人教版生物必修一第二章 组成细胞的分子第3节 遗传信息的携带者核酸 Word版含答案.docx

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人教版生物必修一第二章组成细胞的分子第3节遗传信息的携带者核酸Word版含答案

第3节　遗传信息的携带者——核酸

学习目标

1．说出核酸的种类及功能。

（重点）

2．比较DNA与RNA的不同。

核心概念

核酸　脱氧核糖　核糖　脱氧核苷酸　核糖核苷酸

一、核酸的分类和功能

1．种类

2．功能：

（1）细胞内携带__遗传信息____的物质。

（2）在生物体的__遗传、变异和蛋白质的生物合成____中具有重要作用。

二、实验：

观察DNA和RNA在细胞中的分布

1．实验目的：

初步掌握观察__DNA和RNA____在细胞中分布的方法。

2．实验原理：

（1）DNA和RNA在细胞中的主要分布部位不同。

（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____＋DNA→绿色；__吡罗红____＋RNA→红色。

3．实验步骤：

4．实验结果和结论：

（1）细胞核区域呈现绿色―→__DNA____主要分布在细胞核中。

（2）细胞质区域呈现红色―→__RNA____主要分布在细胞质中。

三、核酸是由核苷酸连接而成的长链

1．核酸的基本组成单位——核苷酸

（1）脱氧核苷酸：

构成__DNA____的基本单位，如下图。

（2）核糖核苷酸：

构成__RNA____的基本单位，如下图。

2．核酸的构成

3．遗传信息的多样性

（1）绝大多数的生物，其遗传信息贮存在__DNA____分子中，而且每个个体的DNA的__脱氧核苷酸序列____各有特点。

（2）组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有4种，但是如果数量不限，在连成长链时，__排列顺序____是极其多样化的，它所贮存的遗传信息的信息容量也是非常大的。

？

思考

1．为什么不宜选用绿色植物的叶肉细胞进行实验？

提示：

绿色植物叶肉细胞含叶绿体，其颜色会干扰实验结果。

2．若选用大肠杆菌做实验材料，在显微镜下会观察到什么现象？

提示：

大肠杆菌是原核生物，其DNA存在于拟核中，因此呈现绿色的是拟核。

H

判断题

1．DNA和RNA的基本组成单位都是核苷酸。

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构成。

（√）

2．核酸是一切生物的遗传物质，DNA只分布在细胞核内，RNA只分布在细胞质中。

（×）

3．DNA和RNA分子的碱基组成相同。

（×）

4．分子大小相同，碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。

（×）

5．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重要的作用。

（√）

6．每个核酸分子是由几十个乃至上千亿个核苷酸连接而成的长链。

（√）

7．甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中应分别加入甲基绿和吡罗红。

（×）

8．盐酸有利于染色体中的DNA与蛋白质分开，并使DNA水解。

（×）

知识点1　核酸的结构

Z

1．DNA与RNA的比较

项目

DNA

RNA

基本

单位

名称

脱氧核苷酸

核糖核苷酸

组成

磷酸

磷酸

五碳糖

脱氧核糖

核糖

碱基

A、G、C（共有）

T（特有）

U（特有）

种类

4种

4种

一般结构

两条核苷酸链

一条核苷酸链

检测

试剂

甲基绿吡罗红染色剂

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

Y

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

D

典例1　下列关于DNA和RNA的叙述中，错误的是（D）

A．DNA中特有的成分是脱氧核糖和T（胸腺嘧啶）

B．RNA中特有的成分是核糖和U（尿嘧啶）

C．DNA一般是双链的，RNA一般是单链的

D．真核细胞的DNA只分布在细胞核中，RNA只分布在细胞质中

[解析]DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，其特有的成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶（T）；RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，其特有的成分是核糖和尿嘧啶（U）。

DNA一般是双链的，RNA一般是单链的。

真核细胞的DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布，DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。

〔变式训练1〕（2018·泰安高一检测）下列有关核酸的叙述中，正确的是（C）

A．除病毒外，一切生物都含有核酸　

B．核酸是由C、H、O、N4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

[解析]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。

知识点2　观察DNA和RNA在细胞中的分布

Z

1．实验中的试剂及其作用

试剂

作用

质量分数为0.9%的NaCl溶液

保持口腔上皮细胞形态

质量分数为8%的盐酸

①改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞。

②使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合

蒸馏水

冲洗掉载玻片上的盐酸

甲基绿和吡罗红混合染色剂

使DNA和RNA着色

2．实验操作应注意事项

（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。

③牙签使用前要严格消毒。

④载玻片要烘干。

要在酒精灯火焰上来回移动，防止载玻片受热不均匀而破裂；烧干至细胞吸附住即可。

（2）水解：

要注意掌握水温（30℃）和时间（5min），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。

（关键词：

混合）

③甲基绿与DNA的亲和力强，吡罗红与RNA的亲和力强。

（关键词：

亲和力）

知识贴士

实验材料选取的注意事项

①若选用动物细胞，不能用哺乳动物成熟的红细胞，因为其没有细胞核。

②若选用植物细胞，应该选用无色的，不宜用叶肉细胞，防止光合色素的干扰。

③DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布，只是量不同，结果中强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。

D

典例2　下列关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的叙述正确的是（B）

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

[解析]动植物细胞中均含有DNA和RNA，该实验不用叶肉细胞的原因是叶肉细胞含叶绿体，呈绿色，不利于实验结果的观察。

盐酸能够改变细胞膜的通透性，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。

〔变式训练2〕（2018·山东潍坊高三质检）“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，操作正确的是（C）

A．可以用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞替代人口腔上皮细胞

B．将涂片用质量分数为8%的盐酸处理后，直接用染色剂染色

C．观察时应选择染色均匀、色泽较浅的区域

D．先用低倍镜找到清晰的细胞后，直接转换高倍镜观察

[解析]观察DNA和RNA在细胞中的分布时可以用洋葱鳞片叶内表皮细胞作为实验材料，而不能用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，因为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞有颜色，影响实验的观察；涂片用质量分数为8%的盐酸处理后，应用蒸馏水缓水流冲洗后染色；低倍镜找到清晰的细胞后，应把物像移至视野中央，再换用高倍镜观察。

核苷酸种类和核酸种类的判断方法

1．核苷酸种类的判断

下图是两种核苷酸，判断它们的方法有以下两种：

（1）根据五碳糖的种类进行判断：

甲的五碳糖是核糖，所以甲是RNA的基本组成单位——核糖核苷酸；乙的五碳糖是脱氧核糖，所以乙是DNA的基本组成单位——脱氧核苷酸。

（2）根据碱基种类进行判断：

甲中含有U，所以甲为核糖核苷酸；乙中含有T，所以乙为脱氧核苷酸。

2．核酸种类的判断

下图是DNA和RNA两种核酸，区分它们的方法有以下两种：

（1）看成分。

由于DNA特有的成分是脱氧核糖和T（胸腺嘧啶），RNA特有的成分是核糖和U（尿嘧啶），所以从图中的碱基种类就可以判断甲是DNA，乙是RNA。

（2）看结构。

DNA一般是双链的，RNA一般是单链的，由此可判断出甲是DNA，乙是RNA。

典例3（2018·河南郑州高三模拟）下图为核苷酸的结构模式图。

下列关于核苷酸及核酸的叙述，错误的是（C）

A．核苷酸的种类可以根据图中的②和③进行判断

B．彻底水解DNA，可以得到1种①、1种②和4种③

C．在人的口腔上皮细胞中，含有2种②和4种③

D．若某种核酸含有T，则该核酸主要分布在细胞核中

[解析]图中①、②、③分别是磷酸、五碳糖和碱基。

根据五碳糖的种类和碱基的种类可判断核苷酸的种类：

若含有脱氧核糖或T，则为DNA的基本组成单位——脱氧核苷酸；若含有核糖或U.则为RNA的基本组成单位——核糖核苷酸，A项正确。

DNA的彻底水解产物是脱氧核苷酸的3种组成成分：

磷酸、脱氧核糖和碱基（A、G、C、T），B项正确。

在人的口腔上皮细胞中同时含有DNA和RNA，故其内五碳糖有2种——脱氧核糖和核糖，碱基有5种——A、G、C、T、U，C项错误。

若某种核酸含有T，则该核酸为DNA，DNA主要分布在细胞核中，D项正确。

3．DNA、RNA、蛋白质的水解产物和代谢终产物的比较

项目

DNA

RNA

蛋白质

基本单位

脱氧核苷酸

核糖核苷酸

氨基酸

初步水

解产物

4种脱氧核苷酸

4种核糖核苷酸

多肽

彻底水

解产物

脱氧核糖、含氮

碱基和磷酸

核糖、含氮碱基和磷酸

氨基酸

代谢终产物

CO2、H2O、尿素和磷酸盐等

CO2、H2O和尿素

典例4　大豆根尖细胞所含的核酸中，含有碱基A、G、C、T的核苷酸种类数共有（B）

A．8B．7

C．5D．4

[解析]此题考查学生对核酸种类、结构的认识。

大豆细胞中的核酸包括DNA和RNA。

组成DNA的核苷酸为脱氧核苷酸，分别含有碱基A、G、C、T；组成RNA的核苷酸为核糖核苷酸，分别含有碱基A、G、C、U。

所以答案为B。

典例5　下列关于DNA和RNA的叙述中，正确的是（C）

A．DNA只存在于细胞核中，RNA只存在于细胞质中

B．两种核酸中碱基都相同

C．两种核酸中的五碳糖不相同

D．病毒中的遗传物质都是RNA

[解析]DNA和RNA的区别主要体现在两个地方：

一是五碳糖，二是碱基。

1．元素组成：

C、H、O、N、P。

2．核酸的分类：

DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）。

3．核酸的基本组成单位——核苷酸：

核苷酸由一分子五碳糖、一分子磷酸、一分子含氮碱基组成。

4．核酸的功能：

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。

5．核酸在真核细胞中的分布：

DNA主要存在于细胞核中，此外，在线粒体和叶绿体中也有少量分布。

RNA主要存在于细胞质中，少量存在于细胞核中。