人教版 (2019)第5节 核酸是遗传信息的携带者教案

这是一份人教版 (2019)第5节 核酸是遗传信息的携带者教案，共5页。教案主要包含了核酸的种类及其分布，核酸的基本结构和作用，生物大分子以碳链为骨架等内容，欢迎下载使用。

1、通过对核苷酸长链图片的观察分析及核苷酸、核苷酸链模型的构建，能阐述核酸由核苷酸聚合而成，能解释核酸是储存与传递遗传信息的物质。
2、通过对DNA和RNA化学组成上异同的比较，能说出DNA和RNA的区别与联系。
3、通过回顾“糖类、蛋白质和核酸”的物质组成，理解生物大分子以碳链为基本骨架的生命观念。
教学重难点
1.教学重点
(1)核酸是细胞内携带遗传信息的物质。
(2) 生物大分子以碳链为骨架。
2.教学难点
(1)DNA和RNA在化学组成上的异同。
(2) 核苷酸的排列顺序与遗传信息的关系。
教学方法
一、核酸的种类及其分布
二、核酸的基本结构和作用
三、生物大分子以碳链为骨架
教学过程
一、情境导入
DNA指纹技术在案件侦破工作中有重要的用途。刑侦人员将从案发现场收集到的血液、头发等样品中提取的DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，就有可能为案件的侦破提供证据。请同学们观看一段视频一起来了解一下。
（播放视频，学生观看）
师：为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息?这个与它的组成有什么关系吗？带着这些问题我们一起来学习今天的内容：核酸是携带遗传信息的携带者。（板书课题）
二、核酸的种类和分布
师：核酸是瑞士科学家米歇尔在1868年最早发现的，在细胞实验室里，从人体细胞核中分离出来的一种特别的物质，当时取名为核素。20年后阿特曼通过实验发现，从细胞分离出来的这种不含蛋白质的物质成酸性，便命名为“核酸”，那么核酸是不是我们常说的DNA呢？
生：不是，核酸包括两类，一类是脱氧核糖核酸，简称DNA，另一类是核糖核酸，简称RNA.
师：“核酸”,顾名思义,就是从细胞核中提取的具有酸性的物质。 那么,它们是不是只分布在细胞核中呢? 请同学们分析材料，回答问题
材料一：甲基绿使DNA呈现绿色,吡罗红使RNA呈现红色。科学家利用甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA亲和力不同的原理，对人的口腔上皮细胞以及洋葱鳞片叶内表皮细胞进行染色，得到了如图所示的染色图。请仔细观察,你能得出什么结论？

人的口腔上皮细胞 洋葱鳞片叶内表皮细胞
生：DNA：主要分布在细胞核，部分在线粒体和叶绿体
RNA：主要分布在细胞质（少量在细胞核）
师：不错，这是真核细胞，而原核细胞是没有细胞核的
思考1：原核细胞的DNA唯一细胞中的什么部位？
生：拟核，细胞质
师：核酸的发现是具有传承性的，请同学们阅读材料二，并回答后面的问题
三、核酸是由核苷酸连接而成的长链
材料二、核酸的发现史
1869年米舍尔首先从脓细胞的细胞核中分离得到了一种含P的物质，该物质不会被蛋白酶水解，他称之为核质，核质具有强酸性，后来又改称胸腺核酸。米舍尔的老师霍佩塞勒用酵母菌重复米舍尔的实验，分离得到了另一种核酸——酵母核酸。两种核酸在化学性质上存在显著的差异。
霍佩塞勒的另一个学生科赛尔，追寻老师和师兄的足迹，他将核酸进行水解，发现水解产物中含有五碳糖和含氮碱基。在胸腺核酸的水解产物中，科赛尔的团队分离得到了四种碱基：腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶。1901年，科赛尔的团队又在酵母核酸水解产物中分离得到了尿嘧啶，并且发现：胸腺嘧啶通常存在于胸腺核酸中，尿嘧啶通常存在于酵母核酸中。
科赛尔的学生列文，通过进一步的研究发现：酵母核酸中的五碳糖是核糖，随后的1929年又确认了胸腺核酸中的五碳糖是脱氧核糖。两种五碳糖的差异如图所示，一个2号位碳原子上连了羟基，这是核糖；一个2号位碳原子上连了H，可以视作羟基脱去了O，这是脱氧核糖。

列文更重要的贡献在于确认了核酸中磷酸、五碳糖和含氮碱基之间的连接方式：含氮碱基连接在五碳糖1号位的碳原子上，磷酸基团则与五碳糖5号位碳原子上的羟基相连，从而形成了核酸的基本单位核苷酸，。
根据材料，结合课本，回答下列问题：
1、核酸由哪些基本元素组成？基本单位是什么？由哪几部分组成？
2、胸腺核酸和酵母核酸彻底水解产物有什么不同？
3、脱氧核糖和核糖区别在哪里？
4、磷酸、五碳糖和含氮碱基之间是如何相连的？
学生阅读材料后，教师引导回答问题
师：磷酸、五碳糖和含氮碱基之间是如何连接成核苷酸的呢？构建模型
【模型构建一】：请根据提供的软磁铁模型（磷酸、五碳糖、碱基模型）在黑板上构建脱氧核苷酸和核糖核苷酸
（其中代表磷酸，代表五碳糖，代表含氮碱基）
两个学生到讲台上构建，其他学生在下面分组构建，教师巡视，指导……
师：好，大家都构建完了，（幻灯片）这是两个两种核苷酸的分子结构示意图（如下），根据五碳糖的不同，可以将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸（DNA的基本单位）和核糖核苷酸（RNA的基本单位），其中磷酸连在五碳糖的5号碳原子上，碱基连在1号碳原子上。

师：细胞中含有5种碱基，含氮碱基：A、G、C、T、U，它们的中文名称是什么？

生：分别是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶、尿嘧啶
师：这些碱基与脱氧核糖、核糖连接的碱基分别有哪些？请构建模型
【模型构建二】：请选择材料构建出所有不同的脱氧核苷酸和核糖核苷酸，并说出具体中文名称。
两个学生到讲台上构建，其他学生在下面分组构建，教师巡视，指导……
师：依据碱基，脱氧核苷酸和核糖核苷酸各分为4种。核苷酸共有8种。
引导学生尝试进行核苷酸的命名，完成DNA与RNA在五碳糖、碱基种类等方面的比较。
【小结】DNA与RNA在化学组成上的区别:
学生完成表格，教师投影学生答案，并简单进行点评。
师：脱氧核苷酸、核糖核苷酸是如何分别连接成生物大分子DNA和RNA的？
思考2：脱氧核苷酸是如何连接形成生物大分子DNA的?核糖核苷酸是如何连接形成生物大分子RNA的？（以脱氧核苷酸链为例，引导学生讨论分析可能存在的连接方式（如磷酸与磷酸相连、含氮碱基与含氮碱基相连、含氮碱基与磷酸相连等)并提出正确的连接方式）
【模型构建三】:利用提供的模型将黑板上构建的4个脱氧核苷酸连接成的长链；4个核糖核苷酸连接成长链。
两个学生到讲台上构建，其他学生在下面分组构建，教师巡视，指导……
师：经过科学家的探索发现，一个核苷酸五碳糖的3号碳原子与相邻核苷酸的磷酸通过脱水缩合，形成一个化学键，称为磷酸二脂键。其中DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链，通常为双链，RNA是由核糖核苷酸连接而成的长链，通常为单链。
【模型构建四】：尝试调整核苷酸长链中脱氧核苷酸的顺序和数目，构建新的长链。思考:得到的长链还一样吗？解释核苷酸链不同的原因？
两个学生上黑板调整，并引导不同组的学生说出自己构建的核苷酸长链的顺序，并说明原因
生：遗传信息的储存及核酸的构成DNA分子的脱氧核苷酸数目、排列顺序不同,使DNA分子具有多样性;构成RNA分子的核糖核苷酸数目、排列顺序不同,使RNA分子具有多样性。
师：遗传信息蕴藏在核苷酸的排列顺序中
思考3：刑侦人员为什么可以通过DNA指纹获得嫌疑人信息？
生：DNA分子脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息，且每个个体的DNA的脱氧核苷酸排列顺序不同。
师：核酸功能：核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质生物合成中具有极其重要的作用。
四、生物大分子以碳链为骨架
师：到本节内容，细胞中所有的化合物都已经学习完了，其中生物大分子：多糖、蛋白质、核酸。这些组成生物大分子的基本单位叫单体。
思考4：下列分子结构式分别是属于哪种生物大分子的单体，化学元素组成有什么共同特征？
生：分别是蛋白质、多糖、RNA、DNA的基本单位，共同特征是每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为骨架，由许多单体连接成多聚体。师：正是因为碳原子的重要性，所以，有科学家说：碳元素是生命的核心元素, 没有碳元素，就没有生命。
【总结】
【学以致用】——情境迁移
非洲猪瘟是一种急性、发热、传染性很高的猪病,其特征是发病过程短,但死亡率高达100%。该猪病是由一种DNA病毒引起的,加热被感染病毒的血液55 ℃、30分钟或60 ℃、10分钟,病毒将被破坏,许多脂溶剂和消毒剂也可以将其破坏。
(1)该病毒的DNA彻底水解的产物,与HIV所含核酸彻底水解产物相同的有哪些?(科学思维——归纳与概括)
(2)依据上述材料,为预防非洲猪瘟,你能给养猪用户提出哪些合理性建议?(社会责任)