【高考精细化复习】高考生物（必修1）一轮复习-第7讲《核酸是遗传信息的携带者》讲义（全国通用）
展开第7讲 核酸是遗传信息的携带者
考点一 核酸的种类和分布
一、核酸的分类
核酸分为 脱氧核糖核酸 (简称 DNA )和 核糖核酸 (简称 RNA )。
二、核酸的功能
1.核酸是细胞内 携带遗传信息 的物质。
2.核酸控制生物的 遗传、变异 和 蛋白质 的合成。
二、核酸的分子结构
1.组成元素： C、H、O、N、P。
2.基本单位： 核苷酸
（1）核苷酸的组成成分：a. 磷酸 、b. 五碳糖 、c. 含氮碱基 。
3.据五碳糖不同，核苷酸可分为 脱氧核糖核苷酸 (简称 脱氧核苷酸 )和 核糖核苷酸 两种：
4.DNA和RNA的比较
分类 | 脱氧核糖核酸(DNA) | 核糖核酸(RNA) | ||
组成单位 | ||||
核苷酸种类 | 腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 | 腺嘌呤核糖核苷酸 鸟嘌呤核糖核苷酸 胞嘧啶核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸 | ||
成分 | 碱基 | 共有 | A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤) | |
特有 | T(胸腺嘧啶) | U(尿嘧啶) | ||
五碳糖 | 脱氧核糖 | 核糖 | ||
| 磷酸 | 磷酸 | ||
功能 | 是主要的 遗传物质 。 | (1)RNA病毒：是RNA病毒的 遗传物质 (2)mRNA： 传递遗传信息 (3)tRNA：识别并运输 氨基酸 (4)rRNA： 组成核糖体 (5)极少数RNA可作为 酶 ，具有催化功能 | ||
存在 | 真核生物： 细胞核 (主要)、 线粒体 、叶绿体 原核生物： 拟核 、质粒 | 主要存在于细胞质中 | ||
5.核酸的结构层次
（1）DNA： 脱氧核糖核苷酸 脱氧核糖核苷酸链 DNA
（2）RNA： 核糖核苷酸 核糖核苷酸链 RNA
- 核酸的特性
（1）多样性：构成核酸的核苷酸 数目 成千上万， 排列顺序 千变万化。
（2）特异性：每个核酸中核苷酸的 数目 和 排列顺序 是特定的。
7.生物含有的核酸和遗传物质归纳：
生物类群 | 含有的 核酸 | 遗传 物质 | 含有的碱基 种类 | 含有的核苷酸种类 | 举例 | |
细胞生物 | DNA和RNA | DNA | 5 | 8 | 大肠杆菌、人类 | |
病 毒 | DNA 病毒 | DNA | DNA | 4 | 4 | T2噬菌体、乙肝病毒 |
RNA 病毒 | RNA | RNA | 4 | 4 | 新冠病毒 | |
8.DNA初步水解产物是 4种脱氧核糖核苷酸 ，DNA彻底水解产物是 磷酸、脱氧核糖、4种碱基 。
9.RNA初步水解产物是 4种核糖核苷酸 ，RNA彻底水解产物是 磷酸、核糖、4种碱基 。
考点二 生物大分子以碳链为骨架
1．单体：多糖、蛋白质、核酸等生物大分子的 基本单位 称为单体。
2．多聚体：每一个单体都以若干个相连的 碳原子构成的碳链 为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。
【典型真题训练】
一、单选题
1．（2022·浙江·高考真题）生物体中的有机物具有重要作用。下列叙述正确的是（ ）
A．油脂对植物细胞起保护作用 B．鸟类的羽毛主要由角蛋白组成
C．糖元是马铃薯重要的贮能物质 D．纤维素是细胞膜的重要组成成分
【答案】B
【详解】
A、油脂是植物细胞良好的储能物质，植物蜡对植物细胞起保护作用，A错误；
B、鸟类的羽毛主要成分是蛋白质，主要由角蛋白组成，B正确；
C、糖元是动物细胞特有的多糖，淀粉是马铃薯重要的贮能物质，C错误；
D、纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，细胞膜的组成成分主要是磷脂和蛋白质，D错误。
2．（2021·全国·高考真题）已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是（ ）
A．①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的
B．③④⑤都是生物大分子，都以碳链为骨架
C．①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体
D．④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质
【答案】C
【详解】
A、酶的化学本质是蛋白质或RNA，抗体的化学本质是蛋白质，激素的化学本质是有机物，如蛋白质、氨基酸的衍生物、脂质等，只有蛋白质才是由氨基酸通过肽键连接而成的，A错误；
B、糖原是生物大分子，脂肪不是生物大分子，且激素不一定是大分子物质，如甲状腺激素是含碘的氨基酸，B错误；
C、酶的化学本质是蛋白质或RNA，抗体的化学成分是蛋白质，蛋白质是由氨基酸连接而成的多聚体，核酸是由核苷酸连接而成的多聚体，氨基酸和核苷酸都含有氮元素，C正确；
D、人体主要的能源物质是糖类，核酸是生物的遗传物质，脂肪是机体主要的储能物质，D错误。
3．（2020·北京·高考真题）蛋白质和DNA是两类重要的生物大分子，下列对两者共性的概括，不正确的是（ ）
A．组成元素含有C、H、O、N
B．由相应的基本结构单位构成
C．具有相同的空间结构
D．体内合成时需要模板、能量和酶
【答案】C
【详解】
A、蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N，DNA的基本组成元素是C、H、O、N、P，故两者组成元素都含有C、H、O、N，A正确；
B、蛋白质的基本组成单位是氨基酸，DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，两者都由相应的基本结构单位构成，B正确；
C、蛋白质具有多种多样的空间结构，DNA具有相同的空间结构，C错误；
D、蛋白质和DNA在体内合成时都需要模板、能量和酶，D正确。
4．（2020·江苏·高考真题）下列关于细胞中生物大分子的叙述，错误的是（ ）
A．碳链是各种生物大分子的结构基础
B．糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子
C．细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子
D．细胞中生物大分子的合成需要酶来催化
【答案】B
【详解】
A、生物大分子都是以碳链为基本骨架，A正确；
B、糖类中的单糖、二糖和脂质不属于生物大分子，B错误；
C、细胞中利用种类较少的小分子（单体）脱水缩合成种类繁多的生物大分子（多聚体），如许多氨基酸分子脱水缩合后通过肽键相连形成蛋白质，C正确；
D、生物大分子的合成过程一般需要酶催化，D正确。
5．（2020·浙江·高考真题）某DNA片段的结构如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．①表示胞嘧啶 B．②表示腺嘌呤
C．③表示葡萄糖 D．④表示氢键
【答案】D
【详解】
A、分析图示可知，A（腺嘌呤）与①配对，根据碱基互补配对原则，则①为T（胸腺嘧啶），A错误；
B、②与G（鸟嘌呤）配对，则②为C（胞嘧啶），B错误；
C、DNA分子中所含的糖③为脱氧核糖，C错误；
D、DNA两条链中配对的碱基通过④氢键相连，D正确。
6．（2020·浙江·高考真题）下列关于生物体中有机物的叙述，正确的是（ ）
A．淀粉的结构单元是蔗糖
B．胆固醇是人体所需的物质
C．蛋白质是生物体内重要的贮能物质
D．人细胞中储存遗传信息的物质是RNA
【答案】B
【详解】
A、淀粉的结构单元是葡萄糖，A错误；
B、胆固醇是动物细胞膜的重要成分，是人体所需的物质，B正确；
C、糖类和油脂是生物体内重要的贮能物质，C错误；
D、人细胞中储存遗传信息的物质是DNA，D错误。
7．（2020·天津·高考真题）组成下列多聚体的单体的种类最多的是（ ）
A．血红蛋白 B．DNA
C．淀粉 D．纤维素
【答案】A
【详解】
血红蛋白属于蛋白质，构成蛋白质的单体是氨基酸，约有20种；组成DNA的单体是脱氧核苷酸，有4种；组成淀粉和纤维素的单体是葡萄糖，所以单体种类最多的是血红蛋白。
8．（2019·江苏·高考真题）下列关于细胞内蛋白质和核酸的叙述，正确的是
A．核酸和蛋白质的组成元素相同
B．核酸的合成需要相应蛋白质的参与
C．蛋白质的分解都需要核酸的直接参与
D．高温会破坏蛋白质和核酸分子中肽键
【答案】B
【详解】
核酸的组成元素是C、H、O、N、P，而蛋白质的主要组成元素是C、H、O、N，故核酸和蛋白质的组成元素不完全相同，A错误；核酸包括DNA和RNA，两者的合成都需要相关酶的催化，而这些酶的化学本质是蛋白质，B正确；蛋白质的分解需要蛋白酶的参与，而蛋白酶的本质是蛋白质，因此蛋白质的分解不需要核酸的直接参与，C错误；高温会破坏蛋白质分子的空间结构，但是不会破坏肽键，且核酸分子中不含肽键，D错误。
9．（2018·上海·高考真题）核糖与核酸都不含有的元素是（ ）
A．N B．S C．P D．O
【答案】B
【详解】
本题考查知识点为物质的元素组成。核糖的元素组成为C、H、O，核酸的元素组成为C、H、O、N、P，因此答案为B。
10．（2017·浙江·高考真题）与DNA分子相比，RNA分子特有的碱基是( )
A．鸟嘌呤(G) B．胞嘧啶(C)
C．尿嘧啶(U) D．腺嘌呤(A)
【答案】C
【详解】
DNA 有 A、T、 C、G 四种碱基，RNA 有A、U、C、G 四种碱基，故RNA 分子特有的碱基是U，故C正确。
二、解答题
11．（2015·上海·高考真题）分析有关科学探究的资料，回答问题。
【研充背景】越来越多的研究证实，从酵母、果蝇到哺乳动物小鼠，饮食限制能显著延长成年生物体的寿命。
【提出提问】日常饮食成分复杂，究竞哪种成分与寿命延长相关？
【形成假设】限制食物中的某种成分会显著影响成年小鼠的寿命。
【实验设计】为证明上述假设而设计的实验记录如表3所示。
（1）在本研究中，实验对象选择小鼠相比选择酵母或果蝇的优势是小鼠________。
A．采取有性生殖 |
B．与人类亲缘关系更近 |
C．生命周期更长 |
D．遗传学研究更系统深入 |
（2）在本研究中，若Y3是蛋白质，较合理的实验变量Y1和Y2应设计为_____、________。
【实施实验】对照组喂养正常食物（Y0），实验组限制食物中的某种成分，然后记录小鼠的存活情况（即检测参数Z）。
【数据处理】
（3）在如图所示的实验数据处理方式中，有助于对本研究假设作出迅速且准确判断的是_______。
【实验扩展】
（4）若初步实验结果显示蛋白质限制对实验小鼠寿命延长具有显著效果，那么就实验变量Y而言，Y4和Y5的合理选择是_____和_____（从下列项目中选择）。
基因工程蛋白产物 蛋白质种类 氨基酸种类 多肽链长度
（5）为确定饮食成分中蛋白质的含量，可采用双缩脲法。该方法所用的Cu 2＋试剂与多肽链中的肽键反应，形成_____色络合物。
【答案】
（1）B
（2）糖类/葡萄糖等各种单糖/淀粉/碳水化合物 脂质/脂肪/脂肪酸
（3）AC
（4）蛋白质种类 氨基酸种类
（5）紫/紫红
【解析】
【详解】
（1）小鼠和果蝇都进行有性生殖，故A错误；相比酵母菌和果蝇，小鼠与人类的亲缘关系更近，有利于研究人的长寿原因，故B正确；生命周期长不利于研究，故C错误；人们对酵母菌和果蝇的遗传学研究更深入，故D错误。
（2）小鼠饮食中的有机物主要有糖类、脂质和蛋白质三类，根据实验中的对照原则，若Y3为蛋白质，则Y1和Y2应为糖类和脂质。
（3）由于实验目的是研究食物中的某种成分会显著影响成年小鼠的寿命，可以根据实验天数与小鼠的成活率的关系得出结论，故AC正确；最大存活天数不具有代表性，引起的误差较大，故B错误；D项中只是统计了每只小鼠的存活天数，无法进行归纳比较，不能得出结论，故D错误。
（4）若为食物中的蛋白质对寿命延长有显著效果，由于蛋白质被消化后分解成各种氨基酸被吸收，因此该实验还可以设置不同的蛋白质种类或氨基酸种类进行研究，基因工程生产的蛋白质与天然蛋白质没有本质的区别，被消化吸收后没有影响，而多肽链的长短被消化吸收后也没有直接影响，故不能作为研究变量。
（5）双缩脲试剂与蛋白质中呈紫色反应，实质上是与蛋白质中的肽键形成紫色络合物。
