2.5核酸是遺傳信息的攜帶者教案高一上學(xué)期生物人教版必修12

第5節(jié)核酸是遺傳信息的攜帶者教案教學(xué)目標(biāo)1、通過對核苷酸長鏈圖片的觀察分析及核苷酸、核苷酸鏈模型的構(gòu)建，能闡述核酸由核苷酸聚合而成，能解釋核酸是儲存與傳遞遺傳信息的物質(zhì)。

2、通過對DNA和RNA化學(xué)組成上異同的比較，能說出DNA和RNA的區(qū)別與聯(lián)系。3、通過回顧“糖類、蛋白質(zhì)和核酸”的物質(zhì)組成，理解生物大分子以碳鏈為基本骨架的生命觀念。教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)(1)核酸是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)。(2)生物大分子以碳鏈為骨架。2.教學(xué)難點(diǎn)(1)DNA和RNA在化學(xué)組成上的異同。(2)核苷酸的排列順序與遺傳信息的關(guān)系。教學(xué)方法一、核酸的種類及其分布二、核酸的基本結(jié)構(gòu)和作用三、生物大分子以碳鏈為骨架教學(xué)過程一、情境導(dǎo)入DNA指紋技術(shù)在案件偵破工作中有重要的用途。刑偵人員將從案發(fā)現(xiàn)場收集到的血液、頭發(fā)等樣品中提取的DNA，與犯罪嫌疑人的DNA進(jìn)行比較，就有可能為案件的偵破提供證據(jù)。請同學(xué)們觀看一段視頻一起來了解一下。（播放視頻，學(xué)生觀看）師：為什么DNA能夠提供犯罪嫌疑人的信息?這個(gè)與它的組成有什么關(guān)系嗎？帶著這些問題我們一起來學(xué)習(xí)今天的內(nèi)容：核酸是攜帶遺傳信息的攜帶者。（板書課題）二、核酸的種類和分布師：核酸是瑞士科學(xué)家米歇爾在1868年最早發(fā)現(xiàn)的，在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室里，從人體細(xì)胞核中分離出來的一種特別的物質(zhì)，當(dāng)時(shí)取名為核素。20年后阿特曼通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，從細(xì)胞分離出來的這種不含蛋白質(zhì)的物質(zhì)成酸性，便命名為“核酸”，那么核酸是不是我們常說的DNA呢？生：不是，核酸包括兩類，一類是脫氧核糖核酸，簡稱DNA，另一類是核糖核酸，簡稱RNA.師：“核酸”,顧名思義,就是從細(xì)胞核中提取的具有酸性的物質(zhì)。那么,它們是不是只分布在細(xì)胞核中呢?

請同學(xué)們分析材料，回答問題材料一：甲基綠使DNA呈現(xiàn)綠色,吡羅紅使RNA呈現(xiàn)紅色。科學(xué)家利用甲基綠和吡羅紅兩種染色劑對DNA和RNA親和力不同的原理，對人的口腔上皮細(xì)胞以及洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞進(jìn)行染色，得到了如圖所示的染色圖。請仔細(xì)觀察,你能得出什么結(jié)論？

人的口腔上皮細(xì)胞

洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞生：DNA：主要分布在細(xì)胞核，部分在線粒體和葉綠體RNA：主要分布在細(xì)胞質(zhì)（少量在細(xì)胞核）師：不錯(cuò)，這是真核細(xì)胞，而原核細(xì)胞是沒有細(xì)胞核的思考1：原核細(xì)胞的DNA唯一細(xì)胞中的什么部位？生：擬核，細(xì)胞質(zhì)師：核酸的發(fā)現(xiàn)是具有傳承性的，請同學(xué)們閱讀材料二，并回答后面的問題三、核酸是由核苷酸連接而成的長鏈材料二、核酸的發(fā)現(xiàn)史1869年米舍爾首先從膿細(xì)胞的細(xì)胞核中分離得到了一種含P的物質(zhì)，該物質(zhì)不會被蛋白酶水解，他稱之為核質(zhì)，核質(zhì)具有強(qiáng)酸性，后來又改稱胸腺核酸。米舍爾的老師霍佩塞勒用酵母菌重復(fù)米舍爾的實(shí)驗(yàn)，分離得到了另一種核酸——酵母核酸。兩種核酸在化學(xué)性質(zhì)上存在顯著的差異?；襞迦盏牧硪粋€(gè)學(xué)生科賽爾，追尋老師和師兄的足跡，他將核酸進(jìn)行水解，發(fā)現(xiàn)水解產(chǎn)物中含有五碳糖和含氮堿基。在胸腺核酸的水解產(chǎn)物中，科賽爾的團(tuán)隊(duì)分離得到了四種堿基：腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶。1901年，科賽爾的團(tuán)隊(duì)又在酵母核酸水解產(chǎn)物中分離得到了尿嘧啶，并且發(fā)現(xiàn)：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?？瀑悹柕膶W(xué)生列文，通過進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)：酵母核酸中的五碳糖是核糖，隨后的1929年又確認(rèn)了胸腺核酸中的五碳糖是脫氧核糖。兩種五碳糖的差異如圖所示，一個(gè)2號位碳原子上連了羥基，這是核糖；一個(gè)2號位碳原子上連了H，可以視作羥基脫去了O，這是脫氧核糖。

列文更重要的貢獻(xiàn)在于確認(rèn)了核酸中磷酸、五碳糖和含氮堿基之間的連接方式：含氮堿基連接在五碳糖1號位的碳原子上，磷酸基團(tuán)則與五碳糖5號位碳原子上的羥基相連，從而形成了核酸的基本單位核苷酸，。根據(jù)材料，結(jié)合課本，回答下列問題：1、核酸由哪些基本元素組成？基本單位是什么？由哪幾部分組成？2、胸腺核酸和酵母核酸徹底水解產(chǎn)物有什么不同？

3、脫氧核糖和核糖區(qū)別在哪里？

4、磷酸、五碳糖和含氮堿基之間是如何相連的？學(xué)生閱讀材料后，教師引導(dǎo)回答問題

師：磷酸、五碳糖和含氮堿基之間是如何連接成核苷酸的呢？構(gòu)建模型【模型構(gòu)建一】：請根據(jù)提供的軟磁鐵模型（磷酸、五碳糖、堿基模型）在黑板上構(gòu)建脫氧核苷酸和核糖核苷酸（其中代表磷酸，代表五碳糖，代表含氮堿基）兩個(gè)學(xué)生到講臺上構(gòu)建，其他學(xué)生在下面分組構(gòu)建，教師巡視，指導(dǎo)……師：好，大家都構(gòu)建完了，（幻燈片）這是兩個(gè)兩種核苷酸的分子結(jié)構(gòu)示意圖（如下），根據(jù)五碳糖的不同，可以將核苷酸分為脫氧核糖核苷酸（DNA的基本單位）和核糖核苷酸（RNA的基本單位），其中磷酸連在五碳糖的5號碳原子上，堿基連在1號碳原子上。

師：細(xì)胞中含有5種堿基，含氮堿基：A、G、C、T、U，它們的中文名稱是什么？

生：分別是腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶、尿嘧啶師：這些堿基與脫氧核糖、核糖連接的堿基分別有哪些？請構(gòu)建模型【模型構(gòu)建二】：請選擇材料構(gòu)建出所有不同的脫氧核苷酸和核糖核苷酸，并說出具體中文名稱。兩個(gè)學(xué)生到講臺上構(gòu)建，其他學(xué)生在下面分組構(gòu)建，教師巡視，指導(dǎo)……師：依據(jù)堿基，脫氧核苷酸和核糖核苷酸各分為4種。核苷酸共有8種。引導(dǎo)學(xué)生嘗試進(jìn)行核苷酸的命名，完成DNA與RNA在五碳糖、堿基種類等方面的比較。【小結(jié)】DNA與RNA在化學(xué)組成上的區(qū)別:學(xué)生完成表格，教師投影學(xué)生答案，并簡單進(jìn)行點(diǎn)評。師：脫氧核苷酸、核糖核苷酸是如何分別連接成生物大分子DNA和RNA的？思考2：脫氧核苷酸是如何連接形成生物大分子DNA的?核糖核苷酸是如何連接形成生物大分子RNA的？（以脫氧核苷酸鏈為例，引導(dǎo)學(xué)生討論分析可能存在的連接方式（如磷酸與磷酸相連、含氮堿基與含氮堿基相連、含氮堿基與磷酸相連等)并提出正確的連接方式）【模型構(gòu)建三】:利用提供的模型將黑板上構(gòu)建的4個(gè)脫氧核苷酸連接成的長鏈；4個(gè)核糖核苷酸連接成長鏈。兩個(gè)學(xué)生到講臺上構(gòu)建，其他學(xué)生在下面分組構(gòu)建，教師巡視，指導(dǎo)……師：經(jīng)過科學(xué)家的探索發(fā)現(xiàn)，一個(gè)核苷酸五碳糖的3號碳原子與相鄰核苷酸的磷酸通過脫水縮合，形成一個(gè)化學(xué)鍵，稱為磷酸二脂鍵。其中DNA是由脫氧核苷酸連接而成的長鏈，通常為雙鏈，RNA是由核糖核苷酸連接而成的長鏈，通常為單鏈。【模型構(gòu)建四】：嘗試調(diào)整核苷酸長鏈中脫氧核苷酸的順序和數(shù)目，構(gòu)建新的長鏈。思考:得到的長鏈還一樣嗎？解釋核苷酸鏈不同的原因？兩個(gè)學(xué)生上黑板調(diào)整，并引導(dǎo)不同組的學(xué)生說出自己構(gòu)建的核苷酸長鏈的順序，并說明原因生：遺傳信息的儲存及核酸的構(gòu)成DNA分子的脫氧核苷酸數(shù)目、排列順序不同,使DNA分子具有多樣性;構(gòu)成RNA分子的核糖核苷酸數(shù)目、排列順序不同,使RNA分子具有多樣性。師：遺傳信息蘊(yùn)藏在核苷酸的排列順序中思考3：刑偵人員為什么可以通過DNA指紋獲得嫌疑人信息？生：DNA分子脫氧核苷酸的排列順序儲存著生物的遺傳信息，且每個(gè)個(gè)體的DNA的脫氧核苷酸排列順序不同。師：核酸功能：核酸是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)生物合成中具有極其重要的作用。四、生物大分子以碳鏈為骨架師：到本節(jié)內(nèi)容，細(xì)胞中所有的化合物都已經(jīng)學(xué)習(xí)完了，其中生物大分子：多糖、蛋白質(zhì)、核酸。這些組成生物大分子的基本單位叫單體。思考4：下列分子結(jié)構(gòu)式分別是屬于哪種生物大分子的單體，化學(xué)元素組成有什么共同特征？生：分別是蛋白質(zhì)、多糖、RNA、DNA的基本單位，共同特征是每一個(gè)單體都以若干個(gè)相連的碳原子構(gòu)成的碳鏈為骨架，由許多單體連接成多聚體。師：正是因?yàn)樘荚拥闹匾?，所以，有科學(xué)家說：碳元素是生命的核心元素,沒有碳元素，就沒有生命?！究偨Y(jié)】【學(xué)以致用】——情境遷移非洲豬瘟是一種急性、發(fā)熱、傳染性很高的豬病,其特征是發(fā)病過程短,但死亡率高達(dá)