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第二章
组成细胞的分子
2.3
遗传信息的携带者──核酸教学设计
一、教学目的
1.说出核酸的种类，简述核酸的结构和功能。
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。
二、教学重点
核酸的结构和功能。
三、教学难点
观察DNA和RNA在细胞中的分布。
四、教学过程
1、复习蛋白质的组成元素、基本单位、结构结构通式，多样性的原因，生理功能以及氨基酸的计算公式。
2、【问题探讨】
1.提示：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.提示：DNA鉴定技术还可以运用在亲子鉴定上。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.提示：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。因此案件侦察工作应在DNA鉴定的基础上，结合其他证据确定罪犯。
3、核酸的种类和功能
由于核酸中所含五碳糖的种类不同，可以将核酸分为两类：
脱氧核苷酸（DNA）
核糖核苷酸（RNA）
功能：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。
4、核酸在细胞中的分布
[实验]观察DNA和RNA在细胞中的分布
（1）实验目的
本实验是利用特殊的染色剂对DNA、RNA的不同着色反应来探究DNA、RNA在真核细胞中的分布位置。
（2）实验原理
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呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。利用甲基绿和吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA和染色剂结合。
（3）实验方法步骤
1.取口腔上皮细胞
（1）在洁净的载玻片上，滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液。
（2）用消毒牙签在自己漱净的口腔内侧壁上轻轻地刮几下，把牙签上附有碎屑的一端，放在载玻片的液滴中涂抹几下。
（3）点燃酒精灯，将涂有口腔上皮细胞的载玻片烘干。
2.水解
（1）在小烧杯中加入30
mL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）将盛有盐酸和载玻片的小烧杯放在大烧杯中保温5
min。（如下图所示）
图2－3－1
3.冲洗涂片
用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片10
s。
4.染色
（1）用吸水纸吸去载玻片上的水分。
（2）将吡罗红甲基绿染色剂滴2滴在载玻片上，染色5
min。
（3）吸去多余染色剂，盖上盖玻片。
5.观察
先用低倍镜找到染色均匀、色泽浅的区域，再用高倍镜观察各部分的染色情况。
（4）几种液体在实验中的作用
0.9%NaCl溶液……保持口腔上皮细胞正常形态
8%盐酸……①改变细胞膜等的通透性
②使染色体中DNA与蛋白质分解
蒸馏水……①配制染色剂；②冲洗载玻片
（5）实验现象及相关结论
现象
结论
绿色明显，集中且接近细胞中央
DNA主要集中分布于细胞核中，少量分布在线粒体、叶绿体，原核生物DNA主要分布在拟核中
绿色周围的红色范围较广
RNA广泛分布于细胞质中，少量分布在细胞核中
结论：通过各种动植物实验材料的观察，同学们观察到的结果非常相似，在细胞核部分被染成了绿色，而在细胞质部分被染成了红色。说明DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。
思考：所有生物的遗传物质都是DNA么？
除RNA病毒（如HIV、SARS病毒、禽流感病毒）外，其它生物的遗传物质都是DNA。
除病毒外，其它生物细胞内都含有两种核酸（同时含有DNA与RNA）。
4、核酸的结构
思考：（1）核酸的组成元素有哪些？
C、H、O、N、P
（2）核酸的基本组成单位是什么？
核苷酸
（3）核苷酸又是由什么组成的？
一分子核苷酸＝一分子
五碳糖
+　一分子
含氮碱基
+
一分子
磷酸
。
（4）DNA和RNA的比较
观察DNA与RNA在化学组成上的区别图，由学生归纳并说出它们的区别。
DNA
RNA
中文全称
脱氧核糖核酸
核糖核酸
基本单位
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
五碳糖
脱氧核糖
核糖
含氮碱基
嘌呤
腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）
腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）
嘧啶
胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）
胞嘧啶（C）、脲嘧啶（U）
结
构
双螺旋
单链
主要存在部位
细胞核（线粒体、叶绿体）
细胞质
显色反应
遇甲基绿呈绿色
遇吡罗红呈红色
（5）核苷酸分为几类？
核酸种类
核苷酸种类
碱基种类
真核生物
2种（DNA和RNA）
DNA（4种）+RNA（4种）共8种
5种（ATUGC）
原核生物
2种（DNA和RNA）
DNA（4种）+RNA（4种）共8种
5种（ATUGC）
病毒
1种（DNA或RNA）
DNA（4种）或RNA（4种）共4种
4种（ATGC或AUGC）
比较
核酸
蛋白质
基本元素
C、H、O、N、P
C、H、O、N
基本单位
名称
核苷酸
氨基酸
组成
一分子含氮碱基、一分子五碳糖、一分子磷酸
至少一个氨基与一个羧基连接在同一个碳原子上
种类
核糖核酸（RNA）
脱氧核糖核酸（DNA）
多种多样
主要存在
细胞质
细胞核
细胞内
功能
一切生物的遗传物质，对于生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极其重要作用
构成细胞和生物体的结构物质，并有催化、调节、免疫、运输等多方面作用
5、核酸的形成
核酸的相对分子质量？大分子化合物
（2）
⑺什么是遗传信息？
⑻核酸分子的多样性是如何体现的？
教师归纳：⑴核酸的分子结构层次。
⑵核苷酸组成示意图。
⑶DNA和RNA的比较。
DNA
RNA
结构
规则的双螺旋结构
通常呈单链结构
组成的基本单位
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
碱基
嘌呤
腺嘌呤（A）、
鸟嘌呤（G）
腺嘌呤（A）、
鸟嘌呤（G）
嘧啶
胞嘧啶（C）、
胸腺嘧啶（T）
胞嘧啶（C）、
脲嘧啶（U）
五碳糖
脱氧核糖
核糖
无机酸
磷酸
磷酸
三、生物的遗传物质
真核生物：DNA
细胞生物
原核生物：DNA
大多数病毒：DNA
非细胞生物
极少数病毒：RNA
（三）总结
DNA
种类
RNA
遗传信息的携带者——核酸
功能
分布：实验观察
分子结构
组成单位
DNA与RNA的区别
遗传信息的储存
［教师精讲］
观察DNA与RNA在细胞中的分布是一个重要的学习活动，懂得实验的原理是基础。甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。要想实验得到明显的效果，必须注意用盐酸水解的实验步骤，改变细胞膜的通透性和使染色体中的DNA与蛋白质分离。
看懂脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸图解，DNA和RNA在化学组成上的区别图解，以及核苷酸长链的特点，也是本节对同学们在观察能力、分析归纳能力方面的一个重要的要求。应该指出的是遗传信息是指DNA的脱氧核苷酸序列。DNA的脱氧核苷酸虽然只有4种，但若数量不限，在连成长链时，排列顺序就极其多样化，它的信息容量就非常大了。有关DNA和RNA知识的深入了解，在第二模块《遗传与进化》中继续学习。
第3节
遗传信息的携带者——核酸
核酸的种类和功能
功能：
二、核酸在细胞中的分布
DNA：主要分布在细胞核内
RNA：主要分布在细胞质中
三、核酸的分子结构
四、生物的遗传物质
真核生物：DNA
细胞生物
原核生物：DNA
大多数病毒：DNA
非细胞生物
极少数病毒：RNA
核
酸
种
类
项
目

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