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人教(2019)生物必修1【教学设计】2.5 核酸是遗传信息的携带者一、学习目标1.通过对核酸结构的分析,阐述核酸是由核苷酸聚合而成的大分子。
2.通过分析细胞中的以碳链为骨架的复杂生物大分子,认同生命的物质性和生物界在物质组成上的统一性。
3.推导DNA可通过四种脱氧核苷酸的不同排列顺序来储存遗传信息,分析DNA分子的多样性。
4.简述DNA与RNA的区别及联系。
二、教学过程（一）核酸的种类、结构及功能资料:新型冠状病毒是一种RNA病毒,引起的新型冠状病毒肺炎波及世界各地。
肺炎链球菌和新型冠状病毒都可以使人患肺炎。
问题(1):肺炎链球菌与酵母菌在结构上的区别是什么?其遗传物质是什么?提示:肺炎链球菌为原核细胞,与酵母菌的区别是肺炎链球菌无以核膜为界限的细胞核。
其遗传物质是DNA。
问题(2):肺炎链球菌和新型冠状病毒的遗传物质在空间结构上的区别是什么?提示:肺炎链球菌的遗传物质是DNA,由两条脱氧核苷酸链构成;新型冠状病毒遗传物质是RNA,由一条核糖核苷酸链构成。
问题(3):肺炎链球菌和新型冠状病毒的遗传物质初步水解及彻底水解的产物分别是什么?提示:肺炎链球菌体内遗传物质是DNA,初步水解产物是4种脱氧核苷酸,彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和4种碱基。
新型冠状病毒体内的遗传物质是RNA,初步水解产物是4种核糖核苷酸,彻底水解产物是磷酸、核糖和4种碱基。
问题(4):核酸的基本单位是什么?两种核酸在组成上有何不同?有什么功能?提示:核苷酸。
DNA中含脱氧核糖和T(胸腺嘧啶),而RNA中含核糖和U(尿嘧啶)。
核酸是细胞内携带遗传信息的物质,在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
问题(5):核酸由哪些元素组成?N、P分别存在于核酸分子的哪个基团中?提示:核酸由C、H、O、N、P组成。
N存在于含氮碱基中,P存在于磷酸基团中。
问题(6):自然界中有原核生物、真核生物、病毒等,如何判定某种生物遗传信息的本质?提示:生物体内既有DNA又有RNA存在时,DNA是遗传物质;只有RNA 存在时,RNA是遗传物质,如某些RNA病毒:HIV、SARS病毒等。
rna的分类和功能RNA（Ribonucleic Acid）是一种由碱基构成的链状分子，是DNA（脱氧核糖核酸）在生物体内最重要的表达和传递信息的载体。
它主要发挥以下几种功能：1、转录：RNA与DNA的关系就像书与印刷机的关系，它们之间存在着相互依赖的关系。
DNA是生物体内的遗传信息的载体，而RNA通过从DNA中读取信息并将其转化为具体的生物体功能来发挥作用。
2、翻译：RNA经过蛋白模板上的翻译后，可以形成蛋白质。
由此可见，RNA参与了蛋白质的形成过程，它们可以控制一切生物体活动。
3、调节：RNA还可以调节生物体代谢过程中的一些活性物质的数量，从而调节细胞的通路。
RNA可以分解活性物质，也可以抑制活性物质的产生，以达到调节生物体细胞的目的。
4、储存：RNA也可以作为遗传信息的载体，储存和传递遗传信息。
根据RNA的功能和结构的不同，RNA可以分为多种类型：1、 Messenger RNA (mRNA)：它主要由核苷酸A （Adenine）、U（Uracil）、G（Guanine）和C（Cytosine）组成，它从DNA中读取信息，然后将其转化为蛋白质。
2、Ribosomal RNA（rRNA）：它是一种既参与蛋白质翻译，又参与细胞中的其它功能的RNA。
3、Transfer RNA（tRNA）：它主要参与蛋白质翻译，可以将多肽链中的氨基酸片段串联起来，形成完整的蛋白质。
4、Small Nuclear RNA (snRNA)：它主要参与核内的转录和修饰，它们可以和DNA或者RNA的特定部位结合，影响RNA的活性。
5、microRNA（miRNA）：它主要参与调控基因表达，它们可以抑制基因的表达，也可以促进基因的表达。
6、long non-coding RNA（lncRNA）：它是一种长度超过200个核苷酸的非编码RNA，参与了许多细胞过程，如细胞命运的分化和细胞的凋亡。
7、Circular RNA（circRNA）：它是一种循环的RNA 分子，它可以参与基因调控，从而影响细胞的表型。
microrna家族分类microRNA（miRNA）是一类非编码RNA，长度一般为21-24个核苷酸。
miRNA通过与mRNA靶标相结合，调节基因表达。
根据miRNA的序列相似性和功能特点，miRNA家族被分为不同的分类。
本文将介绍几个常见的miRNA家族。
1. let-7家族let-7家族是最早被发现的miRNA家族之一。
let-7家族在多种物种中高度保守，包括果蝇、线虫、人类等。
let-7家族成员在调节细胞增殖、分化以及胚胎发育中发挥重要作用。
研究表明，let-7家族的异常表达与多种肿瘤的发生和发展密切相关。
2. miR-17家族miR-17家族是一组在哺乳动物中高度保守的miRNA。
miR-17家族包括miR-17、miR-18a、miR-19a、miR-19b、miR-20a和miR-92a等成员。
miR-17家族在调节细胞周期、凋亡和血管生成等生物过程中发挥重要作用。
研究表明，miR-17家族的异常表达与多种人类疾病，如心血管疾病和肿瘤的发生和发展相关。
3. miR-200家族miR-200家族是一组在多种动物中高度保守的miRNA。
miR-200家族包括miR-200a、miR-200b、miR-200c、miR-141和miR-429等成员。
miR-200家族在上皮细胞的形态发生、上皮间质转化以及肿瘤浸润和转移等过程中起重要作用。
研究表明，miR-200家族的异常表达与多种癌症的进展和预后密切相关。
4. miR-155家族miR-155家族是一组在哺乳动物中高度保守的miRNA。
miR-155家族包括miR-155、miR-155-5p和miR-155-3p等成员。
miR-155家族在免疫应答、炎症反应以及肿瘤免疫逃逸中发挥重要作用。
研究表明，miR-155家族的异常表达与多种免疫相关疾病和肿瘤的发生和发展密切相关。
5. miR-34家族miR-34家族是一组在多种物种中高度保守的miRNA。
核酸的组成和分类核酸的基本结构单位是核苷酸，核苷酸由核苷和磷酸组成，核苷由碱基和戊糖组成。
DNA 中戊糖为 D-2-脱氧核糖 （D-2-deoxyribose ） ，碱基为腺嘌呤、 鸟嘌呤、 胞嘧啶和胸腺嘧啶； RNA 中戊糖为 D-核糖 （D-ribose ） ，碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶。
碱基和戊糖的化学结构 组成核酸的碱基主要为嘌呤衍生物和嘧啶衍生物，核酸中的嘌呤衍生物都是腺嘌呤和 鸟嘌呤。
嘌呤碱基由母体化合物嘌呤衍生而来。
DNA ：嘧啶衍生物为胞嘧啶和胸腺嘧啶， RNA ： 嘧啶碱为胞嘧啶和尿嘧啶，但 核酸中还发现一些修饰碱基，也称稀有碱基，它们绝大部分也都是嘌呤和嘧啶类化合 物。
稀有碱基含量很少，种类却很多，以甲基化的碱基居多。
核酸中， tRNA 含稀有碱基最 多，含量可高达 10％。
（自己画结构） DNARNA嘧啶碱基是母体化合物嘧啶的衍生物，tRNA 中含有少量胸腺嘧核酸根据戊糖的种类分类，构成DNA 的戊糖是D-2- 脱氧核糖，RNA 链的戊糖是D- 核糖。
此外, 还发现有D-2-O- 甲基核糖。
糖环上的 C 原子编号为1'，2'，3'，4'，5'。
核苷戊糖与碱基缩合而成的化合物称为核苷。
1、核苷的分类 按照戊糖种类的不同：核糖核苷，脱氧核糖核苷， 2-O-甲基核苷；按照碱基的不同：嘌呤核苷和嘧啶核苷2、核苷的结构特点 核苷结构中糖基与碱基以 β-糖苷键相连，称为 N-糖苷键，核苷中戊糖 均为呋喃型环状结构。
在空间结构上碱基与糖环平面互相垂直，在 DNA 双螺旋中碱基配对 是以反式定位的，碱基上的氨基或酮基可以互变异构为亚氨基或烯醇基。
不同 pH 条件下核 苷有不同的解离态。
核苷酸1、种类 核苷的磷酸酯叫核苷酸，分为核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸两大类。
核糖核苷 的戊糖分别可形成 2'、 3'、5'三种核苷酸；脱氧核糖核苷只能形成 3'和 5'-核苷酸； 2'-O-甲基核苷也只有两种核苷酸。
