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第五节 核酸是遗传信息的携带者
第二章 组成细胞的分子
高中生物人教版（2019）必修1 高一年级
学习目标：
1、通过比较DNA和RNA分子结构图，简述DNA和RNA 的区别和联系。
2、简述核酸的结构和功能。
3、根据生物大分子的形成过程，概述生物大分子以碳链为基本骨架。
核酸检测
新冠病毒感染人体后，会在呼吸道系统中进行繁殖，因此可以通过检测痰液、鼻咽拭子中病毒独特的核酸序列判断人体是否感染病毒。如果呈阳性，就能在被检测者的样本中检测到该病毒的核酸序列，说明此人被该病毒侵染。
1、什么是核酸？
2、为什么能通过核酸检测确定病毒的存在？
第一部分
The species and distribution of nucleic acids
核酸的种类及其分布
核酸的种类及其分布
自主学习1：阅读教材34页“核酸的种类及分布”，完成以下问题：
核酸包括哪几类？
DNA和RNA分布在真核细胞中的什么部位？
核酸
DNA
RNA
（脱氧核糖核酸）
（核糖核酸）
真核细胞：主要分布在细胞核，少量在线粒体、叶绿体
主要分布在细胞质中（少量在细胞核中）
原核细胞：主要分布在拟核（环状DNA分子），少量在质粒
资料卡：已知甲基绿可以把DNA染成绿色，而吡罗红可以把RNA染成红色，结果如下：
对于细胞来说，无论是真核细胞还是原核细胞，都含有两种核酸（DNA和RNA）；
病毒仅含有一种核酸（DNA或RNA）
思考：所有生物体内都含有DNA和RNA吗？
DNA
DNA病毒
RNA
RNA病毒
（大多数病毒）
（少数病毒）
噬菌体、天花病毒、
乙肝病毒等
艾滋病病毒、新型冠状病毒、烟草花叶病毒、SARS病毒、流感病毒等
噬菌体
细胞生物
非细胞生物
真核生物
原核生物
DNA病毒
RNA病毒
遗传物质是DNA
遗传物质是RNA，如HIV、SARS病毒
核酸≠遗传物质
(1)对于具有细胞结构的生物，其细胞内的核酸有DNA和RNA，而遗传物质是DNA。
(2)对于病毒，其只含有一种核酸，且以该种核酸为遗传物质。
思考：生物的遗传物质是DNA或RNA ?
衣藻的遗传物质主要是DNA?
第二部分
Nucleic acids are long chains of nucleotides linked together
核酸是核苷酸连接而成的长链
(1)核酸由哪些元素组成？
(2)核酸的基本组成单位是什么？
(3)核苷酸由哪些分子组成？
(4)核苷酸有哪些种类？分类依据是什么？
(5)核苷酸之间是如何构成核酸的？
(6)为什么核酸被称为遗传信息库？
自学指导2：阅读教材35-35页相关内容和图片，解决下列问题？
(一)核酸的基本组成单位
2. 核苷酸的结构简式：
1. 核酸的基本单位——
(一)核酸的基本组成单位
核苷酸
3. 核苷酸的元素组成：
C、H、O、N、P
含氮碱基
磷酸
五碳糖
核苷酸
一个核苷酸 =
脱氧（核糖）核苷酸
核糖核苷酸
（DNA的基本单位）
（RNA的基本单位）
A
G
C
T
A
G
C
U
脱氧核糖
核糖
磷酸
胸腺嘧啶（T）
尿嘧啶（U）
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
DNA特有的碱基
RNA特有的碱基
4. 核苷酸的分类——根据五碳糖不同
4. 核苷酸的分类——根据含氮碱基不同
磷酸
脱氧核糖


碱基
G
A
T
U
C
胸腺嘧啶
腺嘌呤
鸟嘌呤
胞嘧啶
尿嘧啶
思考：
(1)组成核酸的核苷酸共有几种？
(2)组成核苷酸的含氮碱基共有几种？
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
4种
4种
8种
5种
磷酸
核糖


碱基
脱氧核糖核苷酸（4种）——DNA的基本组成单位
腺嘌呤脱氧核苷酸
脱氧
核糖
A
磷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
脱氧
核糖
G
胞嘧啶脱氧核苷酸
脱氧
核糖
C
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
脱氧
核糖
T
腺嘌呤核糖核苷酸
核糖
A
鸟嘌呤核糖核苷酸
核糖
G
胞嘧啶核糖核苷酸
核糖
C
尿嘧啶核糖核苷酸
核糖
U
核糖核苷酸（4种）——RNA的基本组成单位
磷酸
磷酸
磷酸
磷酸
磷酸
磷酸
磷酸
8种核苷酸
A
腺嘌呤
G
鸟嘌呤
C
胞嘧啶
Cell
T
胸腺嘧啶
U
尿嘧啶
含氮碱基名称速记（A G C T U）
豌豆叶肉细胞中的核酸，含有的核苷酸种类、碱基种类分别是？
豌豆叶肉细胞中的遗传物质，含有的核苷酸种类、碱基种类分别是？
大肠杆菌细胞中的核酸，含有的核苷酸种类、碱基种类分别是？
大肠杆菌细胞中的遗传物质，含有的核苷酸种类、碱基种类分别是？
HIV含有的核苷酸种类、碱基种类分别是？
HIV的遗传物质，含有的核苷酸种类、碱基种类分别是？
练一练
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}生物类别
核酸种类
核苷酸种类
碱基种类
遗传物质
举例
细胞生物
(原核、真核)
植物、动物、细菌
病
毒
DNA病毒
T2噬菌体
RNA病毒
新型冠状病毒
2种
(DNA和RNA)
1种(DNA)
1种(RNA)
8种
4种
4种
5种
(A、T、G、C、U)
4种
(A、T、G、C)
4种
(A、U、G、C)
DNA
DNA
RNA
小结1:生物体中核酸、遗传物质、碱基和核苷酸种类的分析
A．若m为胸腺嘧啶，则b一定是构成DNA的基本单位
B．若m为胞嘧啶，则a为核糖或脱氧核糖
C．若m为尿嘧啶，则DNA中肯定不含b这种化合物
D．若m为腺嘌呤，则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸
?
m
a
b
1、下图是核酸的基本组成单位，则下列叙述不正确的是（ ）
D
随堂巩固
2.在棉花叶肉细胞中，由A、G、U、C、T五种碱基构成的核苷酸共有多少种(　 　)
A．5种
B．6种
C．7种
D．8种
都参与核糖核苷酸和
脱氧核苷酸的组成，
各有2种，共6种
U只参与构成核糖核苷酸，
T只参与构成脱氧核苷酸。
共2种
D
A、C、G、T
A、C、G、U
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
随堂检测
OH
OH
O
O
P
OH
OH
O
O
P
H2O
H2O
H2O
H2O
核苷酸链
磷酸二酯键
核苷酸 核酸
？
(二)两种核酸分子的连接过程
脱水缩合
核糖核苷酸
核糖核苷酸连接成的长链
RNA分子
RNA是由核糖核苷酸连接而成的长链，通常为单链
(二)两种核酸分子的连接过程
脱氧核糖核苷酸
脱氧核苷酸连接成的长链
DNA分子
DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链，通常为双链
(二)两种核酸分子的连接过程
核苷酸
核苷酸链
具有空间结构的单链或双链分子
（脱氧）核糖
含 氮 碱 基
磷 酸
P
P
P
P
P
碱基
碱基对
磷酸和五碳糖
小结2: 核酸的结构
名称
简称
元素组成
基本组成单位
化
学
组
成
磷酸
五碳糖
碱基
结构
分布
脱氧核糖核酸
核糖核酸
脱氧核糖核苷酸（4种)
核糖核苷酸(4种）
DNA
RNA
仅一种
脱氧核糖
核糖
A、G、C、T
A、G、C、U
通常为双链
通常为单链
真核：主要存在于细胞核（少量分布于细胞质中的线粒体、叶绿体）
原核：主要存在于拟核（少量分布于细胞质）
真核、原核：主要存在于细胞质（少量存在于细胞核）
C、H、O、N、P
小结2: DNA与RNA的比较
假设有一段由100个核苷酸组成的单链DNA片段，那么可以出现多少种核苷酸的排列组合？
4100
DNA片段3
DNA片段4
DNA片段1
DNA片段2
数目不同
排列顺序不同
DNA的多样性
DNA的特异性
1、不同的物种DNA不同；
2、同一物种的不同个体DNA也有差异。
（三)核酸的多样性和特异性
DNA指纹法在案件侦破中有着重要的用途。刑侦人员将从案发现场得到的血液、头发等样品中提取的DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，就可能为案件的侦破提供证据。
【思考】 1.为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息？

2.你能说出DNA鉴定技术在其他方面的应用吗？
核酸是细胞内携带遗传信息的物质
核酸的功能 ：
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
（四)核酸的功能
①DNA是遗传物质，携带有遗传信息
②不同个体的遗传信息一般都有区别，因此能够提供犯罪嫌疑人的信息
【资料】DNA中1个碱基的替换，导致血红蛋白空间结构异常，异常的血红蛋白分子缺氧条件下易相互聚集，导致红细胞形态改变，造成镰状细胞贫血的发生。
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。
核酸的功能 ：
磷酸
五碳糖
含氮碱基
C、H、O、N、P
脱氧核苷酸、核糖核苷酸
双链或单链
小结3: 请填写核酸的结构层次
1.如图是生物体核酸的基本组成单位——核苷酸的模式图，下列说法正确的是(　　 )
A．DNA与RNA在核苷酸上的不同点只在②方面
B．③在艾滋病病毒中有5种
C．③在生物体中共有8种
D．人体内的③有5种，②有2种
×
艾滋病病毒只有RNA一种核酸，含有的碱基共有4种：A、C、G、U
碱基：5种
核苷酸：8种
×
×
D
核糖核苷酸
脱氧核苷酸
脱氧核糖
核糖
A G C T
A G C U
随堂检测
第三部分
Biological macromolecular chain
as the basic skeleton
生物大分子以碳链为基本骨架
生物大分子以碳链为骨架
每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为骨架，生物大分子是由许多单体连接成多聚体。
脱水缩合
水解
有限数目的单体通过排列顺序和连接位置的变化，形成了多种不同的大分子物质
1）以碳链为骨架的 等生物大分子构成细胞生命大厦的基本框架
2）细胞中的这些化合物，含量和比例处在 之中，但又保持 ，以保证细胞生命活动的正常进行。
3）细胞是一个 。
多糖、蛋白质、核酸
不断变化
相对稳定
动态变化的有机整体
碳元素是生命的核心元素，没有碳，就没有生命
核酸
核苷酸
磷酸、五碳糖、含氮碱基
DNA
脱氧核苷酸
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
RNA
核糖核苷酸
磷酸、核糖、含氮碱基
初步水解
彻底水解
DNA和RNA初步水解后有什么产物？
彻底水解后又有什么产物？
拓展补充
DNA的水解产物和彻底水解产物分别有几种？ （　　）
A.4种 4种 B.4种 6种
C.3种 3种 D.3种 6种
B
拓展补充
磷酸
相互
连接
核酸的结构、功能、分布
结构
元素组成
小分子物质
C、H、O、N、P
+
+
五碳糖
含氮碱基
核苷酸
基本单位
A、C、G
（共有）
脱水
聚合
核苷酸链
一条或
两条
核酸
DNA（多为双链）
脱氧核糖、T
RNA（多为单链）
核糖、U
功能
携带遗传信息
控制遗传、变异和蛋白质合成
分布
DNA主要分布于细胞核
RNA主要分布于细胞质
小结
真核细胞

（1）核苷酸包括DNA和RNA两类（ ）
（2）DNA只分布于细胞核中，RNA只分布于细胞质中（ ）
（3）DNA和RNA的碱基组成相同，五碳糖不同（ ）
（4）核酸分子中，五碳糖：磷酸：含氮碱基=1:1:1（ ）
（5）病毒的遗传信息贮存在RNA中（ ）
（6）所有生物体内都含5种碱基、8种核苷酸、2种核酸（ ）
（7）真核生物以DNA为遗传物质，部分原核生物以RNA为遗传物质（ ）
随堂检测
×
×
×
×
×
×
√
1. (多选)如图表示细胞内不同化学元素所组成的化合物。
以下说法正确的是
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
√
√
√
课堂检测
2、下图表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系，其中 ???? 、 ???? 代表元素，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是生物大分子， ???? 、 ???? 、 ???? 、 ???? 分别为构成生物大分子的单体。下列叙述错误的是( @72@ )。
?
A.图中 ???? 和 ???? 表示的元素不完全相同
B.图中组成 ???? 物质的单糖是脱氧核糖
C.图中Ⅰ在小麦种子中主要是指麦芽糖
D.图中Ⅳ可以和双缩脲试剂发生紫色反应
?
C

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