【天成教育】2016年高中生物必修一教师用书 2.3遗传信息的携带者——核酸
一、核酸的种类和功能
1．种类???
(1)脱氧核糖核酸，简称DNA
(2)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)核酸在生物体内的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。 二、核酸的分子结构
1．核酸的基本组成单位——核苷酸 (1)元素组成：主要是C 、H 、O 、N 、P 。
(2)种类：依据五碳糖不同，分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸两种。 (3)分子组成：
2．核酸的组成
核苷酸
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脱氧核糖核苷酸――→
聚合
脱氧核苷酸链――→
2条
DNA
(脱氧核糖核酸)
核糖核苷酸――→
聚合
核糖核苷酸链――→
1条
RNA
(核糖核酸)
核酸
3．核酸的信息贮存
(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。
一、核酸在细胞中的分布
阅读教材P26～P27实验内容，分析并交流实验中几个问题：
1．填表比较实验中下列操作的目的
实验操作目的
制片时使用
0.9%生理盐水
保持口腔上皮细胞的形态
烘干时来回移动玻片防止玻片受热不均匀而破裂
利用8%盐酸水解
盐酸能够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和染色剂结合
利用蒸馏水缓水流冲
洗
冲洗掉载玻片上的盐酸
染色使细胞中DNA、RNA着色，显示其在细胞中的分布位置
2.该实验能否选用植物细胞、人成熟的红细胞作为实验材料？
提示：可以选用植物细胞作为实验材料，但要注意选用无色的细胞，不适宜选用叶肉细胞。人的成熟红细胞没有细胞核，不能选用。
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
1．观察教材P28图2－8、2－9，回答下列问题
(1)核酸由哪些化学元素组成？
提示：C、H、O、N、P。
(2)组成DNA和RNA的五碳糖和碱基有哪些区别？
提示：组成DNA的五碳糖是脱氧核糖，碱基有A、T、G、C四种，特有碱基是T；组成RNA 的五碳糖是核糖，碱基有A、U、G、C四种，特有碱基是U。
(3)观察图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：磷酸与五碳糖。
2．判断下列说法是否正确
(1)病毒的遗传信息贮存在RNA中。(×)
(2)核酸分子中，五碳糖∶磷酸∶含氮碱基＝1∶1∶1。(√)
(3)一切生物的DNA都是由两条核苷酸链构成的，RNA都是由一条核苷酸链构成的。(×)
(4)所有生物体内都含有5种碱基、8种核苷酸、2种核酸。(×)
3．将下列成分进行归类
①脱氧核糖②磷酸③腺嘌呤④胸腺嘧啶
⑤胞嘧啶⑥尿嘧啶⑦鸟嘌呤⑧核糖
(1)组成DNA的成分有①②③④⑤⑦。
(2)组成RNA的成分有②③⑤⑥⑦⑧。
一、DNA与RNA的比较
名称脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA) 元素组成C、H、O、N、P
基本组成单位脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种) 五碳糖脱氧核糖核糖
化学组成
含氮碱基T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶)
A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)
无机酸
磷酸
一般结构 由两条脱氧核苷酸链构成
由一条核糖核苷酸链构成
存在
主要在细胞核中
主要在细胞质中
[特别提醒]
(1)DNA 或RNA 作为遗传物质时，遗传信息就蕴含在脱氧核苷酸或核糖核苷酸的排列顺序中。 (2)细胞生物的RNA 虽然不是遗传物质，但可携带DNA 传递的遗传信息。 二、核酸分子的多样性和特异性 1．多样性的原因
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??
4种核苷酸的数目成千上万核苷酸排列顺序千变万化――→决定
核酸(DNA 或RNA)分子具有多样性 2．特异性的原因
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，决定了每个核酸(DNA 或RNA)分子具有特异性。
三、细胞生物与病毒的遗传物质 生物类别 核酸种类 遗传物质 生物举例
细胞生物
DNA 和RNA DNA 细菌、蓝藻、杨树、人等
病毒
只含DNA
DNA
T 2噬菌体等
只含RNA
RNA
HIV 、SARS 病毒等
观察DNA 与RNA 在细胞中的分布
1．实验原理
(1)DNA 主要分布在细胞核中，RNA 主要分布在细胞质中。
(2)甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA 和RNA 的亲和力不同，甲基绿对DNA 的亲和力强，使D NA 呈现绿色，而吡罗红对RNA 的亲和力强，使RNA 呈现红色。用甲基绿、吡罗红的混合染色剂将细胞染色，可同时显示DNA 和RNA 在细胞中的分布。
(3)盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使DNA 与蛋白质分离，利于D NA 与染色剂结合。
2．目的要求
初步掌握观察DNA和RNA在细胞中分布的方法。
3．材料用具
材料仪器试剂
人的口腔上皮细胞、洋葱鳞片
叶内表皮细胞
烧杯、滴管、温度计、酒精灯
、显微镜等
质量分数为0.9%的NaCl溶液、
质量分数为8%的盐酸、吡罗
红甲基绿染色剂等
4.方法步骤
5．实验结论
?
?
?DNA主要分布在真核细胞的细胞核中
RNA主要分布于细胞质中
6．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。
(2)水解：
要注意掌握水温(30 ℃)和保温时间(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。
③甲基绿与DNA的亲和力强，吡罗红与RNA的亲和力强。
[例1] 如图是生物体内核酸的基本组成单位——核苷酸的模式图，相关叙述正确的是( )
A．若a为核糖，则m有4种，分别是A、T、G、C
B．若m为鸟嘌呤，则b的名称是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸
C．构成人体的遗传物质的b共有8种，a有2种，m有5种
D．在HIV和SARS病毒中共可检测到2种a,5种m,8种b
[研析]本题主要考查核苷酸的种类和名称，具体分析如下：
[审]——提取信息
信息①：题干中图示结构b为核苷酸，是组成核酸(DNA和RNA)的基本组成单位，其中a表示五碳糖，m表示含氮碱基。
信息②：a包括核糖、脱氧核糖2种，m有A、T、C、G、U 5种，b的种类共有8 种。
[析]——解读信息
解读①：若a为核糖，则b为核糖核苷酸，m有A、U、G、C 4种。
解读②：若m为鸟嘌呤，而a可以是核糖或脱氧核糖，则b为鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸。
解读③：人的遗传物质为DNA，b有4种，m有4种，a有1种；HIV和SARS病毒均为RNA病毒，因此可以检测到1种a,4种m,4种b。
[联]——联系基础
(1)明确构成不同核酸的核苷酸的种类。
(2)明确不同核苷酸中五碳糖和碱基的差异。
(3)准确判断常见生物体内核酸和遗传物质的种类。
[答案] B
判断某一核酸分子是DNA还是RNA的方法
(1)依据五碳糖种类判断：若该核酸分子含有脱氧核糖，则一定是DNA分子；若含有核糖，则是RNA分子。
(2)依据碱基种类判断：该核酸分子若含有碱基T，则一定是DNA；若含有碱基U，则一定是R NA。
[例2] DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要用途。刑侦人员将从案发现场得到的血液、头发样品中提取的DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行比较就可能为案件的侦破提供证据。
(1)DNA侦破的准确率非常高，原因是绝大多数的生物，其遗传信息储存在________中，而且每个个体DNA的________各有特点。
(2)DNA是由脱氧核苷酸连接成的长链，是细胞内携带________________________的物质，它的信息量非常大，原因是____________________________________________。
(3)核酸包括________和________，其基本组成单位分别是________和________。
[解析]所有具有细胞结构的生物其遗传物质都是DNA，每个个体各不相同的根本原因是所含有的遗传信息不同，即DNA不同，这些DNA不同的原因是脱氧核苷酸的排列顺序不同。
[答案](1)DNA 脱氧核苷酸序列(2)遗传信息组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有四种，但数量不限，排列顺序极其多样化(3)DNA RNA
脱氧核苷酸核糖核苷酸
核酸种类及其单位的记忆——前缀法
(1)核酸的种类决定于组成中的五碳糖种类，因此核酸的名称前加上所含有的五碳糖种类即为核酸种类。如：
?
????
脱氧核糖＋核酸→脱氧核糖核酸(DNA )核糖＋核酸→核糖核酸(RNA ) (2)组成核酸的核苷酸的名称：碱基名称＋五碳糖＋核苷酸。如：“腺嘌呤＋脱氧核糖＋核苷酸”，则读为：腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。
[课堂归纳]
[网络构建]
填充：①五碳糖 ②磷酸 ③碱基 ④遗传信息 ⑤蛋白质 ⑥DNA ⑦RNA [关键语句]
1．核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物的遗传、变异和蛋白质合成中具有重要作用。 2．真核细胞的DNA 主要分布在细胞核中，少量分布于线粒体和叶绿体中，RNA 主要分布在细胞质中。
3．核酸的基本单位是核苷酸，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组成。
4．DNA 和RNA 共有的碱基是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)，胸腺嘧啶(T)是DNA 特有的碱基，尿嘧啶(U)是RNA 特有的碱基。
5．甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。
6．盐酸能改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；也能使染色质中的DNA与蛋白质分离，利于DNA与染色剂结合。