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1、第3讲 遗传信息的携带者核酸【基础自主梳理】一、核酸的作用及分类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，绝大多数生物的遗传信息贮存在DNA分子中，部分病毒的遗传信息直接贮存在RNA中，如HIV、SARS病毒。核酸包括两大类：核糖核酸、脱氧核糖核酸，DNA可为案件的侦破提供证据，是因为每个人的脱氧核苷酸序列是不同的。思考感悟：有人说生物的遗传物质是DNA和RNA，正确吗?为什么?提示：不正确。对于某一具体生物体而言，遗传物质只能是核酸中的一种，绝大多数生物体的遗传物质是DNA，只有少数病毒的遗传物质是RNA。二、观察DNA和RNA在细胞中的分布
2、1.原理：甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈绿色，吡罗红使RNA呈红色。盐酸能改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。2.方法步骤：（1）取口腔上皮细胞制片在洁净的载玻片上，滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液。用消毒牙签在自己漱净的口腔内侧壁上轻轻地刮几下，然后在载玻片的液滴中涂抹几下。点燃酒精灯，将涂有口腔上皮细胞的载玻片烘干。（2）水解在小烧杯中加入30ml质量分数为8%的盐酸，将烘干的载玻片放在小烧杯中。在大烧杯中加入30温水。将盛有盐酸和载玻片的小烧杯放在大烧杯中保温5min。（3）冲
3、洗涂片用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片10s。（4）染色用吸水纸吸去载玻片上的水分。将吡罗红甲基绿染色剂滴2滴在载玻片上，染色5min。吸去多余的染色剂，盖上盖玻片。（5）观察先用低倍镜观察：选择染色均匀、色泽浅的区域，移至视野中央，将物镜调节清楚。换用高倍镜观察：将要进一步放大的物像移至视野的中央，调节细准焦螺旋，观察细胞核和细胞质的染色情况。结论：细胞核被染成绿色，细胞质被染成红色。思考感悟：有人说DNA存在于细胞核中，RNA存在于细胞质中，对吗？提示：不对，真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体内也含有的DNA；RNA主要分布在细胞质中，在细胞核中也存在。 三、核酸的化学结构1.核
4、酸的基本组成单位是核苷酸，一个核苷酸是由一分子含氮碱基、一分子五碳糖、和一分子磷酸组成。根据五碳糖的不同，可以将核苷酸分成脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。2.每个核酸分子是由数十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链，RNA是由核糖核苷酸连接而成。在绝大多数生物的体细胞中，DNA由两条脱氧核苷酸链构成，RNA由一条核糖核苷酸链构成。思考感悟：DNA分子在结构和功能上的差异在那里？DNA都是双链、RNA都是单链吗？提示：不同的DNA分子，其脱氧核苷酸的数量及排列顺序是不同的，DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序就是遗传信息，不同的DNA分子所含有的遗传信息是不同的，在结构和
5、功能上都具有多样性。 在绝大多数生物的体细胞中，DNA是双链，RNA是单链，但在个别生物体内也发现有单链DNA存在，有的RNA也部分呈双链结构，如tRNA中就有些双链区域。【要点归纳探究】要点一：DNA与RNA的比较 类别 核 酸 DNA RNA基本单位 核苷酸 脱氧核苷酸 核糖核苷酸化碱基A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)学 T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶)成分五碳糖 脱氧核糖 核糖磷酸 磷 酸空间结构 两条链 一般为一条链特别提醒：有关核酸中核苷酸和含氮碱基数目计算： 核酸的基本单位是核苷酸，组成DNA的脱氧核苷酸因含氮碱基的不同(A、T、G、C)而分为4种，组成RNA的核糖核苷酸也因含
6、氮碱的不同(A、U、G、C)，而分为4种。由此可见，DNA和RNA分子有3种相同的含氮碱基(A、C、G)，并各有一种不同的含氮碱基T、U，即核酸共5种碱基。因DNA含脱氧核糖，RNA含核糖。因此，有4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸，所以核酸的核苷酸种类共8种。在真核细胞和原核细胞中都既有DNA，也有RNA；碱基共有5种，核苷酸有8种；病毒只有一种核酸，只有DNA或只有RNA，有4种碱基，4种核苷酸。【自主探究1】人肝细胞中的核酸含有的碱基种类是 ( ) A.1种 B.8种 C.4种 D.5种答案与解析 D 人肝细胞中的核酸有两类，既DNA和RNA，组成DNA的碱基有A、G、C、T 4种，而组成R
7、NA的碱基也有A、G、C、U四种，二者共有的碱基是A、G、C。所以组成核酸的碱基共有A、G、C、T、U 5种。要点二现象结论绿色明显集中且接近细胞中央DNA主要分布于细胞核中绿色周围的红色范围较广RNA广泛分布于细胞质中3.几种液体在实验中的作用 (1)0.9NaCI溶液：保持口腔上皮细胞正常形态。 (2)8盐酸：改变细胞膜等的通透性；使染色体中DNA与蛋白质分开。 (3)蒸馏水：配制染色剂；冲洗载玻片。特别提醒：1.该实验中选用植物细胞材料时，应注意选用无色的细胞，实验效果明显。2.不能用哺乳动物的红细胞作为实验材料，因为红细胞没有细胞核，无法观察DNA和RNA的分布。【自主探究2】在“观察
8、DNA和RNA在细胞巾的分布”实验中，加入8盐酸的目的不包括 A.改变细胞膜通透性，加速染色剂进入细胞 B.使染色体中的DNA与蛋白质分离 C.杀死细胞，有利于DNA与染色剂结合 D.水解DNA答案与解析 D DNA主要分布于细胞核中，要使染色成功必须先用盐酸杀死细胞，以改变细胞膜通透性；此外盐酸还能使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合；而水解DNA需利用DNA水解酶，盐酸不能破坏DNA的分子结构。要点三：蛋白质和核酸的关系1.区别2.联系(1)核酸控制蛋白质的合成(2)DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系特别提醒：蛋白质和核酸两者均存在物种特异性，因此可以从分子水
9、平上为生物进化、亲子鉴定、案件侦破等提供依据，但生物体内的水、无机盐、糖类、脂质、氨基酸、核苷酸等不存在物种的特异性。【精典考题例析】 类型一 核酸的种类及化学组成【例l】由DNA分子蕴藏的信息所支配合成的RNA在完全水解后,得到的化学物质是（ ）A.氨基酸、葡萄糖、碱基 B.氨基酸、核苷酸、葡萄糖C.核糖、碱基、磷酸 D.脱氧核糖、碱基、磷酸【思路解析】RNA是由许多核糖核苷酸分子连接而成的长链结构。每个核糖核苷酸分子由一分子核糖、一分子磷酸和一分子含氨碱基纽成。RNA分子水解后形成许多核苷酸，核苷酸分子继续水解可形成核糖、磷酸和含氮碱基。答案：C易错点击 该题中有两处学生容易误解，即“由D
10、NA分子蕴藏的信息”容易认为是DNA水解；“完全水解”只认为RNA分解为核糖核苷酸，不再继续水解。因此，要注意仔细审题，理解题意。 类型二核酸的结构与功能例2（2008海南高考生物巻1）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【思路解析】核酸分子是由许多核苷酸连接成的长链，其多样性是由核苷酸的种类、数量和排列方式决定的，其中核苷酸的排列方式是主要的原因。核苷酸的连接方式都是磷酸与五碳糖之间形成磷酸二酯键，所有的核酸都是一样的。答案：B 类型三DNA和RNA的比较例2（2008广东理科基础37）核酸是细胞
11、内携带遗传信息的物质，以下关于DNA和RNA特点的比较，叙述正确的是A.在细胞内存在的主要部位相同B.构成的五碳糖不同C.核苷酸之间的连接方式不同D.构成的碱基相同【思路解析】从存在部位看，DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中；从构成的五碳糖看，DNA含有脱氧核糖，RNA含有核糖；从构成的碱基来看，DNA含有的碱基是A、T、C、G，RNA含有的碱基是A、U、C、G；不管是DNA还是RNA，核苷酸之间都是通过磷酸二酯键连接起来的。【答案】B规律方法在细胞中同时含有DNA和RNA，则推知真核与原核生物共有5种碱基、8种核苷酸、2种五碳糖；病毒只有DNA或RNA.则病毒只有4种碱基、4
12、种核苷酸、l种五碳糖。 类型四观察DNA和RNA在细胞中的分布例4.“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液染色，再滴加吡罗红染液 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，然后换上高倍物镜【思路解析】本实验两种染色剂不是单独使用，而是混合使用；将涂片用8的盐酸处理后，要用蒸馏水的缓水流冲洗10 s，然后再染色；观察时先用低倍镜，选择染色均匀、色泽较浅的区域，将其移到视野中央，并调清晰，然后换上高倍物镜观察。答案：C拓展链接 在观察DNA和RNA在细胞中
13、的分布实验中应注意以下几点：1.吡罗红甲基绿染色剂要现配现用；2.使用显微镜观察时一定要先低倍再高倍，并注意调节视野的亮度，不要太亮；3.取材时要漱净口，以免口腔食物残渣干扰实验现象。【速效提升训练】一、选择题1.组成DNA的结构的基本成分是 （ ）核糖 脱氧核糖 磷酸 腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶 胸腺嘧啶 尿嘧啶A. B. C. D.1.C 组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸。脱氧核苷酸是由磷酸、脱氧核糖和碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶)组成，核糖及尿嘧啶则是组成RNA的成分。2.(2007广东高考)下列四种病毒中，遗传信息贮存在DNA分子中的是 ( ) A.引发禽流感的病原体 B.烟草花
14、叶病毒 C.T2噬菌体 D.引起AIDS的病原体2.C 病毒分为DNA病毒和RNA病毒，DNA病毒遗传信息贮存在DNA分子中，RNA病毒遗传信息贮存在RNA分子中，A、B、D三选项涉及的均是RNA病毒，C选项是DNA病毒。3.组成核酸的碱基、五碳糖、核苷酸的种类有 ( )A.5种，2种，8种 B.4种，2种，2种 C.5种，2种，2种 D.4种，4种，8种3.A 组成DNA和RNA的含氮碱基共有5种，即A、T、C、G、U；组成它们的五碳糖有2种：脱氧核糖和核糖；组成它们的核苷酸有8种。4.对细胞中某些物质的组成进行分析可以作为鉴别真核生物的不同个体是否为同一物种的辅助手段，一般不采用的物质是( ) A.蛋白质 B .DNA C.RNA D.核苷酸4.D 不同的物种携带着不同的遗传信息，DNA是遗传信息的携带者，DNA通过控制蛋白质的合成，将遗传信息传递给RNA和蛋白质，所以蛋白质、DNA、RNA中都包含有遗传信息，具有物种特异性，可以作为鉴别真核生物的不同个体是否为同一物种的辅助手段。核苷酸没有物种特异性，不能作为鉴别的依据。5.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，如图所示，则叙述正确的是 ( )
