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生物必修1《分子与细胞》第5节 核酸是遗传信息的携带者学案设计
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这是一份生物必修1《分子与细胞》第5节 核酸是遗传信息的携带者学案设计，共13页。学案主要包含了核酸的种类及其分布，核酸是由核苷酸连接而成的长链，生物大分子以碳链为骨架等内容，欢迎下载使用。
第5节 核酸是遗传信息的携带者
一、核酸的种类及其分布
1．种类
一类是脱氧核糖核酸，简称DNA；另一类是核糖核酸，简称RNA。
2．分布
真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。RNA主要分布在细胞质中。
(1)真核细胞的RNA只分布在细胞质中( )
(2)DNA的中文名称是脱氧核糖核酸( )
(3)真、原核细胞内均有两种核酸( )
答案 (1)× (2)√ (3)√
尝试分析核酸在不同生物中的分布状况。
真核生物
原核生物
病毒核酸为DNA或RNA，位于病毒的内部。
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
1．核酸的基本组成单位——核苷酸
(1)组成
(2)种类
①脱氧核苷酸：构成DNA的基本单位。
②核糖核苷酸：构成RNA的基本单位。
2．DNA和RNA的区别
(1)分子组成的不同
①DNA的五碳糖是脱氧核糖而RNA的则是核糖。
②DNA特有的碱基是胸腺嘧啶(T)，而RNA的则是尿嘧啶(U)。
(2)分子结构的不同
DNA是由脱氧核苷酸连接而成的，一般由两条链构成，RNA则是由核糖核苷酸连接而成，由一条链构成。
3．通过DNA指纹获得遗传信息的根本原因
生物的遗传信息储存在DNA分子中，而且每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列各有特点。
4．核酸的多样性及功能
(1)多样性的原因：核苷酸数目不同和排列顺序多样。
(2)功能
①核酸是细胞内携带遗传信息的物质。
②核酸在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
(1)核酸的构成元素是C、H、O、N、P( )
(2)核酸分子中，五碳糖∶磷酸∶含氮碱基＝1∶1∶1( )
(3)构成DNA的脱氧核苷酸有4种，构成RNA的核糖核苷酸有4种( )
(4)生物的遗传信息都储存在DNA中( )
(5)DNA中遗传信息的多样性主要取决于脱氧核苷酸的种类( )
答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)×
1．比较真核生物、原核生物及病毒的核酸类型，并完成表格
项目
核酸
遗传物质
类型
核苷酸种类
碱基种类
类型
核苷酸种类
碱基种类
细胞生物
真核细胞
DNA和RNA
8
5
DNA
4
4
原核生物
DNA和RNA
8
5
DNA
4
4
非细胞生物(病毒)
DNA病毒
DNA
4
4
DNA
4
4
RNA病毒
RNA
4
4
RNA
4
4
2.DNA、RNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么？
提示 核酸初步水解的产物和彻底水解的产物不同
物质
初步水解的产物
彻底水解的产物
DNA
脱氧核苷酸
脱氧核糖、磷酸、4种碱基(A、T、C、G)
RNA
核糖核苷酸
核糖、磷酸、4种碱基(A、U、C、G)
三、生物大分子以碳链为骨架
1．单体和多聚体
生物大分子是由许多基本单位连接而成的，这些基本单位称为单体，这些生物大分子又称为单体的多聚体。
单体(基本单位)
多聚体(生物大分子)
单糖
多糖
氨基酸
蛋白质
核苷酸
核酸
2.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。
3．碳是生命的核心元素。
4．细胞是由化学元素和化合物构成的
(1)多糖、蛋白质、核酸等生物大分子以碳链作为基本骨架。
(2)糖类和脂质提供生命活动的重要能源。
(3)水和无机盐与其他物质一起，共同承担着构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。
(4)细胞中的化合物，含量和比例处在不断变化中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动正常进行。
特别提醒 脂肪不属于生物大分子是因为脂肪类化合物是由甘油和脂肪酸结合而成的，而且脂肪的分子量与蛋白质、核酸、多糖相比小很多，一般不称其为生物大分子。
(1)构成生物大分子的单体在排列顺序上并不都具有多样性( )
(2)由基本单位葡萄糖组成的生物大分子都是植物细胞壁的主要成分( )
(3)多聚体最终水解的产物不一定是单体( )
答案 (1)√ (2)× (3)√
1．请根据元素组成判断细胞内的有机物种类
(1)只含C、H、O→糖类、脂肪或固醇类。
(2)除C、H、O、N外，有的还含有S→蛋白质。
(3)只含有C、H、O、N、P→磷脂或核酸等。
2．组成细胞的化合物，具有物种特异性的物质有哪些？
提示 具有物种特异性的是蛋白质和核酸。
1．核酸是细胞内携带遗传信息的物质，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。
2．真核细胞的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。
3．原核细胞的DNA主要分布在拟核中。
4．核酸的基本组成单位是核苷酸，一分子核苷酸由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成。
5．DNA和RNA共有的碱基是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)。胸腺嘧啶(T)是DNA特有的碱基，尿嘧啶(U)是RNA特有的碱基。
6．碳是生命的核心元素。多糖、蛋白质和核酸等生物大分子都是以碳链作为基本骨架的。
7．细胞中的化合物，含量和比例处在不断变化中，但又保持相对稳定。
1．下列关于DNA的叙述中，正确的是( )
A．只存在于细胞核中
B．只存在于细胞质中
C．主要存在于细胞核中
D．主要存在于细胞质中
答案 C
解析 DNA主要位于细胞核中，在细胞质的线粒体、叶绿体中也含有，C正确。
2．下图表示的是构成某种核酸的基本单位，下列相关叙述错误的是( )
A．此物质是构成RNA的基本单位
B．此物质形成的大分子物质是DNA
C．此物质含有C、H、O、N、P元素
D．此物质是核糖核苷酸
答案 B
解析 图示为核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位，A、D正确；该物质形成的生物大分子是RNA，B错误；核糖核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P，C正确。
3．如图为核苷酸的模式图，下列相关说法正确的是( )
A．DNA与RNA的不同点只体现在②处
B．若②为核糖，则③可以是胸腺嘧啶
C．在人类免疫缺陷病毒中核苷酸共有8种
D．人体内的③有5种，②有2种
答案 D
解析 图中①②③分别是磷酸、五碳糖、含氮碱基，DNA与RNA的不同点体现在②③两处，A错误；若②为核糖，则③可以是A、U、C、G，但不可能是T(胸腺嘧啶)，B错误；人类免疫缺陷病毒是RNA病毒，只含有一种核酸，4种核苷酸，C错误；人体内有2种核酸，故有2种②和5种③，D正确。
4．下面关于DNA和RNA的相关叙述中，正确的是( )
A．所有生物中都有2种五碳糖、5种碱基
B．新型冠状病毒体内的核酸初步水解后可得到8种核苷酸
C．硝化细菌的遗传物质中含有5种含氮碱基
D．DNA与RNA的区别不仅体现在五碳糖不同，碱基种类也有区别
答案 D
解析 每种病毒只含有一种核酸，故只含有一种五碳糖，4种碱基，A错误；新型冠状病毒体内的核酸是RNA，初步水解后可得到4种核苷酸，B错误；硝化细菌的遗传物质是DNA，含有4种含氮碱基，C错误；DNA与RNA所含的五碳糖不同，前者所含的五碳糖是脱氧核糖，后者所含的五碳糖是核糖，碱基种类也不相同，前者所含的含氮碱基是A、C、G、T，后者所含的含氮碱基是A、C、G、U，D正确。
5．生命科学常用图示表示微观物质的结构，图1～3分别表示植物细胞中常见的三种有机物，则图1～3可分别表示( )
A．多肽、RNA、淀粉 B．DNA、RNA、纤维素
C．DNA、蛋白质、糖原 D．蛋白质、核酸、糖原
答案 A
解析 图1中，单体具有很多不同的形状，这些不同的单体只能表示21种氨基酸，因此图1可能表示蛋白质或者多肽；图2中，有圆形、方形、六边形、三角形四种不同的单体，并且该有机物是单链的，因此这些单体可以表示RNA分子的四种核糖核苷酸，或者表示DNA分子的四种脱氧核糖核苷酸；图3中，只有圆形一种单体，最可能表示的是由葡萄糖聚合形成的多糖，而植物细胞中的多糖只有淀粉和纤维素。综合三幅图，图1～3可分别表示蛋白质或多肽、RNA或DNA、淀粉或纤维素，故B、C、D错误，A正确。
A组 基础对点练
题组一 核酸的种类及其分布
1．核酸在真核细胞里的分布情况，下列哪项最合适( )
A．DNA全部分布在细胞核中，RNA全部分布在细胞质中
B．DNA和RNA全部分布在细胞核中
C．DNA主要分布在细胞膜中，RNA分布在细胞质中
D．DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中
答案 D
解析 真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。综上，D正确，A、B、C错误。
2．下列关于核酸分布的叙述中，正确的是( )
A．流感病毒体内不含核酸分子
B．人体细胞的细胞质中也有DNA分子
C．含DNA的原核细胞不会同时含RNA
D．细菌细胞中的DNA都分布在拟核中
答案 B
解析 流感病毒体内含有RNA分子，A错误；人体细胞中，DNA主要分布在细胞核中，在细胞质的线粒体中也有少量DNA，B正确；细胞类的生物都含有两种核酸，即同时含有DNA和RNA，C错误；细菌细胞没有成形的细胞核，其DNA主要分布在拟核中，此外在细胞质中也有(如质粒)，D错误。
题组二 核酸是由核苷酸连接而成的长链
3．(2020·山东泰安一中高一期中)下列各图能正确表示核苷酸结构的是( )
答案 B
4．(2020·天津高一期末)有关下列概念图的叙述，不正确的是( )
A．①表示的是含氮碱基 B．②表示的是核糖
C．④表示脱氧核苷酸 D．组成DNA的元素有5种
答案 B
解析 图示概念图表示了DNA的结构层次，DNA的单体是脱氧核苷酸，每一分子脱氧核苷酸都由一分子的磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮的碱基组成，所以①表示含氮碱基，②表示脱氧核糖，④表示脱氧核苷酸，组成DNA的元素有C、H、O、N、P，共5种。
5．下图所代表的有机小分子的名称是( )
A．尿嘧啶核糖核苷酸 B．尿嘧啶脱氧核糖核苷酸
C．尿嘧啶核糖核酸 D．尿嘧啶脱氧核糖核酸
答案 A
解析 图中的U为尿嘧啶。尿嘧啶是RNA特有的碱基，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，含有尿嘧啶的核糖核苷酸称为尿嘧啶核糖核苷酸。
6．(2020·北京高一月考)新型冠状病毒和乙肝病毒的遗传物质分别是RNA和DNA，这两种病毒均( )
A．不含蛋白质和糖类
B．具有完整的细胞结构
C．含有A、T、C、G四种碱基
D．需在宿主细胞内繁殖
答案 D
解析 病毒一般由核酸和蛋白质组成，因此新型冠状病毒和乙肝病毒都含蛋白质，A错误；病毒不具有细胞结构，B错误；新型冠状病毒的遗传物质是RNA，RNA含有A、G、C、U四种碱基，乙肝病毒的遗传物质是DNA，DNA含有A、T、C、G四种碱基，C错误；病毒的生命活动离不开细胞，需在宿主细胞内繁殖，D正确。
7．DNA指纹技术在案件侦破工作中有着重要作用，从案发现场提取DNA样品，可为案件侦破提供证据，其中的生物学原理是( )
A．不同人体内的DNA所含的碱基种类不同
B．不同人体内的DNA所含的五碳糖和磷酸不同
C．不同人体内的DNA的空间结构不同
D．不同人体内的DNA所含的脱氧核苷酸排列顺序不同
答案 D
解析 不同人体内的DNA所含的碱基相同，都是A、T、C、G，故A错误；不同人体内的DNA所含的五碳糖和磷酸相同，故B错误；DNA的结构都是双螺旋结构，故C错误；DNA指纹技术根据人与人之间的遗传信息不同，遗传信息储藏在碱基对的排列顺序中，也就是所含脱氧核苷酸的排列顺序，故D正确。
题组三 生物大分子以碳链为骨架
8．下列关于生物大分子的叙述中，不正确的是( )
A．生物大分子的主要功能是为细胞提供能量
B．核酸是储存遗传信息、控制蛋白质合成的生物大分子
C．淀粉、糖原、纤维素都是生物大分子
D．多糖、蛋白质等生物大分子体现了“碳是生命的核心元素”
答案 A
解析 生物大分子包括多糖、蛋白质和核酸等，细胞内的糖类是主要的能源物质，A项错误；核酸中储存着遗传信息，可以控制蛋白质合成，B项正确；淀粉、糖原、纤维素是多糖，都是生物大分子，C项正确；多糖、蛋白质等生物大分子都以若干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，体现了“碳是生命的核心元素”，D项正确。
9．下列关于细胞中化合物的叙述，正确的是( )
A．磷脂属于脂肪，是细胞膜的组成成分
B．胃蛋白酶属于蛋白质，是传递信息的物质
C．糖原属于多糖，是植物细胞内的储能物质
D．DNA属于核酸，是绝大多数生物的遗传物质
答案 D
解析 磷脂不属于脂肪，磷脂是组成细胞膜的重要成分，但脂肪不是，A错误；胃蛋白酶属于蛋白质，具有催化作用，不是传递信息的物质，B错误；淀粉和糖原属于多糖，都是细胞内的储能物质，淀粉是植物细胞中的储能物质，糖原是动物细胞中的储能物质，C错误；DNA属于核酸，是绝大多数生物的遗传物质，D正确。
10．下图是组成某种生物大分子单体的结构式，请回答下列问题：
(1)这种单体组成的生物大分子是___________，图中①、②、③代表的结构依次是__________、__________和________。在这种生物大分子中，处于①位置的物质一般有________种。
(2)在真核细胞中，这种生物大分子主要分布在__________中，并且由________条_________(填“某类单体名称”)链构成。
(3)这种生物大分子中____________________________储存着________(填“生物类型”)的遗传信息。
答案 (1)RNA(核糖核酸) 含氮碱基 磷酸 核糖 4
(2)细胞质 一 核糖核苷酸 (3)核糖核苷酸排列顺序 部分病毒
解析 (1)由题图可知，该单体为核糖核苷酸。其中①为含氮碱基，②为磷酸，③为核糖。该单体组成的生物大分子是核糖核酸。在核糖核酸中，共有四种含氮碱基，分别为A、G、C、U。
(2)在真核细胞中，这种生物大分子主要存在于细胞质中，并且由一条核糖核苷酸链构成。
(3)具有细胞结构的生物的遗传信息都储存在DNA中，有些病毒的遗传物质是RNA，其遗传信息储存在RNA的核糖核苷酸序列中。
B组 综合强化练
1．下列关于核酸的组成和分布的表述，不正确的是( )
A．构成DNA的单体是脱氧核苷酸
B．DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中
C．DNA和RNA的基本组成单位都是核苷酸
D．组成DNA和RNA的五碳糖分别是核糖和脱氧核糖
答案 D
解析 组成DNA和RNA的五碳糖分别是脱氧核糖和核糖，D错误。
2．下列关于生物遗传物质的叙述正确的是( )
A．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质
B．分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同
C．有细胞结构的生物以DNA为遗传物质，病毒以RNA为遗传物质
D．大肠杆菌体内既有DNA，又有RNA，但以DNA作为遗传物质
答案 D
解析 病毒没有细胞结构，但病毒的核酸也是携带遗传信息的物质，A错误；遗传信息是指核酸分子中的碱基排列顺序，所以分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息不一定相同，B错误；有细胞结构的生物以DNA为遗传物质，病毒以DNA或RNA为遗传物质，C错误；大肠杆菌体内既有DNA，又有RNA，但以DNA作为遗传物质，D正确。
3．(2020·天津市滨海新区塘沽第一中学高一期末)由1分子磷酸、1分子含氮碱基和1分子化合物a构成了化合物b，如图所示，则下列叙述正确的是( )
A．若a为核糖，b则为DNA的基本组成单位
B．若m为腺嘌呤，则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸
C．若m为尿嘧啶，则DNA中肯定不含b这种化合物
D．若由b构成的分子在植物细胞中分布在细胞核、线粒体与叶绿体中，则该分子是RNA
答案 C
解析 若a为核糖，则b为核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位，A错误；若m为腺嘌呤，则b为腺嘌呤脱氧核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸，B错误；若m为尿嘧啶，则b为尿嘧啶核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位，DNA中肯定不含这种化合物，C正确；叶绿体、线粒体和细胞核中都含有DNA和RNA，D错误。
4．(2019·山东济南一中高一期中)如图为某核苷酸链的示意图。下列叙述中，正确的是( )
A．图示化合物的元素组成只有C、H、O、N
B．图示4是一分子脱氧核苷酸
C．图中的T、C、G可参与合成6种核苷酸
D．图示化合物只能在细胞核中找到
答案 B
解析 图示化合物的元素组成有C、H、O、N、P，A错误；由分析可知，图示4是一分子胸腺嘧啶脱氧核苷酸，B正确；图中的T、C、G可参与合成5种核苷酸，C错误；图示化合物是DNA的一部分，除了在细胞核中，还分布在线粒体和叶绿体中，D错误。
5．T2噬菌体、人、HIV的核酸中各具有碱基和核苷酸的种类依次分别是( )
A．4、8、4和4、8、4 B．4、5、4和4、5、4
C．4、5、4和4、8、4 D．4、8、4和4、5、4
答案 C
解析 T2噬菌体是DNA病毒，体内只含有DNA一种核酸，由A、T、G、C四种脱氧核糖核苷酸组成；人是真核生物，细胞内含有两种核酸(DNA和RNA)，DNA由A、T、G、C四种脱氧核糖核苷酸组成，RNA由A、U、G、C四种核糖核苷酸组成，因而人体内组成核酸的碱基有5种，核苷酸有8种；HIV病毒是RNA病毒，体内只含有RNA一种核酸，由A、U、G、C四种核糖核苷酸组成。
6.如图为DNA和RNA化学成分的比较概念图，图中阴影部分表示( )
A．脱氧核糖、鸟嘌呤、腺嘌呤、磷酸
B．胸腺嘧啶、腺嘌呤、磷酸
C．核糖、脱氧核糖、磷酸
D．胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤、磷酸
答案 D
解析 分析题图可知阴影部分是DNA和RNA共同含有的，DNA中含有的是脱氧核糖，RNA中含有的是核糖，A、C错误；胸腺嘧啶是DNA特有的碱基，B错误；胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤和磷酸是DNA和RNA共同含有的，D正确。
7．下图表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系，其中A、B代表元素，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是生物大分子，图中X、Y、Z、P分别为构成生物大分子的基本单位。请回答下列问题：
(1)图中A、B分别代表的元素是________、________，Ⅱ的中文名称是________________，Z的名称是________________。
(2)构成生物大分子的单体X、Y、Z、P中不具多样性的有________；P的结构通式为_________，Ⅳ具有多样性的直接原因除与P的__________________有关，还与________________有关。
(3)Ⅴ是由________和脂肪酸发生反应形成，适合做储能物质的原因是________原子含量较少，________原子含量较多；相同质量的Ⅴ比Ⅰ所含的能量________。
答案 (1)P N 脱氧核糖核酸 核糖核苷酸
(2)X 种类、数目、排列顺序 肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构 (3)甘油 O H 多
解析 (1)Ⅱ主要分布在细胞核中，表示DNA，中文名称是脱氧核糖核酸，组成元素为C、H、O、N、P，则图中A是P；Ⅳ是生命活动的承担者，表示蛋白质，基本单位P是氨基酸，组成元素至少为C、H、O、N，则图中B是N；Z是组成RNA的基本单位，是核糖核苷酸。
(2)图中X代表葡萄糖，没有多样性，Y和Z各有4种，P是氨基酸，有21种，结构通式是：，都具有多样性；蛋白质的多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构有关。
(3)Ⅴ是脂肪，是由甘油和脂肪酸形成的，由于含氧原子比例低，氢原子比例较高，所以适合作为储能物质，相同质量的脂肪含的能量比糖类多。
8．下图为生物大分子的部分结构示意图，数字代表单体。请分析回答：
(1)若单体是葡萄糖，在植物体内的生物大分子为________________________；若单体是核苷酸，该生物大分子为____________，其功能是______________________________________。
(2)若上图表示人体中多肽分子的片段，则理论上该片段最多有________种排列方式，若2号氨基酸脱落为游离氨基酸，需要________个水分子参与反应。
(3)生物大分子在细胞中的功能是由其____________和____________决定的，这为我们研究生物学问题提供了科学的思路。
答案 (1)淀粉或纤维素 核酸 携带遗传信息，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 (2)214 2 (3)组成 结构
解析 (1)若图示单体为葡萄糖，则生物大分子为多糖，在植物细胞中可能是淀粉或纤维素；若单体是核苷酸，则该生物大分子为核酸，核酸携带了遗传信息，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。
(2)若题图表示人体中多肽分子的片段，则单体是氨基酸，组成多肽的单体最多有21种，因此理论上该片段最多有214种排列方式；若2号氨基酸脱落为游离氨基酸，需要将其两侧的肽键水解，因此需要消耗2分子水。
(3)生物大分子是由单体聚合而成的，其功能与其组成和结构有关。
第5节 核酸是遗传信息的携带者
一、核酸的种类及其分布
1．种类
一类是脱氧核糖核酸，简称DNA；另一类是核糖核酸，简称RNA。
2．分布
真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。RNA主要分布在细胞质中。
(1)真核细胞的RNA只分布在细胞质中( )
(2)DNA的中文名称是脱氧核糖核酸( )
(3)真、原核细胞内均有两种核酸( )
答案 (1)× (2)√ (3)√
尝试分析核酸在不同生物中的分布状况。
真核生物
原核生物
病毒核酸为DNA或RNA，位于病毒的内部。
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
1．核酸的基本组成单位——核苷酸
(1)组成
(2)种类
①脱氧核苷酸：构成DNA的基本单位。
②核糖核苷酸：构成RNA的基本单位。
2．DNA和RNA的区别
(1)分子组成的不同
①DNA的五碳糖是脱氧核糖而RNA的则是核糖。
②DNA特有的碱基是胸腺嘧啶(T)，而RNA的则是尿嘧啶(U)。
(2)分子结构的不同
DNA是由脱氧核苷酸连接而成的，一般由两条链构成，RNA则是由核糖核苷酸连接而成，由一条链构成。
3．通过DNA指纹获得遗传信息的根本原因
生物的遗传信息储存在DNA分子中，而且每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列各有特点。
4．核酸的多样性及功能
(1)多样性的原因：核苷酸数目不同和排列顺序多样。
(2)功能
①核酸是细胞内携带遗传信息的物质。
②核酸在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
(1)核酸的构成元素是C、H、O、N、P( )
(2)核酸分子中，五碳糖∶磷酸∶含氮碱基＝1∶1∶1( )
(3)构成DNA的脱氧核苷酸有4种，构成RNA的核糖核苷酸有4种( )
(4)生物的遗传信息都储存在DNA中( )
(5)DNA中遗传信息的多样性主要取决于脱氧核苷酸的种类( )
答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)×
1．比较真核生物、原核生物及病毒的核酸类型，并完成表格
项目
核酸
遗传物质
类型
核苷酸种类
碱基种类
类型
核苷酸种类
碱基种类
细胞生物
真核细胞
DNA和RNA
8
5
DNA
4
4
原核生物
DNA和RNA
8
5
DNA
4
4
非细胞生物(病毒)
DNA病毒
DNA
4
4
DNA
4
4
RNA病毒
RNA
4
4
RNA
4
4
2.DNA、RNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么？
提示 核酸初步水解的产物和彻底水解的产物不同
物质
初步水解的产物
彻底水解的产物
DNA
脱氧核苷酸
脱氧核糖、磷酸、4种碱基(A、T、C、G)
RNA
核糖核苷酸
核糖、磷酸、4种碱基(A、U、C、G)
三、生物大分子以碳链为骨架
1．单体和多聚体
生物大分子是由许多基本单位连接而成的，这些基本单位称为单体，这些生物大分子又称为单体的多聚体。
单体(基本单位)
多聚体(生物大分子)
单糖
多糖
氨基酸
蛋白质
核苷酸
核酸
2.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。
3．碳是生命的核心元素。
4．细胞是由化学元素和化合物构成的
(1)多糖、蛋白质、核酸等生物大分子以碳链作为基本骨架。
(2)糖类和脂质提供生命活动的重要能源。
(3)水和无机盐与其他物质一起，共同承担着构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。
(4)细胞中的化合物，含量和比例处在不断变化中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动正常进行。
特别提醒 脂肪不属于生物大分子是因为脂肪类化合物是由甘油和脂肪酸结合而成的，而且脂肪的分子量与蛋白质、核酸、多糖相比小很多，一般不称其为生物大分子。
(1)构成生物大分子的单体在排列顺序上并不都具有多样性( )
(2)由基本单位葡萄糖组成的生物大分子都是植物细胞壁的主要成分( )
(3)多聚体最终水解的产物不一定是单体( )
答案 (1)√ (2)× (3)√
1．请根据元素组成判断细胞内的有机物种类
(1)只含C、H、O→糖类、脂肪或固醇类。
(2)除C、H、O、N外，有的还含有S→蛋白质。
(3)只含有C、H、O、N、P→磷脂或核酸等。
2．组成细胞的化合物，具有物种特异性的物质有哪些？
提示 具有物种特异性的是蛋白质和核酸。
1．核酸是细胞内携带遗传信息的物质，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。
2．真核细胞的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。
3．原核细胞的DNA主要分布在拟核中。
4．核酸的基本组成单位是核苷酸，一分子核苷酸由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成。
5．DNA和RNA共有的碱基是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)。胸腺嘧啶(T)是DNA特有的碱基，尿嘧啶(U)是RNA特有的碱基。
6．碳是生命的核心元素。多糖、蛋白质和核酸等生物大分子都是以碳链作为基本骨架的。
7．细胞中的化合物，含量和比例处在不断变化中，但又保持相对稳定。
1．下列关于DNA的叙述中，正确的是( )
A．只存在于细胞核中
B．只存在于细胞质中
C．主要存在于细胞核中
D．主要存在于细胞质中
答案 C
解析 DNA主要位于细胞核中，在细胞质的线粒体、叶绿体中也含有，C正确。
2．下图表示的是构成某种核酸的基本单位，下列相关叙述错误的是( )
A．此物质是构成RNA的基本单位
B．此物质形成的大分子物质是DNA
C．此物质含有C、H、O、N、P元素
D．此物质是核糖核苷酸
答案 B
解析 图示为核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位，A、D正确；该物质形成的生物大分子是RNA，B错误；核糖核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P，C正确。
3．如图为核苷酸的模式图，下列相关说法正确的是( )
A．DNA与RNA的不同点只体现在②处
B．若②为核糖，则③可以是胸腺嘧啶
C．在人类免疫缺陷病毒中核苷酸共有8种
D．人体内的③有5种，②有2种
答案 D
解析 图中①②③分别是磷酸、五碳糖、含氮碱基，DNA与RNA的不同点体现在②③两处，A错误；若②为核糖，则③可以是A、U、C、G，但不可能是T(胸腺嘧啶)，B错误；人类免疫缺陷病毒是RNA病毒，只含有一种核酸，4种核苷酸，C错误；人体内有2种核酸，故有2种②和5种③，D正确。
4．下面关于DNA和RNA的相关叙述中，正确的是( )
A．所有生物中都有2种五碳糖、5种碱基
B．新型冠状病毒体内的核酸初步水解后可得到8种核苷酸
C．硝化细菌的遗传物质中含有5种含氮碱基
D．DNA与RNA的区别不仅体现在五碳糖不同，碱基种类也有区别
答案 D
解析 每种病毒只含有一种核酸，故只含有一种五碳糖，4种碱基，A错误；新型冠状病毒体内的核酸是RNA，初步水解后可得到4种核苷酸，B错误；硝化细菌的遗传物质是DNA，含有4种含氮碱基，C错误；DNA与RNA所含的五碳糖不同，前者所含的五碳糖是脱氧核糖，后者所含的五碳糖是核糖，碱基种类也不相同，前者所含的含氮碱基是A、C、G、T，后者所含的含氮碱基是A、C、G、U，D正确。
5．生命科学常用图示表示微观物质的结构，图1～3分别表示植物细胞中常见的三种有机物，则图1～3可分别表示( )
A．多肽、RNA、淀粉 B．DNA、RNA、纤维素
C．DNA、蛋白质、糖原 D．蛋白质、核酸、糖原
答案 A
解析 图1中，单体具有很多不同的形状，这些不同的单体只能表示21种氨基酸，因此图1可能表示蛋白质或者多肽；图2中，有圆形、方形、六边形、三角形四种不同的单体，并且该有机物是单链的，因此这些单体可以表示RNA分子的四种核糖核苷酸，或者表示DNA分子的四种脱氧核糖核苷酸；图3中，只有圆形一种单体，最可能表示的是由葡萄糖聚合形成的多糖，而植物细胞中的多糖只有淀粉和纤维素。综合三幅图，图1～3可分别表示蛋白质或多肽、RNA或DNA、淀粉或纤维素，故B、C、D错误，A正确。
A组 基础对点练
题组一 核酸的种类及其分布
1．核酸在真核细胞里的分布情况，下列哪项最合适( )
A．DNA全部分布在细胞核中，RNA全部分布在细胞质中
B．DNA和RNA全部分布在细胞核中
C．DNA主要分布在细胞膜中，RNA分布在细胞质中
D．DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中
答案 D
解析 真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。综上，D正确，A、B、C错误。
2．下列关于核酸分布的叙述中，正确的是( )
A．流感病毒体内不含核酸分子
B．人体细胞的细胞质中也有DNA分子
C．含DNA的原核细胞不会同时含RNA
D．细菌细胞中的DNA都分布在拟核中
答案 B
解析 流感病毒体内含有RNA分子，A错误；人体细胞中，DNA主要分布在细胞核中，在细胞质的线粒体中也有少量DNA，B正确；细胞类的生物都含有两种核酸，即同时含有DNA和RNA，C错误；细菌细胞没有成形的细胞核，其DNA主要分布在拟核中，此外在细胞质中也有(如质粒)，D错误。
题组二 核酸是由核苷酸连接而成的长链
3．(2020·山东泰安一中高一期中)下列各图能正确表示核苷酸结构的是( )
答案 B
4．(2020·天津高一期末)有关下列概念图的叙述，不正确的是( )
A．①表示的是含氮碱基 B．②表示的是核糖
C．④表示脱氧核苷酸 D．组成DNA的元素有5种
答案 B
解析 图示概念图表示了DNA的结构层次，DNA的单体是脱氧核苷酸，每一分子脱氧核苷酸都由一分子的磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮的碱基组成，所以①表示含氮碱基，②表示脱氧核糖，④表示脱氧核苷酸，组成DNA的元素有C、H、O、N、P，共5种。
5．下图所代表的有机小分子的名称是( )
A．尿嘧啶核糖核苷酸 B．尿嘧啶脱氧核糖核苷酸
C．尿嘧啶核糖核酸 D．尿嘧啶脱氧核糖核酸
答案 A
解析 图中的U为尿嘧啶。尿嘧啶是RNA特有的碱基，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，含有尿嘧啶的核糖核苷酸称为尿嘧啶核糖核苷酸。
6．(2020·北京高一月考)新型冠状病毒和乙肝病毒的遗传物质分别是RNA和DNA，这两种病毒均( )
A．不含蛋白质和糖类
B．具有完整的细胞结构
C．含有A、T、C、G四种碱基
D．需在宿主细胞内繁殖
答案 D
解析 病毒一般由核酸和蛋白质组成，因此新型冠状病毒和乙肝病毒都含蛋白质，A错误；病毒不具有细胞结构，B错误；新型冠状病毒的遗传物质是RNA，RNA含有A、G、C、U四种碱基，乙肝病毒的遗传物质是DNA，DNA含有A、T、C、G四种碱基，C错误；病毒的生命活动离不开细胞，需在宿主细胞内繁殖，D正确。
7．DNA指纹技术在案件侦破工作中有着重要作用，从案发现场提取DNA样品，可为案件侦破提供证据，其中的生物学原理是( )
A．不同人体内的DNA所含的碱基种类不同
B．不同人体内的DNA所含的五碳糖和磷酸不同
C．不同人体内的DNA的空间结构不同
D．不同人体内的DNA所含的脱氧核苷酸排列顺序不同
答案 D
解析 不同人体内的DNA所含的碱基相同，都是A、T、C、G，故A错误；不同人体内的DNA所含的五碳糖和磷酸相同，故B错误；DNA的结构都是双螺旋结构，故C错误；DNA指纹技术根据人与人之间的遗传信息不同，遗传信息储藏在碱基对的排列顺序中，也就是所含脱氧核苷酸的排列顺序，故D正确。
题组三 生物大分子以碳链为骨架
8．下列关于生物大分子的叙述中，不正确的是( )
A．生物大分子的主要功能是为细胞提供能量
B．核酸是储存遗传信息、控制蛋白质合成的生物大分子
C．淀粉、糖原、纤维素都是生物大分子
D．多糖、蛋白质等生物大分子体现了“碳是生命的核心元素”
答案 A
解析 生物大分子包括多糖、蛋白质和核酸等，细胞内的糖类是主要的能源物质，A项错误；核酸中储存着遗传信息，可以控制蛋白质合成，B项正确；淀粉、糖原、纤维素是多糖，都是生物大分子，C项正确；多糖、蛋白质等生物大分子都以若干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，体现了“碳是生命的核心元素”，D项正确。
9．下列关于细胞中化合物的叙述，正确的是( )
A．磷脂属于脂肪，是细胞膜的组成成分
B．胃蛋白酶属于蛋白质，是传递信息的物质
C．糖原属于多糖，是植物细胞内的储能物质
D．DNA属于核酸，是绝大多数生物的遗传物质
答案 D
解析 磷脂不属于脂肪，磷脂是组成细胞膜的重要成分，但脂肪不是，A错误；胃蛋白酶属于蛋白质，具有催化作用，不是传递信息的物质，B错误；淀粉和糖原属于多糖，都是细胞内的储能物质，淀粉是植物细胞中的储能物质，糖原是动物细胞中的储能物质，C错误；DNA属于核酸，是绝大多数生物的遗传物质，D正确。
10．下图是组成某种生物大分子单体的结构式，请回答下列问题：
(1)这种单体组成的生物大分子是___________，图中①、②、③代表的结构依次是__________、__________和________。在这种生物大分子中，处于①位置的物质一般有________种。
(2)在真核细胞中，这种生物大分子主要分布在__________中，并且由________条_________(填“某类单体名称”)链构成。
(3)这种生物大分子中____________________________储存着________(填“生物类型”)的遗传信息。
答案 (1)RNA(核糖核酸) 含氮碱基 磷酸 核糖 4
(2)细胞质 一 核糖核苷酸 (3)核糖核苷酸排列顺序 部分病毒
解析 (1)由题图可知，该单体为核糖核苷酸。其中①为含氮碱基，②为磷酸，③为核糖。该单体组成的生物大分子是核糖核酸。在核糖核酸中，共有四种含氮碱基，分别为A、G、C、U。
(2)在真核细胞中，这种生物大分子主要存在于细胞质中，并且由一条核糖核苷酸链构成。
(3)具有细胞结构的生物的遗传信息都储存在DNA中，有些病毒的遗传物质是RNA，其遗传信息储存在RNA的核糖核苷酸序列中。
B组 综合强化练
1．下列关于核酸的组成和分布的表述，不正确的是( )
A．构成DNA的单体是脱氧核苷酸
B．DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中
C．DNA和RNA的基本组成单位都是核苷酸
D．组成DNA和RNA的五碳糖分别是核糖和脱氧核糖
答案 D
解析 组成DNA和RNA的五碳糖分别是脱氧核糖和核糖，D错误。
2．下列关于生物遗传物质的叙述正确的是( )
A．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质
B．分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同
C．有细胞结构的生物以DNA为遗传物质，病毒以RNA为遗传物质
D．大肠杆菌体内既有DNA，又有RNA，但以DNA作为遗传物质
答案 D
解析 病毒没有细胞结构，但病毒的核酸也是携带遗传信息的物质，A错误；遗传信息是指核酸分子中的碱基排列顺序，所以分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息不一定相同，B错误；有细胞结构的生物以DNA为遗传物质，病毒以DNA或RNA为遗传物质，C错误；大肠杆菌体内既有DNA，又有RNA，但以DNA作为遗传物质，D正确。
3．(2020·天津市滨海新区塘沽第一中学高一期末)由1分子磷酸、1分子含氮碱基和1分子化合物a构成了化合物b，如图所示，则下列叙述正确的是( )
A．若a为核糖，b则为DNA的基本组成单位
B．若m为腺嘌呤，则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸
C．若m为尿嘧啶，则DNA中肯定不含b这种化合物
D．若由b构成的分子在植物细胞中分布在细胞核、线粒体与叶绿体中，则该分子是RNA
答案 C
解析 若a为核糖，则b为核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位，A错误；若m为腺嘌呤，则b为腺嘌呤脱氧核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸，B错误；若m为尿嘧啶，则b为尿嘧啶核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位，DNA中肯定不含这种化合物，C正确；叶绿体、线粒体和细胞核中都含有DNA和RNA，D错误。
4．(2019·山东济南一中高一期中)如图为某核苷酸链的示意图。下列叙述中，正确的是( )
A．图示化合物的元素组成只有C、H、O、N
B．图示4是一分子脱氧核苷酸
C．图中的T、C、G可参与合成6种核苷酸
D．图示化合物只能在细胞核中找到
答案 B
解析 图示化合物的元素组成有C、H、O、N、P，A错误；由分析可知，图示4是一分子胸腺嘧啶脱氧核苷酸，B正确；图中的T、C、G可参与合成5种核苷酸，C错误；图示化合物是DNA的一部分，除了在细胞核中，还分布在线粒体和叶绿体中，D错误。
5．T2噬菌体、人、HIV的核酸中各具有碱基和核苷酸的种类依次分别是( )
A．4、8、4和4、8、4 B．4、5、4和4、5、4
C．4、5、4和4、8、4 D．4、8、4和4、5、4
答案 C
解析 T2噬菌体是DNA病毒，体内只含有DNA一种核酸，由A、T、G、C四种脱氧核糖核苷酸组成；人是真核生物，细胞内含有两种核酸(DNA和RNA)，DNA由A、T、G、C四种脱氧核糖核苷酸组成，RNA由A、U、G、C四种核糖核苷酸组成，因而人体内组成核酸的碱基有5种，核苷酸有8种；HIV病毒是RNA病毒，体内只含有RNA一种核酸，由A、U、G、C四种核糖核苷酸组成。
6.如图为DNA和RNA化学成分的比较概念图，图中阴影部分表示( )
A．脱氧核糖、鸟嘌呤、腺嘌呤、磷酸
B．胸腺嘧啶、腺嘌呤、磷酸
C．核糖、脱氧核糖、磷酸
D．胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤、磷酸
答案 D
解析 分析题图可知阴影部分是DNA和RNA共同含有的，DNA中含有的是脱氧核糖，RNA中含有的是核糖，A、C错误；胸腺嘧啶是DNA特有的碱基，B错误；胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤和磷酸是DNA和RNA共同含有的，D正确。
7．下图表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系，其中A、B代表元素，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是生物大分子，图中X、Y、Z、P分别为构成生物大分子的基本单位。请回答下列问题：
(1)图中A、B分别代表的元素是________、________，Ⅱ的中文名称是________________，Z的名称是________________。
(2)构成生物大分子的单体X、Y、Z、P中不具多样性的有________；P的结构通式为_________，Ⅳ具有多样性的直接原因除与P的__________________有关，还与________________有关。
(3)Ⅴ是由________和脂肪酸发生反应形成，适合做储能物质的原因是________原子含量较少，________原子含量较多；相同质量的Ⅴ比Ⅰ所含的能量________。
答案 (1)P N 脱氧核糖核酸 核糖核苷酸
(2)X 种类、数目、排列顺序 肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构 (3)甘油 O H 多
解析 (1)Ⅱ主要分布在细胞核中，表示DNA，中文名称是脱氧核糖核酸，组成元素为C、H、O、N、P，则图中A是P；Ⅳ是生命活动的承担者，表示蛋白质，基本单位P是氨基酸，组成元素至少为C、H、O、N，则图中B是N；Z是组成RNA的基本单位，是核糖核苷酸。
(2)图中X代表葡萄糖，没有多样性，Y和Z各有4种，P是氨基酸，有21种，结构通式是：，都具有多样性；蛋白质的多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构有关。
(3)Ⅴ是脂肪，是由甘油和脂肪酸形成的，由于含氧原子比例低，氢原子比例较高，所以适合作为储能物质，相同质量的脂肪含的能量比糖类多。
8．下图为生物大分子的部分结构示意图，数字代表单体。请分析回答：
(1)若单体是葡萄糖，在植物体内的生物大分子为________________________；若单体是核苷酸，该生物大分子为____________，其功能是______________________________________。
(2)若上图表示人体中多肽分子的片段，则理论上该片段最多有________种排列方式，若2号氨基酸脱落为游离氨基酸，需要________个水分子参与反应。
(3)生物大分子在细胞中的功能是由其____________和____________决定的，这为我们研究生物学问题提供了科学的思路。
答案 (1)淀粉或纤维素 核酸 携带遗传信息，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 (2)214 2 (3)组成 结构
解析 (1)若图示单体为葡萄糖，则生物大分子为多糖，在植物细胞中可能是淀粉或纤维素；若单体是核苷酸，则该生物大分子为核酸，核酸携带了遗传信息，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。
(2)若题图表示人体中多肽分子的片段，则单体是氨基酸，组成多肽的单体最多有21种，因此理论上该片段最多有214种排列方式；若2号氨基酸脱落为游离氨基酸，需要将其两侧的肽键水解，因此需要消耗2分子水。
(3)生物大分子是由单体聚合而成的，其功能与其组成和结构有关。
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