内容正文:
第5节 核酸是遗传信息的携带者
[课标内容] 1.阐述核酸由核苷酸聚合而成,是储存与传递遗传信息的生物大分子。2.简述DNA和RNA的区别与联系。3.概述生物大分子以碳链为骨架的结构特点。
一、核酸的种类、分布及其组成
1.种类
一类是脱氧核糖核酸,简称DNA;另一类是核糖核酸,简称RNA。
2.分布
真核细胞的DNA主要分布在细胞核中,线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。RNA主要分布在细胞质中。
3.核酸是由核苷酸连接而成的长链
(1)核酸的基本组成单位——核苷酸。
①组成。
②
a.脱氧核苷酸:构成DNA的基本单位。
b.核糖核苷酸:构成RNA的基本单位。
(2)核酸中的核苷酸相连的方式如图所示。
(3)DNA和RNA的区别。
比较项目
DNA
RNA
组成单位
无机酸
磷酸
五碳糖
脱氧核糖
核糖
含氮
碱基
特有T
特有U
共有A、G、C
(4)通过DNA指纹获得遗传信息的根本原因。
生物的遗传信息储存在DNA分子中,而且每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列各有特点(特异性)。
(5)核酸的多样性及功能。
(1)真核细胞的RNA只分布在细胞质中。(×)
(2)真、原核细胞内均有两种核酸。(√)
(3)核酸分子中,五碳糖∶磷酸∶含氮碱基=1∶1∶1。(√)
(4)构成DNA的脱氧核苷酸有4种,构成RNA的核糖核苷酸有4种。(√)
(5)DNA中遗传信息的多样性主要取决于脱氧核苷酸的种类。(×)
探究 如图所示为生物体细胞中核酸的结构层次示意图。
(1)写出图中各字母代表的名称:a.含氮碱基,b.核苷酸,c.DNA,d.RNA。
(2)若图中b是c的基本单位,则a表示A、T、G、C四种碱基,其五碳糖是脱氧核糖;若图中b是d的基本单位,则a表示A、U、G、C四种碱基,其五碳糖是核糖。
(3)DNA、RNA初步水解的产物和彻底水解的产物:
物质
初步水解的产物
彻底水解的产物
DNA
脱氧核苷酸
脱氧核糖、磷酸、4种碱基(A、T、C、G)
RNA
核糖核苷酸
核糖、磷酸、4种碱基(A、U、C、G)
(4)大熊猫体内的遗传物质含有几种碱基、几种五碳糖?
提示 有A、T、G、C四种含氮碱基;一种五碳糖,即脱氧核糖。
(5)研究表明,大肠杆菌中同时含有DNA和RNA,乙肝病毒只含有DNA,艾滋病病毒只含有RNA,填写这三种生物中含有的碱基种类和核苷酸种类。
生物类别
碱基种类
核苷酸种类
大肠杆菌
5
8
乙肝病毒
4
4
艾滋病病毒
4
4
有关核酸的四个误区
(1)误认为真核生物细胞中只有DNA。真核生物细胞一般都有DNA和RNA,但遗传物质都是DNA。
(2)误认为核酸初步水解产物和彻底水解产物相同。核酸初步水解的产物是核苷酸,彻底水解的产物是磷酸、五碳糖和碱基。
(3)误认为遗传信息只储存在DNA中。遗传信息并不只储存在DNA中,少数病毒的遗传信息储存在RNA中。
(4)误认为两种核苷酸不同一定是碱基不同。两种核苷酸不同,可能是碱基不同,也可能是五碳糖不同,还可能是碱基和五碳糖都不同。
1.如图所示,由1分子磷酸、1分子含氮的碱基和1分子化合物a构成了化合物b,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糖核苷酸
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.若蓝细菌细胞中存在由b构成的核酸,则b有4种
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,可将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。其中,脱氧核糖核苷酸特有的碱基为胸腺嘧啶(T),核糖核苷酸特有的碱基为尿嘧啶(U),两者共有的碱基为A、C、G;蓝细菌细胞中含有DNA和RNA,核苷酸b共有8种。
答案 C
2.将人体内的核酸分子完全水解后得到的化学物质是( )
A.核苷酸、五碳糖、碱基
B.两种五碳糖、磷酸、5种碱基
C.脱氧核糖、磷酸、4种碱基
D.核糖、磷酸、4种碱基
解析 人体内含有DNA和RNA两种核酸,DNA彻底水解的产物为磷酸、脱氧核糖和四种碱基(A、T、C、G);RNA彻底水解的产物是磷酸、核糖和四种碱基(A、U、C、G),故人体内的核酸彻底水解的产物有磷酸、脱氧核糖、核糖及5种碱基(A、C、G、T、U)。综上所述,A、C、D三项不符合题意,B项符合题意。
答案 B
二、生物大分子以碳链为骨架
1.单体与多聚体的对应关系
单体(基本单位)
多聚体(生物大分子)
葡萄糖
多糖(淀粉、糖原、纤维素)
氨基酸
蛋白质
核苷酸
核酸(DNA和RNA)
2.每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。
3.生命的核心元素:碳。
(1)构成生物大分子的单体在排列顺序上并不都具有多样性。(√)
(2)由基本单位葡萄糖组成的生物大分子都是植物细胞壁的主要成分。(×)
(3)多聚体最终水解的产物不一定是单体。(√)
1.生物大分子的连接方式判断
(1)若该图为一段肽链结构模式图,则1表示中心碳原子,2表示“”结构,在人体中的3的种类最多可达21种。
(2)若该图为一条核苷酸链结构模式图,则1表示五碳糖,2表示磷酸,3表示含氮碱基。
2.高中阶段涉及的生物大分子只有蛋白质、核酸、多糖。脂肪的相对分子质量比蛋白质、核酸、多糖的小很多,一般不称其为生物大分子,磷脂和固醇不属于生物大分子。
1.生命科学常用图示表示微观物质的结构,图1~3分别表示植物细胞中常见的三种有机物,则图1~3可分别表示( )
A.多肽、RNA、淀粉
B.DNA、RNA、纤维素
C.DNA、蛋白质、糖原
D.蛋白质、核酸、糖原
解析 题图1中,单体具有很多不同的形状,这些不同的单体只能表示21种氨基酸,因此图1可能表示蛋白质或者多肽;题图2中,有4种不同的单体,因此这些单体可以表示RNA分子的4种核糖核苷酸,或者表示DNA分子的4种脱氧核苷酸;题图3中只有1种单体,最可能表示由葡萄糖聚合形成的多糖,而植物细胞中的多糖只有淀粉和纤维素。综上所述,题图1~3可分别表示蛋白质或多肽、RNA或DNA、淀粉或纤维素,故选A。
答案 A
2.如图分别表示生物体内的生物大分子的部分结构模式图,据图回答下列问题:
甲 乙
丙
(1)图甲中的三种物质都是由许多单糖连接而成的,其中属于动物细胞中的物质是 ,其基本单位是 。属于植物细胞的储能物质是 。
(2)图乙所示化合物为RNA,其基本组成单位是 ,可用图中字母 表示,各基本单位之间是通过图中 (填“①”“②”或“③”)所示的化学键连接起来的。
(3)图丙所示化合物的名称是 ,是由 种氨基酸经 过程形成的,该化合物中有 个游离的羧基。
解析 (1)由题图可知,淀粉、纤维素、糖原都是由单体葡萄糖聚合形成的多聚体;植物细胞的储能物质是淀粉;糖原是动物细胞特有的多糖。(2)1分子核苷酸由1分子磷酸、1分子含氮碱基和1分子五碳糖组成,即题图中的b;核苷酸之间通过磷酸二酯键连接,即题图中的②。(3)题图丙所示化合物为四肽;四个氨基酸分子中有2个氨基酸的R基是—CH3,故此肽是由3种氨基酸经脱水缩合过程形成的,由题图可知,该化合物中有2个游离的羧基(②和⑨中)。
答案 (1)糖原 葡萄糖 淀粉 (2)核糖核苷酸 b ② (3)四肽 3 脱水缩合 2
1.下列叙述中,不属于核酸的生理功能的是( )
A.作为遗传信息的载体,存在于每个细胞中
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
解析 生命活动的主要承担者是蛋白质。
答案 C
2.核酸包括DNA和RNA两类。与DNA相比,RNA特有的化学组成成分是( )
A.核糖、胞嘧啶 B.脱氧核糖、鸟嘌呤
C.核糖、尿嘧啶 D.脱氧核糖、腺嘌呤
解析 DNA和RNA都含有胞嘧啶,A项不符合题意;DNA和RNA都含有鸟嘌呤和腺嘌呤,且脱氧核糖是DNA所特有的,B、D两项不符合题意;核糖和尿嘧啶是RNA中特有的化学成分,C项符合题意。
答案 C
3.如图为核苷酸的模式图,下列相关说法正确的是( )
A.DNA与RNA的不同点只体现在②处
B.若②为核糖,则③可以是胸腺嘧啶
C.在人类免疫缺陷病毒中核苷酸共有8种
D.人体内的③有5种,②有2种
解析 题图中①②③分别是磷酸、五碳糖、含氮碱基,DNA与RNA的不同点体现在②③两处,A项错误;若②为核糖,则③可以是A、U、C、G,但不可能是T(胸腺嘧啶),B项错误;人类免疫缺陷病毒是RNA病毒,只含有一种核酸,4种核苷酸,C项错误;人体内有2种核酸,故有2种②和5种③,D项正确。
答案 D
4.如图表示生物体内的某种物质,回答下列问题:
(1)A包括 等元素。
(2)B的名称为 ,一分子的B是由 、 、 组成的。
(3)C的作用是 。
解析 (1)核酸的元素组成是C、H、O、N、P。(2)核酸的基本单位是核苷酸,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。(3)核酸是遗传信息的携带者;对生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成具有重要作用。
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;对生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成具有重要作用
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