《核酸是遗传信息的携带者》+讲义 高一上学期生物人教版（2019）必修1

《核酸是遗传信息的携带者》讲义《核酸是遗传信息的携带者》讲义同学们，在高中人教版（2019）必修1分子与细胞这本书里，第二章组成细胞的分子中的第五节就是咱们今天要好好讲讲的内容——核酸是遗传信息的携带者。这核酸啊，就像细胞里的超级小秘书，默默地记录着非常重要的信息呢。一、核酸的种类和分布（一）种类咱们先来说说核酸的种类，其实就两种，一种是脱氧核糖核酸，也就是咱们常说的DNA，还有一种是核糖核酸，叫做RNA。这DNA就像一个超级大的家族族谱，把生物的各种遗传信息都详细地记录下来。而RNA呢，就像是一个小信使，负责把DNA里的部分信息传递出去，好让细胞能够根据这些信息来合成各种各样的蛋白质。（二）分布那这些核酸都分布在哪里呢？咱们人体里的细胞可多了，每个细胞里都有核酸。DNA主要是待在细胞核里，那里就像是它的老窝。但是呢，在细胞质里的线粒体和叶绿体（植物细胞才有叶绿体哦）里也有少量的DNA。RNA就比较活跃了，它在细胞核里产生，然后就跑到细胞质里去干活啦。我给你们讲个我自己经历的事情吧。我有一次去参观一个生物实验室，看到那些研究人员在研究细胞的时候，用一种特殊的染色剂来显示核酸的分布。他们把细胞样本放在显微镜下，滴上染色剂，不一会儿，就能看到细胞核被染成了深色，这就是DNA聚集的地方，而细胞质里也有一些淡淡的颜色，那就是RNA在的地方。这个实验可真是让我大开眼界，原来核酸在细胞里的分布是这样一目了然的啊。二、核酸是由核苷酸连接而成的长链（一）核苷酸的组成那核酸是怎么构成的呢？这就不得不提到核苷酸了。核苷酸可是核酸的基本组成单位，就像盖房子的小砖头一样。一个核苷酸是由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成的。这里面的五碳糖又有两种，在DNA里是脱氧核糖，在RNA里是核糖。含氮碱基就比较复杂了，有五种，分别是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U）。其中，DNA里有A、G、C、T这四种碱基，而RNA里是A、G、C、U这四种碱基。（二）核苷酸连接成链这些核苷酸是怎么变成核酸的呢？就像小朋友们手拉手一样，一个核苷酸的磷酸和另一个核苷酸的五碳糖连接起来，这样一个接一个，就形成了一条长长的核苷酸链。DNA是由两条这样的链组成的，而且这两条链是按照一定的规则配对的，A和T配对，G和C配对，就像拉链的两边一样，紧紧地结合在一起，形成了一个双螺旋结构。这个双螺旋结构可神奇了，它能够把遗传信息很好地保护起来。RNA呢，一般是单链的，但是它也能够通过自身的折叠形成一些特殊的结构来完成它的使命。我再给你们说说我看到的一个有趣的模型。在实验室里，有一个很大的DNA双螺旋结构模型，那模型做的可逼真了。我仔细观察了一下，看到那些代表核苷酸的小部件按照顺序连接在一起，两条链就像螺旋楼梯一样缠绕着。我当时就在想，这么小的东西在我们的细胞里，竟然有着这么复杂而又精巧的结构，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。它是生物的遗传物质，就像一个超级大的信息库。咱们每个人都长得不一样，是因为我们从父母那里继承了不同的DNA。比如说，你的眼睛像爸爸，鼻子像妈妈，这些特征都是由DNA里的遗传信息决定的。而且，DNA还能够通过复制把自己的信息传递给下一代。就像复印机一样，不过这个复印机可精准多了，很少会出错。在细胞分裂的时候，DNA会先解开双螺旋结构，然后以每条链为模板，合成一条新的链，这样就得到了两个和原来一模一样的DNA分子。我有一个朋友，他家里养了两只猫，一只是白色的，一只是黑色的。这两只猫生了一窝小猫，小猫们的毛色各种各样。有的像妈妈是白色的，有的像爸爸是黑色的，还有的是黑白相间的。这就是因为小猫们从父母那里继承了不同的DNA，这些DNA决定了它们的毛色。这就像一个神秘的密码，每个密码对应着一种特征。（二）RNA的功能RNA的功能也不容小觑。前面我们说过RNA是个小信使，它把DNA里的遗传信息传递出去。这个过程叫做转录。在细胞核里，DNA的一条链会作为模板，合成一条RNA链，这条RNA链就带着DNA的部分信息跑到细胞质里去了。然后呢，在细胞质里，RNA又会参与到蛋白质的合成中，这个过程叫做翻译。可以说，RNA就像一个桥梁，把DNA和蛋白质联系起来了。没有RNA，细胞就没办法合成各种各样的蛋白质，那细胞的功能就会受到很大的影响。我记得有一次看一个科普视频，讲的是一种病毒。病毒没有自己的细胞结构，它只有核酸和蛋白质外壳。当病毒入侵细胞的时候，它会把自己的核酸注入到细胞里。如果是RNA病毒，它的RNA就会在细胞里利用细胞的原料来合成新的RNA和蛋白质，然后组装成新的病毒。这个过程就充分说明了RNA的重要性，它能够携带遗传信息并且指导蛋白质的合成。四、生物大分子以碳链为骨架咱们前面讲了核酸，其实核酸是一种生物大分子。在细胞里还有很多其他的生物大分子，像多糖和蛋白质。这些生物大分子有一个共同的特点，就是它们都是以碳链为骨架的。就像盖房子要有一个框架一样，碳链就是这些生物大分子的框架。碳原子可以和其他的原子，像氢、氧、氮等，通过共价键连接起来，形成各种各样的链状或者环状结构。比如说，葡萄糖是一种单糖，很多个葡萄糖分子可以连接在一起形成多糖。在这个过程中，就是通过碳原子之间的连接来实现的。同样的，氨基酸是蛋白质的基本组成单位，氨基酸之间也是通过碳原子连接起来形成肽链，然后再经过折叠等过程形成具有一定功能的蛋白质。这就好像用小珠子（碳原子）串成项链（碳链），然后再把这些项链组合成各种各样漂亮的饰品（生物大分子）。我在做一个关于生物大分子结构的小实验的时候，用一些小模型来代表不同的原子。我发现，当我把代表碳原子的小球按照一定的顺序连接起来的时候，就很容易理解这些生物大分子的结构是怎么形成的了。而且，我还发现，只要改变碳原子之间的连接方式或者连接的原子种类，就能够形成不同的生物大分子，这可真是太有趣了。五、重点和难点（一）重点1、核酸的种类、结构和功能是重点中的重点。大家一定要记住DNA和RNA在组成、结构和功能上的区别。比如说，DNA是双螺旋结构，有A、G、C、T四种碱基，是主要的遗传物质；而RNA是单链结构，有A、G、C、U四种碱基，是传递遗传信息和参与蛋白质合成的重要物质。2、核苷酸的组成和连接方式也很重要。要理解一个核苷酸是由磷酸、五碳糖和含氮碱基组成的，并且知道核苷酸是怎么连接成核酸链的。（二）难点1、核酸的结构和功能之间的关系是一个难点。大家要理解为什么DNA的双螺旋结构能够很好地保存遗传信息，以及RNA的单链结构和它的功能之间有什么联系。这就需要大家在学习的时候多思考，多联系实际的例子。2、生物大分子以碳链为骨架这个概念可能比较抽象。大家可以多想象一下那些小珠子串成项链的画面，把碳原子想象成小珠子，这样就能更好地理解这个概念了。六、总结同学们，今天咱们学习了核酸是遗传信息的携带者。咱们知道了核酸有两种，DNA和RNA，它们在细胞里的分布、结构和功能都不太一样。DNA就像一个大信息库，把遗传信息好好地保存着，还能