高中生物必修一遺傳信息攜帶者——核酸

1、第3節(jié)遺傳信息的攜帶者核酸一、核酸的分類和功能 _(DNA) _(RNA)2.功能(1)細胞內攜帶_的物質。(2)在生物體的_和蛋白質的生物合成中具有極其重要的作用。1.種類脫氧核糖核酸核糖核酸遺傳信息遺傳、變異二、觀察核酸在細胞中的分布 DNA+_ 綠色 RNA+吡羅紅 _2.實驗步驟1.實驗原理甲基綠紅色質量分數(shù)為0.9%的NaCl口腔上皮細胞蒸餾水 DNA主要分布于真核細胞的_中 RNA主要分布于_中 3.實驗結論細胞核細胞質吡羅紅甲基綠染色劑染色劑三、核酸的分子結構1.基本單位:_2.核苷酸的種類和組成 分類依據(jù)：_的不同 類別：脫氧核苷酸和_(2)組成:脫氧核苷酸:構成_的基本單位。

2、(1)種類五碳糖核糖核苷酸DNA核苷酸A、T、G、C脫氧核糖磷酸核糖核苷酸:構成_的基本單位。RNAA、U、G、C核糖磷酸3.核酸的組成脫氧核苷酸核糖核苷酸DNARNA4.核酸的多樣性(1)原因:核苷酸的_不同和_的多樣化。(2)遺傳信息的儲存:絕大多數(shù)生物的遺傳信息貯存在_分子中。少數(shù)病毒的遺傳信息貯存在_中,如HIV、SARS病毒。數(shù)量排列順序DNARNA【思考辨析】 1.判斷正誤(1)核苷酸包括DNA和RNA兩類。( )【分析】核酸包括DNA和RNA兩類,核苷酸是組成核酸的基本單位。(2)核酸的主要功能是攜帶遺傳信息。( )(3)DNA只分布于細胞核中,RNA只分布于細胞質中。( )【分

3、析】DNA主要分布于細胞核中,RNA主要分布于細胞質中。(4)一分子脫氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含氮堿基組成的。( )2.問題思考(1)根據(jù)核苷酸的組成,分析組成核酸的化學元素有哪些。提示：C、H、O、N、P。(2)DNA和RNA在化學組成上有什么區(qū)別?提示：五碳糖不同和含氮堿基不完全相同。一、觀察DNA和RNA在細胞中分布的實驗分析1.實驗中的試劑及其作用試劑試劑作用作用質量分數(shù)為質量分數(shù)為0.9%0.9%的的NaClNaCl溶液溶液保持口腔上皮細胞形態(tài)保持口腔上皮細胞形態(tài)質量分數(shù)為質量分數(shù)為8%8%的鹽酸的鹽酸改變細胞膜的通透性改變細胞膜的通透性, ,加速染色劑加速染色

4、劑進入細胞進入細胞使染色質中的使染色質中的DNADNA與蛋白質分離與蛋白質分離, ,有利于有利于DNADNA與染色劑結合與染色劑結合蒸餾水蒸餾水沖洗掉載玻片上的鹽酸沖洗掉載玻片上的鹽酸甲基綠和吡羅紅甲基綠和吡羅紅混合染色劑混合染色劑使使DNADNA和和RNARNA著色著色2.實驗操作中的注意事項(1)制片:用質量分數(shù)為0.9%的NaCl溶液而不是蒸餾水。原因是保持口腔上皮細胞形態(tài),細胞在蒸餾水中會吸水漲破。取口腔上皮細胞時必須漱口。原因是防止混雜食物碎屑。(2)水解:要注意掌握水溫(30)和保溫時間(5 min),才能達到水解的目的。(3)沖洗:緩水流以防止細胞被水流沖走。(4)染色:吡羅紅甲

5、基綠染色劑的配制要用蒸餾水。吡羅紅甲基綠染色劑是混合染色劑,要現(xiàn)配現(xiàn)用。甲基綠與DNA的親和力強,吡羅紅與RNA的親和力強?！揪剧姟繉嶒灢牧线x取的注意事項(1)若選用動物細胞,不能用哺乳動物成熟的紅細胞,因為其沒有細胞核。(2)若選用植物細胞,應該選用無色的材料,不宜用葉肉細胞,防止光合色素的干擾?！緦W而后思】(1)酶是生物催化劑,絕大多數(shù)酶是蛋白質,少部分酶是RNA。如何鑒定某種酶是蛋白質還是RNA?提示：分別用雙縮脲試劑和吡羅紅染液檢測。若呈現(xiàn)紫色,則是蛋白質,若呈現(xiàn)紅色則是RNA。(2)若用吡羅紅甲基綠混合染色劑對大腸桿菌染色,染色結果如何?提示：擬核區(qū)域呈現(xiàn)綠色,細胞質呈現(xiàn)紅色?！镜?/p>

6、例訓練1】對于“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗,下列敘述正確的是()A.染色時應先用甲基綠染色劑,再滴加23滴吡羅紅染色劑B.染色前應先用質量分數(shù)為8%的鹽酸處理載玻片C.觀察染色情況時,可直接用高倍鏡觀察D.高倍鏡下可清晰地看到呈綠色的染色體和呈紅色的RNA分子【解題關鍵】解答本題的關鍵是明確實驗中試劑的使用方法和關鍵步驟的操作以及實驗觀察到的現(xiàn)象,然后逐項分析?！窘馕觥窟xB。甲基綠和吡羅紅染色劑要混合使用。觀察時應先用低倍鏡找到染色較為均勻的區(qū)域,然后換用高倍鏡。高倍鏡下能夠發(fā)現(xiàn)呈綠色的區(qū)域為細胞核,而細胞質被染成紅色,無法看到呈綠色的染色體和呈紅色的RNA分子。【互動探究】(1)

7、選項B中染色前使用鹽酸,為了防止鹽酸影響染色,應如何處理?提示：用蒸餾水沖洗載玻片。(2)在高倍鏡下觀察,細胞各部分顏色有什么不同?提示：細胞核呈綠色,細胞質呈紅色。二、核酸的結構1.核酸分子的結構層次2.不同生物的核酸、核苷酸及堿基的情況生物生物類別類別核酸核酸核苷酸核苷酸堿基堿基遺傳遺傳物質物質舉例舉例細胞細胞生物生物DNADNA和和RNARNA8 8種種5 5種種DNADNA細菌、細菌、人等人等病毒病毒只含只含DNADNA4 4種種4 4種種DNADNA噬菌體噬菌體只含只含RNARNA4 4種種4 4種種RNARNA艾滋病艾滋病病毒病毒【學而后思】(1)魚體內的遺傳物質含有幾種堿基、幾種

8、五碳糖?提示：A、T、G、C四種含氮堿基,一種五碳糖。(2)核酸初步水解和徹底水解的產物分別是什么?提示：物質物質初步水解初步水解徹底水解徹底水解DNADNA脫氧核苷酸脫氧核苷酸磷酸、脫氧核糖和堿基磷酸、脫氧核糖和堿基RNARNA核糖核苷酸核糖核苷酸磷酸、核糖和堿基磷酸、核糖和堿基【典例訓練2】下圖是DNA和RNA組成的結構示意圖,有關說法正確的是()A.甲型H1N1流感病毒有5種堿基和8種核苷酸B.主要存在于硝化細菌的擬核中的核酸由5種堿基構成C.SARS病毒中也有上述兩種核酸D.DNA徹底水解得到的產物中有脫氧核糖,而沒有核糖【解題關鍵】解答本題的關鍵是明確DNA和RNA在化學組成上的差異

9、以及核苷酸種類與生物種類的關系?！窘馕觥窟xD。每種病毒只有一種核酸,有4種堿基和4種核苷酸;DNA主要存在于硝化細菌的擬核中,DNA中含有4種堿基;DNA徹底水解的產物是磷酸、脫氧核糖和4種含氮堿基。【方法規(guī)律】核酸種類的判斷技巧 核糖RNA(1)根據(jù)五碳糖不同 脫氧核糖DNA URNA(2)根據(jù)含氮堿基不同 TDNA 有關核酸的結構分析類題目【案例】不同生物含有的核酸種類不同。原核生物和真核生物同時含有DNA和RNA,病毒體內含有DNA或RNA,請根據(jù)核酸的相關知識填寫下表:種類數(shù)種類數(shù)T T2 2噬噬菌體菌體煙草葉肉煙草葉肉細胞細胞煙草花葉煙草花葉病毒病毒豌豆根毛豌豆根毛細胞細胞堿基堿基核

10、苷酸核苷酸五碳糖五碳糖【審題抓準信息快速推斷】關鍵信息關鍵信息推斷結論推斷結論信信息息1 1原核生物和真核生物同原核生物和真核生物同時含有時含有DNADNA和和RNARNA(1)(1)組成組成DNADNA的堿基有的堿基有4 4種種(A(A、G G、C C、T),T),組成組成RNARNA的堿基有的堿基有4 4種種(A(A、G G、C C、U),U),所以真核細所以真核細胞內共有堿基胞內共有堿基5 5種種(2)(2)組成組成DNADNA的基本單位有的基本單位有4 4種種脫氧核苷酸脫氧核苷酸, ,組成組成RNARNA的基本的基本單位有單位有4 4種核糖核苷酸種核糖核苷酸, ,因此因此同時含有同時含

11、有DNADNA和和RNARNA的細胞的細胞, ,含含有核苷酸有核苷酸8 8種種信信息息2 2煙草葉肉細胞、豌豆根煙草葉肉細胞、豌豆根毛細胞都屬于真核細胞毛細胞都屬于真核細胞關鍵信息關鍵信息推斷結論推斷結論信信息息3 3T T2 2噬菌體是噬菌體是DNADNA病毒病毒, ,只含只含DNADNA一種核酸一種核酸; ;煙煙草花葉病毒是草花葉病毒是RNARNA病毒病毒, ,只含只含RNARNA一種核酸一種核酸(1)(1)只含只含DNADNA的生物的生物, ,五碳糖有五碳糖有1 1種種( (脫氧核糖脫氧核糖),),堿基有堿基有4 4種種(A(A、G G、C C、T),T),核苷酸有核苷酸有4 4種種(4

12、(4種種脫氧核苷酸脫氧核苷酸)(2)(2)只含只含RNARNA的生的生物物, ,五碳糖有五碳糖有1 1種種( (核糖核糖),),堿基堿基有有4 4種種(A(A、G G、C C、U),U),核苷酸核苷酸有有4 4種種(4(4種核糖核苷酸種核糖核苷酸) )【答題規(guī)范答案警示失誤】種類數(shù)種類數(shù)T T2 2噬菌體噬菌體煙草葉煙草葉肉細胞肉細胞煙草花煙草花葉病毒葉病毒豌豆根豌豆根毛細胞毛細胞堿基堿基4 4種種5 5種種4 4種種5 5種種核苷酸核苷酸4 4種種8 8種種4 4種種8 8種種五碳糖五碳糖1 1種種2 2種種1 1種種2 2種種錯答：煙草葉肉細胞和豌豆根毛細胞含有的核苷酸種類寫為5種。錯因：

13、沒有搞清楚核苷酸的結構,以為有幾種堿基就有幾種核苷酸,實際上堿基A(G、C)既可以和一分子脫氧核糖、一分子磷酸構成一分子腺嘌呤脫氧核苷酸(鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸),也可以和一分子核糖、一分子磷酸構成一分子腺嘌呤核糖核苷酸(鳥嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸)。1.(基礎理論辨析題)下列說法與DNA相符的是(),與RNA相符的是()A.元素組成是C、H、O、N、PB.基本單位是脫氧核苷酸C.含有核糖和尿嘧啶D.一般為雙鏈E.是細胞生物的遺傳物質F.HIV的遺傳物質【解析】選A、B、D、E;A、C、F。DNA和RNA都含有C、H、O、N、P五種元素;DNA的基本單位是脫氧核苷酸,一般為

14、雙鏈結構;DNA是細胞生物的遺傳物質;RNA中含有核糖和尿嘧啶;HIV的遺傳物質是RNA。2.下列所示的核苷酸中,在DNA結構中不可能具有的是()【解析】選B。組成DNA分子的含氮堿基不應有U,U是構成RNA的含氮堿基。3.下列有關概念圖的敘述,正確的是() + + A.表示的堿基有5種 B.表示的是核糖C.表示脫氧核苷酸 D.表示核糖核苷酸【解析】選C。圖中的為構成DNA的基本單位脫氧核苷酸,為脫氧核糖,為含氮堿基,包括A、G、C、T 4種。糖磷酸()DNA4.下列敘述中,不是核酸生理功能的是()A.作為遺傳信息的載體,存在于每個細胞中B.是生物的遺傳物質C.是生物體生命活動的主要承擔者D.

15、對生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成有極其重要的作用【解析】選C。核酸是生物遺傳信息的攜帶者,遺傳信息是指核酸分子中核苷酸的排列順序等;核酸是生物的遺傳物質,通過控制蛋白質的生物合成體現(xiàn)出生物的各種性狀;蛋白質是生命活動的主要承擔者。5.“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗中所運用的原理是()A.單獨利用甲基綠對細胞染色,可顯示DNA在細胞中的分布,從而推知RNA的分布B.單獨利用吡羅紅對細胞染色,可顯示RNA在細胞中的分布,從而推知DNA的分布C.利用甲基綠和吡羅紅混合染色劑對細胞染色,同時顯示DNA和RNA在細胞中的分布D.在細胞核、細胞質內可以分別提取到DNA和RNA,由此說明DN

16、A和RNA的分布【解析】選C。該實驗利用的原理是甲基綠和吡羅紅染色劑對DNA和RNA的親和力不同:甲基綠使DNA呈綠色,吡羅紅使RNA呈紅色,使用吡羅紅和甲基綠混合染色劑對細胞同時染色,能夠顯示DNA和RNA在細胞中的分布。6.實驗“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”中使用鹽酸的目的包括()改變細胞膜的流動性 改變細胞膜的通透性改變細胞膜的活性 將DNA與蛋白質分離將RNA與蛋白質分離 利于RNA與染色劑結合利于蛋白質與染色劑結合利于DNA與染色劑結合A.B.C.D.【解析】選B。真核細胞中的DNA主要分布于細胞核中,要想染色成功必須用鹽酸殺死細胞。鹽酸能改變細胞膜的通透性,加速染色劑進入細胞

17、,同時使染色體中的DNA與蛋白質分離,有利于DNA與染色劑結合。7.由1分子磷酸、1分子堿基m和1分子化合物a構成了化合物b,如圖所示,則下列敘述正確的是()A.若m為腺嘌呤,則b肯定為腺嘌呤脫氧核苷酸B.若a為核糖,則b為DNA的基本組成單位C.若m為尿嘧啶,則DNA中肯定不含b這種化合物D.若由b構成的核酸能被吡羅紅染成紅色,則a一定為脫氧核糖【解析】選C。若m為腺嘌呤,則b可以為腺嘌呤脫氧核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸;若a為核糖,則b為RNA的基本組成單位;尿嘧啶為RNA特有的堿基,DNA中不含有;吡羅紅能夠將RNA染成紅色,所以此時a一定為核糖。8.(2013連云港高一檢測)人類基因組計劃

18、的實施為人類了解自身的奧秘、增進健康具有不可估量的意義,而其基礎是對核酸分子結構和功能的認識。下圖表示細胞內與核酸有關的物質或結構,據(jù)圖回答下列問題。 b元素a c ef d(1)細胞內遺傳信息的攜帶者是,包括兩類:一類是,簡稱;另一類是_,簡稱。二者在組成上的區(qū)別是_,在結構上的不同是_。(2)e和f的關系是_。e共有種,分別是_。(3)f被徹底水解后的產物是(用字母表示),元素a包括?！窘馕觥繄D中f代表核酸，是細胞內遺傳信息的攜帶者，包括DNA和RNA兩大類，DNA一般是雙鏈結構，含有胸腺嘧啶和脫氧核糖，RNA一般是單鏈的，含有尿嘧啶和核糖。e代表核苷酸，是構成核酸的基本單位，共有8種。b

19、、c、d代表五碳糖、磷酸和堿基，是構成核苷酸的三部分，也是核酸徹底水解后的產物。構成核酸的元素有5種：C、H、O、N、P。答案：(1)f核酸 脫氧核糖核酸 DNA 核糖核酸RNA DNA含有胸腺嘧啶和脫氧核糖，而RNA含有尿嘧啶和核糖 DNA是雙鏈的，RNA一般是單鏈的(2)e是組成f的基本單位 8 腺嘌呤脫氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸(3)b、c、d C、H、O、N、P【典例訓練1】對于“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗,下列敘述正確的是()A.染色時應先用甲基綠染色劑,再滴加2

20、3滴吡羅紅染色劑B.染色前應先用質量分數(shù)為8%的鹽酸處理載玻片C.觀察染色情況時,可直接用高倍鏡觀察D.高倍鏡下可清晰地看到呈綠色的染色體和呈紅色的RNA分子【解題關鍵】解答本題的關鍵是明確實驗中試劑的使用方法和關鍵步驟的操作以及實驗觀察到的現(xiàn)象,然后逐項分析?！窘馕觥窟xB。甲基綠和吡羅紅染色劑要混合使用。觀察時應先用低倍鏡找到染色較為均勻的區(qū)域,然后換用高倍鏡。高倍鏡下能夠發(fā)現(xiàn)呈綠色的區(qū)域為細胞核,而細胞質被染成紅色,無法看到呈綠色的染色體和呈紅色的RNA分子。【互動探究】(1)選項B中染色前使用鹽酸,為了防止鹽酸影響染色,應如何處理?提示：用蒸餾水沖洗載玻片。(2)在高倍鏡下觀察,細胞各部分顏色有什么不同?提示：細胞核呈綠色,細胞質呈紅色。2.不同生物的核酸、核苷酸及堿基的情況生物生物類別類別核酸核酸核苷酸核苷酸堿基堿基遺