细胞中的核酸
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第一章细胞的分子组成第三节细胞中的蛋白质和核酸一、蛋白质:(一)组成蛋白质的氨基酸及其种类1.结构通式:2.组成元素:C、H、O、N,有的还含有P、S等。
3.结构特点(1)氨基和羧基的数量:每个氨基酸至少有一个氨基和一个羧基。
(2)氨基和羧基的连接位置:都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
(3)氨基酸不同的决定因素:R的不同。
(4)种类:约20种,根据能否在人体内合成可分为必需氨基酸(8种,婴儿9种(组氨酸))和非必需氨基酸(12种)。
(二)蛋白质的结构及其多样性1.脱水缩合的过程(1)过程:脱水缩合,场所为核糖体。
(2)脱水缩合形成的化学键:肽键(3)H2O中各元素的来源:H来自—COOH和—NH2,O来自—COOH。
(4)肽的名称确定:一条多肽链由几个氨基酸缩合而成就称为几肽。
2.蛋白质的结构层次氨基酸多肽蛋白质3.蛋白质分子多样性的原因(1)氨基酸的种类、数目和排列顺序的不同(2)肽链的数量及其盘曲折叠形成的空间结构的不同。
(三)蛋白质的功能(连线)(四)蛋白质的相关计算(1)链状肽:氨基酸数=肽键数+肽链数;脱去的水分子数=肽键数。
环状肽:氨基酸数=肽键数=脱去的水分子数。
(2)每条肽链中至少含有 1 个游离的—NH2和1 个游离的—COOH,分别位于肽链的两端。
游离氨基数或羧基数=肽链数+ R基中的氨基数或羧基数。
(3)蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量-水分子数×18-二硫键数×2(4)蛋白质中原子数的计算N原子数=氨基酸分子数+R基上的N原子数。
O原子数=氨基酸分子数×2-脱去的水分子数+R基上的O原子数。
C原子数=氨基酸分子数×2+R基上的C原子数。
H原子数=氨基酸分子数×4-脱去的水分子数×2-二硫键数×2+R基上的H原子数。
(五)蛋白质的鉴定(1)常用材料:鸡蛋清,黄豆组织样液,牛奶(2)试剂:双缩脲试剂(A液:0.1g/mL 的NaOH;B液:0.01g/mL 的CuSO4)(3)注意事项:①先加A液1mL 摇匀,再加B液4 滴(4)颜色变化:浅蓝色变成紫色。
2018--2018学年生物(苏教版)必修一同步导学案2.2.3细胞中的核酸一、目标导航1.学习目标:(1)说出核酸的组成元素、基本单位(2)概述核酸的类型,比较其异同点,及分布部位2.重点:(1)概述核酸的类型,比较其异同点,及分布部位3.难点:(1)核酸的结构及比较二、知识网络三、导学过程“导”—自主预习一、核酸1、核酸的组成元素:是。
2、核酸的基本组成单位是,可降解为。
3、核酸的分类:核酸可分为(DNA)和(RNA)两种。
小结:脱氧核苷酸和核糖核苷酸的碱基各有种脱氧核苷酸和核糖核苷酸的种类各有种核苷酸的种类有种核酸的碱基的种类有种4、核苷酸直接的连接方式:核苷酸-核苷酸之间通过键;碱基-碱基之间通过键。
5、分析比较两种核酸的主要区别“学”—互动探究探究一:核酸的基本组成单位——核苷酸1.核酸是由什么元素构成的?基本组成单位是什么?由什么组成?提示:分析基本组成单位的结构,得出元素构成。
2.核苷酸如何分类呢?提示:大的分类是由五碳糖区分,小的分类是由碱基区分。
3.核苷酸如何连接形成核酸呢?提示:一个核苷酸的五碳糖与另一个核苷酸的磷酸相连,形成磷酸二酯键,连接成链。
链与链之间,碱基以氢键连接(A和T之间为两个氢键,C和G之间为三个氢键)。
【经典回眸】下列有关核酸的叙述中,正确的是 ( )A.除病毒以外,一切生物都有核酸存在B.核酸是由C、H、O、P元素组成的化合物C.组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸D.核酸是一切生物的遗传物质【解析】病毒体内只有一种核酸,DNA或者RNA;核酸是由C、H、O、N、P 5种元素组成的;核酸有两种,即DNA和RNA,前者的基本单位是脱氧核苷酸,而后者的基本单位是核糖核苷酸。
【答案】D【变式训练】如图是生物体内核酸的基本组成单位——核苷酸的模式图, 相关叙述正确的是( )A.若a为核糖,则m有4种, 分别是A、T、G、CB. 若m为鸟嘌呤,则b的名称是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸C. 构成人体遗传物质的b共有8种,a有2种,m有5种D. 在HIV和SARS病毒中共可以检测到2种a,5种m,8种b【变式训练参考答案】B四、达标检测1.下列有关核酸的叙述中,正确的是( )A.除病毒以外,一切生物都有核酸存在B.核酸是由C、H、O、P元素组成的化合物C.组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸D.核酸是一切生物的遗传物质2.仔细观察下列四个图,叙述错误的()A.图甲中共有8种核苷酸B.组成人体的化合物乙的R基的种类大约有20种C.组成丙化合物的单糖是脱氧核糖D.在松鼠的体细胞内检测到的化合物丁很可能是蔗糖3.回答下列有关核酸的问题:(1)DNA大多是由________条________链构成,RNA通常是由________条________链构成的。
核酸知识点【基础知识整合】1.核酸的基本组成单位:,其分子组成为。
3.核酸的功能:细胞内携带的物质,控制合成。
2.核酸的功能特性(1)构成DNA的是4种脱氧核苷酸,但成千上万个脱氧核苷酸的排列顺序是多种多样的,DNA分子具有多样性。
(2)每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的比率和排列顺序是特定的,其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表特定的遗传信息。
(3)有些病毒只含有RNA一种核酸,其核糖核苷酸排列顺序也具有多样性。
考点二核酸与蛋白质【知识拓展】细胞质内核糖体上细胞核、线粒体、叶绿体等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【总结提升】蛋白质和核酸两者均存在物种特异性,因此可以从分子水平上为生物进化、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。
考点三 “观察DNA 和RNA 在细胞中的分布”实验 【知识拓展】 一、实验原理①DNA 主要分布于细胞核中,RNA 主要分布于细胞质中。
②甲基绿和吡罗红对DNA 、RNA 的亲和力不同: 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。
③盐酸(HCl)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与染色剂结合。
二、实验流程图1、取口腔上载玻片上滴一滴生理盐水↓消毒牙签刮口腔内侧壁后在液滴中涂抹几下载玻片在酒精灯上烘干↓载玻片在酒精灯上烘干载玻片放入盛有30 mL 质量分数为8%的盐酸的小烧杯中↓大烧杯中加入30 ℃温水↓小烧杯放入大烧杯中保温5 min2、水解3、冲洗涂片:用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片10 s染色吸水纸吸去载玻片上的水分↓用吡罗红甲基绿染色剂2滴染色5 min↓吸去多余染色剂,盖上盖玻片4、观察低倍镜观察:选染色均匀、色浅区域移至视野中央、调清晰后观察↓高倍镜观察:调节细准焦螺旋,观察细胞核、细胞质染色情况三、实验现象及相关结论结论:真核细胞的DNA 主要分布在细胞核,少量分布在线粒体、叶绿体。
细胞分裂过程中核酸的作用细胞分裂是一种自然而又神秘的过程,是细胞生命活动的重要组成部分。
它的主要目的是维持生命的延续和遗传信息的传递。
在细胞分裂过程中,核酸的作用尤为重要。
本文将深入探讨细胞分裂过程中核酸的作用。
一、DNA的复制细胞分裂前一定要进行DNA的复制,目的是为了将遗传信息传递给后代。
在DNA复制时,核酸会起到关键的作用。
DNA分子由两条互补的链组成,每条链都由许多核苷酸组成。
在复制DNA时,两条互补链同时被复制,形成两个完全相同的DNA分子。
这个过程称为DNA复制。
DNA复制必须严格遵循一定的规律,它的准确性直接影响到细胞分裂和遗传信息的正确传递。
二、RNA的作用在细胞分裂过程中,RNA也发挥了重要的作用。
RNA是核酸的另一种形式,它在细胞中以单链形式存在,主要负责信息的传递和转录。
RNA分为mRNA、tRNA和rRNA三种类型。
mRNA是从DNA分子上复制出来的编码信息,在细胞核内合成后传递到细胞质中,通过核糖体合成蛋白质。
tRNA是通过核糖体将mRNA上的编码信息翻译成氨基酸序列的重要工具。
rRNA 是构成核糖体的主要成分,通过核糖体将mRNA上的信息翻译成蛋白质。
三、核酸酶的作用除了上述两种核酸外,核酸酶也在细胞分裂过程中发挥了重要的作用。
核酸酶是一类催化核酸分解的酶,包括核酸内切酶、外切酶和转录酶等。
它们在细胞分裂的不同阶段发挥了重要的作用。
核酸内切酶能够将DNA链中的磷酸二酯键断裂,将DNA分子分成不同的片段;外切酶则能够将单独的核苷酸分离出来。
这些酶不仅帮助DNA复制和维持DNA结构稳定,还参与了DNA 的修复和遗传信息的转录。
四、结论核酸是细胞分裂过程中不可缺少的成分,DNA和RNA是细胞传递遗传信息的重要媒介。
在细胞分裂过程中,它们相互配合,发挥了重要的作用。
此外,核酸酶的存在和功能也为细胞分裂提供了保障。
因此,理解核酸的作用和分子机制对于探索细胞分裂的机理和生命的奥秘都有重要的意义。
第4讲细胞中的核酸、糖类和脂质考点1核酸的组成、结构和功能1.核酸的结构、功能与分布巧学助记DNA组成结构的“五、四、三、二、一”2.DNA和RNA的比较3.核酸分子的多样性(1)绝大多数生物的遗传信息就储存在DNA分子中,而且每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列各有特点。
组成DNA分子的碱基虽然只有4种,但是如果数量不限,在连成长链时,排列顺序就是极其多样化的,它所贮存的遗传信息容量自然也就非常大了。
由此可见DNA 分子能够贮存大量的遗传信息。
(2)部分病毒的遗传信息,直接贮存在RNA中,如HIV、SARS 病毒等。
4.不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)1.真核生物以DNA为遗传物质,部分原核生物以RNA为遗传物质。
(×)2.细胞中的DNA和RNA都是遗传物质。
(×)3.只有双链DNA分子中有氢键,单链RNA分子中没有氢键。
(×)4.核酸彻底水解的产物是核苷酸。
(×)5.DNA和RNA的碱基组成相同,五碳糖不同。
(×)6.只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质。
(×)(必修1P28图2-9改编)如图为某同学制作的含有两个碱基对的DNA片段(“○”代表磷酸基团)模式图,下列为几位同学对此图的评价,其中正确的是(C)A.甲说:“物质组成和结构上完全正确”B.乙说:“只有一处错误,就是U应改为T”C.丙说:“有三处错误,其中核糖应改为脱氧核糖”D.丁说:“如果说他画的是RNA双链则该图是正确的”解析:组成DNA的糖为脱氧核糖,含氮碱基为A、G、C、T,无U,核苷酸之间是磷酸与脱氧核糖相连。
下图表示核酸与蛋白质的关系,试分析:(1)染色体的主要成分是DNA和蛋白质,核糖体的主要成分是RNA和蛋白质,因此图1中甲、乙、丙分别是DNA、RNA和蛋白质,a是核苷酸,b是氨基酸。
(2)图2是通过结构中的化合物组成构建的概念图,则甲、乙、丙分别是DNA、蛋白质和磷脂。
第4讲细胞中的核酸考纲考情——知考向核心素养——提考能最新考纲1.核酸的结构和功能(Ⅱ)2.细胞核的结构和功能(Ⅱ)3.生物大分子以碳链为骨架(Ⅱ)4.实验:观察DNA、RNA在细胞中的分布生命观念细胞核的结构与功能、建立整体观念和结构与功能相适应的观念科学思维归纳总结DNA、RNA的异同近三年考情2018·全国Ⅲ(2)、2017·全国卷Ⅲ(1)、2017·全国卷Ⅱ(3)、2016·全国卷Ⅰ(1)科学探究观察DNA、RNA在细胞中的分布考点一核酸的结构与功能1.核酸的结构层次2.核酸的功能与分布■助学巧记“三看”法快速确认DNA、RNA3.核酸与蛋白质的比较项目核酸蛋白质DNA RNA元素C、H、O、N、P C、H、O、N等组成单位名称脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸种类4种4种形成场所主要在细胞核中复制产生主要在细胞核中转录生成核糖体检测试剂甲基绿、派洛宁混合染液DNA呈绿色、RNA呈红色双缩脲试剂(紫色)分子结构一般为规则的双螺旋结构一般为单链结构氨基酸→多肽→蛋白质结构多样性的核苷酸的种类、数量及排列顺序氨基酸的种类、决定因素数量、排列顺序及多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别4.DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系教材VS高考1.真题重组判断正误(1)细胞中RNA合成过程不会在细胞核外发生(2017·全国卷Ⅲ,1C)()(2)在细胞中,核外没有参与DNA合成的酶(2017·全国卷Ⅱ,3A)()(3)原核生物拟核区中含有环状的DNA分子(2017·海南卷,2C)()(4)DNA与ATP中所含元素的种类相同(2015·全国卷Ⅰ,1A)() 提示(1)×线粒体和叶绿体中的DNA也能转录合成RNA。
(2)×线粒体和叶绿体中也有DNA合成酶。
(3)√(4)√2.深挖教材(中图版必修1 P38图示拓展)DNA、RNA、ATP和核苷酸中“A”的含义是什么?提示借助核酸的结构与功能,考查生命观念1.(2018·海南卷,10)下列与真核生物中核酸有关的叙述,错误的是()A.线粒体和叶绿体中都含有DNA分子B.合成核酸的酶促反应过程中不消耗能量C.DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键D.转录时有DNA双链解开和恢复的过程解析线粒体和叶绿体是半自主性细胞器,在其基质中都含有DNA 和RNA分子,A正确;合成核酸需要能量(ATP)、模板、原料和酶,B错误;DNA和RNA都是由核苷酸形成的,相邻核苷酸之间通过磷酸二酯键连接,C正确;转录时DNA双链解开,以其中一条链为模板转录生成RNA,转录结束后RNA从DNA上脱下,DNA双链恢复,D正确。
答案 B2.(2019·衡水中学考前预测金卷)下列关于核酸的叙述,正确的是()A.核糖体、线粒体、染色体等细胞器中都含有核酸B.DNA中有大量氢键,某些RNA中也含有氢键C.ATP水解掉两个高能磷酸键后可用于合成DNA和RNAD.菠菜叶肉细胞可用于观察DNA和RNA在细胞中的分布解析核糖体、线粒体、染色体和叶绿体中都含有核酸,但染色体不是细胞器,A错误;DNA一般是双链结构,碱基对内含有氢键,tRNA 某些区域形成双链结构,含有碱基对,也含有氢键,B正确;ATP水解掉两个高能磷酸键后得到腺嘌呤核糖核苷酸,可用以合成RNA,DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,C错误;由于菠菜的叶肉细胞有一定的颜色,所以不适合用于观察DNA和RNA在细胞中的分布,D错误。
答案 B不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质归纳生物种类核酸种类碱基种类核苷酸种类遗传物质细胞生物DNA和RNA5种8种DNA 病毒DNA病毒DNA 4种4种DNA RNA病毒RNA 4种4种RNA围绕核酸、蛋白质间的内在关系,考查科学思维能力3.(2015·海南卷,11)关于蛋白质的叙述,错误的是()A.rRNA能参与蛋白质的生物合成B.DNA和蛋白质是染色体的组成成分C.人体血浆中含有浆细胞分泌的蛋白质D.核糖体上合成的蛋白质不能在细胞核中发挥作用解析所有的蛋白质均在核糖体上合成,即核糖体上合成的蛋白质能在细胞核中发挥作用,D错误。
答案 D4.(2019·四川乐山市调研)如图表示几种化合物的元素组成,下列相关叙述错误的是()A.若①为某种大分子的组成单位,则①最可能是氨基酸B.若②是细胞中重要的储能物质,则②是脂肪C.若③为能储存遗传信息的大分子物质,则③一定是DNAD.若④主要是在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质,则④是糖元解析由图示可知,①的组成元素为C、H、O、N,若①为某种大分子的组成单位,则①最可能是蛋白质的组成单位——氨基酸,A正确;②的组成元素只有C、H、O三种,可能是糖类或脂肪,但因②是细胞中重要的储能物质,故②是脂肪,B正确;③的组成元素为C、H、O、N、P,若③是能储存遗传信息的大分子物质,则其可能是DNA,也可能是RNA,C错误;④只含C、H、O三种元素,主要是在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质,则④指肝糖元和肌糖元,D正确。
答案 C考点二细胞核的结构、功能及相关实验探究1.细胞核的结构与功能2.细胞核功能实验探究(1)黑白美西螈核移植实验(2)蝾螈受精卵横缢实验(3)变形虫切割实验(4)伞藻嫁接与核移植实验教材VS高考1.真题重组判断正误(1)细胞的核膜、内质网膜和细胞膜中都含有磷元素(2018·全国卷Ⅲ,2B)()(2)酵母菌的细胞核内含有DNA和RNA两类核酸(2016·全国卷Ⅰ,1B)()(3)控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体的DNA上(2015·全国卷Ⅰ,1D)()(4)蓝藻无细胞核,也无核糖体(2015·海南卷,2B)()提示(1)√(2)√(3)×细菌为原核生物无线粒体。
(4)×蓝藻有核糖体。
2.深挖教材(中图版必修1 P39“探究活动”)大量实验证明,凡是无核的细胞,既不能生长也不能分裂,如哺乳动物成熟的红细胞。
人工去掉细胞核的细胞,一般不能存活太久,如变形虫去掉细胞核后,新陈代谢减弱,运动停止,当重新移入核后,又能够恢复生命活动。
这些实验说明了什么?提示细胞核内携带遗传信息的DNA是决定细胞结构和功能的主要因素,因此细胞的整个生命活动主要是由DNA调控和决定的,从而使细胞形成一个整体的调控系统。
这些实验说明了细胞核在生命活动中起着决定性作用。
结合细胞核的结构与功能,考查结构与功能观1.(2014·全国卷,1)下列有关细胞核的叙述,错误的是()A.蛋白质是细胞核中染色质的组成成分B.细胞核中可进行遗传物质的复制和转录C.小分子物质可以通过核孔,大分子物质不能D.有丝分裂过程中存在核膜消失和重新形成的现象解析核孔是mRNA、蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道,C错误。
答案 C2.(2018·辽宁省五校协作体联考)如图为细胞核的结构示意图,以下对该图的叙述,正确的是()A.①为核膜,因为有核孔故属于全透性膜B.②为细胞核,是遗传信息库,是遗传和代谢的控制中心C.③为细胞器,其中线粒体含少量DNAD.④为核孔,实现核质之间频繁的物质交换和信息交流解析核孔也具有控制物质进出的功能,故核膜也属于选择透过性膜,A错误;②为核仁,与核糖体RNA的合成有关,B错误;③为染色质,是DNA的主要载体,C错误;④为核孔,与核质之间频繁的物质交换和信息交流有关,D正确。
答案 D结合探究细胞核功能,考查科学探究能力3.(2019·黑龙江六校模拟)如图为伞藻嫁接实验与伞藻核移植实验示意图,该实验结果说明()A.生物体形态结构的建成主要与细胞质有关B.细胞的分裂和分化是由细胞核控制的C.细胞核是细胞代谢的中心D.细胞核是细胞遗传的控制中心解析通过图示可以看出,生物体形态结构的建成主要与细胞核有关,A错误;伞藻是单细胞生物,不会涉及细胞分化,B错误;细胞核是细胞代谢的控制中心,但该实验不能说明,C错误;该实验说明,细胞核是细胞遗传的控制中心,D正确。
答案 D4.(2019·北京西城区质检)为探究RNA在蛋白质合成中的作用,科学家拉斯特用变形虫进行了以下实验:请继续拉斯特的实验,用同位素标记法证明RNA在蛋白质合成中起着信使的作用,请设计实验步骤、预测实验结果及结论。
(1)实验步骤:在适当时期将细胞核与细胞质分离:①取A组变形虫的细胞核移植到____________________,得到重组变形虫(甲组),在无标记的尿嘧啶核苷酸培养液中培养一段时间后,观察___________________________________________________________ ___。
②取B组变形虫的细胞核移植到____________________,得到重组变形虫(乙组),在无标记的尿嘧啶核苷酸培养液中培养一段时间后,观察___________________________________________________________ ______。
从上述实验可以观察到的实验现象是_____________________________________________________________________________________________ _______。
③继续实验,向A、B两组变形虫细胞内分别加入RNA酶后,细胞中的蛋白质合成均停止;若再加入从其他生物如酵母菌中提取的________(填“RNA”或“RNA酶”),则蛋白质合成有一定程度的恢复。
(2)实验结论:___________________________________________________。
解析(1)题干将A组变形虫培养在含3H标记的尿嘧啶核苷酸培养液中,首先在细胞核中发现含有3H的RNA,细胞质后出现含有3H的RNA,B组变形虫培养在无标记的尿嘧啶核苷酸培养液中,细胞核和细胞质中均未发现含有3H的RNA。
因此要证明RNA在细胞核中合成并将核中DNA的遗传信息带到细胞质,实验思路是取A组变形虫的细胞核移植到B组未标记的去核变形虫的细胞质中,得到重组变形虫(甲组),在无标记的尿嘧啶核苷酸培养液中培养一段时间后,观察甲组细胞质中是否出现放射性;取B组变形虫的细胞核移植到A 组未标记的去核变形虫的细胞质中,得到重组变形虫(乙组),在无标记的尿嘧啶核苷酸培养液中培养一段时间后,观察乙组细胞质中是否出现放射性。
观察到的实验现象是甲组细胞质出现放射性,乙组细胞质没有放射性。
向甲、乙两组变形虫细胞内加入RNA酶后,细胞中的蛋白质合成停止;若再加入从酵母菌中提取的RNA,则又重新合成一定数量的蛋白质,说明RNA在蛋白质合成中起着信使的作用。