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2.5 核酸是遗传信息的携带者
第2章 组成细胞的分子
新教材人教版·必修1 分子与细胞
生物学
01 核酸的种类及其分布
课程目录
LEARNING GOALS
02 核酸的功能和生物大分子
03 本节内容总结
04 课后巩固训练
自主探究
一、核酸的组成
1、组成元素：C、H、O、N、P
注：我们在上一节讲过，蛋白质的元素组成为C、H、O、N、S，我们一般将S元素作为蛋白质的标志性元素，同样的，一般将P元素作为核酸的标志性元素。
2、基本单位：核苷酸
3、分类：核糖核酸（简称RNA）、脱氧核糖核酸（简称DNA）
4、核苷酸分类：核糖核苷酸、脱氧核糖核苷酸（简称脱氧核苷酸）
5、分布：
1）真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，线粒体和叶绿体内也有少量的DNA；
RNA主要分布在细胞质中，少量分布在细胞核中。
2）原核细胞 DNA 集中分布的区域叫拟核.
3）病毒只含有一种核酸。
01 核酸的种类及其分布
初步探究
二、核苷酸的结构及异同
核糖核苷酸
脱氧核苷酸
一个核苷酸分子由一个磷酸基团、一分子五碳糖、一分子含氮碱基构成。我们讲糖类时提到，五碳糖分为核糖和脱氧核糖。两种五碳糖构成的核苷酸即核糖核苷酸和脱氧核苷酸。
01 核酸的种类及其分布
深入探究
三、核糖核苷酸与脱氧核苷酸的比较
（1）核糖核苷酸——RNA基本组成单位
腺嘌呤 A
尿嘧啶 U
胞嘧啶 C
鸟嘌呤 G
核糖
组成核苷酸的五碳糖2号碳原子上连接-OH时，形成核糖,构成核糖核苷酸，此时核糖只能连接 A、U、G、C 四种碱基，形成四种核糖核苷酸。即组成RNA的核糖核苷酸有4种
OH
01 核酸的种类及其分布
0H
0H
0H
0H
A
U
G
C
四种核糖核苷酸
01 核酸的种类及其分布
深入探究
（2）脱氧核苷酸——DNA基本组成单位
腺嘌呤 A
胸腺嘧啶 T
胞嘧啶 C
鸟嘌呤 G
脱氧核糖
组成核苷酸的五碳糖2号碳原子上连接-H时，形成脱氧核糖,构成脱氧核苷酸，此时脱氧核糖只能连接A、T、G、C四种碱基，形成四种脱氧核苷酸。即组成DNA的脱氧核苷酸有4种
H
01 核酸的种类及其分布
H
H
H
H
A
T
G
C
四种脱氧核苷酸
01 核酸的种类及其分布
核酸有____种
组成核酸的五碳糖有____种
核苷酸有____种
碱基有____种
脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)
脱氧核糖和核糖
脱氧核苷酸4种和核糖核苷酸4种
A、T、C、G、U
归纳总结
2
2
8
5
01 核酸的种类及其分布
深入探究
四、核苷酸与核苷酸之间如何连接
DNA由 2 条脱氧核苷酸链组成。
磷酸二酯键
01 核酸的种类及其分布
深入探究
五、核苷酸如何构成核酸
每个核酸分子是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。
核糖核
苷酸
RNA由核糖核苷酸组成 1 条单链
脱氧核苷酸
DNA由脱氧核苷酸组成 1 条双链
A
U
G
C
磷酸二酯键
A
T
G
C
A
T
G
C
磷酸二酯键
氢键
01 核酸的种类及其分布
碱基
碱基对
磷酸和五碳糖
RNA单链
tRNA
DNA双链
拓展延伸
核酸的空间结构
DNA是一种规则的双螺旋结构，RNA一般呈单链，无特定空间结构。但在转运RNA中，单链之间也会通过碱基互补配对形成双链区域。
01 核酸的种类及其分布
拓展延伸
DNA和RNA的初步水解和彻底水解
我们在糖类一节学到，葡萄糖脱水缩合成多糖，多糖水解成葡萄糖。蛋白质一节学到，氨基酸脱水缩合成多肽或蛋白质，蛋白质初步水解成多肽，彻底水解成氨基酸。
同样的，核酸初步水解成核苷酸，彻底水解时，一个核苷酸变成一分子磷酸、一分子五碳糖、一分子含氮碱基。
思考：核酸和脱氧核酸初步水解和彻底水解有什么不同？
核糖核酸：初步水解为四种核糖核苷酸。彻底水解为磷酸、核糖、A、U、G、C四种含氮碱基。
脱氧核糖核酸：初步水解为四种脱氧核苷酸。彻底水解为磷酸、脱氧核糖、A、T、G、C四种含氮碱基。
01 核酸的种类及其分布
课堂小结
DNA和RNA的异同点
01 核酸的种类及其分布
【反馈练习1】
下列关于小麦叶肉细胞中核酸分布的叙述，错误的是(　　)
A．DNA只存在于细胞核中，RNA只存在于细胞质中
B．DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中
C．细胞质中也存在DNA，细胞核中也存在RNA
D．叶肉细胞中的叶绿体和线粒体中均含有少量的DNA和RNA
A
01 核酸的种类及其分布
解析：小麦叶肉细胞的细胞核和细胞质中均含有DNA和RNA两种核酸，但DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中。叶肉细胞中的叶绿体和线粒体中均含有少量的DNA和RNA。
生物体中碱基种类与核苷酸种类归纳
【名师点睛】
01 核酸的种类及其分布
如图，是生物体内核酸的基本组成单位——核苷酸的模式图。下列相关叙述正确的是(　　)
【反馈练习2】
A．若a为核糖，则m有4种，分别是A、T、G、C
B．构成人体遗传物质的b共有8种，a有2种，m有5种
C．在新冠病毒和SARS病毒中共可以检测到2种a，5种m，8种b
D．若m为鸟嘌呤，则b的名称是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸
D
01 核酸的种类及其分布
解析 分析题图可知，a表示五碳糖，b表示核苷酸，m表示含氮碱基。若a为核糖，则m有4种，分别是A、U、G、C，A错误；人体的遗传物质为DNA，DNA中的核苷酸有4种，五碳糖为脱氧核糖，含氮碱基有A、T、G、C 4种，B错误；新冠病毒和SARS病毒的核酸均是RNA，因此这两种病毒中共可以检测到1种a，4种m，4种b，C错误；若m为鸟嘌呤，则b的名称是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸，D正确。
01 核酸的种类及其分布
归纳总结判断DNA和RNA的两种方法
【名师点睛】
01 核酸的种类及其分布
02 核酸的功能及生物大分子
类比学习
1、比较蛋白质结构的多样性，思考核酸具有多样性的原因？
遗传信息由DNA或RNA中的核苷酸排列顺序决定。由于核酸中的核苷酸长链有成千上万个核苷酸。所以，核苷酸的数量和排序导致了核酸的多样性，即遗传信息的多样性。
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极其重要的作用。
2、蛋白质是生命活动的主要承担者，那核酸的作用是什么？
名师点睛
不同生物的遗传物质
核酸是携带遗传信息的物质，遗传信息就是指核酸中的核苷酸排序（或碱基排序）
02 核酸的功能及生物大分子
归纳总结
生物大分子
淀粉
糖原
蛋白质
DNA
在构成细胞的化合物中，多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子。根据左图回答下列问题：
1、组成左图所示生物大分子基本单位分别是什么？
多糖 ——葡萄糖
蛋白质——氨基酸
核酸 ——核苷酸
我们将组成生物大分子的基本单位叫做单体。单体构成的生物大分子叫做多聚体。
02 核酸的功能及生物大分子
归纳总结
生物大分子
淀粉
糖原
蛋白质
DNA
2、组成左图所示生物大分子的基本单位所含元素组成分别是什么？
葡萄糖（C,H,O）
氨基酸（C,H,O,N,S）
核苷酸（C,H,O,N,P）
每一个单体都是以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。因此，生物大分子也是以碳链为骨架的。
碳是生命的核心元素，没有碳就没有生命。
我们在细胞元素的分类中，将碳元素成为最基本元素，是因为其在细胞干重中比例最大吗？
不是因为含量高，而是由于碳元素在生物大分子中的起骨架作用。
02 核酸的功能及生物大分子
【反馈练习1】
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(　　)
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
02 核酸的功能及生物大分子
解析 图1中，单体具有很多不同的形状，这些不同的单体可表示21种氨基酸，因此图1可表示蛋白质或者多肽；图2中，有圆形、方形、六边形、三角形四种不同的单体，并且该有机物是单链的，因此这些单体可以表示RNA分子的四种核糖核苷酸，或者表示DNA分子的四种脱氧核苷酸；图3中，只有圆形一种单体，最可能表示由葡萄糖聚合形成的多糖，而植物细胞中的多糖只有淀粉和纤维素。综合三幅图，图1～3可分别表示蛋白质或多肽、RNA或DNA、淀粉或纤维素，故B、C、D错误，A正确。
02 核酸的功能及生物大分子
03 本节内容总结
04 课后巩固练习
1、有关下列概念图的叙述，错误的是(　　)
B
解析 组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，一分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，所以①表示含氮碱基，②表示脱氧核糖，④表示脱氧核苷酸，组成DNA的元素有C、H、O、N、P，共5种。
A．①表示含氮碱基
B．②表示核糖
C．④表示脱氧核苷酸
D．组成DNA的元素有5种
04 课后巩固练习
2、如图甲是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述错误的是( 　)
A．甲一定是乙的组成单位
B．病毒中的核酸可能是乙也可能是RNA
C．人的神经细胞中含有甲的种类是8种
D．小麦根尖细胞遗传物质中，含4种甲
中的m
A
解析 甲是核苷酸，乙是DNA，核苷酸包括脱氧核苷酸和核糖核苷酸，所以甲不一定就是DNA的基本单位，A错误。
04 课后巩固练习
3.如图表示细胞内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，则①可具有传递信息的作用
B．若②分布于内脏器官周围，则②可具有缓冲和减压作用
C．若③为某种多聚体，则③一定是DNA
D．若④存在于昆虫的外骨骼中，则④可能是几丁质
C
04 课后巩固练习
解析 ①为多聚体，且含有C、H、O、N 4种元素，则其可能是蛋白质，可具有传递信息的作用，A正确；②只含有C、H、O 3种元素，且分布在内脏器官的周围，则其可能是脂肪，脂肪具有缓冲和减压的作用，B正确；③为多聚体，且含有C、H、O、N、P 5种元素，则其可能是核酸，即③可能是DNA或RNA，C错误；④含有C、H、O 3种元素，且存在于昆虫的外骨骼中，则其可能是几丁质，D正确。
04 课后巩固练习
4.不同生物含有的核酸种类不同，细胞生物同时含有DNA和RNA，病毒含有DNA或RNA中的一种。下列各种生物中关于碱基、核苷酸种类的描述，正确的是(　　)
①真菌 ②肌细胞 ③病毒 ④细菌
碱基 5种 5种 4种 8种
核苷酸 5种 8种 8种 8种
A.① B．② C．③ D．④　
解析 肌细胞、真菌、细菌内同时含有DNA和RNA，即均含有4种脱氧核糖核苷酸和4种核糖核苷酸，共8种核苷酸，其中包含5种碱基。病毒只含有一种核酸，故只含4种核苷酸、4种碱基。
B
本节内容结束
THANKS

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