第3节 遗传信息的携带者——核酸
学习目标
核心素养
1．观察并区分DNA和RNA在细胞中的分布。
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．通过对核酸的结构和功能学习，形成结构与功能相适应的生命观。
2．通过对DNA和RNA的比较，养成比较与分类的科学思维方法。
3．通过观察实验DNA和RNA在细胞中的分布，提高实验实施和观察的科学探究能力。
一、核酸的分类和功能
1．种类
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
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
(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。
6．× 共有8种。
7．√
8．× 应为胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
观察DNA和RNA在细胞中的分布
[问题探究]
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。
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。
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。
[归纳总结]
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)
2．实验操作中的注意事项
操作步骤
注意事项
制片
①用质量分数为0.9%的NaCl溶液而不用蒸馏水，目的是保持口腔上皮细胞的正常形态，因为口腔上皮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，目的是防止混杂食物碎屑；
③玻片烘干时要在酒精灯火焰上来回移动载玻片，以防其受热不均匀而破裂
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
冲洗
用缓水流，以防止细胞被水流冲走
1．下列哪种实验材料可用于观察细胞中核酸的分布( )
A．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
B．植物的叶肉细胞
C．洋葱鳞片叶内表皮细胞
D．人成熟的红细胞
C [紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞、植物的叶肉细胞都有颜色，会对实验结果产生颜色干扰，A、B错误；洋葱鳞片叶内表皮细胞接近无色，可以用作观察DNA和RNA在细胞中的分布的实验材料，C正确；人成熟的红细胞没有细胞核，不能用作观察DNA和RNA在细胞中的分布的实验材料，D错误。]
2．在“观察DNA、RNA在细胞中的分布”实验中，下列叙述正确的是( )
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染色剂
B．盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞
C．观察染色情况时，先用低倍镜观察，选择染色浓、色泽深的区域
D．高倍镜下可清晰看到呈绿色的染色体和呈红色的RNA分子
B [甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，染色时是将甲基绿和吡罗红混合加入，A项错误；盐酸处理细胞的目的是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和蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合，B项正确；观察时应选择染色均匀、色泽浅的区域，C项错误；高倍镜下只能观察到细胞质呈红色，细胞核呈绿色，看不到染色体和RNA分子，D项错误。]
核酸的分子结构
[问题探究]
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。
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。
3．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。
4．“胎儿亲子鉴定”是利用基因技术鉴定胎儿遗传意义上的父亲，从孕妇的羊水中提取细胞，通过鉴定胎儿的DNA确认父子关系。进行亲子鉴定时，主要比较胎儿与“父亲”DNA的何种指标？
提示：脱氧核苷酸的排列顺序。
[归纳总结]
1．DNA与RNA的比较
项目
DNA
RNA
中文名
脱氧核糖核酸
核糖核酸
元素组成
C、H、O、N、P
基本单位
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
组成成分
五碳糖
脱氧核糖
核糖
碱基
A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)
T(胸腺嘧啶)
U(尿嘧啶)
磷酸
磷酸
一般结构
两条脱氧核苷酸链
一条核糖核苷酸链
检测
试剂
吡罗红甲基绿染色剂
现象
绿色
红色
分布
主要在细胞核
主要在细胞质
2．生物体中核酸、遗传物质、碱基和核苷酸种类的分析
生物类别
核酸种类
遗传物质
碱基种类
核苷酸种类
细胞生物
DNA和RNA
DNA
A、G、C、T、U
8种
病毒
只含DNA
DNA
A、G、C、T
4种
只含RNA
RNA
A、G、C、U
4种
易错提醒：核酸初步水解与彻底水解的产物不同
(1)水解是指大分子有机物分解为小分子有机物，若得到的小分子有机物还可以水解则为初步水解，若得到的小分子有机物不能再水解则为彻底水解。
(2)DNA与RNA初步水解与彻底水解的产物。
物质
初步水解的产物
彻底水解的产物
DNA
脱氧核苷酸
磷酸、脱氧核糖和碱基
RNA
核糖核苷酸
磷酸、核糖和碱基
1．如右图所示，由1分子a、1分子b和1分子c构成了化合物M，则下列叙述正确的是( )
A．若c为腺嘌呤，则M肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸
B．若b为核糖，则M为DNA的基本组成单位
C．若c为尿嘧啶，则DNA中肯定不含M这种化合物
D．若由M构成的核酸能被吡罗红染成红色，则M为脱氧核苷酸
C [由题意可知，b为五碳糖、M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。]
2．下列有关核酸的叙述中，正确的是( )
A．除病毒外，一切生物都含有核酸
B．核酸是由C、H、O、N 4种元素组成的化合物
C．核酸是遗传信息的携带者
D．核酸的基本组成单位是脱氧核苷酸
C [病毒也含有核酸，A错误；核酸的组成元素是C、H、O、N、P，B错误；核酸是遗传信息的携带者，C正确；核酸的基本组成单位是核苷酸，脱氧核苷酸是DNA的基本组成单位，D错误。]
[课堂小结]
知识网络构建
核心语句背诵
1．核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物的遗传、变异和蛋白质的生物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，少量分布在线粒体和叶绿体，RNA主要分布在细胞质中。
3.原核细胞的DNA主要分布在拟核中。
4.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。
5.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。
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。]
3．下列关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的操作步骤中，正确的是( )
A．取人的口腔上皮细胞→水解→制作涂片→冲洗涂片→染色→观察
B．取人的口腔上皮细胞→制作涂片→冲洗涂片→水解→染色→观察
C．取人的口腔上皮细胞→制作涂片→水解→冲洗涂片→染色→观察
D．取人的口腔上皮细胞→水解→制作涂片→染色→冲洗涂片→观察
C [制作涂片后先用盐酸水解，然后再冲洗涂片，最后染色观察。]
4．如图表示某种大分子物质的基本单位，关于它的叙述中错误的是( )
A．该物质是核糖核苷酸
B．该物质含有C、H、O、N、P等元素
C．该物质聚合形成的大分子物质是RNA，它只分布在细胞质中
D．HIV病毒中有这种物质
C [RNA主要分布在细胞质中，少部分分布在细胞核中。]
5．下图字母表示生物体内的某种物质，请分析回答：
(1)A包括____________元素。
(2)B的名称叫________，一分子的B是由__________、______________、______________组成的。
(3)C的作用是__________________________________________。
(4)可利用____________________对细胞进行染色，在显微镜下观察到D、E在细胞中的分布，物质D被________染成________色，物质E被________染成________色。
[解析] 核酸的元素组成是C、H、O、N、P，基本单位是核苷酸，一分子核苷酸是由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成。核酸是遗传信息的携带者。DNA能被甲基绿染成绿色，RNA能被吡罗红染成红色。
[答案] (1)C、H、O、N、P
(2)核苷酸 一分子五碳糖 一分子磷酸 一分子含氮碱基
(3)遗传信息的携带者；对生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成具有重要作用
(4)甲基绿和吡罗红混合染色剂 甲基绿 绿 吡罗红 红
课件52张PPT。第2章 组成细胞的分子第3节 遗传信息的携带者——核酸脱氧核糖核酸RNA遗传信息蛋白质的生物合成遗传、变异绿色RNA0.9%的NaCl8%的盐酸吡罗红甲基绿染色剂蒸馏水的缓水流中央细胞核较广细胞质五碳糖核糖核苷酸磷酸磷酸
核糖核苷酸脱氧核苷酸链DNARNARNA数目排列顺序DNA观察DNA和RNA在细胞中的分布 核酸的分子结构 点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(五) 遗传信息的携带者——核酸
(建议用时：20分钟)
[合格基础练]
1．生物的遗传物质和生命活动的体现者分别是( )
A．核酸 糖类 B．核酸 蛋白质
C．核糖核酸 蛋白质 D．脱氧核糖核酸 有机物
B [生物的遗传物质是核酸，包括DNA和RNA；生命活动的主要承担者(体现者)是蛋白质。]
2．与RNA相比，DNA所特有的成分是( )
A．脱氧核糖和鸟嘌呤 B．核糖和尿嘧啶
C．脱氧核糖和胸腺嘧啶 D．核糖和胸腺嘧啶
C [DNA和RNA在化学组成上的不同在于五碳糖和含氮碱基。DNA中的五碳糖为脱氧核糖，特有的含氮碱基是胸腺嘧啶。]
3．制作脱氧核苷酸模型时，各部件之间需要连接。下图中连接正确的是( )
C [一分子核苷酸是由一分子五碳糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基构成的，磷酸连接在5号碳原子上，碱基连接在1号碳原子上。]
4．核糖、腺嘌呤和胸腺嘧啶参与形成的核苷酸分别为( )
A．4种，2种，2种 B．8种，2种，2种
C．4种，2种，1种 D．1种，1种，1种
C [核糖构成的核苷酸为4种核糖核苷酸；腺嘌呤构成腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸；胸腺嘧啶只能构成胸腺嘧啶脱氧核苷酸。]
5．下列关于核酸的叙述错误的是( )
A．RNA只分布在细胞质中，DNA只分布在细胞核内
B．尿嘧啶是RNA特有的碱基，胸腺嘧啶是DNA特有的碱基
C．RNA和DNA的基本组成单位是核苷酸
D．生物的遗传物质是DNA或者是RNA
A [RNA主要分布在细胞质中，细胞核中也含有少量RNA。DNA主要分布在细胞核中，细胞质(如线粒体、叶绿体)中也含有少量DNA。]
6．关于验证DNA和RNA的分布实验，回答下列问题：
(1)取人口腔上皮细胞时必须漱口，原因是
______________________________________________________
______________________________________________________。
(2)将口腔上皮细胞浸到质量分数为0.9%的NaCl溶液中的目的是______________________________________________________
______________________________________________________。
(3)在将涂有人的口腔上皮细胞的载玻片加热时要时刻注意在酒精灯火焰上来回移动，原因是____________________________。
(4)冲洗涂片时要用蒸馏水的__________冲洗载玻片10 s，是为了防止____________________________。
(5)验证DNA和RNA的分布实验应该也可用紫色洋葱鳞片叶的表皮细胞来做，但要选择紫色洋葱鳞片叶的__________(填“外”或“内”)表皮细胞，原因是
______________________________________________________
______________________________________________________。
[答案] (1)防止混杂食物碎屑
(2)保持口腔上皮细胞的正常形态，有利于观察
(3)防止载玻片受热不均匀而破裂
(4)缓水流 细胞被水流冲走
(5)内 防止深颜色对颜色反应产生遮蔽
[等级过关练]
7．如图表示生物体内核苷酸的模式图，下列说法正确的是( )
A．DNA和RNA的不同点只在b方面
B．DNA和RNA中的a表示含义不同
C．DNA中特有的c为T
D．人体内的c有4种，b有2种
C [图中a为磷酸、b为五碳糖、c为含氮碱基。DNA和RNA的不同体现在五碳糖和含氮碱基两方面，A错误；DNA和RNA中的磷酸相同，B错误；DNA中特有的碱基为T，C正确；人体内的碱基有5种，五碳糖有2种，D错误。]
8．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
B [甲基绿和吡罗红应同时加入，A错误；盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，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，C错误；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，D错误。]
9．下图中图甲所示的分子结构式为某种核苷酸，已知分子结构式左上角的基团为碱基—腺嘌呤；图乙是某核苷酸链示意图，据图回答下列问题：
(1)图甲中核苷酸的名称是________________。
(2)图甲中核苷酸是构成哪一种核酸的原料________。
(3)请在图甲中圈出去掉哪一个氧原子便可成为人体遗传物质的基本原料。
(4)DNA初步水解的产物是________，彻底水解的产物是____________。豌豆的叶肉细胞中，含有的碱基是________，那么由A、G、C、U 4种碱基参与构成的核苷酸共有________种，其中核糖核苷酸有________种。
(5)图乙中1、2、3的名称分别是__________、__________、__________。
(6)图乙中4、5分别代表__________________、_________________。
(7)图乙中特有的碱基名称是________。
(8)通常由________条图乙所示的核苷酸链构成一个________分子，分布在真核细胞的________、________和________中。
[答案] (1)腺嘌呤核糖核苷酸 (2)RNA(核糖核酸) (3)提示：去掉与2号碳相连的氧原子
(4)脱氧核苷酸 脱氧核糖、磷酸、碱基 A、G、C、T、U 7 4
(5)脱氧核糖 胞嘧啶 磷酸
(6)胞嘧啶脱氧核苷酸 一条脱氧核苷酸链的片段
(7)胸腺嘧啶(T) (8)2 DNA 细胞核 线粒体 叶绿体
