第2章 第5节 核酸是遗传信息的携带者-【金版教程】2024-2025学年新教材高中生物必修1 分子与细胞创新导学案word（人教版2019，单选版）

生物学　必修1 RJ（单选版） 第5节　核酸是遗传信息的携带者 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。 知识点一　核酸的种类及其分布 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。 知识点二　核酸是由核苷酸连接而成的长链 1.核苷酸：核苷酸是核酸的基本组成单位。一个核苷酸是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。根据五碳糖的不同，可以将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸)和核糖核苷酸。 2.DNA和RNA的区别：DNA和RNA各含4种碱基，但是组成二者的碱基种类有所不同。DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链，RNA则是由核糖核苷酸连接而成的长链。一般情况下，在生物体的细胞中，DNA由两条脱氧核苷酸链构成，RNA由一条核糖核苷酸链构成。 3.遗传信息 (1)生物的遗传信息就储存在DNA分子中，每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列各有特点。脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息，DNA分子是储存、传递遗传信息的生物大分子。 (2)部分病毒的遗传信息储存在RNA中，如HIV(人类免疫缺陷病毒)、SARS(严重急性呼吸综合征)病毒等。 4.核酸功能：核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。 知识点三　生物大分子以碳链为骨架 1.(1)在构成细胞的化合物中，多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子。组成多糖的基本单位是单糖，组成蛋白质的基本单位是氨基酸，组成核酸的基本单位是核苷酸，这些基本单位称为单体。 (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。 (3)生物大分子是由许多单体连接成的多聚体，因此，生物大分子也是以碳链为基本骨架的。 2.以碳链为骨架的多糖、蛋白质、核酸等生物大分子，构成细胞生命大厦的基本框架；糖类和脂质提供了生命活动的重要能源；水和无机盐与其他物质一起，共同承担着构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。细胞中的这些化合物，含量和比例处在不断变化之中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行。 1.(课本P34问题探讨)DNA指纹技术的应用原理是基于人的DNA序列具有________性的特点。生物的遗传信息储存在________分子中，组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有________种，但是如果数量不限，在连成长链时________就是极其多样的。因此每个个体的DNA的______________各有特点，储存着该生物的________。因此，通过与不同人的DNA指纹进行对比即可获得待测样本的信息。 答案：特异　DNA　4　排列顺序　脱氧核苷酸序列　遗传信息 2.(课本P36拓展应用)一切疾病都与基因受损有关。(　　) 答案：× 3.(课本P36拓展应用)补充某些特定的核酸可增强基因的修复能力。(　　) 答案：× 1.核酸包括两大类：一类是脱氧核糖核酸，简称DNA；另一类是核糖核酸，简称RNA。(课本P34) 练习1　(1)核苷酸包括DNA和RNA两类。(　　) (2)DNA只分布于细胞核中，RNA只分布于细胞质中。(　　) (3)真、原核细胞内均有两种核酸。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)√ 2.核酸是由核苷酸连接而成的长链。(课本P34) 练习2　(1)DNA和RNA的碱基组成相同，五碳糖不同。(　　) (2)一切生物的DNA都是由两条核苷酸链构成的，RNA都是由一条核苷酸链构成的。(　　) (3)构成DNA的脱氧核苷酸有4种，构成RNA的核糖核苷酸有4种。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)√ 3.核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。(课本P35) 练习3　(1)核酸的主要功能是携带遗传信息。(　　) (2)HIV病毒的遗传信息储存在RNA中。(　　) (3)DNA中遗传信息的多样性主要取决于脱氧核苷酸的种类。(　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)× 4.生物大分子是由许多单体连接成的多聚体，因此，生物大分子也是以碳链为基本骨架的。(课本P36) 练习4　(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)蛋白质、多糖、核酸和脂质都是以碳链为骨架的生物大分子。(　　) (3)多聚体最终分解的产物不一定是单体。(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)√ 疑难一　核酸的种类及结构 1.核酸的结构层次 2.DNA与RNA的比较 比较项目 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA) 组成元素 C、H、O、N、P 基本单位 名称 脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种) 结构图 组成 磷酸 磷酸 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮碱基 A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤) T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶) 一般结构 两条核苷酸链 一条核苷酸链 [例1]　如图是构成核酸的两种核苷酸及它们形成的核苷酸链(N表示某种碱基)。下列有关叙述正确的是(　　) A.图甲中含氮碱基种类有A、U、G、C B.主要存在于硝化细菌的拟核中的核酸含图乙的4种核苷酸 C.若丙中N为T，则丙的基本组成单位是乙，若丙中N为U，则不可储存遗传信息 D.将洋葱根尖细胞中的核酸分子初步分解后，可得到8种物质 解析：图甲中表示的是脱氧核糖核苷酸，是组成DNA的基本单位，其中的含氮碱基种类有A、T、G、C，A错误；主要存在于硝化细菌的拟核中的核酸为DNA，含4种脱氧核苷酸，图乙为核糖核苷酸，B错误；若丙中N为T，则丙为一条脱氧核苷酸链，其基本组成单位是甲脱氧核糖核苷酸，若丙中N为U，则丙为一条核糖核苷酸链，也可储存遗传信息，C错误；洋葱根尖细胞中含有DNA和RNA，初步分解后的产物有8种核苷酸，D正确。 答案：D [例2]　如图为生物体内某核苷酸长链的部分示意图，下列叙述正确的是(　　) A.④的名称为胞嘧啶核糖核苷酸 B.该长链中每个五碳糖都与2个磷酸相连 C.两种核酸的基本组成单位的差异可体现在①的种类不同 D.核酸与蛋白质等生物大分子结构的多样性都取决于单体的排序多样性 解析：核苷酸链含有碱基T，为DNA链，④为胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，A错误；DNA分子中脱氧核苷酸链的一个末端五碳糖与1个磷酸相连，其余均与2个磷酸相连，B错误；核酸分为两种，一种是DNA，另外一种是RNA，差异可体现在五碳糖的种类不同，DNA中为脱氧核糖，而RNA中为核糖，C正确；蛋白质的结构多样性取决于氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构，核酸的结构多样性主要取决于组成核酸的核苷酸的排列顺序，D错误。 答案：C 疑难二　核酸是细胞内携带遗传信息的物质 1.核酸的多样性、特异性及功能 除了少数病毒，生物的遗传信息就储存在DNA分子中，脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息。其结构的多样性决定了其作为遗传物质可以储存大量信息，特异性决定了每种生物和每个个体都各不相同。其序列的改变可能会导致生物性状发生相应的变化。 2.比较真核生物、原核生物及病毒的核酸及遗传物质 项目 核酸类型 遗传物质 代表生物 细胞生物 真核生物 DNA和RNA DNA 动植物 原核生物 DNA和RNA DNA 细菌 非细胞生 物(病毒)， DNA病毒 DNA DNA 噬菌体 RNA病毒 RNA RNA HIV 由上表可知，绝大多数生物的遗传信息储存在DNA中，除了少量病毒。 3.生物体中碱基种类与核苷酸种类归纳 病毒 细胞生物 [例3]　质粒是细胞中非染色体或核区中能够自主复制的较小DNA分子。大部分的质粒都是环状构型，它存在于许多细菌、酵母菌等生物细胞和叶绿体、线粒体等细胞器中。下列叙述错误的是(　　) A.质粒彻底分解产生6种化合物 B.质粒中脱氧核苷酸的种类储存着生物的遗传信息 C.在大肠杆菌和小麦根毛细胞中均能提取到质粒 D.质粒在生物的遗传、变异和蛋白质的合成中具有重要作用 解析：质粒是较小的DNA分子，其初步分解的产物是脱氧核苷酸，彻底分解的产物是五碳糖、磷酸和4种含氮碱基，A正确；质粒是较小的DNA分子，该DNA是遗传物质，DNA的基本单位是脱氧核苷酸，质粒中脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息，B错误；质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，乃至于叶绿体和线粒体等细胞器中，因此在真核细胞和原核细胞中均能提取到质粒，C正确；质粒是较小的DNA分子，在生物的遗传、变异和蛋白质的合成中具有重要作用，D正确。 答案：B [例4]　如图表示乳酸杆菌细胞内某个DNA分子的片段(单链)通过碱基配对生成RNA的过程。下列相关叙述错误的是(　　) A.乳酸杆菌细胞的RNA分子一般由一条单链组成 B.碱基的排列顺序①储存了乳酸杆菌的遗传信息 C.②是腺嘌呤核糖核苷酸，③是尿嘧啶脱氧核苷酸 D.④是脱氧核糖，⑤是核糖 解析：细胞生物的RNA主要以单链形式存在，A正确；乳酸杆菌的遗传物质为DNA，DNA中碱基的排列顺序储存了遗传信息，B正确；左侧核苷酸链中含碱基T，为DNA单链片断，其基本组成单位为脱氧核苷酸，因此②为腺嘌呤脱氧核苷酸，右侧核苷酸链其中含碱基U，因此为RNA片段，③为尿嘧啶核糖核苷酸，C错误；脱氧核糖是组成DNA的成分，核糖是组成RNA的成分，D正确。 答案：C 疑难三　生物大分子以碳链为骨架 1.生物大分子的种类和结构组成 2.生物大分子的合成模式图 3.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，由许多单体连接成多聚体。因此生物大分子以碳链为基本骨架，碳是生命的核心元素。 4.生物大分子的初步分解产物和彻底分解产物 5.以碳链为骨架的多糖、蛋白质、核酸等生物大分子，构成细胞生命大厦的基本框架，并且在细胞内它们因为结构各不相同，各自发挥着不可替代的重要功能。 [例5]　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：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；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；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。综合三幅图，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 [例6]　多糖、蛋白质和核酸等生物大分子都是由许多单体组成的多聚体。下列有关叙述错误的是(　　) A.生物大分子构成了细胞生命大厦的基本框架 B.单体及其构成的生物大分子均以碳链为基本骨架 C.某些生物大分子参与信息传递、细胞分裂等生命活动 D.生物大分子功能的不同都与其单体的排列顺序有关 解析：糖原、淀粉、纤维素的组成单体均为葡萄糖，其功能的不同与其单体的排列顺序无关，D错误。 答案：D 课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 题点 核酸的种类及分布 核苷酸结构 DNA和RNA结构比较 核酸结构层次及分布 DNA特异性应用 不同生物核酸种类 生物大分子功能综合 题号 8 9 10 11 12 13 难度 ★ ★ ★★ ★★ ★★ ★★★ 题点 生物大分子结构功能 核酸结构 核酸结构、分布 RNA结构功能 生物大分子结构 核酸种类探究实验 [基础对点] 知识点一　核酸的种类及其分布 1.所有生物都含有核酸，下列有关核酸分布的叙述，正确的是(　　) A.SARS病毒中的RNA主要分布在细胞质中 B.绿色植物根细胞内的DNA只存在于细胞核中 C.原核细胞的DNA主要存在于细胞核中 D.人体细胞中的RNA主要分布在细胞质中 答案：D 解析：病毒没有细胞结构，A错误；植物根细胞的DNA主要存在于细胞核，线粒体中还含有少量DNA，B错误；原核细胞没有细胞核，只有拟核，C错误；人是真核生物，RNA主要分布在细胞质中，D正确。 知识点二　核酸是由核苷酸连接而成的长链 2.下列各图是四位同学书写的核苷酸结构式，其中正确的是(　　) 答案：B 3.口腔上皮细胞、洋葱叶肉细胞和豌豆根毛细胞均含有DNA和RNA两种核酸，如图为DNA和RNA化学成分的比较概念图，图中阴影部分表示(　　) A.脱氧核糖、鸟嘌呤、腺嘌呤、磷酸 B.胸腺嘧啶、腺嘌呤、磷酸 C.核糖、脱氧核糖、磷酸 D.胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤、磷酸 答案：D 解析：分析题图可知，阴影部分是DNA和RNA共同含有的，胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤和磷酸是DNA和RNA共同含有的，D正确。 4.完成下列概念图，并判断以下说法正确的有(　　) ①脱氧核苷酸　②8种　③5种碱基　④1种五碳糖　⑤脱氧核苷酸链　⑥细胞核　⑦细胞质 A.4个 B.5个 C.6个 D.7个 答案：B 解析：根据DNA可以判定①为脱氧核苷酸，因此，②为4种，③为4种碱基，④为脱氧核糖，⑤为脱氧核苷酸链，⑥为细胞核，⑦为细胞质，故本题正确的说法有5个(即①④⑤⑥⑦)。 5.DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要作用，从案发现场提取DNA样品，可为案件侦破提供证据，其中的生物学原理是(　　) A.不同人体内的DNA所含的碱基种类不同 B.不同人体内的DNA所含的五碳糖和磷酸不同 C.不同人体内的DNA的空间结构不同 D.不同人体内的DNA所含的脱氧核苷酸排列顺序不同 答案：D 解析：DNA是由4种脱氧核苷酸构成的，DNA所含的脱氧核苷酸排列顺序就是遗传信息，不同的人体内的遗传信息不同。 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、汉坦病毒这几种生物体内，碱基种类及组成这些生物遗传物质的核苷酸种类数依次是(　　) A.8、5、4和8、8、4 B.5、5、4和8、4、4 C.5、5、4和4、4、4 D.5、4、4和8、4、8 答案：C 解析：属于细胞生物的人类患者和鼠的体内，碱基种类都有5种，即A、T、G、C、U，遗传物质都是DNA，组成DNA的核苷酸种类有4种；汉坦病毒是一种RNA病毒，遗传物质是RNA，其碱基种类和组成遗传物质的核苷酸种类都是4种，C正确。 知识点三　生物大分子以碳链为骨架 7.生物大分子是生命活动不可或缺的重要物质，下列叙述不正确的是(　　) A.生物大分子的主要功能是为细胞提供能量 B.核酸是储存遗传信息、控制蛋白质合成的生物大分子 C.淀粉、糖原、纤维素都是生物大分子 D.多糖、蛋白质等生物大分子体现了“碳是生命的核心元素” 答案：A 解析：生物大分子包括多糖、蛋白质和核酸等，细胞内的糖类是重要的能源物质，A错误。 8.下列关于“碳是生命的核心元素”“没有碳，就没有生命”的叙述，错误的是(　　) A.碳元素是人体细胞的鲜重和干重中含量最多的元素 B.生物大分子是构成细胞“生命大厦”的基本框架 C.生物大分子以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架 D.碳原子在组成生物大分子中具有极其重要的作用 答案：A 解析：人体细胞鲜重中含量最多的元素是氧元素，A错误。 9.如图为某种核苷酸(已知图甲的右上角部分为腺嘌呤)和某核苷酸链(图乙)示意图，请据图回答问题： (1)图甲中该核苷酸的名称为______________，该核苷酸是构成哪一种核酸的基本原料？________。 (2)请指出图甲中哪一位置上的氧去掉后便可成为合成细菌遗传物质的基本原料：________(填序号)。 (3)图乙中1、2、3的中文名称分别是________、________、________。 (4)通常由图乙中________条图示的核苷酸链构成一个________分子。 (5)在豌豆的叶肉细胞中，由A、C、T、U 4种碱基参与构成的核苷酸共有________种。 答案：(1)腺嘌呤核糖核苷酸　RNA　(2)③　(3)磷酸　脱氧核糖　胞嘧啶　(4)2　DNA　(5)6 解析：(1)根据图甲中③判断，该核苷酸的五碳糖是核糖，因此名称为腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一。 (2)细菌的遗传物质是DNA，基本原料是脱氧核苷酸，应去掉③中的氧。 (3)图乙中1、2、3分别为磷酸、脱氧核糖、胞嘧啶。 (4)图乙中含有T，为DNA分子的一条链，DNA分子一般含有两条链。 (5)豌豆的叶肉细胞中含有DNA和RNA，因此A、C分别参与构成两种核苷酸，T、U各自参与构成一种核苷酸，共6种核苷酸。 [能力提升] 10.如图甲是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述错误的是(　　) A.甲一定是乙的组成单位 B.病毒中的核酸可能是乙也可能是RNA C.人的神经细胞中含有甲的种类是8种 D.小麦根尖细胞遗传物质中，含4种甲中的m 答案：A 解析：甲是核苷酸，乙是DNA，核苷酸包括脱氧核苷酸和核糖核苷酸，所以甲不一定就是DNA的组成单位，A错误。 11.鲤春病毒病是一种由弹状病毒引起的常在鲤科鱼类中流行的疾病。该病毒外包一层囊膜，内含一条单链RNA。下列相关叙述不合理的是(　　) A.该弹状病毒的组成元素一定含有C、H、O、N、P B.该弹状病毒的RNA初步分解产物有4种核糖核苷酸 C.鲤科鱼类的遗传物质与该弹状病毒的遗传物质相同 D.该弹状病毒的遗传物质彻底分解可得到6种产物 答案：C 解析：据题意可知，该病毒含有RNA，RNA的元素组成是C、H、O、N、P，A合理；该弹状病毒的RNA初步分解产物有4种核糖核苷酸，B合理；鲤科鱼类的遗传物质是DNA，该弹状病毒的遗传物质是RNA，C不合理；该弹状病毒的遗传物质彻底分解可得到磷酸、核糖和4种碱基(A、U、C、G)，共6种产物，D合理。 12.0～9，10个数字可以有若干不同位数的组合；a～z，26个字母可以构成若干不同的单词；相似地，以碳链为基本骨架的小分子单体也能构成许多不同的多聚体，模式图如下。下列有关说法正确的是(　　) A.若图中S1、S2、S3、S4……为同一种单体，则该多聚体可以表示淀粉 B.多聚体多糖的单体都是葡萄糖 C.若图中单体表示氨基酸，则形成此长链时所有氨基和羧基都参与脱水缩合 D.若图中多聚体为DNA，构成其的脱氧核糖的组成元素为C、H、O、N、P 答案：A 解析：淀粉为生物大分子，其单体均为葡萄糖，可用题图表示，A正确；多聚体多糖的单体是单糖，而并非都是葡萄糖，如几丁质的单体不是葡萄糖，B错误；若图中单体表示氨基酸，则该长链为肽链，其一端为游离的氨基，另一端为游离的羧基，且单体R基所带氨基和羧基一般不参与脱水缩合，C错误；若图中多聚体为DNA，构成其的脱氧核糖的组成元素为C、H、O，D错误。 13.埃博拉病毒能引发人患急性出血性传染病，现欲探究埃博拉病毒的核酸是DNA还是RNA。请完成下列实验设计： 材料用具：显微注射器，埃博拉病毒的核酸提取液，活鸡胚，DNA酶，RNA酶。 主要实验步骤： 步骤1：将埃博拉病毒的核酸提取液分成相同的三组，A组不作处理，B组加入一定量的DNA酶、C组________________________________________。 步骤2：取等量的活鸡胚分成A、B、C三组，用显微注射技术向A组注射埃博拉病毒的核酸提取液，再分别向B、C两组活鸡胚中注射有关物质。 步骤3：分别从培养后的活鸡胚中抽取出样品，检测是否产生埃博拉病毒。 试回答下列问题： (1)实验中使用活鸡胚培养病毒的原因是____________________。步骤1中C组的操作是______________________。 (2)步骤2中，A组处理起________作用。 (3)若B组样品检测有埃博拉病毒产生，则说明该病毒的遗传物质是________，同时实验的C组________(填“有”或“没有”)埃博拉病毒产生。反之，则病毒的遗传物质是________。 (4)有关埃博拉病毒遗传物质除可用上述实验鉴定，还可以直接对病毒的核酸进行检测，可以测定病毒中含氮碱基的种类，若病毒中出现大量的________(填碱基种类)，则说明其遗传物质是RNA。 答案：(1)病毒只能寄生在活细胞中　加入等量的RNA酶　(2)对照　(3)RNA　没有　DNA　(4)尿嘧啶 13 学科网（北京）股份有限公司 $$