师：同学们好，上课前请准备好课本、笔和笔记本。今天我们共同复习高中生物人教版《分子与细胞》第二章第三节“遗传信息的携带者——核酸”。随着现代科技发展，DNA研究成果应用越来越广泛。在一些影视剧中，刑侦人员会根据犯罪现场采集的毛发、血液等样品进行DNA分析，从而锁定犯罪嫌疑人。同学们，你们知道这运用了哪项技术吗？
生：DNA指纹技术。
师：对，这就是DNA指纹技术。大家看，这是一张DNA指纹图，根据图谱分析就能锁定犯罪嫌疑人，这是为什么呢？我们知道核酸分为DNA和RNA两类，核酸是携带遗传信息的物质，不同个体携带的遗传信息有差别，正是依据这一点来区分不同个体。此外，核酸在生物的遗传变异和蛋白质的生物合成中也起着极其重要的作用。事实上，除朊粒以外，所有生物都含有核酸。
那么核酸存在于细胞的什么部位呢？我们可以通过观察实验来分析。既然要观察DNA和RNA，就需要用到染色剂。同学们回想一下，我们用什么染色剂对其进行染色观察呢？
生：甲基绿和吡罗红染色剂。
师：没错，我们需要用到甲基绿和吡罗红染色剂。甲基绿和吡罗红对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，这样就能显示DNA和RNA在细胞中的分布。那怎样让染色剂进入细胞呢？这就需要盐酸的作用，盐酸可以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和蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。
根据以上原理，我们可以利用人的口腔上皮细胞、洋葱鳞片叶内表皮细胞来做实验。那么本实验的基本过程是怎样的呢？我们一起来看看。首先在一块洁净的载玻片上滴加0.9%的氯化钠溶液，以维持细胞正常形态。接下来放上人的口腔上皮细胞，置于酒精灯火焰上烘干。然后将载玻片置于8%的盐酸中进行水解，这一过程需要在30度的水浴中保温5分钟。水解之后用蒸馏水冲洗涂片。同学们想一想，这一步有什么注意事项呢？
生：要用缓水流冲洗，防止细胞冲走。
师：非常正确。冲洗之后就是染色步骤，我们用甲基绿吡罗红混合染色剂进行染色观察，选择染色均匀、色泽较浅的区域进一步放大观察。请同学们仔细观察这两幅图，能看到哪些现象呢？
生：绿色集中于细胞核中，红色集中于细胞质内。
师：由此能得出什么结论？
生：DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。
师：大家注意，我们叙述的结论中为何要用“主要”这个词呢？同学们想一想，DNA除了主要分布在细胞核，还存在于细胞的哪些部位呢？
生：在真核细胞中，DNA还少量分布在线粒体和叶绿体中。
师：对，而DNA的合成也就是转录过程主要发生在细胞核内。所以在结论中用“主要分布”，表述准确又严谨。同学们继续思考，原核细胞的DNA位于细胞的什么部位呢？
生：位于拟核中。
师：关于材料的选择，老师给出几种细胞，大家看看这些细胞材料能否作为本实验的观察对象。想必同学们一眼就能看出，哺乳动物成熟的红细胞不能作为本实验材料，为什么呢？
生：因为它没有细胞核，无法观察DNA和RNA的分布。
师：那洋葱鳞片叶外表皮细胞可以吗？这个材料大家很熟悉，它用于观察质壁分离与复原实验。洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫色大液泡，在本实验中会起到什么作用呢？
生：颜色遮蔽作用，不可取。
师：同理，植物叶肉细胞因其绿色也存在这个问题。所以在本实验材料的选择上，应注意选择无色细胞，实验效果会更明显。
我们可以将本实验中的几种试剂列表归纳。其中要注意，甲基绿和吡罗红由于对DNA和RNA的亲和力不同，需要混合使用。此外，甲基绿吡罗红染色剂易氧化，需要现用现配。同学们回想一下，我们学过的生物实验中，还有哪些试剂需要现用现配呢？
生：鉴定还原糖时用的斐林试剂，观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验中用到的醋酸洋红液，醋酸洋红液见光易分解。
师：很好，这是我们在实验中用到的几个试剂和相关注意事项。
我们可以将生物分为细胞生物和非细胞生物。细胞生物根据有无成形细胞核分为真核和原核生物。真核生物的DNA主要分布在细胞核中，少量分布在线粒体和叶绿体中，RNA主要分布在细胞质中；原核生物的DNA主要分布在拟核，RNA分布在细胞质。非细胞结构的生物也就是病毒，只有一种核酸，DNA或RNA。由此可见，凡是有细胞结构的生物，细胞中都含有两种核酸，其中DNA是遗传物质。DNA病毒也以DNA作为遗传物质，例如T2噬菌体、乙肝病毒；而RNA病毒则以RNA作为遗传物质，如HIV、SARS病毒。通过刚才的分析，我们可以得出以下几个结论：所有细胞生物的遗传物质都是DNA，所有具有DNA的生物遗传物质也都是DNA，除RNA病毒外，所有生物的遗传物质都是DNA。请同学们根据以下5个问题，尝试构建有关核酸的知识网络，拿出纸和笔动手写一写吧。
在这里，老师和同学们一起边回忆边归纳。核酸的基本组成单位是核苷酸，它由1分子的五碳糖、1分子的含氮碱基和1分子的磷酸组成。其中含氮碱基与1号碳相连，磷酸与5号碳相连。又根据五碳糖的不同分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。同学们看这个图，在核糖的2号碳上连接的是羟基，而脱氧核糖的2号碳上氧脱去了，连接的是氢。脱氧核糖核苷酸含有4种碱基，分别是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶；核糖核苷酸同样含有A、G和C，但没有T，而是尿嘧啶U。从这两幅图可以看出，核苷酸在化学组成上有两个不同方面：一是五碳糖不同，二是含氮碱基不完全相同。核苷酸之间通过脱水缩合形成磷酸二酯键，依次相连形成一条核苷酸长链。同学们仔细观察，这是一条核糖核苷酸链，还是一条脱氧核糖核苷酸链呢？
生：根据T可以得出这是一条脱氧核苷酸链。
师：对，而DNA是由两条脱氧核苷酸链遵循碱基互补配对形成双链结构，RNA则是单链结构。我们在必修2中会进一步学习，DNA的两条链会进一步螺旋化，形成双螺旋结构，这种结构十分稳定。
说到这里，请同学们思考一个问题，在核酸中是否只有DNA含有氢键呢？老师给个小提示，同学们回想一下，RNA包括哪三种类型？
生：mRNA、tRNA和rRNA。
师：提示到这里，同学们有答案了吗？
生：tRNA中一条核糖核苷酸链经过折叠形成三叶草结构，其中会形成部分碱基互补配对的情况，因此tRNA含有氢键。
师：非常好。请同学们再看这5幅图，能准确分析出它们中A的含义吗？
生：图一和图2中的A指的是腺嘌呤，图3中的A指的是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，图4中的A指的是腺嘌呤核糖核苷酸，图5指的是ATP，所以图5的A指的是腺苷。