2024-2025學(xué)年新教材高中生物第2章組成細(xì)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13

PAGE8-第5節(jié)核酸是遺傳信息的攜帶者課標(biāo)內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對接概述核酸由核苷酸聚合而成，是儲存與傳遞遺傳信息的生物大分子。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——?dú)w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。一、核酸的種類及分布1．種類eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(脫氧核糖核酸，簡稱DNA,核糖核酸，簡稱RNA))2．分布(1)真核細(xì)胞的DNA主要分布在細(xì)胞核中，線粒體、葉綠體內(nèi)也含有少量的DNA。(2)RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。二、核酸是由核苷酸連接而成的長鏈1．核酸的基本組成單位——核苷酸(1)組成(2)種類eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(分類依據(jù)：五碳糖的不同,類別：脫氧核苷酸和核糖核苷酸))①脫氧核苷酸：構(gòu)成DNA的基本單位。②核糖核苷酸：構(gòu)成RNA的基本單位。2．DNA和RNA的區(qū)分(1)分子組成的不同①DNA的五碳糖是脫氧核糖，而RNA的則是核糖。②DNA特有的堿基是胸腺嘧啶(T)，而RNA的則是尿嘧啶(U)。(2)分子結(jié)構(gòu)的不同DNA是由脫氧核苷酸連接而成，一般由兩條脫氧核苷酸鏈構(gòu)成，RNA則是由核糖核苷酸連接而成，由一條核糖核苷酸鏈構(gòu)成。3．DNA指紋獲得遺傳信息的根本緣由生物的遺傳信息儲存在DNA分子中，而且每個個體的DNA的脫氧核苷酸序列各有特點。4．核酸的多樣性及功能(1)多樣性的緣由：核苷酸數(shù)目不同和排列依次多樣。(2)遺傳信息的儲存①脫氧核苷酸的排列依次儲存著生物的遺傳信息，DNA分子是儲存、傳遞遺傳信息的生物大分子。②部分病毒的遺傳信息儲存在RNA中，如HIV、SARS病毒等。(3)功能①核酸是細(xì)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．單體和多聚體生物大分子是由很多基本組成單位連接而成的，這些基本單位稱為單體，這些生物大分子又稱為單體的多聚體。單體(基本單位)多聚體(生物大分子)單糖多糖氨基酸蛋白質(zhì)核苷酸核酸2.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。3．碳是生命的核心元素。4．細(xì)胞是由化學(xué)元素和化合物構(gòu)成的(1)多糖、蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子以碳鏈作為基本骨架。(2)糖類和脂質(zhì)供應(yīng)生命活動的重要能源。(3)水和無機(jī)鹽與其他物質(zhì)一起，共同構(gòu)建細(xì)胞、參加細(xì)胞生命活動。(4)細(xì)胞中的化合物，含量和比例處在不斷改變之中，但又保持相對穩(wěn)定。推斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．DNA的全稱是核糖核苷酸，RNA的全稱是脫氧核糖核酸。 ()2．核酸的主要功能是攜帶遺傳信息。 ()3．真核細(xì)胞的DNA主要分布在細(xì)胞核中，RNA只分布在細(xì)胞質(zhì)中。 ()4．組成DNA和RNA中的糖類是同一種單糖。 ()5．生物的遺傳信息都貯存于DNA中。 ()6．構(gòu)成DNA和RNA的核苷酸共有5種。 ()7．組成核酸的單位“”的全稱是胸腺嘧啶核糖核苷酸。 ()8．多糖、蛋白質(zhì)和RNA都是由很多單體構(gòu)成的多聚體。 ()提示：1.×DNA的全稱是脫氧核糖核酸，RNA的全稱是核糖核酸。2．√3．×RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。4．×組成DNA的是脫氧核糖，組成RNA的是核糖。5．×少數(shù)病毒的遺傳信息貯存于RNA中。6．×共有8種。7．×應(yīng)為胸腺嘧啶脫氧核苷酸。8．√核酸的種類、分布、結(jié)構(gòu)與功能1．DNA與RNA的比較項目DNARNA中文名稱脫氧核糖核酸核糖核酸元素組成C、H、O、N、P基本單位脫氧核苷酸核糖核苷酸組成成分五碳糖脫氧核糖核糖堿基A(腺嘌呤)、G(鳥嘌呤)、C(胞嘧啶)T(胸腺嘧啶)U(尿嘧啶)磷酸磷酸一般結(jié)構(gòu)兩條脫氧核苷酸鏈一條核糖核苷酸鏈檢測現(xiàn)象綠色紅色分布主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞質(zhì)2．生物體中核酸、遺傳物質(zhì)、堿基和核苷酸種類的分析生物類別核酸種類遺傳物質(zhì)堿基種類核苷酸種類細(xì)胞生物DNA和RNADNAA、G、C、T、U8種病毒只含DNADNAA、G、C、T4種只含RNARNAA、G、C、U4種思維拓展：某同學(xué)提出“蛋白質(zhì)功能的多樣性由核酸確定”，該同學(xué)的說法是否正確？說出你的理由。提示：正確。核酸攜帶遺傳信息，可限制蛋白質(zhì)的合成。1．由1分子磷酸、1分子堿基m和1分子化合物a構(gòu)成了化合物b，如圖所示，下列敘述正確的是()A．若m為腺嘌呤，則b肯定為腺嘌呤脫氧核苷酸B．在禽流感病毒、幽門螺桿菌體內(nèi)b均為4種C．若m為尿嘧啶，則DNA中肯定不含b這種化合物D．若a為脫氧核糖，則由b構(gòu)成的核酸完全水解，得到的化合物最多有8種C[若m為腺嘌呤，則b為腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脫氧核苷酸，A錯誤。禽流感病毒只有RNA，不含DNA，所以b為4種核糖核苷酸；但幽門螺桿菌有DNA和RNA，所以b有8種，包括4種核糖核苷酸和4種脫氧核苷酸，B錯誤。若m為尿嘧啶，是RNA特有的堿基，則DNA肯定不含b，C正確。若a為脫氧核糖，則由b構(gòu)成的核酸完全水解，得到的化合物最多有6種：A、G、C、T4種堿基＋脫氧核糖＋磷酸，D錯誤。]2．不同生物含有的核酸種類不同。原核生物和真核生物同時含有DNA和RNA，病毒體內(nèi)含有DNA或RNA。下列關(guān)于各種生物中堿基、核苷酸、五碳糖種類的描述，正確的是()選項ABCD種類T4噬菌體煙草葉肉細(xì)胞煙草花葉病毒豌豆根毛細(xì)胞堿基5種5種4種8種核苷酸5種8種8種8種五碳糖1種2種2種2種B[T4噬菌體和煙草花葉病毒分別是DNA病毒和RNA病毒，體內(nèi)只含一種核酸，所以都含有4種堿基(A、T、C、G或A、U、C、G)、4種核苷酸(4種脫氧核苷酸或4種核糖核苷酸)、1種五碳糖(脫氧核糖或核糖)，A、C項錯誤；煙草葉肉細(xì)胞和豌豆根毛細(xì)胞中都含有DNA和RNA兩種核酸，其含有的堿基有5種(A、T、G、C、U)，核苷酸有8種(4種脫氧核苷酸和4種核糖核苷酸)，五碳糖有2種(脫氧核糖和核糖)，B項正確、D項錯誤。]不同生物的遺傳物質(zhì)(1)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物，體內(nèi)同時含有DNA和RNA，但是以DNA作為遺傳物質(zhì)。(2)病毒體內(nèi)僅含有一種類型的核酸，DNA或者RNA，并以該核酸作為遺傳物質(zhì)。生物大分子以碳鏈為骨架1．依據(jù)元素組成推斷細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物種類(1)只含C、H、O→糖類、脂肪或固醇類。(2)除C、H、O、N外，還含有S→蛋白質(zhì)。(3)不僅含有C、H、O、N，還含有P→磷脂或核酸。2．依據(jù)功能推斷細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的種類(1)主要能源物質(zhì)→糖類。(2)主要儲能物質(zhì)→脂肪、淀粉、糖原。(3)主要結(jié)構(gòu)物質(zhì)→蛋白質(zhì)。(4)貯存遺傳信息的物質(zhì)→DNA或RNA。3．生物大分子初步水解與徹底水解的產(chǎn)物不同(1)水解是指大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，若得到的小分子有機(jī)物還可以水解則為初步水解，若得到的小分子有機(jī)物不能再水解則為徹底水解。(2)大分子物質(zhì)的初步水解產(chǎn)物和徹底水解產(chǎn)物。物質(zhì)初步水解產(chǎn)物徹底水解產(chǎn)物DNA脫氧核苷酸脫氧核糖、堿基、磷酸RNA核糖核苷酸核糖、堿基、磷酸蛋白質(zhì)多肽氨基酸淀粉麥芽糖葡萄糖實踐應(yīng)用：葡萄糖異構(gòu)酶(GI)在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，為提高其熱穩(wěn)定性，科學(xué)家以脯氨酸(Pro138)替代第138位甘氨酸(Gly138)，結(jié)果突變型GI比野生型的最適反應(yīng)溫度提高10～12℃，而酶活性相同。最終，人們通過對負(fù)責(zé)編碼GI的DNA重新設(shè)計，使其限制合成的蛋白質(zhì)變得更符合人類的須要。(1)從蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系分析，該實例說明白________________________________________________________________________________________________________。(2)從蛋白質(zhì)和核酸的關(guān)系分析，該實例說明白________________________________________________________________________________________________________。提示：(1)氨基酸的種類和排列依次確定蛋白質(zhì)特定的空間結(jié)構(gòu)(2)核酸限制蛋白質(zhì)的合成1．生物大分子又可稱多聚體，它們由很多單體組成。下列有關(guān)單體與多聚體的說法正確的是()A．組成固醇的單體是膽固醇B．脂肪的基本組成單位是脂肪酸C．蛋白質(zhì)的單體是多肽，多肽的單體是氨基酸D．淀粉、纖維素和糖原的單體均是葡萄糖D[膽固醇是固醇的一種，甘油和脂肪酸是脂肪的基本組成單位，A、B錯誤；蛋白質(zhì)的單體是氨基酸，而不是多肽，C錯誤；淀粉、纖維素和糖原的單體均是葡萄糖，D正確。]2．下圖表示不同化學(xué)元素所組成的化合物，以下說法不正確的是()A.若圖中①為某種多聚體的單體，則①最可能是氨基酸B．若②存在于皮下和內(nèi)臟器官四周等部位，則②最可能是脂肪C．若③為多聚體，且能儲存生物的遺傳信息，則③肯定是DNAD．若④主要在人體肝臟和肌肉內(nèi)合成，則④最可能是糖原C[若①為某種多聚體的單體，則①最可能是組成蛋白質(zhì)的單體氨基酸，A項正確；脂肪由C、H、O三種元素組成，且存在于皮下和內(nèi)臟器官四周等部位，B項正確；若③為能儲存遺傳信息的大分子物質(zhì)，則可能是DNA或RNA(有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA)，C項錯誤；④的組成元素為C、H、O，且主要在人體肝臟和肌肉內(nèi)合成，故最可能是糖原，D項正確。][課堂小結(jié)]知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語句歸納1.核酸是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，在生物的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有重要作用。2.真核細(xì)胞的DNA主要分布在細(xì)胞核中，少量分布在線粒體和葉綠體中，RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。3.原核細(xì)胞的DNA主要分布在擬核中。4.核酸的基本單位是核苷酸，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。5.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。6.碳是生命的核心元素。多糖、蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子都是以碳鏈作為基本骨架的。7.細(xì)胞中的化合物、含量和比例處在不斷改變中，但又保持相對穩(wěn)定。1．核酸是遺傳信息的攜帶者。下列關(guān)于核酸的敘述不正確的是()A．豌豆葉肉細(xì)胞內(nèi)的核酸含有5種堿基B．核酸是生物的遺傳物質(zhì)C．核酸的基本組成單位是DNA和RNAD．DNA和RNA二者所含有的五碳糖不同C[豌豆葉肉細(xì)胞內(nèi)的核酸有DNA和RNA，二者含有的堿基共有5種；核酸的基本組成單位是核苷酸；DNA和RNA二者所含有的五碳糖不同。]2．多個核苷酸可聚合成一條核苷酸鏈，而多核苷酸鏈中含有一條由五碳糖和磷酸交替排列構(gòu)成的主鏈(如圖)。下列相關(guān)敘述正確的是()A．該多核苷酸鏈由磷酸、脫氧核糖和5種堿基構(gòu)成B．主鏈的組成元素為C、H、O、N和PC.該多核苷酸鏈中含有4種核苷酸D．主鏈中一個五碳糖只與一個磷酸相連C[由題意可知，多核苷酸鏈由核苷酸構(gòu)成，核苷酸由磷酸、五碳糖和堿基構(gòu)成，圖示中含有T，則該核苷酸鏈應(yīng)為脫氧核苷酸鏈，其由磷酸、脫氧核糖和4種堿基構(gòu)成，即該多核苷酸鏈含有4種脫氧核苷酸，A項錯誤、C項正確；主鏈由磷酸和脫氧核糖交替排列構(gòu)成，堿基不參加主鏈構(gòu)成，則主鏈的組成元素為C、H、O、P，B項錯誤；主鏈中磷酸和脫氧核糖交替相連，故鏈中絕大多數(shù)五碳糖可與兩個磷酸相連，只有一端的一個五碳糖與一個磷酸相連，D項錯誤。]3．細(xì)胞中的各種元素組成了各種生物分子，下列關(guān)于組成細(xì)胞的分子的描述，正確的是()A．碳元素是各種生物大分子中質(zhì)量分?jǐn)?shù)最多的元素B．性激素、維生素D、胰島素分子中都含有肽鍵C．各種有機(jī)分子都因物種不同而存在結(jié)構(gòu)差異D．水稻細(xì)胞中由C、G、T、A參加合成的核苷酸有7種D[碳元素不肯定是生物大分子中質(zhì)量分?jǐn)?shù)最多的元素，如淀粉中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最多，A項錯誤；性激素、維生素D均屬于脂質(zhì)，分子中不存在肽鍵，B項錯誤；有機(jī)分子在不同物種中可能相同，如ATP，C項錯誤；T僅參加DNA組成，C、G、A可參加DNA和RNA的組成，因此水稻細(xì)胞中由C、G、T、A參加合成的核苷酸有7種，D項正確。]4．生命科學(xué)常用圖示表示微觀物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，圖1～3分別表示植物細(xì)胞中常見的三種有機(jī)物，則圖1～3可分別表示()圖1○—□———△—○—△———

圖2○—□———△—□—△—○—□—△圖3○—○—○—○—○—○—○—○—○—○A．多肽、RNA、淀粉 B．DNA、RNA、纖維素C．DNA、蛋白質(zhì)、糖原 D．蛋白質(zhì)、核酸、糖原A[從圖示看出，圖1可能為多肽，其單體氨基酸有7種，圖2可能為RNA或DNA，其單體是4種核糖核苷酸或4種脫氧核糖核苷酸，圖3可能是淀粉、纖維素，其單體都是葡萄糖。]5．下圖是DNA分子逐步水解示意圖，請結(jié)合圖解回答下面的問題：(1)A表示________，有________種，它們之間不同是由________不同引起的。(2)B、C、D表示三種小分子物質(zhì)。B只有一種，在RNA中也存在；C只有一種，在RNA中不存在。B表示__________，C表示________，D表示________。(3)當(dāng)此圖表示DNA分子水解時，D有________種類型；當(dāng)此圖