資源簡介

第三節　核酸
基礎課時19　核酸
學習目標　1.了解脫氧核糖核酸、核糖核酸的結構特點和生物功能。認識人工合成核酸的意義,體會化學科學在生命科學發展中所起的重要作用。2.能辨識核糖核酸、脫氧核糖核酸中的磷酯鍵,能基于氫鍵分析堿基的配對原理。能說明核糖核酸、脫氧核糖核酸對于生命遺傳的意義。
核酸　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知識梳理
1.核酸的發現、分類及作用
來源 核酸因其最早在細胞核中發現,并具有酸性,所以稱為核酸。
分類 天然的核酸根據其組成中所含戊糖的不同,分為脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA )。
作用 核酸在生物體的生長、繁殖、遺傳、變異等生命現象中起著決定性的作用。
2.核酸的組成
核酸的基本組成單位——核苷酸
(1)核酸可以看作磷酸、戊糖和堿基通過一定方式結合而成的生物大分子。
(2)核酸的水解和生成
(3)堿基的種類
核酸種類 DNA RNA
堿基種類 腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T) 腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)
3.核酸的結構
4.核酸的生物功能
核酸是生物體遺傳信息的載體。絕大多數生物體的遺傳物質是DNA,少數生物體的遺傳物質是RNA。
(1)DNA的生物功能
①基因:有一定堿基排列順序的DNA片段含有特定的遺傳信息。
②基因作用:DNA分子上有許多基因,決定了生物體的一系列性狀。
③DNA分子復制:親代DNA分子的兩條鏈解開后作為母鏈模板,在酶的作用下,利用游離的核苷酸各自合成一段與母鏈互補的子鏈。最后形成兩個與親代DNA完全相同的子代DNA分子。核酸攜帶的遺傳信息通過DNA復制被精確地傳遞給下一代,并通過控制蛋白質的合成來影響生物體特定性狀的發生和發育。
(2)RNA的生物功能
參與遺傳信息的傳遞過程。
5.核酸研究的成果和意義
(1)我國核酸研究的成績
①1981年,我國科學家人工合成了具有生物活性的核酸分子——酵母丙氨酸轉移核糖核酸。
②1999年,我國參與了人類基因組計劃,成為參與該項計劃的唯一發展中國家。
③2002年,我國科學家完成了水稻基因組圖譜的繪制。
(2)核酸研究的意義
(二)互動探究
觀察下圖,回答下列問題。
【問題討論】
問題1　該圖表示的物質名稱是什么 根據堿基的不同,該物質分為幾種
提示　由核糖、磷酸、堿基組成的是核糖核苷酸,是構成RNA的基本單位。RNA含有A、U、G、C四種堿基。
問題2　若把圖中虛線框內的氧原子去掉,則其名稱應是什么 在生物體中有什么作用 組成該物質的堿基有幾種
提示　由脫氧核糖、磷酸、堿基組成的是脫氧核苷酸,是構成DNA的基本單位。DNA含有A、T、G、C四種堿基。
問題3　某DNA片段的堿基組成中,若A占32.8%,則C和T之和應占多少
提示　由于DNA分子中,A與T配對、G與C配對,因此DNA分子中A+G=T+C=50%。
【探究歸納】
1.核酸分子的結構層次
借鑒生物知識,核酸分子的結構層次也可以用下圖表示。
2.堿基互補配對原則的規律
(1)在雙鏈DNA分子中,互補堿基兩兩相等,A=T,C=G,A+G=C+T,即嘌呤堿基總數等于嘧啶堿基總數。
(2)DNA分子的一條單鏈中(A+T)/(G+C)的比值等于其互補鏈和整個DNA分子中該種比例的比值。
(3)DNA分子一條鏈中(A+G)/(T+C)的比值與互補鏈中的該種堿基的比值互為倒數,在整個雙鏈中該比值為1。
(4)不同生物的DNA分子中互補配對的堿基之和的比值不同,即(A+T)/(C+G)的比值不同。該比值體現了不同生物DNA分子的特異性。
(5)雙鏈DNA分子中,A=(A1+A2)/2,其他堿基同理。
3.核酸與蛋白質的比較
項目 核酸 蛋白質
DNA RNA
元素 C、H、O、N、P C、H、O、N等
組成 單位 核苷酸 氨基酸
分子 結構 一般雙螺 旋結構 一般單鏈 結構 氨基酸→多肽→蛋白質
結構 的多 樣性 核苷酸的種類、數量及排列順序 氨基酸的種類、數量、排列順序以及肽鏈的盤曲折疊方式
功能 主要的遺 傳物質 傳達遺 傳信息 生命活動的主要物質基礎
1.下列有關說法不正確的是 (　　)
A.RNA和DNA均具有酸性,分子中核苷酸之間通過磷酯鍵連接
B.RNA和DNA分類的主要依據是所含堿基不同
C.疫苗需要冷藏保存是防止其發生變性
D.蛋白質、核酸都是生物大分子
答案　B
解析　RNA和DNA的組成單元中均有磷酸,因此具有酸性,且均含有磷酸二酯鍵,A正確;DNA和RNA分類的主要依據是五碳糖的不同,DNA中為脫氧核糖,RNA中為核糖,B錯誤;疫苗的主要成分為蛋白質,冷藏可以防止蛋白質變性,C正確;蛋白質、核酸的相對分子質量都非常大,屬于生物大分子,D正確。
2.已知某DNA分子中,G與C之和占全部堿基總數的35.8%,其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數的32.9%和17.1%,則在它的互補鏈中,T和C分別占該鏈堿基總數的 (　　)
A.32.9%和17.1% B.31.3%和18.7%
C.18.7%和31.3% D.17.1%和32.9%
答案　B
解析　已知某DNA分子中,G與C之和占全部堿基總數的35.8%,則C=G=17.9%,A=T=50%-17.9%=32.1%.其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數的32.9%和17.l%,即T1=32.9%、C1=17.l%,根據堿基互補配對原則,雙鏈DNA分子中,T=(T1+T2)/2,所以T2=31.3%,同理,C2=18.7%。
3.(2024·河南開封五校高二期末聯考)冠狀病毒(如圖)由蛋白質和核酸組成,核酸由核苷酸組成。核苷酸的單體由五碳糖、磷酸基和含氮堿基構成。下列說法錯誤的是 (　　)
A.核酸是由C、H、O、N、P等元素組成的小分子有機物
B.NaClO溶液用作消毒劑,是因為NaClO能使病毒蛋白變性
C.蛋白質的一級結構與氨基酸的排列順序有關
D.所有DNA分子中,腺嘌呤與胸腺嘧啶分子數相等,鳥嘌呤與胞嘧啶的分子數相等
答案　A
解析　核酸是由C、H、O、N、P等元素組成的生物大分子,A錯誤;NaClO溶液用作消毒劑,是因為NaClO具有強氧化性,能使病毒蛋白變性,B正確;蛋白質分子中氨基酸單體的排列順序是蛋白質的一級結構,C正確;堿基按腺嘌呤與胸腺嘧啶、鳥嘌呤與胞嘧啶互補配對,即腺嘌呤與胸腺嘧啶分子數相等、鳥嘌呤與胞嘧啶分子數相等,D正確。
4.(2024·廣東江門高二期末)下列說法錯誤的是 (　　)
A.核酸水解產物中含有磷酸、葡萄糖和堿基
B.DNA分子具有雙螺旋結構,其中堿基通過氫鍵作用結合成堿基對
C.核苷酸通過縮聚反應可以得到核酸
D.蛋白質是由多種氨基酸通過肽鍵等相互連接形成的一類生物大分子,可以通過測定氮元素的質量分數計算奶粉中蛋白質的含量
答案　A
解析　核酸水解產物中含有磷酸、戊糖和堿基,A錯誤;DNA為雙螺旋結構,兩條鏈上的堿基通過氫鍵作用結合成堿基對,B正確;核酸是有機高分子化合物,可由核苷酸縮合得到,C正確;蛋白質是由多種氨基酸通過肽鍵等相互連接形成的一類生物大分子,使用國際通行的凱氏定氮法測定奶粉中的蛋白質含量即通過測定氮元素的質量分數計算奶粉中蛋白質的含量,D正確。
　　　　　　　　　　　　　　　　A級　合格過關練
選擇題只有1個選項符合題意
(一)核酸的組成
1.核酸可以看作磷酸、戊糖和堿基通過一定方式結合而成的生物大分子。下列不屬于核酸組成元素的是 (　　)
A.氮 B.氧
C.磷 D.硫
答案　D
解析　核酸可以看作磷酸、戊糖和堿基通過一定方式結合而成的生物大分子,根據結合的物質分析得到核酸中含有C、H、O、N、P等元素,不含有硫,D符合題意。
2.分析下面的概念圖,下列敘述正確的是 (　　)
A.A表示的堿基有5種
B.B表示的是核糖
C.D表示核糖核苷酸
D.D表示脫氧核糖核苷酸
答案　D
解析　組成DNA的基本單元是脫氧核糖核苷酸,脫氧核糖核苷酸由磷酸、脫氧核糖和堿基組成,所以A表示堿基。DNA中的堿基有4種,A錯誤;B表示脫氧核糖,B錯誤;D表示脫氧核糖核苷酸,C錯誤、D正確。
3.如圖表示生物體內核酸的基本組成單元模式圖,下列說法不正確的是 (　　)
A.DNA和RNA在核苷酸上的不同點在②③方面
B.若③是尿嘧啶,則此圖是組成RNA的原料
C.若②為脫氧核糖, 則與②相連的③有4種
D.DNA分子結構的多樣性取決于③的種類多樣性
答案　D
解析　DNA和RNA在核苷酸上除了在②戊糖(核糖和脫氧核糖)方面不同外,在③堿基(A、T、G、C或A、U、G、C) 方面也不完全相同,A正確;尿嘧啶是RNA特有的堿基,若③是尿嘧啶,則此圖是組成RNA的基本單元,B正確;若②為脫氧核糖,則題圖中的核苷酸為構成DNA的脫氧核糖核苷酸,人體內與②脫氧核糖相連的③堿基有四種 (A、T、G、C),C正確;DNA分子結構的多樣性取決于4種③堿基排列順序的多樣性,D錯誤。
4.我國在核酸的研究中取得了卓越成績。下列有關核酸的敘述不正確的是 (　　)
A.RNA中含磷酯鍵
B.DNA兩條鏈上的堿基通過化學鍵作用相連接
C.可通過分析核酸水解的產物推測其組成
D.根據組成中所含戊糖的不同分為RNA和DNA
答案　B
解析　核糖核酸和脫氧核糖核酸都是鏈狀結構,都有磷酯鍵,A正確;DNA兩條鏈上的堿基通過氫鍵相連,不是化學鍵,B錯誤;核酸經水解可得到很多核苷酸,可通過分析核酸水解的產物推測其組成,C正確;DNA和RNA中所含的戊糖不同,故可根據戊糖的不同將核酸分為DNA和RNA,D正確。
5.(2024·河北滄州市第二中學高二月考)下列有關DNA的敘述錯誤的是 (　　)
A.DNA中含C、H、O、N、P等元素
B.DNA水解的最終產物為磷酸、葡萄糖和堿基
C.DNA分子的雙螺旋結構兩條鏈上的堿基通過氫鍵作用
D.DNA和RNA均以核苷酸為基本構成單元,且RNA分子一般呈單鏈狀結構
答案　B
解析　DNA中含C、H、O、N、P等元素,A正確;DNA水解的最終產物為磷酸、脫氧核糖和堿基,B錯誤;DNA分子的雙螺旋結構兩條鏈上的堿基之間形成氫鍵,通過氫鍵作用將兩條鏈連接,C正確;DNA為脫氧核糖核酸,RNA為核糖核酸,兩者均以核苷酸為基本構成單元,其中RNA一般呈單鏈狀結構,DNA呈雙螺旋結構,D正確。
6.對某個DNA分子進行化學分析,發現鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數的54%,又知該DNA的一條鏈(A鏈)所含的堿基中28%是腺嘌呤,問與A鏈相對應的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數的 (　　)
A.26% B.24%
C.18% D.11%
答案　C
解析　鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數的54%,可知G=C=27%、A=T=50%-27%=23%。又因DNA的一條鏈(A鏈)所含的堿基中28%是腺嘌呤,假設每條鏈有100個堿基,那兩條鏈共含腺嘌呤等于200×23%=46,A鏈中的腺嘌呤的數量等于100×28%=28,則另一條鏈中腺嘌呤數為18,占該鏈全部堿基數的18%,C正確,A、B、D錯誤。
7.DNA是生物體的重要組成物質,在它的堿基對中儲存著遺傳信息,與生物的生長、發育等正常生命活動以及癌變、突變等異常生命活動密切相關。下列有關DNA的說法中正確的是 (　　)
A.核酸就是DNA
B.DNA水解得到的堿基含尿嘧啶(U)
C.DNA水解的最終產物中的戊糖是二糖
D.基因的化學本質是DNA分子中能代表某一遺傳性狀的核苷酸序列
答案　D
解析　核酸包括DNA和RNA,A錯誤;DNA水解得到的堿基有四種,分別是腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T),RNA水解才能得到尿嘧啶(U),B錯誤;戊糖屬于單糖,C錯誤。
(二)核酸的結構及生物功能
8.下列敘述中,哪項不是核酸的生物功能 (　　)
A.作為遺傳信息的載體,存在于每個細胞中
B.是生物的遺傳物質
C.是生物體進行生命活動的主要承擔者
D.對生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成有極其重要的作用
答案　C
解析　生命活動的主要承擔者是蛋白質。
9.下列有關核酸的敘述中錯誤的是 (　　)
A.生物體內具有有遺傳功能的大分子化合物
B.核酸包括 DNA和RNA
C.由含氮堿基、脫氧核糖和磷酸組成
D.核酸為生命之源
答案　C
解析　核酸包括 DNA和RNA,DNA由含氮堿基、脫氧核糖和磷酸組成,RNA由含氮堿基、核糖和磷酸組成,不能說核酸由含氮堿基、脫氧核糖和磷酸組成。
10.生物大分子具有比有機小分子更為豐富的性質,能完成多種復雜的生物功能。下列有關說法正確的是 (　　)
A.具有一級結構的蛋白質分子主要通過共價鍵使肽鏈形成特定的二級結構
B.利用淀粉酶可以在溫和的條件下高效催化大豆蛋白的水解
C.斷裂ATP分子中磷酸與磷酸之間形成的磷酸酯鍵需要吸收較多能量
D.某DNA分子中胸腺嘧啶(T)數量約占堿基總數的32%,則鳥嘌呤(G)數量約占堿基總數的18%
答案　D
解析　具有一級結構的蛋白質分子主要通過氫鍵使肽鏈形成特定的二級結構,A錯誤;酶具有專一性,淀粉酶不能催化大豆蛋白的水解,B錯誤;ATP分子中磷酸與磷酸之間形成的磷酸酯鍵是高能磷酸鍵,高能磷酸鍵易斷裂,吸收能量較少,C錯誤;胸腺嘧啶(T)數量約占堿基總數的32%,胞嘧啶的數量約占堿基總數的18%,則鳥嘌呤(G)數量約占堿基總數的18%,D正確。
B級　素養培優練
11.腺嘌呤核苷酸是生產核酸類藥物的中間體,其分子結構如圖所示。下列有關說法正確的是 (　　)
A.能發生消去反應和加成反應
B.所有中心原子均采取sp3雜化
C.水解生成的堿基的分子式為C5H4N5
D.水解生成的戊糖的核磁共振氫譜有7組峰
答案　A
解析　分子中含有羥基和大π鍵,可以發生消去和加成反應,A正確;部分C、N原子采取sp2雜化,B錯誤;腺嘌呤核苷酸水解生成的堿基是腺嘌呤,分子式為C5H5N5,C錯誤;腺嘌呤核苷酸水解生成的戊糖是核糖,核磁共振氫譜有9組峰,D錯誤。
12.生物體內的ATP-ADP循環如圖所示,下列說法錯誤的是 (　　)
A.一定條件下,ATP和ADP均能與鹽酸反應
B.一定條件下,ATP和ADP均能水解生成磷酸和戊糖等物質
C.ATP和ADP中均含有酰胺基
D.ADP轉化為ATP的反應屬于取代反應
答案　C
解析　ATP和ADP均含有氨基,一定條件下,ATP和ADP均能與鹽酸反應,A正確;由ATP和ADP的結構簡式可知,一定條件下,ATP和ADP均能水解生成磷酸和戊糖等物質,B正確;ATP和ADP中均不含有酰胺基,C錯誤;由ATP和ADP的結構簡式可知,ADP與一分子磷酸發生取代反應轉化為ATP,同時生成一分子水,D正確。
13.(2024·北京海淀區高二期末)下圖為DNA分子的局部結構示意圖。下列說法不正確的是 (　　)
A.DNA是一種生物大分子,分子中四種堿基均含N—H鍵
B.脫氧核糖分子、磷酸分子、堿基可通過脫水形成脫氧核糖核苷酸分子
C.—NH2氮原子能提供孤電子對與H+的空軌道形成配位鍵,因此能與酸反應
D.圖中虛線表示堿基互補配對(A和T、C和G)時形成的配位鍵
答案　D
解析　生物大分子是指生物體細胞內存在的蛋白質、核酸、多糖等大分子,DNA是一種生物大分子,分子中四種堿基均含N—H鍵,A正確;脫氧核糖分子、磷酸分子、堿基可通過脫水形成脫氧核糖核苷酸分子,B正確;—NH2氮原子能提供孤電子對與H+的空軌道形成配位鍵,能與酸反應,C正確;由圖可知虛線表示堿基互補配對(A和T、C和G)時形成的氫鍵,氫鍵不屬于化學鍵,D錯誤。
14.植物光合作用和動物體內食物氧化分解提供的能量,可使ADP與磷酸重新反應合成ATP,生物體內ATP-ADP循環示意圖如圖。下列說法不正確的是 (　　)
A.ATP具有酸性,ADP具有堿性
B.ADP由戊糖、堿基、磷酸脫水縮合而成
C.ATP和ADP分子中C原子有sp2、sp3兩種雜化方式
D.37 ℃、pH約為7時,ATP水解為ADP需要酶的輔助,但該過程是自發的
答案　A
解析　ATP和ADP都有氨基和磷酸基,既有堿性又有酸性,A錯誤;戊糖、堿基、磷酸脫水縮合能組成ADP,B正確;碳氮雙鍵中的C原子為sp2雜化,飽和碳原子為sp3雜化,ATP和ADP分子中都含有這兩種C原子,C正確;ATP水解為ADP過程中ΔH<0,ΔS>0,所以ΔG=ΔH-TΔS<0,該過程是自發的,D正確。第三節　核酸
基礎課時19　核酸
學習目標　1.了解脫氧核糖核酸、核糖核酸的結構特點和生物功能。認識人工合成核酸的意義,體會化學科學在生命科學發展中所起的重要作用。2.能辨識核糖核酸、脫氧核糖核酸中的磷酯鍵,能基于氫鍵分析堿基的配對原理。能說明核糖核酸、脫氧核糖核酸對于生命遺傳的意義。
核酸　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知識梳理
1.核酸的發現、分類及作用
來源 核酸因其最早在　　　　　　中發現,并具有　　　　性,所以稱為核酸。
分類 天然的核酸根據其組成中所含戊糖的不同,分為　　　　　　　　　　　　和　　　　　　　　。
作用 核酸在生物體的生長、　　　　　　　　、　　　　　　、變異等生命現象中起著決定性的作用。
2.核酸的組成
核酸的基本組成單位——核苷酸
(1)核酸可以看作　　　　　　、　　　　　　和　　　　　　通過一定方式結合而成的生物大分子。
(2)核酸的水解和生成
(3)堿基的種類
核酸種類 DNA RNA
堿基種類 腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、　　　　　　(T) 腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、　　　　(C)、　　　　　　(U)
3.核酸的結構
4.核酸的生物功能
核酸是生物體　　　　　　的載體。絕大多數生物體的遺傳物質是　　　　　　,少數生物體的遺傳物質是　　　　　　。
(1)DNA的生物功能
①基因:有一定　　　　　　排列順序的DNA片段含有特定的　　　　　　信息。
②基因作用:DNA分子上有許多基因,決定了生物體的一系列　　　　　　。
③DNA分子復制:親代DNA分子的兩條鏈解開后作為　　　　　　模板,在酶的作用下,利用游離的　　　　　　各自合成一段與母鏈互補的子鏈。最后形成兩個與親代DNA完全相同的　　　　　　分子。核酸攜帶的遺傳信息通過DNA復制被精確地傳遞給下一代,并通過控制　　　　　　的合成來影響生物體特定性狀的發生和發育。
(2)RNA的生物功能
參與遺傳信息的傳遞過程。
5.核酸研究的成果和意義
(1)我國核酸研究的成績
①1981年,我國科學家人工合成了具有生物活性的　　　　　　分子——酵母丙氨酸轉移核糖核酸。
②1999年,我國參與了人類基因組計劃,成為參與該項計劃的唯一發展中國家。
③2002年,我國科學家完成了　　　　　　　　圖譜的繪制。
(2)核酸研究的意義
(二)互動探究
觀察下圖,回答下列問題。
【問題討論】
問題1　該圖表示的物質名稱是什么 根據堿基的不同,該物質分為幾種
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　若把圖中虛線框內的氧原子去掉,則其名稱應是什么 在生物體中有什么作用 組成該物質的堿基有幾種
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題3　某DNA片段的堿基組成中,若A占32.8%,則C和T之和應占多少
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究歸納】
1.核酸分子的結構層次
借鑒生物知識,核酸分子的結構層次也可以用下圖表示。
2.堿基互補配對原則的規律
(1)在雙鏈DNA分子中,互補堿基兩兩相等,A=T,C=G,A+G=C+T,即嘌呤堿基總數等于嘧啶堿基總數。
(2)DNA分子的一條單鏈中(A+T)/(G+C)的比值等于其互補鏈和整個DNA分子中該種比例的比值。
(3)DNA分子一條鏈中(A+G)/(T+C)的比值與互補鏈中的該種堿基的比值互為倒數,在整個雙鏈中該比值為1。
(4)不同生物的DNA分子中互補配對的堿基之和的比值不同,即(A+T)/(C+G)的比值不同。該比值體現了不同生物DNA分子的特異性。
(5)雙鏈DNA分子中,A=(A1+A2)/2,其他堿基同理。
3.核酸與蛋白質的比較
項目 核酸 蛋白質
DNA RNA
元素 C、H、O、N、P C、H、O、N等
組成 單位 核苷酸 氨基酸
分子 結構 一般雙螺 旋結構 一般單鏈 結構 氨基酸→多肽→蛋白質
結構 的多 樣性 核苷酸的種類、數量及排列順序 氨基酸的種類、數量、排列順序以及肽鏈的盤曲折疊方式
功能 主要的遺 傳物質 傳達遺 傳信息 生命活動的主要物質基礎
1.下列有關說法不正確的是(　　)
A.RNA和DNA均具有酸性,分子中核苷酸之間通過磷酯鍵連接
B.RNA和DNA分類的主要依據是所含堿基不同
C.疫苗需要冷藏保存是防止其發生變性
D.蛋白質、核酸都是生物大分子
2.已知某DNA分子中,G與C之和占全部堿基總數的35.8%,其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數的32.9%和17.1%,則在它的互補鏈中,T和C分別占該鏈堿基總數的(　　)
A.32.9%和17.1% B.31.3%和18.7%
C.18.7%和31.3% D.17.1%和32.9%
3.(2024·河南開封五校高二期末聯考)冠狀病毒(如圖)由蛋白質和核酸組成,核酸由核苷酸組成。核苷酸的單體由五碳糖、磷酸基和含氮堿基構成。下列說法錯誤的是(　　)
A.核酸是由C、H、O、N、P等元素組成的小分子有機物
B.NaClO溶液用作消毒劑,是因為NaClO能使病毒蛋白變性
C.蛋白質的一級結構與氨基酸的排列順序有關
D.所有DNA分子中,腺嘌呤與胸腺嘧啶分子數相等,鳥嘌呤與胞嘧啶的分子數相等
4.(2024·廣東江門高二期末)下列說法錯誤的是(　　)
A.核酸水解產物中含有磷酸、葡萄糖和堿基
B.DNA分子具有雙螺旋結構,其中堿基通過氫鍵作用結合成堿基對
C.核苷酸通過縮聚反應可以得到核酸
D.蛋白質是由多種氨基酸通過肽鍵等相互連接形成的一類生物大分子,可以通過測定氮元素的質量分數計算奶粉中蛋白質的含量
:課后完成　第四章　基礎課時19(共46張PPT)
第三節　核酸
第四章　生物大分子
基礎課時 　核酸
19
1.了解脫氧核糖核酸、核糖核酸的結構特點和生物功能。認識人工合成核酸的意義,體會化學科學在生命科學發展中所起的重要作用。2.能辨識核糖核酸、脫氧核糖核酸中的磷酯鍵,能基于氫鍵分析堿基的配對原理。能說明核糖核酸、脫氧核糖核酸對于生命遺傳的意義。
學習目標
核酸
目
錄
CONTENTS
課后鞏固訓練
核酸
對點訓練
(一)知識梳理
1.核酸的發現、分類及作用
來源 核酸因其最早在____________中發現,并具有________性,所以稱為核酸。
分類 天然的核酸根據其組成中所含戊糖的不同,分為________________________和________________。
作用 核酸在生物體的生長、________________、____________、變異等生命現象中起著決定性的作用。
細胞核
酸
脫氧核糖核酸(DNA)
核糖核酸(RNA )
繁殖
遺傳
2.核酸的組成
核酸的基本組成單位——核苷酸
(1)核酸可以看作____________、____________和____________通過一定方式結合而成的生物大分子。
(2)核酸的水解和生成
磷酸
戊糖
堿基
(3)堿基的種類
核酸種類 DNA RNA
堿基種類 腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、____________(T) 腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、________(C)、____________(U)
胸腺嘧啶
胞嘧啶
尿嘧啶
3.核酸的結構
雙螺旋
平行盤繞
雙螺旋
外
內
氫鍵
堿基互補配對
單鏈狀
核糖
脫氧核糖
尿嘧啶
胸腺嘧啶
小
4.核酸的生物功能
核酸是生物體____________的載體。絕大多數生物體的遺傳物質是____________,少數生物體的遺傳物質是____________。
(1)DNA的生物功能
①基因:有一定____________排列順序的DNA片段含有特定的____________信息。
②基因作用:DNA分子上有許多基因,決定了生物體的一系列____________。
遺傳信息
DNA
RNA
堿基
遺傳
性狀
③DNA分子復制:親代DNA分子的兩條鏈解開后作為____________模板,在酶的作用下,利用游離的____________各自合成一段與母鏈互補的子鏈。最后形成兩個與親代DNA完全相同的____________分子。核酸攜帶的遺傳信息通過DNA復制被精確地傳遞給下一代,并通過控制____________的合成來影響生物體特定性狀的發生和發育。
(2)RNA的生物功能
參與遺傳信息的傳遞過程。
母鏈
核苷酸
子代DNA
蛋白質
5.核酸研究的成果和意義
(1)我國核酸研究的成績
①1981年,我國科學家人工合成了具有生物活性的____________分子——酵母丙氨酸轉移核糖核酸。
②1999年,我國參與了人類基因組計劃,成為參與該項計劃的唯一發展中國家。
③2002年,我國科學家完成了________________圖譜的繪制。
核酸
水稻基因組
(2)核酸研究的意義
生物
醫學
農業
(二)互動探究
觀察下圖,回答下列問題。
【問題討論】
問題1　該圖表示的物質名稱是什么 根據堿基的不同,該物質分為幾種
提示　由核糖、磷酸、堿基組成的是核糖核苷酸,是構成RNA的基本單位。RNA含有A、U、G、C四種堿基。
問題2　若把圖中虛線框內的氧原子去掉,則其名稱應是什么 在生物體中有什么作用 組成該物質的堿基有幾種
提示　由脫氧核糖、磷酸、堿基組成的是脫氧核苷酸,是構成DNA的基本單位。DNA含有A、T、G、C四種堿基。
問題3　某DNA片段的堿基組成中,若A占32.8%,則C和T之和應占多少
提示　由于DNA分子中,A與T配對、G與C配對,因此DNA分子中A+G=T+C=50%。
【探究歸納】
1.核酸分子的結構層次
借鑒生物知識,核酸分子的結構層次也可以用下圖表示。
2.堿基互補配對原則的規律
(1)在雙鏈DNA分子中,互補堿基兩兩相等,A=T,C=G,A+G=C+T,即嘌呤堿基總數等于嘧啶堿基總數。
(2)DNA分子的一條單鏈中(A+T)/(G+C)的比值等于其互補鏈和整個DNA分子中該種比例的比值。
(3)DNA分子一條鏈中(A+G)/(T+C)的比值與互補鏈中的該種堿基的比值互為倒數,在整個雙鏈中該比值為1。
(4)不同生物的DNA分子中互補配對的堿基之和的比值不同,即(A+T)/(C+G)的比值不同。該比值體現了不同生物DNA分子的特異性。
(5)雙鏈DNA分子中,A=(A1+A2)/2,其他堿基同理。
3.核酸與蛋白質的比較
項目 核酸 蛋白質
DNA RNA
元素 C、H、O、N、P C、H、O、N等
組成單位 核苷酸 氨基酸
分子結構 一般雙螺旋結構 一般單鏈結構 氨基酸→多肽→蛋白質
結構的多樣性 核苷酸的種類、數量及排列順序 氨基酸的種類、數量、排列順序以及肽鏈的盤曲折疊方式
功能 主要的遺傳物質 傳達遺傳信息 生命活動的主要物質基礎
1.下列有關說法不正確的是(　　)
A.RNA和DNA均具有酸性,分子中核苷酸之間通過磷酯鍵連接
B.RNA和DNA分類的主要依據是所含堿基不同
C.疫苗需要冷藏保存是防止其發生變性
D.蛋白質、核酸都是生物大分子
解析　RNA和DNA的組成單元中均有磷酸,因此具有酸性,且均含有磷酸二酯鍵,A正確;DNA和RNA分類的主要依據是五碳糖的不同,DNA中為脫氧核糖,RNA中為核糖,B錯誤;疫苗的主要成分為蛋白質,冷藏可以防止蛋白質變性,C正確;蛋白質、核酸的相對分子質量都非常大,屬于生物大分子,D正確。
B
2.已知某DNA分子中,G與C之和占全部堿基總數的35.8%,其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數的32.9%和17.1%,則在它的互補鏈中,T和C分別占該鏈堿基總數的(　　)
A.32.9%和17.1% B.31.3%和18.7% C.18.7%和31.3% D.17.1%和32.9%
解析　已知某DNA分子中,G與C之和占全部堿基總數的35.8%,則C=G=17.9%,A=T=50%-17.9%=32.1%.其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數的32.9%和17.l%,即T1=32.9%、C1=17.1%,根據堿基互補配對原則,雙鏈DNA分子中,T=(T1+T2)/2,所以T2=31.3%,同理,C2=18.7%。
B
3.(2024·河南開封五校高二期末聯考)冠狀病毒(如圖)由蛋白質和核酸組成,核酸由核苷酸組成。核苷酸的單體由五碳糖、磷酸基和含氮堿基構成。下列說法錯誤的是(　　)
A.核酸是由C、H、O、N、P等元素組成的小分子有
機物
B.NaClO溶液用作消毒劑,是因為NaClO能使病毒蛋白變性
C.蛋白質的一級結構與氨基酸的排列順序有關
D.所有DNA分子中,腺嘌呤與胸腺嘧啶分子數相等,鳥嘌呤與胞嘧啶的分子數相等
A
解析　核酸是由C、H、O、N、P等元素組成的生物大分子,A錯誤;NaClO溶液用作消毒劑,是因為NaClO具有強氧化性,能使病毒蛋白變性,B正確;蛋白質分子中氨基酸單體的排列順序是蛋白質的一級結構,C正確;堿基按腺嘌呤與胸腺嘧啶、鳥嘌呤與胞嘧啶互補配對,即腺嘌呤與胸腺嘧啶分子數相等、鳥嘌呤與胞嘧啶分子數相等,D正確。
4.(2024·廣東江門高二期末)下列說法錯誤的是(　　)
A.核酸水解產物中含有磷酸、葡萄糖和堿基
B.DNA分子具有雙螺旋結構,其中堿基通過氫鍵作用結合成堿基對
C.核苷酸通過縮聚反應可以得到核酸
D.蛋白質是由多種氨基酸通過肽鍵等相互連接形成的一類生物大分子,可以通過測定氮元素的質量分數計算奶粉中蛋白質的含量
A
解析　核酸水解產物中含有磷酸、戊糖和堿基,A錯誤;DNA為雙螺旋結構,兩條鏈上的堿基通過氫鍵作用結合成堿基對,B正確;核酸是有機高分子化合物,可由核苷酸縮合得到,C正確;蛋白質是由多種氨基酸通過肽鍵等相互連接形成的一類生物大分子,使用國際通行的凱氏定氮法測定奶粉中的蛋白質含量即通過測定氮元素的質量分數計算奶粉中蛋白質的含量,D正確。
課后鞏固訓練
A級　合格過關練
選擇題只有1個選項符合題意
(一)核酸的組成
1.核酸可以看作磷酸、戊糖和堿基通過一定方式結合而成的生物大分子。下列不屬于核酸組成元素的是(　　)
A.氮 B.氧 C.磷 D.硫
解析　核酸可以看作磷酸、戊糖和堿基通過一定方式結合而成的生物大分子,根據結合的物質分析得到核酸中含有C、H、O、N、P等元素,不含有硫,D符合題意。
D
2.分析下面的概念圖,下列敘述正確的是(　　)
A.A表示的堿基有5種 B.B表示的是核糖
C.D表示核糖核苷酸 D.D表示脫氧核糖核苷酸
解析　組成DNA的基本單元是脫氧核糖核苷酸,脫氧核糖核苷酸由磷酸、脫氧核糖和堿基組成,所以A表示堿基。DNA中的堿基有4種,A錯誤;B表示脫氧核糖,B錯誤;D表示脫氧核糖核苷酸,C錯誤、D正確。
D
3.如圖表示生物體內核酸的基本組成單元模式圖,下列說法不正確的是(　　)
A.DNA和RNA在核苷酸上的不同點在②③方面
B.若③是尿嘧啶,則此圖是組成RNA的原料
C.若②為脫氧核糖, 則與②相連的③有4種
D.DNA分子結構的多樣性取決于③的種類多樣性
D
解析　DNA和RNA在核苷酸上除了在②戊糖(核糖和脫氧核糖)方面不同外,在③堿基(A、T、G、C或A、U、G、C) 方面也不完全相同,A正確;尿嘧啶是RNA特有的堿基,若③是尿嘧啶,則此圖是組成RNA的基本單元,B正確;若②為脫氧核糖,則題圖中的核苷酸為構成DNA的脫氧核糖核苷酸,人體內與②脫氧核糖相連的③堿基有四種 (A、T、G、C),C正確;DNA分子結構的多樣性取決于4種③堿基排列順序的多樣性,D錯誤。
4.我國在核酸的研究中取得了卓越成績。下列有關核酸的敘述不正確的是(　　)
A.RNA中含磷酯鍵
B.DNA兩條鏈上的堿基通過化學鍵作用相連接
C.可通過分析核酸水解的產物推測其組成
D.根據組成中所含戊糖的不同分為RNA和DNA
解析　核糖核酸和脫氧核糖核酸都是鏈狀結構,都有磷酯鍵,A正確;DNA兩條鏈上的堿基通過氫鍵相連,不是化學鍵,B錯誤;核酸經水解可得到很多核苷酸,可通過分析核酸水解的產物推測其組成,C正確;DNA和RNA中所含的戊糖不同,故可根據戊糖的不同將核酸分為DNA和RNA,D正確。
B
5.(2024·河北滄州市第二中學高二月考)下列有關DNA的敘述錯誤的是(　　)
A.DNA中含C、H、O、N、P等元素
B.DNA水解的最終產物為磷酸、葡萄糖和堿基
C.DNA分子的雙螺旋結構兩條鏈上的堿基通過氫鍵作用
D.DNA和RNA均以核苷酸為基本構成單元,且RNA分子一般呈單鏈狀結構
解析　DNA中含C、H、O、N、P等元素,A正確;DNA水解的最終產物為磷酸、脫氧核糖和堿基,B錯誤;DNA分子的雙螺旋結構兩條鏈上的堿基之間形成氫鍵,通過氫鍵作用將兩條鏈連接,C正確;DNA為脫氧核糖核酸,RNA為核糖核酸,兩者均以核苷酸為基本構成單元,其中RNA一般呈單鏈狀結構,DNA呈雙螺旋結構,D正確。
B
6.對某個DNA分子進行化學分析,發現鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數的54%,又知該DNA的一條鏈(A鏈)所含的堿基中28%是腺嘌呤,問與A鏈相對應的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數的(　　)
A.26% B.24% C.18% D.11%
解析　鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數的54%,可知G=C=27%、A=T=50%-27%=23%。又因DNA的一條鏈(A鏈)所含的堿基中28%是腺嘌呤,假設每條鏈有100個堿基,那兩條鏈共含腺嘌呤等于200×23%=46,A鏈中的腺嘌呤的數量等于100×28%=28,則另一條鏈中腺嘌呤數為18,占該鏈全部堿基數的18%,C正確,A、B、D錯誤。
C
7.DNA是生物體的重要組成物質,在它的堿基對中儲存著遺傳信息,與生物的生長、發育等正常生命活動以及癌變、突變等異常生命活動密切相關。下列有關DNA的說法中正確的是(　　)
A.核酸就是DNA
B.DNA水解得到的堿基含尿嘧啶(U)
C.DNA水解的最終產物中的戊糖是二糖
D.基因的化學本質是DNA分子中能代表某一遺傳性狀的核苷酸序列
D
解析　核酸包括DNA和RNA,A錯誤;DNA水解得到的堿基有四種,分別是腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T),RNA水解才能得到尿嘧啶(U),B錯誤;戊糖屬于單糖,C錯誤。
(二)核酸的結構及生物功能
8.下列敘述中,哪項不是核酸的生物功能(　　)
A.作為遺傳信息的載體,存在于每個細胞中
B.是生物的遺傳物質
C.是生物體進行生命活動的主要承擔者
D.對生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成有極其重要的作用
解析　生命活動的主要承擔者是蛋白質。
C
9.下列有關核酸的敘述中錯誤的是(　　)
A.生物體內具有有遺傳功能的大分子化合物
B.核酸包括 DNA和RNA
C.由含氮堿基、脫氧核糖和磷酸組成
D.核酸為生命之源
解析　核酸包括 DNA和RNA,DNA由含氮堿基、脫氧核糖和磷酸組成,RNA由含氮堿基、核糖和磷酸組成,不能說核酸由含氮堿基、脫氧核糖和磷酸組成。
C
10.生物大分子具有比有機小分子更為豐富的性質,能完成多種復雜的生物功能。下列有關說法正確的是(　　)
A.具有一級結構的蛋白質分子主要通過共價鍵使肽鏈形成特定的二級結構
B.利用淀粉酶可以在溫和的條件下高效催化大豆蛋白的水解
C.斷裂ATP分子中磷酸與磷酸之間形成的磷酸酯鍵需要吸收較多能量
D.某DNA分子中胸腺嘧啶(T)數量約占堿基總數的32%,則鳥嘌呤(G)數量約占堿基總數的18%
D
解析　具有一級結構的蛋白質分子主要通過氫鍵使肽鏈形成特定的二級結構,A錯誤;酶具有專一性,淀粉酶不能催化大豆蛋白的水解,B錯誤;ATP分子中磷酸與磷酸之間形成的磷酸酯鍵是高能磷酸鍵,高能磷酸鍵易斷裂,吸收能量較少,C錯誤;胸腺嘧啶(T)數量約占堿基總數的32%,胞嘧啶的數量約占堿基總數的18%,則鳥嘌呤(G)數量約占堿基總數的18%,D正確。
B級　素養培優練
11.腺嘌呤核苷酸是生產核酸類藥物的中間體,其分子結構如圖所示。下列有關說法正確的是(　　)
A.能發生消去反應和加成反應
B.所有中心原子均采取sp3雜化
C.水解生成的堿基的分子式為C5H4N5
D.水解生成的戊糖的核磁共振氫譜有7組峰
A
解析　分子中含有羥基和大π鍵,可以發生消去和加成反應,A正確;部分C、N原子采取sp2雜化,B錯誤;腺嘌呤核苷酸水解生成的堿基是腺嘌呤,分子式為C5H5N5,C錯誤;腺嘌呤核苷酸水解生成的戊糖是核糖,核磁共振氫譜有9組峰,D錯誤。
12.生物體內的ATP-ADP循環如圖所示,下列說法錯誤的是(　　)
A.一定條件下,ATP和ADP均能與鹽酸反應
B.一定條件下,ATP和ADP均能水解生成磷
酸和戊糖等物質
C.ATP和ADP中均含有酰胺基
D.ADP轉化為ATP的反應屬于取代反應
C
解析　ATP和ADP均含有氨基,一定條件下,ATP和ADP均能與鹽酸反應,A正確;由ATP和ADP的結構簡式可知,一定條件下,ATP和ADP均能水解生成磷酸和戊糖等物質,B正確;ATP和ADP中均不含有酰胺基,C錯誤;由ATP和ADP的結構簡式可知,ADP與一分子磷酸發生取代反應轉化為ATP,同時生成一分子水,D正確。
13.(2024·北京海淀區高二期末)下圖為DNA分子的局部結構示意圖。下列說法不正確的是(　　)
A.DNA是一種生物大分子,分子中四種堿
基均含N—H鍵
B.脫氧核糖分子、磷酸分子、堿基可通過
脫水形成脫氧核糖核苷酸分子
C.—NH2氮原子能提供孤電子對與H+的空
軌道形成配位鍵,因此能與酸反應
D.圖中虛線表示堿基互補配對(A和T、C和G)時形成的配位鍵
D
解析　生物大分子是指生物體細胞內存在的蛋白質、核酸、多糖等大分子,DNA是一種生物大分子,分子中四種堿基均含N—H鍵,A正確;脫氧核糖分子、磷酸分子、堿基可通過脫水形成脫氧核糖核苷酸分子,B正確;—NH2氮原子能提供孤電子對與H+的空軌道形成配位鍵,能與酸反應,C正確;由圖可知虛線表示堿基互補配對(A和T、C和G)時形成的氫鍵,氫鍵不屬于化學鍵,D錯誤。
14.植物光合作用和動物體內食物氧化分解提供的能量,可使ADP與磷酸重新反應合成ATP,生物體內ATP-ADP循環示意圖如圖。下列說法不正確的是(　　)
A.ATP具有酸性,
ADP具有堿性
B.ADP由戊糖、
堿基、磷酸脫水縮合而成
C.ATP和ADP分子中C原子有sp2、sp3兩種雜化方式
D.37 ℃、pH約為7時,ATP水解為ADP需要酶的輔助,但該過程是自發的
A
解析　ATP和ADP都有氨基和磷酸基,既有堿性又有酸性,A錯誤;戊糖、堿基、磷酸脫水縮合能組成ADP,B正確;碳氮雙鍵中的C原子為sp2雜化,飽和碳原子為sp3雜化,ATP和ADP分子中都含有這兩種C原子,C正確;ATP水解為ADP過程中ΔH<0,ΔS>0,所以ΔG=ΔH-TΔS<0,該過程是自發的,D正確。

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