遗传物质的携带者--核酸讲解词

询问后面的同学是否听得到

引入

同学们,你们是不是都听说过DNA 指纹法破案?这种方法能有效帮助警方破案。刑侦人员从案发现场得到头发、血液等样品,从中提取DNA ,与犯罪嫌疑人的DNA 进行比较。如果从案发现场得到的DNA 与犯罪嫌疑人的DNA 相同,则证明犯罪嫌疑人有在案发现场的直接证据。

为什么DNA 能够提供犯罪嫌疑人的信息呢?因为它是我们今天要讲的内容“遗传信息的携带者——核酸”中的一种。由于每个人的遗传信息是独一无二的,所以每个人携带遗传信息的核酸也各不相同,这就能够帮助我们鉴别身份。所以,除了利用DNA 条带确定嫌疑人,我们还可以借助DNA 来帮助被拐卖的儿童寻找双亲,鉴定尸体身份等。

核酸的分类

DNA 在鉴定身份方面这么有效,那大家知道DNA 的中文全称是什么吗?

是脱氧核糖核酸。(板书:DNA 脱氧核糖核酸)。核酸共有两类,除了DNA 还有RNA ,RNA 的中文全称是核糖核酸(板书:一、分类,RNA 核糖核酸)。

核酸的功能

那么核酸有什么功能呢?刚刚我们讲到核酸是细胞内携带遗传信息的物质,所以核酸的功能首先是携带遗传信息。那不同生物个体遗传信息之间的差异又是怎么表现出来的呢?上一章我们讲过,蛋白质是生命活动的主要承担者,也是生命活动的直接体现者,核酸能够控制蛋白质的合成,从而控制着生物体的遗传和代谢。因而,核酸的功能还有在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有及其重要的作用。(板书:二、功能,携带遗传信息,在生物体遗传、变异和蛋白质合成中有重要作用)

老师在这里留一个思考问题:为什么核酸能储存遗传信息呢?或许本节课学完你就能回答出来。

核酸的组成元素

接下来我们来进一步走近核酸,学习核酸的组成元素和基本结构。

首先,核酸的组成元素有CHONP ,N 元素来自于含氮碱基,P 元素来自于磷酸。(板书:

三、组成元素)

核酸的基本机构

那么核酸的基本结构又是怎样的呢?

核酸也是像蛋白质一样,是生物大分子,它的基本单位是核苷酸。(板书:四、基本机构——核苷酸)

核苷酸的结构

核苷酸又有3部分构成:磷酸,五碳糖和碱基,为了方便,我们通常用简单的图形表示这三部分。大家会不会奇怪,五碳糖这个五边形多了“一只小手”,这是有机化学中的结构简式,碳原子、氢原子都不用标注出来,每一个横线的交叉点或者末端代表一个碳原子,其他原子或特殊基团标在相应位置,老师为了看的清楚,有些特殊基团没画出来。五边形上面是一个氧原子,所以五碳糖的五个碳原子在1、2、3、4、5(按数位顺序)这些位置上,我们给五碳糖上的碳原子编号时是从连接碱基的这个碳原子开始的。那磷酸、五碳糖、碱基三部分是怎么连接在一起的呢?

我们看到磷酸的化学式,这一部分是不是就是将羧基中的碳原子换成了磷原子,五碳糖的5号碳原子上有一个羟基,两者之间发生反应脱去一个水分子,形成了一个磷酸酯键将它们连接在一起。碱基与五碳糖之间也是类似的连接方式。

核苷酸异同点比较

核酸分为两种,构成核酸的核苷酸自然也分为两种,组成DNA 的是脱氧(核糖)核苷

酸,组成RNA 的是核糖核苷酸。注意,脱氧核糖核苷酸中核糖可以省略。脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸区别在哪里呢?我们一起来看。

大家看到课本28页图2-8,我们可以看到两种核苷酸的化学式,大家能找出其中的不同吗?

两者五碳糖的2号碳原子上连接的基团不同。脱氧核糖核苷酸上连接一个氢原子,核糖核苷酸上连接一个羟基,两者之间相差一个氧原子,这也是脱氧核糖核苷酸的“脱氧”二字的来源。

除了五碳糖的区别,脱氧核苷酸和核糖核苷酸的碱基之间也存在差异。大家看到课本29页的图2-10,这里是用维恩图表示出了DNA 和RNA 的区别,DNA 和RNA 中各含有4种碱基,DNA 中含有A 腺嘌呤C 胞嘧啶G 鸟嘌呤T 胸腺嘧啶,RNA 中含有A 腺嘌呤C 胞嘧啶G 鸟嘌呤U 尿嘧啶,两者共有的碱基是A 腺嘌呤C 胞嘧啶G 鸟嘌呤这三种。大家初次接触碱基,中文名和英文缩写都还晕乎乎的对不上号。老师来介绍一个记住碱基中文名和英文缩写的巧法。

A (拼音xian )

C (cell 细胞)

G (像只鸟头,谐音“鸡”)

T (像胸前挂的十字架)

U (肾小管就是U 形的,肾是形成尿液的器官)

这个巧记方法虽然不太雅观,对于刚接触碱基的人来说非常有用,能够帮助我们快速准确记忆碱基中文名和对应英文缩写,等到我们熟悉运用形成条件反射,就不再需要这个巧记方法了。擦去巧记方法板书。

核苷酸之间的连接方式

我们已经了解了核苷酸的结构和分类,那么两种核苷酸是怎么连接形成DNA 或者RNA 大分子的呢?我们一起来看。(画出两个核苷酸)

磷酸的这一部分是不是也是一个类似于羧基的结构?(在下面的磷酸上标出基团)不论是脱氧核糖还是核糖的3号位上都有一个羟基,可以和磷酸的这一部分发生反应脱去一个水分子,跟刚刚我们讲到过的一样形成一个磷酸酯键。所以,每两个核苷酸分子之间是通过这两个磷酸酯键连接在一起的,由于这两个键分别处于两个五碳糖的3号位和5号位,我们就把连接两个核苷酸的化学键叫做3,5-磷酸二酯键。

单条DNA 链或RNA 链的形成方式相同,不同的是DNA 一般是由两条脱氧核苷酸链组成,RNA 一般是由一条核苷酸链组成。

水解和完全水解(开始点人回答)

1、对于碱基、核苷酸和核酸,我们已经讲了很多。现在我们来走进一个细胞,对其中的核酸进行分析。细胞中有几种核酸呢?

2种

2、那现在把所有核酸水解,我们能得到几种核苷酸呢?

8种,脱氧核糖核苷酸有4种,核糖核苷酸有4种。

3、那现在对核酸进行完全水解,又能得到什么物质呢?

磷酸,五碳糖和碱基。我们之前讲过这三部分也是通过脱去一个水分子形成共价键,完全水解后,这三部分也会相互分离,我们能够得到五碳糖和碱基。

4、那得到五碳糖和碱基的数目分别是几种呢?

我们能够得到2种五碳糖,5种碱基。

5、如果被水解和完全水解的是病毒,又会得到什么样的结果呢?病毒的核酸比较特殊,它只含有1种核酸。所以将病毒的核酸进行水解和完全水解,能得到的核苷酸数、五碳糖数和

碱基数分别是多少?

1,1,4

核酸分子的多样性和特异性

我们今天学习了核酸的相关知识,知道了核酸的种类、在细胞中的分布、以及核酸的结构。回到一开始提出的思考题:为什么核酸能储存遗传信息呢?这个要用核酸分子的多样性和特异性来解释。

我们上节课学到,蛋白质多样性的原因之一是组成蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序多种多样。核酸也有类似的多样性基础:组成DNA 的核苷酸有4种ACGT ,组成RNA 的核苷酸也有四种,ACGU 。核苷酸的种类、数目和排列顺序的不同导致了核酸的多样性。

每个核酸分子中核苷酸的种类、数目和排列顺序是特定的,其特定的核苷酸排列顺序就代表了特定的遗传信息。由于核苷酸分子特殊的连接方式,我们可以用碱基的排列顺序代表核苷酸的排列书序,因而这两句话中的核苷酸排列书序都可以改为碱基的排列书序。

用4n 来解释信息储存量大,核酸分子的多样性决定了其中贮存的遗传信息的容量非常大。

遗传信息的储存位置

绝大多数生物的遗传信息贮存在DNA 中,部分病毒的遗传信息直接贮存在RNA 病毒中,如HIV 、SARS 病毒等。

核酸既然是细胞内携带遗传信息的物质,那同学们是否好奇,它存在于细胞中的什么部位?我们课本上用一个巧妙的实验对这个问题进行了探究。由于时间原因,老师不讲具体的实验操作,只讲一下实验原理。有两种特殊试剂,甲基绿和吡罗红(提醒学生不要写错字),他们对DNA 和RNA 亲和力不同,甲基绿使DNA 呈现绿色,吡罗红使RNA 呈现红色。用甲基绿、吡罗红混合染色剂对细胞进行染色,可以显示DNA 和RNA 在细胞中的分布。实验结果呈现在课本27页,大家观察这两幅图片,可以看到细胞核区域呈现绿色,细胞质区域呈现红色。那同学们能得出什么结论?

点人回答并完善答案。注意,真核细胞,主要!

真核细胞的DNA 和RNA 的分布我们已经知道了,那同学们能不能推理一下, DNA 和RNA 在原核生物中是怎样分布的,在病毒中又是如何分布的呢?

询问后面的同学是否听得到

引入

同学们,你们是不是都听说过DNA 指纹法破案?这种方法能有效帮助警方破案。刑侦人员从案发现场得到头发、血液等样品,从中提取DNA ,与犯罪嫌疑人的DNA 进行比较。如果从案发现场得到的DNA 与犯罪嫌疑人的DNA 相同,则证明犯罪嫌疑人有在案发现场的直接证据。

为什么DNA 能够提供犯罪嫌疑人的信息呢?因为它是我们今天要讲的内容“遗传信息的携带者——核酸”中的一种。由于每个人的遗传信息是独一无二的,所以每个人携带遗传信息的核酸也各不相同,这就能够帮助我们鉴别身份。所以,除了利用DNA 条带确定嫌疑人,我们还可以借助DNA 来帮助被拐卖的儿童寻找双亲,鉴定尸体身份等。

核酸的分类

DNA 在鉴定身份方面这么有效,那大家知道DNA 的中文全称是什么吗?

是脱氧核糖核酸。(板书:DNA 脱氧核糖核酸)。核酸共有两类,除了DNA 还有RNA ,RNA 的中文全称是核糖核酸(板书:一、分类,RNA 核糖核酸)。

核酸的功能

那么核酸有什么功能呢?刚刚我们讲到核酸是细胞内携带遗传信息的物质,所以核酸的功能首先是携带遗传信息。那不同生物个体遗传信息之间的差异又是怎么表现出来的呢?上一章我们讲过,蛋白质是生命活动的主要承担者,也是生命活动的直接体现者,核酸能够控制蛋白质的合成,从而控制着生物体的遗传和代谢。因而,核酸的功能还有在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有及其重要的作用。(板书:二、功能,携带遗传信息,在生物体遗传、变异和蛋白质合成中有重要作用)

老师在这里留一个思考问题:为什么核酸能储存遗传信息呢?或许本节课学完你就能回答出来。

核酸的组成元素

接下来我们来进一步走近核酸,学习核酸的组成元素和基本结构。

首先,核酸的组成元素有CHONP ,N 元素来自于含氮碱基,P 元素来自于磷酸。(板书:

三、组成元素)

核酸的基本机构

那么核酸的基本结构又是怎样的呢?

核酸也是像蛋白质一样,是生物大分子,它的基本单位是核苷酸。(板书:四、基本机构——核苷酸)

核苷酸的结构

核苷酸又有3部分构成:磷酸,五碳糖和碱基,为了方便,我们通常用简单的图形表示这三部分。大家会不会奇怪,五碳糖这个五边形多了“一只小手”,这是有机化学中的结构简式,碳原子、氢原子都不用标注出来,每一个横线的交叉点或者末端代表一个碳原子,其他原子或特殊基团标在相应位置,老师为了看的清楚,有些特殊基团没画出来。五边形上面是一个氧原子,所以五碳糖的五个碳原子在1、2、3、4、5(按数位顺序)这些位置上,我们给五碳糖上的碳原子编号时是从连接碱基的这个碳原子开始的。那磷酸、五碳糖、碱基三部分是怎么连接在一起的呢?

我们看到磷酸的化学式,这一部分是不是就是将羧基中的碳原子换成了磷原子,五碳糖的5号碳原子上有一个羟基,两者之间发生反应脱去一个水分子,形成了一个磷酸酯键将它们连接在一起。碱基与五碳糖之间也是类似的连接方式。

核苷酸异同点比较

核酸分为两种,构成核酸的核苷酸自然也分为两种,组成DNA 的是脱氧(核糖)核苷

酸,组成RNA 的是核糖核苷酸。注意,脱氧核糖核苷酸中核糖可以省略。脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸区别在哪里呢?我们一起来看。

大家看到课本28页图2-8,我们可以看到两种核苷酸的化学式,大家能找出其中的不同吗?

两者五碳糖的2号碳原子上连接的基团不同。脱氧核糖核苷酸上连接一个氢原子,核糖核苷酸上连接一个羟基,两者之间相差一个氧原子,这也是脱氧核糖核苷酸的“脱氧”二字的来源。

除了五碳糖的区别,脱氧核苷酸和核糖核苷酸的碱基之间也存在差异。大家看到课本29页的图2-10,这里是用维恩图表示出了DNA 和RNA 的区别,DNA 和RNA 中各含有4种碱基,DNA 中含有A 腺嘌呤C 胞嘧啶G 鸟嘌呤T 胸腺嘧啶,RNA 中含有A 腺嘌呤C 胞嘧啶G 鸟嘌呤U 尿嘧啶,两者共有的碱基是A 腺嘌呤C 胞嘧啶G 鸟嘌呤这三种。大家初次接触碱基,中文名和英文缩写都还晕乎乎的对不上号。老师来介绍一个记住碱基中文名和英文缩写的巧法。

A (拼音xian )

C (cell 细胞)

G (像只鸟头,谐音“鸡”)

T (像胸前挂的十字架)

U (肾小管就是U 形的,肾是形成尿液的器官)

这个巧记方法虽然不太雅观,对于刚接触碱基的人来说非常有用,能够帮助我们快速准确记忆碱基中文名和对应英文缩写,等到我们熟悉运用形成条件反射,就不再需要这个巧记方法了。擦去巧记方法板书。

核苷酸之间的连接方式

我们已经了解了核苷酸的结构和分类,那么两种核苷酸是怎么连接形成DNA 或者RNA 大分子的呢?我们一起来看。(画出两个核苷酸)

磷酸的这一部分是不是也是一个类似于羧基的结构?(在下面的磷酸上标出基团)不论是脱氧核糖还是核糖的3号位上都有一个羟基,可以和磷酸的这一部分发生反应脱去一个水分子,跟刚刚我们讲到过的一样形成一个磷酸酯键。所以,每两个核苷酸分子之间是通过这两个磷酸酯键连接在一起的,由于这两个键分别处于两个五碳糖的3号位和5号位,我们就把连接两个核苷酸的化学键叫做3,5-磷酸二酯键。

单条DNA 链或RNA 链的形成方式相同,不同的是DNA 一般是由两条脱氧核苷酸链组成,RNA 一般是由一条核苷酸链组成。

水解和完全水解(开始点人回答)

1、对于碱基、核苷酸和核酸,我们已经讲了很多。现在我们来走进一个细胞,对其中的核酸进行分析。细胞中有几种核酸呢?

2种

2、那现在把所有核酸水解,我们能得到几种核苷酸呢?

8种,脱氧核糖核苷酸有4种,核糖核苷酸有4种。

3、那现在对核酸进行完全水解,又能得到什么物质呢?

磷酸,五碳糖和碱基。我们之前讲过这三部分也是通过脱去一个水分子形成共价键,完全水解后,这三部分也会相互分离,我们能够得到五碳糖和碱基。

4、那得到五碳糖和碱基的数目分别是几种呢?

我们能够得到2种五碳糖,5种碱基。

5、如果被水解和完全水解的是病毒,又会得到什么样的结果呢?病毒的核酸比较特殊,它只含有1种核酸。所以将病毒的核酸进行水解和完全水解,能得到的核苷酸数、五碳糖数和

碱基数分别是多少?

1,1,4

核酸分子的多样性和特异性

我们今天学习了核酸的相关知识,知道了核酸的种类、在细胞中的分布、以及核酸的结构。回到一开始提出的思考题:为什么核酸能储存遗传信息呢?这个要用核酸分子的多样性和特异性来解释。

我们上节课学到,蛋白质多样性的原因之一是组成蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序多种多样。核酸也有类似的多样性基础:组成DNA 的核苷酸有4种ACGT ,组成RNA 的核苷酸也有四种,ACGU 。核苷酸的种类、数目和排列顺序的不同导致了核酸的多样性。

每个核酸分子中核苷酸的种类、数目和排列顺序是特定的,其特定的核苷酸排列顺序就代表了特定的遗传信息。由于核苷酸分子特殊的连接方式,我们可以用碱基的排列顺序代表核苷酸的排列书序,因而这两句话中的核苷酸排列书序都可以改为碱基的排列书序。

用4n 来解释信息储存量大,核酸分子的多样性决定了其中贮存的遗传信息的容量非常大。

遗传信息的储存位置

绝大多数生物的遗传信息贮存在DNA 中,部分病毒的遗传信息直接贮存在RNA 病毒中,如HIV 、SARS 病毒等。

核酸既然是细胞内携带遗传信息的物质,那同学们是否好奇,它存在于细胞中的什么部位?我们课本上用一个巧妙的实验对这个问题进行了探究。由于时间原因,老师不讲具体的实验操作,只讲一下实验原理。有两种特殊试剂,甲基绿和吡罗红(提醒学生不要写错字),他们对DNA 和RNA 亲和力不同,甲基绿使DNA 呈现绿色,吡罗红使RNA 呈现红色。用甲基绿、吡罗红混合染色剂对细胞进行染色,可以显示DNA 和RNA 在细胞中的分布。实验结果呈现在课本27页,大家观察这两幅图片,可以看到细胞核区域呈现绿色,细胞质区域呈现红色。那同学们能得出什么结论?

点人回答并完善答案。注意,真核细胞,主要!

真核细胞的DNA 和RNA 的分布我们已经知道了,那同学们能不能推理一下, DNA 和RNA 在原核生物中是怎样分布的,在病毒中又是如何分布的呢?


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