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

第3节 遗传信息的携带者——核酸
1．观察并区分DNA 和RNA 在细胞中的分布。

(重点) 2．理解并掌握DNA 和RNA 在组成上的区别和功能。

(重难点) 3．说出核酸的功能。

1．种类⎩⎪⎨
⎪
⎧
脱氧核糖核酸，简称DNA 核糖核酸，简称RNA
2．功能
(1)核酸是细胞内携带遗传信息的物质。

(2)核酸在生物体的遗传、变异和蛋白质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)原理⎩
⎪⎨
⎪⎧
DNA ＋甲基绿→绿色
RNA ＋吡罗红→红色
(2)实验步骤：
(3)实验现象及结论
①绿色明显集中且接近细胞中央，说明DNA主要分布于细胞核中。

②绿色周围的红色范围较广，说明RNA主要分布于细胞质中。

[合作探讨]
探讨1：利用口腔上皮细胞进行实验时：
①用质量分数为0.9%的NaCl溶液而不是蒸馏水，为什么？
提示：用0.9%NaCl溶液的目的是保持口腔上皮细胞的形态，若用蒸馏水会使细胞吸水涨破。

②为什么取口腔上皮细胞时必须漱口？
提示：防止混杂食物碎屑。

③冲洗涂片时为何要用缓水流？
提示：防止细胞被冲走。

探讨2：实验材料可用洋葱鳞片叶内表皮细胞，能用洋葱鳞片叶的外表皮细胞或叶肉细胞吗？
提示：不能，洋葱鳞片叶的外表皮细胞有紫色大液泡影响观察。

叶肉细胞有绿色叶绿体，影响观察。

探讨3：“DNA只分布在细胞核中，RNA只分布在细胞质中。

”这种说法对吗？原核细胞的DNA分布在什么部位？
提示：这种说法不对。

真核细胞：DNA主要分布在细胞核中，RNA大部分存在于细胞质中；原核细胞的DNA主要在拟核区域。

[思维升华]
1．实验中的试剂及其作用：
(1)吡罗红甲基绿染色剂：使DNA和RNA着色。

(2)0.9%NaCl溶液：保持口腔上皮细胞的正常形态。

(3)蒸馏水：配制染色剂；冲洗载玻片上的盐酸。

(4)质量分数为8%的盐酸⎩⎪⎨
⎪⎧
①改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞
②使染色质中的DNA 与蛋白质分离，有利于DNA 与染色剂结合
2．实验操作中的注意事项：
1．德伦(Dren)是科幻惊悚片《人兽杂交》的主角，它是一个有着啮齿目动物特征，但是又长着巨大双眼、长尾巴和细胳膊的怪物，而且它还会发出鸟类的叫声。

它是由两位反叛科学家将人类和动物的DNA 进行杂交创造出的一个生物。

下列有关该生物DNA 的叙述错误的是( )
A ．主要存在于细胞核内
B ．基本单位是脱氧核苷酸
C ．含有A 、T 、G 、C 4种碱基
D ．DNA 不是该生物的遗传物质
【解析】 DNA 是核酸的一类，由4种脱氧核苷酸构成，含有A 、T 、G 、C 4种碱基。

由题干信息可知，该生物为真核生物，其遗传物质是DNA ，主要存在于细胞核内。

【答案】 D
2．“观察DNA 和RNA 在细胞中的分布”实验中，操作正确的是( ) A ．染色时先用甲基绿染色，再滴加吡罗红染液
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】 染色时应用甲基绿和吡罗红混合染色液染色；涂片用质量分数为8%的盐酸处理后，应用缓水流冲洗后染色；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。

【答案】 C
3．“观察DNA 和RNA 在细胞中的分布”实验中使用盐酸的目的包括( ) ①改变细胞膜的流动性 ②改变细胞膜的通透性 ③改变细胞膜的活性 ④将DNA 与蛋白质分离
⑤将RNA 与蛋白质分离 ⑥利于RNA 与染色剂结合 ⑦利于蛋白质与染色剂结合 ⑧利于DNA 与染色剂结合
A ．①④⑥
B ．②④⑧
C ．③⑤⑦
D ．②⑤⑥
【解析】 盐酸能改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的DNA 与蛋白质分离，有利于DNA 与染色剂结合。

【答案】 B
1．基本组成单位——核苷酸
(1)种类⎩
⎪⎨
⎪⎧
分类依据：五碳糖的不同
类别：脱氧核苷酸和核糖核苷酸
(2)分子组成：
①脱氧核苷酸：构成DNA 的基本单位。

②核糖核苷酸：构成RNA 的基本单位。

2．核酸的种类和组成
3．核酸的多样性
(1)原因：核苷酸数目不同和排列顺序多样。

(2)核酸中遗传信息的贮存
①绝大多数生物，其遗传信息贮存在DNA分子中。

②部分病毒的遗传信息直接贮存在RNA中，如HIV、SARS病毒、流感病毒等。

[合作探讨]
探讨1：根据核苷酸的组成，分析构成核酸的化学元素有哪些？观察教材图2－9，连接相邻的两个核苷酸的化学键形成于哪两种组成成分之间？
提示：构成核酸的化学元素有C、H、O、N、P。

连接相邻的两个核苷酸的化学键形成于脱氧核糖和磷酸之间。

探讨2：构成DNA和RNA的碱基共有几种？构成DNA和RNA的核苷酸共有几种？
提示：碱基共有5种，核苷酸共有8种。

探讨3：核酸初步水解的产物是什么？彻底水解的产物又是什么？
提示：初步水解产物是核苷酸；彻底水解产物是碱基、五碳糖、磷酸。

探讨4：生物的遗传物质都是DNA吗？
提示：绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA。

[思维升华]
1．核酸分子的结构层次
2．RNA与DNA的结构模式图
3．DNA与RNA的比较
核酸分子的多样性和特异性
(1)构成核酸(DNA 或RNA)的4种核苷酸的数目成千上万，其排列顺序千变万化，因此，决定了核酸(DNA 或RNA)分子具有多样性。

(2)每个核酸(DNA 或RNA)中核苷酸(脱氧核苷酸或核糖核苷酸)的种类、数目和排列顺序是特定的，决定了每一个核酸(DNA 或RNA)分子具有特异性。

1．如下图所示，由1分子磷酸、1分子含氮碱基m 和1分子化合物a 构成了化合物b ，则下列叙述正确的是( )
A ．若m 为腺嘌呤，则b 肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸
B ．若a 为核糖，则b 为DNA 的基本组成单位
C ．若m 为尿嘧啶，则DNA 中肯定不含b 这种化合物
D ．若由b 构成的核酸能被吡罗红染成红色，则b 为脱氧核苷酸
【解析】 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
2．请仔细观察分析图后回答下列问题：
(1)该图表示的物质名称为________，是构成________的基本单位，则碱基有________种，包括________。

(2)若图中碱基为腺嘌呤，该物质生物学名称为________________。

(3)若把图中虚线框内的氧去掉，则其名称应为________是构成________的基本单位，在人体细胞中有________种。

(4)若要观察DNA和RNA在细胞中的分布，可选用________和________两种染色剂。

【答案】(1)核糖核苷酸RNA 4 A、G、C、U
(2)腺嘌呤核糖核苷酸(3)脱氧核苷酸DNA 4
(4)甲基绿吡罗红
1．洋葱鳞片叶表皮细胞、蓝藻细胞的DNA主要分布于( )
A．细胞核中
B．前者为细胞核中，后者为拟核中
C．细胞质中
D．前者为细胞核中，后者为细胞质中
【解析】洋葱为真核生物，其DNA主要分布于细胞核中。

蓝藻为原核生物，其DNA 主要分布于拟核中。

【答案】 B
2．有关DNA、RNA的说法，正确的是( )
A．均由C、H、O、N、P五种元素组成
B．DNA是大分子物质，RNA是小分子物质
C．DNA是主要的遗传物质，RNA是次要的遗传物质
D．基本组成单位都是核糖核苷酸，但所含的碱基有所不同
【解析】DNA、RNA均由C、H、O、N、P组成；二者都是大分子物质；由于绝大多数生物体的遗传物质是DNA，因此DNA是主要的遗传物质，而RNA病毒则以RNA作为遗传物质；二者的基本组成单位都是核苷酸，但DNA是脱氧核苷酸，RNA是核糖核苷酸。

【答案】 A
3．下列关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的说法，正确的是
( )
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】甲基绿和吡罗红应同时加入，故A错。

盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，故B正确。

叶肉细胞含叶绿体为绿色，会掩盖甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的染色结果，故C错。

盐酸有利于染色质中DNA与蛋白质分开，有利于DNA与染色剂结合，故D错。

【答案】 B
4．如图是核酸片段图示，据图回答下列有关问题：
(1)DNA大多是由________条________链构成，RNA通常是由________条________链构成。

(2)若图中为脱氧核苷酸链，则从碱基组成上看，还应有的碱基是________；图中①是________，②是________，③是________，④是________。

(3)若图中为核糖核苷酸链，则从碱基组成上看，还应有的碱基是________。

图中②是________，④是________。

(4)核酸分子的多样性由________________________决定，蛋白质分子的多样性由________________________决定。

【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(4)核苷酸的种类、数目和排列顺序氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构
课堂小结：。