第2章 第5节 核酸是遗传信息的携带者（Word教参）-【优化指导】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞（人教版2019 不定项版）

第5节　核酸是遗传信息的携带者 课时目标 1.运用结构与功能观，阐明核苷酸的结构与功能相适应。(生命观念) 2．理解核苷酸的组成，构建核苷酸的结构模型，学会用实物构建物理模型。(科学思维) 3．通过对核苷酸的排列顺序与遗传信息的关系及生物大分子以碳链作为基本骨架的学习，形成归纳与概括的科学思维。(科学思维) 一、核酸的种类及其分布(真核生物) 1．DNA：主要分布在细胞核中，少量存在于线粒体、叶绿体内。 2．RNA：主要分布在细胞质中。 二、核酸是由核苷酸连接而成的长链 1．组成元素：C、H、O、N、P。 2．核酸的基本组成单位——核苷酸 (1)组成 (2) 3．核酸的结构：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。 4．核酸的多样性及功能 (1)核酸多样性的原因：核苷酸数量不同和排列顺序多样。 (2)功能 ①核酸是细胞内携带遗传信息的物质。 ②核酸在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。 三、生物大分子以碳链为骨架 1．单体：生物大分子是由许多基本单位连接而成的，这些基本单位称为单体。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。 2．多聚体：生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。生物大分子也是以碳链为基本骨架的。 单体(基本单位) 多聚体(生物大分子) 单糖 多糖 氨基酸 蛋白质 核苷酸 核酸 3.细胞是由化学元素和化合物构成的 (1)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。 (2)糖类和脂质提供了生命活动的重要能源。 (3)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。 ◆名师点睛 1．真核生物细胞一般都有DNA和RNA，但遗传物质都是DNA。 2．原核细胞没有细胞核，其DNA主要分布于拟核中，少量的DNA存在于质粒上。 3．两种核苷酸不同，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。 4．一般来说，核酸多样性的原因不包括组成核酸的核苷酸种类和核酸的空间结构。 ◆助学巧记 巧记核酸初步和彻底水解产物 　(1)核酸的初步水解产物是其基本单位核苷酸。 (2)核酸的彻底水解产物是组成核苷酸的小分子物质磷酸、五碳糖和碱基。 ◆基础速判(对的画“√”，错的画“×”) 1．脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。 (　　√　　) 2．组成DNA和RNA中的糖类是同一种单糖。 (　　×　　) 提示：组成DNA的单糖是脱氧核糖，组成RNA的单糖是核糖。 3．根据碱基的不同，核酸可分为DNA和RNA。 (　　×　　) 提示：根据五碳糖的不同，可以将核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)，DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体中也含有少量DNA，RNA主要分布在细胞质中，细胞核中也含有RNA。 4．DNA和RNA的不同主要体现在碱基种类上。 (　　×　　) 提示：DNA和RNA的不同除了体现在碱基种类上，还体现在五碳糖上。 5．核酸和蛋白质都具有物种的特异性，核苷酸和氨基酸也具有物种的特异性。 (　　×　　) 提示：核酸和蛋白质都具有物种的特异性，核苷酸和氨基酸不具有物种的特异性。 6．构成生物大分子的单体在排列顺序上都具有多样性。 (　　×　　) 提示：构成生物大分子的单体在排列顺序上并不都具有多样性。如纤维素、淀粉和糖原都是由葡萄糖一种单体连接而成的。 7．生物大分子并不都以碳链为骨架。 (　　×　　) 提示：生物大分子都以碳链为骨架。 ◆思维启迪 　某个核酸样品降解后得到了碱基等成分，我们从哪些方面判断该样品是DNA还是RNA? 提示：(1)从五碳糖组成上判断：含脱氧核糖的是DNA，含核糖的是RNA。 (2)从碱基种类上判断：含碱基T的是DNA，含碱基U的是RNA。 任务一__核酸的种类、结构和功能 下图表示核酸分子的结构层次。 [问题探究] 1．写出图中各字母代表的名称： a．__________、b.__________、c.__________、 d．__________、e.___________、f.__________。 答案：磷酸　五碳糖　含氮碱基　核苷酸　DNA　RNA 2．(1)若图中d构成e，则b表示__________，c表示__________四种碱基。 (2)若图中d构成f，则b表示________，c表示____________四种碱基。 答案：(1)脱氧核糖　A、T、G、C (2)核糖　A、U、G、C 3．细胞中碱基A、T、U、C能形成几种核苷酸？ 答案：6种。A和C能形成核糖核苷酸和脱氧核苷酸，T只能形成脱氧核苷酸，U只能形成核糖核苷酸。 1．DNA和RNA的比较 项目 DNA RNA 中文名称 脱氧核糖核酸 核糖核酸 元素组成 C、H、O、N、P 基本单位 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮碱基 共有A、G、C 特有T 特有U 一般结构 两条脱氧核苷酸链 一条核糖核苷酸链 存在部位 主要在细胞核 主要在细胞质 2.不同生物体中核酸、遗传物质、碱基和核苷酸种类的分析 生物类别 核酸种类 遗传物质 碱基种类 核苷酸种类 原核生物 DNA和RNA DNA A、G、C、T、U 8种 真核生物 DNA和RNA DNA A、G、C、T、U 8种 DNA病毒 DNA DNA A、G、C、T 4种 RNA病毒 RNA RNA A、G、C、U 4种 与核酸有关的三点提醒 (1)真核细胞和原核细胞内均有两种核酸，不要认为真核细胞含有两种核酸，而原核细胞只有一种核酸。 (2)核酸分子中，五碳糖∶磷酸∶含氮碱基∶核苷酸＝1∶1∶1∶1。 (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。脱氧核苷酸和核糖核苷酸的区别不只是五碳糖不同，碱基也有区别。 1．(2024·杭州高一检测)非洲猪瘟病毒的遗传物质中含有A、T、C、G四种碱基，据此推测其遗传物质是 (　　) A．脂肪 B．核糖 C．DNA D．蛋白质 C　解析：非洲猪瘟病毒的遗传物质中含有A、G、C、T四种碱基，T是DNA特有的碱基，说明非洲猪瘟病毒的遗传物质是DNA，C正确。 2．(2025·重庆高一检测)下图为核苷酸的示意图，下列说法错误的是 (　　) A．①和②中五碳糖一定相同 B．②和③可能参与 RNA 的构成 C．①和③构成的多聚体不同 D．核苷酸的连接方式与核酸的多样性无关 A　解析：①为胸腺嘧啶脱氧核苷酸，②为腺嘌呤脱氧核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸，可见两者中五碳糖不一定相同，A错误；②为腺嘌呤脱氧核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸，③为尿嘧啶核糖核苷酸，因而两者可能参与 RNA 的构成，B正确；①参与构成DNA，③参与构成RNA，即两者构成的多聚体不同，C正确；核酸分子的多样性与核苷酸的排列顺序有关，而与连接方式无关，D正确。 “三看法”快速确认DNA、RNA 任务二__生物大分子以碳链为骨架 多聚体是由相同或相似的基本单位连接而成的生物大分子。下图表示生物体内部分物质的形成过程。 [问题探究] 1．若某种多聚体的基本单位中含有胸腺嘧啶，该大分子是哪种物质？ 答案：脱氧核糖核酸(DNA)。 2．若图中的生物大分子的组成元素仅为C、H、O，且基本单位是葡萄糖，则对应的大分子物质在植物体内可能是哪些物质？ 答案：淀粉和纤维素。 3．若图中的生物大分子是生命活动的主要承担者，其结构具有多样性的原因是什么？ 答案：组成该大分子物质的氨基酸的种类、数量、排列顺序不同，以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。 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“NHCO”结构，人体中3的种类有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。 (1)脂肪不属于生物大分子。脂肪是由甘油和脂肪酸结合形成的，脂肪的分子量与蛋白质、核酸、多糖相比小很多。 (2)“氧化分解产物”≠“水解产物” ①氧化分解产物：在生物体的细胞内，各种有机物经过氧化分解，最后形成的各种小分子物质。 ②水解产物：在消化道内，营养物质经过消化酶的作用，水解成的小分子物质。 1．生命科学研究中常用建模法表示微观物质的结构。下图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 A　解析：图1中单体有7种形状，这些不同的单体可以表示不同的氨基酸，因此图1可能表示蛋白质或者多肽；图2中有圆形、方形、六边形、三角形共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中只有一种圆形单体，因此图3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。 2．(不定项) (2025·济南高一检测)下图表示有关生物大分子的简要概念图，下列相关叙述正确的是 (　　) A．若b为葡萄糖，则c在动物细胞中可能为乳糖 B．若c为RNA，则c初步水解得到的产物b有8种 C．若c是生命活动的主要承担者，则a是C、H、O、P D．生物大分子及其基本单位都以碳链为基本骨架 [答题指导] D　解析：若b为葡萄糖，则c是多糖，常见的多糖有淀粉、纤维素和糖原，其中淀粉和纤维素是植物多糖，糖原是动物多糖，而乳糖是动物细胞中的二糖，由葡萄糖和半乳糖组成，不是生物大分子，A错误；若c为RNA，则b为核糖核苷酸，c初步水解得到的产物b有4种，B错误；若c是生命活动的主要承担者，则c是蛋白质，b是氨基酸，a是C、H、O、N等，C错误；生物体内的生物大分子及其基本单位都是以碳链为基本骨架的，D正确。 DNA指纹技术与亲子鉴定——社会责任 DNA指纹技术在亲子鉴定等方面具有重要用途。通过提取某小孩和其母亲以及待测定的三位男性的DNA，进行DNA指纹鉴定，部分结果如下图所示。 设计1：考查知识迁移能力 (1)DNA的遗传信息储存在______________________________中，DNA由大量的脱氧核苷酸组成，故属于____________。 设计2：考查科学思维与社会责任 (2)根据DNA指纹鉴定结果，判断该小孩的真正生物学父亲应该是________。 答案：(1)脱氧核苷酸的排列顺序　生物大分子 (2)B 解析：(1)DNA的遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中。一个DNA分子由大量脱氧核苷酸构成，即由许多单体构成，故属于生物大分子。(2)孩子的DNA一半来自母亲，一半来自父亲。结合题图可知，该小孩的第一条DNA带来自母亲，第二条DNA带来自父亲，对比A、B、C男性的DNA带可知，该小孩的第二条DNA带来自男性B，故该小孩的真正生物学父亲是男性B。 1．RNA的主要存在部位和所含的五碳糖分别是 (　　) A．细胞核、核糖 B．细胞质、核糖 C．细胞核、脱氧核糖 D．细胞质、脱氧核糖 B　解析：RNA含有核糖，主要存在于细胞质中，B正确。 2．下列有关大象细胞中DNA的叙述，错误的是 (　　) A．主要存在于细胞核内 B．基本单位是脱氧核苷酸 C．含有A、T、G、C 4种碱基 D．不是大象的遗传物质 D　解析：真核细胞的DNA主要存在于细胞核内，大象细胞的线粒体中也含有少量的DNA，A正确；DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸，B正确；DNA中含有A、T、G、C 4种碱基，C正确；含有DNA的生物的遗传物质是DNA，D错误。 3．(2024·郑州高一检测)核酸最早于1869年由瑞士医生和生物学家弗雷德里希·米歇尔分离获得，是构成生物体最基本的物质之一。下列有关核酸的叙述，正确的是 (　　) A．构成DNA和RNA的五碳糖、含氮碱基完全不同 B．人体内的核酸彻底水解后得到8种核苷酸 C．多糖、核酸、脂质等生物大分子都以碳链为基本骨架 D．DNA和RNA中碱基的排列顺序都能储存遗传信息 D　解析：组成DNA的五碳糖是脱氧核糖，含氮碱基是A、T、C、G，组成RNA的五碳糖是核糖，含氮碱基是A、U、C、G，含氮碱基A、C、G是相同的，A错误；人体内的核酸包括DNA和RNA，初步水解后得到8种核苷酸，彻底水解后得到2种五碳糖、1种磷酸、5种含氮碱基，共8种小分子物质，B错误；脂质不是生物大分子，C错误；DNA和RNA中碱基的排列顺序都能储存遗传信息，D正确。 4．(2025·广州高一检测)海南黎锦是非物质文化遗产，其染料主要来源于植物。技术人员可利用DNA条形码序列(细胞内一段特定的DNA序列)准确鉴定出染料植物的种类。下列叙述正确的是 (　　) A．染料植物的DNA条形码序列仅分布在细胞核中 B．同种染料植物不同细胞中的DNA条形码序列往往不同 C．染料植物的遗传信息储存在DNA的核糖核苷酸序列中 D．DNA鉴定技术的依据是物种间的DNA条形码序列不同 D　解析：染料植物的DNA条形码序列主要存在于细胞核中，有少部分存在于细胞质中，A错误；同种染料植物不同细胞中的DNA条形码序列是相同的，B错误；染料植物的遗传信息储存在DNA的脱氧核糖核苷酸序列中，而不是核糖核苷酸序列，核糖核苷酸是RNA的组成单位，C错误；DNA鉴定技术正是利用不同物种间DNA条形码序列的差异来进行物种鉴定， D正确。 5．下列关于蛋白质、核酸、多糖等生物大分子的叙述，不正确的是 (　　) A．蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子 B．核酸是储存遗传信息、控制蛋白质合成的生物大分子 C．碳原子的不同排列方式和碳链的长短是生物大分子多样性的基础 D．淀粉、糖原、纤维素以及果糖、乳糖都是生物大分子 D　解析：蛋白质是以氨基酸为基本单位通过脱水缩合形成的生物大分子，A正确；核酸蕴含遗传信息，控制生物体的生长、发育、遗传和变异，并指导蛋白质的生物合成，B正确；碳原子的不同排列方式和碳链的长短影响生物大分子的多样性，C正确；生物大分子包括多糖、蛋白质、核酸等，果糖是单糖，乳糖是二糖，均不是生物大分子，D错误。 6．(不定项) (2025·临沂高一检测)如图为人体内不同化学元素组成化合物的示意图，下列相关说法正确的是 (　　) A．若①是大分子化合物，则可能具有物质运输功能 B．若③为遗传物质，则构成该化合物的基本单位有四种 C．若②为储能物质，则可以是脂肪、淀粉和糖原 D．若③是RNA，则其主要分布在细胞质中 ABD　解析：①含有C、H、O、N、S等元素，可以是蛋白质，如血红蛋白具有物质运输功能，A正确；③含有C、H、O、N、P，在人体内，若③为遗传物质，③为DNA，则构成该化合物的基本单位为四种脱氧核苷酸，B正确；②含有C、H、O，在人体内，若②为储能物质，则可以是脂肪、糖原，不能是淀粉，C错误；③含有C、H、O、N、P，若③是RNA，则其主要分布在细胞质中，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$