2024-2025學(xué)年新教材高中生物第2章組成細胞的分子第5節(jié)核酸是遺傳信息的攜帶者學(xué)案新人教版必修12

PAGE9-第5節(jié)核酸是遺傳信息的攜帶者課標要求核心素養(yǎng)1.簡述核酸的結(jié)構(gòu)和功能。2.結(jié)合核酸的基本單位和化學(xué)成分比較DNA和RNA的異同點。1.生命觀念——通過對核酸的學(xué)習(xí)，建立生命的物質(zhì)性的觀點。2.科學(xué)思維——歸納概括核酸種類、核苷酸種類與含氮堿基種類與生物種類的關(guān)系。學(xué)問導(dǎo)圖新知預(yù)習(xí)·雙基夯實一、核酸的種類及其分布1．種類eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(__脫氧核糖核酸__，簡稱DNA,核糖核酸，簡稱__RNA__))2．分布：DNA主要分布于__細胞核__，__線粒體、葉綠體__內(nèi)也有少量的DNA，RNA主要分布于__細胞質(zhì)__。二、核酸的分子結(jié)構(gòu)和功能1．核酸的基本組成單位——核苷酸核苷酸的組成和種類元素組成__C、H、O、N、P__種類__五碳糖__(依據(jù)不同)脫氧核糖核苷酸(構(gòu)成__DNA__的基本單位)核糖核苷酸(構(gòu)成__RNA__的基本單位)2．核酸的形成(1)脫氧核糖核苷酸eq\o(→,\s\up7(聚合))脫氧核苷酸鏈eq\o(→,\s\up7(2條))__DNA__(脫氧核糖核酸)(2)核糖核苷酸eq\o(→,\s\up7(聚合))核糖核苷酸鏈eq\o(→,\s\up7(1條))__RNA__(核糖核酸)3．核酸的信息儲存(1)絕大多數(shù)生物其遺傳信息儲存在__DNA__分子中。(2)部分病毒的遺傳信息干脆儲存在__RNA__中。4．核酸的功能(1)核酸是細胞內(nèi)攜帶__遺傳信息__的物質(zhì)。(2)核酸在生物體的__遺傳、變異__和__蛋白質(zhì)的生物合成__中具有極其重要的作用。三、生物大分子以碳鏈為骨架1．單體：多糖、蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的__基本單位__稱為單體。2．多聚體：每一個單體都以若干個相連的__碳原子構(gòu)成的碳鏈__為基本骨架，由很多單體連接成多聚體。┃┃活學(xué)巧練__■(1)脫氧核苷酸的排列依次代表遺傳信息。(√)(2)DNA的基本組成單位是核糖核苷酸。(×)(3)核苷酸由一分子磷酸、一分子核糖和一分子堿基構(gòu)成。(×)(4)DNA和RNA的區(qū)分只是五碳糖不同。(×)(5)在絕大多數(shù)生物細胞中，DNA一般為兩條鏈，RNA一般為一條鏈。(√)思索：(1)魚體內(nèi)的遺傳物質(zhì)含有幾種堿基，幾種五碳糖？提示：41(2)核酸初步水解和徹底水解的產(chǎn)物分別是什么？提示：核苷酸磷酸五碳糖堿基學(xué)霸記憶·素養(yǎng)積累重點呈現(xiàn)1．核酸的基本組成單位是核苷酸，一分子核苷酸由一分子含氮堿基、一分子五碳糖和一分子磷酸組成。2．DNA和RNA共有的堿基是腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)，胸腺嘧啶(T)是DNA特有的堿基，尿嘧啶(U)是RNA特有的堿基。3．多糖、蛋白質(zhì)、核酸都是生物大分子，都以碳鏈為骨架。課內(nèi)探究·名師點睛學(xué)問點核酸的種類及其分布1．核酸的種類核酸包括兩大類：一類是脫氧核糖核酸(簡稱DNA)；另一類是核糖核酸(簡稱RNA)。2．核酸的分布真核細胞的DNA主要分布在細胞核中，線粒體、葉綠體內(nèi)也含有少量的DNA。RNA主要分布在細胞質(zhì)中。┃┃典例剖析__■典例1核酸有DNA和RNA兩大類。某動物的一個神經(jīng)細胞中，其細胞質(zhì)內(nèi)含有的核酸為(C)A．全為DNA B．全為RNAC．既有DNA也有RNA D．既沒有DNA也沒有RNA解析：動物的一個神經(jīng)細胞中，細胞質(zhì)內(nèi)含有的核酸主要是RNA，也有少量DNA。┃┃變式訓(xùn)練__■1．對細胞中某些物質(zhì)的組成進行分析，可以作為推斷真核生物的不同個體是否為同一物種的協(xié)助手段，一般不采納的物質(zhì)是(D)A．蛋白質(zhì) B．DNAC．RNA D．核苷酸解析：蛋白質(zhì)、DNA和RNA都具有特異性，而核苷酸不具有物種和個體的特異性。學(xué)問點核酸是由核苷酸連接而成的長鏈(重點)1．核酸的基本單位——核苷酸(1)核苷酸的組成元素：C、H、O、N、P。(2)核苷酸的組成：一個核苷酸是由一分子含氮堿基、一分子磷酸和一分子五碳糖組成的。含氮堿基和五碳糖構(gòu)成核苷，核苷與磷酸構(gòu)成核苷酸(如下圖)。(3)核苷酸的種類：依據(jù)五碳糖的不同，可以將核苷酸分為脫氧核糖核苷酸(簡稱脫氧核苷酸)和核糖核苷酸。脫氧核苷酸是DNA的基本組成單位，核糖核苷酸是RNA的基本組成單位。特殊提示：五碳糖的區(qū)分參加組成脫氧核苷酸的五碳糖是脫氧核糖，參加組成核糖核苷酸的五碳糖是核糖，二者之間相差一個氧原子，核糖的一個—OH脫掉了O，成為脫氧核糖。DNA和RNA各含有4種堿基，對應(yīng)的脫氧核苷酸和核糖核苷酸也各有4種。DNA和RNA中相同的堿基為腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)；不同的是，DNA中還含有胸腺嘧啶(T)，RNA中還含有尿嘧啶(U)。學(xué)問貼士(1)A：A在字母表中排首位，“腺”與“先”諧音，A首位，腺優(yōu)先，A——腺嘌呤。(2)G：G與小鳥的叫聲“嘰嘰喳喳”相聯(lián)系，G——鳥嘌呤。(3)C：C的形態(tài)像人擁抱時張開的雙臂，與“抱”諧音，C——胞嘧啶。(4)T：做廣播體操時，擴“胸”運動的動作像“T”字，T——胸腺嘧啶。2．核苷酸依據(jù)肯定的方式連接成鏈狀的核酸，如脫氧核苷酸連接成鏈狀的核酸(即DNA)：3．核酸分子的多樣性構(gòu)成DNA的是4種脫氧核苷酸，但成千上萬個脫氧核苷酸的排列依次是多種多樣的，即不同DNA分子之間4種脫氧核苷酸的比率和排列依次是不同的，DNA分子具有多樣性。生物的不同遺傳信息，以不同脫氧核苷酸的排列依次的方式貯存在DNA分子中。拓展不同生物的核酸、核苷酸及堿基的狀況比較生物類別核酸核苷酸堿基遺傳物質(zhì)舉例原核生物和真核生物含有DNA和RNA兩種核酸85DNA細菌、人等病毒只含DNA44DNAT2噬菌體只含RNA44RNA煙草花葉病毒┃┃典例剖析__■典例2(2024·濟南一中期中)在下列表示腺嘌呤脫氧核苷酸結(jié)構(gòu)的簡圖中，正確的是(D)解析：腺嘌呤脫氧核苷酸是一分子磷酸和一分子腺嘌呤連在同一個脫氧核糖上，故B、C項錯誤。磷酸和腺嘌呤連在五碳糖環(huán)狀結(jié)構(gòu)的位置是間隔的，故A項錯誤，D項正確。┃┃變式訓(xùn)練__■2．(2024·湖北黃梅一中檢測)下列關(guān)于核酸的表示正確的是(D)解析：核酸的組成元素是C、H、O、N、P。DNA的基本組成單位是脫氧核糖核苷酸，由脫氧核糖、磷酸和含氮堿基組成。RNA的基本組成單位是核糖核苷酸，由核糖、磷酸和含氮堿基組成。學(xué)問點生物大分子以碳鏈為骨架1．單體和多聚體(1)單體：蛋白質(zhì)、核酸、多糖等生物大分子的基本組成單位。(2)多聚體：由很多單體相互連接構(gòu)成的生物大分子。2．多聚體以碳鏈為骨架(1)蛋白質(zhì)是由很多氨基酸連接而成的，核酸是由很多核苷酸連接而成的，多糖是由很多單糖連接而成的。(2)氨基酸、核苷酸、單糖都是有機物，單體以碳鏈為基本骨架，很多單體連接成多聚體，多聚體參加細胞和生物體的構(gòu)成。由于碳原子在組成生物大分子中具有重要作用，故碳是生命的核心元素。┃┃典例剖析__■典例3假如圖2表示核酸的結(jié)構(gòu)組成方式，那么符合圖1所示結(jié)構(gòu)組成方式的是(C)圖1○—○—○—○—○—○—○—○—○—○—圖2△—□—△—

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—△—①核酸②多肽③淀粉④糖原A．①② B．②③C．③④ D．①④解析：淀粉、糖原和纖維素一樣，都是由葡萄糖(單體)構(gòu)成的大分子物質(zhì)。而圖2所示為不同的單體(4種或4種以上)構(gòu)成的化合物。┃┃變式訓(xùn)練__■3．生物大分子通常都有肯定的分子結(jié)構(gòu)規(guī)律，即是由肯定的基本結(jié)構(gòu)單位，按肯定的排列依次和連接方式形成的多聚體。下列表述正確的是(B)A．若該圖為一段肽鏈的結(jié)構(gòu)模式圖，則1表示肽鍵，2表示中心碳原子，3的種類約有20種B．若該圖為一段RNA的結(jié)構(gòu)模式圖，則1表示核糖，2表示磷酸基團，3的種類有4種C．若該圖為一段單鏈DNA的結(jié)構(gòu)模式圖，則1表示磷酸基團，2表示脫氧核糖，3的種類有4種D．若該圖表示多糖的結(jié)構(gòu)模式圖，淀粉、纖維素和糖原是相同的解析：氨基酸脫水縮合時，氨基和羧基脫水形成肽鍵，而氨基、羧基和側(cè)鏈基團均連接在中心碳原子上，故1為中心碳原子，2為肽鍵，3為側(cè)鏈基團，A項錯誤；若該圖為一段RNA的結(jié)構(gòu)模式圖，RNA的基本單位為核糖核苷酸，由核糖、磷酸基團和含氮堿基組成，磷酸基團和核糖之間通過磷酸二酯鍵連接，含氮堿基與磷酸基團都連接在核糖上，故圖中1為核糖，2為磷酸基團，3為含氮堿基，其中RNA有4種含氮堿基，B項正確；若該圖為一段單鏈DNA的結(jié)構(gòu)模式圖，因為含氮堿基和磷酸基團都連接在五碳糖上，故1為脫氧核糖，2為磷酸基團，3為含氮堿基，C項錯誤；淀粉、纖維素和糖原雖同樣屬于多糖，但是其結(jié)構(gòu)是不同的，D項錯誤。指引迷津·撥云見日1．蛋白質(zhì)和核酸的區(qū)分與聯(lián)系蛋白質(zhì)核酸元素組成主要由C、H、O、N組成，有的可能含S、P只含C、H、O、N、P5種元素組成單位氨基酸核苷酸eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(脫氧核苷酸組成DNA,核糖核苷酸組成RNA))單體結(jié)構(gòu)通式1分子磷酸＋1分子五碳糖＋1分子含氮堿基分子多樣性的緣由由于氨基酸的種類、數(shù)量、排列依次，肽鏈的數(shù)目、盤曲、折疊方式不同，蛋白質(zhì)分子多種多樣由于DNA分子中4種脫氧核苷酸的數(shù)量、排列依次不同，DNA呈現(xiàn)出多樣性主要功能結(jié)構(gòu)物質(zhì)：膠原蛋白、肌球蛋白等①是生物的遺傳物質(zhì)；②與生物的遺傳變異和蛋白質(zhì)的生物合成有關(guān)功能物質(zhì)：①運輸，如血紅蛋白、載體；②催化，如大多數(shù)酶；③免疫，如抗體；④調(diào)整，如胰島素、生長激素能源物質(zhì)：可以被氧化分解放能，產(chǎn)物有尿素、CO2和H2O等聯(lián)系①核酸在蛋白質(zhì)的合成中起限制作用；②核酸的合成須要酶(蛋白質(zhì))的參加③DNA的多樣性eq\o(→,\s\up7(確定))蛋白質(zhì)的多樣性eq\o(→,\s\up7(確定))生物的多樣性典例4淀粉、淀粉酶、限制淀粉酶合成的基因(DNA片段)都是多聚體，它們的單體依次是(C)A．葡萄糖、蛋白質(zhì)、DNAB．蔗糖、氨基酸、核糖核苷酸C．葡萄糖、氨基酸、脫氧核苷酸D．麥芽糖、多肽、核苷酸解析：組成淀粉的單體是葡萄糖；淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，因而它的單體是氨基酸；限制淀粉酶合成的基因是DNA片段，它的單體是脫氧核苷酸。2．DNA、RNA、蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物和代謝產(chǎn)物基本單位初步水解產(chǎn)物徹底水解產(chǎn)物代謝產(chǎn)物DNA脫氧核苷酸脫氧核苷酸(4種)磷酸、脫氧核糖、堿基(A、T、C、G)CO2、H2O、含N廢物RNA核糖核苷酸核糖核苷酸(4種)磷酸、核糖、堿基(A、U、C、G)CO2、H2O、含N廢物蛋白質(zhì)氨基酸多肽氨基酸CO2、H2O、尿素學(xué)問延長蛋白質(zhì)、核酸的結(jié)構(gòu)及種類具有物種差異性，因而可以從分子水平上，通過分析不同物種的核酸和蛋白質(zhì)來推斷不同物種間的親緣關(guān)系；可以利用DNA的特異性，通過DNA鑒定技術(shù)幫助偵破刑事案件或進行親子鑒定。典例5(不定項)如圖為不同化學(xué)元素組成的化合物示意圖，以下說法錯誤的是(ABC)A．若圖中①為某種化合物的基本單位，則①最可能是核苷酸B．若②廣泛分布在動物細胞內(nèi)，則其肯定是糖原C．若③為生物大分子，則其徹底水解的產(chǎn)物最多為4種D．④可以表示脂肪，蘇丹Ⅲ染液可以將此物質(zhì)染成橘黃色解析：若圖中①為某種化合物的基本單位，則①最可能是氨基酸；若②廣泛分布在動物細胞內(nèi)，則其可能是糖類，最可能是葡萄糖、核糖或脫氧核糖，也可能是糖原；若③為生物大分子，則其可表示核酸，其徹底水解的產(chǎn)物除了堿基還有五碳糖和磷酸，超過4種；脂肪只含有C、H、O3種元素，因此④可以表示脂肪，可被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色。解疑答惑問題探討?P341．提示：DNA是人的遺傳物質(zhì)，而每個人的DNA都有所區(qū)分，因此DNA能夠供應(yīng)犯罪嫌疑人的信息。2．提示：DNA鑒定技術(shù)還可以運用在探討人類起源、不同類群生物的親緣關(guān)系等方面。練習(xí)與應(yīng)用?P36一、概念檢測1．(1)√(2)×核酸包括DNA和RNA，真核生物的DNA主要分布在細胞核中，細胞質(zhì)的線粒體和葉綠體中也含有少量DNA。RNA主要分布在細胞質(zhì)中。(3)√脫氧核苷酸是構(gòu)成DNA的基本單位，即構(gòu)成DNA的單體。2．C組成DNA的五碳糖是脫氧核糖。3．C甘油是脂肪的組成成分，核苷酸分子中不存在甘油。4．C豌豆葉肉細胞中的核酸包括DNA和RNA，共由5種堿基組成。二、拓展應(yīng)用(1)提示：疾病不肯定都與基因受損有關(guān)，如傳染病等。(2)提示：本題是一道開放性習(xí)題，依據(jù)所學(xué)學(xué)問分析，但要言之有理。如：①每天食物中含有大量核酸，不需補充。②核酸是生物大分子，通過消化后會被分解成小分子物質(zhì)。訓(xùn)練鞏固·課堂達標1．(2024·河北卓越聯(lián)盟月考)下列化合物中，不是組成DNA的物質(zhì)是(A)A．核糖 B．磷酸C．鳥嘌呤 D．胞嘧啶解析：DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸；1分子的脫氧核苷酸是由1分子磷酸、1分子脫氧核糖和1分子含氮堿基組成；組成DNA的含氮堿基有腺嘌呤、胞嘧啶、鳥嘌呤、胸腺嘧啶。綜上所述，只有A項不是組成DNA的物質(zhì)。2．核酸是遺傳信息的攜帶者。下列有關(guān)細胞內(nèi)的核酸的敘述中，與事實不相符的是(C)A．堿基相同的核苷酸不肯定相同B．若核酸中出現(xiàn)堿基T或脫氧核糖，則必為DNAC．原核生物的遺傳物質(zhì)是DNA或RNAD．大腸桿菌和酵母菌的DNA不同，RNA也不同解析：堿基A、G、C可以分別形成脫氧核苷酸和核糖核苷酸，A項正確；假如核酸中含有堿基T則肯定是DNA，假如核酸中的五碳糖是脫氧核糖，也肯定是DNA，B項正確；原核生物的遺傳物質(zhì)是DNA，C項錯誤；大腸桿菌和酵母菌的DNA不同，RNA也不同，D項正確。3．請細致