1、第一章 第三节 第3课时核酸储存和传递遗传信息本课时内容主要是“核酸储存和传递遗传信息”，阐述了核酸的分子组成；通过“积极思维 DNA和RNA的化学成分有什么不同？”栏目比较分析了两大类核酸在结构上的主要区别，说明了核酸之所以能承担储存和传递遗传信息的功能的分子结构基础，并概述了核酸储存和传递遗传信息的方式和途径。遵循普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）“内容聚焦大概念”的基本理念，本着“精简容量、突出重点、切合年龄特点、明确学习要求”的精神。本节课对核酸的内容的介绍仅突出重点，既为本模块的后续学习内容做了铺垫，又避免超前涉及必修二模块遗传变异的其他内容。本节课中，学习核酸的基
2、本组成单位核苷酸的分子结构和组成是难点，而积极思维活动的开展，从对两大类核酸的降解产物、核苷酸的降解产物的比较，为化解难点提供了操作性较强的教与学的方式。在本节课，由于学生的学习基础的限制，要充分说明每个核酸分子的特异性与储存的遗传信息的关系也是一个教学难点。由于数学水平的限制，也很难让学生通过计算很快掌握数学方法在相关内容中的运用，因此，教材通过“数量巨大”“排列顺序”等文字信息表达了复杂的数学信息。对于核酸的结构与功能的关系，通过列举禽流感病毒、脊髓灰质炎病毒，体现了核酸与人类生活和健康的关系。教学目标1通过比较脱氧核苷酸和核糖核苷酸，理解两大类核酸的组成及概念。2通过比较DNA和RNA的
3、化学成分的不同，理解两大类核酸概念不同的结构基础。3通过对核酸分子组成和功能的分析，理解核酸储存和传递遗传信息的核心概念。教学目标1：着重体现了“生命观念”的要素。教学目标2：着重反映了“生命观念”和“科学思维”的要素。教学目标3：着重指向“生命观念”和“社会责任”。情境设置展示原鸡与家鸡的图片，体现生物的遗传和变异现象普遍存在。启发学生思考：导致生物发生遗传变异现象的根本原因是什么？生物遗传和变异的物质基础是什么？新课学习一、学习“核酸储存和传递遗传信息”核酸的基本组成单位教师引导：在初中生物学课程中，我们已经学习了有关基因和DNA的内容。请回顾所学内容，思考问题。1基因是什么？有什么作用？
4、2DNA具有什么样的结构？3基因为什么能控制生物的性状？4DNA的中文全称是什么？DNA是怎样构成的？学生活动：针对问题，小组同学回忆并议论，尝试说出有关基因的概念、DNA双螺旋结构模型等前三个问题的大致内容。学生对其他问题常难以回答。初中教材描述：1DNA分子上有许多携带特定遗传信息的片段，可以控制生物体不同的性状像这些有特定遗传效应的DNA片段，被称为基因。2从结构上看，DNA分子由两条长链组成，它们就像旋转的楼梯一样互相盘绕，构成了规则的双螺旋结构。3控制生物性状的遗传信息主要储存在细胞核中。DNA是主要的遗传物质。教师引导：阅读教科书P24“核酸储存与传递遗传信息”，思考问题。1生物的
5、遗传和变异与核酸有什么关系？2组成核酸的元素有哪些？核酸的基本组成单位是什么？3核酸可以分为哪两大类？分类的依据是什么？4脱氧核糖核苷酸与核糖核苷酸在结构上的主要区别是什么？学生活动：阅读教科书P24“核酸储存与传递遗传信息”，思考并尝试回答问题。回答问题要点归纳：1生物的遗传和变异与核酸有关，因为核酸能储存与传递遗传信息。2组成核酸的元素有C、H、O、N、P，核酸的基本组成单位是核苷酸。3核酸可以分为脱氧核糖核酸和核糖核酸两大类，两类核酸的组成单位不同。4从组成核苷酸的核糖看：脱氧核糖核苷酸含脱氧核糖，核糖核苷酸含核糖。教师引导：观察教科书P24图1-3-7，比较脱氧核苷酸和核糖核苷酸分子结
6、构的异同。学生活动：观察教科书P24图1-3-7，比较图中所示的脱氧核苷酸和核糖核苷酸分子结构的异同点，并在同学之间交流中说出这些异同点。教师引导：启发学生在阅读教科书P24图1-3-7的过程中，继续思考问题。1脱氧核苷酸和核糖核苷酸分子分别是由哪几部分组成的？2这些组成部分的名称是什么？3两类（核苷酸不能简单说成两种）核苷酸分子之间最主要的区别是什么？由于学生初次涉及核苷酸这样结构复杂的物质，并不能在短时间内真正理解两类物质的结构特点，需要教师从多个角度、通过多种形式展示、解析脱氧核苷酸和核糖核苷酸的结构异同。学生活动：在老师的启发下，学生重新审视两类核苷酸的结构与组成，发现核糖和脱氧核糖既
7、是核苷酸的组成部分，又是核苷酸的差异所在。教师引导：在教科书P24图1-3-7的基础上，列表比较两类核苷酸。学生活动：在观察比较教科书P24：图1-3-7的基础上，列表比较两类核苷酸。类别脱氧核苷酸核糖核苷酸1含氮碱基含氮碱基2脱氧核糖核糖3磷酸基团磷酸基团1脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸分子都是由三部分组成的。包括含氮碱基、磷酸基团和五碳糖。2两类核苷酸分子之间最主要的区别是五碳糖不同。1核酸是细胞中最重要的生物大分子之一。2核酸的组成元素有C、H、O、N、P，核酸的基本组成单位是核苷酸。3根据核苷酸的不同，核酸分为脱氧核糖核酸和核糖核酸两大类。4核苷酸都包括含氮碱基、五碳糖和磷酸基团，其中五碳
8、糖的不同是两类核苷酸的重要差异之一。5两种五碳糖的差异：在脱氧核糖的第二位碳原子连接一个氢原子（-H）的部位，核糖第二位碳原子连接的是羟基（-OH）。二、学习“核酸储存和传递遗传信息”核酸的化学成分教师引导：阅读教科书P25“积极思维 DNA和RNA的化学成分有什么不同？”中的“事实”，思考下列问题。1为什么说核酸是细胞中的生物大分子？2如何研究核酸的分子组成？3两类核酸降解，共产生几种核苷酸？4怎样区分组成两类核酸的核苷酸？5比较脱氧核苷酸和核糖核苷酸的降解产物，除了五碳糖，还有哪些主要区别？学生自学：看书自学。教师引导：阅读P25“积极思维 DNA和RNA的化学成分有什么不同？”用笔在“事
9、实”所描述的研究核酸分子组成的方法下面画线，圈出降解产物。学生活动：在教科书P25“积极思维”的相关内容下画线。探寻出两类降解产物。1核酸的降解产物是核苷酸（解释：脱氧核糖核酸的降解产物是脱氧核苷酸，核糖核酸的降解产物是核糖核苷酸）。2一分子核苷酸的降解产物是一分子含氮碱基（嘌呤碱基或嘧啶碱基）、一分子五碳糖、一分子磷酸基团。3联系两类核苷酸的差异可知，五碳糖在不同的核苷酸中是脱氧核糖或核糖。教师引导：联系P25“积极思维”中“事实1”对含氮碱基的描述，在教科书P24图1-3-7含氮碱基旁标注两类碱基：嘌呤碱基、嘧啶碱基（可以用中括号归纳式表示）学生活动：阅读“事实1”，在图1-3-7上含氮碱
10、基色块旁标注嘌呤碱基、嘧啶碱基。体会含氮碱基的种类。教师引导：阅读P25“积极思维”中“事实2”表1-3-2DNA与RNA的异同。学生活动：阅读P25“积极思维”中“事实2”表1-3-2DNA与RNA的异同，并用笔指出或划出DNA与RNA的异同。教师引导：阅读P25“积极思维”中“事实2”表1-3-2中DNA与RNA的异同，思考问题：1组成DNA的脱氧核苷酸有几种？是哪几种？2组成RNA的核糖核苷酸有几种？是哪几种？3组成DNA的脱氧核苷酸之间有什么不同？4组成RNA的核糖核苷酸之间有什么不同？5DNA分子中含有哪几种碱基？RNA分子中含有哪几种碱基？6DNA分子和RNA分子中所含碱基有什么不
11、同？学生活动：阅读P25“积极思维”中“事实2”表1-3-2中DNA与RNA的异同，回答问题。1组成DNA的脱氧核苷酸有四种。四种脱氧核苷酸如表1-3-2所示，此处略。2组成RNA的核糖核苷酸有四种？四种核糖核苷酸如表1-3-2所示，此处略。3组成DNA的四种脱氧核苷酸之间，在碱基种类上不同。四种碱基如表1-3-2所示，此处略。4组成RNA的四种核糖核苷酸之间，在碱基种类上不同。四种碱基如表1-3-2所示，此处略。5DNA分子和RNA分子中含有的碱基种类如表1-3-2所示，此处略。 6DNA分子和RNA分子中所含碱基有所不同，如下表。碱基类别DNA RNA 嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤腺嘌呤腺嘌呤嘧啶胞嘧
12、啶胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶教师引导：阅读P25“积极思维”中“思考”。学生活动：阅读P25“积极思维”中“思考”的内容，尝试解答问题。根据碱基成分中含胸腺嘧啶还是尿嘧啶，即可判断该核酸样品是DNA还是RNA。教师引导：联系P25“积极思维”中“事实1”对含氮碱基的描述，在教科书P24图1-3-7含氮碱基旁标注的两类碱基（嘌呤碱基、嘧啶碱基），分别标出DNA、RNA所含的碱基（可用英文字母表示）。学生活动：阅读“事实1”，在图1-3-7上含氮碱基色块旁用英文字母等标注DNA、RNA所含的碱基。三、学习“核酸储存和传递遗传信息”核酸的结构和功能教师引导：阅读P25课文最后一段，思考问题。1组成DNA的
13、核苷酸只有四种，为什么能储存大量的遗传信息呢？2DNA分子储存的遗传信息是如何传递给后代的？学生活动：阅读教科书P25最后一段，思考并解答问题。1每个DNA的脱氧核苷酸数量巨大，4种脱氧核苷酸排列顺序多种多样，可储存大量的遗传信息。2DNA分子通过自我复制，将遗传信息传递给后代。教师引导：观察PPT第12页，思考：组成DNA的脱氧核苷酸只有四种，但为什么DNA中的信息量却是巨大的？学生活动：观察PPT第12页，思考并从教科书P25中寻找问题的答案。1组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有四种，但四种脱氧核苷酸排列顺序是多种多样，因而可以储存着不同的遗传信息。2组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有四种，但数量
14、巨大的脱氧核苷酸连成的长链，排列顺序多种多样，决定了DNA分子中储存的信息量也是巨大的。教师引导：观察PPT第13页，思考：DNA分子储存的遗传信息是如何传递给后代的？学生活动：观察PPT第13页，思考并从教科书P25中寻找问题的答案。1DNA分子可以自我复制。2DNA分子通过自我复制，将遗传信息传递给后代。教师引导：阅读教科书P25最后一段，思考问题。DNA分子储存的遗传信息与生物体的性状表达有什么关系？学生活动：阅读教科书P25最后一段，思考并解答问题。DNA分子储存的遗传信息，控制生物体的形态、结构、生理和行为等多种性状的表达。DNA和RNA的结构与功能比较教师引导：阅读教科书P25最后
15、一段黑体字，思考问题。核酸在生物体中的作用是什么？学生活动：阅读教科书P25最后一段黑体字，思考并解答问题。教科书P25最后一段黑体字：核酸是生物体中储存和传递遗传信息的生物大分子，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有十分重要的作用。1核酸包括DNA和RNA，两者的基本组成单位不同。2DNA由脱氧核糖核苷酸组成，RNA由核糖核苷酸组成。3DNA是由两条脱氧核苷酸链组成的双螺旋结构，RNA的单链。4DNA的四种碱基（A、T、G、C）中特殊的是胸腺嘧啶（T），RNA的四种碱基（A、U、G、C）中特殊的尿嘧啶。5DNA和RNA中都能储存遗传信息。但DNA是主要的遗传物质。6DNA通过自我复制
16、传递遗传信息。教学板书第三节 细胞中的蛋白质和核酸（第3课时）二、核酸储存和传递遗传信息（一）核酸的基本组成单位元素组成：C、H、O、N、PDNA：脱氧核糖核苷酸RNA：核糖核苷酸（二）核酸的化学成分核酸水解产物：核苷酸核苷酸水解产物：含氮碱基（嘌呤碱基或嘧啶碱基）、五碳糖、磷酸基团。列表比较DNA和RNA所含的碱基碱基类别DNA RNA 嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤腺嘌呤腺嘌呤嘧啶胞嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶（三）核酸的结构和功能DNA：双螺旋结构RNA：单链功能：核酸储存和传递遗传信息，控制生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成。课堂反馈1下列有关DNA的基本组成单位的说法最准确的是（ ）A核苷酸 B核酸
17、C脱氧核糖核苷酸 D核糖核苷酸解析DNA是由脱氧核糖核苷酸组成的，核糖核苷酸是RNA的基本组成单位。核苷酸通常是脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸的统称。脱氧核糖核苷酸常简称为脱氧核苷酸。DNA是两类核酸之一。答案C2科学家在描述DNA的脱氧核苷酸序列时，常常用碱基序列表示。其原因是（）A脱氧核苷酸就是碱基 B碱基序列与脱氧核苷酸序列一致C脱氧核苷酸结构太复杂 D碱基种类少易表达解析DNA分子中含有四种脱氧核苷酸，其主要差别在于每个脱氧核苷酸所含的碱基不同，在一个DNA分子中，碱基序列和脱氧核苷酸的序列是一致的。所以科学家在描述DNA的脱氧核苷酸序列时，常常用碱基序列表示，这样表示简便易懂。碱基只是组
18、成脱氧核苷酸的三个组成部分之一。碱基种类虽然只有四种，但因为DNA中脱氧核苷酸数量巨大、排列顺序多种多样，决定了DNA中的遗传信息量也是巨大的。答案B3下图为一个DNA片段及某些变化，据图回答：（1）此DNA由 条脱氧核苷酸链组成，其含有的碱基是 ，与RNA不同的碱基是 。（2）该DNA分子发生的变化可能是 （选填“自我复制”或“遗传变异”），此项变化可以使DNA上的 传递给下一代。（3）DNA是 的遗传物质，RNA是某些 的遗传物质。它们在生物体的遗传、变异和 的生物合成中具有十分重要的作用。解析（1）图示为DNA的自我复制示意图。从图中一个DNA变成两个DNA看，每个DNA都是由两条链构成
19、的，这就是两条脱氧核苷酸链。DNA含有的四种碱基是鸟嘌呤、腺嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶，其中胸腺嘧啶是DNA所特有，而RNA没有的（RNA含的尿嘧啶，DNA没有）。（2）DNA自我复制产生的新的DNA是和原先的DNA一样的。以此把自身的遗传信息传递给下一代。（3）根据初中和本节课的学习，可以了解到，DNA是主要的遗传物质，因为RNA只是少数病毒的遗传物质。细胞中的蛋白质是在核酸（DNA）的控制下合成的。答案（1）2 鸟嘌呤、腺嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶 胸腺嘧啶 （2）自我复制 遗传信息 （3）主要 病毒 蛋白质课堂总结今天这节课，我们通过学习核酸的种类和结构，分析核酸的基本组成单位和化学成分等，初步了解了核酸储存和传递遗传信息的功能与核酸的结构有关。懂得虽然组成DNA的脱氧核苷酸只有四种，但它们却能储存大量遗传信息的原因。由积极思维活动，比较DNA和RNA的化学成分的不同，为以后进一步学习核酸的相关知识，为理解“核酸是生物体中储存和传递遗传信息的生物大分子，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有十分重要的作用”的深刻含义打下了基础。而核酸为什么能控制生物体的性状表达、如何自我复制，DNA和RNA在结构和功能上究竟有哪些不同，还需要我们继续学习和探究。 14 / 14
