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人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第5节 核酸是遗传信息的携带者教案
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这是一份人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第5节 核酸是遗传信息的携带者教案，共4页。教案主要包含了创设情境，导入新课，新知探究，学以致用，课堂小结，知识检测等内容，欢迎下载使用。
1. 通过阅读教材资料，说出核酸的种类、分布、归纳两种核酸的区别；（科学思维）
2. 通过分析资料、构建核苷酸的模型，了解核苷酸的结构、种类；（科学思维）
3. 通过构建模型和分析模型，理解核酸主要结构层次的形成过程，能用结构与功能相适应的观念解释核酸是遗传信息携带者的原因；（科学探究、科学思维、生命观念）；
4.通过创设情境，让学生用科学知识来解决生活中的实际问题。（社会责任）
教学重难点
1.教学重点：
1. 核酸的种类及结构；
2.核酸是遗传信息携带者的原因
2.教学难点：
1.核酸的结构；
2.核酸是遗传信息携带者的原因
教学过程
一、创设情境，导入新课
师：上课之前，我们先来看一张图片（投影新型冠状病毒的图片）。大家知道这是什么病毒吗？
生：新型冠状病毒。
师：没错。这就是2020年病毒界的大明星——新型冠状病毒。
之所以叫新型冠状病毒，是因为造成本次疫情的冠状病毒以前并没有被发现过。通常，一种新的病毒出现后，需要确定该病毒的核酸类型，才能进一步研制相关的药物进行有效治疗。我们同学预习了教材，核酸可以分为几类？
生：DNA和RNA。（教师板书核酸的分类：DNA和RNA）
师：(投影DNA和RNA的平面结构图)对，那我们根据遗传物质的化学组成，将病毒分为DNA病毒和RNA病毒两种类型。如何确定新型冠状病毒是DNA病毒还是RNA病毒呢？
生：DNA有两条链、RNA只有一条链；看他的遗传物质由几条链构成就可以确定。
师：实际我们观察DNA和RNA会看到这样的图像。（展示DNA和RNA在电镜下的图片）从图片中能区分哪个是DNA，哪个是RNA吗？
生：不能。
师：那我们应该怎样进一步确定新型冠状病毒的类型呢？
生：陷入沉默；
师：这需要我们了解更多的关于核酸的知识才能解决这个问题，让我们带着这个问题一起来学习第二章第五节的内容，一起揭开核酸的神秘面纱。（板书课题）
二、新知探究
（一）核酸是由核苷酸连接而成的长链。
师：【讲述过渡】科学家从发现核酸到弄清核酸的结构，经历了前后几代科学家的共同努力。我们今天将跟随科学家的脚步，一起来探索核酸的结构。
【布置任务】阅读资料，回答问题。
资料1.在发现了核酸后，很长一段时间科学家都在为了揭示核酸的结构而展开研究；20世纪初，德国科学家科赛尔及其团队将核酸进行彻底水解，发现水解产物中含有五碳糖、含氮碱基和磷酸。在两类核酸水解产物中都含有含氮碱基腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C），而DNA中特有胸腺嘧啶（T），RNA中特有尿嘧啶（U）。1902年，他将自己的研究成果写成《关于细胞核物质及其分解产物的研究》一文，发表在杂志上。科赛尔因其在核酸化学领域的开创性工作，荣获1910年的诺贝尔生理学或医学奖。
资料2.1911年，科赛尔的学生列文对核酸做了进一步的研究，他发现：DNA中的五碳糖是脱氧核糖，而RNA中的五碳糖是核糖。
【提问】
1. 由科赛尔及其团队的研究可知，核酸的基本组成成分是什么？
2. 请你根据材料，归纳出DNA和RNA在化学组成上的异同。
生：阅读材料，思考并回答问题。
师：【布置任务】请利用提供的软磁铁模型材料，在白板上将DNA和RNA的区别于联系表示出来。
【提问】我们知道了DNA和RNA的组成，那么他们是怎样形成DNA和RNA的呢？
师：呈现资料，提出问题。
资料3.20世纪30年代，哈马斯顿（E.Hamm－arsten）等人的研究证明，作为生物大分子的蛋白质，其基本组成单位是氨基酸。那么同样是生物大分子的核酸，是否也有其小分子的基本单位呢？1934年，列文（ ）发现核酸可被分解成含有一个碱基、一个核糖（或脱氧核糖）和一个磷酸的片段，这样的组合叫核苷酸。
资料4.列文不仅鉴定出核酸由核苷酸单位组成，并且指出其各化学成分按照磷酸-核糖-碱基的顺序依次相连而形成核苷酸。其中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。
师：【提问】由资料分析，我们可以知道磷酸、五碳糖、含氮碱基这些小分子物质是怎样形成核酸的吗？
生：先形成核苷酸、再形成核酸。
师：我们同学获取信息的能力还是很强的。也就是说核酸的基本单位是核苷酸。那么核苷酸有怎样的结构，磷酸、五碳糖、含氮碱基又是怎样连接形成核苷酸的呢？
【布置任务】请大家阅读资料3和资料4，观察教材上核苷酸的模式图（图2-15），各小组合作交流，根据提供的软磁铁模型，在白板上构建1个核苷酸模型。完成后可以到讲台上来展示。
（有没有哪位同学愿意上来，尝试在黑板上构建一下核苷酸的模型，请一个学生上黑板）
生：小组合作，在白板上完成核苷酸模型的构建。
师：
1. 巡查学生的活动，及时观察并展示构建的模型，及时纠错。并请学生分析这样连的原因，最终让学会掌握正确的连接方法；
2. 请一组学生全部上台展示自己构建的核苷酸模型，并介绍自己构建的核苷酸的名字。
3. 进一步提问：如果让你们所构建的核苷酸分类，你会怎样分？划分依据是什么？每一类核苷酸包括几种？
进而总结出核苷酸分为2大类8种。
4. 要求学生进一步构建出4个核糖核苷酸和脱氧核苷酸的模型。
生：构建模型、思考问题、回答问题。
师：【提问】那么脱氧核苷酸是怎样形成DNA的？核糖核苷酸又是怎样形成RNA的呢？
师：【布置活动】请大家依据资料5提供的信息，结合教材图2-14，将原先构建的4个脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链、4个核糖核苷酸连接成核糖核苷酸链。
资料5.1951年，托德和布朗一起宣称核酸是由多核苷酸构成的，多核苷酸是一系列小分子核苷酸以链状形式相连，相邻核苷酸之间通过脱水缩合反应形成磷酸二酯键，依次把核苷酸连接起来形成核苷酸长链。他们的研究为后来核酸结构的确定提供了实验依据，托德也因对核苷酸研究的贡献，荣获了1957年诺贝尔化学奖的桂冠。
并巡视指导小组活动，及时发现学生的错误，及时展示纠错。直到得出正确的连接方法。
（板书：核酸是由核苷酸连接而成的长链）
生：小组合作动手构建模型并展示成果。
师：1.请一小组的同学展示自己构建的图，并解释这样连接的原因。
2.总结：DNA由 脱氧核苷酸链构成；RNA由
核糖核苷酸链构成。
3.请每小组派一个代表将本组构建脱氧核苷酸和核糖核苷酸链的白板依次并排展示。
【提问】 请同学们思考并解释各小组的核苷酸链有什么不同？
生：很快会发现碱基的排列顺序不同。
师：对，也就是说每组的核苷酸的排列顺序不同。
师：这体现了DNA结构的什么特点？
生：思考并回答，多样性。
师：而组成人体的DNA约含有30亿个碱基对。组成人体DNA的排列顺序就更加多样化了。这也可以解释为什么世界上很难找到一个跟你一模一样的人。
【总结】DNA分子具有多样的脱氧核苷酸排列顺序，这样的结构就决定了DNA具有怎样的功能？
生：能携带大量的遗传信息。
师：是的，DNA分子中脱氧核苷酸排列顺序就储存着遗传信息。
因此我们说DNA是遗传信息的携带者。那对于有些RNA病毒而言，它的遗传信息储存在哪里？
生：RNA中。
师：你知道哪些病毒的遗传信息储存在RNA中？
生：阅读教材，可以知道HIV，SARS病毒等也是RNA病毒。
师：由此，我们总结一下核酸由什么重要功能？
生：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重要作用。
（板书：核酸的功能：核酸是细胞内携带遗传信息的物质）
（二）核酸的分布
师：在真核细胞中，这么重要的核酸都分布哪里呢？
生：阅读教材，不难回答出：DNA主要分布在细胞核中，在线粒体和叶绿体中也由少量分布；而RNA主要分布在细胞质中。
（板书：核酸的分布：真核细胞中，DNA主要分布在细胞核、RNA主要分布在细胞质）
师：现在我们再来思考最初老师提出的问题：我们怎样设计实验确定新型冠状病毒是DNA病毒还是RNA病毒呢？
生：提取新型冠状病毒的核酸，将其进行水解，进一步分析分析水解产物。（有可能学生先说U,T，就问：如果我们水解得到的碱基只有A\G\C三种，我们该怎么确认？再补充核糖和脱氧核糖）
三、学以致用
1. 师：【讲述过渡】其实核酸的知识在生活中的运用还有很多方面，特别是DNA鉴定技术。课后请同学们查阅相关的资料，进一步了解。
四、课堂小结
五、知识检测
1.判断正误
（1）核苷酸包括DNA和RNA两类（ ）
（2）DNA只分布于细胞核中，RNA只分布于细胞质中（ ）
（3）DNA和RNA的碱基组成相同，五碳糖不同（ ）
（4）核酸分子中，五碳糖：磷酸：含氮碱基=1:1:1（ ）
（5）病毒的遗传信息贮存在RNA中（ ）
（6）所有生物体内都含5种碱基、8种核苷酸、2种核酸（ ）
（7）真核生物以DNA为遗传物质，部分原核生物以RNA为遗传物质（ ）
2.玉米、艾滋病病毒的核酸中各具有碱基和核苷酸的种类依次分别（ C ）
A.8、4和8、4 B.5、4和5、4
C.5、4和8、4 D.8、4和5、4
板书设计
2.5 核酸是遗传信息的携带者（课前板书）
一、分类和分布
1. DNA 主要分布在细胞核中
2. RNA 主要分布在细胞质中
二、结构
1.基本单位——核苷酸
2.核苷酸连接形成核苷酸链
三、功能：核酸是遗传信息的携带者
1. 通过阅读教材资料，说出核酸的种类、分布、归纳两种核酸的区别；（科学思维）
2. 通过分析资料、构建核苷酸的模型，了解核苷酸的结构、种类；（科学思维）
3. 通过构建模型和分析模型，理解核酸主要结构层次的形成过程，能用结构与功能相适应的观念解释核酸是遗传信息携带者的原因；（科学探究、科学思维、生命观念）；
4.通过创设情境，让学生用科学知识来解决生活中的实际问题。（社会责任）
教学重难点
1.教学重点：
1. 核酸的种类及结构；
2.核酸是遗传信息携带者的原因
2.教学难点：
1.核酸的结构；
2.核酸是遗传信息携带者的原因
教学过程
一、创设情境，导入新课
师：上课之前，我们先来看一张图片（投影新型冠状病毒的图片）。大家知道这是什么病毒吗？
生：新型冠状病毒。
师：没错。这就是2020年病毒界的大明星——新型冠状病毒。
之所以叫新型冠状病毒，是因为造成本次疫情的冠状病毒以前并没有被发现过。通常，一种新的病毒出现后，需要确定该病毒的核酸类型，才能进一步研制相关的药物进行有效治疗。我们同学预习了教材，核酸可以分为几类？
生：DNA和RNA。（教师板书核酸的分类：DNA和RNA）
师：(投影DNA和RNA的平面结构图)对，那我们根据遗传物质的化学组成，将病毒分为DNA病毒和RNA病毒两种类型。如何确定新型冠状病毒是DNA病毒还是RNA病毒呢？
生：DNA有两条链、RNA只有一条链；看他的遗传物质由几条链构成就可以确定。
师：实际我们观察DNA和RNA会看到这样的图像。（展示DNA和RNA在电镜下的图片）从图片中能区分哪个是DNA，哪个是RNA吗？
生：不能。
师：那我们应该怎样进一步确定新型冠状病毒的类型呢？
生：陷入沉默；
师：这需要我们了解更多的关于核酸的知识才能解决这个问题，让我们带着这个问题一起来学习第二章第五节的内容，一起揭开核酸的神秘面纱。（板书课题）
二、新知探究
（一）核酸是由核苷酸连接而成的长链。
师：【讲述过渡】科学家从发现核酸到弄清核酸的结构，经历了前后几代科学家的共同努力。我们今天将跟随科学家的脚步，一起来探索核酸的结构。
【布置任务】阅读资料，回答问题。
资料1.在发现了核酸后，很长一段时间科学家都在为了揭示核酸的结构而展开研究；20世纪初，德国科学家科赛尔及其团队将核酸进行彻底水解，发现水解产物中含有五碳糖、含氮碱基和磷酸。在两类核酸水解产物中都含有含氮碱基腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C），而DNA中特有胸腺嘧啶（T），RNA中特有尿嘧啶（U）。1902年，他将自己的研究成果写成《关于细胞核物质及其分解产物的研究》一文，发表在杂志上。科赛尔因其在核酸化学领域的开创性工作，荣获1910年的诺贝尔生理学或医学奖。
资料2.1911年，科赛尔的学生列文对核酸做了进一步的研究，他发现：DNA中的五碳糖是脱氧核糖，而RNA中的五碳糖是核糖。
【提问】
1. 由科赛尔及其团队的研究可知，核酸的基本组成成分是什么？
2. 请你根据材料，归纳出DNA和RNA在化学组成上的异同。
生：阅读材料，思考并回答问题。
师：【布置任务】请利用提供的软磁铁模型材料，在白板上将DNA和RNA的区别于联系表示出来。
【提问】我们知道了DNA和RNA的组成，那么他们是怎样形成DNA和RNA的呢？
师：呈现资料，提出问题。
资料3.20世纪30年代，哈马斯顿（E.Hamm－arsten）等人的研究证明，作为生物大分子的蛋白质，其基本组成单位是氨基酸。那么同样是生物大分子的核酸，是否也有其小分子的基本单位呢？1934年，列文（ ）发现核酸可被分解成含有一个碱基、一个核糖（或脱氧核糖）和一个磷酸的片段，这样的组合叫核苷酸。
资料4.列文不仅鉴定出核酸由核苷酸单位组成，并且指出其各化学成分按照磷酸-核糖-碱基的顺序依次相连而形成核苷酸。其中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。
师：【提问】由资料分析，我们可以知道磷酸、五碳糖、含氮碱基这些小分子物质是怎样形成核酸的吗？
生：先形成核苷酸、再形成核酸。
师：我们同学获取信息的能力还是很强的。也就是说核酸的基本单位是核苷酸。那么核苷酸有怎样的结构，磷酸、五碳糖、含氮碱基又是怎样连接形成核苷酸的呢？
【布置任务】请大家阅读资料3和资料4，观察教材上核苷酸的模式图（图2-15），各小组合作交流，根据提供的软磁铁模型，在白板上构建1个核苷酸模型。完成后可以到讲台上来展示。
（有没有哪位同学愿意上来，尝试在黑板上构建一下核苷酸的模型，请一个学生上黑板）
生：小组合作，在白板上完成核苷酸模型的构建。
师：
1. 巡查学生的活动，及时观察并展示构建的模型，及时纠错。并请学生分析这样连的原因，最终让学会掌握正确的连接方法；
2. 请一组学生全部上台展示自己构建的核苷酸模型，并介绍自己构建的核苷酸的名字。
3. 进一步提问：如果让你们所构建的核苷酸分类，你会怎样分？划分依据是什么？每一类核苷酸包括几种？
进而总结出核苷酸分为2大类8种。
4. 要求学生进一步构建出4个核糖核苷酸和脱氧核苷酸的模型。
生：构建模型、思考问题、回答问题。
师：【提问】那么脱氧核苷酸是怎样形成DNA的？核糖核苷酸又是怎样形成RNA的呢？
师：【布置活动】请大家依据资料5提供的信息，结合教材图2-14，将原先构建的4个脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链、4个核糖核苷酸连接成核糖核苷酸链。
资料5.1951年，托德和布朗一起宣称核酸是由多核苷酸构成的，多核苷酸是一系列小分子核苷酸以链状形式相连，相邻核苷酸之间通过脱水缩合反应形成磷酸二酯键，依次把核苷酸连接起来形成核苷酸长链。他们的研究为后来核酸结构的确定提供了实验依据，托德也因对核苷酸研究的贡献，荣获了1957年诺贝尔化学奖的桂冠。
并巡视指导小组活动，及时发现学生的错误，及时展示纠错。直到得出正确的连接方法。
（板书：核酸是由核苷酸连接而成的长链）
生：小组合作动手构建模型并展示成果。
师：1.请一小组的同学展示自己构建的图，并解释这样连接的原因。
2.总结：DNA由 脱氧核苷酸链构成；RNA由
核糖核苷酸链构成。
3.请每小组派一个代表将本组构建脱氧核苷酸和核糖核苷酸链的白板依次并排展示。
【提问】 请同学们思考并解释各小组的核苷酸链有什么不同？
生：很快会发现碱基的排列顺序不同。
师：对，也就是说每组的核苷酸的排列顺序不同。
师：这体现了DNA结构的什么特点？
生：思考并回答，多样性。
师：而组成人体的DNA约含有30亿个碱基对。组成人体DNA的排列顺序就更加多样化了。这也可以解释为什么世界上很难找到一个跟你一模一样的人。
【总结】DNA分子具有多样的脱氧核苷酸排列顺序，这样的结构就决定了DNA具有怎样的功能？
生：能携带大量的遗传信息。
师：是的，DNA分子中脱氧核苷酸排列顺序就储存着遗传信息。
因此我们说DNA是遗传信息的携带者。那对于有些RNA病毒而言，它的遗传信息储存在哪里？
生：RNA中。
师：你知道哪些病毒的遗传信息储存在RNA中？
生：阅读教材，可以知道HIV，SARS病毒等也是RNA病毒。
师：由此，我们总结一下核酸由什么重要功能？
生：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重要作用。
（板书：核酸的功能：核酸是细胞内携带遗传信息的物质）
（二）核酸的分布
师：在真核细胞中，这么重要的核酸都分布哪里呢？
生：阅读教材，不难回答出：DNA主要分布在细胞核中，在线粒体和叶绿体中也由少量分布；而RNA主要分布在细胞质中。
（板书：核酸的分布：真核细胞中，DNA主要分布在细胞核、RNA主要分布在细胞质）
师：现在我们再来思考最初老师提出的问题：我们怎样设计实验确定新型冠状病毒是DNA病毒还是RNA病毒呢？
生：提取新型冠状病毒的核酸，将其进行水解，进一步分析分析水解产物。（有可能学生先说U,T，就问：如果我们水解得到的碱基只有A\G\C三种，我们该怎么确认？再补充核糖和脱氧核糖）
三、学以致用
1. 师：【讲述过渡】其实核酸的知识在生活中的运用还有很多方面，特别是DNA鉴定技术。课后请同学们查阅相关的资料，进一步了解。
四、课堂小结
五、知识检测
1.判断正误
（1）核苷酸包括DNA和RNA两类（ ）
（2）DNA只分布于细胞核中，RNA只分布于细胞质中（ ）
（3）DNA和RNA的碱基组成相同，五碳糖不同（ ）
（4）核酸分子中，五碳糖：磷酸：含氮碱基=1:1:1（ ）
（5）病毒的遗传信息贮存在RNA中（ ）
（6）所有生物体内都含5种碱基、8种核苷酸、2种核酸（ ）
（7）真核生物以DNA为遗传物质，部分原核生物以RNA为遗传物质（ ）
2.玉米、艾滋病病毒的核酸中各具有碱基和核苷酸的种类依次分别（ C ）
A.8、4和8、4 B.5、4和5、4
C.5、4和8、4 D.8、4和5、4
板书设计
2.5 核酸是遗传信息的携带者（课前板书）
一、分类和分布
1. DNA 主要分布在细胞核中
2. RNA 主要分布在细胞质中
二、结构
1.基本单位——核苷酸
2.核苷酸连接形成核苷酸链
三、功能：核酸是遗传信息的携带者
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