資源簡介

2.5 核酸是遺傳信息的攜帶者
1.概述核酸是由核苷酸聚合形成的，是儲存和傳遞遺傳信息的生物大分子。
2.通過分析DNA和RNA的化學組成，說明DNA和RNA的區別。
3.說出生物大分子的種類，概述生物大分子以碳鏈為骨架的結構特點，理解單體和多聚體的含義。
知識點01 核酸的種類和分布
核酸分脫氧核糖核酸（簡稱DNA）和核糖核酸（簡稱RNA）兩大類。真核生物的DNA主要分布在細胞核中，線粒體和葉綠體內也含有少量的DNA。RNA主要分布在細胞質中。
知識點02 核酸是由核苷酸連接而成的長鏈
1.核酸的基本組成單位是核苷酸，組成核苷酸的三個分子相互連接的方式可表示為（或磷酸—五碳糖+堿基）。DNA是由脫氧核苷酸連接而成的長鏈（一般兩條），RNA則是由核糖核苷酸連接而成的長鏈（一般一條）。
2.DNA和RNA比較
DNA RNA
組成單位 脫氧核苷酸：磷酸-脫氧核糖-含氮堿基；含氮堿基的種類：腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、 胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）。 核糖核苷酸：磷酸-核糖-含氮堿基；含氮堿基的種類：腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、 胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）。
特有成分 脫氧核糖、胸腺嘧啶（T） 核糖、尿嘧啶（U）
遺傳信息 儲存在脫氧核苷酸的排列順序中 儲存在核糖核苷酸的排列順序中
遺傳物質 絕大多數生物的遺傳信息儲存在DNA中 部分病毒如HIV (人類免疫缺陷病毒)、SARS(嚴重急性呼吸綜合征)的遺傳信息儲存在RNA中。
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。
【歸納總結】
①凡細胞中一定含有兩種核酸，DNA和RNA，遺傳物質一定是DNA。
②絕大多數病毒中的遺傳物質是DNA，只有少數病毒的遺傳物質是RNA，但日常生活中，常常被人們提及的往往是RNA病毒，這是因為RNA病毒對人類健康危害較大。
③沒有特殊信息指明，DNA默認為雙鏈，RNA默認是單鏈。
知識點03 生物大分子以碳鏈為骨架
1.在構成細胞的化合物中，多糖、蛋白質、核酸都是生物大分子。
2.組成多糖的基本單位是單糖，組成蛋白質的基本單位是氨基酸，組成核酸的基本單位是核苷酸，這些基本單位稱為單體。每一個單體都以若干個相連的碳原子構成的為碳鏈基本骨架。生物大分子是由許多單體連接成的多聚體。
【特別提醒】常見生物大分子的初步水解產物、徹底水解的產物、代謝終產物
物質 初步水解產物 徹底水解產物 代謝終產物
淀粉 麥芽糖 葡萄糖 CO2、H2O
蛋白質 多肽 氨基酸 CO2、H2O和尿素
核酸 核苷酸 磷酸＋五碳糖＋堿基 CO2、H2O、尿素和磷酸鹽
考法01 核酸的結構層次
核酸的結構層次如下圖所示：
1.組成核酸的元素有C、H、O、N、P 5種。
2.核酸的基本組成單位是核苷酸，一分子核苷酸有一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子堿基構成，三者之間連接是“磷酸—五碳糖—堿基”，如圖。
3.核酸初步水解的產物是核苷酸，徹底水解的產物是磷酸、五碳糖、堿基。
【典例1】DNA完全水解后，得到的化學物質是(　　)
A．氨基酸、葡萄糖、含氮堿基
B．脫氧核糖、含氮堿基、磷酸
C．氨基酸、核苷酸、葡萄糖
D．核糖、含氮堿基、磷酸
【答案】B
【解析】DNA又叫脫氧核糖核酸，其初步水解的產物是脫氧核苷酸，徹底水解的產物是脫氧核糖、含氮堿基和磷酸，故選B。
考法02 DNA和RNA的異同
1.DNA與RNA的比較
項目 DNA RNA
中文名 脫氧核糖核酸 核糖核酸
元素組成 C、H、O、N、P
基本單位 脫氧核苷酸 核糖核苷酸
組成成分 五碳糖 脫氧核糖 核糖
堿基 A(腺嘌呤)、G(鳥嘌呤)、C(胞嘧啶)
T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶)
磷酸 磷酸
一般結構 兩條脫氧核苷酸鏈 一條核糖核苷酸鏈
存在部位 主要在細胞核 主要在細胞質
2.不同生物的核酸、核苷酸、堿基、遺傳物質歸納
生物種類 核酸種類 堿基種類 核苷酸種類 遺傳物質
細胞生物 DNA和RNA 5種 8種 DNA
病毒 DNA病毒 DNA 4種 4種 DNA
RNA病毒 RNA 4種 4種 RNA
【典例2】下列關于真核細胞DNA和RNA的比較，正確的是(　　)
A．構成的堿基相同
B．構成的五碳糖相同
C．核苷酸之間的連接方式相同
D．在細胞內分布的主要部位相同
【答案】C
【解析】DNA中的堿基為A、T、C、G，RNA中的堿基為A、U、C、G，構成兩者的堿基部分相同，A錯誤。構成真核細胞DNA的五碳糖為脫氧核糖，構成真核細胞RNA的五碳糖為核糖，不相同，B錯誤。核苷酸之間均通過磷酸二酯鍵連接，連接方式相同，C正確。DNA主要分布在細胞核，RNA主要分布在細胞質，D錯誤。
考法03 核酸分子的多樣性和特異性
1.核酸分子的多樣性體現在：構成核酸(DNA或RNA)的4種核苷酸的數目成千上萬，其排列順序千變萬化，因此，決定了核酸(DNA或RNA)分子具有多樣性。
2.核酸分子的特異性是指：每個核酸(DNA或RNA)中核苷酸(脫氧核苷酸或核糖核苷酸)的種類、數目和排列順序是特定的，決定了每一個核酸(DNA或RNA)分子具有特異性。
3.絕大多數生物的遺傳物質是DNA，少數病毒的遺傳物質是RNA。
4.DNA多樣性、蛋白質多樣性和生物多樣性的關系
【典例3】分析HIV的化學組成，得到下圖所示組成關系，相關敘述正確的是(　　)
A．a→甲的過程在HIV的核糖體上完成
B．乙徹底水解可產生磷酸基、核糖和A、G、T、C四種堿基
C．a與a之間通過“—NH—COOH—”相連接
D．HIV的遺傳信息儲存在大分子乙中
【答案】D
【解析】首先由圖中HIV聯想到RNA和蛋白質，然后推出甲、乙兩種物質分別是蛋白質和RNA，a、b是構成甲、乙的小分子物質，所以a、b可能是氨基酸和核糖核苷酸，最后根據元素組成再確認甲、a分別是蛋白質和氨基酸，乙、b分別是RNA和核糖核苷酸。HIV無細胞結構，只有侵入宿主細胞，利用宿主細胞的核糖體才能合成自身的蛋白質；RNA中含有U而不含T；氨基酸之間通過肽鍵“—NH—CO—”相連接；RNA是HIV的遺傳物質。
考法04 生物大分子以碳鏈為骨架
1.單體是指組成生物大分子（多糖、蛋白質、核酸）的基本單位。
2.每個單體都以若干個相連的 C 原子構成的 C 鏈為基本骨架，多個單體經脫水縮合而成的結構稱為多聚體。
【典例4】下列關于生物大分子的敘述，錯誤的是（　　）
A．生物大分子都以碳鏈為基本骨架
B．RNA是生物大分子，也能儲存遺傳信息
C．生物大分子的基本組成單位是單體
D．脂肪作為生物大分子，是細胞良好的儲能物質
【答案】D
【解析】生物大分子的單體都以碳鏈為基本骨架，因此生物大分子都以碳鏈為基本骨架，A正確；RNA作為一些病毒的遺傳物質也能儲存遺傳信息，核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質，細胞中的核酸包括DNA和RNA，B正確；生物大分子又叫多聚體，其基本組成單位是單體，C正確；脂肪是細胞良好的儲能物質，但不屬于生物大分子，D錯誤。
題組A 基礎過關練
1．真核細胞的DNA主要分布在（ ）
A．細胞核 B．細胞質基質
C．線粒體 D．葉綠體
1.【答案】A
【解析】真核細胞的遺傳物質是DNA，DNA主要分布在細胞核中（少數分布在細胞質中），細胞核是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心，A正確。
2．下列元素中，不屬于組成核酸的化學元素是（ ）
A．C B．N C．P D．S
2.【答案】D
【解析】組成核酸的化學元素只有C、H、O、N、P5種，不含S元素，D符合題意。
3．如圖是某動物細胞，其含有的核酸、核苷酸及堿基種類依次是（ ）
A．1、4、4 B．1、4、5 C．2、4、5 D．2、8、5
3.【答案】D
【解析】該細胞中有細胞核，所以為真核細胞。凡細胞核酸一定是2種，DNA和RNA，組成DNA和RNA的核苷酸各有4種，共8種核苷酸，堿基共5種，包括A、T、C、G、U，D正確。
4．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．胸腺嘧啶脫氧核苷酸
4.【答案】C
【解析】圖中所示核苷酸含有的堿基為尿嘧啶，是RNA特有的堿基，故該五碳糖為核糖，該核苷酸為尿嘧啶核糖核苷酸，是RNA的基本單位之一，C正確。
5．將RNA分子徹底水解后得到的化學物質是（ ）
A．脫氧核糖、磷酸、堿基 B．核糖、磷酸、堿基
C．核苷酸、脫氧核糖、堿基 D．核苷酸、磷酸、堿基
5.【答案】B
【解析】RNA分子初步水解可以得到四種核糖核苷酸，徹底水解后得到的化學物質有含氮堿基、磷酸、核糖，A、C、D錯誤，B正確。
6．遺傳信息的攜帶者是（ ）
A．核酸 B．蛋白質 C．核苷酸 D．氨基酸
6.【答案】A
【解析】遺傳信息的攜帶者是核酸，其基本組成單位是核苷酸；生命活動的主要承擔者是蛋白質，其基本組成單位是氨基酸，A正確。
7.刑偵人員在案發現場查找證據時，耐心收集血液、頭發等樣品，是為了提取樣品中的（ ）
A．DNA B．DNA或RNA
C．RNA D．DNA和RNA
7.【答案】A
【解析】DNA偵破的準確率非常高，原因是絕大多數的生物，其遺傳信息就儲存在DNA中，而且每個個體的DNA的脫氧核苷酸序列或堿基序列各不相同。故收集血液、頭發等樣品，是為了提取樣品中的DNA，A正確。
8.下列物質中，不屬于生物大分子的是（ ）
A.淀粉和糖原 B.DNA和RNA C.血紅蛋白和唾液淀粉酶 D.脂肪和磷脂
8.【答案】D
【解析】生物大分子包括多糖、蛋白質和核酸。淀粉和糖原是多糖，屬于生物大分子；DNA和RNA屬于核酸，屬于生物大分子；血紅蛋白和唾液淀粉酶大分子蛋白質，屬于生物大分子；脂肪和磷脂不屬于生物大分子。
題組B 能力提升練
9.下列關于核酸的說法,正確的是(　　)
A.核酸分為DNA、RNA兩類,有的細胞中有DNA,有的細胞中有RNA
B.RNA的單體是脫氧核糖核苷酸,DNA的單體是核糖核苷酸
C.細胞核中的遺傳物質是DNA,細胞質中的遺傳物質也是DNA
D.核酸是生物遺傳信息的攜帶者,核酸中的堿基代表遺傳信息
9.【答案】C
【解析】除哺乳動物成熟紅細胞及少數細胞外，所有細胞都同時含有DNA和RNA，A不正確；RNA的單體是核糖核苷酸，DNA的單體是脫氧核糖核苷酸，B不正確；一種生物的遺傳物質只有一種，有細胞結構的生物既有DNA又有RNA，其遺傳物質是DNA，RNA不起遺傳作用，細胞核中的遺傳物質是DNA,細胞質中的遺傳物質也是DNA，C正確；核酸是生物遺傳信息的攜帶者,遺傳信息儲存在核酸中的核苷酸排列順序中，核酸中的堿基不能代表遺傳信息，D不正確。
10.T2噬菌體(一種病毒)、煙草葉肉細胞中含有的堿基、核苷酸、五碳糖種類的數目對應關系,正確的是(　　)
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
10.【答案】C
【解析】噬菌體是一種DNA病毒，其核酸只有DNA，所含堿基是腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）4種，五糖糖只有脫氧核糖1種，核苷酸有腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸4種；煙草葉肉細胞中含有DNA和RNA，細胞中有堿基5種-腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）和鳥嘌呤（U），核苷酸有腺嘌呤脫氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸8種，五糖糖有核糖和脫氧核糖2種。
11.據報道，英國科學家從人皮膚細胞中提取出細胞核，植入剔除了細胞核的牛卵細胞中，從而培育出人獸混合胚胎。從遺傳學角度來看，這種混合胚胎中有99.9%的遺傳物質來自人，只有0.1%來自牛。你認為這0.1%的遺傳物質最可能存在于牛卵細胞的（　　）
A．細胞核 B．線粒體 C．葉綠體 D．核糖體
11.【答案】B
【解析】具有細胞結構的生物的遺傳物質（DNA）絕大多數是來自細胞核，少數遺傳物質（DNA）來自于細胞質。人獸混合胚胎是由人皮膚細胞的細胞核和剔除了細胞核的牛卵細胞重組培育而來，因此99.9%的遺傳物質來自細胞核，A錯誤；剔除了細胞核的牛卵細胞含有細胞質，細胞質中線粒體含有少量的遺傳物質，故0.1%的遺傳物質來自牛的細胞質中的線粒體，B正確；動物細胞無葉綠體，C錯誤；核糖體中不含遺傳物質，D錯誤。
12.關于下圖所示過程的敘述中，錯誤的是（ ）
A．甲是磷酸，在不同的核苷酸中種類相同
B．乙是五碳糖，在DNA中是脫氧核糖，在RNA中是核糖
C．丙是含氮堿基，在人體細胞遺傳物質中有4種
D．丁是核苷酸，新冠病毒中有8種
12.【答案】D
【解析】甲是磷酸，在不同的核苷酸中種類相同，A正確；乙是五碳糖，組成DNA的五碳糖是脫氧核糖，組成RNA的五碳糖是核糖，B正確；丙是含氮堿基，組成DNA的堿基有4種（A、T、C、G）；組成RNA的堿基有4種（A、C、G、U），人體細胞的遺傳物質是DNA，所以含有4種堿基，C正確；新冠病毒為單鏈RNA病毒，含有的核苷酸只有四種，D錯誤。
13.如圖，A為某種核苷酸，B為某核苷酸長鏈，下列說法錯誤的是（ ）
A．圖A的名稱是腺嘌呤核糖核苷酸 B．圖B中含有4種核苷酸
C．圖B中五碳糖是核糖 D．圖A不是圖B的物質組成
13.【答案】C
【解析】圖A中的五碳糖為核糖，它的名稱是腺嘌呤核糖核苷酸，A正確；圖B中含有4種堿基，故含有4種脫氧核苷酸，B正確；圖B中有堿基T，故為DNA一條鏈片段，五碳糖是脫氧核糖，C錯誤；圖A是核糖核苷酸，圖B一條DNA鏈片段，圖A不是圖B的物質組成，D正確。
14.下列關于生物大分子的敘述，不正確的是（ ）
A.蛋白質是以氨基酸為基本單位的生物大分子
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、乳糖都是由葡萄糖組成的生物大分子
D.生物大分子以碳鏈為骨架，是構成細胞的基本框架
14.【答案】C
【解析】在構成細胞的化合物中，多糖、蛋白質、核酸都是生物大分子。蛋白質是以氨基酸為基本單位的生物大分子，A正確；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，B正確；乳糖是二糖，不是生物大分子，C不正確；以碳鏈為骨架的多糖、蛋白質、核酸等生物大分子是構成細胞生命大廈的基本框架，D正確。
15.如圖為大腸桿菌DNA分子結構的一條脫氧核苷酸長鏈。請根據圖回答下面的問題。
（1）圖中1、2、3結合在一起的結構叫　　　　　　,有　　　　種。
（2）圖中3有　　　　種,特有的含氮堿基是　　　　(填名稱),2是　　　　。
（3）此圖若為新型冠狀病毒的遺傳物質,其特有的含氮堿基是　　　　　(填名稱)。
15.【答案】（1）脫氧核苷酸　四 （2）四　胸腺嘧啶　脫氧核糖 （3）尿嘧啶
【解析】（1）DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸，在DNA分子的一條脫氧核苷酸長鏈中1、2、3結合在一起的結構叫脫氧核苷酸,有腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸4種。
（2）3表示堿基，在DNA分子的一條脫氧核苷酸長鏈中圖中3有腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）4種，特有的含氮堿基是胸腺嘧啶，2是脫氧核糖。
（3）新型冠狀病毒的遺傳物質是RNA,其特有的含氮堿基是尿嘧啶。
16.多聚體是由許多相同或相似的基本單位組成的長鏈，下圖表示細胞利用基本單位合成生物大分子的示意圖，回答有關問題：
（1）若某種多聚體的基本單位中含有U，則該基本單位的名稱為___________，由其參與組成的生物大分子的名稱是___________，該生物大分子的功能是___________（寫出一條即可）。
（2）若合成的多聚體是組成植物細胞壁的主要成分，則該生物大分子是___________。
（3）若該生物大分子為一個由α、β、γ三條多肽鏈形成的蛋白質分子（圖1表示），共含571個氨基酸，其中二硫鍵（-S-S-）是蛋白質中一種連接肽鏈的化學鍵，由兩個巰基（-SH）脫氫形成的，那么：
①據圖1可知該蛋白質分子中至少含有___________氧原子。
②假設該蛋白質分子中的α鏈的分子式為CxHyNzOwS，并且是由圖2中四種氨基酸組成的，α鏈含天冬氨酸___________個。若氨基酸的平均相對分子質量為120，則該蛋白質的相對分子質量為___________。
③γ肽鏈是一條含121個氨基酸的多肽鏈，其中含有天冬氨酸5個，分別位于26、71、72、99、121位（見下圖），天冬氨酸的結構見圖2。
肽酶E1專門水解天冬氨酸羧基端的肽鍵，肽酶E2專門水解天冬氨酸氨基端的肽鍵。肽酶E1完全作用后產生的產物中，至少有___________個羧基。
16.【答案】（1）尿嘧啶核糖核苷酸 核糖核酸 是RNA病毒的遺傳物質、在蛋白質的生物合成中具有重要的作用
（2）纖維素
（3）①573 ②（W-Z-1）/2 58274 ③10
【解析】（1）含氮堿基U是RNA特有的，RNA的基本單位是核糖核苷酸，若其中含有含氮堿基U，則該基本單位的名稱為尿嘧啶核糖核苷酸；由其組成的生物大分子的名稱為核糖核酸；RNA的功能包括：是RNA病毒的遺傳物質、在蛋白質生物合成中具有重要的作用；
（2）植物細胞壁的主要組成成分是纖維素和果膠，纖維素是由葡萄糖聚合形成的多聚體；
（3）①該蛋白質分子共含有571個氨基酸，包括兩條肽鏈和一個環狀肽，氨基酸通過脫水縮合形成肽鍵，每個肽鍵中有一個氧原子，共形成569個肽鍵，至少含有569個氧原子，每條肽鏈至少有一個游離的羧基，每個羧基中含有兩個氧原子，則兩條肽鏈至少有兩個羧基4個氧原子，因此，該蛋白質分子至少含有573個氧原子；②由圖可知，四種氨基酸都只含有一個N原子，因此分子式為CxHyNzOwS的α鏈含有Z個氨基酸，脫去的水分子數是Z-1；天冬氨酸含有2個羧基，其他3種氨基酸都只含有一個羧基，因此α鏈中O原子的數目W=2×Z+2×天冬氨酸的個數-脫水數，則天冬氨酸的數目是（W-Z-1）/2；由于β鏈為環狀，則該蛋白質形成過程中脫水縮合反應共脫去571-2=569個水，由圖1可知，該蛋白質形成過程中還形成了2個二硫鍵，每個二硫鍵脫去兩個氫，若氨基酸的平均相對分子質量為120，則該蛋白質的相對分子質量為571×120-（569×18+2×2）=58274；③分析題意可知，經過肽酶E1的作用之后，將γ肽鏈水解成4條多肽鏈和1個天冬氨酸，每條肽鏈至少含有一個羧基，4條多肽鏈中共含有4個天冬氨酸，因此，4條多肽鏈中含有8個羧基，游離的天冬氨酸含有兩個羧基，則肽酶E1完全作用后產生的產物中，至少有10個羧基。
題組C 培優拔尖練
17.（2021·全國高考真題）已知①酶、②抗體、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人體內有重要作用的物質。下列說法正確的是（ ）
A．①②③都是由氨基酸通過肽鍵連接而成的
B．③④⑤都是生物大分子，都以碳鏈為骨架
C．①②⑥都是由含氮的單體連接成的多聚體
D．④⑤⑥都是人體細胞內的主要能源物質
17.【答案】C
【解析】酶的化學本質是蛋白質或RNA，抗體的化學本質是蛋白質，激素的化學本質是有機物，如蛋白質、氨基酸的衍生物、脂質等，只有蛋白質才是由氨基酸通過肽鍵連接而成的，A錯誤；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質，如甲狀腺激素是含碘的氨基酸，B錯誤；酶的化學本質是蛋白質或RNA，抗體的化學成分是蛋白質，蛋白質是由氨基酸連接而成的多聚體，核酸是由核苷酸連接而成的多聚體，氨基酸和核苷酸都含有氮元素，C正確；人體主要的能源物質是糖類，核酸是生物的遺傳物質，脂肪是機體主要的儲能物質，D錯誤。
18.（2020·天津卷真題）組成下列多聚體的單體的種類最多的是（ ）。
A．血紅蛋白 B．DNA C．淀粉 D．纖維素
18.【答案】A
【解析】組成DNA的單體有4種，組成淀粉和纖維素的單體都只有葡萄糖1種，組成蛋白質的單體有21種，組成血紅蛋白的單體雖然沒有21種，但遠遠超過4種。選A。
19.（2019·江蘇高考真題）下列關于細胞內蛋白質和核酸的敘述，正確的是
A．核酸和蛋白質的組成元素相同
B．核酸的合成需要相應蛋白質的參與
C．蛋白質的分解都需要核酸的直接參與
D．高溫會破壞蛋白質和核酸分子中肽鍵
19.【答案】B
【解析】核酸的組成元素是C、H、O、N、P，而蛋白質的主要組成元素是C、H、O、N，故核酸和蛋白質的組成元素不完全相同，A錯誤；核酸包括DNA和RNA，兩者的合成都需要相關酶的催化，而這些酶的化學本質是蛋白質，B正確；蛋白質的分解需要蛋白酶的參與，而蛋白酶的本質是蛋白質，因此蛋白質的分解不需要核酸的直接參與，C錯誤；高溫會破壞蛋白質分子的空間結構，但是不會破壞肽鍵，且核酸分子中不含肽鍵，D錯誤。
20.（2019·湖北荊州市·荊州中學高一期中）下圖表示細胞內某些有機物的元素組成和功能關系，其中A、B代表元素，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是生物大分子，圖中X、Y、Z、P分別為構成生物大分子的基本單位，請據圖回答下列問題：
（1）A指的是_____________。
（2）Ⅰ在小麥種子中主要是指________。
（3）P經____________方式形成Ⅳ，連接兩個P的化學鍵的是_______。鑒定Ⅳ使用的試劑名稱是__________，可使Ⅳ呈現_______色。
（4）染色體主要是由圖中的____________組成（填標號）。Ⅱ的基本單位中，含堿基G的單體名稱是________________。
20.【答案】（1）N、P （2）淀粉 （3）脫水縮合 肽鍵 雙縮脲試劑 紫 （4）Ⅱ、Ⅳ 鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸
【解析】（1）核酸的元素組成為C、H、O、N、P，因此A表示N、P。
（2）Ⅰ的組成元素是C、H、O，且是主要的能源物質，為生物大分子，指的是多糖，在小麥種子中主要是指淀粉。
（3）氨基酸經過脫水縮合形成蛋白質；連接兩個氨基酸的化學鍵是肽鍵，肽鍵的結構簡式是-NH-CO-；鑒蛋白質使用的試劑是雙縮脲試劑，蛋白質與雙縮脲試劑呈現紫色。
（4）染色體的組成成分為ⅡDNA和Ⅳ蛋白質；Ⅱ的基本單位為脫氧核苷酸，含堿基G的單體名稱是：鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸。
目標導航
分層提分
知識精講
能力拓展
分層提分2.5 核酸是遺傳信息的攜帶者
1.概述核酸是由核苷酸聚合形成的，是儲存和傳遞遺傳信息的生物大分子。
2.通過分析DNA和RNA的化學組成，說明DNA和RNA的區別。
3.說出生物大分子的種類，概述生物大分子以碳鏈為骨架的結構特點，理解單體和多聚體的含義。
知識點01 核酸的種類和分布
核酸分脫氧核糖核酸（簡稱DNA）和核糖核酸（簡稱RNA）兩大類。真核生物的DNA主要分布在細胞核中，線粒體和葉綠體內也含有少量的DNA。RNA主要分布在細胞質中。
知識點02 核酸是由核苷酸連接而成的長鏈
1.核酸的基本組成單位是核苷酸，組成核苷酸的三個分子相互連接的方式可表示為（或磷酸—五碳糖+堿基）。DNA是由脫氧核苷酸連接而成的長鏈（一般兩條），RNA則是由核糖核苷酸連接而成的長鏈（一般一條）。
2.DNA和RNA比較
DNA RNA
組成單位 脫氧核苷酸：磷酸-脫氧核糖-含氮堿基；含氮堿基的種類：腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、 胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）。 核糖核苷酸：磷酸-核糖-含氮堿基；含氮堿基的種類：腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、 胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）。
特有成分 脫氧核糖、胸腺嘧啶（T） 核糖、尿嘧啶（U）
遺傳信息 儲存在脫氧核苷酸的排列順序中 儲存在核糖核苷酸的排列順序中
遺傳物質 絕大多數生物的遺傳信息儲存在DNA中 部分病毒如HIV (人類免疫缺陷病毒)、SARS(嚴重急性呼吸綜合征)的遺傳信息儲存在RNA中。
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。
【歸納總結】
①凡細胞中一定含有兩種核酸，DNA和RNA，遺傳物質一定是DNA。
②絕大多數病毒中的遺傳物質是DNA，只有少數病毒的遺傳物質是RNA，但日常生活中，常常被人們提及的往往是RNA病毒，這是因為RNA病毒對人類健康危害較大。
③沒有特殊信息指明，DNA默認為雙鏈，RNA默認是單鏈。
知識點03 生物大分子以碳鏈為骨架
1.在構成細胞的化合物中，多糖、蛋白質、核酸都是生物大分子。
2.組成多糖的基本單位是單糖，組成蛋白質的基本單位是氨基酸，組成核酸的基本單位是核苷酸，這些基本單位稱為單體。每一個單體都以若干個相連的碳原子構成的為碳鏈基本骨架。生物大分子是由許多單體連接成的多聚體。
【特別提醒】常見生物大分子的初步水解產物、徹底水解的產物、代謝終產物
物質 初步水解產物 徹底水解產物 代謝終產物
淀粉 麥芽糖 葡萄糖 CO2、H2O
蛋白質 多肽 氨基酸 CO2、H2O和尿素
核酸 核苷酸 磷酸＋五碳糖＋堿基 CO2、H2O、尿素和磷酸鹽
考法01 核酸的結構層次
核酸的結構層次如下圖所示：
1.組成核酸的元素有C、H、O、N、P 5種。
2.核酸的基本組成單位是核苷酸，一分子核苷酸有一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子堿基構成，三者之間連接是“磷酸—五碳糖—堿基”，如圖。
3.核酸初步水解的產物是核苷酸，徹底水解的產物是磷酸、五碳糖、堿基。
【典例1】DNA完全水解后，得到的化學物質是(　　)
A．氨基酸、葡萄糖、含氮堿基
B．脫氧核糖、含氮堿基、磷酸
C．氨基酸、核苷酸、葡萄糖
D．核糖、含氮堿基、磷酸
【答案】B
【解析】DNA又叫脫氧核糖核酸，其初步水解的產物是脫氧核苷酸，徹底水解的產物是脫氧核糖、含氮堿基和磷酸，故選B。
考法02 DNA和RNA的異同
1.DNA與RNA的比較
項目 DNA RNA
中文名 脫氧核糖核酸 核糖核酸
元素組成 C、H、O、N、P
基本單位 脫氧核苷酸 核糖核苷酸
組成成分 五碳糖 脫氧核糖 核糖
堿基 A(腺嘌呤)、G(鳥嘌呤)、C(胞嘧啶)
T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶)
磷酸 磷酸
一般結構 兩條脫氧核苷酸鏈 一條核糖核苷酸鏈
存在部位 主要在細胞核 主要在細胞質
2.不同生物的核酸、核苷酸、堿基、遺傳物質歸納
生物種類 核酸種類 堿基種類 核苷酸種類 遺傳物質
細胞生物 DNA和RNA 5種 8種 DNA
病毒 DNA病毒 DNA 4種 4種 DNA
RNA病毒 RNA 4種 4種 RNA
【典例2】下列關于真核細胞DNA和RNA的比較，正確的是(　　)
A．構成的堿基相同
B．構成的五碳糖相同
C．核苷酸之間的連接方式相同
D．在細胞內分布的主要部位相同
【答案】C
【解析】DNA中的堿基為A、T、C、G，RNA中的堿基為A、U、C、G，構成兩者的堿基部分相同，A錯誤。構成真核細胞DNA的五碳糖為脫氧核糖，構成真核細胞RNA的五碳糖為核糖，不相同，B錯誤。核苷酸之間均通過磷酸二酯鍵連接，連接方式相同，C正確。DNA主要分布在細胞核，RNA主要分布在細胞質，D錯誤。
考法03 核酸分子的多樣性和特異性
1.核酸分子的多樣性體現在：構成核酸(DNA或RNA)的4種核苷酸的數目成千上萬，其排列順序千變萬化，因此，決定了核酸(DNA或RNA)分子具有多樣性。
2.核酸分子的特異性是指：每個核酸(DNA或RNA)中核苷酸(脫氧核苷酸或核糖核苷酸)的種類、數目和排列順序是特定的，決定了每一個核酸(DNA或RNA)分子具有特異性。
3.絕大多數生物的遺傳物質是DNA，少數病毒的遺傳物質是RNA。
4.DNA多樣性、蛋白質多樣性和生物多樣性的關系
【典例3】分析HIV的化學組成，得到下圖所示組成關系，相關敘述正確的是(　　)
A．a→甲的過程在HIV的核糖體上完成
B．乙徹底水解可產生磷酸基、核糖和A、G、T、C四種堿基
C．a與a之間通過“—NH—COOH—”相連接
D．HIV的遺傳信息儲存在大分子乙中
【答案】D
【解析】首先由圖中HIV聯想到RNA和蛋白質，然后推出甲、乙兩種物質分別是蛋白質和RNA，a、b是構成甲、乙的小分子物質，所以a、b可能是氨基酸和核糖核苷酸，最后根據元素組成再確認甲、a分別是蛋白質和氨基酸，乙、b分別是RNA和核糖核苷酸。HIV無細胞結構，只有侵入宿主細胞，利用宿主細胞的核糖體才能合成自身的蛋白質；RNA中含有U而不含T；氨基酸之間通過肽鍵“—NH—CO—”相連接；RNA是HIV的遺傳物質。
考法04 生物大分子以碳鏈為骨架
1.單體是指組成生物大分子（多糖、蛋白質、核酸）的基本單位。
2.每個單體都以若干個相連的 C 原子構成的 C 鏈為基本骨架，多個單體經脫水縮合而成的結構稱為多聚體。
【典例4】下列關于生物大分子的敘述，錯誤的是（　　）
A．生物大分子都以碳鏈為基本骨架
B．RNA是生物大分子，也能儲存遺傳信息
C．生物大分子的基本組成單位是單體
D．脂肪作為生物大分子，是細胞良好的儲能物質
【答案】D
【解析】生物大分子的單體都以碳鏈為基本骨架，因此生物大分子都以碳鏈為基本骨架，A正確；RNA作為一些病毒的遺傳物質也能儲存遺傳信息，核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質，細胞中的核酸包括DNA和RNA，B正確；生物大分子又叫多聚體，其基本組成單位是單體，C正確；脂肪是細胞良好的儲能物質，但不屬于生物大分子，D錯誤。
題組A 基礎過關練
1．真核細胞的DNA主要分布在（ ）
A．細胞核 B．細胞質基質
C．線粒體 D．葉綠體
2．下列元素中，不屬于組成核酸的化學元素是（ ）
A．C B．N C．P D．S
3．如圖是某動物細胞，其含有的核酸、核苷酸及堿基種類依次是（ ）
A．1、4、4 B．1、4、5 C．2、4、5 D．2、8、5
4．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．胸腺嘧啶脫氧核苷酸
5．將RNA分子徹底水解后得到的化學物質是（ ）
A．脫氧核糖、磷酸、堿基 B．核糖、磷酸、堿基
C．核苷酸、脫氧核糖、堿基 D．核苷酸、磷酸、堿基
6．遺傳信息的攜帶者是（ ）
A．核酸 B．蛋白質 C．核苷酸 D．氨基酸
7.刑偵人員在案發現場查找證據時，耐心收集血液、頭發等樣品，是為了提取樣品中的（ ）
A．DNA B．DNA或RNA
C．RNA D．DNA和RNA
8.下列物質中，不屬于生物大分子的是（ ）
A.淀粉和糖原 B.DNA和RNA C.血紅蛋白和唾液淀粉酶 D.脂肪和磷脂
題組B 能力提升練
9.下列關于核酸的說法,正確的是(　　)
A.核酸分為DNA、RNA兩類,有的細胞中有DNA,有的細胞中有RNA
B.RNA的單體是脫氧核糖核苷酸,DNA的單體是核糖核苷酸
C.細胞核中的遺傳物質是DNA,細胞質中的遺傳物質也是DNA
D.核酸是生物遺傳信息的攜帶者,核酸中的堿基代表遺傳信息
10.T2噬菌體(一種病毒)、煙草葉肉細胞中含有的堿基、核苷酸、五碳糖種類的數目對應關系,正確的是(　　)
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.據報道，英國科學家從人皮膚細胞中提取出細胞核，植入剔除了細胞核的牛卵細胞中，從而培育出人獸混合胚胎。從遺傳學角度來看，這種混合胚胎中有99.9%的遺傳物質來自人，只有0.1%來自牛。你認為這0.1%的遺傳物質最可能存在于牛卵細胞的（　　）
A．細胞核 B．線粒體 C．葉綠體 D．核糖體
12.關于下圖所示過程的敘述中，錯誤的是（ ）
A．甲是磷酸，在不同的核苷酸中種類相同
B．乙是五碳糖，在DNA中是脫氧核糖，在RNA中是核糖
C．丙是含氮堿基，在人體細胞遺傳物質中有4種
D．丁是核苷酸，新冠病毒中有8種
13.如圖，A為某種核苷酸，B為某核苷酸長鏈，下列說法錯誤的是（ ）
A．圖A的名稱是腺嘌呤核糖核苷酸 B．圖B中含有4種核苷酸
C．圖B中五碳糖是核糖 D．圖A不是圖B的物質組成
14.下列關于生物大分子的敘述，不正確的是（ ）
A.蛋白質是以氨基酸為基本單位的生物大分子
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、乳糖都是由葡萄糖組成的生物大分子
D.生物大分子以碳鏈為骨架，是構成細胞的基本框架
15.如圖為大腸桿菌DNA分子結構的一條脫氧核苷酸長鏈。請根據圖回答下面的問題。
（1）圖中1、2、3結合在一起的結構叫　　　　　　,有　　　　種。
（2）圖中3有　　　　種,特有的含氮堿基是　　　　(填名稱),2是　　　　。
（3）此圖若為新型冠狀病毒的遺傳物質,其特有的含氮堿基是　　　　　(填名稱)。
16.多聚體是由許多相同或相似的基本單位組成的長鏈，下圖表示細胞利用基本單位合成生物大分子的示意圖，回答有關問題：
（1）若某種多聚體的基本單位中含有U，則該基本單位的名稱為___________，由其參與組成的生物大分子的名稱是___________，該生物大分子的功能是___________（寫出一條即可）。
（2）若合成的多聚體是組成植物細胞壁的主要成分，則該生物大分子是___________。
（3）若該生物大分子為一個由α、β、γ三條多肽鏈形成的蛋白質分子（圖1表示），共含571個氨基酸，其中二硫鍵（-S-S-）是蛋白質中一種連接肽鏈的化學鍵，由兩個巰基（-SH）脫氫形成的，那么：
①據圖1可知該蛋白質分子中至少含有___________氧原子。
②假設該蛋白質分子中的α鏈的分子式為CxHyNzOwS，并且是由圖2中四種氨基酸組成的，α鏈含天冬氨酸___________個。若氨基酸的平均相對分子質量為120，則該蛋白質的相對分子質量為___________。
③γ肽鏈是一條含121個氨基酸的多肽鏈，其中含有天冬氨酸5個，分別位于26、71、72、99、121位（見下圖），天冬氨酸的結構見圖2。
肽酶E1專門水解天冬氨酸羧基端的肽鍵，肽酶E2專門水解天冬氨酸氨基端的肽鍵。肽酶E1完全作用后產生的產物中，至少有___________個羧基。
題組C 培優拔尖練
17.（2021·全國高考真題）已知①酶、②抗體、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人體內有重要作用的物質。下列說法正確的是（ ）
A．①②③都是由氨基酸通過肽鍵連接而成的
B．③④⑤都是生物大分子，都以碳鏈為骨架
C．①②⑥都是由含氮的單體連接成的多聚體
D．④⑤⑥都是人體細胞內的主要能源物質
18.（2020·天津卷真題）組成下列多聚體的單體的種類最多的是（ ）。
A．血紅蛋白 B．DNA C．淀粉 D．纖維素
19.（2019·江蘇高考真題）下列關于細胞內蛋白質和核酸的敘述，正確的是
A．核酸和蛋白質的組成元素相同
B．核酸的合成需要相應蛋白質的參與
C．蛋白質的分解都需要核酸的直接參與
D．高溫會破壞蛋白質和核酸分子中肽鍵
20.（2019·湖北荊州市·荊州中學高一期中）下圖表示細胞內某些有機物的元素組成和功能關系，其中A、B代表元素，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是生物大分子，圖中X、Y、Z、P分別為構成生物大分子的基本單位，請據圖回答下列問題：
（1）A指的是_____________。
（2）Ⅰ在小麥種子中主要是指________。
（3）P經____________方式形成Ⅳ，連接兩個P的化學鍵的是_______。鑒定Ⅳ使用的試劑名稱是__________，可使Ⅳ呈現_______色。
（4）染色體主要是由圖中的____________組成（填標號）。Ⅱ的基本單位中，含堿基G的單體名稱是________________。
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