2022版高中生物 第二章 組成細胞的分子 第3節(jié) 遺傳信息的攜帶者——核酸學案 新人教版必修1

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1、2022版高中生物 第二章 組成細胞的分子 第3節(jié) 遺傳信息的攜帶者——核酸學案 新人教版必修1 1．觀察并區(qū)分DNA和RNA在細胞中的分布。(重點) 2．理解并掌握DNA和RNA在組成上的區(qū)別和功能。(重難點) 3．說出核酸的功能。 核 酸 的 種 類 和 分 布 1．種類 2．功能 (1)核酸是細胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)。 (2)核酸在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)合成中具有極其重要的作用。 3．觀察DNA和RNA在細胞中的分布 (1)原理 (2)實驗步驟： (3)實驗現(xiàn)象及結(jié)論 ①綠色明顯集中且接近細胞中央，說明DNA主要分布于細胞核中。 ②綠色

2、周圍的紅色范圍較廣，說明RNA主要分布于細胞質(zhì)中。 [合作探討] 探討1：利用口腔上皮細胞進行實驗時： ①用質(zhì)量分數(shù)為0.9%的NaCl溶液而不是蒸餾水，為什么？ 提示：用0.9%NaCl溶液的目的是保持口腔上皮細胞的形態(tài)，若用蒸餾水會使細胞吸水漲破。 ②為什么取口腔上皮細胞時必須漱口？ 提示：防止混雜食物碎屑。 ③沖洗涂片時為何要用緩水流？ 提示：防止細胞被沖走。 探討2：實驗材料可用洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細胞，能用洋蔥鱗片葉的外表皮細胞或葉肉細胞嗎？ 提示：不能，洋蔥鱗片葉的外表皮細胞有紫色大液泡影響觀察。葉肉細胞有綠色葉綠體，影響觀察。 探討3：“DNA只分布在細胞核

3、中，RNA只分布在細胞質(zhì)中?！边@種說法對嗎？原核細胞的DNA分布在什么部位？ 提示：這種說法不對。真核細胞：DNA主要分布在細胞核中，RNA大部分存在于細胞質(zhì)中；原核細胞的DNA主要在擬核區(qū)域。 [思維升華] 1．實驗中的試劑及其作用： (1)吡羅紅甲基綠染色劑：使DNA和RNA著色。 (2)0.9%NaCl溶液：保持口腔上皮細胞的正常形態(tài)。 (3)蒸餾水：配制染色劑；沖洗載玻片上的鹽酸。 (4)質(zhì)量分數(shù)為8%的鹽酸 2．實驗操作中的注意事項： 操作步驟 注意事項 制片 ①用質(zhì)量分數(shù)為0.9%的NaCl溶液而不用蒸餾水，目的是保持口腔上皮細胞的正常形態(tài)，因為口腔上皮細

4、胞在蒸餾水中會吸水漲破； ②取口腔上皮細胞時必須漱口，目的是防止混雜食物碎屑； ③玻片烘干時要在酒精燈火焰上來回移動載玻片，以防其受熱不均勻而破裂 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 沖洗 用緩水流，以防止細胞被水流沖走 1．德倫(Dren)是科幻驚悚片《人獸雜交》的主角，它是一個有著嚙齒目動物特征，但是又長著巨大雙眼、長尾巴和細胳膊的怪物，而且它還會發(fā)出鳥類的叫聲。它是由兩位反叛科學家將人類和動物的DNA進行雜交創(chuàng)造出的一個生物。下列有關(guān)該生物DNA的敘述錯誤的是(　　) A．主要存在于細胞核內(nèi) B．基本單位是脫氧核苷酸 C．

5、含有A、T、G、C 4種堿基 D．DNA不是該生物的遺傳物質(zhì) 【解析】　DNA是核酸的一類，由4種脫氧核苷酸構(gòu)成，含有A、T、G、C 4種堿基。由題干信息可知，該生物為真核生物，其遺傳物質(zhì)是DNA，主要存在于細胞核內(nèi)。 【答案】　D 2．“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗中，操作正確的是(　　) A．染色時先用甲基綠染色，再滴加吡羅紅染液 B．將涂片用質(zhì)量分數(shù)為8%的鹽酸處理后，直接用染色劑染色 C．觀察時應選擇染色均勻，色澤較淺的區(qū)域 D．先用低倍鏡找到清晰的細胞后，直接轉(zhuǎn)換高倍鏡觀察 【解析】　染色時應用甲基綠和吡羅紅混合染色液染色；涂片用質(zhì)量分數(shù)為8%的鹽酸處理

6、后，應用緩水流沖洗后染色；低倍鏡找到清晰的細胞后，應把物像移至視野中央，再換用高倍鏡。 【答案】　C 3．“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗中使用鹽酸的目的包括(　　) ①改變細胞膜的流動性　②改變細胞膜的通透性 ③改變細胞膜的活性?、軐NA與蛋白質(zhì)分離 ⑤將RNA與蛋白質(zhì)分離?、蘩赗NA與染色劑結(jié)合　⑦利于蛋白質(zhì)與染色劑結(jié)合?、嗬贒NA與染色劑結(jié)合 A．①④⑥　　　　　　　 B．②④⑧ C．③⑤⑦ D．②⑤⑥ 【解析】　鹽酸能改變細胞膜的通透性，加速染色劑進入細胞，同時使染色體中的DNA與蛋白質(zhì)分離，有利于DNA與染色劑結(jié)合。 【答案】　B 核 酸 的

7、分 子 結(jié) 構(gòu) 1．基本組成單位——核苷酸 (1)種類 (2)分子組成： ①脫氧核苷酸：構(gòu)成DNA的基本單位。 ②核糖核苷酸：構(gòu)成RNA的基本單位。 2．核酸的種類和組成 3．核酸的多樣性 (1)原因：核苷酸數(shù)目不同和排列順序多樣。 (2)核酸中遺傳信息的貯存 ①絕大多數(shù)生物，其遺傳信息貯存在DNA分子中。 ②部分病毒的遺傳信息直接貯存在RNA中，如HIV、SARS病毒、流感病毒等。 [合作探討] 探討1：根據(jù)核苷酸的組成，分析構(gòu)成核酸的化學元素有哪些？觀察教材圖2－9，連接相鄰的兩個核苷酸的化學鍵形成于哪兩種組成成分之間？ 提示：構(gòu)成核酸的化學

8、元素有C、H、O、N、P。連接相鄰的兩個核苷酸的化學鍵形成于脫氧核糖和磷酸之間。 探討2：構(gòu)成DNA和RNA的堿基共有幾種？構(gòu)成DNA和RNA的核苷酸共有幾種？ 提示：堿基共有5種，核苷酸共有8種。 探討3：核酸初步水解的產(chǎn)物是什么？徹底水解的產(chǎn)物又是什么？ 提示：初步水解產(chǎn)物是核苷酸；徹底水解產(chǎn)物是堿基、五碳糖、磷酸。 探討4：生物的遺傳物質(zhì)都是DNA嗎？ 提示：絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。 [思維升華] 1．核酸分子的結(jié)構(gòu)層次 2．RNA與DNA的結(jié)構(gòu)模式圖 3．DNA與RNA的比較 項目 DNA RNA 中文名 脫氧核

9、糖核酸 核糖核酸 元素組成 C、H、O、N、P 基本單位 脫氧核苷酸 核糖核苷酸 組成 成分 五碳糖 脫氧核糖 核糖 堿基 A(腺嘌呤)、G(鳥嘌呤)、C(胞嘧啶) T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶) 磷酸 磷酸 一般結(jié)構(gòu) 兩條脫氧核苷酸鏈 一條核糖核苷酸鏈 染色劑 甲基綠 吡羅紅 存在部位 主要在細胞核 主要在細胞質(zhì) 4.結(jié)構(gòu)特點 核酸分子的多樣性和特異性 (1)構(gòu)成核酸(DNA或RNA)的4種核苷酸的數(shù)目成千上萬，其排列順序千變?nèi)f化，因此，決定了核酸(DNA或RNA)分子具有多樣性。 (2)每個核酸(DNA或RNA)中核苷酸(脫氧核苷酸

10、或核糖核苷酸)的種類、數(shù)目和排列順序是特定的，決定了每一個核酸(DNA或RNA)分子具有特異性。 1．如下圖所示，由1分子磷酸、1分子含氮堿基m和1分子化合物a構(gòu)成了化合物b，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(gòu)成的核酸能被吡羅紅染成紅色，則b為脫氧核苷酸 【解析】　由題意可知，a為五碳糖、b為核苷酸，根據(jù)所含五碳糖的不同，核苷酸可分為兩種：脫氧核苷酸和核糖核苷酸。其中，脫氧核苷酸是組成DNA的基本單位，其特有的成分是脫氧核糖和胸腺

11、嘧啶；核糖核苷酸是組成RNA的基本單位，其特有的成分是核糖和尿嘧啶。 【答案】　C 2．請仔細觀察分析圖后回答下列問題： (1)該圖表示的物質(zhì)名稱為________，是構(gòu)成________的基本單位，則堿基有________種，包括________。 (2)若圖中堿基為腺嘌呤，該物質(zhì)生物學名稱為________________。 (3)若把圖中虛線框內(nèi)的氧去掉，則其名稱應為________是構(gòu)成________的基本單位，在人體細胞中有________種。 (4)若要觀察DNA和RNA在細胞中的分布，可選用________和________兩種染色劑。 【答案】　(1)核糖核

12、苷酸　RNA　4　A、G、C、U (2)腺嘌呤核糖核苷酸　(3)脫氧核苷酸　DNA　4 (4)甲基綠　吡羅紅 1．洋蔥鱗片葉表皮細胞、藍藻細胞的DNA主要分布于(　　) A．細胞核中 B．前者為細胞核中，后者為擬核中 C．細胞質(zhì)中 D．前者為細胞核中，后者為細胞質(zhì)中 【解析】　洋蔥為真核生物，其DNA主要分布于細胞核中。藍藻為原核生物，其DNA主要分布于擬核中。 【答案】　B 2．有關(guān)DNA、RNA的說法，正確的是(　　) A．均由C、H、O、N、P五種元素組成 B．DNA是大分子物質(zhì)，RNA是小分子物質(zhì) C．DNA是主要的遺傳物質(zhì)，RNA是次要的遺傳物質(zhì) D

13、．基本組成單位都是核糖核苷酸，但所含的堿基有所不同 【解析】　DNA、RNA均由C、H、O、N、P組成；二者都是大分子物質(zhì)；由于絕大多數(shù)生物體的遺傳物質(zhì)是DNA，因此DNA是主要的遺傳物質(zhì)，而RNA病毒則以RNA作為遺傳物質(zhì)；二者的基本組成單位都是核苷酸，但DNA是脫氧核苷酸，RNA是核糖核苷酸。 【答案】　A 3．下列關(guān)于“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗的說法，正確的是 (　　) A．甲基綠和吡羅紅對DNA和RNA的親和力不同，實驗中應分別加入甲基綠和吡羅紅 B．鹽酸能夠改變細胞膜的通透性，加速染色劑進入細胞 C．該實驗用口腔上皮細胞而不用葉肉細胞，是因為葉肉細胞不含R

14、NA D．鹽酸有利于染色質(zhì)中DNA與蛋白質(zhì)分開，不利于DNA與染色劑結(jié)合 【解析】　甲基綠和吡羅紅應同時加入，故A錯。鹽酸能夠改變細胞膜的通透性，加速染色劑進入細胞，故B正確。葉肉細胞含葉綠體為綠色，會掩蓋甲基綠和吡羅紅對DNA和RNA的染色結(jié)果，故C錯。鹽酸有利于染色質(zhì)中DNA與蛋白質(zhì)分開，有利于DNA與染色劑結(jié)合，故D錯。 【答案】　B 4．如圖是核酸片段圖示，據(jù)圖回答下列有關(guān)問題： (1)DNA大多是由________條________鏈構(gòu)成，RNA通常是由________條________鏈構(gòu)成。 (2)若圖中為脫氧核苷酸鏈，則從堿基組成上看，還應有的堿基是______

15、__；圖中①是________，②是________，③是________，④是________。 (3)若圖中為核糖核苷酸鏈，則從堿基組成上看，還應有的堿基是________。圖中②是________，④是________。 (4)核酸分子的多樣性由________________________決定，蛋白質(zhì)分子的多樣性由________________________決定。 【答案】　(1)兩　脫氧核苷酸　一　核糖核苷酸 (2)T　磷酸　脫氧核糖　腺嘌呤　鳥嘌呤脫氧核苷酸　(3)U　核糖　鳥嘌呤核糖核苷酸　(4)核苷酸的種類、數(shù)目和排列順序　氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu) 課堂小結(jié)： 網(wǎng)絡構(gòu)建 核心回扣 1.核酸是細胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，在生物的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有重要作用。 2.真核細胞的DNA主要分布在細胞核中，少量分布在線粒體和葉綠體，RNA主要分布在細胞質(zhì)中。 3.原核細胞的DNA主要分布在擬核中。 4.核酸的基本單位是核苷酸，一分子核苷酸由一分子含氮堿基、一分子五碳糖和一分子磷酸組成。 5.DNA和RNA共有的堿基是腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)，胸腺嘧啶(T)是DNA特有的堿基，尿嘧啶(U)是RNA特有的堿基。