内容正文:
第5课时 核酸是遗传信息的携带者
高考目标定位
1.概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.说出细胞内的元素以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。
考点一 核酸的种类、分布和功能
1.核酸的结构
2.DNA和RNA的组成成分比较
(1)相同成分:含氮碱基A、G、C和磷酸。
(2)不同成分
3.核酸的功能与分布
(1)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。
(2)分布
4.核苷酸的排列顺序储存着遗传信息
(1)遗传信息的多样性:组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有4种,但是如果数量不限,在连成长链时,排列顺序是极其多样的,所以DNA分子的信息容量非常大。
(2)遗传信息的特异性:每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的排列顺序是特定的,其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的遗传信息。
5.不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质的归纳
生物种类
核酸种类
碱基
种类
核苷酸
种类
遗传
物质
细胞生物
DNA和RNA
5种
8种
DNA
病毒
DNA
病毒
DNA
4种
4种
DNA
RNA
病毒
RNA
4种
4种
RNA
判断正误
(1)细胞质基质、线粒体、叶绿体和细胞核中均有蛋白质和核酸( √ )
(2)所有生物体内都存在核糖和核酸( × )
(3)组成核酸的单体是核苷酸,核苷酸的种类、数目、排列顺序、空间结构不同导致多聚体核酸具有了分子结构多样性( × )
提示 组成核酸的单体是核苷酸,核苷酸数目、排列顺序的不同导致多聚体核酸具有了分子结构多样性。
(4)DNA分子的多样性是生物多样性的物质基础( √ )
(5)真核生物以DNA为遗传物质,原核生物以RNA为遗传物质( × )
提示 细胞生物的遗传物质均是DNA。
考向一 核酸的结构和功能
【例1】 DNA与RNA属于细胞内的核酸物质,下列关于DNA与RNA的说法,错误的是( )
A.DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸
B.RNA含有尿嘧啶和核糖
C.DNA主要分布在细胞核中
D.RNA一般由两条链构成
【答案】 D
【解析】 A、DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,A正确;
B、RNA特有的碱基是尿嘧啶,核糖是构成RNA的成分,B正确;
C、真核细胞中,DNA主要分布在细胞核中,线粒体和叶绿体中也含有少量,C正确;
D、RNA一般由一条链构成,D错误。
故选D。
【例2】 (2025·武汉模拟)如图是核苷酸的模式图。核苷酸由三部分组成,图中标号2代表的成分是( )
A.一分子含氮碱基
B.一分子五碳糖
C.一分子氨基酸
D.一分子磷酸
【答案】 B
【解析】 依据题意,图示表示核苷酸结构,则1表示一分子磷酸,2表示一分子五碳糖,3表示一分子含氮碱基,B正确,ACD错误。
故选B。
考点二 生物大分子以碳链为骨架
1.生物大分子以碳链为骨架
单体
多聚体
单糖
多糖
氨基酸
蛋白质
核苷酸
核酸
2.大分子物质的初步水解产物和彻底水解产物
物质
初步水解产物
彻底水解产物
DNA
脱氧核苷酸
脱氧核糖、碱基、磷酸
RNA
核糖核苷酸
核糖、碱基、磷酸
蛋白质
主要是多肽
氨基酸
淀粉
主要是麦芽糖
葡萄糖
3.依据元素组成推断有机物的种类及功能
判断正误
(1)淀粉、糖原结构不同与构成它们的基本单位的种类和排列顺序有关( × )
提示 淀粉、糖原的基本单位相同,都是葡萄糖。二者不同的原因是葡萄糖的数量和排列方式不同。
(2)酶、激素和抗体都是生物大分子,都以碳链为骨架( × )
提示 人体内的激素不一定是生物大分子,例如性激素属于固醇,属于小分子物质。
(3)细胞利用单体合成生物大分子,需要消耗ATP( √ )
(4)蛋白质和DNA的空间结构被破坏后均不可逆,功能也都会随之丧失( × )
提示 蛋白质空间结构被破坏后一般是不可逆的,DNA的空间结构被破坏后一般是可逆的。
考向二 辨析蛋白质和核酸的关系
【例3】 (2025·合肥模拟)下列关于蛋白质和核酸的空间结构和功能的叙述正确的是( )
A.不同种类的蛋白质功能不同只与其空间结构有关
B.蛋白质结构的多样性与氨基酸的空间结构及脱水缩合方式有关
C.基因的功能不同与其空间结构不同有关
D.不同的mRNA合成的蛋白质不同与其空间结构无关
【答案】 D
【解析】 AB、不同种类的蛋白质功能不同,与其结构不同有关,而蛋白质的结构不仅取决于蛋白质的空间结构,还与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序有关,但与氨基酸的空间结构及脱水缩合方式无关,A、B错误;
C、基因的功能不同与碱基的数量和排列顺序有关,与其空间结构无关,不同的基因(单链RNA病毒的基因除外)的空间结构都是反向平行的双螺旋结构,C错误;
D、不同的mRNA合成的蛋白质不同,与mRNA上的密码子有关,与mRNA的空间结构无关,D正确。
故选D。
【例4】 (2025·贵阳二模)细胞中甲、乙两类生物大分子的单体结构如图所示。下列叙述错误的是( )
A.甲和乙中的部分种类具有酶的催化活性
B.甲分子R基排列顺序的多样性可决定乙分子的多样性
C.若a为OH,则甲与乙形成的某种复合物可构成甲的合成场所
D.若a为H,则甲与乙形成的某种复合物在有丝分裂中呈现不同形态
【答案】 B
【解析】 A、甲是蛋白质,基本单位是氨基酸,乙核酸,基本单位是核苷酸,而酶的化学本质是蛋白质或者RNA,A正确;
B、甲分子R基排列顺序的多样性意味着蛋白质具有多样性,它是由乙分子中的DNA决定的,B错误;
C、若a为OH,则为核糖核苷酸,而蛋白质的合成场所是核糖体,rRNA和蛋白质可以构成核糖体,是蛋白质的合成场所,C正确;
D、若a为H,则为脱氧核苷酸,而染色体和染色质都是由DNA和蛋白质构成,两者是同一物质的两种不同的形态,D正确。
故选B。
考向三 比较细胞中的生物大分子
【例5】 (经典高考题)下列关于细胞中生物大分子的叙述,错误的是( )
A.碳链是各种生物大分子的结构基础
B.糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子
C.细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子
D.细胞中生物大分子的合成需要酶来催化
【答案】 B
【解析】 A、生物大分子都是以碳链为基本骨架,A正确;
B、糖类中的单糖、二糖和脂质不属于生物大分子,B错误;
C、细胞中利用种类较少的小分子(单体)脱水缩合成种类繁多的生物大分子(多聚体),如许多氨基酸分子脱水缩合后通过肽键相连形成蛋白质,C正确;
D、生物大分子的合成过程一般需要酶催化,D正确。
故选B。
【例6】 (2025·福州三模)阐明生命现象的规律,必须建立在阐明生物大分子结构的基础上。下列叙述错误的是( )
A.蛋白质分子具有与它所承担功能相适应的独特结构
B.核酸是由核苷酸连接而成的长链,是遗传信息的携带者
C.糖原、淀粉、麦芽糖都是以葡萄糖为单体的生物大分子
D.生物大分子是由单体连接成的多聚体,以碳链为基本骨架
【答案】 C
【解析】 A、结构与功能相适应,蛋白质分子具有与它所承担功能相适应的独特结构,A正确;
B、核酸是遗传信息的携带者,是由核苷酸连接而成的长链,B正确;
C、麦芽糖是二糖,不属于生物大分子,C错误;
D、生物大分子以碳链为基本骨架,是由单体连接成的多聚体,D正确。
故选C。
1.(必修1 P35)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。
2.(必修1 P34)DNA是脱氧核糖核酸的简称,由脱氧核糖核苷酸组成。脱氧核糖核苷酸由一分子脱氧核糖、一分子磷酸、一分子含氮碱基组成。
3.(必修1 P34)RNA是核糖核酸的简称,由核糖核苷酸组成。核糖核苷酸由一分子核糖、一分子磷酸、一分子含氮碱基组成。
4.(必修1 P35)和DNA相比,RNA在化学组成上的区别:RNA含有核糖而不含脱氧核糖,RNA含有U而不含有T。
5.(必修1 P35)细胞中组成DNA的脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息。
6.(必修1 P34)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。
7.(必修1 P36)碳是“生命的核心元素”的原因是生物大分子以碳链为基本骨架。
8.细胞中组成核酸的含氮碱基有5种,其中DNA中有4种,分别是A、G、C、T;RNA中有4种,分别是A、G、C、U。
9.玉米的核酸初步水解后可得到8种核苷酸,彻底水解后可得到5种碱基;玉米的遗传物质初步水解后可得到4种核苷酸,彻底水解后可得到4种碱基。
10.“胎儿亲子鉴定”是利用基因技术鉴定胎儿遗传意义上的父亲,从孕妇的羊水中提取细胞,通过鉴定胎儿的DNA确认父子关系。进行亲子鉴定时,主要比较胎儿与“父亲”DNA的脱氧核苷酸的排列顺序。
11.请从单体和多聚体关系的角度阐明“吃什么补什么”存在的不合理性:生物大分子都要被消化成细胞可以吸收的小分子才能被人体吸收。
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