1、1第二节 细胞中的生物大分子第 3课时 核酸的结构和功能学习导航 1.结合教材 P1920 ，说出核酸的种类和结构。2.结合教材 P21，简述 DNA和 RNA在细胞中的分布和功能。重难点击 核酸的结构和功能。方式一 2013 年 7月 24日新浪网消息：德国马克斯普朗克研究所从事植物育种研究的科学家们已经确定了一种高山南芥(俗称高山岩石水芹)所使用的分子信号，可标记其年龄，他们发现，这种植物的年龄与短核糖核酸(称为 miR156)的数量显著相关。核酸究竟是由什么物质组成的呢？它具有怎样的结构呢？它在生命活动中有何作用？方式二 曾有一些奶粉和保健品中宣传含有核酸，能补充人体核酸的不足，最近很多
2、知名学者批判这些营养品宣传的“核酸营养” ，认为食品中的核酸不能被人体直接吸收利用，正常人体也没有补充核酸的必要。这很大程度上纠正了人们对核酸的错误认识。一、核酸的种类和结构1种类Error!2核酸的基本组成单位核苷酸(1)组成：一分子核苷酸由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成。如下图所示：(2)种 类 ： 根 据 五 碳 糖 的 不 同 ， 可 分 为 两 类 脱 氧 核 糖 核 苷 酸 (简 称 脱 氧 核 苷 酸 )和 核 糖 核 苷 酸。脱氧核糖核苷酸：构成 DNA的基本单位，如图：2核糖核苷酸：构成 RNA的基本单位，如图：3核酸的构成(1)核酸的结构层次(2)核酸的形成每
3、个核酸分子是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。绝大多数 DNA由两条脱氧核苷酸链构成，这两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构；DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。1已知某核酸的碱基种类，能确定它是哪种核酸吗？答案 能。含 T而不含 U的一定是 DNA；含 U而不含 T的一定是 RNA。2若用放射性同位素标记某物质以追踪 DNA与 RNA的合成过程，你认为标记哪种物质较科学？答案 用放射性同位素标记胸腺嘧啶(T)，可追踪 DNA合成；用放射性同位素标记尿嘧啶(U)可用于追踪 RNA合成。3蛋白质具有多样性，核酸是否有多样性？多样性的原因是什么？
4、答案 具有。核苷酸种类、数目不同和排列顺序多样。31如图所示，由 1分子磷酸、1 分子含氮碱基 m和 1分子化合物 a构成了化合物 b，则下列叙述正确的是( )A若 m为腺嘌呤，则 b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸B若 a为核糖，则 b为 DNA的基本组成单位C若 m为尿嘧啶，则 DNA中肯定不含 b这种化合物D若由 b构成的核酸能被吡罗红染成红色，则 b为脱氧核苷酸答案 C解析 由题意可知，a 为五碳糖、b 为核苷酸，根据所含五碳糖的不同，核苷酸可分为两种：脱氧核苷酸和核糖核苷酸。脱氧核苷酸是组成 DNA的基本单位，其特有的成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶。核糖核苷酸是组成 RNA的基本单位，其特有的成分是
5、核糖和尿嘧啶。一题多变当 m的种类确定时，a 的种类能确定吗？_。答案 不一定。当 m为 A、G 或 C时，a 可以是核糖也可以是脱氧核糖；当 m为 T时，a 则是脱氧核糖；当 m为 U时，a 则是核糖。2关于双链 DNA分子结构的叙述，不正确的是( )A一般都含有 4种脱氧核苷酸B碱基之间的化学键是氢键C脱氧核糖和磷酸交替连接排列在内侧，构成基本骨架D由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构答案 C解析 DNA 的基本组成单位是 4种脱氧核苷酸；成对的碱基之间通过氢键配对；脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架；由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。二、核酸的分布和功能4
6、1核酸的分布及信息储存(1)分布：DNA 主要集中在细胞核内，线粒体、叶绿体内也含有少量的 DNA，RNA 主要分布在细胞质中。(2)遗传信息的储存绝大多数生物的遗传信息储存在 DNA分子中。少数病毒的遗传信息储存在 RNA中，如禽流感病毒、HIV、SARS 病毒等。2核酸的多样性及功能体现(1)多样性原因：DNA 分子的 4种脱氧核苷酸分子的排列顺序多种多样。(2)功能体现DNA 分子上的许多片断携带着不同的遗传信息，控制着生物体的形态、生理和行为等多种性状的表达。DNA 分子通过精确的自我复制，为生物将其特性遗传给下一代提供了分子基础。总之：核酸是细胞中携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、
7、变异和蛋白质的生物合成中具有十分重要的作用。1完成下面 DNA和 RNA的比较表，探讨二者的区别。项目 DNA RNA基本单位 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸含氮碱基 A、C、G、T A、C、G、U五碳糖 脱氧核糖 核糖一般结构 两条脱氧核苷酸链 一条核糖核苷酸链真核细胞中的存在部位主要在细胞核中 主要在细胞质中2.研究表明，细胞生物中同时含有 DNA和 RNA，其中 DNA是遗传物质。乙肝病毒只含有DNA，艾滋病病毒只含有 RNA。这说明不同生物含有的核酸种类有差异，据此填写下表：生物类别 碱基种类 核苷酸种类大肠杆菌和人 A、G、C、T、U 8乙肝病毒 A、G、C、T 4艾滋病病毒 A、G、C
8、、U 453在生命活动中，艾滋病病毒的遗传物质在彻底水解后，得到的化学物质是 ( )A脱氧核糖、碱基、磷酸B氨基酸、葡萄糖、碱基C氨基酸、核苷酸、葡萄糖D核糖、碱基、磷酸答案 D解析 核酸是一类高分子化合物，其基本组成单位是核苷酸。一分子核苷酸是由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成的。一个核苷酸分子完全水解后得到一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基。DNA 和 RNA的不同点之一是组成核苷酸的五碳糖不同，组成DNA的核苷酸中，五碳糖为脱氧核糖，而组成 RNA的核苷酸中，五碳糖为核糖。4如图是 DNA和 RNA组成的结构示意图，下列有关说法正确的是( )A甲型 H7N9流感病毒有
9、5种碱基和 8种核苷酸B主要存在于硝化细菌的拟核中的核酸由 5种碱基构成C病毒中也有上述两种核酸DDNA 彻底水解得到的产物中有脱氧核糖，而没有核糖答案 D解析 甲型 H7N9流感病毒为 RNA病毒，含有 A、G、C、U4 种碱基和 4种核苷酸，A 项错误；主要存在于硝化细菌拟核中的核酸为 DNA，含有 A、G、C、T4 种碱基，B 项错误；病毒只有一种核酸，是 DNA或 RNA，C 项错误；DNA 中含有的五碳糖为脱氧核糖，不是核糖，D 项正确。归纳提升 生物含有的核酸和遗传物质总结生物类群 含有的核酸遗传物质含有的碱基种类含有的核苷酸种类举例细胞生物 DNA和 RNA DNA 5 8大肠杆
10、菌、酵母菌、人类DNA 病毒 DNA DNA 4 4T2噬菌体、乙肝病毒病毒RNA 病毒 RNA RNA 4 4 HIV、 SARS病毒 671下列叙述，正确的打“” ，错误的打“” 。(1)DNA和 RNA都能携带遗传信息( )(2)DNA与 RNA的不同只体现在含氮碱基种类不同( )(3)DNA分子的多样性取决于碱基排列顺序的多样性( )(4)病毒含有 2种核酸，5 种含氮碱基( )答案 (1) (2) (3) (4)2下列有关概念图的叙述，正确的是( ) 糖 磷 酸 DNAA表示的碱基有 5种B表示的是核糖C表示脱氧核苷酸D表示核糖核苷酸答案 C解析 题图表示 DNA的组成情况，所以表示
11、的碱基有 4种，表示脱氧核糖，表示脱氧核苷酸。3下列有关核酸的叙述，错误的是( )A生物体内具有遗传功能的大分子化合物B细胞内生命物质的主要成分之一C由含氮碱基、脱氧核糖和磷酸组成D由核苷酸聚合而成的大分子化合物答案 C解析 核酸有两种DNA 和 RNA，DNA 中含脱氧核糖，RNA 中含核糖。4组成 DNA结构的基本成分是( )8核糖 脱氧核糖 磷酸 腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶 胸腺嘧啶 尿嘧啶A BC D答案 C解析 组成 DNA结构的基本单位是脱氧核糖核苷酸。5下图表示一条核苷酸链(部分)，请结合该图回答以下问题：(1)DNA大多是由_条_链构成的，RNA 通常是由_条_链构成的。(2)若该
12、图为脱氧核苷酸链，则从碱基组成上看，还应有的碱基是_；图中是_，是_，是_，是_。(3)若该图为核糖核苷酸链，则从碱基组成上看，还应有的碱基是_；图中是_，是_。答案 (1)两 脱氧核糖核苷酸 一 核糖核苷酸(2)T 磷酸 脱氧核糖 腺嘌呤 鸟嘌呤脱氧核苷酸(3)U 核糖 鸟嘌呤核糖核苷酸解析 从碱基组成上看，组成 DNA的碱基有 A、G、C、T 四种，组成 RNA的碱基有A、G、C、U 四种。DNA 的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，一个脱氧核糖核苷酸由一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成；绝大多数 DNA由两条脱氧核苷酸链构成；RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，一个核糖核苷酸由一分
13、子含氮碱基、一分子核糖和一分子磷酸组成。基础过关1将硝化细菌体内核酸彻底水解后可以得到( )AC、H、O、N、P 等元素 B5 种含氮碱基C4 种核苷酸 D8 种核苷酸答案 B解析 硝化细菌体内的核酸包括 DNA和 RNA，彻底水解后得到 1种磷酸、5 种含氮碱基9(A、T、C、G、U)、2 种五碳糖(脱氧核糖和核糖)。2(2018淮安高一上学期期中)下列核苷酸不可能属于 DNA初步水解产物的是( )答案 B解析 图 B为尿嘧啶核糖核苷酸，是组成 RNA的原料，不可能是 DNA的初步水解产物，B 项错误。3下列有关核酸组成表示正确的是( )答案 D解析 核酸含 C、H、O、N、P 五种元素；D
14、NA 中含有脱氧核糖，而 RNA中含有核糖。4有五个核酸分子经分析共有 5种碱基、8 种核苷酸、8 条多核苷酸链，它的组成是( )A3 个 RNA、2 个 DNAB5 个 DNAC3 个 DNA、2 个 RNAD5 个 RNA答案 C解析 有 5种碱基、8 种核苷酸，说明既有 DNA，又有 RNA。DNA 是两条链，RNA 是一条链，五个核酸分子，共 8条多核苷酸链，可推知是 3个 DNA、2 个 RNA，C 项正确。5下列叙述中，哪项不是核酸的生理功能( )A作为遗传信息的载体B是生物的遗传物质C是生物体进行生命活动的主要承担者D对生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成有极其重要的作用答案 C
15、10解析 生命活动的主要承担者是蛋白质。6流行性出血热是由汉坦病毒(一种 RNA病毒)引起的，以鼠类为主要传染源的自然疫源性疾病。那么，在人类患者、鼠类、汉坦病毒这 3种生物体中，碱基种类及组成遗传物质的核苷酸种类数依次是( )A8、5、4 和 8、8、4 B5、5、4 和 8、4、4C5、5、4 和 4、4、4 D5、4、4 和 8、4、8答案 C解析 人类患者和鼠类均为真核生物，其碱基种类有 5种，即 A、T、G、C、U，遗传物质都是 DNA，所以构成遗传物质的核苷酸种类只有 4种；汉坦病毒是一种 RNA病毒，在它体内只有一种核酸即它的遗传物质是 RNA，其碱基种类和遗传物质的核苷酸种类都
16、是 4种。能力提升7下列关于核酸的叙述中，正确的是( )ADNA 和 RNA中的五碳糖相同B组成 DNA与蛋白质的元素种类相同CHIV 的遗传信息贮存在 DNA中D双链 DNA分子中含有胸腺嘧啶答案 D解析 DNA 含脱氧核糖，RNA 含核糖；DNA 含有 C、H、O、N、P 元素，而蛋白质含有C、H、O、N 等；HIV 的遗传信息贮存在 RNA中。8右图为核苷酸的模式图，下列相关说法正确的是( )ADNA 与 RNA在核苷酸上的不同点只在方面B若为核糖，则图示核苷酸为 DNA的基本组成单位C在生物体中共有 8种D人体内的有 5种，有 2种答案 D解析 是磷酸基团，是五碳糖(有脱氧核糖和核糖
17、2种)，是含氮碱基(共有A、G、C、T、U5 种)。DNA 与 RNA在核苷酸上的不同：一方面不同，脱氧核苷酸中的是脱氧核糖，核糖核苷酸中的是核糖；另一方面的种类不同，脱氧核苷酸中的有A、T、G、C4 种，核糖核苷酸中的有 A、U、G、C4 种。若为核糖，则此核苷酸为核糖核苷酸，是构成 RNA的基本组成单位。9如果在豌豆的叶肉细胞中，含有的碱基为 X种；在高粱的根尖细胞中，由 A、C、T、U4种碱基参与构成的核苷酸为 Y种，则 X和 Y分别为( )A4、8B5、8C4、4D5、6答案 D11解析 豌豆叶肉细胞中既有 DNA又有 RNA，共含有 5种碱基；高粱的根尖细胞中既含有 DNA也含有 R
18、NA，其中 A、C 各可构成 2种核苷酸，而碱基 U和 T只能分别构成 1种核糖核苷酸和 1种脱氧核糖核苷酸，所以 A、C、T、U 共可构成 6种核苷酸。10下列生物或细胞中关于碱基、核苷酸、五碳糖种类的描述，正确的是( )选项 A B C D生物或细胞 T4噬菌体 烟草肉细胞叶 烟草花叶病毒 豌豆根毛细胞碱基 5种 5种 4种 8种核苷酸 5种 8种 8种 8种五碳糖 1种 2种 2种 2种答案 B解析 烟草叶肉细胞和豌豆根毛细胞都属于真核细胞，它们同时含有 DNA和 RNA，而 T4噬菌体和烟草花叶病毒体内只有一种核酸。核苷酸是组成 DNA或 RNA的单体，组成 DNA的单体是4种脱氧核苷
19、酸(碱基：A、G、C、T)，组成 RNA的单体是 4种核糖核苷酸(碱基：A、G、C、U)；DNA 和 RNA含有不同的五碳糖(脱氧核糖和核糖)。同时含有 DNA和 RNA的生物，体内五碳糖有 2种，碱基有 5种，核苷酸有 8种；只有一种核酸的生物，体内五碳糖有1种，碱基有 4种，核苷酸有 4种。11下图表示生物体内的某种物质，请分析回答下列问题：(1)A包括_元素。(2)B的名称叫_，一分子的 B是由_、_、_组成的。(3)C的作用是_。答案 (1)C、H、O、N、P (2)核苷酸 一分子五碳糖 一分子磷酸 一分子含氮碱基 (3)遗传信息的携带者；对生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成具有重要的
20、作用解析 核酸的元素组成是 C、H、O、N、P，基本单位是核苷酸，一分子核苷酸是由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成的。核酸是遗传信息的携带者。12人类基因组计划的实施对人类了解自身的奥秘、增进健康具有不可估量的意义，而其前提是对核酸分子结构和功能的认识。如图表示细胞内与核酸有关的物质或结构。请据图回答下列问题：12(1)细胞内的核酸包括两类：一类是_，简称 DNA；另一类是_，简称_。二者除在含氮碱基上有所区别外，还有_。(2)e和 f的关系是_。(3)f被彻底水解后的产物是_(用字母表示)，元素 a包括_。答案 (1)脱氧核糖核酸 核糖核酸 RNA DNA 中含有脱氧核糖而 RN
21、A中含有核糖(或在所含五碳糖上的区别) (2)e 是 f的基本结构单位 (3)b、c、d C、H、O、N、P解析 (1)核酸可分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)，前者特有脱氧核糖和胸腺嘧啶，后者特有核糖和尿嘧啶。(2)图中 e为核苷酸，f 为核酸，e 是 f的基本结构单位。(3)核酸被彻底水解后的产物为磷酸、五碳糖和含氮碱基，可用字母 b、c、d 表示。核酸的元素组成为 C、H、O、N、P。13下图是某核苷酸(图 1)与核苷酸链(图 2)示意图，据图回答下列问题：(1)图 1的化合物名称是_，是组成_的基本单位。(2)图 2所示 2、3、4 的名称分别是_、_、_。(3)此结构中的
22、核酸与另一种核酸相比较，其特有的碱基的中文名称是_。答案 (1)胞嘧啶脱氧核糖核苷酸 脱氧核糖核酸(DNA) (2)腺嘌呤 脱氧核糖 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 (3)胸腺嘧啶解析 (1)图 1中的碱基为胞嘧啶，五碳糖为脱氧核糖，所以为胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，是组成 DNA的基本单位。(2)图 2中的 1、2、3 为组成 DNA的三个小分子，分别是磷酸、腺嘌呤、脱氧核糖，4 为三者构成的腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。(3)与另外一种核酸 RNA相比较，DNA中特有的碱基是胸腺嘧啶。真题体验14(2016上海，11)下列病毒的构成组合中错误的是( )DNA RNA 蛋白质 磷脂ABCD13答案 B解析 病毒只含有一种核酸，为 DNA或 RNA。15(经典高考题)下列与生物体内核酸分子功能多样性无关的是( )A核苷酸的组成种类 B核苷酸的连接方式C核苷酸的排列顺序 D核苷酸的数量多少答案 B解析 明确“结构的多样性决定功能的多样性” 。核苷酸分子结构的多样性取决于核苷酸的种类、数量和排列顺序，而核苷酸分子的连接方式是一定的。
