶水解成小分子物质;脂肪是脂溶性物质,不溶于水;淀粉和脂肪只含有 C、H、O 三种元素,蛋白质含有 C、H、O、N 等元素,核酸含有C、H、O、N、P;核酸不能为人体

23、生命活动供给能量 ,淀粉、脂肪和蛋白质都可为人体生命活动供给能量。8. 如图表示生物体内的某种有机物,请分析答复以下问题。(1) A 包括元素。(2) B 的名称叫,1 分子的B 是由、和组成的,并画出其连接方式。(3) C 是细胞中携带的物质,在生物的、和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。(4) D 和E 中都含有的碱基有(写中文名称)。解析:(1)分析题图可知主要存在于细胞核中的D 为DNA,主要存在于细胞质中的E 为RNA,它们都属于核酸(C),组成元素为C、H、O、N、P 五种。(2) 图中 B 为核酸的根本单位,即核苷酸;一分子核苷酸由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基三局

24、部组成,它们的连接方式为(3) 核酸是细胞中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。(2)核苷酸一分子含氮碱基一分子五碳糖一分子磷酸(4) DNA 和RNA 中共有的碱基是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶。答案:(1)C、H、O、N、P(3)遗传信息 遗传 变异(4)腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶9. 如图表示型冠状病毒的 2 种重要化合物的化学组成关系。以下相关表达错误的选项是( A )A. 人体中小分子a 的种类为 4 种,小分子b 的种类约有 21 种B. 大分子A 能与双缩脲试剂发生紫色反响C. 大分子B 中含有碱基U,不含碱基TD. 大分子B 中储存着型冠状病毒

25、的遗传信息解析:由题图可知,小分子a 是氨基酸,人体中组成蛋白质的氨基酸的种类有21 种,小分子b 是核糖核苷酸,种类有4 种;大分子A 是蛋白质, 能与双缩脲试剂发生紫色反响;由于型冠状病毒是RNA 病毒,因此大分子B 是RNA,其储存着型冠状病毒的遗传信息,含有碱基U,不含碱基T。10. “今日的你和昨天的你不一样”,这是陈代谢的结果。陈代谢使细胞中的化学成分及含量发生变化。试问细胞中今日和昨天含量最稳定的化合物是( A )A.核酸 B.蛋白质 C.葡萄糖 D.脂肪解析:核酸中的脱氧核糖核酸是细胞中的遗传物质,在细胞中含量最 稳定;蛋白质可以分解为细胞的生命活动供给能量或转化成其他物质,

26、在细胞中的含量不太稳定;葡萄糖含量随着代谢的变化而变化;脂肪 可以氧化分解释放能量或转化成其他物质,含量不稳定。11.(不定项)如图一表示某种大分子物质的根本单位,图二表示某种化合物。以下相关表达中错误的选项是(ABC )A.图一所示物质的组成元素的种类肯定比图二所示物质的多B.假设图一中的是U,则图一所示物质是尿嘧啶脱氧核苷酸C.假设用 15N 标记上图所示两种物质,则标记位置分别是图一中的和图二中的D.假设图一中的是核糖,则图一可表示腺嘌呤核糖核苷酸解析:图一所示物质为核苷酸,元素组成为C、H、O、N、P,图二所示物质为二肽,元素组成有C、H、O、N 等,不同的R 基携带不同的元素, 打算

27、氨基酸的种类;图一中的为含氮碱基,假设含氮碱基为U,则图一所示物质肯定是RNA 的根本单位,则肯定是核糖,故图一所示物质是尿嘧啶核糖核苷酸;图一核苷酸中含氮碱基含有N 元素,图二的二肽中肽键含有N 元素,假设用 15N 标记题图所示两种物质,则标记位置分别是图一中的含氮碱基和图二中的肽键;假设图一中的 是核糖,则含氮碱基肯定是A、G、C、U,则图一所示物质可表示腺嘌呤核糖核苷酸。12.生物体的生命活动都有共同的物质根底,如图1 中染色体由DNA 和蛋白质组成,a、b 为单体,c 是构成a 的一种元素,甲、乙、丙代表有机大分子物质,HIV 是由RNA 和蛋白质构成的。请据图分析答复以下问题。(1

28、) 图 1 中c 表示 元素。(2) 在人体细胞内,a 的名称是,1 分子 a 是由 1 分子磷酸、1 分子和 1 分子组成的。(3) 丙的检测可用试剂,显色。(4) 的千变万化打算了甲的多样性,乙通常由条链构成,丙是生命活动的。(5) 假设图2 是乙的根本单位,则m 可代表腺嘌呤、胞嘧啶、。(填中文名称)解析:(1)图 1 中甲和乙为核酸,核酸的组成元素是 C、H、O、N、P, 因此c 表示P 元素。(2) 人体细胞中含有DNA 和RNA 两种核酸,题图中的a 是组成核酸的根本单位核苷酸,1 分子核苷酸是由 1 分子磷酸、1 分子五碳糖和1 分子含氮碱基组成的。(3) 题图中的丙是蛋白质,蛋白质中含有肽键,可与双缩脲试剂作用产生紫色络合物,即蛋白质可用双缩脲试剂进展鉴定。(4) 甲为DNA,其具有多样性的缘由是碱基排序(脱氧核苷酸排序)千变万化;乙是RNA,通常由 1 条链构成;丙为蛋白质,是生命活动的主要担当者,蛋白质的构造多样,在细胞中担当的功能也多样。(5) 乙为 RNA,其根本单位是核糖核苷酸,m 为碱基,可代表腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、尿嘧啶四种碱基。答案:(1)P(2)核苷酸五碳糖含氮碱基(3)双缩脲紫(4)碱基排序(脱氧核苷酸排序) 1 主要担当者(5)鸟嘌呤 尿嘧啶