2026届高三生物一轮复习讲义第一单元 第4讲　核酸是遗传信息的携带者

该高中生物学讲义围绕核酸的结构与功能、生物大分子碳链骨架等高考核心考点，按“基本单位-结构层次-功能分布-多样性特异性”逻辑梳理知识网络，通过要点梳理夯实基础、易错辨析突破误区、真题训练提升能力，构建系统复习体系。 资料以生命观念和科学思维为导向，设计“构建核苷酸结构模型”“DNA指纹技术应用讨论”等探究活动，结合分层练习（基础巩固、能力提升、高考真题）及长句表达训练，助力学生规范答题，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有效指导。

第4讲　核酸是遗传信息的携带者 课程标准解读与能力要求 知识网络概览 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.基于生物学事实和证据,运用归纳与概括的方法,构建核苷酸的结构模型。 3.基于对核酸特异性的认知,参与DNA指纹技术在案件侦破中的作用的讨论,提升解决问题的能力。 考点一　核酸的结构与功能 【要点梳理·夯基固本】 一、核酸的结构 1.核酸的基本单位: 2.核酸的结构层次: 名师点睛　核苷酸的连接方式 (1)在DNA分子的一条链中,连接相邻两个碱基的结构是:脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖。在RNA分子的一条链中,连接相邻两个碱基的结构是:核糖—磷酸—核糖。 (2)在DNA的一条链和RNA中,连接相邻两个核苷酸的化学键是:磷酸二酯键。在DNA分子中,连接两条链的化学键是:氢键。 3.DNA与RNA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 二、核酸的功能与分布 名师点睛　核酸与遗传物质的范围不同 (1)对病毒来说,核酸与遗传物质是一致的,为DNA或RNA。 (2)对细胞生物来说,核酸指DNA和RNA,遗传物质仅指DNA。 三、核酸分子的多样性和特异性 1.多样性:组成DNA分子的脱氧核苷酸虽然只有4种,但如果数量不限,在连成长链时,排列顺序是极其多样的。 2.特异性:每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的比例和排列顺序是特定的,其代表了特定的遗传信息。 易错辨析 1.核酸是一切生物遗传信息的携带者。(√) 2.核糖核苷酸的排列顺序决定了DNA的多样性。(×) 分析:DNA的多样性由脱氧核苷酸的排列顺序决定。 3.所有生物的遗传信息都储存在DNA中。(×) 分析:部分病毒的遗传信息储存在RNA中。 4.同一生物体的不同细胞中,DNA基本相同,RNA不完全相同。(√) 5.真核生物以DNA为遗传物质,部分原核生物以RNA为遗传物质。(×) 分析:细胞生物的遗传物质都是DNA。 长句表达 1.(必修1 P34“问题探讨”):DNA能够提供犯罪嫌疑人信息的原因是DNA是遗传物质,而每个人的遗传物质有所区别。DNA鉴定技术还可以应用在研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系等方面。 2.(必修1P38“复习与提高”)人的红细胞和心肌细胞的主要成分都是蛋白质,但红细胞主要承担运输氧的作用,心肌细胞主要承担心脏律动的作用,造成这两种蛋白质功能不同的根本原因是编码这两种蛋白质的基因的碱基序列不同。 【扣点专练·通法悟道】 1.下图中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.如果甲中的m是U,则甲一定是丙的基本单位 B.如果甲中的m是G,则甲一定是乙的基本单位 C.如果甲中的a是脱氧核糖,则甲物质聚合成的大分子物质可以分布于线粒体和叶绿体中 D.如果甲中的a是核糖,则甲物质聚合成的大分子物质可以分布于细胞核和细胞质中 【解析】选B。如果甲中的m是U,则甲为核糖核苷酸,是丙tRNA的基本单位,A正确;如果甲中的m是G,则甲为鸟嘌呤脱氧核苷酸或鸟嘌呤核糖核苷酸,因此不一定是乙DNA的基本单位,B错误;如果甲中的a是脱氧核糖,则甲为脱氧核苷酸,其聚合成的大分子物质是DNA,可以分布于线粒体和叶绿体中,C正确;如果甲中的a是核糖,则甲为核糖核苷酸,其聚合成的大分子物质是RNA,可以分布于细胞核和细胞质中,D正确。 2.蛋白质与核酸一直是科学家研究的热点领域之一。下列相关叙述错误的是(　　) A.线粒体、叶绿体和细胞核中均有蛋白质和核酸结合形成的复合体 B.细胞中的遗传物质是DNA,病毒的遗传物质是DNA或RNA C.蛋白质的合成需要mRNA、rRNA及tRNA三种核糖核酸参与 D.氨基酸合成的蛋白质有空间结构,核苷酸合成的核酸无空间结构 【解析】选D。细胞核、线粒体和叶绿体都含有DNA、RNA、蛋白质,都可以进行转录,RNA聚合酶(蛋白质)需要与模板链DNA结合,催化转录形成,故线粒体、叶绿体和细胞核中均有蛋白质和核酸结合形成的复合体,A正确;细胞生物的遗传物质是DNA,但病毒的遗传物质是DNA或RNA,B正确;蛋白质的合成是在核糖体上进行,需要mRNA作为模板、rRNA作为核糖体的组成成分及tRNA运输氨基酸,因此三种核糖核酸参与,C正确;蛋白质经多肽盘曲折叠形成空间结构,核苷酸合成的核酸也具有一定的空间结构,D错误。 考点二　生物大分子以碳链为基本骨架 【要点梳理·夯基固本】 一、生物大分子以碳链为骨架 单体(基本单位)多聚体(生物大分子) 生物大分子(多聚体) 基本单位(单体) 多糖 单糖 蛋白质 氨基酸 核酸 核苷酸 二、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 多肽 氨基酸 淀粉 麦芽糖 葡萄糖 名师点睛　生物大分子相关提醒 (1)蛋白质分子中氨基酸主要通过肽键相连,DNA和RNA分子中核苷酸主要通过磷酸二酯键相连。 (2)淀粉不具有还原性,但麦芽糖和葡萄糖都具有还原性。 (3)生物大分子不能被消化道直接吸收,需水解为单体后被吸收。 易错辨析 1.核酸的合成过程中有蛋白质的参与,容易受外部环境的影响。(√) 2.DNA彻底水解的产物是脱氧核苷酸。(×) 分析:DNA的单体是脱氧核苷酸,彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。 3.脂肪的元素组成和磷脂相同。(×) 分析:脂肪(C、H、O)的元素组成和磷脂(C、H、O、N、P)不相同。 4.生物大分子和其单体都是以碳链为基本骨架的。(√) 长句表达 　(必修1P36“拓展应用”)核酸保健品不会真的保健,其原因是核酸在消化道内被彻底消化后才能被吸收,且构成人体核酸的原料一般是不缺乏的。 【扣点专练·通法悟道】 1.下列有关生物学上的“骨架”的叙述错误的是(　　) A.生物大分子以碳链为“骨架”,由单体聚合而成 B.生物膜的“骨架”是可以运动的 C.细胞“骨架”由蛋白质纤维和脂质组成,与细胞的运动、分裂等有关 D.在DNA的“骨架”上,每个脱氧核糖可以与一或两个磷酸基团相连 【解析】选C。生物大分子由单体构成,每一个单体都以若干相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,A正确;生物膜的基本支架是磷脂双分子层,具有一定的流动性,B正确;细胞“骨架”具有维持细胞形态、保持细胞内部结构有序的功能,是由蛋白质纤维组成的网架结构,C错误;DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,每条单链DNA一端都有一个脱氧核糖与一个磷酸基团相连,其余与两个磷酸基团相连,D正确。 2.(2026·梅州模拟)细胞中有一些相对分子质量很大、发挥特定功能的有机物,称为生物大分子。如图表示有关生物大分子的简要概念图,有关叙述正确的是(　　) A.生物大分子都以碳链为基本骨架,其结构与功能相适应 B.若c为蛋白质,则在人体细胞中的b有20种 C.若c为核酸,则人体和RNA病毒的b分别为4种和4种 D.若c为多糖,则在植物细胞中只能为淀粉 【解析】选A。生物大分子都以碳链为基本骨架,结构决定功能,其结构与功能相适应,A正确。若c为蛋白质,则其基本单位b是氨基酸,氨基酸在人体细胞中有21种,B错误。若c为核酸,b是核苷酸,人体中含有DNA和RNA,核苷酸有8种(4种脱氧核苷酸+4种核糖核苷酸);RNA病毒中只有RNA,核苷酸有4种(核糖核苷酸),C错误。若c为多糖,在植物细胞中可为淀粉、纤维素等,纤维素是植物细胞壁的主要成分,并非只能为淀粉,D错误。 3.下图是人体细胞中两种重要有机物甲和丁的元素组成及相互关系示意图。下列相关叙述错误的是(　　) A.小分子物质a含有的元素为C、H、O、N、P B.参与构成人体的b有21种 C.甲彻底水解得到4种小分子化合物 D.甲的多样性是由a的数目、排列顺序不同导致的 【解析】选C。由题图可推断,甲是DNA,乙是RNA,丙是多肽,丁是蛋白质,a是脱氧核苷酸,b是氨基酸。脱氧核苷酸含有的元素是C、H、O、N、P,A正确;参与构成人体蛋白质的氨基酸有21种,B正确;DNA不完全水解得到4种脱氧核苷酸,彻底水解得到4种碱基(A、T、G、C)、磷酸和脱氧核糖6种小分子化合物,C错误;脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了DNA分子的多样性,D正确。 悟高考·瞻动向 体验高考·淬炼考能 1.(2024·北京高考)科学家证明尼安德特人是现代人的近亲,依据的是DNA的(　　) A.元素组成 B.核苷酸种类 C.碱基序列 D.空间结构 【解析】选C。本题考查DNA的结构和功能。所有生物DNA的元素组成都是C、H、O、N、P,A不符合题意;DNA分子的核苷酸种类只有4种,B不符合题意;每种DNA的碱基序列不同,尼安德特人与现代人的DNA碱基序列有相似部分,证明尼安德特人与现代人是近亲,C符合题意;DNA的空间结构都是规则的双螺旋结构,D不符合题意。 2.(2024·海南高考)海南黎锦是非物质文化遗产,其染料主要来源于植物。DNA条形码技术可利用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。下列有关叙述正确的是(　　) A.不同染料植物的DNA均含有元素C、H、O、N、S B.DNA条形码序列由核糖核苷酸连接而成 C.染料植物的DNA条形码序列仅存在于细胞核中 D.DNA条形码技术鉴定染料植物的依据是不同物种的DNA条形码序列不同 【解析】选D。不同染料植物的DNA均含有元素C、H、O、N、P,不含S,A错误;DNA条形码序列由脱氧核糖核苷酸连接而成,B错误;染料植物的DNA条形码序列主要存在于细胞核中,少部分存在于细胞质中的叶绿体和线粒体中,C错误;不同DNA的区别在于碱基排列顺序不同,DNA条形码技术鉴定染料植物的依据是不同物种的DNA条形码序列不同,D正确。 3.(2023·全国乙卷改编)生物体内参与生命活动的生物大分子可由单体聚合而成。构成蛋白质等生物大分子的单体和连接键,以及检测生物大分子的试剂等信息如下表。 单体 连接键 生物大分子 检测试剂或染色剂 葡萄糖 — ① — ② ③ 蛋白质 ④ ⑤ — 核酸 ⑥ 根据表中信息,下列叙述错误的是(　　) A.①可以是淀粉或糖原 B.②是氨基酸,③是肽键,⑤是碱基 C.②和⑤都含有C、H、O、N元素 D.④可以是双缩脲试剂 【解析】选B。本题考查三类生物大分子的组成和检测的相关知识。①作为生物大分子的多糖,可以是淀粉、糖原和纤维素,A正确;②作为蛋白质的单体,是氨基酸,氨基酸之间连接的键为③肽键,⑤作为核酸的单体,是核苷酸,B错误;②为氨基酸,组成元素有C、H、O、N等,⑤为核苷酸,组成元素为C、H、O、N和P,②和⑤都含有C、H、O、N元素,C正确;蛋白质中的肽键遇④双缩脲试剂发生特殊的紫色反应,D正确。 瞭望高考·探悟动态 锁定新情境: 人类为何睡觉?或为修复遭损害的DNA 　　人一生中有三分之一的时间用于睡觉。一个科研小组开展了一项实验,实验是在斑马鱼身上进行的。斑马鱼基因与人类基因相似度高达87%,大脑组织与人类相近,是最理想的实验动物。在其身上的实验结果多数情况下也适用于人类。 　　科研人员发现了睡眠的奥秘。斑马鱼白天醒着的时候,由__①__和__②__组成的染色体不太活跃,虽然对被损害的脱氧核糖核酸的修复也在进行,但远远不够,从而造成对脱氧核糖核酸的损害不断堆积,直至达到危险水平。晚上当斑马鱼睡觉时,染色体活动频繁,其活跃程度一下增加两倍,从而有效修复白天遭到损害的脱氧核糖核酸,其单体为__③__。晚上,如果频繁敲击鱼缸,不让其睡眠,持续下去,斑马鱼就会濒临死亡。这一发现也使人们了解到,睡眠是如何对大脑活动、衰老及各种机体紊乱产生影响的。  基于核心素养的新考向: 1.(生命的物质观)根据所学知识,在①~③中填入对应的内容。 ①________,②______,③____________。  2.(分析与综合)斑马鱼晚上睡觉修复白天遭到损害的脱氧核糖核酸时遵循__________________原则,通过修复______________(化学键)连接其单体。  3.(稳态与平衡观)维持人体健康,保证充足睡眠的意义是____________________ ________________________________________(合理即可)。  4.(健康生活)人体细胞中的核酸在代谢过程中会产生一种称为尿酸(C5H4N4O3)的物质,该物质在血液中含量过高会导致痛风等疾病,从核酸的分子组成角度分析,尿酸是__________的代谢产物。痛风患者要更加慎用核酸保健品的原因是___________________________________________________。  【解析】1.根据所学知识可知,①是蛋白质,②是DNA(①与②可颠倒),③是脱氧核苷酸。2.斑马鱼晚上睡觉修复白天遭到损害的脱氧核糖核酸时遵循碱基互补配对原则,通过修复磷酸二酯键连接其单体。3.维持人体健康,保证充足睡眠的意义是睡眠时染色体活动频繁,可快速修复损伤的脱氧核糖核酸;促进大脑活动,延缓衰老;使人体代谢功能正常。4.核酸由磷酸、五碳糖和含氮碱基组成,由于尿酸中含有氮元素,所以尿酸是含氮碱基的代谢产物。核酸保健品中含有较多的核酸,服用后,被消化吸收进入体内,增加了细胞中含氮碱基的量,代谢过程中增加了尿酸的量,从而导致痛风加重。 答案:1.①蛋白质　②DNA(①与②可颠倒)　③脱氧核苷酸 2.碱基互补配对　磷酸二酯键 3.睡眠时染色体活动频繁,可快速修复损伤的脱氧核糖核酸;促进大脑活动,延缓衰老;使人体代谢功能正常 4.含氮碱基　核酸保健品中含有较多的核酸,服用后,被消化吸收进入体内,增加了细胞中含氮碱基的量,代谢过程中增加了尿酸的量,从而导致痛风加重 - 12 - 学科网（北京）股份有限公司 $