第三节 遗传信息的携带者——核酸
第三节 遗传信息的携带者-核酸(黄清亮)
第三节遗传信息的携带者-核酸——黄清亮引课：在初中阶段我们了解细胞的基本结构，以动物细胞为例，从外到内细胞结构依次是：细胞膜、细胞质、和细胞核，请同学们回忆一下：在初一的时候对于细胞核的描述是怎么描述的？（细胞核是遗传的信息库）为什么呢？因为细胞核里面含有遗传物质，遗传物质即亲代与子代之间传递遗传信息的物质，也就是我们所说的DNA，其实DNA是主要的遗传物质，生物体的遗传物质有两种，DNA和RNA。
DNA就是脱氧核糖核酸；RNA就是核糖核酸。
不管是DNA还是RNA，我们都叫做核酸，它们都是遗传信息的携带者。
自从1953年沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型之后，生物学就步入到分子生物学阶段。
从那时候开始到现在，生物的遗传物质便成我们生物学研究的重点内容。
因为它对于揭开生物的奥秘具有非常重要的意义。
对于DNA的研究的意义很多，比如本节开头提到的利用DNA指纹侦破案件。
DNA指纹指具有完全个体特异的dna多态性，其个体识别能力足以与手指指纹相媲美，因而得名。
每个人的DNA都是独一无二的，可用来进行个人识别，同人体核DNA的酶切片段杂交，获得了由多个位点上的等位基因组成的长度不等的杂交带图纹，这种图纹极少有两个人完全相同，故称为"DNA指纹"。
平时我们所说的DNA的亲子鉴定就是采用的这种方法。
另外，人类利用DNA的研究成果还有很多，比如疾病可以通过DNA诊断、还有利用基因工程定向改造生物的性状，比如转基因食品、乳房生物反应器等等。
今天就让我们来具体了解一下生物体内的遗传物质-核酸。
新课讲授：看到书上什么叫核酸？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。
一、核酸的种类和功能A、种类1、DNA：不同的DNA分子结构不同，是主要的遗传物质。
2、RNA：按照其功能，又分三种。
（1）、mRNA（信使RNA）：在细胞核中转录形成，携带着DNA分子上的遗传信息到细胞质中直接控制蛋白质的合成。
人教版高中生物必修一讲义第2章第3节遗传信息的携带者——核酸
第3节 遗传信息的携带者——核酸一、核酸的分类和功能1．种类⎩⎨⎧（1）脱氧核糖核酸，简称DNA（2）核糖核酸，简称RNA2．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、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
二、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。
三、核酸的分子结构 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。
1．DNA的全称是核糖核苷酸，RNA的全称是脱氧核糖核酸。
() 2．核酸的主要功能是携带遗传信息。
() 3．真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，RNA只分布在细胞质中。
() 4．在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，染色时先用甲基绿染液染色，再滴加吡罗红染液。
() 5．生物的遗传信息都贮存于DNA中。
() 6．构成DNA和RNA的核苷酸共有5种。
() 7．一分子脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成的。
() 8．组成核酸的单位“”的全称是胸腺嘧啶核糖核苷酸。
() 提示：1．×DNA的全称是脱氧核糖核酸，RNA的全称是核糖核酸。
2．√3．×RNA主要分布在细胞质中。
4．×应用甲基绿和吡罗红同时染色。
5．×少数病毒的遗传信息贮存于RNA中。
人教版必修一高中生物2.3《遗传信息的携带者──核酸》
学习目标
核心素养
1．通过对核酸的结构和功能学习，形
1．观察并区分DNA和RNA
成结构与功能相适应的生命观。
在细胞中的分布。
2．通过对DNA和RNA的比较，养成
2．理解并掌握DNA和RNA
比较与分类的科学思维方法。
在组成上的区别和功能。
(重难点)
3．通过观察实验DNA和RNA在细胞
1．在下列所示的核苷酸中，RNA不可能具有的是( ) C [RNA中不可能有胸腺嘧啶脱氧核苷酸。]
2．关于观察DNA和RNA在人口腔上皮细胞中的分布的实验， 叙述正确的是( )
A．DNA主要分布在细胞质中 B．RNA只分布在细胞核中 C．8%的盐酸使细胞膜保持稳定 D．甲基绿使细胞核染成绿色 D [DNA主要分布在细胞核中。RNA主要分布在细胞质中，盐 酸能改变细胞膜的透性。]
真核生物 细胞生物 (含DNA和RNA) 原核生物
遗传物质是DNA
非细胞生物
(含DNA或RNA)
DNA病毒（如：噬菌体、乙肝病毒）
RNA病毒
遗传物质是RNA， （如HIV、SARS病 毒、烟草花叶病毒）
除RNA病毒外，其它生物的遗传物质都是DNA。
DNA是主要的遗传物质。
三、核酸的结构 －－核酸是由核苷酸连接而成的长链
中的分布，提高实验实施和观察的科
3．说出核酸的功能。
学探究能力。
DNA指纹技 术
一、核酸的分类
核 脱氧核糖核酸（DNA） 酸 核糖核酸（RNA）
是细胞内携带遗传信息的物质， 在生物体的遗传、变异和蛋白质的合 成中具有极其重要的作用。
观察DNA和RNA在细胞中的分布
一、原理 二、方法步骤
必修1第二章 第三节 遗传信息的携带者—核酸
2. 功能：
3. 种类：
一、核酸的种类及概念 1. 什么是核酸： 核酸是细胞内携带遗传信息的物质。
2. 功能：
3. 种类：
一、核酸的种类及概念 1. 什么是核酸： 核酸是细胞内携带遗传信息的物质。
2. 功能： 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。 3. 种类：
比较项目 DNA RNA
基本单位
五碳糖 含氮碱基 结 构 主要存在部位
DNA、RNA的主要区别
比较项目 DNA 脱氧核苷酸 RNA
基本单位
五碳糖 含氮碱基 结 构 主要存在部位
DNA、RNA的主要区别
比较项目 DNA 脱氧核苷酸 RNA 核糖核苷酸
小结
脱氧核苷酸和核糖核苷酸的碱基各有___ 4种
脱氧核苷酸和核糖核苷酸的种类各有___ 4种
核苷酸的种类有 种
核酸的碱基的种类有___种
小结
脱氧核苷酸和核糖核苷酸的碱基各有___ 4种
脱氧核苷酸和核糖核苷酸的种类各有___ 4种
核苷酸的种类有
8种
核酸的碱基的种类有___种
小结
脱氧核苷酸和核糖核苷酸的碱基各有___ 4种
碱基 鸟嘌呤(G) 胸腺嘧啶 (T)
腺嘌呤(C) 胞嘧啶 (A)
磷酸 磷酸
碱基 鸟嘌呤(U) 尿嘧啶 (G)
腺嘌呤(C) 胞嘧啶 (A)
OH
脱氧核糖
核糖
脱氧核糖核苷酸
核糖核苷酸
核糖核苷酸的结构 P A 核糖
脱氧核苷酸的结构 P 脱氧 A 核糖
核糖核苷酸的结构 P A 核糖 腺嘌呤核糖核苷酸
脱氧核苷酸的结构 P 脱氧 A 核糖
高中生物第二章第3节 遗传信息的携带者——核酸
小组讨论: 1.DNA的中文全名是什么？为什 么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信 息？
DNA指纹检测
2.你还能说出DNA鉴定技术在其
他方面的应用吗？ 3.如果得到了DNA方面的证据， 是否还要其他证据呢？
【思考讨论】 1.一个细胞的基本结构是什么？
2.核酸存在于哪些部位？
C(胞嘧啶)、U(尿嘧啶) 可以组成8种核苷酸。
3.DNA的分子结构 基本组成单位：脱氧核苷酸4种
腺嘌呤(A)脱氧核苷酸、胸腺嘧啶(T)脱氧核苷酸、鸟
嘌呤(G)脱氧核苷酸、胞嘧啶(C)脱氧核苷酸 脱氧核苷酸长链(DNA)
一般DNA由2条脱氧核苷酸链组成。
DNA分子的多样性和特异性
多样性：四种脱氧核苷酸的数目、排列顺序不同。
【解析】A项,核酸是一切生物的遗传物质，病毒中的
核酸也能携带遗传信息;B项,DNA分子中两条链之间的
碱基依靠氢键连接；C项,决定遗传信息的是碱基的种
类、数量和排列顺序，因此核酸分子大小相同，碱基
含量相同，但是碱基的排列顺序不一定相同;D项,
SARS病毒中只含有一种核酸RNA，不含有DNA，因此无
法观察到DNA的分布。
中。 （2）原核细胞：DNA集中在拟核。
【例1】关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验
的叙述，不正确的是( A )
A. 利用紫色的洋葱鳞片叶表皮细胞做实验材料时可
以观察到红色区域较大，主要位于细胞质中
B.含RNA的区域被吡罗红染色剂染成红色
C. 实验过程中，需要先在低倍镜下选择染色均匀且
色泽浅的区域移至视野中央
4.“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，将口腔上 皮细胞置于质量分数为8%的盐酸溶液的主要目的是( B ) A．使细胞中的DNA水解成脱氧核苷酸 B．用盐酸改变生物膜的通透性，加速染色剂进入细胞
第二章第三节遗传信息的携带者──核酸
C
)
B.在真核细胞内，核酸只存在于细胞核内
绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数 病毒的遗传物质是RNA。
练习
1、核酸的结构和功能的基本单位是（ D ) A. 五碳糖 B.碱基 C.磷酸 D.核苷酸
2、将用甲基绿和吡罗红染色的人口腔上皮细胞装片放在显 微镜下可以看到( A ) A.细胞核内呈现绿色，细胞质内呈现红色 B.细胞核内呈现红色，细胞质内呈现绿色 C.细胞核和细胞质都呈现绿色 D.细胞核和细胞质都呈现红色 3、用于观察核酸在细胞中分布的试剂是（ D ） A.斐林试剂 B.双缩脲试剂 C.苏丹染液Ⅶ D.吡罗红、甲基绿染色剂
功能：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。
二、核酸在细胞中的分布
实验原理： 甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色
一、制片
二、水解 三、冲洗 四、染色 五、观察
（0.9%的NaCl，维持细胞正常的形态） （8%HCl，能改变细胞膜的通透性，同时 使染色体中的DNA与蛋白质分离） （蒸馏水,冲洗多余盐酸） 甲基绿吡罗红染液
脱氧 核糖
脱氧 核糖
胸腺嘧啶(T)
胞嘧啶脱氧核糖核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸
脱氧核苷酸双链
A T
T
A
C
G
G
C
DNA
双 螺 旋 结 构
RNA（核糖核酸）的基本组成单位： 核糖核苷酸
磷酸 腺嘌呤(A)
磷酸
核糖
核糖
鸟嘌呤(G)
腺嘌呤核糖核苷酸
磷酸 胞嘧啶(C)
鸟嘌呤核糖核苷酸
磷酸
尿嘧啶(U)
Hale Waihona Puke 核糖核糖第2章 组成细胞的分子
2.3 遗传信息的携带者--核酸
RNA片段
一 般 由 由 RNA
一 两
条 核 苷 酸 链 组 成
DNA的片断
条 核 苷 酸 链 组 成 ，
DNA
脱氧核苷酸 1、脱氧核糖核酸的基本单位是__________，它
4 可分为_______种。看图
核糖核苷酸 2、核糖核酸的基本单位是__________，它可分
第二章
组成细胞的分子
第3节 遗传信息的携带者—核酸
江苏省赣榆县海头中学 吴强
小组讨论
1.DNA的中文全名是什么？为 什么DNA能够提供犯罪嫌疑人 的信息？
2.你还能说出DNA鉴定技术在 其他方面的应用吗？
3.如果得到了DNA方面 的证据，是否还要其 他证据呢？
O
五碳糖
含N碱基
核苷酸的简式
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
AGFra bibliotek腺嘌呤脱氧核苷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
C 胞嘧啶脱氧核苷酸
T
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
A
O 五碳糖
含N碱基
U
C U C A
核苷酸
G
观察DNA和RNA在细胞中的分布
取材
（1）载玻片上滴0.9% NaCl溶液 （2）用消毒牙签取口腔上皮细胞
烘干 烘干载玻片 水解
（1）在烧杯中放入8% 盐酸和烘干的载玻片 （2）在大烧杯中加入30℃温水 （3）水浴保温5min
观察DNA和RNA在细胞中的分布
4 为_______种。 2 核苷酸 3、核酸的基本单位是_________，它可分为____ 8 类，一共有______种。
由10个脱氧核苷酸组成的一条DNA单链最
第三节遗传信息的携带者——核酸
碱基: 碱基 DNA: RNA:
链
(T) (U)
为什么DNA（或RNA）分子具有多样性？ （ 为什么 ）分子具有多样性？
提示： 提示：从蛋白质的多样性得到启发
脱氧核苷 酸：4种 种
DNA： ： 无数种
脱氧核苷酸数量大， 脱氧核苷酸数量大，其排列顺序 极其多样化，储存的信息量非常大。 极其多样化，储存的信息量非常大。
7、一切生物的遗传物质 A、核苷酸 B、核酸 D、 C、DNA D、RNA
8、下列有可能只含一种核酸的生物是 A．小麦 B．酵母菌 C．病毒 D．变形虫
1、将用甲基绿和吡罗红染色的人口腔上皮细胞装片放 在显微镜下观察， 在显微镜下观察，可以看到 A.细胞核内呈现红色 细胞核内呈现红色， A.细胞核内呈现红色，细胞质内呈现绿色 B.细胞核内呈现绿色 细胞核内呈现绿色， B.细胞核内呈现绿色，细胞质内呈现红色 C.细胞核和细胞质都呈现绿色 C.细胞核和细胞质都呈现绿色 D.细胞核和细胞质都呈现红色 D.细胞核和细胞质都呈现红色 观察DNA RNA在细胞中的分布 的实验中， DNA和 在细胞中的分布” 2、“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验中，没有用 的试剂 A.0.9％ B.8％ A.0.9％NaCl B.8％的HCl 吡罗红、 D.斐林试剂 C. 吡罗红、甲基绿染色剂 D.斐林试剂 3、在某动物组织的一个细胞中，其细胞质内含有的核酸 在某动物组织的一个细胞中， 全部为DNA B、全部为RNA A、全部为DNA B、全部为RNA 既有DNA也有RNA DNA也有 D、既没有DNA也没有RNA DNA也没有 C、既有DNA也有RNA D、既没有DNA也没有RNA
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第3节 遗传信息的携带者——核酸
中国专家协助泰国辨 认海啸遇难者身份
DNA是怎样的物质
一、核酸的分类和功能
核 酸 脱氧核糖核酸（DNA） 核糖核酸（RNA）
功能： 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
真核生物 细胞生物 （含DNA和RNA 原核生物 两种核酸） DNA病毒 非细胞生物 （只含一种核酸） RNA病毒
答案：核苷酸有8种，碱基有5种。
4、烟草花叶病毒的核苷酸种类有几种？碱基有几种？
答案：核苷酸有4种，碱基有4种。
5、碱基A、G、C能构成多少种核苷酸？A、G、U呢？
答案： 6种， 5种。
核酸、蛋白质及生物多样性的内在关系 1)核酸控制蛋白质的合成
决定 决定 (2)DNA 多样性――→蛋白质多样性――→生物多样性
三、核酸的化学结构
1.核酸的组成元素：C、H、O、N、P 2.核酸的基本组成单位：核苷酸 磷酸 五碳糖 脱氧核糖 2种 核糖 含氮碱基
腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 5种 胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T） 尿嘧啶（U）
20个磷酸，30个核糖，50个碱基能形成多少个核苷酸？
DNA的基本单位
RNA的基本单位
C、H、O、N、P 核苷酸(8种) 脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种)
基本组 成单位
均含磷酸和A、C、G 含脱氧核糖和“ T ” 含 核糖 和“U” 两条链 一般为一条链 细胞内携带遗传信息的物质，控制蛋白质的生物合成 甲基绿（绿色） 吡罗红(红色) 主要细胞核（线粒体、叶绿体） 主要细胞质（细胞核）
核酸分子的形成
脱氧核糖 ＋ 碱基（A、T、C、G） ＋ 磷酸 → 脱氧核糖核苷酸
脱 水 缩 合
2条链 脱氧核糖核苷酸链 脱氧核糖核酸（DNA）
核糖＋碱基（A、U、C、G）＋磷酸→核糖核苷酸
脱 水 缩 合
1条链 核糖核酸（RNA）
核糖核苷酸链
类别 元素
核酸 脱氧核糖核酸（DNA） 核糖核酸（RNA）
A
腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸
A G C
G
C T
鸟嘌呤脱氧核苷酸
鸟嘌呤核糖核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
胞嘧啶核糖核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核 苷酸
尿嘧啶核糖核苷酸
U
4种脱氧核苷酸
8种核苷酸
4种核糖核苷酸
磷 酸 二 脂 键
核 核糖核苷酸长链： 酸 脱氧核苷酸长链： 是 P P 由 脱氧 A A 核糖 核糖 核 苷 P 脱氧 P G 酸 G 核糖 核糖 连 接 P P C 核糖 脱氧 而 C 核糖 成 RNA：单链 DNA：双链， 的 P 结构 P 双螺旋结构 脱氧 U 核糖 T 长 核糖 链
遗传物质是DNA
遗传物质是RNA
二、实验：观察DNA和RNA在细胞中的分布
一、实验原理
甲基绿+DNA=绿色 吡罗红+RNA=红色 (盐酸作用)
二、实验材料
人口腔上皮细胞 能否用植物的叶肉细胞或者人的成熟红细胞做材料？ 叶肉细胞的叶绿体会有颜色干扰，人的成熟红细胞 没有细胞核
三、实验步骤 四、观察结果
结构 功能 鉴定 分布
DNA的遗传信息贮存在什么地方?如何理解DNA分子的多样性?
——碱基的排列顺序 ——脱氧核苷酸的数量、排列顺序
1、猴子体内的核苷酸种类有几种？碱基有几种？
答案：核苷酸有8种，碱基有5种。
2、猴子的遗传物质的核苷酸种类有几种？碱基几种？
答案：核苷酸有4种，碱基有4种
3、烟草的核苷酸种类有几种？碱基有几种？
真核细胞：DNA主要分布在细胞核，少数分布于线粒体、 叶绿体中。RNA主要分布在细胞质。 原核细胞： DNA分布于拟核，RNA分布在细胞质。
制 片
1 、快速固定细胞，防 DNA 与染色剂结合。 （1）在小烧杯中放入8%盐酸和烘干的载玻 止细胞进入盐酸中 水解 （2）在大烧杯中加入30℃温水 2、迅速破坏细胞内酶 （3）水浴保温5min 活性，防止核酸被水解 用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片 10s 1）用吸水纸吸去载玻片上的水 冲洗 （
类别 元素
核酸 脱氧核糖核酸（DNA） 核糖核酸（RNA）
C、H、O、N、P 核苷酸(8种) 脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种)
基本组 成单位
均含磷酸和A、C、G 含脱氧核糖和“ T ” 含 核糖 和“U” 两条链 一般为一条链 细胞内携带遗传信息的物质，控制蛋白质的生物合成 甲基绿（绿色） 吡罗红(红色) 主要细胞核（线粒体、叶绿体） 主要细胞质（细胞核） 真核生物 细胞生物 （含DNA和RNA 原核生物 两种核酸） DNA病毒 非细胞生物 （只含一种核酸） RNA病毒 遗传物质是DNA
分 （2）用吡罗红甲基绿染色剂染色 染色 5min （3）吸去多余染色剂，盖上盖玻 （1）先低倍镜观察 片 观察 （2）再高倍镜观察
盐酸能够改变细胞膜的通透性，加 （ 1）载玻片上滴0.9% NaCl溶液 （ 2）用消毒牙签取口腔上皮细胞 速染色剂进入细胞，同时使染色体 （ 3）烘干载玻片 中的 DNA与蛋白质分离，有利于
结构 功能 鉴定 分布
遗传物质是RNA