内容正文:
考点16 核酸
【核心考点梳理】
一、核酸的组成和分类
1.核酸的分类
天然的核酸根据其组成中所含戊糖的不同,分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。
2.核酸的组成
核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合物。核苷酸进一步水解得到磷酸和核苷,核苷继续水解得到戊糖和碱基。因此,核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子。其中的戊糖是核糖或脱氧核糖,它们均以环状结构存在于核酸中,对应的核酸分别是核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。转化关系如图所示:
3.戊糖结构简式
4.碱基
碱基是具有碱性的杂环有机化合物,RNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶(分别用字母A、G、C、U表示);DNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶(用字母T表示)。结构简式分别可表示为:
腺嘌呤(A):, 鸟嘌呤(G):, 胞嘧啶(C):,
尿嘧啶(U):, 胸腺嘧啶(T):
二、核酸的结构及生物功能
1.DNA分子的双螺旋结构具有以下特点:DNA分子由两条多聚核苷酸链组成,两条链平行盘绕,形成双螺旋结构;每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧。碱基排列在内侧;两条链上的碱基通过氢键作用,腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对,结合成碱基对,遵循碱基互补配对原则。
2.RNA也是以核苷酸为基本构成单位,其中的戊糖和碱基与DNA中的不同,核糖替代了脱氧核糖,尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T)。RNA分子一般呈单链状结构,比DNA分子小得多。
3.基因
核酸是生物体遗传信息的载体。有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息,被称为基因。
4.DNA分子的生物功能
DNA分子上有许多基因,决定了生物体的一系列性状。在细胞繁殖分裂过程中,会发生DNA分子的复制。亲代DNA分子的两条链解开后作为母链模板,在酶的作用下,利用游离的核苷酸各自合成一段与母链互补的子链,最后形成两个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子,使核酸携带的遗传信息通过DNA复制被精确地传递给下一代,并通过控制蛋白质的合成来影响生物体特定性状的发生和发育。
5.RNA的生物功能
RNA则主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。
6.我国在核酸的研究中取得的成绩
(1)1981年,我国科学家采用有机合成与酶促合成相结合的方法,人工合成了具有生物活性的核酸分子——酵母丙氨酸转移核糖核酸。
(2)1999年,我国参与了人类基因组计划,成为参与该项计划的唯一发展中国家。
(3)2002年,我国科学家完成了水稻基因组图谱的绘制。
7.对核酸的结构和生物功能研究的意义
使人们深入认识生命活动规律,更好地利用生物资源,有助于提高疾病诊断和治疗水平,促进医学、农业等的发展。
【核心归纳】核酸的类别及其比较
类别
脱氧核糖核酸(DNA)
核糖核酸(RNA)
组成差异
二者主要差异在于戊糖的不同
脱氧核糖
核糖
存在
主要存在于细胞核中
主要存在于细胞质中
生理功能
生物体遗传信息的载体,还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造新的细胞
根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成
【必备知识基础练】
1.2020年的春节期间,新冠病毒肆虐。因为核酸是生命的基础物质,是病毒的“身份证”,所以患者的确诊需要病毒的核酸检验。以下关于核酸的论述正确的是 ( )。
A.核酸是核蛋白的非蛋白部分,也是由氨基酸残基组成的
B.核酸水解产物中含有磷酸、葡萄糖和碱基
C.核酸、核苷酸都是高分子化合物
D.核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类,对蛋白质的合成和生物遗传起重要作用
2.如图表示不同化学元素所组成的生命大分子及其水解产物,以下说法错误的是( )
A.若①为某种大分子的组成单位,则①最可能是氨基酸
B.若②是人体中重要的储能物质,则②可能是脂肪
C.若③为能储存遗传信息的大分子物质,则③一定是DNA
D.若④能够作为医疗注射物为人体提供能量,则④是葡萄糖
3.如图表示生物体内核酸的基本组成单元模式图,下列说法正确的是
A.若③是尿嘧啶,则此图是组成的原料
B.分子结构的多样性取决于③的种类
C.若②为脱氧核糖,则与②相连的③有五种
D.和在核苷酸上的不同点只在②方面
4.有关核酸的叙述正确的是( )
A.核酸对生物体的生长繁殖、遗传变异等起着决定性作用,是生命活动的控制者,大量存在于细胞核中
B.核酸指挥控制着蛋白质的合成,细胞的分裂,主要存在于细胞质中
C.生物体遗传信息的载体DNA,大量存在于细胞核中,决定蛋白质的合成
D.生物体遗传信息的载体RNA,大量存在于细胞质中,控制蛋白质的合成
5.下列说法不正确的是
A.酶的催化条件通常比较温和
B.核酸一般由几千到几十万个原子组成