1、第3节 遗传信息的携带者核酸课程标准简述核酸的结构和功能。活动建议：观察DNA、RNA在细胞中的分布。课标解读1.说出核酸的种类。2.简述核酸的结构和功能。3.以特定的染色剂染色，观察并区分DNA和RNA在细胞中的分布。核酸的种类、功能及在细胞中的分布2作用核酸是细胞内携带的物质，在生物体的、和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。3观察DNA和RNA在细胞中的分布(1)实验原理：用和两种染色剂对细胞进行染色，甲基绿使DNA呈色，使RNA呈色，这样可以显示出DNA和RNA在细胞中的分布情况。遗传信息遗传变异甲基绿吡罗红绿吡罗红红(2)实验程序(3)实验结果及结论绿色主要分布在细胞核主要分布在细
2、胞核中。红色主要分布在细胞质主要分布在细胞质中。思维激活1 能用叶肉细胞作本实验的材料吗？提示 不能。叶肉细胞含有色素，其颜色会影响实验结果的观察。DNARNA1实验操作应注意事项(1)制片用质量分数为0.9%的NaCl溶液而不是蒸馏水：保持口腔上皮细胞形态，细胞在蒸馏水中会吸水涨破。取口腔上皮细胞时必须漱口：防止混杂食物碎屑。牙签使用前要严格消毒。载玻片烘干a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。b烘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)冲洗蒸馏水：冲洗载玻片上的盐酸。缓水流：防止细胞被水流冲走。(4)染色吡罗红甲
3、基绿染色剂的配制要用蒸馏水。吡罗红甲基绿染色剂是混合染色剂，要现用现配。甲基绿与DNA的亲和力强，吡罗红与RNA的亲和力强。2几种液体在实验中的作用(1)质量分数为0.9%的NaCl的溶液：保持口腔上皮细胞正常形态。(2)质量分数为8%的盐酸：改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；使染色体中DNA与蛋白质分离，利于DNA与染色剂结合。(3)蒸馏水：配制染色剂；冲洗载玻片。特别提醒两种染色剂不是单独使用，而是混合使用(甲基绿吡罗红混合染色剂)。【巩固1】下列有关遗传信息携带者核酸的说法，正确的是()A在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，用质量分数为8%的盐酸处理的口腔上皮细胞仍是活细
4、胞，只是其膜的通透性增强B在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，需将两滴吡罗红和甲基绿染液先后滴在载玻片上C与甲基绿发生结合的核酸分子只分布在细胞核中D核酸在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有重要作用解析在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，要想染色成功，必须先烘干将细胞杀死，改变细胞膜的通透性。所用的染色剂是吡罗红甲基绿混合染色剂，即混合后才能使用，其中甲基绿易与DNA结合使之呈现绿色，结果发现DNA主要分布在细胞核中，也有少量DNA分布在线粒体或叶绿体中。答案 D1核酸的基本组成单位核苷酸(1)种类：分为和两种。(2)分子组成：每个核苷酸由一分子、一分子和一分子组成
5、，具体如下：脱氧核苷酸：构成DNA的基本单位(如下图)。核酸是由核苷酸连接而成的长链脱氧核苷酸核糖核苷酸含氮碱基五碳糖磷酸核糖核苷酸：构成RNA的基本单位(如下图)。2核酸的构成3核酸分子的多样性(1)原因：核苷酸不同和多样。(2)核酸中遗传信息的贮存绝大多数生物中，遗传信息贮存在分子中。部分病毒的遗传信息直接贮存在中，如HIV、SARS病毒、H1N1病毒等。思维激活2 各种生物体中有几种核苷酸？几种碱基？提示细胞生物体中有8种核苷酸，5种碱基；而病毒中有4种核苷酸，4种碱基。数目排列顺序DNARNA1核酸的结构层次(即核酸的形成)(见下图)核糖核酸(RNA)是由核糖核苷酸连接而成的单链，如结
6、构模式图一；脱氧核糖核酸(DNA)是由脱氧核苷酸连接而成的双链，结构模式图二显示未螺旋时的状态，空间填充模型三显示其真正的双螺旋形状。拓展深化 核苷酸的形成(见下图)核苷酸间的连接(一个核苷酸的五碳糖与相邻核苷酸的磷酸之间形成化学键)(见下图)核苷酸链间的连接(碱基间形成氢键)(见下图)2DNA、RNA的比较(见下表)名称脱氧核糖核酸核糖核酸简称DNARNA基本组成单位脱氧核苷酸(四种)核糖核苷酸(四种)组成五碳糖脱氧核糖核糖含氮碱基A(腺嘌呤)C(胞嘧啶)G(鸟嘌呤)T(胸腺嘧啶)A(腺嘌呤)C(胞嘧啶)G(鸟嘌呤)U(尿嘧啶)无机酸磷酸磷酸存在主要在细胞核中主要在细胞质中一般结构 两条脱氧
7、核苷酸链构成 一条核糖核苷酸链构成功能对生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成有重要作用【巩固2】右图表示一条核苷酸链(部分)，请结合该图回答以下问题。(1)DNA大多是由_条_链构成，RNA通常是由_条_链构成的。(2)若该图为脱氧核苷酸链，则从碱基组成上看，还应有的碱基是_；图 中 是 _，是 _，是 _，是_。(3)若该图为核糖核苷酸链，则从碱基组成上看，还应有的碱基是_。图中是_，是_。解析从碱基组成上看，组成DNA的碱基有A、G、C、T四种，组成RNA的碱基有A、G、C、U四种。DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，一个脱氧核苷酸由一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖、一分子磷酸组成；绝大多数D
8、NA由两条脱氧核苷酸链构成；RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，一个核糖核苷酸由一分子含氮碱基、一分子核糖和一分子磷酸组成。答案(1)两 脱氧核苷酸 一 核糖核苷酸(2)T 磷酸 脱氧核糖 腺嘌呤 鸟嘌呤脱氧核苷酸(3)U 核糖 鸟嘌呤核糖核苷酸核苷酸的种类及组成思维导图：深度剖析由题意可知，a为五碳糖、b为核苷酸，根据所含五碳糖的不同，核苷酸可分为两种：脱氧核苷酸和核糖核苷酸。其中，脱氧核苷酸是组成DNA的基本单位，其特有的成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶；核糖核苷酸是组成RNA的基本单位，其特有的成分是核糖和尿嘧啶。答案C延伸探究(1)当a的种类不同时，m的种类相同吗？提示不一定。当a为核糖时，m可
9、能为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶或尿嘧啶，当a为脱氧核糖时，m可为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶或胸腺嘧啶。(2)当m的种类确定时，a的种类能确定吗？提示不一定。当m为A、G或C时，a可以是核糖也可以是脱氧核糖；当m为T时，a则是脱氧核糖；当m为U时，a则是核糖。规律方法 核苷酸类型的判断【例2】不同生物含有的核酸种类不同。原核生物和真核生物同时含有DNA和RNA，病毒体内含有DNA或RNA，下列各种生物中关于碱基、核苷酸、五碳糖种类的描述正确的是()。生物体内核酸及成分的判断项目ABCDT4噬菌体烟草叶肉细胞烟草花叶病毒大肠杆菌碱基5种5种4种8种核苷酸5种8种8种8种五碳糖1种2种2种2种思维导图：深度
10、剖析T4噬菌体与烟草花叶病毒都是病毒，病毒只含DNA或RNA，则病毒只有4种碱基、4种核苷酸、1种五碳糖。烟草和大肠杆菌均是细胞生物，细胞中既有DNA又有RNA，共包含5种碱基、8种核苷酸、2种五碳糖。答案B规律方法 生物体内核酸及成分的判断方法(1)首先确定生物种类，属于细胞生物还是非细胞生物。(2)具有细胞结构的生物，有2种核酸，8种核苷酸，2种五碳糖，5种含氮碱基。(3)病毒类生物，有1种核酸，4种核苷酸，1种五碳糖，4种含氮碱基。技法必备DNA分子是由四种脱氧核苷酸组成的，不同的DNA脱氧核苷酸的排列顺序不同，特定的DNA具有特定的脱氧核苷酸排列顺序。因此DNA的特异性在多个领域都有很
11、多应用。DNA的特异性及其应用 能力展示“防伪”是一个全国上下都十分关心的热门话题。然而长期以来，正牌产品与假冒伪劣产品之战一直都是在包装上下工夫。最近出炉的“生物基因(DNA)防伪技术”把防伪工作从包装做到了物品本身。这一技术的具体做法是：从企业负责人身上(可以是一滴血、一根头发、一小片皮肤)提取出他的DNA，克隆出更多的剂量后，掺入到生产的饮料、化妆品、药品、颜料等中去，或制成商品标志贴在商品上。这样，生产出来的每一件商品中都含有了微量的DNA密码标志。这种DNA密码标志的含量要求极低，1106 kg吨酒中只需有1 g DNA就足够了，因而不会改变商品的物理或化学特性，而且十分隐蔽。(1)
12、右图是DNA分子结构部分模式图，请依次写出图中4、5、6、7的名称：_、_、_、_。(2)如果图示为RNA，则含有的四种基本单位分别是：_、_、_、_。(3)你 认 为 DNA能 作 为 防 伪 标 记 的 依 据 是 什 么？_。结合相关知识，举例说明目前DNA技术还有哪些应用？_(答两种以上)。解析(1)DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，一分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成。(2)RNA的基本组成单位是四种核糖核苷酸，名称分别为腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸。(3)核苷酸在连接形成核酸长链时，由于碱基的排列顺序极其多样化，
13、使DNA具有特异性和多样性，每个人的DNA几乎都是独一无二的，因此可以利用该特点制作身份证、进行亲子鉴定、确认生物之间亲缘关系远近等。解析病毒无细胞结构，其内部的核酸也携带遗传信息；B项中细胞已死亡；DNA和RNA在细胞内主要部位不同，构成的碱基不同，核苷酸之间的连接方式相同。答案 D4下列核苷酸中，在DNA结构中不可能具有的是()。解析核苷酸是构成核酸的基本单位，根据五碳糖的不同，将其分为脱氧核苷酸和核糖核苷酸两大类，其中构成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，包含的碱基有A、G、C、T四种；而构成RNA的核糖核苷酸分子所含的碱基为A、G、C、U。可见，U是构成RNA特有的碱基，不应出现在DNA分
14、子中。答案 B5制作脱氧核苷酸模型时，各部件之间需要连接，下图中连接正确的是()。解析每个脱氧核苷酸的磷酸和碱基都连接在五碳糖上，通常把碱基连接的那个碳编号为1，其他碳原子依次编号为2,3,4,5，磷酸是和5号碳原子连接的，而五碳糖的1号碳和4号碳上的羟基(OH)通常脱水使五碳糖呈现环状。答案C6如图表示生物体内的某种物质，请分析回答下面的问题。(1)a包括_等元素。(2)b的名称叫_，一分子的b是由_、_、_组成的。(3)c的作用是_。(4)可利用_对细胞进行染色，在显微镜下观察到d、e在细胞中的分布，物质d被_染成_色，物质e被_染成_色。答案(1)C、H、O、N、P(2)核苷酸 一分子五碳糖 一分子磷酸 一分子含氮碱基(3)遗传信息的携带者；对生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成具有重要作用(4)吡罗红甲基绿混合染色剂甲基绿 绿 吡罗红 红课堂小结
