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2018年秋高中生物第二章组成细胞的分子第3节遗传信息的携带者__核酸学案新人教版必修1

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                                              第  3 节 遗传信息的携带者
                                 ——核酸


    学习目标
    1.说出核酸的种类及功能。(重点)
    2.比较   DNA 与 RNA 的不同。
    核心概念
    核酸 脱氧核糖 核糖 脱氧核苷酸 核糖核苷酸


  一、核酸的分类和功能

    1.种类Error!
    2.功能:
    (1)细胞内携带__遗传信息____的物质。
    (2)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。
    二、实验:观察       DNA 和 RNA 在细胞中的分布
              中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台

1.实验目的:初步掌握观察__DNA            和 RNA____在细胞中分布的方法。
2.实验原理:
(1)DNA 和 RNA 在细胞中的主要分布部位不同。
(2)甲基绿和吡罗红两种染色剂对             DNA 和 RNA 的亲和力不同:
__甲基绿____+DNA→绿色;__吡罗红____+RNA→红色。
3.实验步骤:


4.实验结果和结论:
(1)细胞核区域呈现绿色―→__DNA____主要分布在细胞核中。
(2)细胞质区域呈现红色―→__RNA____主要分布在细胞质中。
三、核酸是由核苷酸连接而成的长链
1.核酸的基本组成单位——核苷酸
(1)脱氧核苷酸:构成__DNA____的基本单位,如下图。


(2)核糖核苷酸:构成__RNA____的基本单位,如下图。


2.核酸的构成
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台


    3.遗传信息的多样性
    (1)绝大多数的生物,其遗传信息贮存在__DNA____分子中,而且每个个体的                          DNA 的
__脱氧核苷酸序列____各有特点。
    (2)组成  DNA 的脱氧核苷酸虽然只有          4 种,但是如果数量不限,在连成长链时,__排列
顺序____是极其多样化的,它所贮存的遗传信息的信息容量也是非常大的。
    ?思考
    1.为什么不宜选用绿色植物的叶肉细胞进行实验?
    提示:绿色植物叶肉细胞含叶绿体,其颜色会干扰实验结果。
    2.若选用大肠杆菌做实验材料,在显微镜下会观察到什么现象?
    提示:大肠杆菌是原核生物,其              DNA 存在于拟核中,因此呈现绿色的是拟核。
     uo 活xu学e q巧iao练 lian
    H         判断题
    1.DNA 和  RNA 的基本组成单位都是核苷酸。一分子核苷酸由一分子含氮碱基、一分子
五碳糖和一分子磷酸构成。( √ )
    2.核酸是一切生物的遗传物质,DNA              只分布在细胞核内,RNA         只分布在细胞质中。( 

× )
    3.DNA 和  RNA 分子的碱基组成相同。( × )
    4.分子大小相同,碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。  ( × )
    5.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
具有重要的作用。( √ )
    6.每个核酸分子是由几十个乃至上千亿个核苷酸连接而成的长链。 ( √ )
    7.甲基绿和吡罗红对         DNA 和 RNA 的亲和力不同,“观察         DNA 和 RNA 在细胞中的分布”
实验中应分别加入甲基绿和吡罗红。( × )
    8.盐酸有利于染色体中的           DNA 与蛋白质分开,并使        DNA 水解。( × )


                               知识点   1 核酸的结构
     hong重 n难an拓 tu展o zhan
    Z     
    1.DNA 与  RNA 的比较

                  项目                   DNA               RNA
            基本        名称            脱氧核苷酸             核糖核苷酸

            单位    组     磷酸                    磷酸
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台

                  成    五碳糖           脱氧核糖                核糖
                                          A、G、C(共有)
                        碱基
                                     T(特有)              U(特有)
                      种类               4 种               4 种
                一般结构               两条核苷酸链            一条核苷酸链
                      试剂                甲基绿吡罗红染色剂
            检测
                      现象               绿色                红色

                  分布               主要在细胞核            主要在细胞质
    2.生物体中核酸、遗传物质、碱基和核苷酸种类的分析
  生物类别          核酸种类           遗传物质              碱基种类            核苷酸种类
                 DNA 和                            A、G、
  细胞生物                            DNA                               8 种
                  RNA                            C、T、U
                只含  DNA           DNA           A、G、C、T             4 种
    病毒
                只含  RNA           RNA           A、G、C、U             4 种
     i 易cu错o t提i x醒ing
    Y     
                         核酸初步水解与彻底水解的产物不同
    (1)水解是指大分子有机物分解为小分子有机物,若得到的小分子有机物还可以水解则
为初步水解,若得到的小分子有机物不能再水解则为彻底水解。
    (2)DNA 与 RNA 初步水解与彻底水解的产物。
                物质      初步水解的产物             彻底水解的产物

                 DNA      脱氧核苷酸          磷酸、脱氧核糖和碱基
                 RNA      核糖核苷酸            磷酸、核糖和碱基
     ia典n l例i p评in析g xi
    D     
           典例  1 下列关于     DNA 和 RNA 的叙述中,错误的是( D )
    A.DNA 中特有的成分是脱氧核糖和            T(胸腺嘧啶)
    B.RNA 中特有的成分是核糖和          U(尿嘧啶)
    C.DNA 一般是双链的,RNA       一般是单链的
    D.真核细胞的      DNA 只分布在细胞核中,RNA        只分布在细胞质中
    [解析] DNA   的基本组成单位是脱氧核苷酸,其特有的成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶
(T);RNA 的基本组成单位是核糖核苷酸,其特有的成分是核糖和尿嘧啶(U)。DNA                           一般是双
链的,RNA   一般是单链的。真核细胞的            DNA 和 RNA 在细胞核和细胞质中均有分布,DNA             主要
分布在细胞核中,RNA        主要分布在细胞质中。
    〔变式训练     1〕 (2018·泰安高一检测)下列有关核酸的叙述中,正确的是( C )
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台

    A.除病毒外,一切生物都含有核酸 
    B.核酸是由     C、H、O、N 4   种元素组成的化合物
    C.核酸是遗传信息的携带者 
    D.核酸的基本组成单位是脱氧核苷酸
    [解析] 病毒也含有核酸,A           错误;核酸的组成元素是           C、H、O、N、P,B     错误;核酸
是遗传信息的携带者,C          正确;核酸的基本组成单位是核苷酸,脱氧核苷酸是                      DNA 的基本
组成单位,D     错误。
                      知识点    2 观察   DNA 和 RNA 在细胞中的分布
     hong重 n难an拓 tu展o zhan
    Z     
    1.实验中的试剂及其作用
              试剂                                   作用
    质量分数为     0.9%的 NaCl 溶液                保持口腔上皮细胞形态
                               ①改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞。
       质量分数为     8%的盐酸         ②使染色质中的       DNA 与蛋白质分离,有利于          DNA 与
                               染色剂结合
             蒸馏水                           冲洗掉载玻片上的盐酸
    甲基绿和吡罗红混合染色剂                             使 DNA 和 RNA 着色
    2.实验操作应注意事项
    (1)制片:
    ①用质量分数为       0.9%的 NaCl 溶液而不是蒸馏水。原因是:保持口腔上皮细胞形态,
细胞在蒸馏水中会吸水涨破。
    ②取口腔上皮细胞时必须漱口。原因是防止混杂食物碎屑。
    ③牙签使用前要严格消毒。
    ④载玻片要烘干。要在酒精灯火焰上来回移动,防止载玻片受热不均匀而破裂;烧干
至细胞吸附住即可。
    (2)水解:要注意掌握水温(30℃)和时间(5 min),才能达到水解的目的。
    (3)冲洗:缓水流以防止细胞被水流冲走。
    (4)染色:
    ①吡罗红甲基绿染色剂的配制要用蒸馏水。
    ②吡罗红甲基绿染色剂是混合染色剂,要现配现用。(关键词:混合)
    ③甲基绿与     DNA 的亲和力强,吡罗红与          RNA 的亲和力强。(关键词:亲和力)
    知识贴士
    实验材料选取的注意事项
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    ①若选用动物细胞,不能用哺乳动物成熟的红细胞,因为其没有细胞核。
    ②若选用植物细胞,应该选用无色的,不宜用叶肉细胞,防止光合色素的干扰。
    ③DNA 和  RNA 在细胞核和细胞质中均有分布,只是量不同,结果中强调“主要”而不
能说“只”存在于细胞核或细胞质中。
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     ia典n l例i p评in析g xi
    D     
           典例  2 下列关于“观察        DNA 和 RNA 在细胞中的分布”实验的叙述正确的是( 

B )
    A.甲基绿和吡罗红对         DNA 和 RNA 的亲和力不同,实验中应分别加入甲基绿和吡罗红
    B.盐酸能够改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞
    C.该实验用口腔上皮细胞而不用叶肉细胞,是因为叶肉细胞不含                           RNA
    D.盐酸有利于染色质中          DNA 与蛋白质分开,不利于         DNA 与染色剂结合
    [解析] 动植物细胞中均含有            DNA 和 RNA,该实验不用叶肉细胞的原因是叶肉细胞含
叶绿体,呈绿色,不利于实验结果的观察。盐酸能够改变细胞膜的通透性,同时使染色质
中的   DNA 与蛋白质分离,有利于         DNA 与染色剂结合。
    〔变式训练     2〕 (2018·山东潍坊高三质检)“观察              DNA 和 RNA 在细胞中的分布”实
验中,操作正确的是( C )
    A.可以用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞替代人口腔上皮细胞
    B.将涂片用质量分数为          8%的盐酸处理后,直接用染色剂染色
    C.观察时应选择染色均匀、色泽较浅的区域
    D.先用低倍镜找到清晰的细胞后,直接转换高倍镜观察
    [解析] 观察     DNA 和 RNA 在细胞中的分布时可以用洋葱鳞片叶内表皮细胞作为实验材
料,而不能用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,因为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞有颜色,影响
实验的观察;涂片用质量分数为              8%的盐酸处理后,应用蒸馏水缓水流冲洗后染色;低倍镜
找到清晰的细胞后,应把物像移至视野中央,再换用高倍镜观察。


    核苷酸种类和核酸种类的判断方法
    1.核苷酸种类的判断
    下图是两种核苷酸,判断它们的方法有以下两种:


    (1)根据五碳糖的种类进行判断:甲的五碳糖是核糖,所以甲是                         RNA 的基本组成单位—
—核糖核苷酸;乙的五碳糖是脱氧核糖,所以乙是                     DNA 的基本组成单位——脱氧核苷酸。
    (2)根据碱基种类进行判断:甲中含有               U,所以甲为核糖核苷酸;乙中含有              T,所以乙
为脱氧核苷酸。
    2.核酸种类的判断
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台

    下图是   DNA 和 RNA 两种核酸,区分它们的方法有以下两种:


    (1)看成分。由于      DNA 特有的成分是脱氧核糖和          T(胸腺嘧啶),RNA     特有的成分是核糖
和  U(尿嘧啶),所以从图中的碱基种类就可以判断甲是                    DNA,乙是   RNA。
    (2)看结构。DNA    一般是双链的,RNA       一般是单链的,由此可判断出甲是               DNA,乙是
RNA。
           典例  3 (2018·河南郑州高三模拟)下图为核苷酸的结构模式图。下列关于核
苷酸及核酸的叙述,错误的是( C )


    A.核苷酸的种类可以根据图中的②和③进行判断
    B.彻底水解     DNA,可以得到     1 种①、1   种②和   4 种③
    C.在人的口腔上皮细胞中,含有              2 种②和   4 种③
    D.若某种核酸含有        T,则该核酸主要分布在细胞核中
    [解析] 图中①、②、③分别是磷酸、五碳糖和碱基。根据五碳糖的种类和碱基的种
类可判断核苷酸的种类:若含有脱氧核糖或                   T,则为   DNA 的基本组成单位——脱氧核苷酸;
若含有核糖或      U.则为   RNA 的基本组成单位——核糖核苷酸,A              项正确。DNA    的彻底水解产
物是脱氧核苷酸的        3 种组成成分:磷酸、脱氧核糖和碱基(A、G、C、T),B                   项正确。在人
的口腔上皮细胞中同时含有            DNA 和 RNA,故其内五碳糖有        2 种——脱氧核糖和核糖,碱基
有  5 种——A、G、C、T、U,C       项错误。若某种核酸含有           T,则该核酸为      DNA,DNA 主要分布
在细胞核中,D      项正确。
    3.DNA、RNA、蛋白质的水解产物和代谢终产物的比较

      项目              DNA                    RNA                 蛋白质
    基本单位           脱氧核苷酸                 核糖核苷酸                   氨基酸
     初步水
                 4 种脱氧核苷酸               4 种核糖核苷酸                  多肽
     解产物
     彻底水         脱氧核糖、含氮
                                     核糖、含氮碱基和磷酸                  氨基酸
     解产物           碱基和磷酸

   代谢终产物                  CO2、H2O、尿素和磷酸盐等                    CO2、H2O 和尿素
           典例  4 大豆根尖细胞所含的核酸中,含有碱基                  A、G、C、T   的核苷酸种类数
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台

共有( B )
    A.8                                 B.7 
    C.5                                 D.4
    [解析] 此题考查学生对核酸种类、结构的认识。大豆细胞中的核酸包括                              DNA 和
RNA。组成   DNA 的核苷酸为脱氧核苷酸,分别含有碱基                A、G、C、T;组成      RNA 的核苷酸为
核糖核苷酸,分别含有碱基            A、G、C、U。所以答案为         B。
           典例  5 下列关于     DNA 和 RNA 的叙述中,正确的是( C )
    A.DNA 只存在于细胞核中,RNA         只存在于细胞质中
    B.两种核酸中碱基都相同
    C.两种核酸中的五碳糖不相同
    D.病毒中的遗传物质都是           RNA
    [解析] DNA   和  RNA 的区别主要体现在两个地方:一是五碳糖,二是碱基。


    1.元素组成:C、H、O、N、P。
    2.核酸的分类:DNA(脱氧核糖核酸)和              RNA(核糖核酸)。
    3.核酸的基本组成单位——核苷酸:核苷酸由一分子五碳糖、一分子磷酸、一分子含
氮碱基组成。
    4.核酸的功能: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
的生物合成中具有极其重要的作用。
    5.核酸在真核细胞中的分布:DNA             主要存在于细胞核中,此外,在线粒体和叶绿体中
也有少量分布。RNA       主要存在于细胞质中,少量存在于细胞核中。


    核
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