4.3 核酸（专项训练）化学人教版选择性必修3

**基本信息** 以核酸分类与组成为基础，通过DNA和RNA的结构功能专项训练，构建从组成到结构再到功能的完整知识链，培养化学观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |核酸分类与组成|1典例+3变式|聚焦戊糖、碱基组成差异及与其他有机物辨析|从基本组成单元（核苷酸）到分类依据（戊糖不同），建立核酸的物质构成观念| |DNA结构与功能|1典例+3变式|围绕双螺旋结构特点及遗传信息传递|以结构模型为核心，推导碱基配对原则及复制功能，体现结构决定功能的化学观念| |RNA结构与功能|1典例+3变式|对比DNA的结构差异及功能多样性|通过与DNA的对比分析，归纳RNA的单链结构及催化、信息传递等功能，培养科学思维中的比较归纳能力|

第三节 核酸 题型01 核酸分类与组成 题型02 DNA结构与功能 题型03 RNA结构与功能 题型01 核酸分类与组成 1.核酸的分类 核酸是生物体遗产信息的携带者，因其最早在细胞核中发现，并有酸性，故而得名。天然的核酸根据其组成所含戊糖的不同，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，相对分子质量可达上百万。碱基与戊糖缩合形成核苷，核苷与磷酸缩合形成吕组成核酸的基本单元——核苷酸，核苷酸缩合聚合形成磷酸二酯键并得到核酸。 （1）戊糖：核糖和脱氧核糖，以环状结构存在于核酸中。 （2）碱基：具有碱性的杂环有机化合物，RNA中的碱基主要有腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U），DNA中的碱基主要有腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。 【典例1】下列说法不正确的是 A．核糖核苷酸分子间脱水后聚合形成核糖核酸 B．石油经过分馏可得到煤油、柴油等，是利用了物质的溶解性差异 C．纤维素能通过酯化反应得到醋酸纤维素，是由于纤维素分子中含有羟基 D．淀粉作为人类重要的能量来源，是由于它能发生水解产生葡萄糖供机体利用 【答案】B 【详解】A．核糖核苷酸通过分子间脱水聚合反应形成核糖核酸，A正确； B．石油分馏是利用各成分沸点的不同，将石油分离得到煤油、柴油等馏分，不是利用物质的溶解性差异，B错误； C．纤维素分子中含多个羟基，能和醋酸发生酯化反应得到醋酸纤维素，C正确； D．淀粉属于多糖，在人体内淀粉酶等的作用下可发生水解产生葡萄糖，葡萄糖氧化释放能量供机体利用，D正确； 故选B。 【变式1-1】下列关于核酸的叙述正确的是 A．和中的戊糖相同 B．组成与蛋白质的元素种类相同 C．和呈酸性，蛋白质呈碱性 D．分子中含有胸腺嘧啶 【答案】D 【详解】A．中的戊糖是脱氧核糖，中的戊糖是核糖，A错误； B．由C、H、O、N、P元素组成，而蛋白质主要由C、H、O、N、S等元素组成，有些蛋白质还含有P、等元素，B错误； C．蛋白质分子中既含有氨基，又含有羧基，故呈两性，C错误； D．分子中特有成分之一为胸腺嘧啶，D正确； 故选D； 【变式1-2】下列说法不正确的是 A．根据戊糖的不同，核酸分为RNA和DNA B．通过灼烧方法鉴别羊毛和人造纤维 C．将脱脂棉放入试管中，滴入90%硫酸捣成糊状，充分反应后加入新制Cu(OH)2悬浊液、加热，无砖红色沉淀，纤维素未发生水解 D．“酒是陈的香”是因为的长期放置后部分醇转化为酯 【答案】C 【详解】A．DNA和RNA中戊糖的不同，故可根据戊糖的不同将天然核酸分为DNA和RNA，A正确； B．羊毛的主要成分是蛋白质，燃烧有烧焦羽毛味，人造纤维燃烧有特殊气味，所以可用灼烧后闻气味的方法鉴别羊毛和人造纤维，B正确； C．脱脂棉主要成分是纤维素，纤维素在浓硫酸的催化作用下水解成葡萄糖，采用新制Cu(OH)2悬浊液检验葡萄糖，进而判断纤维素是否水解，则在加入新制Cu(OH)2悬浊液之前需将溶液调成碱性，C错误； D．“酒是陈的香”是因为酒在窖藏过程中生成的乙酸与乙醇反应生成具有香味的乙酸乙酯的结果，D正确； 故答案为：C。 【变式1-3】下列有关化学概念或性质的判断正确的是 A．中羟基为吸电子基，造成羧基中羟基的极性增强，所以酸性： B．磷酸、戊糖和碱基结合而成的核苷酸是一种生物大分子 C．HF分子间存在氢键，所以HF热稳定性强于HCl D．断裂C=O时吸收热量，使空气中水蒸气液化形成小液滴，所以干冰常用于制造“烟雾” 【答案】A 【详解】A．羟基属于吸电子基团，其吸电子诱导效应会使羧基中O-H键极性增强，更易电离出，因此酸性，A正确； B．核苷酸是核酸的基本组成单位，属于小分子有机物，核酸才是生物大分子，B错误； C．HF的热稳定性强于是因为键的键能大于键，氢键属于分子间作用力，只影响熔沸点等物理性质，不影响物质的热稳定性，C错误； D．干冰升华属于物理变化，仅破坏分子间作用力，不存在键的断裂，升华吸热使空气中水蒸气液化形成小液滴，因此可制造“烟雾”，D错误； 答案选A。 题型02 DNA结构与功能 1.DNA的结构 科学家根据DNA晶体X射线衍射数据，提出了DNA分子的双螺旋结构模型。 DNA分子的双螺旋结构具有以下特点： （1）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。 （2）每天链中的脱氧核糖和磷酸简体连接，排列在外侧， 碱基排列在内侧。 （3）两条链上的碱基通过氢键作用，腺嘌呤和胸腺嘧啶配对，鸟嘌呤和胞嘧啶配对，结合成碱基对，遵循碱基互补配对原则。 2.DNA的生物功能 有一定碱基排列顺序的DNA判断含有特定的遗传信息，被成为基因。DNA分子上有许多基因，决定了生物体的一系列性状。 在细胞增值过程中，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。核酸携带的遗传信息通过DNA复制被精确地传递给下一代，通过控制蛋白质的合成来影响生物体的性状。 【典例2】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．DNA和RNA在核苷酸上的不同点只在②方面 B．DNA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．若③是尿嘧啶，则此图是组成RNA的原料 【答案】D 【详解】A． DNA和RNA在核苷酸上的不同点除了在②方面，还有③方面，A错误； B．DNA分子结构的多样性取决于③(碱基)的排列顺序，B错误； C．若②为脱氧核糖，则该核苷酸为脱氧核糖核苷酸，与②相连的③有4种，C错误； D．若③是尿嘧啶，则该核苷酸是核糖核苷酸，是组成RNA的基本单元，D正确； 故选D。 【变式2-1】下列说法中不正确的是 A．组成蛋白质的氨基酸主要是氨基酸 B．利用盐析能分离和提纯蛋白质 C．DNA是生物体遗传信息的载体 D．RNA主要存在于细胞核中，它根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成 【答案】D 【详解】A．天然蛋白质的基本构成单元为α-氨基酸（氨基与羧基连于同一碳原子），A正确； B．盐析通过高浓度盐溶液降低蛋白质溶解度实现可逆沉淀，是常用分离提纯方法，B正确； C．DNA携带遗传信息并通过转录指导蛋白质合成，C正确； D．RNA主要分布于细胞质（如mRNA、tRNA在胞质翻译，rRNA在核糖体），细胞核内仅含少量RNA（如核内转录产物）；且蛋白质合成由细胞质中RNA执行，不是主要存在于细胞核，D错误； 故答案选D。 【变式2-2】下列关于核酸的功能的叙述正确的是 A．细胞核中的遗传物质主要是DNA，细胞质中的遗传物质主要是RNA B．分子大小相同，碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息相同 C．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质 D．在人的肌肉细胞中，DNA上含有此人的全部遗传信息 【答案】D 【详解】A．细胞核和细胞质中的遗传物质均为DNA，故A错误； B．核酸分子所携带的遗传信息储存在四种碱基的排列顺序之中，故分子大小相同，碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息可能不同，故B错误； C．细胞中的细胞核、线粒体、叶绿体DNA携带遗传信息，病毒(非细胞生物)的核酸(DNA或RNA)也携带遗传信息，故C错误； D．在人体的体细胞中，每个有核的体细胞中都含有相同的DNA分子，也即是每个细胞内的DNA上都含有此人全部的遗传信息，故D正确； 故答案选D。 【变式2-3】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所含的脱氧核苷酸排列顺序不同 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所含的碱基种类不同 D．不同人体内的DNA的空间结构不同 【答案】A 【详解】A．遗传信息储藏在碱基对的排列顺序中，也就是所含的脱氧核苷酸的排列顺序，DNA指纹可为案件侦破提供证据的原理是人与人之间的遗传信息不同，故A正确； B．不同人体内的DNA所含的五碳糖和磷酸相同，故B错误； C．不同人体内的DNA所含的碱基种类相同，都是A、T、C、G，故C错误； D．不同人体内DNA的空间结构都是双螺旋结构，故D错误； 故选A。 题型03 RNA功能与结构 1.RNA分子的结构 RNA分子一般呈单链状结构，比DNA分子小得多。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，尿嘧啶替代了胸腺嘧啶。 2.RNA的生物功能 RNA参与遗传信息的传递过程，主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。少部分RNA作为酶，对生物体内的化学反应起催化作用。 【典例3】下列说法正确的是 A．重金属盐能使蛋白质变性，所以吞服“钡餐”会引起中毒 B．与中都含有一样的核糖 C．蔗糖可以水解生成葡萄糖和果糖 D．自然界存在的葡萄糖和果糖都具有L构型 【答案】C 【详解】A．“钡餐”是硫酸钡，硫酸钡不溶于水，也不与稀盐酸反应，吞服后不能被人体吸收，不会引起中毒，A错误； B．RNA 中的糖是核糖，DNA 中的糖是脱氧核糖，B错误； C．蔗糖为二糖，一定条件下，蔗糖发生水解反应生成葡萄糖和果糖，C正确； D．自然界存在的葡萄糖和果糖都具有D构型，D错误； 故选C。 【变式3-1】化学与我们的生活、生产息息相关，下列说法正确的是 A．二氧化硅导电能力强，可用于制造光导纤维 B．碘和乙醇能用于消毒防腐，均利用了强氧化性 C．含有增塑剂的聚氯乙烯薄膜可以直接用来包装食品 D．核酸包括核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类，核酸检测的是RNA 【答案】D 【详解】A．二氧化硅不能导电，其能够使光线发生全反射，因此可用于制造光导纤维，A错误； B．碘和乙醇能用于消毒防腐，前者是利用碘单质的强氧化性，后者是利用乙醇能够使细菌、病毒蛋白质失去水分而失去生理活性，B错误； C．含有增塑剂的聚氯乙烯薄膜具有一定的毒性，会危害人体身体健康，因此不能用来直接用来包装食品，C错误； D．核酸包括核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类，病毒内含有RNA，因此核酸检测的是RNA，D正确； 故合理选项是D。 【变式3-2】人类永远都在追求完全认识生命体的底层逻辑——遗传信息，关于遗传信息的载体，下列说法正确的是 A．和是组成元素种类不完全一样的天然高分子 B．只有分子的结构中存在氢键，中没有 C．核酸完全水解后的产物中既有酸性物质又有碱性(能与酸反应的)物质 D．和只有碱基(胸腺嘧啶和尿嘧啶)上的区别 【答案】C 【详解】A．和都是由C、H、O、N、P组成，种类完全一致，故A错误； B．分子的结构中存在氢键，虽多为单链，但局部双链区域(如tRNA)中碱基配对会形成氢键，故B错误； C．核酸完全水解产物包括磷酸(酸性)和含氮碱基(如腺嘌呤含氨基，具有碱性，可与酸反应)，故C正确； D．是由脱氧核糖、磷酸和四种碱基组成的双链螺旋结构，是由核糖、磷酸和四种碱基组成的单链结构，故D错误； 选C。 【变式3-3】D-2-脱氧核糖是生物遗传物质的主要成分，可发生如图转化。下列说法错误的是 A．D-2-脱氧核糖可发生取代、消去、氧化反应 B．D-2-脱氧核糖转化为β-D-2-脱氧核糖的过程是一个取代反应 C．D-2-脱氧核糖与β-D-2-脱氧核糖互为同分异构体 D．D-2-脱氧核糖转化为β-D-2-脱氧核糖后，碳原子的杂化方式发生了改变 【答案】B 【详解】A．D-2-脱氧核糖含有羟基可以发生取代反应和氧化反应，羟基所连碳原子的相邻碳原子上有氢原子可以发生消去反应，故A正确； B．D-2-脱氧核糖转化为β-D-2-脱氧核糖的过程中醛基转化为羟基，该反应为加成反应，故B错误； C．D-2-脱氧核糖与β-D-2-脱氧核糖的分子式相同，都是C5H10O4，结构式不同，互为同分异构体，故C正确； D．D-2-脱氧核糖中含有醛基和亚甲基，碳原子的杂化方式为sp2和sp3，β-D-2脱氧核糖中都是饱和碳原子，碳原子的杂化方式只有sp3，D-2-脱氧核糖转化为β-D-2脱氧核糖后，碳原子的杂化方式改变，故D正确； 答案选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 核酸 题型01 核酸分类与组成 题型02 DNA结构与功能 题型03 RNA结构与功能 题型01 核酸分类与组成 1.核酸的分类 核酸是生物体遗产信息的携带者，因其最早在细胞核中发现，并有酸性，故而得名。天然的核酸根据其组成所含戊糖的不同，分为 （DNA）和 （RNA）。 2.核酸的组成 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，相对分子质量可达上百万。碱基与戊糖缩合形成核苷，核苷与磷酸缩合形成吕组成核酸的基本单元—— ，核苷酸缩合聚合形成磷酸二酯键并得到 。 （1）戊糖：核糖和脱氧核糖，以环状结构存在于核酸中。 （2）碱基：具有碱性的杂环有机化合物，RNA中的碱基主要有腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U），DNA中的碱基主要有腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。 【典例1】下列说法不正确的是 A．核糖核苷酸分子间脱水后聚合形成核糖核酸 B．石油经过分馏可得到煤油、柴油等，是利用了物质的溶解性差异 C．纤维素能通过酯化反应得到醋酸纤维素，是由于纤维素分子中含有羟基 D．淀粉作为人类重要的能量来源，是由于它能发生水解产生葡萄糖供机体利用 【变式1-1】下列关于核酸的叙述正确的是 A．和中的戊糖相同 B．组成与蛋白质的元素种类相同 C．和呈酸性，蛋白质呈碱性 D．分子中含有胸腺嘧啶 【变式1-2】下列说法不正确的是 A．根据戊糖的不同，核酸分为RNA和DNA B．通过灼烧方法鉴别羊毛和人造纤维 C．将脱脂棉放入试管中，滴入90%硫酸捣成糊状，充分反应后加入新制Cu(OH)2悬浊液、加热，无砖红色沉淀，纤维素未发生水解 D．“酒是陈的香”是因为的长期放置后部分醇转化为酯 【变式1-3】下列有关化学概念或性质的判断正确的是 A．中羟基为吸电子基，造成羧基中羟基的极性增强，所以酸性： B．磷酸、戊糖和碱基结合而成的核苷酸是一种生物大分子 C．HF分子间存在氢键，所以HF热稳定性强于HCl D．断裂C=O时吸收热量，使空气中水蒸气液化形成小液滴，所以干冰常用于制造“烟雾” 题型02 DNA结构与功能 1.DNA的结构 科学家根据DNA晶体X射线衍射数据，提出了DNA分子的 结构模型。 DNA分子的双螺旋结构具有以下特点： （1）DNA分子由 条多聚核苷酸链组成， 条链平行盘绕，形成 结构。 （2）每天链中的脱氧核糖和磷酸简体连接，排列在外侧， 排列在内侧。 （3）两条链上的碱基通过氢键作用， 和 配对， 和 配对，结合成碱基对，遵循 原则。 2.DNA的生物功能 有一定碱基排列顺序的DNA判断含有特定的遗传信息，被成为基因。DNA分子上有许多基因，决定了生物体的一系列性状。 在细胞增值过程中，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。核酸携带的遗传信息通过DNA复制被精确地传递给下一代，通过控制蛋白质的合成来影响生物体的性状。 【典例2】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．DNA和RNA在核苷酸上的不同点只在②方面 B．DNA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．若③是尿嘧啶，则此图是组成RNA的原料 【变式2-1】下列说法中不正确的是 A．组成蛋白质的氨基酸主要是氨基酸 B．利用盐析能分离和提纯蛋白质 C．DNA是生物体遗传信息的载体 D．RNA主要存在于细胞核中，它根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成 【变式2-2】下列关于核酸的功能的叙述正确的是 A．细胞核中的遗传物质主要是DNA，细胞质中的遗传物质主要是RNA B．分子大小相同，碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息相同 C．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质 D．在人的肌肉细胞中，DNA上含有此人的全部遗传信息 【变式2-3】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所含的脱氧核苷酸排列顺序不同 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所含的碱基种类不同 D．不同人体内的DNA的空间结构不同 题型03 RNA功能与结构 1.RNA分子的结构 RNA分子一般呈 状结构，比DNA分子小得多。RNA也是以 为基本构成单位，其中的戊糖和碱基与DNA中的不同， 替代了 ， 替代了 。 2.RNA的生物功能 RNA参与遗传信息的传递过程，主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。少部分RNA作为酶，对生物体内的化学反应起催化作用。 【典例3】下列说法正确的是 A．重金属盐能使蛋白质变性，所以吞服“钡餐”会引起中毒 B．与中都含有一样的核糖 C．蔗糖可以水解生成葡萄糖和果糖 D．自然界存在的葡萄糖和果糖都具有L构型 【变式3-1】化学与我们的生活、生产息息相关，下列说法正确的是 A．二氧化硅导电能力强，可用于制造光导纤维 B．碘和乙醇能用于消毒防腐，均利用了强氧化性 C．含有增塑剂的聚氯乙烯薄膜可以直接用来包装食品 D．核酸包括核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类，核酸检测的是RNA 【变式3-2】人类永远都在追求完全认识生命体的底层逻辑——遗传信息，关于遗传信息的载体，下列说法正确的是 A．和是组成元素种类不完全一样的天然高分子 B．只有分子的结构中存在氢键，中没有 C．核酸完全水解后的产物中既有酸性物质又有碱性(能与酸反应的)物质 D．和只有碱基(胸腺嘧啶和尿嘧啶)上的区别 【变式3-3】D-2-脱氧核糖是生物遗传物质的主要成分，可发生如图转化。下列说法错误的是 A．D-2-脱氧核糖可发生取代、消去、氧化反应 B．D-2-脱氧核糖转化为β-D-2-脱氧核糖的过程是一个取代反应 C．D-2-脱氧核糖与β-D-2-脱氧核糖互为同分异构体 D．D-2-脱氧核糖转化为β-D-2-脱氧核糖后，碳原子的杂化方式发生了改变 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $