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第二章 组成细胞的分子
第5节：核酸是遗传信息的携带者
核酸是遗传信息的携带者
核酸的种类、分布及其组成
生物大分子以碳链为骨架
01
02
P
OH
OH
O
O
CH2
H
O
H
OH
H
H
H
碱基
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。
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。
问题探讨
1.为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息？
2.你还能说出DNA鉴定技术在其他方面的应用吗？
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
探究一
核酸的种类、分布及其组成
某生物体中某些有机物及元素组成如下图所示。其中x、y代表化学元素，a、b、c、d代表不同的有机小分子，A、B、C、D、E代表不同的生物大分子，
情境一
(1)若A是主要的能源物质,A在马铃薯中主要指_____，在人体中主要指_____；若A是植物细胞结构的组成成分，则A表示的物质是_______。
(2)B是生命活动的主要承担者，则b的结构特点是_________________。
淀粉
糖原
纤维素
至少含有一个氨基和一个羧基且连接在同一个碳原子上
某生物体中某些有机物及元素组成如下图所示。其中x、y代表化学元素，a、b、c、d代表不同的有机小分子，A、B、C、D、E代表不同的生物大分子，
情境一
(3)d是细胞中良好的储能物质，则d为 ，“胖人怕热，瘦人怕撞”，是因为d具有___________________的功能。
脂肪
保温、缓冲和减压
种 类 真核细胞 原核生物 病毒
主要分布在细胞核
(线粒体、叶绿体少量）
主要分布在细胞质中
主要位于拟核，少量质粒
细胞质
DNA病毒
RNA病毒
DNA病毒只含DNA
RNA病毒只含RNA
脱氧核糖核酸,简称DNA
核糖核酸，简称RNA
根据表格总结核酸的种类及其分布
【任务1】
有科学家做过这样的实验，用酶将核酸初步水解之后，会得到一些小分子的物质核苷酸;进一步用酶处理核苷酸，还能得到一些更小的分子，这些分子里面含有磷酸、五碳糖、碱基。
情境二
O
P
CH2
OH
O
OH
H
OH
H
H
H
H
碱基
O
P
CH2
OH
O
OH
H
OH
H
OH
H
H
碱基
脱氧（核糖）核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核糖
(1)组成
核苷酸
五碳糖
1’
2’
3’
4’
5’
1’
2’
3’
4’
5’
核酸的基本组成单位—核苷酸
【任务2】
五碳糖
磷酸
含氮的碱基
CHONP
类别：脱氧核苷酸和____________
P
OH
OH
O
O
CH2
H
O
H
OH
H
H
H
碱基
P
OH
OH
O
O
CH2
H
O
H
OH
H
OH
H
碱基
脱氧(核糖)核苷酸
核糖核苷酸
(2)种类
分类依据：_______的不同
五碳糖
核糖核苷酸
核酸的基本组成单位—核苷酸
【任务2】
腺嘌呤(A)
鸟嘌呤(G)
胞嘧啶(C)
胸腺嘧啶(T)
腺嘌呤(A)
鸟嘌呤(G)
胞嘧啶(C)
尿嘧啶(U)
腺嘌呤脱氧核苷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
鸟嘌呤核糖核苷酸
胞嘧啶核糖核苷酸
尿嘧啶核糖核苷酸
O
O
O
O
(核苷酸有 种,碱基有 种
8
5
脱氧(核糖)核苷酸:4种
核酸的基本组成单位—核苷酸
【任务2】
(3)核苷酸的命名
DNA单位
核糖核苷酸:4种
RNA单位
①若m为鸟嘌呤，则b为？
核酸的基本组成单位—核苷酸
【任务2】
(4)模型解读: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。
可能是鸟嘌呤脱氧核苷酸，也可能是鸟嘌呤核糖核苷酸
②若碱基为胸腺嘧啶，则形成的b为？
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
③若图甲中a为脱氧核糖，m为G，则化合物b称为
鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸
H
p
=
O
OH
O
碱基
3′
2′
1′
4′
CH2
O
OH
H
H
H
H
H
5′
p
=
OH
O
OH
O
碱基
3′
2′
1′
4′
CH2
O
H
H
H
H
H
5′
OH
H2O
O
每种脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA单链。具体来说，这个过程发生在DNA的复制和合成过程中，由DNA聚合酶催化完成。磷酸二酯键是由一分子脱氧核苷酸的3号碳原子上的H与另一分子脱氧核苷酸的5号碳原子上的磷酸基团之间，通过脱水缩合反应形成的。
情境三
T
脱氧
核糖
P
O
A
脱氧
核糖
P
O
G
脱氧
核糖
P
O
C
脱氧
核糖
P
O
氢键
氢键
氢键
氢键
A
脱氧
核糖
P
O
C
脱氧
核糖
P
O
T
脱氧
核糖
P
O
G
脱氧
核糖
P
O
DNA分子
A
核糖
P
O
C
P
O
U
P
O
G
P
O
核糖
核糖
核糖
情境三
DNA双链间通过氢键连接。腺嘌呤（A）总是与胸腺嘧啶（T）通过两个氢键相连，而鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）之间则通过三个氢键相连。
(DNA)脱氧核糖核苷酸单链
(RNA)核糖核苷酸单链
RNA分子
DNA片段1
DNA片段2
情境三
DNA是如何储存生物的遗传信息？
脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序就储存着生物的遗传信息
下图是DNA的某片段，请回答。
A
脱氧
核糖
P
O
C
脱氧
核糖
P
O
T
脱氧
核糖
P
O
C
脱氧
核糖
P
O
氢键
氢键
氢键
氢键
T
脱氧
核糖
P
O
A
脱氧
核糖
P
O
G
脱氧
核糖
P
O
G
脱氧
核糖
P
O
T
脱氧
核糖
P
O
A
脱氧
核糖
P
O
G
脱氧
核糖
P
O
C
脱氧
核糖
P
O
氢键
氢键
氢键
氢键
A
脱氧
核糖
P
O
C
脱氧
核糖
P
O
T
脱氧
核糖
P
O
G
脱氧
核糖
P
O
假设有一段由100个脱氧核苷酸组成的单链DNA片段，那么可以出现多少种核苷酸的排列组合？
4100
DNA片段1
DNA片段2
情境三
下图是DNA的某片段，请回答。
A
脱氧
核糖
P
O
C
脱氧
核糖
P
O
T
脱氧
核糖
P
O
C
脱氧
核糖
P
O
氢键
氢键
氢键
氢键
T
脱氧
核糖
P
O
A
脱氧
核糖
P
O
G
脱氧
核糖
P
O
G
脱氧
核糖
P
O
T
脱氧
核糖
P
O
A
脱氧
核糖
P
O
G
脱氧
核糖
P
O
C
脱氧
核糖
P
O
氢键
氢键
氢键
氢键
A
脱氧
核糖
P
O
C
脱氧
核糖
P
O
T
脱氧
核糖
P
O
G
脱氧
核糖
P
O
②功能：
核酸是细胞内携带遗传信息的物质。
核酸在生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
整理归纳核酸的功能、结构、分布和水解产物
【任务3】
(1)核酸的多样性及功能
①多样性的原因：核苷酸______不同和__________多样。
数目
排列顺序
生物种类 核酸种类 五碳糖种类 碱基种类 核苷酸种类 遗传物质 实例
病毒
细胞生物
(真核、原核)
2种
(DNA和RNA)
5种
8种
DNA
人、酵母菌、细菌等
DNA病毒
RNA病毒
1种(DNA)
1种(RNA)
4种
4种
4种
4种
DNA
RNA
T2噬菌体等
新冠病毒HIV等
2种
1种
1种
(2)比较真核生物、原核生物及病毒的核酸类型，并完成表格。
整理归纳核酸的功能、结构、分布和水解产物
【任务3】
(3)DNA、RNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么？请完善表格。
物质 初步水解的产物 彻底水解的产物
DNA ____________ 脱氧核糖、磷酸、4种碱基(A、T、C、G)
RNA 核糖核苷酸 __________________________________
脱氧核苷酸
核糖、磷酸、4种碱基(A、U、C、G)
整理归纳核酸的功能、结构、分布和水解产物
【任务3】
比较项目 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA)
基本单位 名称 脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种)
结构图
组成 无机酸 五碳糖
含氮碱基
一般结构
磷酸
脱氧核糖
核糖
A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)
T(胸腺嘧啶)
U(尿嘧啶)
两条核苷酸链
一条核苷酸链
整理归纳核酸的功能、结构、分布和水解产物
【任务3】
(5)DNA和RNA的区别
探究二
生物大分子以碳链为骨架
生物大分子是由许多单体连接而成的多聚体。下图是某生物大分子连接方式的结构模式图，A是基本单位，B是连接两个基本单位的化学键。回答下列问题：
情境四
生物大分子以碳链为骨架
【任务4】
单体(基本单位) 多聚体(生物大分子)
多糖
蛋白质
核酸
(1)多糖、蛋白质和核酸的单体分别是：
单糖
氨基酸
核苷酸
生物大分子以碳链为骨架
【任务4】
(2)若该图为一段肽链的结构模式图，B的名称是____，已知丙氨酸上的R基是一个甲基（一CH3），请在框内画出丙氨酸的结构模型____。
肽键
C
COOH
H
H2N
CH3
(3)若该图表示人体细胞中的遗传物质，A的名称是_______________。人体细胞与RNA病毒比较，细胞内特有的碱基是__________（填中文名称）。
脱氧(核糖)核苷酸
胸腺嘧啶
生物大分子以碳链为骨架
【任务4】
蛋白质
脱氧核苷酸链
(4)每一个单体都以______________________________为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。因此生物大分子也以碳链为骨架，____是生命的核心元素。
若干个相连的碳原子构成的碳链
碳
生物大分子以碳链为骨架
【任务4】
(4)每一个单体都以______________________________为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。因此生物大分子也以碳链为骨架，____是生命的核心元素。
若干个相连的碳原子构成的碳链
碳
①______________________等生物大分子以碳链作为基本骨架。
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
生物大分子以碳链为骨架
【任务4】
(5)细胞是由化学元素和化合物构成的
核酸
功能
原因
单体
分类
C、H、O、N、P
DNA
RNA
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
碱基
脱氧核糖
碱基
核糖
磷酸
A
G
C
T
A
G
C
U
核苷酸的数目、排列顺序多样
蛋白质
单体
单体
生物大分子
组成元素
携带遗传信息
单糖
氨基酸
构建网络
多糖

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