《核酸是遺傳信息的攜帶者》+講義 高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

《核酸是遺傳信息的攜帶者》講義《核酸是遺傳信息的攜帶者》講義同學(xué)們，在高中人教版（2019）必修1分子與細(xì)胞這本書里，第二章組成細(xì)胞的分子中的第五節(jié)就是咱們今天要好好講講的內(nèi)容——核酸是遺傳信息的攜帶者。這核酸啊，就像細(xì)胞里的超級(jí)小秘書，默默地記錄著非常重要的信息呢。一、核酸的種類和分布（一）種類咱們先來說說核酸的種類，其實(shí)就兩種，一種是脫氧核糖核酸，也就是咱們常說的DNA，還有一種是核糖核酸，叫做RNA。這DNA就像一個(gè)超級(jí)大的家族族譜，把生物的各種遺傳信息都詳細(xì)地記錄下來。而RNA呢，就像是一個(gè)小信使，負(fù)責(zé)把DNA里的部分信息傳遞出去，好讓細(xì)胞能夠根據(jù)這些信息來合成各種各樣的蛋白質(zhì)。（二）分布那這些核酸都分布在哪里呢？咱們?nèi)梭w里的細(xì)胞可多了，每個(gè)細(xì)胞里都有核酸。DNA主要是待在細(xì)胞核里，那里就像是它的老窩。但是呢，在細(xì)胞質(zhì)里的線粒體和葉綠體（植物細(xì)胞才有葉綠體哦）里也有少量的DNA。RNA就比較活躍了，它在細(xì)胞核里產(chǎn)生，然后就跑到細(xì)胞質(zhì)里去干活啦。我給你們講個(gè)我自己經(jīng)歷的事情吧。我有一次去參觀一個(gè)生物實(shí)驗(yàn)室，看到那些研究人員在研究細(xì)胞的時(shí)候，用一種特殊的染色劑來顯示核酸的分布。他們把細(xì)胞樣本放在顯微鏡下，滴上染色劑，不一會(huì)兒，就能看到細(xì)胞核被染成了深色，這就是DNA聚集的地方，而細(xì)胞質(zhì)里也有一些淡淡的顏色，那就是RNA在的地方。這個(gè)實(shí)驗(yàn)可真是讓我大開眼界，原來核酸在細(xì)胞里的分布是這樣一目了然的啊。二、核酸是由核苷酸連接而成的長鏈（一）核苷酸的組成那核酸是怎么構(gòu)成的呢？這就不得不提到核苷酸了。核苷酸可是核酸的基本組成單位，就像蓋房子的小磚頭一樣。一個(gè)核苷酸是由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮堿基組成的。這里面的五碳糖又有兩種，在DNA里是脫氧核糖，在RNA里是核糖。含氮堿基就比較復(fù)雜了，有五種，分別是腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U）。其中，DNA里有A、G、C、T這四種堿基，而RNA里是A、G、C、U這四種堿基。（二）核苷酸連接成鏈這些核苷酸是怎么變成核酸的呢？就像小朋友們手拉手一樣，一個(gè)核苷酸的磷酸和另一個(gè)核苷酸的五碳糖連接起來，這樣一個(gè)接一個(gè)，就形成了一條長長的核苷酸鏈。DNA是由兩條這樣的鏈組成的，而且這兩條鏈?zhǔn)前凑找欢ǖ囊?guī)則配對的，A和T配對，G和C配對，就像拉鏈的兩邊一樣，緊緊地結(jié)合在一起，形成了一個(gè)雙螺旋結(jié)構(gòu)。這個(gè)雙螺旋結(jié)構(gòu)可神奇了，它能夠把遺傳信息很好地保護(hù)起來。RNA呢，一般是單鏈的，但是它也能夠通過自身的折疊形成一些特殊的結(jié)構(gòu)來完成它的使命。我再給你們說說我看到的一個(gè)有趣的模型。在實(shí)驗(yàn)室里，有一個(gè)很大的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，那模型做的可逼真了。我仔細(xì)觀察了一下，看到那些代表核苷酸的小部件按照順序連接在一起，兩條鏈就像螺旋樓梯一樣纏繞著。我當(dāng)時(shí)就在想，這么小的東西在我們的細(xì)胞里，竟然有著這么復(fù)雜而又精巧的結(jié)構(gòu)，大自然可真是太神奇了。三、核酸的功能（一）DNA的功能DNA的功能那可太重要了。它是生物的遺傳物質(zhì)，就像一個(gè)超級(jí)大的信息庫。咱們每個(gè)人都長得不一樣，是因?yàn)槲覀儚母改改抢锢^承了不同的DNA。比如說，你的眼睛像爸爸，鼻子像媽媽，這些特征都是由DNA里的遺傳信息決定的。而且，DNA還能夠通過復(fù)制把自己的信息傳遞給下一代。就像復(fù)印機(jī)一樣，不過這個(gè)復(fù)印機(jī)可精準(zhǔn)多了，很少會(huì)出錯(cuò)。在細(xì)胞分裂的時(shí)候，DNA會(huì)先解開雙螺旋結(jié)構(gòu)，然后以每條鏈為模板，合成一條新的鏈，這樣就得到了兩個(gè)和原來一模一樣的DNA分子。我有一個(gè)朋友，他家里養(yǎng)了兩只貓，一只是白色的，一只是黑色的。這兩只貓生了一窩小貓，小貓們的毛色各種各樣。有的像媽媽是白色的，有的像爸爸是黑色的，還有的是黑白相間的。這就是因?yàn)樾∝垈儚母改改抢锢^承了不同的DNA，這些DNA決定了它們的毛色。這就像一個(gè)神秘的密碼，每個(gè)密碼對應(yīng)著一種特征。（二）RNA的功能RNA的功能也不容小覷。前面我們說過RNA是個(gè)小信使，它把DNA里的遺傳信息傳遞出去。這個(gè)過程叫做轉(zhuǎn)錄。在細(xì)胞核里，DNA的一條鏈會(huì)作為模板，合成一條RNA鏈，這條RNA鏈就帶著DNA的部分信息跑到細(xì)胞質(zhì)里去了。然后呢，在細(xì)胞質(zhì)里，RNA又會(huì)參與到蛋白質(zhì)的合成中，這個(gè)過程叫做翻譯?？梢哉f，RNA就像一個(gè)橋梁，把DNA和蛋白質(zhì)聯(lián)系起來了。沒有RNA，細(xì)胞就沒辦法合成各種各樣的蛋白質(zhì)，那細(xì)胞的功能就會(huì)受到很大的影響。我記得有一次看一個(gè)科普視頻，講的是一種病毒。病毒沒有自己的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，它只有核酸和蛋白質(zhì)外殼。當(dāng)病毒入侵細(xì)胞的時(shí)候，它會(huì)把自己的核酸注入到細(xì)胞里。如果是RNA病毒，它的RNA就會(huì)在細(xì)胞里利用細(xì)胞的原料來合成新的RNA和蛋白質(zhì)，然后組裝成新的病毒。這個(gè)過程就充分說明了RNA的重要性，它能夠攜帶遺傳信息并且指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。四、生物大分子以碳鏈為骨架咱們前面講了核酸，其實(shí)核酸是一種生物大分子。在細(xì)胞里還有很多其他的生物大分子，像多糖和蛋白質(zhì)。這些生物大分子有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是它們都是以碳鏈為骨架的。就像蓋房子要有一個(gè)框架一樣，碳鏈就是這些生物大分子的框架。碳原子可以和其他的原子，像氫、氧、氮等，通過共價(jià)鍵連接起來，形成各種各樣的鏈狀或者環(huán)狀結(jié)構(gòu)。比如說，葡萄糖是一種單糖，很多個(gè)葡萄糖分子可以連接在一起形成多糖。在這個(gè)過程中，就是通過碳原子之間的連接來實(shí)現(xiàn)的。同樣的，氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位，氨基酸之間也是通過碳原子連接起來形成肽鏈，然后再經(jīng)過折疊等過程形成具有一定功能的蛋白質(zhì)。這就好像用小珠子（碳原子）串成項(xiàng)鏈（碳鏈），然后再把這些項(xiàng)鏈組合成各種各樣漂亮的飾品（生物大分子）。我在做一個(gè)關(guān)于生物大分子結(jié)構(gòu)的小實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，用一些小模型來代表不同的原子。我發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我把代表碳原子的小球按照一定的順序連接起來的時(shí)候，就很容易理解這些生物大分子的結(jié)構(gòu)是怎么形成的了。而且，我還發(fā)現(xiàn)，只要改變碳原子之間的連接方式或者連接的原子種類，就能夠形成不同的生物大分子，這可真是太有趣了。五、重點(diǎn)和難點(diǎn)（一）重點(diǎn)1、核酸的種類、結(jié)構(gòu)和功能是重點(diǎn)中的重點(diǎn)。大家一定要記住DNA和RNA在組成、結(jié)構(gòu)和功能上的區(qū)別。比如說，DNA是雙螺旋結(jié)構(gòu)，有A、G、C、T四種堿基，是主要的遺傳物質(zhì)；而RNA是單鏈結(jié)構(gòu)，有A、G、C、U四種堿基，是傳遞遺傳信息和參與蛋白質(zhì)合成的重要物質(zhì)。2、核苷酸的組成和連接方式也很重要。要理解一個(gè)核苷酸是由磷酸、五碳糖和含氮堿基組成的，并且知道核苷酸是怎么連接成核酸鏈的。（二）難點(diǎn)1、核酸的結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系是一個(gè)難點(diǎn)。大家要理解為什么DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)能夠很好地保存遺傳信息，以及RNA的單鏈結(jié)構(gòu)和它的功能之間有什么聯(lián)系。這就需要大家在學(xué)習(xí)的時(shí)候多思考，多聯(lián)系實(shí)際的例子。2、生物大分子以碳鏈為骨架這個(gè)概念可能比較抽象。大家可以多想象一下那些小珠子串成項(xiàng)鏈的畫面，把碳原子想象成小珠子，這樣就能更好地理解這個(gè)概念了。六、總結(jié)同學(xué)們，今天咱們學(xué)習(xí)了核酸是遺傳信息的攜帶者。咱們知道了核酸有兩種，DNA和RNA，它們在細(xì)胞里的分布、結(jié)構(gòu)和功能都不太一樣。DNA就像一個(gè)大信息庫，把遺傳信息好好地保存著，還能