資源簡介

第二章
組成細胞的分子
2.3
遺傳信息的攜帶者──核酸教學設計
一、教學目的
1.說出核酸的種類，簡述核酸的結構和功能。
2.以特定的染色劑染色，觀察并區分DNA和RNA在細胞中的分布。
二、教學重點
核酸的結構和功能。
三、教學難點
觀察DNA和RNA在細胞中的分布。
四、教學過程
1、復習蛋白質的組成元素、基本單位、結構結構通式，多樣性的原因，生理功能以及氨基酸的計算公式。
2、【問題探討】
1.提示：脫氧核糖核酸。DNA是主要的遺傳物質，而每個人的遺傳物質都有所區別，因此DNA能夠提供犯罪嫌疑人的信息。
2.提示：DNA鑒定技術還可以運用在親子鑒定上。在研究人類起源、不同類群生物的親緣關系等方面，也可以利用DNA鑒定技術。
3.提示：需要。因為DNA鑒定只是提供了犯罪嫌疑人的遺傳物質方面的信息，還需要有嫌疑人是否有作案動機、時間，是否在犯罪現場，是否有證人等其他證據。如果有人蓄意陷害某人，也完全有可能將他的頭發、血液等含有DNA的物質放在現場。因此案件偵察工作應在DNA鑒定的基礎上，結合其他證據確定罪犯。
3、核酸的種類和功能
由于核酸中所含五碳糖的種類不同，可以將核酸分為兩類：
脫氧核苷酸（DNA）
核糖核苷酸（RNA）
功能：是細胞內攜帶遺傳信息的物質，在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中具有極其重要的作用。
4、核酸在細胞中的分布
[實驗]觀察DNA和RNA在細胞中的分布
（1）實驗目的
本實驗是利用特殊的染色劑對DNA、RNA的不同著色反應來探究DNA、RNA在真核細胞中的分布位置。
（2）實驗原理
甲基綠和吡羅紅兩種染色劑對DNA和RNA的親和力不同，甲基綠使DNA呈現綠色，吡羅紅使RNA呈現紅色。利用甲基綠和吡羅紅混合染色劑將細胞染色，可以顯示DNA和RNA在細胞中的分布。鹽酸能夠改變細胞膜的通透性，加速染色劑進入細胞，同時使染色體中的DNA與蛋白質分離，有利于DNA和染色劑結合。
（3）實驗方法步驟
1.取口腔上皮細胞
（1）在潔凈的載玻片上，滴一滴質量分數為0.9%的NaCl溶液。
（2）用消毒牙簽在自己漱凈的口腔內側壁上輕輕地刮幾下，把牙簽上附有碎屑的一端，放在載玻片的液滴中涂抹幾下。
（3）點燃酒精燈，將涂有口腔上皮細胞的載玻片烘干。
2.水解
（1）在小燒杯中加入30
mL質量分數為8%的鹽酸，將烘干的載玻片放入小燒杯中。
（2）在大燒杯中加入30
℃溫水。
（3）將盛有鹽酸和載玻片的小燒杯放在大燒杯中保溫5
min。（如下圖所示）
圖2－3－1
3.沖洗涂片
用蒸餾水的緩水流沖洗載玻片10
s。
4.染色
（1）用吸水紙吸去載玻片上的水分。
（2）將吡羅紅甲基綠染色劑滴2滴在載玻片上，染色5
min。
（3）吸去多余染色劑，蓋上蓋玻片。
5.觀察
先用低倍鏡找到染色均勻、色澤淺的區域，再用高倍鏡觀察各部分的染色情況。
（4）幾種液體在實驗中的作用
0.9%NaCl溶液……保持口腔上皮細胞正常形態
8%鹽酸……①改變細胞膜等的通透性
②使染色體中DNA與蛋白質分解
蒸餾水……①配制染色劑；②沖洗載玻片
（5）實驗現象及相關結論
現象
結論
綠色明顯，集中且接近細胞中央
DNA主要集中分布于細胞核中，少量分布在線粒體、葉綠體，原核生物DNA主要分布在擬核中
綠色周圍的紅色范圍較廣
RNA廣泛分布于細胞質中，少量分布在細胞核中
結論：通過各種動植物實驗材料的觀察，同學們觀察到的結果非常相似，在細胞核部分被染成了綠色，而在細胞質部分被染成了紅色。說明DNA主要分布在細胞核中，RNA主要分布在細胞質中。
思考：所有生物的遺傳物質都是DNA么？
除RNA病毒（如HIV、SARS病毒、禽流感病毒）外，其它生物的遺傳物質都是DNA。
除病毒外，其它生物細胞內都含有兩種核酸（同時含有DNA與RNA）。
4、核酸的結構
思考：（1）核酸的組成元素有哪些？
C、H、O、N、P
（2）核酸的基本組成單位是什么？
核苷酸
（3）核苷酸又是由什么組成的？
一分子核苷酸＝一分子
五碳糖
+　一分子
含氮堿基
+
一分子
磷酸
。
（4）DNA和RNA的比較
觀察DNA與RNA在化學組成上的區別圖，由學生歸納并說出它們的區別。
DNA
RNA
中文全稱
脫氧核糖核酸
核糖核酸
基本單位
脫氧核苷酸
核糖核苷酸
五碳糖
脫氧核糖
核糖
含氮堿基
嘌呤
腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）
腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）
嘧啶
胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）
胞嘧啶（C）、脲嘧啶（U）
結
構
雙螺旋
單鏈
主要存在部位
細胞核（線粒體、葉綠體）
細胞質
顯色反應
遇甲基綠呈綠色
遇吡羅紅呈紅色
（5）核苷酸分為幾類？
核酸種類
核苷酸種類
堿基種類
真核生物
2種（DNA和RNA）
DNA（4種）+RNA（4種）共8種
5種（ATUGC）
原核生物
2種（DNA和RNA）
DNA（4種）+RNA（4種）共8種
5種（ATUGC）
病毒
1種（DNA或RNA）
DNA（4種）或RNA（4種）共4種
4種（ATGC或AUGC）
比較
核酸
蛋白質
基本元素
C、H、O、N、P
C、H、O、N
基本單位
名稱
核苷酸
氨基酸
組成
一分子含氮堿基、一分子五碳糖、一分子磷酸
至少一個氨基與一個羧基連接在同一個碳原子上
種類
核糖核酸（RNA）
脫氧核糖核酸（DNA）
多種多樣
主要存在
細胞質
細胞核
細胞內
功能
一切生物的遺傳物質，對于生物體的遺傳變異和蛋白質的生物合成有極其重要作用
構成細胞和生物體的結構物質，并有催化、調節、免疫、運輸等多方面作用
5、核酸的形成
核酸的相對分子質量？大分子化合物
（2）
⑺什么是遺傳信息？
⑻核酸分子的多樣性是如何體現的？
教師歸納：⑴核酸的分子結構層次。
⑵核苷酸組成示意圖。
⑶DNA和RNA的比較。
DNA
RNA
結構
規則的雙螺旋結構
通常呈單鏈結構
組成的基本單位
脫氧核苷酸
核糖核苷酸
堿基
嘌呤
腺嘌呤（A）、
鳥嘌呤（G）
腺嘌呤（A）、
鳥嘌呤（G）
嘧啶
胞嘧啶（C）、
胸腺嘧啶（T）
胞嘧啶（C）、
脲嘧啶（U）
五碳糖
脫氧核糖
核糖
無機酸
磷酸
磷酸
三、生物的遺傳物質
真核生物：DNA
細胞生物
原核生物：DNA
大多數病毒：DNA
非細胞生物
極少數病毒：RNA
（三）總結
DNA
種類
RNA
遺傳信息的攜帶者——核酸
功能
分布：實驗觀察
分子結構
組成單位
DNA與RNA的區別
遺傳信息的儲存
［教師精講］
觀察DNA與RNA在細胞中的分布是一個重要的學習活動，懂得實驗的原理是基礎。甲基綠使DNA呈現綠色，吡羅紅使RNA呈現紅色。要想實驗得到明顯的效果，必須注意用鹽酸水解的實驗步驟，改變細胞膜的通透性和使染色體中的DNA與蛋白質分離。
看懂脫氧核糖核苷酸和核糖核苷酸圖解，DNA和RNA在化學組成上的區別圖解，以及核苷酸長鏈的特點，也是本節對同學們在觀察能力、分析歸納能力方面的一個重要的要求。應該指出的是遺傳信息是指DNA的脫氧核苷酸序列。DNA的脫氧核苷酸雖然只有4種，但若數量不限，在連成長鏈時，排列順序就極其多樣化，它的信息容量就非常大了。有關DNA和RNA知識的深入了解，在第二模塊《遺傳與進化》中繼續學習。
第3節
遺傳信息的攜帶者——核酸
核酸的種類和功能
功能：
二、核酸在細胞中的分布
DNA：主要分布在細胞核內
RNA：主要分布在細胞質中
三、核酸的分子結構
四、生物的遺傳物質
真核生物：DNA
細胞生物
原核生物：DNA
大多數病毒：DNA
非細胞生物
極少數病毒：RNA
核
酸
種
類
項
目

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