2020-2021学年生物新教材人教必修1学案：第2章第5节核酸是遗传信息的携带者（教师备课版）

2020-2021学年生物新教材人教必修1学案：第2章第5节核酸是遗传信息的携带者（教师备课版）

www.ks5u.com 第5节　核酸是遗传信息的携带者 课标内容要求 核心素养对接 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。‎ ‎1.生命观念——通过对核酸的学习，建立生命的物质性的观点。‎ ‎2．科学思维——归纳概括核酸种类、核苷酸种类与含氮碱基种类与生物种类的关系。‎ 一、核酸的种类及分布 ‎1．种类 ‎2．分布 ‎(1)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。‎ ‎(2)RNA主要分布在细胞质中。‎ 二、核酸是由核苷酸连接而成的长链 ‎1．核酸的基本组成单位——核苷酸 ‎(1)组成 ‎(2)种类 ‎①脱氧核苷酸：构成DNA的基本单位。‎ ‎②核糖核苷酸：构成RNA的基本单位。‎ ‎2．DNA和RNA的区别 ‎(1)分子组成的不同 ‎①DNA的五碳糖是脱氧核糖，而RNA的则是核糖。‎ ‎②DNA特有的碱基是胸腺嘧啶(T)，而RNA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，一般由两条脱氧核苷酸链构成，RNA则是由核糖核苷酸连接而成，由一条核糖核苷酸链构成。‎ ‎3．DNA指纹获得遗传信息的根本原因 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。‎ ‎4．核酸的多样性及功能 ‎(1)多样性的原因：核苷酸数目不同和排列顺序多样。‎ ‎(2)遗传信息的储存 ‎①脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息，DNA分子是储存、传递遗传信息的生物大分子。‎ ‎②部分病毒的遗传信息储存在RNA中，如HIV、SARS病毒等。‎ ‎(3)功能 ‎①核酸是细胞内携带遗传信息的物质。‎ ‎②核酸在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。‎ 三、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组成单位连接而成的，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。‎ 单体(基本单位)‎ 多聚体(生物大分子)‎ 单糖 多糖 氨基酸 蛋白质 核苷酸 核酸 ‎2.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，由许多单体连接成多聚体。‎ ‎3．碳是生命的核心元素。‎ ‎4．细胞是由化学元素和化合物构成的 ‎(1)多糖、蛋白质、核酸等生物大分子以碳链作为基本骨架。‎ ‎(2)糖类和脂质提供生命活动的重要能源。‎ ‎(3)水和无机盐与其他物质一起，共同构建细胞、参与细胞生命活动。‎ ‎(4)细胞中的化合物，含量和比例处在不断变化之中，但又保持相对稳定。‎ 判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎1．DNA的全称是核糖核苷酸，RNA的全称是脱氧核糖核酸。 (　　)‎ ‎2．核酸的主要功能是携带遗传信息。 (　　)‎ ‎3．真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，RNA只分布在细胞质中。‎ ‎ (　　)‎ ‎4．组成DNA和RNA中的糖类是同一种单糖。 (　　)‎ ‎5．生物的遗传信息都贮存于DNA中。 (　　)‎ ‎6．构成DNA和RNA的核苷酸共有5种。 (　　)‎ ‎7．组成核酸的单位“”的全称是胸腺嘧啶核糖核苷酸。 (　　)‎ ‎8．多糖、蛋白质和RNA都是由许多单体构成的多聚体。 (　　)‎ 提示：1.×　DNA的全称是脱氧核糖核酸，RNA的全称是核糖核酸。‎ ‎2．√‎ ‎3．×　RNA主要分布在细胞质中。‎ ‎4．×　组成DNA的是脱氧核糖，组成RNA的是核糖。‎ ‎5．×　少数病毒的遗传信息贮存于RNA中。‎ ‎6．×　共有8种。‎ ‎7．×　应为胸腺嘧啶脱氧核苷酸。‎ ‎8．√‎ ‎　核酸的种类、分布、结构与功能 ‎1．DNA与RNA的比较 项目 DNA RNA 中文名称 脱氧核糖核酸 核糖核酸 元素组成 C、H、O、N、P 基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 组成成分 五碳糖 脱氧核糖 核糖 碱基 A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)‎ T(胸腺嘧啶)‎ U(尿嘧啶)‎ 磷酸 磷酸 一般结构 两条脱氧核苷酸链 一条核糖核苷酸链 检测现象 绿色 红色 分布 主要在细胞核 主要在细胞质 ‎2．生物体中核酸、遗传物质、碱基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 细胞生物 DNA和RNA DNA A、G、C、T、U ‎8种 病毒 只含DNA DNA A、G、C、T ‎4种 只含RNA RNA A、G、C、U ‎4种 思维拓展：某同学提出“蛋白质功能的多样性由核酸决定”，该同学的说法是否正确？说出你的理由。‎ 提示：正确。核酸携带遗传信息，可控制蛋白质的合成。‎ ‎1．由1分子磷酸、1分子碱基m和1分子化合物a构成了化合物b，如图所示，下列叙述正确的是 (　　)‎ A．若m为腺嘌呤，则b一定为腺嘌呤脱氧核苷酸 B．在禽流感病毒、幽门螺杆菌体内b均为4种 C．若m为尿嘧啶，则DNA中一定不含b这种化合物 D．若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸完全水解，得到的化合物最多有8种 C　[若m为腺嘌呤，则b为腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脱氧核苷酸，A错误。禽流感病毒只有RNA，不含DNA，‎ 所以b为4种核糖核苷酸；但幽门螺杆菌有DNA和RNA，所以b有8种，包括4种核糖核苷酸和4种脱氧核苷酸，B错误。若m为尿嘧啶，是RNA特有的碱基，则DNA一定不含b，C正确。若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸完全水解，得到的化合物最多有6种：A、G、C、T 4种碱基＋脱氧核糖＋磷酸，D错误。]‎ ‎2．不同生物含有的核酸种类不同。原核生物和真核生物同时含有DNA和RNA，病毒体内含有DNA或RNA。下列关于各种生物中碱基、核苷酸、五碳糖种类的描述，正确的是 (　　)‎ 选项 A B C D 种类 T4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　[T4噬菌体和烟草花叶病毒分别是DNA病毒和RNA病毒，体内只含一种核酸，所以都含有4种碱基(A、T、C、G或A、U、C、G)、4种核苷酸(4种脱氧核苷酸或4种核糖核苷酸)、1种五碳糖(脱氧核糖或核糖)，A、C项错误；烟草叶肉细胞和豌豆根毛细胞中都含有DNA和RNA两种核酸，其含有的碱基有5种(A、T、G、C、U)，核苷酸有8种(4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸)，五碳糖有2种(脱氧核糖和核糖)，B项正确、D项错误。]‎ 不同生物的遗传物质 ‎(1)有细胞结构的生物，体内同时含有DNA和RNA，但是以DNA作为遗传物质。‎ ‎(2)病毒体内仅含有一种类型的核酸，DNA或者RNA，并以该核酸作为遗传物质。‎ ‎　生物大分子以碳链为骨架 ‎1．根据元素组成判断细胞内的有机物种类 ‎(1)只含C、H、O→糖类、脂肪或固醇类。‎ ‎(2)除C、H、O、N外，还含有S→蛋白质。‎ ‎(3)不仅含有C、H、O、N，还含有P→磷脂或核酸。‎ ‎2．根据功能判断细胞内有机物的种类 ‎(1)主要能源物质→糖类。‎ ‎(2)主要储能物质→脂肪、淀粉、糖原。‎ ‎(3)主要结构物质→蛋白质。‎ ‎(4)贮存遗传信息的物质→DNA或RNA。‎ ‎3．生物大分子初步水解与彻底水解的产物不同 ‎(1)水解是指大分子有机物分解为小分子有机物，若得到的小分子有机物还可以水解则为初步水解，若得到的小分子有机物不能再水解则为彻底水解。‎ ‎(2)大分子物质的初步水解产物和彻底水解产物。‎ 物质 初步水解产物 彻底水解产物 DNA 脱氧核苷酸 脱氧核糖、碱基、磷酸 RNA 核糖核苷酸 核糖、碱基、磷酸 蛋白质 多肽 氨基酸 淀粉 麦芽糖 葡萄糖 实践应用：葡萄糖异构酶(GI)在工业上应用广泛，为提高其热稳定性，科学家以脯氨酸(Pro138)替代第138位甘氨酸(Gly138)，结果突变型GI比野生型的最适反应温度提高10～12 ℃，而酶活性相同。最终，人们通过对负责编码GI的DNA重新设计，使其控制合成的蛋白质变得更符合人类的需要。‎ ‎(1)从蛋白质的结构和功能的关系分析，该实例说明了 ‎____________________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ ‎(2)从蛋白质和核酸的关系分析，该实例说明了 ‎____________________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ 提示：(1)氨基酸的种类和排列顺序决定蛋白质特定的空间结构 ‎(2)核酸控制蛋白质的合成 ‎1．生物大分子又可称多聚体，它们由许多单体组成。下列有关单体与多聚体的说法正确的是 (　　)‎ A．组成固醇的单体是胆固醇 B．脂肪的基本组成单位是脂肪酸 C．蛋白质的单体是多肽，多肽的单体是氨基酸 D．淀粉、纤维素和糖原的单体均是葡萄糖 D　[胆固醇是固醇的一种，甘油和脂肪酸是脂肪的基本组成单位，A、B错误；蛋白质的单体是氨基酸，而不是多肽，C错误；淀粉、纤维素和糖原的单体均是葡萄糖，D正确。]‎ ‎2．下图表示不同化学元素所组成的化合物，以下说法不正确的是(　　)‎ A.若图中①为某种多聚体的单体，则①最可能是氨基酸 B．若②存在于皮下和内脏器官周围等部位，则②最可能是脂肪 C．若③为多聚体，且能储存生物的遗传信息，则③一定是DNA D．若④主要在人体肝脏和肌肉内合成，则④最可能是糖原 C　[若①为某种多聚体的单体，则①最可能是组成蛋白质的单体氨基酸，A项正确；脂肪由C、H、O三种元素组成，且存在于皮下和内脏器官周围等部位，B项正确；若③为能储存遗传信息的大分子物质，则可能是DNA或RNA(有些病毒的遗传物质是RNA)，C项错误；④的组成元素为C、H、O，且主要在人体肝脏和肌肉内合成，故最可能是糖原，D项正确。]‎ ‎[课堂小结]‎ 知 识 网 络 构 建 核 心 语 句 归 纳 ‎1.核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有重要作用。‎ ‎2.真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，少量分布在线粒体和叶绿体中，RNA主要分布在细胞质中。‎ ‎3.原核细胞的DNA主要分布在拟核中。‎ ‎4.核酸的基本单位是核苷酸，‎ 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。‎ ‎5.DNA和RNA共有的碱基是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)，胸腺嘧啶(T)是DNA特有的碱基，尿嘧啶(U)是RNA特有的碱基。‎ ‎6.碳是生命的核心元素。多糖、蛋白质和核酸等生物大分子都是以碳链作为基本骨架的。‎ ‎7.细胞中的化合物、含量和比例处在不断变化中，但又保持相对稳定。‎ ‎1．核酸是遗传信息的携带者。下列关于核酸的叙述不正确的是(　　)‎ A．豌豆叶肉细胞内的核酸含有5种碱基 B．核酸是生物的遗传物质 C．核酸的基本组成单位是DNA和RNA D．DNA和RNA二者所含有的五碳糖不同 C　[豌豆叶肉细胞内的核酸有DNA和RNA，二者含有的碱基共有5种；核酸的基本组成单位是核苷酸；DNA和RNA二者所含有的五碳糖不同。]‎ ‎2．多个核苷酸可聚合成一条核苷酸链，而多核苷酸链中含有一条由五碳糖和磷酸交替排列构成的主链(如图)。下列相关叙述正确的是 (　　)‎ A．该多核苷酸链由磷酸、脱氧核糖和5种碱基构成 B．主链的组成元素为C、H、O、N和P C.该多核苷酸链中含有4种核苷酸 D．主链中一个五碳糖只与一个磷酸相连 C　[由题意可知，多核苷酸链由核苷酸构成，核苷酸由磷酸、五碳糖和碱基构成，图示中含有T，则该核苷酸链应为脱氧核苷酸链，‎ 其由磷酸、脱氧核糖和4种碱基构成，即该多核苷酸链含有4种脱氧核苷酸，A项错误、C项正确；主链由磷酸和脱氧核糖交替排列构成，碱基不参与主链构成，则主链的组成元素为C、H、O、P，B项错误；主链中磷酸和脱氧核糖交替相连，故链中绝大多数五碳糖可与两个磷酸相连，只有一端的一个五碳糖与一个磷酸相连，D项错误。]‎ ‎3．细胞中的各种元素组成了各种生物分子，下列关于组成细胞的分子的描述，正确的是 (　　)‎ A．碳元素是各种生物大分子中质量分数最多的元素 B．性激素、维生素D、胰岛素分子中都含有肽键 C．各种有机分子都因物种不同而存在结构差异 D．水稻细胞中由C、G、T、A参与合成的核苷酸有7种 D　[碳元素不一定是生物大分子中质量分数最多的元素，如淀粉中氧元素的质量分数最多，A项错误；性激素、维生素D均属于脂质，分子中不存在肽键，B项错误；有机分子在不同物种中可能相同，如ATP，C项错误；T仅参与DNA组成，C、G、A可参与DNA和RNA的组成，因此水稻细胞中由C、G、T、A参与合成的核苷酸有7种，D项正确。]‎ ‎4．生命科学常用图示表示微观物质的结构，图1～3分别表示植物细胞中常见的三种有机物，则图1～3可分别表示(　　)‎ 图1　○—□———△—○—△———◇‎ 图2　○—□———△—□—△—○—□—△‎ 图3　○—○—○—○—○—○—○—○—○—○‎ A．多肽、RNA、淀粉　　 B．DNA、RNA、纤维素 C．DNA、蛋白质、糖原 D．蛋白质、核酸、糖原 A　[从图示看出，图1可能为多肽，其单体氨基酸有7种，图2可能为RNA或DNA，其单体是4种核糖核苷酸或4种脱氧核糖核苷酸，图3可能是淀粉、纤维素，其单体都是葡萄糖。]‎ ‎5．下图是DNA分子逐步水解示意图，请结合图解回答下面的问题：‎ ‎(1)A表示________，有________种，它们之间不同是由________不同引起的。‎ ‎(2)B、C、D表示三种小分子物质。B只有一种，在RNA中也存在；C只有一种， 在RNA中不存在。B表示__________，C表示________，D表示________。‎ ‎(3)当此图表示DNA分子水解时，D有________种类型；当此图表示RNA分子水解时，A有________种类型。那么，组成核酸的C有________种，基本单位共有__________种。‎ ‎[解析]　(1)A表示脱氧核糖核苷酸，有4种，它们之间不同是由含氮碱基不同引起的。(2)B、C、D表示三种小分子物质。B只有一种，在RNA中也存在；C只有一种， 在RNA中不存在，则B表示磷酸，C表示脱氧核糖，D表示含氮碱基。(3)当此图表示DNA分子水解时，D有4种类型；当此图表示RNA分子水解时，A有4种类型。组成核酸的C有2种，基本单位共有8种。‎ ‎[答案]　(1)脱氧核糖核苷酸　4　含氮碱基 ‎(2)磷酸　脱氧核糖　含氮碱基 ‎(3)4　4　2　8‎