人教版高中生物必修1第2章第3节遗传信息的携带者.docx
《人教版高中生物必修1第2章第3节遗传信息的携带者.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《人教版高中生物必修1第2章第3节遗传信息的携带者.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
人教版高中生物必修1第2章第3节遗传信息的携带者
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,简述核酸的结构和功能。
(重点)
2.以特定的染色剂染色,观察并区分DNA和RNA在细胞中的分布。
(难点)
知识结构
核酸的种类和功能
1.核酸的种类
(1)脱氧核糖核酸(DNA)
(2)核糖核酸(RNA)
2.核酸的功能
(1)核酸是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极其重要的作用。
核酸是一切生物的遗传物质,不同生物的遗传物质不完全相同,总结如下表。
教材第26页参考答案
问题探讨
1.脱氧核糖核酸。
DNA是主要的遗传物质,而每个人的遗传物质都有所区别,因此DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息。
2.DNA鉴定技术还可以应用在亲子鉴定上。
在研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系等方面,也可以利用DNA鉴定
技术。
3.需要。
因为DNA鉴定只是提供了犯罪嫌疑人的遗传物质方面的信息,还需要有嫌疑人是否有作案动机、时间,是否在犯罪现场,是否有证人等其他证据。
如果有人蓄意陷害某人,也完全有可能将他的头发、血液等含有DNA的物质放在现场。
现在案件侦查工作应在DNA鉴定的基础上,结合其他证据确定罪犯。
【例1】 生物体内遗传信息的携带者和生命活动的主要承担者分别是( )
①核酸 ②核糖核酸 ③脱氧核糖核酸 ④蛋白质 ⑤脂质 ⑥糖类
A.①④ B.②⑤ C.③⑥ D.②④
解析:
核酸是一切生物的遗传物质,是遗传信息的携带者,在不同生物中遗传物质又不相同,脱氧核糖核酸是主要的遗传物质,核糖核酸是某些病毒的遗传物质。
蛋白质是各种生命活动的主要承担者。
答案:
A
点拨:
(1)一切生物(朊病毒除外)的遗传物质都是核酸。
既含DNA又含RNA的生物和只含DNA的生物,其遗传物质都是DNA(如具有细胞结构的生物和DNA病毒)。
(2)RNA作为遗传物质的前提是生物体内不存在DNA,只存在RNA(如RNA病毒)。
观察DNA和RNA在细胞中的分布
1.实验原理
(1)DNA主要分布在细胞核内,RNA大部分存在于细胞质中。
(2)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。
甲基绿和吡罗红两种试剂在本实验中不能单独使用,而是混合使用,并且现配现用。
2.实验目的
初步掌握观察DNA和RNA在细胞中分布的方法。
3.实验材料、仪器和试剂
材 料
仪 器
试 剂
人的口腔上皮细胞、洋葱鳞片叶内表皮细胞
烧杯、滴管、温度计、酒精灯、显微镜等
质量分数为%的NaCl溶液、质量分数为8%的盐酸、吡罗红甲基绿染色剂等
4.方法步骤
程序
操 作
注意事项及原因
制片
(1)在洁净的载玻片上,滴一滴质量分数为%的NaCl溶液
(2)用消毒牙签在漱净的口腔内侧壁上刮取口腔碎屑,在载玻片液滴中涂几下
(3)将上述装片烘干
(1)用质量分数为%的NaCl溶液而不用蒸馏水:
保持口腔上皮细胞形态,在蒸馏水中则吸水涨破
(2)取口腔上皮细胞时必须漱口:
防止混杂食物碎屑
(3)载玻片烘干:
①要在酒精灯火焰上来回移动,防止载玻片受热不均匀破裂;②烘干至细胞吸附住即可
水解
(1)在小烧杯中加入30mL质量分数为8%的盐酸,将烘干的载玻片放入小烧杯中
(2)在大烧杯中加入30℃温水
(3)小烧杯放在大烧杯中水浴保温5min
盐酸能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与蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合
冲洗
用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片10s
蒸馏水:
冲洗载玻片上的盐酸缓水流:
防止细胞被水流冲走
染色
(1)用吸水纸吸去载玻片上多余的水分
(2)用吡罗红甲基绿染色剂2滴染色5min
(3)吸去多余的染色剂
(4)盖上盖玻片
吡罗红甲基绿染色剂的配制也要用蒸馏水。
吡罗红甲基绿染色剂与斐林试剂相似,使用时现配
观察
(1)先用低倍镜找到染色均匀、色泽浅的区域,移至视野中央,将物像调节清晰
(2)换用高倍镜观察
(1)对选材的要求
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。
(2)盐酸使染色体中DNA和蛋白质分开的原因是盐酸使蛋白质变性。
5.实验结果
细胞核区域呈现绿色,细胞质区域呈现红色。
6.实验结论
(1)DNA主要分布在细胞核中(线粒体和叶绿体中也含有少量的DNA)。
(2)RNA主要分布在细胞质中。
在描述核酸分布时注意用词准确
(1)DNA主要分布在细胞核中
这里用了“主要”两字,是因为细胞质中的线粒体(动物、植物)和叶绿体(植物)中也含有少量的DNA。
(2)RNA主要分布在细胞质中
这里用了“主要”两字,是因为RNA主要是在细胞核中形成,而后进入细胞质中,所以细胞核中也有一部分。
(3)原核生物的核酸分布,DNA主要在拟核,RNA分布在细胞质中。
(4)病毒的核酸分布,只有一种核酸DNA或RNA,在蛋白质衣壳内。
教材第27页参考答案
旁栏思考题
原核细胞无以核膜为界限的细胞核,其DNA主要分布在拟核区。
【例2】 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,然后换上高倍镜
解析:
本题考查“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的操作注意点,逐项分析如下:
选 项
专家分析
A×
甲基绿和吡罗红染色剂应混合使用,且要现配现用
B×
将涂片用质量分数为8%的盐酸处理后,再用蒸馏水缓水流冲洗10s,然后再染色
C√
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×
先用低倍镜找到清晰的细胞后,将目标细胞移到视野中央,再换高倍镜观察
答案:
C
点拨:
物质鉴定实验材料的选择
(1)必须含有相对丰富的所要鉴定的物质。
(2)所选材料通常颜色较浅,或近于白色,主要是由于物质鉴定多为显色反应。
例如:
①还原糖的鉴定中所选的梨,含有丰富的还原糖,并且颜色较浅,或近于白色,不能用有色材料。
②观察DNA和RNA在细胞中的分布实验,所选口腔上皮细胞是无色的,不能选用含叶绿体的植物细胞。
核酸的结构组成
1.核酸的结构层次
2.核酸的结构示意图
(1)RNA分子的结构图(图231)
(2)DNA分子的结构图(图232)
(3)DNA分子的空间结构模型(图233)
3.脱氧核糖核苷酸与核糖核苷酸的比较
脱氧核糖核苷酸
核糖核苷酸
五碳糖
脱氧核糖(C5H10O4)
核糖(C5H10O5)
碱基
A、T、C、G
A、U、C、G
磷酸
相同
种类
4种
4种
用途
组成DNA的基本单位
组成RNA的基本单位
结构
模式图
(1)碱基种类与核苷酸种类的关系
①在只有DNA或RNA的生物中包含:
4种碱基+1种磷酸+1种五碳糖。
4种核苷酸
②同时含DNA和RNA的生物中包含:
5种碱基+1种磷酸+2种五碳糖。
8种核苷酸=4种脱氧核苷酸+4种核糖核苷酸。
(2)核酸的初步水解产物是核苷酸,彻底水解产物是磷酸、五碳糖和含氮碱基。
(3)一个核酸分子中,核苷酸数=磷酸数=碱基数=五碳糖数。
4.DNA与RNA的比较
DNA与RNA的判断方法
(1)若含有胸腺嘧啶(T)或脱氧核糖则一定为DNA。
(2)若含有尿嘧啶(U)或核糖则一定为RNA。
【例3】 如图234是生物体内核酸的基本组成单位——核苷酸的模式图,相关叙述正确的是( )
A.若a为核糖,则m有4种,分别是A、T、G、C
B.若m为鸟嘌呤,则b的名称是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸
C.构成人体遗传物质的b共有8种,a有2种,m有5种
D.在HIV和SARS病毒中共可以检测到2种a,5种m,8种b
解析:
选 项
专家分析
综合点评
A×
若a为核糖,则b是核糖核苷酸,m有A、U、G、C4种
(1)明确构成不同核酸的核苷酸的种类
(2)明确不同核苷酸中五碳糖和碱基的差异
(3)准确判断常见生物体内核酸和遗传物质的种类
B√
若m为鸟嘌呤,而a可以是核糖或脱氧核糖,则b是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸
C×
人体的遗传物质为DNA,b有4种,m有4种,a有1种
D×
HIV和SARS病毒只有一种核酸,因此可以检测到1种a,4种m,4种b
答案:
B
点拨:
核酸中五碳糖和含氮碱基的异同
(1)同种核苷酸(指同属于脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸)间只有含氮碱基不同。
(2)不同种核苷酸(指脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸)间的五碳糖一定不相同,含氮碱基可能相同。
(3)脱氧核糖和胸腺嘧啶是DNA特有的,核糖和尿嘧啶是RNA特有的。
核酸分子的多样性和特异性
1.核酸分子的多样性
核苷酸长链携带着大量的遗传信息。
组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有4种,若脱氧核苷酸的数量很多,连成长链时,排列顺序就极其多样。
若脱氧核苷酸对数为n,则4种脱氧核苷酸的排列顺序就有4n种。
2.核酸分子的特异性
每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的比率和排列顺序是特定的,其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的遗传信息。
(1)不同的核酸分子,核苷酸的种类、数目和排列顺序不同,因此核酸分子具有多样性。
(2)同一个核酸分子,核苷酸的种类、数目和排列顺序是特定的,因此核酸分子具有特异性。
【例4】 下列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:
核苷酸包括4种脱氧核苷酸、4种核糖核苷酸,脱氧核苷酸组成DNA,核糖核苷酸组成RNA,DNA和RNA功能不同。
核苷酸的数量和排列顺序的不同决定了核酸分子的多样性,结构多样性决定了功能的多样性。
组成核酸分子的核苷酸之间都是通过磷酸二酯键连接的,核苷酸的连接方式与核酸分子功能多样性无关。
故选B项。
答案:
B
点拨:
核酸分子多样性的原因与蛋白质分子多样性的原因是不完全相同的,不同的蛋白质分子其空间结构不同,但同类核酸的空间结构是相同的,因此,空间结构不是核酸多样性的原因。