資源簡(jiǎn)介

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
【素養(yǎng)導(dǎo)引】
1.生命觀念:運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀,闡明核苷酸的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)。
2.科學(xué)思維:
(1)理解核苷酸的組成,構(gòu)建核苷酸的結(jié)構(gòu)模型,學(xué)會(huì)用實(shí)物構(gòu)建物理模型的科學(xué)思維;
(2)通過(guò)對(duì)核苷酸的排列順序與遺傳信息的關(guān)系及生物大分子以碳鏈作為基本骨架的學(xué)習(xí),形成歸納與概括的科學(xué)思維。
一、核酸的種類及其分布
[思考]　原核細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核,其DNA主要分布在哪里
提示:擬核。
二、核酸是由核苷酸連接而成的長(zhǎng)鏈
1.核酸的結(jié)構(gòu)層次:
寫出圖中各字母代表的名稱:
a.磷酸　b.五碳糖　c.含氮堿基　d.核苷酸
e.DNA　f.RNA
2.DNA與RNA的區(qū)別:
(1)化學(xué)組成:若圖中d構(gòu)成e,則b表示脫氧核糖,c表示A、T、G、C四種堿基;若圖中d構(gòu)成f,則b表示核糖,c表示A、U、G、C四種堿基。
(2)鏈數(shù):
一般情況下,在生物體的細(xì)胞中,DNA由兩條脫氧核苷酸鏈構(gòu)成,RNA由一條核糖核苷酸鏈構(gòu)成。
3.組成元素:C、H、O、N、P。
4.核酸的多樣性及功能:
(1)多樣性的原因:核苷酸數(shù)目不同和排列順序多樣。
(2)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:
2.多聚體:每一個(gè)單體都以若干個(gè)相連的碳原子構(gòu)成的碳鏈為基本骨架,由許多單體連接成多聚體。
[思考]　淀粉、纖維素和糖原的單體都是葡萄糖,能否說(shuō)多糖的單體就是葡萄糖
提示:不能。因?yàn)槎嗵浅说矸邸⒗w維素和糖原之外,還有幾丁質(zhì)等,幾丁質(zhì)的單體不是葡萄糖。
科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),病毒疫情有“小概率、大危害”的特點(diǎn),席卷全球的新型冠狀病毒對(duì)人類健康的危害就體現(xiàn)了這一特點(diǎn)。新型冠狀病毒是一種RNA病毒,由蛋白質(zhì)外殼和里面的RNA構(gòu)成。結(jié)合所學(xué)知識(shí)判斷:
1.RNA中文名稱為核糖核苷酸。 (×)
分析:RNA中文名稱為核糖核酸。
2.RNA含有尿嘧啶不含胸腺嘧啶。 (√)
3.新型冠狀病毒可以在含有各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基上繁殖。 (×)
分析:病毒必須寄生在活細(xì)胞中才能繁殖。
學(xué)習(xí)任務(wù)一:核酸的種類、結(jié)構(gòu)和功能
1.DNA和RNA的比較:
項(xiàng)目 DNA RNA
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
五碳糖 脫氧核糖 核糖
含氮堿基 共有A、G、C
特有T 特有U
一般結(jié)構(gòu) 兩條脫氧核苷酸鏈 一條核糖核苷酸鏈
存在部位 主要在細(xì)胞核 主要在細(xì)胞質(zhì)
[思考探究]　氨基酸的種類是由R基決定的,那么核苷酸的種類是由什么決定的
提示:是由五碳糖的類型和堿基的類型決定的。
2.不同生物體中核酸、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
原核生物 DNA和RNA DNA A、G、C、T、U 8種
真核生物 DNA和RNA DNA A、G、C、T、U 8種
DNA病毒 DNA DNA A、G、C、T 4種
RNA病毒 RNA RNA A、G、C、U 4種
【學(xué)習(xí)加點(diǎn)料】
1.思維易錯(cuò):細(xì)胞中堿基A、T、U、C能形成幾種核苷酸
提示:六種。A和C能形成核糖核苷酸和脫氧核苷酸,T只能形成脫氧核苷酸,U只能形成核糖核苷酸。
2.教材開發(fā):P34 [問(wèn)題探討]
通過(guò)鑒定DNA可以確認(rèn)親子關(guān)系。結(jié)合本節(jié)內(nèi)容,探討進(jìn)行親子鑒定時(shí),主要比較雙方DNA的何種指標(biāo)。
提示:脫氧核苷酸的排列順序。
　(2022·唐山高一檢測(cè))如圖為DNA和RNA化學(xué)成分①的比較概念圖,圖中陰影部分②表示 (　　)
A.脫氧核糖、鳥嘌呤、磷酸
B.胸腺嘧啶、腺嘌呤、磷酸
C.核糖、脫氧核糖、磷酸
D.胞嘧啶、鳥嘌呤、磷酸
[解題思維]
提取關(guān)鍵點(diǎn) ①DNA和RNA化學(xué)成分、②陰影部分
轉(zhuǎn)化知識(shí)點(diǎn) DNA和RNA在組成成分上的異同
排除障礙點(diǎn) 陰影部分是DNA和RNA在化學(xué)組成上共有的部分
【解析】選D。分析圖形可知,陰影部分是DNA和RNA共同含有的,脫氧核糖只有DNA含有,RNA含有的是核糖,A、C錯(cuò)誤;胸腺嘧啶是DNA中特有的堿基,B錯(cuò)誤;胞嘧啶、鳥嘌呤和磷酸是DNA和RNA都共同含有的,D正確。
　[借題發(fā)揮]　DNA的圓圈中非陰影部分表示什么
提示:脫氧核糖、胸腺嘧啶。
1.RNA的主要存在部位和所含的五碳糖分別是 (　　)
A.細(xì)胞核、核糖 B.細(xì)胞質(zhì)、核糖
C.細(xì)胞核、脫氧核糖 D.細(xì)胞質(zhì)、脫氧核糖
【解析】選B。RNA含有核糖,主要存在于細(xì)胞質(zhì)中。
2.“大千世界,小小足跡,在旅途中解開所有謎題,與最親愛(ài)的人,走最遙遠(yuǎn)的距離……”2022年春晚一曲《萬(wàn)象回春》講述了“大象家族”北上及返回之旅的故事。下列有關(guān)大象細(xì)胞DNA的敘述錯(cuò)誤的是 (　　)
A.主要存在于細(xì)胞核內(nèi)
B.基本單位是脫氧核苷酸
C.含有A、T、G、C 4種堿基
D.不是大象的遺傳物質(zhì)
【解析】選D。真核細(xì)胞的DNA主要存在于細(xì)胞核內(nèi),大象細(xì)胞的線粒體中也含有少量的DNA,A正確;DNA的基本單位是脫氧核糖核苷酸,B正確;DNA中含有的堿基是A、T、G、C 4種,C正確;含有DNA的生物的遺傳物質(zhì)是DNA,D錯(cuò)誤。
3.下列關(guān)于如圖所示過(guò)程的敘述,錯(cuò)誤的是 (　　)
A.甲是磷酸,在不同的核苷酸中種類相同
B.乙是五碳糖,在 DNA 中是脫氧核糖,在 RNA 中是核糖
C.丙是含氮堿基,在人體細(xì)胞 DNA 中有 4 種
D.丁是核苷酸,在一個(gè)病毒中有 8 種
【解析】選D。甲是磷酸,磷酸只有一種,在不同的核苷酸中種類是相同的,A正確;乙是五碳糖,有脫氧核糖和核糖兩種,在DNA中是脫氧核糖,在RNA中是核糖,B正確;丙為含氮堿基,人體體細(xì)胞中遺傳物質(zhì)為DNA,含氮堿基共有4種(A、T、C、G),C正確;丁是核苷酸,在一個(gè)病毒中有DNA或RNA一種核酸,4種核苷酸,D錯(cuò)誤。
學(xué)習(xí)任務(wù)二:生物大分子
1.常見生物大分子的單體和不同水解程度的產(chǎn)物:
物質(zhì) 單體 初步水解產(chǎn)物 徹底水解產(chǎn)物
DNA 脫氧核苷酸 脫氧核苷酸 脫氧核糖、磷酸、堿基
RNA 核糖核苷酸 核糖核苷酸 核糖、磷酸、堿基
蛋白質(zhì) 氨基酸 多肽 氨基酸
淀粉 葡萄糖 麥芽糖 葡萄糖
(1)DNA和RNA初步水解得到基本單位,而淀粉和蛋白質(zhì)徹底水解得到基本單位。
(2)單體都是通過(guò)脫水縮合形成生物大分子。
2.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)提供生命活動(dòng)的重要能源。
(3)水和無(wú)機(jī)鹽與其他物質(zhì)一起,共同構(gòu)建細(xì)胞、參與細(xì)胞生命活動(dòng)。
(4)細(xì)胞中的化合物,含量和比例處在不斷變化之中,但又保持相對(duì)穩(wěn)定。
3.生物大分子具有特定的結(jié)構(gòu):
(1)維持生物大分子高級(jí)結(jié)構(gòu)的重要因素是氫鍵、二硫鍵等化學(xué)鍵。
(2)高級(jí)結(jié)構(gòu)不很穩(wěn)定。
①生物大分子變性就是因?yàn)楦呒?jí)結(jié)構(gòu)被破壞,大分子性質(zhì)改變,生物活性喪失。但是,一級(jí)結(jié)構(gòu)尚未被破壞。
②蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)被破壞后不能重新形成,但DNA的空間結(jié)構(gòu)被破壞后可以重新形成。
【學(xué)習(xí)加點(diǎn)料】
1.思維易錯(cuò):淀粉、纖維素和糖原是三種不同的多糖,功能不同與其結(jié)構(gòu)多樣性有關(guān),這三種多糖的結(jié)構(gòu)多樣性是否與單體的排列順序有關(guān) 為什么
提示:無(wú)關(guān)。這三種多糖的單體都是只有葡萄糖一種,排列順序都一樣。
2.思維易錯(cuò):生物大分子都是以碳鏈為骨架嗎
提示:是。生物大分子是由多個(gè)單體形成的多聚體,而構(gòu)成生物大分子的單體都是以碳鏈為骨架的。
　(2022·衡水高一檢測(cè))0~9,10個(gè)數(shù)字可以有若干不同位數(shù)的組合;a~z,26個(gè)字母可以構(gòu)成若干不同的單詞;相似地,以碳鏈為基本骨架的小分子單體也能構(gòu)成許多不同的多聚體,模式圖如下。有關(guān)說(shuō)法正確的是 (　　)
A.多聚體多糖的單體是葡萄糖
B.若圖中S1、S2、S3、S4……為同一種單體,則該多聚體可以表示淀粉
C.若圖中單體表示氨基酸,則形成此長(zhǎng)鏈時(shí)所有氨基和羧基都參與脫水縮合
D.若圖中多聚體為DNA,構(gòu)成其脫氧核糖的組成元素為C、H、O、N、P
[解題思維]
提取關(guān)鍵點(diǎn) 以碳鏈為基本骨架的小分子單體能構(gòu)成許多不同的多聚體
轉(zhuǎn)化知識(shí)點(diǎn) 不同大分子的單體、大分子的元素組成、氨基酸的脫水縮合
排除障礙點(diǎn) 多糖的單體不一定是葡萄糖、脫氧核糖的元素組成是C、H、O
【解析】選B。多聚體多糖的單體是單糖,而并非都是葡萄糖,如幾丁質(zhì)的單體不是葡萄糖,A錯(cuò)誤;淀粉為大分子,其單體均為葡萄糖,可用題圖表示,B正確;若圖中單體表示氨基酸,則該長(zhǎng)鏈為肽鏈,其一端為游離的氨基,另一端為游離的羧基,且單體R基團(tuán)所帶氨基和羧基不參與脫水縮合,C錯(cuò)誤;若圖中多聚體為DNA,構(gòu)成其脫氧核糖的組成元素為C、H、O,D錯(cuò)誤。
1.下列有關(guān)碳鏈的敘述正確的是 (　　)
A.磷脂、固醇都是小分子物質(zhì),故脂質(zhì)不是以碳鏈為基本骨架的
B.蛋白質(zhì)分子的肽鏈?zhǔn)且园被釣榛締挝坏奶脊羌軜?gòu)成的
C.核酸分子是以脫氧核苷酸為基本單位的碳骨架構(gòu)成的長(zhǎng)鏈
D.多糖中只有植物類多糖是以單糖為基本單位的碳骨架構(gòu)成的
【解析】選B。有機(jī)物都是以碳鏈為基本骨架形成其分子結(jié)構(gòu),A、D錯(cuò)誤;蛋白質(zhì)分子的肽鏈?zhǔn)且园被釣榛締挝坏奶脊羌軜?gòu)成的,B正確;DNA分子是以脫氧核苷酸為基本單位的碳骨架構(gòu)成的長(zhǎng)鏈;RNA分子是以核糖核苷酸為基本單位的碳骨架構(gòu)成的長(zhǎng)鏈,C錯(cuò)誤。
2.下列關(guān)于生物大分子的敘述不正確的是 (　　)
A.生物大分子都是以碳鏈為骨架構(gòu)成的
B.生物大分子均由其各自的基本單位縮(聚)合而成
C.核酸的多樣性是由堿基的數(shù)量、排列順序決定的
D.蛋白質(zhì)功能的多樣性決定了其結(jié)構(gòu)的多樣性
【解析】選D。生物大分子都是以碳鏈為基本骨架,沒(méi)有碳就沒(méi)有生命,A正確;生物大分子都是以單體聚合而成的,B正確;構(gòu)成核酸的堿基的數(shù)量和排列順序決定了核酸分子的多樣性,C正確;蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性決定了其功能的多樣性,D錯(cuò)誤。
DNA指紋技術(shù)
　　　DNA指紋技術(shù)在親子鑒定等方面具有重要用途。通過(guò)提取某小孩和其母親以及待測(cè)定的三位男性的DNA,進(jìn)行DNA指紋鑒定,部分結(jié)果如圖所示。
探究:
(1)DNA的遺傳信息儲(chǔ)存在_____________中,DNA由大量的脫氧核苷酸組成,故屬于________。
(2)該小孩的真正生物學(xué)父親應(yīng)為男性B,判斷的依據(jù)是什么
【解析】(1)DNA的遺傳信息儲(chǔ)存在脫氧核苷酸的排列序列中,一個(gè)DNA分子由大量脫氧核苷酸構(gòu)成,即由許多單體構(gòu)成,故屬于生物大分子。
(2)孩子的DNA一半來(lái)自母親,一半來(lái)自父親,故孩子的第一條DNA帶來(lái)自母親,第二條DNA帶來(lái)自父親,對(duì)比A、B、C男性的DNA帶可知,該小孩的第二條DNA帶來(lái)自男性B,故該小孩的真正生物學(xué)父親是男性B。
答案:(1)脫氧核苷酸的排列順序　生物大分子
(2)孩子的第一條DNA帶來(lái)自母親,第二條DNA帶來(lái)自父親,對(duì)比A、B、C男性的DNA帶可知,該小孩的第二條DNA帶來(lái)自男性B,故該小孩的真正生物學(xué)父親是男性B。
情境載體 情境類型為生活、學(xué)習(xí)和實(shí)踐情境,突出與生活的聯(lián)系
關(guān)鍵能力↓圖文轉(zhuǎn)化 ①孩子的遺傳物質(zhì)來(lái)自母親和父親②孩子的第一條DNA帶來(lái)自母親,第二條DNA帶應(yīng)來(lái)自父親,只與B相同
學(xué)科素養(yǎng) 培養(yǎng)科學(xué)思維中的分析與綜合、運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)社會(huì)問(wèn)題進(jìn)行辨析的社會(huì)責(zé)任
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