【暑假初升高】人教版生物初三（升高一）暑假预习-（必修1）第05讲 核酸是遗传信息的携带者 讲学案

第05讲 核酸是遗传信息的携带者

       【学习目标】

1.概述核酸是由核苷酸聚合形成的，是储存和传递遗传信息的生物大分子。

2.通过分析DNA和RNA的化学组成，说明DNA和RNA的区别。

3.说出生物大分子的种类，概述生物大分子以碳链为骨架的结构特点，理解单体和多聚体的含义。

        【基础知识】

一、核酸的种类和分布

二、核酸是由核苷酸连接而成的长链

1.核酸的结构层次

（1）RNA的结构层次：C、H、O、N、P→磷酸、核糖、碱基→核糖核苷酸（）→核糖核酸（RNA）。

（2）DNA的结构层次：C、H、O、N、P→磷酸、脱氧核糖、碱基→核糖核苷酸（）→脱氧核糖核酸（DNA）。

2.核酸的基本组成单位是核苷酸

（1）一分子核苷酸由一分子磷酸（○）、一分子五碳糖（     ）、一分子含碳碱基构成（     ），连接方式为“磷酸—五碳糖—碱基”，用图形表示为：。

（2）核苷酸的种类由五碳糖的种类和碱基的种类决定。

（3）核糖核酸（RNA）是由4种核糖核苷酸形成的长链，脱氧核糖核酸（DNA）是由4种脱氧核糖核苷酸形成的长链。

三、DNA和RNA比较

1.DNA和RNA组成的比较

2.生物体内核酸的种类

特别提醒：

①哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核和众多的细胞器，也不含DNA和RNA。

②DNA并不都是呈链状，如质粒DNA是环状，原核生物的拟核DNA也是裸露的环状DNA分子。

③凡细胞中一定含有两种核酸，DNA和RNA，遗传物质一定是DNA。

④绝大多数病毒中的遗传物质是DNA，只有少数病毒的遗传物质是RNA，但日常生活中，常常被人们提及的往往是RNA病毒，这是因为RNA病毒对人类健康危害较大。

⑤没有特殊信息指明，DNA默认为双链，RNA默认是单链。

四、DNA、RNA与蛋白质的合成

DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系

五、生物大分子以碳链为骨架

1.在构成细胞的化合物中，多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子。

2.组成多糖的基本单位是单糖，组成蛋白质的基本单位是氨基酸，组成核酸的基本单位是核苷酸，这些基本单位称为单体。每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的为碳链基本骨架。生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。

【特别提醒】常见生物大分子的初步水解产物、彻底水解的产物、代谢终产物

   【考点剖析】

考点一：核酸的结构与功能

例1．下图中甲是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述错误的是(  )

A.如果甲中的m是U，则甲一定是丙的基本单位

B.如果甲中的m是G，则甲一定是乙的基本单位

C.如果甲中的a是脱氧核糖，则甲物质聚合成的大分子物质可以分布于线粒体和叶绿体中

D.如果甲中的a是核糖，则甲物质聚合成的大分子物质可以分布于细胞核和细胞质中

【答案】B

【解析】甲是核苷酸，是乙和丙的基本单位，乙是DNA，丙是RNA。如果甲中的m是G，则甲可能是脱氧核苷酸，也可能是核糖核苷酸，是DNA或RNA的基本单位，B错误。

解题技巧

考点二：不同生物种类的核苷酸辨析

例2．不同生物含有的核酸种类不同。下列各种生物中关于碱基、核苷酸和五碳糖种类的描述，正确的是（   ）

【答案】B

【解析】T2噬菌体属于DNA病毒，只含有DNA一种核酸，所以含有4种碱基、4种(脱氧)核苷酸、1种五碳糖(脱氧核糖)，A错误；烟草叶肉细胞和豌豆根毛细胞均同时含有DNA和RNA两种核酸，所以含有8种核苷酸(四种脱氧核苷酸＋四种核糖核苷酸)、2种五碳糖(脱氧核糖和核糖)、5种碱基，B正确、D错误；烟草花叶病毒属于RNA病毒，只含有RNA一种核酸，所以含有4种碱基、4种(核糖)核苷酸、1种五碳糖(核糖)，C错误。

考点三、蛋白质与核酸的联系

例3．生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示。其中X、Y代表元素，a、b、c是组成A、B、C三种生物大分子的单体。这三种单体的结构可用d或e表示。据图分析，下列说法正确的是（   ）

A.X为N、P元素，a、b是生物体内遗传信息的携带者

B.绿藻细胞内单体结构d的种类有8种，蓝细菌细胞中d的种类有4种

C.人体细胞中不能合成所有种类的e，而植物细胞一般可以合成所有种类的e

D.A、B的多样性由d中的n充分体现，C的多样性由e中的R充分体现

【答案】C

【解析】根据图形分析可知，a表示脱氧核苷酸，b表示核糖核苷酸，核酸才是生物体内遗传信息的携带者，A错误；绿藻和蓝细菌细胞内都含DNA和RNA，核苷酸的种类都有8种，B错误；人体细胞有8种必需氨基酸不能合成，植物细胞一般可以合成所有氨基酸，C正确；A(DNA)和B(RNA)的多样性主要由d(核苷酸)的排列顺序充分体现，C蛋白质的多样性除了与e中的R有关，还与氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构有关，D错误。

考点四、生物大分子

例4．如图表示在某细胞内发生的一系列生物大分子的合成过程，其中甲、乙、丙、丁分别表示生物大分子，丁是细胞内的储能物质，b、c、d表示组成对应大分子的单体，下列叙述错误的是（   ）

A.大分子甲和乙的元素组成一定相同，乙和丙的元素组成一般不同，丙和丁的元素组成一定不同

B.乙、丙具有多样性是因为b、c种类多样

C.在植物细胞内和在动物细胞内丁代表不同物质，但d代表同一物质

D.乙、丙、丁分解成b、c、d的过程都会消耗水

【答案】B

【解析】由题图分析可知，大分子甲和乙的元素组成为C、H、O、N、P，丙的元素组成至少为C、H、O、N，丁表示多糖，组成元素为C、H、O，A正确；导致RNA多样性的原因是构成RNA的核糖核苷酸的数目和排列顺序不同，导致蛋白质多样性的原因是构成蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序不同以及肽链盘曲、折叠的空间结构不同，B错误；在植物细胞内和在动物细胞内丁代表不同物质，前者是淀粉，后者是糖原，但d代表同一物质葡萄糖，C正确。

        【真题演练】

1．（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

2．（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

3．（2014·全国·高考真题）关于核酸的叙述，错误的是

A．细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与

B．植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制

C．双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的

D．用甲基绿和吡罗红染色可观察DNA和RNA在细胞中的分布

4．（2021·北京·高三学业考试）水稻和玉米从外界吸收硝酸盐和磷酸盐，可以用于细胞内合成（       ）

A．蔗糖 B．核酸 C．甘油 D．脂肪酸

5．（2022·福建·高二学业考试）厦门中学生助手饮用“核酸保健品”达不到修复基因的功效，原因之一是核酸由许多单体连接而成，进入消化道后会被水解。组成核酸的单体是（       ）

A．磷酸 B．核苷酸 C．含氮碱基 D．五碳糖

6．（2021·福建·高二学业考试）研究发现，新冠病毒是一种RNA病毒。下列对该病毒遗传物质的表述，正确的是（       ）

A．彻底水解的产物有磷酸 B．所含的碱基有胸腺嘧啶

C．所含的五碳糖是脱氧核糖 D．基本组成单位是氨基酸

7．（2022·湖南·高一学业考试）生物体生命活动的主要承担者、遗传信息的携带者、结构和功能的基本单位、生命活动的主要能源物质依次是（       ）

A．核酸、蛋白质、糖类、细胞 B．核酸、蛋白质、细胞、糖类

C．蛋白质、核酸、细胞、脂肪 D．蛋白质、核酸、细胞、糖类

8．（2021·北京·高三学业考试）DNA完全水解后，得到的化学物质是（  ）

A．氨基酸、葡萄糖、含氮碱基 B．氨基酸、核苷酸、葡萄糖

C．脱氧核糖、含氮碱基、磷酸 D．核糖、含氮碱基、磷酸

9．（2021·江苏·苏州市第五中学校高二学业考试）噬菌体侵染细菌的实验是证明DNA是遗传物质的著名实验之一。该实验中，赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，在下图中标记元素所在部位分别是（　　）

A．①、④ B．②、④ C．①、⑤ D．③、⑤

10．（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

11．（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

12．（2018·江苏·启东中学高二学业考试）科学家说“碳是生命的核心元素”，对此最有说服力的解释是（       ）

A．碳在细胞的各种化合物中含量最多

B．碳在自然界中含量最为丰富

C．碳链构成了有机物的基本骨架

D．细胞的各种化合物中都含有碳

13．（2019·全国·高考真题）氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题。

（1）植物细胞内，在核糖体上合成的含氮有机物是___________，在细胞核中合成的含氮有机物是___________，叶绿体中含氮的光合色素是______。

（2）农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮（NH4﹢）和硝态氮（NO3﹣）。已知作物甲对同一种营养液（以硝酸铵为唯一氮源）中NH4﹢和NO3﹣的吸收具有偏好性（NH4﹢和NO3﹣同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种）。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验思路、预期结果和结论________。

       【过关检测】

1．真核细胞的DNA主要分布在（    ）

A．细胞核 B．细胞质基质

C．线粒体 D．叶绿体

2．下列元素中，不属于组成核酸的化学元素是（    ）

A．C B．N C．P D．S

3．如图是某动物细胞，其含有的核酸、核苷酸及碱基种类依次是（    ）

A．1、4、4 B．1、4、5 C．2、4、5 D．2、8、5

4．如图所示核苷酸的名称是（　　）

A．尿嘧啶脱氧核苷酸

B．胞嘧啶核糖核苷酸

C．尿嘧啶核糖核苷酸

D．胸腺嘧啶脱氧核苷酸

5．将RNA分子彻底水解后得到的化学物质是（    ）

A．脱氧核糖、磷酸、碱基 B．核糖、磷酸、碱基

C．核苷酸、脱氧核糖、碱基 D．核苷酸、磷酸、碱基

6．遗传信息的携带者是（    ）

A．核酸 B．蛋白质 C．核苷酸 D．氨基酸

7.刑侦人员在案发现场查找证据时，耐心收集血液、头发等样品，是为了提取样品中的（    ）

A．DNA B．DNA或RNA

C．RNA D．DNA和RNA

8.下列物质中，不属于生物大分子的是（   ）

A.淀粉和糖原       B.DNA和RNA      C.血红蛋白和唾液淀粉酶     D.脂肪和磷脂

9.下列关于核酸的说法,正确的是(　　)

A.核酸分为DNA、RNA两类,有的细胞中有DNA,有的细胞中有RNA

B.RNA的单体是脱氧核糖核苷酸,DNA的单体是核糖核苷酸

C.细胞核中的遗传物质是DNA,细胞质中的遗传物质也是DNA

D.核酸是生物遗传信息的携带者,核酸中的碱基代表遗传信息

10.T2噬菌体(一种病毒)、烟草叶肉细胞中含有的碱基、核苷酸、五碳糖种类的数目对应关系,正确的是(　　)

A.4、4、1和4、4、1    B.5、8、2和4、4、1

C.4、4、1和5、8、2    D.5、8、2和5、8、2

11.据报道，英国科学家从人皮肤细胞中提取出细胞核，植入剔除了细胞核的牛卵细胞中，从而培育出人兽混合胚胎。从遗传学角度来看，这种混合胚胎中有99.9%的遗传物质来自人，只有0.1%来自牛。你认为这0.1%的遗传物质最可能存在于牛卵细胞的（　　）

A．细胞核 B．线粒体 C．叶绿体 D．核糖体

12.关于下图所示过程的叙述中，错误的是（    ）

A．甲是磷酸，在不同的核苷酸中种类相同

B．乙是五碳糖，在DNA中是脱氧核糖，在RNA中是核糖

C．丙是含氮碱基，在人体细胞遗传物质中有4种

D．丁是核苷酸，新冠病毒中有8种

13.如图，A为某种核苷酸，B为某核苷酸长链，下列说法错误的是（    ）

A．图A的名称是腺嘌呤核糖核苷酸 B．图B中含有4种核苷酸

C．图B中五碳糖是核糖 D．图A不是图B的物质组成

14.下列关于生物大分子的叙述，不正确的是（   ）

A.蛋白质是以氨基酸为基本单位的生物大分子

B.核酸是能控制生物大分子生物合成的大分子

C.淀粉、糖原、乳糖都是由葡萄糖组成的生物大分子

D.生物大分子以碳链为骨架，是构成细胞的基本框架

15.如图为大肠杆菌DNA分子结构的一条脱氧核苷酸长链。请根据图回答下面的问题。

（1）图中1、2、3结合在一起的结构叫　　　　　　,有　　　　种。 

（2）图中3有　　　　种,特有的含氮碱基是　　　　(填名称),2是　　　　。 

（3）此图若为新型冠状病毒的遗传物质,其特有的含氮碱基是　　　　　(填名称)。 

16.多聚体是由许多相同或相似的基本单位组成的长链，下图表示细胞利用基本单位合成生物大分子的示意图，回答有关问题：

（1）若某种多聚体的基本单位中含有U，则该基本单位的名称为___________，由其参与组成的生物大分子的名称是___________，该生物大分子的功能是___________（写出一条即可）。

（2）若合成的多聚体是组成植物细胞壁的主要成分，则该生物大分子是___________。

（3）若该生物大分子为一个由α、β、γ三条多肽链形成的蛋白质分子（图1表示），共含571个氨基酸，其中二硫键（-S-S-）是蛋白质中一种连接肽链的化学键，由两个巯基（-SH）脱氢形成的，那么：

①据图1可知该蛋白质分子中至少含有___________氧原子。

②假设该蛋白质分子中的α链的分子式为CxHyNzOwS，并且是由图2中四种氨基酸组成的，α链含天冬氨酸___________个。若氨基酸的平均相对分子质量为120，则该蛋白质的相对分子质量为___________。

③γ肽链是一条含121个氨基酸的多肽链，其中含有天冬氨酸5个，分别位于26、71、72、99、121位（见下图），天冬氨酸的结构见图2。

肽酶E1专门水解天冬氨酸羧基端的肽键，肽酶E2专门水解天冬氨酸氨基端的肽键。肽酶E1完全作用后产生的产物中，至少有___________个羧基。