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第2課時　核酸儲存與傳遞遺傳信息
[學習目標]　概述核酸由核苷酸聚合而成，是儲存與傳遞遺傳信息的生物大分子。
1．核酸的結構和種類
(1)組成元素：C、H、O、N、P。
(2)種類：DNA和RNA。
(3)基本組成單位：核苷酸。
核苷酸 核糖核苷酸 脫氧核苷酸
組成大分子 RNA DNA
五碳糖 核糖 脫氧核糖
共有堿基 A、G、C
特有堿基 U(尿嘧啶) T(胸腺嘧啶)
結構式
2.DNA和RNA的主要區別
(1)寫出圖中各字母代表的名稱：
a：RNA，b：DNA。
(2)圖中a一般由1條鏈組成；b一般由兩條鏈組成。
(3)組成b的基本單位有4種。
3．核酸的功能：核酸是生物體中儲存與傳遞遺傳信息的生物大分子，在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中具有十分重要的作用。
判斷正誤
(1)只有細胞內的核酸才是攜帶遺傳信息的物質(　　)
(2)DNA和RNA的不同主要體現在堿基種類上(　　)
(3)DNA多樣性的原因是核苷酸的種類、數量、排列順序和DNA的空間結構不同(　　)
(4)脊髓灰質炎病毒的遺傳物質為DNA(　　)
(5)在DNA中含氮堿基有5種(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
一、分析DNA和RNA在化學組成和功能上的不同
1．某個核酸樣品降解后得到了堿基等成分，我們從哪些方面判斷該樣品是DNA還是RNA
提示　(1)堿基：若含有T則為DNA，若含有U則為RNA。
(2)五碳糖：若是核糖則為RNA，若是脫氧核糖則為DNA。
2．在“親子鑒定”中運用的是哪種核酸？所有生物都含有這種核酸嗎？這種物質能在“親子鑒定”中發揮作用的原因是什么？
提示　DNA；不一定，細胞生物體內都含有DNA和RNA，但病毒體內只含有一種核酸，即DNA或者RNA。每個人的DNA分子具有其特定的脫氧核苷酸排列順序，具有特異性。
二、分析生物大分子及其單體
DNA、RNA、蛋白質初步水解的產物和徹底水解的產物分別是什么？
提示　
物質 初步水解產物 徹底水解產物
DNA 脫氧核苷酸 脫氧核糖、堿基、磷酸
RNA 核糖核苷酸 核糖、堿基、磷酸
蛋白質 多肽 氨基酸
1．不同生物體中核酸、遺傳物質、堿基和核苷酸種類的分析
生物類別 核酸種類 遺傳物質 堿基種類 核苷酸種類 舉例
真核生物和原核生物 DNA和RNA DNA 5種：A、G、C、T、U 8種 細菌、人等
病毒 只含DNA DNA 4種：A、G、C、T 4種 噬菌體
只含RNA RNA 4種：A、G、C、U 4種 禽流感病毒
2.DNA分子的多樣性和特異性
(1)多樣性：脫氧核苷酸的種類、數目和排列順序決定了DNA的多樣性。
(2)特異性：脫氧核苷酸特定的排列順序代表了特定的遺傳信息。
1．(2022·無錫高一期末)如圖表示生物體內核苷酸的模式圖，下列說法正確的是(　　)
A．DNA中特有的c為T
B．DNA和RNA中的a表示的含義不同
C．DNA和RNA的不同點只在b方面
D．人體內的c有4種，b有2種
答案　A
解析　與RNA的堿基A、U、G、C相比，DNA的堿基A、T、G、C中特有的堿基c為T，A正確；DNA和RNA中的a表示的含義相同，均為磷酸，B錯誤；圖中a為磷酸，b為五碳糖，c為含氮堿基，DNA和RNA的不同體現在五碳糖和含氮堿基兩方面，C錯誤；人體細胞既含DNA，又含RNA，故其內的堿基c有5種(A、T、G、C、U)，五碳糖有2種(核糖和脫氧核糖)，D錯誤。
2．概念之間的相互關系可用如圖表示。下列物質中不屬于陰影部分的是(　　)
A．磷酸、鳥嘌呤 B．核糖、胸腺嘧啶
C．腺嘌呤、鳥嘌呤 D．胞嘧啶、腺嘌呤
答案　B
解析　圖中陰影部分表示DNA和RNA共有的物質。磷酸、鳥嘌呤、胞嘧啶和腺嘌呤是DNA和RNA共有的，胸腺嘧啶只存在于DNA中，尿嘧啶只存在于RNA中，脫氧核糖只存在于DNA中，核糖只存在于RNA中。
3．下圖為生物大分子的部分結構示意圖，數字代表單體。請分析回答：
(1)若單體是葡萄糖，在植物體內的生物大分子為 ；若單體是核苷酸，該生物大分子為 ，其功能是 。
(2)若上圖表示人體中多肽分子的片段，則理論上該片段最多有 種排列方式，若2號氨基酸脫落為游離氨基酸，需要 個水分子參與反應。
(3)生物大分子在細胞中的功能是由其 和 決定的，這為我們研究生物學問題提供了科學的思路。
答案　(1)淀粉或纖維素　核酸　攜帶遺傳信息，在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中具有極其重要的作用　(2)204　2　(3)組成　結構
解析　(1)若圖示單體為葡萄糖，則生物大分子為多糖，在植物細胞中可能是淀粉或纖維素；若單體是核苷酸，則該生物大分子為核酸，核酸攜帶了遺傳信息，在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中具有極其重要的作用。
(2)若題圖表示人體中多肽分子的片段，則單體是氨基酸，組成多肽的單體最多有20種，因此理論上該片段最多有204種排列方式；若2號氨基酸脫落為游離氨基酸，需要將其兩側的肽鍵水解，因此需要消耗2分子水。
(3)生物大分子是由單體聚合而成的，其功能與其組成和結構有關。
題組一　核酸的基本組成單位——核苷酸
1．(2022·蘇州高一期末)下列物質中含有氮和磷元素的是(　　)
A．脂肪 B．核苷酸
C．葡萄糖 D．纖維素
答案　B
2．如圖所示核苷酸的名稱是(　　)
A．尿嘧啶脫氧核苷酸 B．胞嘧啶核糖核苷酸
C．尿嘧啶核糖核苷酸 D．胸腺嘧啶核糖核苷酸
答案　C
解析　U是尿嘧啶，是RNA特有的堿基，因此如圖所示核苷酸的名稱是尿嘧啶核糖核苷酸。
3．玉米葉肉細胞中的核酸，含有的核苷酸種類是(　　)
A．2種 B．4種 C．5種 D．8種
答案　D
解析　玉米葉肉細胞中含有DNA和RNA，因此核苷酸的種類是4種脫氧核糖核苷酸和4種核糖核苷酸，共8種，D正確。
4．下圖表示的是構成某種核酸的基本單位，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．此物質是構成RNA的基本單位
B．此物質形成的大分子物質是DNA
C．此物質含有C、H、O、N、P元素
D．此物質是核糖核苷酸
答案　B
解析　圖示為核糖核苷酸，是構成RNA的基本單位，A、D正確；該物質形成的生物大分子是RNA，B錯誤；核糖核苷酸的組成元素有C、H、O、N、P，C正確。
題組二　核酸的種類、結構和功能
5．(2022·泰州高一檢測)如圖是DNA和RNA組成的結構示意圖，下列有關說法正確的是(　　)
A．人體細胞中都有5種堿基和8種核苷酸
B．硝化細菌的遺傳物質由5種堿基構成
C．病毒中也有上述兩種核酸
D．DNA徹底水解得到的產物中有脫氧核糖，而沒有核糖
答案　D
解析　人體成熟的紅細胞沒有細胞核和細胞器，所以沒有核酸，不含堿基和核苷酸，A錯誤；硝化細菌的遺傳物質是DNA，含有4種堿基，B錯誤；病毒只有一種核酸，DNA或RNA，C錯誤。
6．下列各項中，不屬于核酸的主要功能的是(　　)
A．對生物的蛋白質合成有重要作用
B．對生物的遺傳有重要作用
C．對生物的變異有重要作用
D．生物體內儲存能量的物質
答案　D
解析　核酸是生物體中儲存與傳遞遺傳信息的生物大分子，在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中具有重要的作用，但核酸不能儲存能量。
7．(2022·徐州高一期末)根據圖示判斷下列相關敘述不正確的是(　　)
A．化學元素A包括C、H、O、N、P
B．一分子的B由一分子五碳糖、一分子含氮的堿基和一分子磷酸組成
C．C的基本組成單位是脫氧核酸，D的基本組成單位是核糖核酸
D．一般情況下，在生物體的細胞中C具有兩條鏈，D具有一條鏈
答案　C
解析　圖中組成核苷酸的化學元素A包括C、H、O、N、P，A正確；分析圖示可知，B為構成核酸的單體核苷酸，一分子的核苷酸由一分子五碳糖、一分子含氮堿基和一分子磷酸組成，B正確；核酸包括DNA和RNA，DNA主要分布在細胞核中，RNA主要分布在細胞質中，故圖中C為DNA，D為RNA，C的基本組成單位是脫氧核苷酸，D的基本組成單位是核糖核苷酸，C錯誤；一般情況下，在生物體的細胞中DNA(C)具有兩條鏈，RNA(D)具有一條鏈，D正確。
8．DNA 指紋法在案件偵破中起到重要作用，從案發現場提取 DNA 樣品，可為案件提供證據，其中的生物學原理是(　　)
A．不同人體內的DNA 所含的堿基種類不同
B．不同人體內的DNA 所含的五碳糖和磷酸不同
C．不同人體內的DNA 所含的脫氧核苷酸排列順序不同
D．不同人體內的DNA 空間結構不同
答案　C
解析　不同人體內的DNA所含的堿基種類(A、T、C、G)、五碳糖(脫氧核糖)、磷酸和空間結構(雙螺旋結構)都是相同的。DNA指紋法在案件偵破工作中有著重要作用，從案發現場提取DNA樣品，可為案件偵破提供證據，其中的生物學原理是不同人體內的DNA所含的遺傳信息不同，即脫氧核苷酸的排列順序不同，C正確。
選擇題9～10題為單選題，11～13題為多選題。
9．奶牛乳腺細胞所含有的核苷酸中，含有A、G、C、T的核苷酸共有(　　)
A．8種 B．7種 C．6種 D．4種
答案　B
解析　含A、G、C的有3種脫氧核苷酸，即腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸，還有3種核糖核苷酸，即腺嘌呤核糖核苷酸、鳥嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸，含T的只有胸腺嘧啶脫氧核苷酸，共7種。
10．已知核苷酸是組成核酸的基本單位，其化學組成的結構簡圖如下圖所示，下列有關敘述正確的是(　　)
A．DNA徹底水解可以得到3種物質
B．乙是單糖，可以是果糖或葡萄糖
C．丁的種類完全是由丙直接決定的
D．物種特異性與丁的排列順序有關
答案　D
解析　DNA徹底水解得到的產物有脫氧核糖、磷酸和四種含氮堿基，A錯誤；乙是單糖，可以是核糖和脫氧核糖，B錯誤；甲為磷酸，乙為五碳糖，丙為含氮堿基，丁為核苷酸，核苷酸的種類與五碳糖的種類和含氮堿基的種類有關，C錯誤；物種特異性與核酸(DNA或RNA)有關，而核酸的特異性與丁核苷酸的排列順序有關，D正確。
11．如圖是核苷酸的結構示意圖。下列相關敘述中不正確的是(　　)
A．圖示中的堿基在埃博拉病毒中共有5種
B．圖示中2′號碳原子上一定有—OH結構
C．脫氧核苷酸可水解為磷酸、核糖和含氮堿基
D．核酸是由核苷酸連接而成的多聚體
答案　ABC
解析　埃博拉病毒的遺傳物質為RNA，其中含氮堿基只有A、U、C、G 4種，A錯誤；核苷酸2′號碳原子上未必有—OH，有則為核糖核苷酸，沒有則為脫氧核苷酸，B錯誤；脫氧核苷酸水解產物為磷酸、含氮堿基、脫氧核糖，C錯誤；核苷酸之間可以通過脫水縮合形成多聚體——核酸，D正確。
12．下圖所示為DNA概念圖，下列有關敘述不正確的是(　　)
A．圖中①表示C、H、O、N、P五種元素
B．②中含有尿嘧啶脫氧核苷酸
C．DNA結構一般為雙鏈
D．圖中⑤主要為核糖核苷酸的排列順序
答案　BD
解析　DNA中不含尿嘧啶；DNA結構多樣性主要取決于脫氧核苷酸的排列順序。
13．核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質，在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中具有極其重要的作用。下列有關核酸的說法錯誤的是(　　)
A．哺乳動物的遺傳物質由8種核苷酸組成
B．DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序儲存著大量的遺傳信息
C．DNA徹底水解后會得到5種小分子物質
D．細胞中的DNA和RNA都以碳鏈為骨架
答案　AC
解析　哺乳動物的遺傳物質是DNA，DNA的基本組成單位為脫氧核苷酸，根據其中所含堿基不同分為4種脫氧核苷酸，A錯誤；DNA分子中的脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息，構成DNA的脫氧核苷酸只有4種，但成千上萬個脫氧核苷酸的排列順序極其多樣，可儲存大量遺傳信息，B正確；DNA徹底水解后得到磷酸、脫氧核糖、4種含氮堿基，一共6種小分子物質，C錯誤；DNA和RNA等有機大分子都是以碳鏈為骨架的生物大分子，D正確。
14．如圖中的①代表磷酸基團，②代表五碳糖，③代表含氮堿基。請據圖回答下列問題：
(1)若③是胞嘧啶，當②是 時，該圖代表核糖核苷酸；當②是 時，該圖代表脫氧核糖核苷酸。
(2)若③是尿嘧啶，則②是 ；若③是胸腺嘧啶，則②是 。
(3)若②是核糖，則③有 種；若②是脫氧核糖，則③有 種。
(4)若③是堿基A，則此圖可能表示 。
答案　(1)核糖　脫氧核糖　(2)核糖　脫氧核糖　(3)4　4　(4)腺嘌呤脫氧核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸
15．下圖為某種核苷酸(已知圖甲的右上角部分為腺嘌呤)和某核苷酸鏈(圖乙)示意圖，請據圖回答問題：
(1)圖甲中該核苷酸的名稱為 ，該核苷酸是構成哪一種核酸的基本原料？ 。
(2)請指出圖甲中哪一位置上的氧去掉后便可成為合成細菌遺傳物質的基本原料： (填序號)。
(3)圖乙中1、2、3的中文名稱分別是 、 、 。
(4)通常由圖乙中 條圖示的核苷酸鏈構成一個 分子。
(5)在豌豆的葉肉細胞中，由A、C、T、U 4種堿基參與構成的核苷酸共有 種。
答案　(1)腺嘌呤核糖核苷酸　RNA　(2)③　(3)磷酸基團　脫氧核糖　胞嘧啶　(4)2　DNA　(5)6
解析　(1)根據③判斷該核苷酸的五碳糖是核糖，因此名稱為腺嘌呤核糖核苷酸，是組成RNA的基本單位之一。(2)細菌的遺傳物質是DNA，基本原料是脫氧核苷酸，應去掉③中的氧。(3)題圖乙中1、2、3分別為磷酸基團、脫氧核糖、胞嘧啶，共同組成胞嘧啶脫氧核苷酸。(4)題圖乙中含有T，為DNA分子的一條鏈，DNA分子一般含有兩條鏈。(5)豌豆的葉肉細胞中含有DNA和RNA，因此A、C分別參與構成兩種核苷酸，T、U各自參與構成一種核苷酸，共6種核苷酸。

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