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1、第二章细胞中的核酸 1 种类 简称DNA 和 简称RNA 2 分布 DNA主要集中在中 RNA主要集中在中 3 基本单位 1 组成 2 种类 根据五碳糖的不同 分为和 脱氧核糖核酸 核糖核酸 细胞核 细胞质 一分子磷酸 核苷酸 一分子五碳糖 一分子含氮碱基 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 4 功能 是除之外所有生物的遗传物质 对生物的 变异和具有重要意义 1 核酸的基本组成单位是核苷酸 核苷酸的组成如下图 朊病毒 遗传 蛋白质的生物合成 2 核酸的组成分析 3 RNA DNA的化学结构和空间结构 4 DNA和RNA的比较 拓展深化与易错点归纳 1 核酸是生物大分子 包括DNA RNA 核苷酸是小分
2、子 是核酸的基本组成单位 根据五碳糖的不同又分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸 核酸 核苷酸中文名称的命名及记忆方法五碳糖名称 核酸碱基名称 五碳糖名称 核苷酸 2 不同生物的核酸 核苷酸及碱基的情况 1 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 解析 由题干知烟草叶肉细胞 豌豆根毛细胞都属于真核细胞 它们同时含有DNA和RNA 而T4噬菌体 烟草花叶病毒只有一种核酸 组成DNA的碱基有4种 A G C T 组成RNA的碱基有4种 A G C U 所以共有碱基5种 核苷酸是组成DNA
3、或RNA的单体 DNA的单体有4种脱氧核糖核苷酸 碱基 A G C T RNA的单体有4种核糖核苷酸 碱基 A G C U 因而同时含DNA RNA的生物 五碳糖有2种 碱基有5种 核苷酸有8种 只有一种核酸的生物 五碳糖有1种 碱基有4种 核苷酸有4种 答案 B 2 下列叙述中 哪项不是核酸的生理功能 A 作为遗传信息的载体 存在于每个细胞中B 是绝大多数生物的遗传物质C 是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答案 C 特别提醒 RNA作为遗传物质的前提是生物体内不存在DNA 当RNA作为遗传物质时 由于RNA单链结构不稳定 容易发生突变 少
4、数RNA具有催化功能 特指生物体内的酶 朊病毒既无DNA 也无RNA 蛋白质起遗传物质的作用 蛋白质 核酸的结构及种类具有物种差异性 因而可以从分子水平上 通过分析不同物种的核酸和蛋白质来区分或判断不同物种间的亲缘关系 也可用于刑事案件的侦破或亲子鉴定 生物体内的水 无机盐 糖类 脂质 氨基酸等则不具有物种差异性 3 高考改编 下图为人体内两种重要化合物A与B的化学组成关系 相关叙述中正确的是 a的种类约有20种 b的种类有8种 a的结构通式可表示为对待 B是人体的遗传物质 A的种类在神经细胞与表皮细胞中相同 B则不同A B C D 解析 根据图解可知 A与B是染色体的主要成分 A和B共有元素
5、为C H O N 而且A不含P B含P 这样可以确定B为DNA A为蛋白质 所以由N和C H O四种元素组成的小分子化合物a是氨基酸 其种类约有20种 每一种氨基酸都必须至少有一个氨基和一个羧基连在同一碳原子上 由氨基酸构成蛋白质 A 由C H O和N P组成的小分子化合物b是脱氧核苷酸 其种类有4种 人染色体的主要成分是DNA和蛋白质 所以排除b是核糖核苷酸的可能 由脱氧核苷酸再形成DNA B DNA是人的遗传物质 由于同一个体的细胞都是由受精卵有丝分裂形成的 所以其遗传物质相同 又由于不同细胞基因的选择性表达 所以蛋白质各不相同 从而形成不同形态和功能的细胞 答案 B 1 结构2 功能 1
6、 是遗传物质的场所 2 是细胞和的控制中心 DNA合成 遗传特性 代谢活动 1 细胞核功能的实验研究 2 细胞核的结构与功能 特别提醒 核膜 核仁在细胞周期中表现为周期性的消失和重建 核膜和核孔都具有选择透过性 核孔的数量 核仁的大小与细胞代谢有关 如代谢旺盛 蛋白质合成量大的细胞 核孔数多 核仁较大 凡是无核细胞 既不能生长也不能分裂 如哺乳动物和人的成熟红细胞 植物的筛管细胞 人工去核的细胞 一般也不能存活太久 有些细胞不只具有一个细胞核 如双小核草履虫有两个细胞核 人的骨骼肌细胞中细胞核多达数百个 3 细胞核与细胞质的关系 1 细胞核不能脱离细胞质而独立生存 这是因为细胞核在生命活动中所
7、需的物质和能量均由细胞质提供 如含细胞质少的精子寿命也很短 2 无核的细胞质也不能长期生存 这是由细胞核的功能决定的 如哺乳动物成熟的红细胞无细胞核 其寿命较短 细胞核与细胞质是相互依存 不可分割的关系 说明细胞只有保持结构的完整性 才能完成各项正常的生命活动 细胞的整体性是几十亿年进化的产物 特别提醒 细胞核和细胞质具有相互依存和相互制约的关系 细胞质为细胞核提供物质和能量 而细胞核控制着细胞的代谢和遗传 即生物的性状主要是由细胞核控制的 4 人成熟的红细胞和精子的寿命都很短 这一事实体现了 A 环境因素的影响B 功能对寿命的影响C 遗传因素的影响D 核 质的相互依存关系解析 在细胞的结构中
8、 细胞核和细胞质是相互依存的 细胞质为细胞核提供物质和能量 细胞核又指导细胞质内蛋白质的合成 人成熟的红细胞尽管没有了细胞核 但细胞质中尚存在其生活所必需的蛋白质等物质 而人的精细胞在形成精子的过程中把大部分的细胞质和除线粒体外的几乎所有细胞器都丢掉了 剩余的细胞质主要在尾部 而头部主要是细胞核 所以 二者的寿命都是较短的 答案 D 5 2009 广州测试 下列关于细胞核的叙述 正确的是 A 真核细胞的核膜上有大量的多种酶 有利于多种化学反应的顺利进行B 在显微镜下观察分裂间期的真核细胞 可以看到细胞核的主要结构有核膜 核仁和染色体C 真核细胞的核膜上有核孔 脱氧核糖核酸等大分子物质可以通过核
9、孔进入细胞质D 原核细胞的拟核除没有核膜外 其他方面与真核细胞的细胞核没有差别 解析 B中用显微镜无法观察到核膜 在间期以染色质状态存在 不能观察到染色体 C中脱氧核糖核酸即DNA不能出来 D中原核细胞既无核膜又无核仁和染色体 答案 A 例1 2010 山东烟台学段测试 由1分子磷酸 1分子碱基和1分子化合物a构成了化合物b 如下图所示 则叙述正确的是 A 若m为腺嘌呤 则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸B 若a为核糖 则b为DNA的基本组成单位C 若m为尿嘧啶 则DNA中肯定不含b这种化合物D 若由b构成的核酸能被吡罗红染成红色 则a为脱氧核糖 脱氧核苷酸 核糖核苷酸尝试自解 答案 C规律方法 1
10、据胸腺嘧啶和尿嘧啶可判断核酸的种类 含胸腺嘧啶的一定是DNA 含尿嘧啶的一定是RNA 2 碱基 核苷酸种类与生物种类的关系 组成上的差异 化合物b的种类 a的种类 在只有DNA或RNA的生物中 只含有 4种碱基 4种核苷酸 在同时含有DNA和RNA的生物中 则含有 8种核苷酸 例2 下面是以伞藻为实验材料所做的几个经典的生物学实验 请依据所提供的材料 回答下列问题 材料一伞藻是单细胞生物 甲 乙两种伞藻的帽形不同 如图 现将甲伞藻的A部分与乙伞藻的B部分嫁接在一起 发现第一次长出的帽状体呈中间类型 若切除这一帽状体 第二次长出的帽状体则与甲的帽状体形状相同 材料二当伞藻的帽状体长到一定大小时
11、就不再继续长大 而是开始发生细胞分裂 于是有人提出了如下假说 细胞分裂与细胞核 质体积的比例有关 当细胞核的体积 h 与细胞质的体积 z 比值太小时 细胞就会发生分裂 反之 就不会发生分裂 并且还做了如下实验 在伞帽已经长出 核将要分裂时 将伞帽切去 核的分裂就受到抑制 直到新的伞帽再生出来 核才恢复分裂 1 第二次长出的帽状体与甲的帽状体形状相同 这能说明核 质之间是一种什么关系 2 请你利用伞藻 另外设计一个实验 作为材料二中实验的补充 并进一步证明该假说 尝试自解 思路点拨 由材料一我们可以看出 把甲伞藻的A部分与乙伞藻的B部分嫁接在一起时 第一次长出来的帽状体为中间类型 切除后第二次长
12、出的帽状体与甲的相同 这说明在B中还含有某些物质 能够控制帽状体的形状 当切除后 B内的物质耗尽 完全由A中的物质控制生物的性状 即细胞质中的各种代谢活动或生命现象受细胞核控制 最终决定生物性状的主要是细胞核 在设计实验验证假说时 始终要把握住假说的内容 即当细胞核的体积 h 与细胞质的体积 z 比值太小时 细胞就会发生分裂 反之 就不会发生分裂 通过创设情景来验证该假说 答案 1 说明细胞质中各种代谢活动或生命现象受细胞核控制 最终决定生物性状的主要是细胞核 2 在伞帽尚未长成 核不分裂时 将幼小伞帽切去 嫁接上一个长成的伞帽 这个原不该分裂的核就开始分裂了 知识链接 细胞核是细胞遗传特性和
13、细胞代谢活动的控制中心 但是细胞质相对于细胞核来说 并不是完全被动地接受控制 它对细胞核正常功能的发挥具有不可缺少的作用 甚至对细胞核有着相当大的影响 可以说细胞生长发育是细胞核与细胞质共同作用的结果 具体来说 一是细胞质中也有遗传物质 也控制生物的部分性状 二是细胞核所需要的能量 物质都是由细胞质提供的 探究 DNA和RNA在细胞中的分布 活动分析1 实验原理甲基绿和派洛宁对DNA和RNA的亲和力不同 DNA绿色 RNA红色利用甲基绿 派洛宁混合染色剂可显示DNA和RNA在细胞中的分布 2 实验流程固定 70 体积分数 的酒精溶液 10min 染色 甲基绿 派洛宁染液 15min 冲洗 蒸馏
14、水冲洗1s 2s 95 的酒精反复速浸10s 20s 晾干 观察 比较染成绿色和红色的部位 得出DNA和RNA的分布规律 3 实验结论 DNA主要分布在细胞核中 RNA主要分布在细胞质中 特别提醒 由于植物含叶绿体 为避免色素的干扰 该实验不宜选用绿色植物细胞 DNA和RNA在细胞核和细胞质中都有分布 只是量的多少不同 样题 下列有关 DNA和RNA在细胞中的分布 的实验说法正确的是 A 染色时先用甲基绿溶液染色 再滴加派洛宁染液B 染色后 RNA显绿色 DNA显红色C 观察时应选择染色均匀 色泽较浅的区域D 先用低倍镜找到较清晰的细胞 然后换上高倍镜尝试自解 思路点拨 A项中试剂应是二者混合使用 B项染色后RNA显红色 DNA显绿色 D项应先在低倍镜下找到染色均匀 色泽较浅的区域 然后转换到高倍镜下观察 答案 C 互动探究 1 用甲基绿和派洛宁染色剂对原核细胞进行染色 实验现象如何 2 某同学从萝卜贮藏组织细胞中提取到一白色絮状物 如何鉴定其是否是DNA 提示 1 绿色明显集中 而红色分布范围广 弥散 2 将白色絮状物置于载玻片上 滴加甲基绿染液 观察是否呈现绿色 点击此处进入作业手册 点击此处进入随堂双基演练
