观察核酸在细胞中的分布

第三节遗传信息的携带者──核酸【教材分析】“遗传信息的携带者──核酸”是人教版《普通高中课程标准实验教科书生物必修1 分子与细胞》第2章的重点内容之一。

本节主要包括核酸在细胞中的分布（实验：观察DNA和RNA在细胞中的分布）、核酸是由核苷酸连接而成的长链等内容。

核酸是一切生物体的遗传物质，它对生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成有极其重要的作用。

本节的内容还是学习生物必修2──遗传与进化中“基因的本质与基因的表达”的重要基础。

【教学目标】知识目标：说出核酸的种类，简述核酸的结构和功能。

能力目标：以人的口腔上皮细胞为材料，进行特定的染色，观察DNA和RNA在细胞中的分布。

情感态度与价值观目标：认同生命的物质性，认同生物界在物质组成上的统一性。

【教学重点和难点】教学重点：核酸的结构和功能。

教学难点：观察DNA和RNA在细胞中的分布。

【学情分析】高一学生具有一定的抽象思维能力、综合思维能力，以及一定的实验操作能力，同时，他们对生命本质的探究，也有着浓厚的兴趣。

学生通过报刊、杂志等多种传播媒体的介绍以及初中生物课的学习，对核酸是遗传信息的载体已经有了一定的了解，但认识还是很浮浅的，没有深入到核酸物质结构的水平上，因此，教学中可以利用学生的知识基础并遵循学生的认识规律，通过实验及适当的教学策略尤其是加强直观，从感性认识入手使新知识有效地整合进学生原有的知识网络中，使学生的知识体系得到丰富和发展。

【教法分析】《普通高中生物课程标准》倡导探究性学习，力图改变学生的学习方式，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等，突出创新精神和实践能力的培养。

基于这种理念，引导学生以探究性学习的方式学习“遗传信息的携带者──核酸”，从进行实验操作入手使学生初步学会生物科学探究的一般方法，并利用课件直观表达以加强学生的感性认识，除了按《标准》所设定的能力目标（分析、表达、表述、判断、反思、修改）培养学生能力外，还设计利用数学方法处理、解释数据。

《观察DNA和RNA在细胞中的分布》教学设计一、教材分析本节课程是高中必修一生物第二章第三节《遗传信息的携带者—核酸》中的实验部分，前一节是《生命活动的主要承担者—蛋白质》，后一节讲的是糖类和脂质，这三节讲的是四大有机物，而本节讲的是核酸，遗传信息的携带者，包括DNA和RNA，其中实验部分就是观察DNA和RNA在细胞的分布。

DNA主要分布在细胞核中，RNA大部分存在于细胞质中。

二、学情分析《遗传信息的携带者—核酸》的知识内容，学生在日常生活中很少有感性的认识，所以教学的直观性非常重要。

学生对遗传物质DNA有强烈的好奇心，可以利用这一点，再结合新的科技成果来创设情境，例如课文中的问题探讨：DNA指纹法技术在侦破工作中的用途，来进入新课程的教学。

本节课还要使用高倍镜观察DNA和RNA在细胞中的分布，让学生在实验中通过试剂的特殊显色反应，感受到遗传物质---核酸的真实存在和分布情况，这样对核酸有一个比较直观的感性认识。

学生已具有一定的高倍镜的使用基础，可通过本节课让学生进一步熟悉如何熟练使用高倍镜。

三、三维目标1、知识与技能：（1）学生分析说明DNA和RNA在结构上的不同点；（2）学生回顾显微镜的使用方法2、过程与方法：（1）学生掌握制作装片的方法；（2）使用试剂对材料进行染色3、情感态度和价值观：培养学生的动手能力，提升学生积极、乐观的学习态度。

四、学习重、难点1、教学重点：观察并区分DNA和RNA在细胞中的分布；吡罗红和甲基绿的染色法的运用2、教学难点：吡罗红和甲基绿的染色法的运用五、教材实验中存在的问题及改进措施1、实验材料：人的口腔上皮细胞无颜色且体积小，易受其他杂质和气泡的干扰，不易辨别（染色后的细胞质和细胞核的红绿区分也不明显）。

并且将附有口腔上皮细胞的牙签在载玻片的生理盐水中涂抹几下之后，生理盐水并未发生明显变化，学生对是否取到口腔上皮细胞产生怀疑，甚至有些学生在水解完成之后不能辨别出载玻片的哪一侧附有口腔上皮细胞。

《观察DNA和RNA在细胞中的分布》实验方案第二组目录二、背景资料 (2)1.核酸是什么? (2)2.DNA是什么? (3)3.RNA是什么? (3)4.DNA的种类和分布 (3)5.RNA的种类和分布 (3)6.染色剂成分 (4)7.染色原理 (5)三、实验原理 (5)四、实验目的 (6)五、实验用具及试剂 (6)六、实验方法及步骤分析 (6)1.实验材料 (6)2.实验方法 (6)七、注意事项 (8)八、附录 (9)1.试剂配制方法 (9)2.重要仪器的使用方法 (9)观察DNA和RNA在细胞中的分布一、实验前的思考二、背景资料1.核酸是什么?核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物，为生命的最基本物质之一。

DNA和RNA都是由一个一个核苷酸(nucleotide)头尾相连而形成的。

单个核苷酸是由含氮有机碱(称碱基)、戊糖(即五碳糖)和磷酸三部分构成的。

根据化学组成不同，核酸可分为核糖核酸（简称RNA）和脱氧核糖核酸（简称DNA）。

核酸是相邻二个核苷酸之间的连接键即：3’，5’－磷酸二酯键。

这种连接可理解为核糖核酸基上的3'位羟基与相邻5'核苷酸的磷酸残基之间，以及核苷酸糖基上的5'位羟基与相邻3'核苷酸的磷酸残基之间形成的两个酯键。

2.DNA是什么?DNA是由数量庞大的四种脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3’，5’-磷酸二酯键相连构成的长链。

3.RNA是什么?RNA由核糖核苷酸经磷酯键缩合而成长链状分子。

一个核糖核苷酸分子由磷酸，核糖和碱基构成。

RNA的碱基主要有4种，即A腺嘌呤，G鸟嘌呤，C胞嘧啶，U尿嘧啶。

其中，U尿嘧啶取代了DNA中的T胸腺嘧啶而成为RNA的特征碱基。

4.DNA的种类和分布原核细胞的遗传物质是一个长DNA分子，但是原核细胞没有真正的细胞核。

真核细胞核中有不止一个染色体，每个染色体也只含一个DNA分子。

不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。

《观察DNA和RNA在细胞中的分布》的教学设计吴启诗生物科学B班28号1．教材及教学内容分析：1.1本节教材地位：本节课程是高中必修一生物第二章第三节《遗传信息的携带者—核酸》中的实验部分，前一节是《生命活动的主要承担者—蛋白质》，后一节讲的是糖类和脂质，这三节讲的是四大有机物，而本节讲的是核酸，遗传信息的携带者，包括DNA和RNA，其中实验部分就是观察DNA和RNA在细胞的分布。

DNA主要分布在细胞核中，RNA大部分存在于细胞质中。

1.2学情分析：《遗传信息的携带者—核酸》的知识内容，学生在日常生活中很少有感性的认识，所以教学的直观性非常重要。

学生对遗传物质DNA有强烈的好奇心，可以利用这一点，再结合新的科技成果来创设情境，例如课文中的问题探讨：DNA指纹法技术在侦破工作中的用途，来进入新课程的教学。

本节课还要使用高倍镜观察DNA和RNA在细胞中的分布，让学生在实验中通过试剂的特殊显色反应，感受到遗传物质---核酸的真实存在和分布情况，这样对核酸有一个比较直观的感性认识。

学生已具有一定的高倍镜的使用基础，可通过本节课让学生进一步熟悉如何熟练使用高倍镜。

1.3教学目标：初步掌握观察DNA和RNA在细胞中分布的方法；学会对DNA和RNA的染色；学会装片的制片；1.4教学重难点：观察并区分DNA和RNA在细胞中的分布；吡罗红和甲基绿的染色法的运用；2．教学方法：2.1学生学习方法：学生在实验过程中主要通过观察比较法来辨别DNA和RNA，在实验之前通过小组讨论的方式进行实验的设计，最后达成一致的实验方案进行实验。

2.2教师讲授方法：教师在整个课堂中主要通过讲授法来引导学生进行实验设计和操作，在遇到学生有疑问的地方适当地通过演示法来指导学生进行实验，特别是在进行染色和使用显微镜时，教师在进行授课时使用多媒体教学法来教授教学内容，使得学生更加具体地明白整个实验的过程以及注意的事项。

3．课型课时：观察验证实验课 1课时4．教学思路：提出问题：使用什么方法才能观察到DNA和RNA在细胞的哪个部位？↓问题探讨：通过不同染色法可以在显微镜下可以辨别两者的分布，怎样设计实验？↓实验设计：利用吡罗红和甲基绿对DNA和RNA亲和力不同来染色，甲基绿使DNA 呈绿色，吡罗红使RNA呈红色↓实施实验↓得出结果：细胞核主要呈绿色,细胞质呈红色↓总结交流5．教学过程：由于在上实验课之前已经上了一节理论课，所以在上该节课时，可以直接对实验课进行讲解不需要再次讲解理论部分，主要探讨在实验课中，应该如何选择材料进行实验以及实验的注意事项。

第二章第3节遗传信息的携带者——核酸—、教材分析《遗传信息的携带者——核酸》是人教版高中生物必修一《分子与细胞》第一章第三节的教学内容，主要学习核酸的种类及在细胞中的分布、核酸的结构和功能、学会观察DNA 和RNA在细胞中分布的方法。

本节内容的重点放在细胞层面，让学生了解核酸在细胞中的分布以及核酸能成为遗传信息携带者的原因。

二、教学目标1.知识目标：（1）说出核酸的种类以及核酸在细胞中的分布。

（2）掌握核酸的结构和功能2.能力目标：通过“观察DNA和R NA在细胞中的分布”的实验学会观察细胞中的DNA和RNA的方法。

3.情感、态度和价值观目标：（1）通过“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验操作，培养学生勇于实践的科学精神和科学态度。

（2）通过分析DNA的结构和功能联系形成结构和功能相统一的观点。

三、教学重点难点重点：核酸的结构和功能。

难点：观察DNA和RNA在细胞中的分布。

四、学情分析我们的学生属于平行分班，没有实验班，学生已有的知识和实验水平有差距。

有些学生对于临时装片的制作都不熟练，所以讲解时需要详细。

五、教学方法1.实验法：观察核酸在细胞中的分布。

2.学案导学：见学案。

3.新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备1.学生的学习准备：预习实验“观察DNA和RNA在细胞中的分布”，初步把握实验的原理和方法步骤。

2.教师的教学准备：多媒体课件的制作，课前预习学案，课内探究血案，课后延伸拓展学案。

3.教学环境的设计和布置：两人一组，实验室内教学。

课前打开实验室门窗通风，课前准备好显微镜、生理盐水、吡罗红甲基绿染色剂、消毒牙签、酒精灯等材料用具。

七、课时安排：1课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情境导入、展示目标。

利用“问题探讨”唤起学生对遗传物质的记忆，激发学习兴趣。

巴蜀中学2018 届高考适应性月考卷(二)理科综合生物—、选择题1. 组成生物体的细胞既具有多样性，又具有统一性。

下列叙述正确的是A. 不同物种的细胞所含有机分子的结构都不同B. 同一个体的不同细胞，其元素含量都相同C. 原核细胞与真核细胞的区别之一在于DNA分子在细胞内的主要存在形式D. 细胞学说揭示了细胞的统一性和多样性，以及生物体结构的统一性【答案】C【解析】不同物种的细胞所含有机分子有糖类、脂质、蛋白质和核酸等，糖类和脂质在不同物种的细胞中结构没有特异性，各细胞都相同，A错误；同一个体的不同细胞，其元素种类大致相同，而含量相差较大，B错误；DNA在原核细胞中存在于拟核和质粒中，而DNA在真核细胞中主要存在于细胞核中的染色体上，故C正确；细胞学说并未揭示细胞的多样性，D错误。

考点：细胞中的元素和化合物、细胞学说的内容点睛：本题要求掌握有关细胞结构的相关基础知识，考查考生把握所学知识的要点和知识之间内在联系的能力。

2. 下列选项中，一般而言H/0比值前者高于后者的是A. 葡萄糖麦芽糖B. DNA RNAC. 自由水结合水D. 糖类脂质【答案】B【解析】葡萄糖的分子式为C6H12O6，麦芽糖的分子式为C12H23O11，由此可知葡萄糖的H/O比值低于麦芽糖，A错误；DNA比RNA的氧原子少，故DNA中H/O比值比RNA高，B正确；自由水和结合水都是H2O，自由水的H/O比值等于结合水的，C错误；一般而言，糖类的氧含量高于脂质，故糖类的H/O比值比脂质的低，D错误。

考点：细胞中化合物的元素组成点睛：解决该题的关键在于熟记各种化合物的元素组成及特点3. 下列有关生物体内化合物或结构的叙述，正确的是A. 盐析后的蛋白质分子，其空间结构变得伸展、松散B. 核酸的唯一功能是携带和传递遗传信息C. 多糖具有多样性的原因就在于葡萄糖数目不同D. 念珠藻细胞中含有藻蓝素和叶绿素，是自养生物【答案】D【解析】盐析后的蛋白质分子，其结构并没有变化，A错误；核酸包括DNA和RNA，如rRNA 是构成核糖体的成分，B错误；多糖有纤维素、淀粉和糖原，其结构不同的原因在于葡萄糖数目不同及其空间结构不同，C错误；念珠藻属于蓝藻，其细胞中含有藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用，是自养生物，D正确。

课时作业(五)遗传信息的携带者——核酸一、选择题1．甲基绿—吡罗红分别对细胞中的DNA和RNA特异性染色，相关叙述正确的是()A．甲基绿—吡罗红只能使细胞质中的RNA呈现红色B．甲基绿—吡罗红只能使细胞核中的DNA呈现绿色C．细胞核区域能被甲基绿—吡罗红染成绿色，说明核内不含有RNAD．细胞核区域能被甲基绿—吡罗红染成绿色，说明核内含大量DNA答案：D解析：本实验利用的原理是甲基绿、吡罗红对DNA 和RNA的亲和力不同，RNA主要分布于细胞质中，细胞核中也有少量分布，因此，细胞质和细胞核中的RNA均呈现红色，A错误。

DNA 主要存在于细胞核中，在细胞质中也有少量分布，因此，细胞质中的DNA也可呈现红色，B错误；细胞核中呈现绿色，证明有大量DNA 存在，但不能说明无RNA，C错误，D正确。

2．下列物质在元素组成上最相似的一组是()A．生长素、生长激素、性激素B．淀粉、淀粉酶、控制淀粉酶合成的基因C．核糖、核糖核苷酸、核糖核酸D．腺苷三磷酸、脱氧核糖核酸、核糖核酸答案：D3．关于以下概念图的叙述，正确的是()①＋②糖＋③磷酸→④()→⑤DNAA．①表示的碱基有5种B．②表示核糖C．③表示核糖核苷酸D．④表示脱氧核糖核苷酸答案：D4．人体细胞中有两类核酸，则由A、G、T、U四种碱基参与构成的核苷酸种类有()A．8种B．7种C．6种D．4种答案：C解析：人体细胞中，含有碱基A的核苷酸有两种(腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸)，含有碱基G的核苷酸有两种(鸟嘌呤脱氧核苷酸和鸟嘌呤核糖核苷酸)，含有碱基T的核苷酸只有一种(胸腺嘧啶脱氧核苷酸)，含有碱基U的核苷酸只有一种(尿嘧啶核糖核苷酸)，共6种。

5．如图所示为核苷酸的结构模式图，下列关于核苷酸的叙述，错误的是()A．核苷酸的种类可以根据图中的②和③进行判断B．彻底水解DNA，可以得到1种①、1种②和4种③C．在人的口腔上皮细胞中，含有2种②和4种③D．如果某种核酸含有T，则该核酸主要分布在细胞核中答案：C解析：图中①②③分别是磷酸、五碳糖和碱基。

【实验3】观察DNA和RNA在细胞中的分布活动目标1．尝试使用吡罗红、甲基绿混合染色剂显示细胞中DNA和RNA分布的方法。

2．说出DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。

背景资料1．相关知识核酸存在于所有生物的细胞中，它是生物体内与生物的生长、发育、遗传、变异有关的一类十分重要的化合物。

核酸包括脱氧核糖核酸（简称DNA）和核糖核酸（简称RNA）。

在真核细胞内，DNA主要分布在细胞核中，占细胞中DNA总量的98%以上。

DNA呈双螺旋长链状态，与蛋白质结合，这个复合物称为染色质。

在线粒体、叶绿体内也含有少量的环状DNA。

RNA主要存在于细胞质中，约占细胞中RNA总量的90%。

细胞内的RNA主要有三种。

其中分子量最小的是转移RNA（tRNA）。

tRNA的主要功能是在蛋白质合成中起携带活化的氨基酸的作用。

另一种为核糖体RNA（rRNA）。

rRNA与蛋白质结合而构成核糖体。

核糖体是合成蛋白质的细胞器。

第三种是信使RNA（mRNA）。

mRNA携带着遗传信息，在蛋白质合成中起着决定氨基酸顺序的模板作用。

2．实验原理细胞内的DNA主要分布在细胞核内，RNA主要存在于细胞质中。

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、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，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂的结合。

操作指南1．材料人的口腔上皮细胞，洋葱表皮细胞，根尖细胞，蛙或蟾蜍的血细胞，果肉细胞。

2．用具400 mL烧杯，250 mL烧杯，温度计，滴管，消毒牙签，载玻片，盖玻片，铁架台，石棉网，火柴，酒精灯，吸水纸，显微镜。

3．试剂及配制方法（1）试剂质量分数为0．9%的NaCl溶液，质量分数为8%的盐酸，乙酸钠，乙酸，蒸馏水，吡罗红甲基绿混装粉。

第3节 遗传信息的携带者——核酸课前自主预习案一、核酸的种类及功能1．种类⎩⎪⎨⎪⎧ 脱氧核糖核酸(DNA )核糖核酸(RNA ) 2．功能(1)细胞内携带遗传信息的物质。

(2)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。

二、观察核酸在细胞中的分布1．实验原理⎩⎪⎨⎪⎧DNA ＋甲基绿→绿色RNA ＋吡罗红→红色 2．实验步骤[填图]3．实验结论⎩⎪⎨⎪⎧ DNA 主要分布于真核细胞的细胞核中RNA 主要分布于细胞质中 三、核酸的分子结构1．核苷酸的种类和组成(1)种类⎩⎪⎨⎪⎧ 分类依据：五碳糖的不同类别：脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸 (2)组成：①脱氧核糖核苷酸：构成DNA 的基本单位。

②核糖核苷酸：构成RNA 的基本单位。

2．核酸的种类和组成3．核酸的多样性(1)原因：组成核酸的核苷酸的数目不同和排列顺序的多样化。

(2)遗传信息的储存：①绝大多数生物的遗传信息储存在DNA 分子中。

②少数病毒的遗传信息储存在RNA 中，如HIV 、SARS 病毒。

判断下列叙述的正误(1)核苷酸包括DNA 和RNA 两类( )(2)核酸的主要功能是携带遗传信息( )(3)DNA 只分布于细胞核中，RNA 只分布于细胞质中( )(4)一分子脱氧核糖核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成的( )答案：(1)× (2)√ (3)× (4)√课堂互动探究案【课程标准】概述核酸由核苷酸聚合而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子【素养达成】1．阅读教材图示，说出核酸的种类，并能简述核酸的结构和功能。

(生命观念)2．通过教材“观察DNA 和RNA 在细胞中的分布”实验，了解核酸在细胞中的分布。

(科学探究)新浪网消息：德国马克斯·普朗克研究所从事植物育种研究的科学家们已经确定了一种高山南芥(俗称高山岩石水芹)所使用的分子信号，可标记其年龄，他们发现，这种植物的年龄与短核糖核酸(称为miR156)的数量显著相关。

观察D N A和R N A在细胞中的分布实验教案Revised by Chen Zhen in 2021观察DNA和RNA在细胞中的分布教学设计教学内容分析：“观察DNA和RNA在细胞中的分布”这个实验是人教版高中生物教材必修一第二章第三节“遗传信息的携带者—核酸”中的一个验证性实验。

通过该实验的学习，学生可以验证DNA和RNA在细胞中的分布位置，同时还能了解染色RNA和DNA的方法。

为学习DNA和RNA相关的知识提供直观的信息基础。

一、学习者分析：授课的对象是高一的学生。

他们具有一定的动手操作能力，分析与归纳能力，同时对新事物有着强烈的好奇心。

并且初中阶段已经多次接触过显微镜，对显微镜的操作已经熟练，所以这要经过老师细心讲解DNA和RNA的染色方法与步骤，该实验的进行应该是很顺利的。

三、教学目标1、知识目标：（1）概述DNA和RNA的染色原理和染色方法。

（2）应用显微镜观察DNA和RNA在细胞内的分布。

2、能力目标：（1）掌握制作装片的方法。

（2）使用试剂对材料进行染色。

3、情感、态度及价值观目标：通过DNA和RNA染色原理与方法的学习，养成规范的实验操作习惯。

四、教学重点、难点1、教学重点：实验原理、显微镜的使用2、教学难点：甲基绿使DNA呈绿色，吡罗红使RNA呈红色。

五、实验原理(1)真核细胞的DNA主要分布在细胞核内，RNA主要分布在细胞质中。

(2)甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿对DNA亲和力强，使DNA显现出绿色，而吡罗红对RNA的亲和力强，使RNA呈现出红色。

用甲基绿、吡罗红的混合染色剂将细胞染色，可同时显示DNA和RNA在细胞中的分布。

(3)盐酸的作用①盐酸能改变细胞膜的通透性，加速染色剂的跨膜运输；②盐酸使染色体中的DNA与蛋白质分离，便于DNA与染色剂的结合。

六、实验器材1．材料人的口腔上皮细胞，洋葱表皮细胞，根尖细胞，蛙或蟾蜍的血细胞，果肉细胞。