高中生物必修一（人教版）第二章组成细胞的分子教案

第三节遗传信息的携带者——核酸

一、教学目标：

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、教学重点和难点：

1．教学重点：核酸的结构和功能

2．教学难点：观察DNA和RNA在细胞中的分布 三.教学过程： （一）核酸的分类

1．DNA（脱氧核糖核酸）：不同的NDA分子结构不同。 2．RNA（核糖核酸）：RNA按基功能不同，又分为三种：

（1）信使RNA（rnRNA）：在细胞核中转录形成，携带着DNA分子上的遗传信息到细胞质中直接控制蛋白质的合成。

（2）转运RNA（tRNA）：在蛋白质合成过程中起到转运氨基酸的作用。 （3）核糖体RNA（rRNA）：是核糖体的组成物质。 特别说明：不同的生物其核酸的种类不同。 真核生物：遗传物质是DNA 细胞生物

原核生物：遗传物质是DNA

大多数病毒：遗传物质是DNA

非细胞生物

极少数病毒：遗传物质是RNA

一切生物的遗传物质都有是核酸，细胞内既含有DNA又含RNA的生物和体内只含有DNA的生物，遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA。由于绝大多数生物的遗传物质是NA，所以说DNA是主要的遗传物质。 （二）核酸的功能

细胞内的携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的合成中具有极其重要的作用。

说明：生物体的各种遗传特性也以一定的方式储存在核酸分子中，所以核酸是携带遗传信息的物质。所谓遗传，就是亲代把它的遗传信息复制一份传给子代，并在子代的个体发育过程

中表达出来。由于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，所以核酸通过控制蛋白质的合成，来控制生物的性状从而表达相应的遗传信息。 （三）核酸在细胞中的分布

RNA主要存在于细胞质，少数存在于细胞核中。DNA主要存在于细胞核中。DNA是染色体的主要组成成分，是细胞核中的遗传物质。另外在线粒体和叶绿体中也有少量的DNA，这些是细胞质中的遗传物质。

（四）核酸是由核苷酸连接而成长链 1．核苷酸

构成核酸的结构单位是核苷酸，核酸是由核苷酸单体连接形成的大分子多聚体，每个核酸分子是由几十个乃至上亿个核苷酸相互连接而成的长链。核苷酸的分子结构如下图：

磷 酸 五碳糖 碱基 一个核苷酸 = 一分子含N碱基+一分子五C糖+一分子磷酸 五C糖分核糖和脱氧核糖据此对核苷酸进行分类。

核苷酸是组成核酸的基本单位，分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸两类，两者比较如下： 五碳糖 碱基种类及名称 核糖核苷酸 核糖C5H10O5 脱氧核糖核苷酸 脱氧核糖C5H10O4 G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）、A（腺G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）、A（腺嘌嘌呤）、U（尿嘧啶）四种 呤）、T（胸腺嘧啶）四种 磷酸 参与构成 相同 组成RNA的基本单位 组成DNA的基本单位 2．核苷酸按照一定的方式连接成链状的核酸，连接方式如下图：

注意：DNA是由几十乃至上亿个脱氧核糖核苷酸连接而成的双链，RNA是由几十乃至上亿个核糖核苷酸连接而成的单链。 3．核酸分子的多样性

构成DNA的是4种脱氧核苷酸，但是成千上万个脱氧核苷酸的排列顺序是多种多样的。即不同DNA分子之间4种脱氧核苷酸的比率和排列顺序是不同的，DNA分子具有多样性。生物的不同遗传信息，以不同脱氧核苷酸的排列顺序的方式储存在DNA分子中。有一些病毒

中没有DNA，只有RNA，它们的遗传信息就储存在RNA分子中。 4．DNA和RNA的区别 核酸的种类 基本单位 五碳 糖 脱氧核糖核脱氧核糖脱氧 酸（DNA） 核苷酸 核糖 碱基分布 种类 A T C G 核糖核酸 （RNA） 核糖核苷核糖 酸 A U C G （五）蛋白质和核酸的比较 类别 元素 基本 单位 分子 结构 分子 多样 性的 原因 形成 场所 主要 功能 所有的蛋白质都在核糖体内合成 DNA：在细胞核内复制 RNA：在细胞核内合成 是细胞和生物体的重要组成物质，调节核酸是一切生物的遗传物质。DNA是主要细胞和生物体的代谢过程，有的蛋白质的遗传物质，通过复制传递遗传信息；控制有免疫作用 蛋白质的合成，使后代表达出与亲代相似的性状。 C、H、O、N 20种氨基酸 蛋白质 C、H、O、N、P DNA：4种脱氧核糖核苷酸 RNA：4种核糖核苷酸 氨基酸→多肽链→空间结构→蛋白质分DNA：双螺旋结构 子 RNA：一般是单链 核酸 DNA主要存在于细胞核在同一生物个体的不中。DNA是染色体的主要同细胞中是基本相同组成成分，在线粒体和叶的，但在不同生物体的绿体中也有少量的DNA 细胞中是不同的。 说明 RNA主要存在于细胞质，在同生物个体的不同如核糖体、线粒体和叶绿细胞中和不同生物个体中。少数存在于细胞核体的细胞中都是不同中。 的。 由于氨基酸的种类、数量和排列顺序的由于DNA中4种脱氧核苷酸的数量、序列、不同，以及空间结构不同，蛋白质的种比例不同，而DNA呈现多样性。 类多种多样 相互 关系 蛋白质的合成受DNA控制，蛋白质的性质由核酸决定；DNA复制，信使RNA的转录和翻译等过程要有酶的参与，蛋白质（酶）控制核酸代谢。两者之间相互作用，形成了细胞生命活动的一个自动控制体系，是生命活动的基本特征。 我国 成就 1965年，首次在世界上人工合成了结晶1981年，人工合成了酶母菌转运RNA 牛胰岛素 （六）实验：观察DNA和RNA在细胞中的分布

1．原理：DNA主要分布在细胞核内，RNA主要分布在细胞质中。甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的关和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。盐酸能改变细胞膜的通透性，加快染色剂进入细胞，同时使染色体中的DNA和蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。

2．目的要求：初步撑握观察DNA和RNA在细胞中分布的方法。 3．方法步骤：

（1）取口腔上皮细胞：在载玻片上滴一滴0.9%的NaCl溶液→用消毒牙签刮口腔后壁，在载玻片上涂几下→将涂有口腔上此细胞的载玻片在酒精灯上烘干。

（2）水解：将烘干的载玻片放入盛8%盐酸的小烧杯中→在大烧杯中加30度温水→将小烧杯放入大烧杯中保温5分钟。

（3）冲洗涂片：用蒸馏水冲洗10秒钟。

（4）染色：用吸水纸吸去载玻片上的水份→用吡罗红、甲基绿染色5分钟→吸去多余染色、盖上盖玻片。

（5）观察：低倍物镜观察→高倍物镜观察。

4．结论：DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。