学年高中生物必修一教材用书 第二章 组成细.docx

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学年高中生物必修一教材用书第二章组成细

第3节

遗传信息的携带者——核酸

核酸的种类及分布

[自读教材·夯基础]

1．核酸的种类和功能[判断]

（1）核酸包括DNA和RNA两类。

（√）

（2）DNA的全称是核糖核酸，RNA的全称是脱氧核糖核酸。

（×）

（3）核酸的主要功能是携带遗传信息。

（√）

2．观察DNA和RNA在细胞中的分布

（2）实验步骤：

（3）结论：

真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。

1．生物科学的迅速发展为各个领域的技术进步奠定了坚实的基础，如刑事案件中“指纹”技术和医疗领域中的“亲子鉴定”。

请根据所学知识分析在“指纹”和“亲子鉴定”中发挥作用的物质是什么。

提示：

DNA。

2．若用吡罗红甲基绿混合染色剂对大肠杆菌染色，染色结果如何？

提示：

拟核部分呈绿色，细胞质部分呈红色。

[跟随名师·解疑难]

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．实验的注意事项

（1）制片：

①用质量分数为0.9%的NaCl溶液而不是蒸馏水，目的是保持口腔上皮细胞形态，因为细胞在蒸馏水中会吸水涨破。

②取口腔上皮细胞时必须先漱口：

防止混杂食物碎屑。

③牙签使用前要严格消毒。

④载玻片烘干：

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。

（2）水解：

①盐酸的作用：

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

②要注意掌握水温（30℃）和时间（5min），才能达到水解的目的。

（3）冲洗：

①蒸馏水：

冲洗载玻片上的盐酸。

②缓水流：

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，要现用现配。

③甲基绿与DNA的亲和力强，吡罗红与RNA的亲和力强。

核酸的组成

[自读教材·夯基础]

1．核苷酸的种类和组成

（2）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：

组成核酸的核苷酸的数目不同和排列顺序的多样化。

（2）遗传信息的储存：

①绝大多数生物的遗传信息储存在DNA分子中。

②少数病毒的遗传信息储存在RNA中，如HIV、SARS病毒。

1．根据核苷酸的组成，分析构成核酸的化学元素有哪些。

提示：

C、H、O、N、P。

2．DNA和RNA在化学组成上有什么区别？

判断某一核酸分子是DNA还是RNA的依据是什么？

提示：

DNA和RNA的区别表现在五碳糖和含氮碱基不同。

依据：

DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶，RNA中含有核糖和尿嘧啶，据此可判断核酸种类。

[跟随名师·解疑难]

1．核酸分子的结构层次

2．DNA和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）

化学

组成

五碳糖

脱氧核糖

核糖

含氮

T（胸腺嘧啶）

U（尿嘧啶）

碱基

A（腺嘌呤）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤）

无机酸

磷酸

一般结构

由两条脱氧核苷酸长链构成

由一条核糖核苷酸长链构成

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。

观察DNA和RNA在细胞中的分布

[例1]　在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，下列操作正确的是（　　）

A．染色时先用甲基绿染色，再滴加吡罗红

B．将涂片用质量分数为8%的盐酸处理后，接着用染色剂染色

C．观察时应选择染色均匀、色泽浅的区域

D．先用低倍镜找到较清晰的细胞，接着换上高倍镜观察即可

[思路点拨]

[解析]　A项错误，甲基绿和吡罗红染色剂应混合使用，且要现用现配，其中甲基绿将DNA染成绿色，吡罗红将RNA染成红色；B项错误，将涂片用质量分数为8%的盐酸处理后，要用蒸馏水缓水流冲洗10s，冲去多余的盐酸后，再用吸水纸吸去载玻片上的水分，才可用染色剂染色，否则影响染色效果；C项正确，染色均匀、色泽浅的区域便于观察绿色和红色在细胞中的分布；D项错误，用低倍镜找到清晰的细胞后，应将其移到视野中央，然后换用高倍镜继续观察。

[答案]　C

核酸的种类和组成

[例2]　下图是DNA和RNA组成的结构示意图，有关说法正确的是（　　）

A．甲型H1N1流感病毒有5种碱基和8种核苷酸

B．主要存在于硝化细菌拟核中的核酸由5种碱基构成

C．病毒中也有上述两种核酸

D．DNA彻底水解得到的产物中有脱氧核糖，而没有核糖

[思路点拨]

[解析]　

选项

分析

A项错误

甲型H1N1流感病毒为RNA病毒，含有A、G、C、U4种碱基和4种核苷酸

B项错误

主要存在于硝化细菌拟核中的核酸为DNA，含有A、G、C、T4种碱基

C项错误

病毒只有一种核酸，是DNA或RNA

D项正确

DNA中含有的五碳糖为脱氧核糖，不是核糖

[答案]　D

归纳拓展

碱基种类、核苷酸种类与生物种类的关系

（1）在只有DNA或RNA的生物中（病毒）：

（2）同时含有DNA和RNA的生物中（细胞生物）：

不同生物含有的核酸种类不同。

原核生物和真核生物同时含有DNA和RNA，病毒体内只含有DNA或RNA。

下列各种生物中关于碱基、核苷酸、五碳糖种类的描述正确的是（　　）

选项

A

B

C

D

生物

（细胞）

T2噬

菌体

烟草叶

肉细胞

烟草花

叶病毒

豌豆根

毛细胞

碱基

5种

5种

4种

8种

核苷酸

5种

8种

8种

8种

五碳糖

1种

2种

2种

2种

解析：

选B

1.判断某种生物体内核酸的种类。

2.验证DNA、RNA在细胞中的分布。

3.检测某生物组织是否含有DNA或RNA。

　典例剖析

某科研小组对禽流感病毒进行了如下实验：

实验原理：

禽流感病毒的化学成分为蛋白质和RNA，经一定手段处理后，可以使蛋白质和RNA分开，得到无完整病毒的滤液。

RNA酶可以专一性地水解RNA，蛋白酶可以专一性地水解蛋白质。

实验目的：

探究禽流感病毒中贮存遗传信息的物质是蛋白质还是RNA。

材料用具：

显微注射器，经处理后的禽流感病毒滤液，活鸡胚，RNA酶，蛋白酶等。

实验步骤：

第一步：

取________分为两组，运用显微注射技术分别向两组注射有关物质。

第二步：

在相同且适宜条件下培养。

第三步：

分别从培养后的鸡胚中抽取样品，检测_______________________________。

请将相关内容填入下表：

注射物质

实验现象预测

（有无禽流感病毒）

实验结论

第

一

组

滤液＋

RNA酶

（1）____________

贮存遗传信息的物质是RNA

（2）有禽流感病毒

贮存遗传信息的物质是________

第

二

组

滤液＋

蛋白酶

（3）____________

贮存遗传信息的物质是蛋白质

（4）有禽流感病毒

贮存遗传信息的物质是________

[解析]　病毒专营活细胞内寄生生活，因此应选取等量活鸡胚作为培养材料。

实验的基本思路：

RNA酶可破坏RNA，蛋白酶可破坏蛋白质。

若加入RNA酶后仍能产生禽流感病毒，说明其遗传物质不是RNA，而是蛋白质；若加入RNA酶后，不能产生禽流感病毒，则遗传物质是RNA。

同理可证明禽流感病毒的遗传物质是否为蛋白质。

[答案]　等量活鸡胚　是否产生了禽流感病毒

（1）无禽流感病毒　

（2）蛋白质

（3）无禽流感病毒　（4）RNA

归纳拓展

探究性实验的实验操作程序

（1）提出问题，确定实验课题。

（2）作出假设。

“假设”也称假说或猜测，即对可见现象提出的一种可检测的解释。

（3）设计实验方案。

在实验方案中应该写明详细的实验步骤以及在实验中要进行哪些观察和测量。

这是实验探究的最根本的环节。

（4）预期结果。

对结果预测一般分为三种情况：

①正相关——促进；②负相关——抑制；③无影响。

（5）分析数据。

（6）得出结论。

结论的得出必须依据实验结果，即若出现的结果与预期结果一致，则得出与先前的假说一致的结论或“假说成立”；若实验出现的结果与预期结果不符，则得出的结论应为“假说不成立”。

[随堂基础巩固]

1．关于核酸的叙述，正确的是（　　）

A．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质

B．DNA分子中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶

C．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

D．用甲基绿和吡罗红混合染色的SARS病毒可观察到DNA和RNA的分布

解析：

选B

2．下列关于核酸的叙述中，正确的是（　　）

A．DNA和RNA中的五碳糖相同

B．组成DNA与蛋白质的元素种类相同

C．HIV的遗传信息贮存在DNA中

D．双链DNA分子中含有胸腺嘧啶

解析：

选D

3．与生物体内核酸分子功能多样性无关的是（　　）

A．核苷酸的组成种类　　B．核苷酸的连接方式

C．核苷酸的排列顺序D．核苷酸的数量多少

解析：

选B

4．“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验，运用的原理是（　　）

A．单独利用甲基绿对细胞染色可显示DNA在细胞中的分布从而推知RNA的分布

B．单独利用吡罗红对细胞染色可显示RNA在细胞中的分布从而推知DNA的分布

C．同时利用甲基绿、吡罗红对细胞染色，可显示DNA、RNA在细胞中的分布

D．在细胞核、细胞质内可以分别提取DNA、RNA，由此说明DNA、RNA在细胞中的分布

解析：

选C

5．由1分子磷酸、1分子碱基和1分子a构成了化合物b，如右图所示，则下列叙述错误的是（　　）

A．组成化合物b的元素有C、H、O、N、P五种

B．a属于不能水解的糖，是构成生物体的重要成分

C．若a为核糖，则由b组成的核酸主要分布在细胞质中

D．幽门螺旋杆菌体内含的化合物m共四种

解析：

选D

[课时跟踪检测]

（满分50分　时间25分钟）

一、选择题（每小题3分，共24分）

1．德伦（Dren）是科幻惊悚片《人兽杂交》的主角，它具有啮齿目动物的特征，又长着巨大双眼、长尾巴和细胳膊，而且它还会发出鸟类的叫声。

它是由两位反叛科学家将人类和动物的DNA进行杂交创造出的一个生物。

下列有关该生物DNA的叙述错误的是（　　）

A．主要存在于细胞核内

B．基本单位是脱氧核苷酸

C．含有A、T、G、C4种碱基

D．不是该生物的遗传物质

解析：

选D

2．据报道，在台南市四草湿地检测出候鸟带有H1N1低病原性禽流感病毒，该病毒的遗传物质是RNA。

组成该病毒的元素主要有（　　）

A．C、H、O、P　　　　　B．C、H、O、N、P

C．C、H、O、SD．C、H、O、K

解析：

选B　该病毒的化学成分是RNA和蛋白质，故组成该病毒的元素主要有C、H、O、N、P。

3．下列关于脱氧核糖核酸（DNA）分布的叙述，正确的是（　　）

A．蛙的成熟红细胞中不含DNA分子

B．人体细胞的细胞质中也有DNA分子

C．含DNA的原核细胞不会同时含RNA

D．细菌细胞的拟核中无DNA

解析：

选B　蛙的成熟红细胞中含DNA分子，原核细胞中可以同时含有DNA和RNA，细菌细胞的DNA分布于拟核中。

4．有关下列概念图的叙述，正确的是（　　）

＋

＋

―→

―→

A．①表示的碱基有5种

B．②表示的是核糖

C．④表示的是脱氧核苷酸

D．④表示的是核糖核苷酸

解析：

选C　图中①是A、G、C、T4种碱基，②是脱氧核糖，④表示脱氧核苷酸。

5．在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验中，下列叙述正确的是（　　）

A．染色时先用甲基绿染液，再用吡罗红染液

B．用8%的盐酸的目的之一是使DNA与蛋白质分离，使DNA水解

C．用酒精灯烘干载玻片，可迅速杀死细胞，防止细胞死亡时水解酶对核酸的破坏

D．用高倍显微镜可以比较清楚地看到呈绿色的染色体和呈红色的RNA分子

解析：

选C　吡罗红和甲基绿两种试剂是混合使用的，不是单独使用。

用8%的盐酸可使DNA与蛋白质分开，利于染色，并不是水解DNA。

酒精灯烘干临时装片的目的是杀死并固定细胞，否则口腔上皮细胞在死亡时，溶酶体中的水解酶会破坏细胞的结构，包括DNA、RNA等。

实验中使用盐酸时已使染色体中的DNA和蛋白质分离，甲基绿只能使DNA着色，所以观察不到呈绿色的染色体。

6．下列叙述中，哪项不是核酸的生理功能（　　）

A．细胞内携带遗传信息的物质

B．生物的遗传物质

C．生物体进行生命活动的主要承担者

D．对生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极其重要的作用

解析：

选C　核酸通过控制蛋白质的生物合成来决定生物体的性状。

当核酸的结构发生改变，其控制合成的蛋白质结构也就发生改变。

一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。

7．经过实验测得衣藻DNA在细胞中分布如下：

84%在染色体上，14%在叶绿体中，1%在线粒体中，1%游离在细胞质中。

这些数据说明（　　）

A．衣藻的遗传物质主要是DNA

B．衣藻DNA的主要载体是染色体

C．衣藻细胞质中也有DNA

D．衣藻染色体由DNA、蛋白质和少量RNA组成

解析：

选B　衣藻的遗传物质只有DNA，题干数据表明衣藻细胞内几个含有DNA的场所中，染色体上含有的DNA最多，说明染色体是DNA的主要载体。

8．下面为核苷酸的模式图，下列相关说法正确的是（　　）

A．DNA与RNA在核苷酸上的不同点只在结构②

B．若②为核糖，则图示核苷酸为DNA的基本组成单位

C．③在生物体中共有8种

D．人体内的③有5种，②有2种

解析：

选D　①是磷酸基团，②是五碳糖（有脱氧核糖和核糖2种），③是含氮碱基（共有A、G、C、T、U5种）。

DNA与RNA在核苷酸上的不同，一方面②不同，脱氧核苷酸中的②是脱氧核糖，核糖核苷酸中的②是核糖；另一方面③的种类不同，脱氧核苷酸的③有A、T、G、C4种，核糖核苷酸中的③有A、U、G、C4种。

若②为核糖，则此核苷酸为核糖核苷酸，是构成RNA的基本组成单位。

二、非选择题（共26分）

9．（16分）下图表示生物体内的某种物质，请分析回答：

（1）A包括________________等元素。

（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。

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

10．（10分）世界卫生组织公布的数据显示，目前全世界每年大约有4万至7万人死于狂犬病。

狂犬病由狂犬病病毒（遗传物质为RNA）引起，人类会因被狂犬咬伤而感染，其他感染此病的恒温动物如猫、狼、狐等也可传播狂犬病。

就目前而言，注射狂犬疫苗是预防狂犬病的有效途径。

要研制狂犬疫苗，必须知道狂犬病病毒的大分子组成，请设计实验验证其物质组成。

（1）实验原理：

①RNA在盐酸溶液中与苔黑酚试剂共热显绿色；

②DNA与二苯胺试剂共热呈蓝色；

③_______________________________________________________________________。

（2）实验步骤：

①用三支洁净的试管分别取等量的含有狂犬病病毒的溶液，编号为A、B、C；

②向A试管中滴加适量的酸性苔黑酚试剂并加热；

③向B试管中滴加适量的二苯胺试剂并加热；

④向C试管中__________________________。

（3）设计一个表格并记录实验结果。

答案：

（1）③蛋白质与双缩脲试剂作用显紫色

（2）④滴加适量的双缩脲试剂，振荡

　（3）

双缩脲试剂

二苯胺试剂

酸性苔

黑酚试剂

现象

紫色

不变色

绿色

成分

存在蛋白质

不存在DNA

存在RNA