4.3 核酸【上好课】高二化学深度学习辅导讲义(人教版选择性必修3)
2026-06-07
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修3 有机化学基础 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第三节 核酸 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 蛋白质 核酸 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 13.98 MB |
| 发布时间 | 2026-06-07 |
| 更新时间 | 2026-06-07 |
| 作者 | 莫遗 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-06-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58244243.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦高中化学“生物大分子”章节中核酸的核心知识点,系统梳理其组成(核苷酸、戊糖、碱基)、分类(DNA与RNA)、结构(DNA双螺旋与RNA单链)及生物功能(遗传信息传递),构建从微观组成到宏观功能的知识支架。
该资料通过对比表格明晰DNA与RNA差异,典例变式训练强化科学思维,融入我国核酸研究成就培养科学态度。多样化练习题覆盖基础与拔高,课中辅助教师高效授课,课后助力学生巩固知识、查漏补缺。
内容正文:
第四章 生物大分子
第三节 核酸
要点 1 核酸的组成和分类
1.核酸的分类
天然的核酸根据其组成中所含戊糖的不同,分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)
2.核酸的组成
(1)核酸是一种生物大分子,是由许多核苷酸单体形成的聚合物
(2)核苷酸水解得到磷酸和核苷,核苷水解得到戊糖和碱基,其中戊糖有脱氧核糖和核糖,它们均以环状结构存在于核酸中,对应的核酸分别是核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。转化关系如图所示:
(3)戊糖结构简式
(4)碱基的名称(符号)和结构简式
碱基是具有碱性的杂环有机化合物,RNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶(分别用字母A、G、C、U表示);DNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶(用字母T表示)。结构简式分别可表示为:
腺嘌呤(A)
鸟嘌呤(G)
胞嘧啶(C)
胸腺嘧啶(T)
尿嘧啶(U)
3.定义: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
4.两种核酸中的碱基(具有碱性的杂环有机化合物)
(1)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)四种
(2)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)四种
5.核酸的合成与水解
6.腺苷三磷酸(ATP)
(1)形成:腺嘌呤核苷中的核糖羟基与磷酸反应,可形成腺苷酸(AMP)、腺苷二磷酸(ADP)及腺苷三磷酸(ATP)
(2)ATP中的特殊键:磷酸与核糖之间通过磷酯键连接,磷酸与磷酸之间形磷酸酐键。
(3)ATP的水解过程的能量变化:
要点 2 核酸的结构
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;每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,碱基排列在内侧;两条链上的碱基通过氢键作用结合成碱基对,腺嘌呤与胸腺嘧啶配对,鸟嘌呤与胞嘧啶配对,遵循碱基互补配对原则。
2.RNA分子:与DNA类似,以核苷酸为基本构成单位,其中的戊糖由核糖替代了脱氧核糖、碱基由尿嘧啶替代了胸腺嘧啶,RNA分子一般成单链状结构,比DNA小的多。
3.生物功能
DNA分子
具有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息,决定生物体的一系列性状。
RNA分子
负责传递、翻译和表达DNA分子所携带的遗传信息。
要点 3 核酸的生物功能
1.DNA分子的生物功能
DNA分子上有许多基因,决定了生物体的一系列性状。在细胞繁殖分裂过程中,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,使核酸携带的遗传信息通过DNA复制被精确地传递给下一代,并通过控制蛋白质的合成来影响生物体特定性状的发生和发育。
2.RNA的生物功能
RNA则主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。
3.我国在核酸的研究中取得的成绩
(1)1981年,我国科学家采用有机合成与酶促合成相结合的方法,人工合成了具有生物活性的核酸分子——酵母丙氨酸转移核糖核酸。
(2)1999年,我国参与了人类基因组计划,成为参与该项计划的唯一发展中国家。
(3)2002年,我国科学家完成了水稻基因组图谱的绘制。
4.对核酸的结构和生物功能研究的意义
使人们深入认识生命活动规律,更好地利用生物资源,有助于提高疾病诊断和治疗水平,促进医学、农业等的发展。
命题点 1 核酸的分类和组成
典例1(25-26高二·全国·课堂例题)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 (2025·天津·二模)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2(23-24高二下·河北石家庄·期末)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
命题点 2 核酸的结构
典例1 (2026·湖南岳阳·模拟预测)核酸是一类生物大分子,关于核酸的说法正确的是
A.核酸在酶的催化下水解可以得到核苷和戊糖
B.DNA分子为双螺旋结构,RNA分子一般呈单链状结构
C.核苷酸是磷酸与戊糖脱水形成的酯
D.腺嘌呤分子中的碳原子与氮原子杂化方式完全相同
变式1(25-26高二下·河北沧州·期中)如图表示的是组成某种核酸的基本单元,下列有关叙述错误的是
A.该物质是组成的基本单元
B.该物质仅含有、、、五种元素
C.图中碱基可能是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶或胸腺嘧啶
D.该物质组成的核酸参与遗传信息的传递过程
变式2(25-26高二下·山东烟台·期中)组成核酸的基本单元是核苷酸,下图是核酸的某一结构片段。下列说法错误的是
A.脱氧核糖核苷酸由环式脱氧核糖、碱基和磷酸基团共同组成
B.脱氧核糖核酸中既含有极性共价键,又含有非极性共价键
C.脱氧核苷酸一定条件下,既可以与酸反应又可以与碱反应
D.链式核糖(C5H10O5)与葡萄糖互为同系物
命题点 3 核酸的生物功能
典例1 (25-26高三下·山东·单元测试)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1(25-26高二下·全国·课后作业)DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要用途。刑侦人员将从案发现场得到的血液、头发样品中提取的DNA,与犯罪嫌疑人的DNA进行比较就可能为案件的侦破提供证据。
(1)DNA侦破的准确率非常高,原因是绝大多数的生物,其遗传信息储存在___中,而且每个个体DNA的脱氧核苷酸序列各有特点。
(2)DNA是细胞内携带___的物质,它的信息量非常大。
(3)核酸包括___和___,其基本组成单元分别是___和___。
变式2(25-26高二下·全国·课前预习)核酸的生物功能
(1)基因
有一定碱基排列顺序的___________含有特定的遗传信息,称为基因。
(2)生物功能
①DNA分子的复制
亲代DNA分子的两条链解开后作为___________,在酶的作用下,利用游离的___________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,使核酸携带的___________通过___________被精确地传递给下一代,并通过控制蛋白质的合成来影响生物体特定性状的发生和发育。
②RNA的生物功能
RNA主要负责___________、___________和表达DNA所携带的遗传信息。
(3)中国在核酸的研究中的贡献
①1981年,人工合成了具有生物活性的核酸分子——___________。
②1999年,参与了人类基因组计划。
③2002年,完成了水稻___________的绘制。
点拨 1 核糖核酸(RNA)与脱氧核糖核酸(DNA)比较
物质
核糖核酸(RNA)
脱氧核糖核酸(DNA)
元素组成
C、H、O、N、P
基本组成单位
核糖核苷酸(4种)
脱氧核糖核苷酸(4种)
化学
组成
戊糖
核糖
脱氧核糖
碱基
U(尿嘧啶)
T(胸腺嘧啶)
A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)
磷酸
相同
一般结构
由一条核糖核苷酸链构成
由两条脱氧核糖核苷酸链构成
分布
主要在细胞质中
主要在细胞核中
点拨 2 碱基互补配对原则
1. 在DNA分子中,A与T配对,G与C配对;在某些双链RNA分子中,A与U配对,G与C配对
2. 定量关系
①DNA分子中:A=T,G=C即A+G=T+C。也就是DNA分子中嘌呤总数=嘧啶总数
②DNA分子中:两个互补配对的碱基之和的比值与该DNA分子中每一单键中之一比值相等
A1+A2+T1+T2G1+G2+C1+C2=A1+T1G1+C1=A2+T2G2+C2
③不同生物的DNA分子中,A+TG+C不同
◆能力强化练
1.化学物质与生命过程密切相关,下列说法错误的是
A.维生素C可以还原活性氧自由基
B.淀粉可用为原料人工合成
C.纤维素在人体内可水解为葡萄糖,故可做人类的营养物质
D.核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子
2.我国科学家于1981年合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。下列物质属于高分子化合物的是
A.核酸 B.核苷酸 C.核糖 D.丙氨酸
3.下列关于核酸的表述不正确的是
A.脱氧核糖核酸和核糖核酸结构中的碱基相同,戊糖不同
B.碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合而成核苷酸
C.核苷酸在一定条件下可以与碱反应
D.脱氧核糖核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对
4.生物大分子具有比有机小分子更为丰富的性质,能完成多种复杂的生物功能。下列有关说法正确的是
A.DNA和RNA具有酸性,蛋白质呈碱性
B.所有蛋白质遇浓硝酸都会发生显色反应
C.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
D.淀粉和纤维素都是营养物质,均能在人体内发生水解、氧化反应
5.下列有关核酸描述错误的是
A.核苷酸由磷酸、戊糖、碱基三部分构成 B.戊糖有脱氧核糖和核糖
C.脱氧核糖核酸的碱基有AGCT四种 D.碱基是UCG的核酸有6种
6.新冠病毒(如图)由蛋白质和核酸组成,核酸由核苷酸组成。核苷酸的单体由五碳糖()、磷酸基和含氮碱基构成。下列说法正确的是
A.蛋白质、糖类、核酸均是能水解的高分子化合物
B.NaClO溶液用作消毒剂,是因为NaClO能使病毒蛋白变性
C.戴口罩可有效阻断新冠病毒的传播,熔喷布(主要原料是聚丙烯)能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.五碳糖与葡萄糖互为同系物
7.某病毒由蛋白质和核酸组成。下图为病毒及组成蛋白质和核酸的片段结构。有关于蛋白质和核酸叙述错误的是
A.蛋白质和核酸均为天然生物大分子,均为混合物
B.使用浓硝酸并加热可以区分蛋白质和核酸溶液
C.蛋白质水解最终产物为氨基酸,核酸水解最终产物为核苷和磷酸
D.蛋白质的多肽链和核酸的多聚核苷酸链之间均存在氢键
8.下图中图甲所示的分子结构式为某种核苷酸,已知分子结构式左上角的基团为碱基(腺嘌呤);图乙是某核苷酸链示意图,据图回答问题:
(1)图甲中核苷酸是构成哪一种核酸的原料___________。
(2)请在图甲中圈出去掉哪一个氧原子便可成为人体遗传物质的基本原料。
(3)DNA初步水解的产物是___________,彻底水解的产物是___________。
(4)图乙中特有的碱基名称是___________。
(5)通常由___________条图乙所示的核苷酸链构成一个___________分子。
9.如图是核酸片段,据图回答下列有关问题:
(1)若图中为脱氧核苷酸链,则从碱基组成上看,还应有的碱基是______?图中①和②各代表______?
(2)若图中为核糖核苷酸链,则从碱基组成上看,还应有的碱基是______?图中②代表______?
(3)核酸分子的多样性由______决定?蛋白质分子的多样性由______决定?
◆综合拔高练
10.胸腺嘧啶是DNA中的碱基之一,是合成多种药物的关键中间体。胸腺嘧啶可用化合物M与N反应合成,转化关系如下。
已知N的质谱图中分子离子峰的质荷比数值为60,下列说法正确的是
A.胸腺嘧啶可与脱氧核糖缩合形成脱氧核糖核苷酸
B.M的核磁共振氢谱有3组峰
C.N的结构简式为
D.生成物中胸腺嘧啶和水的化学计量比为1:1
11.研究发现,组氨酰肽有机催化循环实现了有机分子的磷酸化,能促进生命关键分子的合成(如图)。下列有关说法错误的是
A.磷酸基团的空间结构为平面三角形,这决定丙只能从一个特定方向进行取代反应
B.有机生命构建模块与磷酸基团反应实现了有机分子磷酸化,改变了生物分子的活性
C.咪唑环上的一个原子可以提供孤电子对与金属离子形成配位键,轨道以“头碰头”形式重叠
D.乙和丙中肽键上的氧原子与氢原子之间存在氢键,形成了蛋白质的二级结构
12.生物大分子含有多种官能团,结构复杂,功能多样。下列关于生物大分子的说法正确的是
A.淀粉和纤维素的分子式都表示为,二者互为同分异构体
B.蛋白质是生命活动的物质基础,其盐析和变性均是不可逆过程
C.核酸是一种生物大分子,它水解可以生成磷酸、戊糖和碱基
D.DNA分子由两条多聚核苷酸链组成,两条链之间通过共价键连接
13.组成核酸的基本单元是核苷酸,下图是核酸的某一结构片段,下列说法错误的是
A.核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对
B.核苷酸在一定条件下,既可以与酸反应,又可以与碱反应
C.脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)结构中的碱基相同,戊糖不同
D.碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,核苷酸缩合聚合得到核酸
14.核酸检测对病毒防控意义重大。图1是脱氧核糖核酸的结构片段,它的碱基中胞嘧啶的结构如图2所示。下列说法正确的是
A.脱氧核糖核酸中含有的化学键都是不同原子形成的极性共价键
B.脱氧核糖核酸可以水解生成磷酸、脱氧核糖和碱基
C.胞嘧啶的分子式为,含有的官能团只有氨基和酰胺基
D.脱氧核糖与葡萄糖互为同系物,都能与新制的氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀
15.核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的分子,核酸的水解产物如图所示,下列说法错误的是
A.核苷酸缩合聚合可以得到核酸
B.通过红外光谱仪能检测核酸结构中含有的官能团
C.DNA分子由两条多聚核苷酸链组成,两条链上的碱基通过氢键作用结合成碱基对
D.核糖和脱氧核糖均属于寡糖
16.(多选)下列说法错误的是
A.医用口罩主要原料是聚丙烯,与聚乙烯互为同系物
B.植物油氢化后所得的硬化油不易被空气氧化变质,可作为制造肥皂的原料
C.苯酚与甲醛反应生成线型酚醛树脂,同时生成
D.核苷()与磷酸通过磷酯键结合形成核苷酸
17.核酸
(1)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。
①戊糖:分为___________和___________,对应的核酸分别是___________和___________。
②碱基:具有碱性的杂环有机化合物,中的碱基和中的碱基不同,共同的类别有3种。如图所示:
③水解及产物的缩合过程
(2)结构
①分子:由两条多聚核苷酸链组成,两条链___________盘绕,形成双螺旋结构;每条链中的___________和___________交替连接,排列在外侧,碱基排列在内侧;两条链上的碱基通过___________作用,腺嘌呤(A)与___________配对,鸟嘌呤(G)与___________配对,结合成碱基对,遵循碱基互补配对原则。
②分子:以核苷酸为基本构成单位,其中的戊糖和碱基与中的不同,___________替代了脱氧核糖,__________替代了胸腺嘧啶(T)。分子一般呈单链状结构,比分子小得多。
生物功能
分子
有一定碱基排列顺序的片段含有特定的遗传信息,被称为基因。分子上有许多基因,决定生物体的一系列性状
分子
参与遗传信息的传递过程
18.磷酸()是生命活动的重要物质。
Ⅰ.磷酸与核苷反应生成核苷酸,以下为某核苷和对应的某种核苷酸的结构示意图。
(1)模仿磷酸的结构简式,写出碳酸的结构简式___________。
(2)核苷酸具有酸性,最易解离出的化学键是___________(填“a”“b”或“c”)处。
(3)DNA分子由两条多聚核苷酸链组成,两条链上的碱基通过氢键结合成碱基对,如下图。某DNA分子片段如下图,请补充框中缺少的氢原子并画出对应的氢键___________。(氢键用“”表示)
Ⅱ.磷脂是指含有磷酸的酯类,是组成细胞和细胞器膜的主要成分,一种结构如图1所示。磷脂分子在水溶液中自组装构成磷脂双分子层超分子(如图2)。
(4)下列关于磷脂分子的说法正确的是___________(填序号,可多选)。
a.磷脂分子是高分子 b.磷脂分子为极性分子 c.磷脂分子含有手性碳原子
(5)解释磷脂分子在水溶液中以头向外而尾向内的方式排列自组装成双分子层的原因:___________。
◆高考真题练
19.判断。
(1)(2024·北京卷)核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子。
(2)(2022·湖北卷)核酸可视为核苷酸的聚合产物。
20.(2024·湖南卷)组成核酸的基本单元是核苷酸,下图是核酸的某一结构片段,下列说法错误的是
A.脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)结构中的碱基相同,戊糖不同
B.碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,核苷酸缩合聚合得到核酸
C.核苷酸在一定条件下,既可以与酸反应,又可以与碱反应
D.核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对
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第四章 生物大分子
第三节 核酸
要点 1 核酸的组成和分类
1.核酸的分类
天然的核酸根据其组成中所含戊糖的不同,分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)
2.核酸的组成
(1)核酸是一种生物大分子,是由许多核苷酸单体形成的聚合物
(2)核苷酸水解得到磷酸和核苷,核苷水解得到戊糖和碱基,其中戊糖有脱氧核糖和核糖,它们均以环状结构存在于核酸中,对应的核酸分别是核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。转化关系如图所示:
(3)戊糖结构简式
(4)碱基的名称(符号)和结构简式
碱基是具有碱性的杂环有机化合物,RNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶(分别用字母A、G、C、U表示);DNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶(用字母T表示)。结构简式分别可表示为:
腺嘌呤(A)
鸟嘌呤(G)
胞嘧啶(C)
胸腺嘧啶(T)
尿嘧啶(U)
3.定义: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
4.两种核酸中的碱基(具有碱性的杂环有机化合物)
(1)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)四种
(2)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)四种
5.核酸的合成与水解
6.腺苷三磷酸(ATP)
(1)形成:腺嘌呤核苷中的核糖羟基与磷酸反应,可形成腺苷酸(AMP)、腺苷二磷酸(ADP)及腺苷三磷酸(ATP)
(2)ATP中的特殊键:磷酸与核糖之间通过磷酯键连接,磷酸与磷酸之间形磷酸酐键。
(3)ATP的水解过程的能量变化:
要点 2 核酸的结构
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;每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,碱基排列在内侧;两条链上的碱基通过氢键作用结合成碱基对,腺嘌呤与胸腺嘧啶配对,鸟嘌呤与胞嘧啶配对,遵循碱基互补配对原则。
2.RNA分子:与DNA类似,以核苷酸为基本构成单位,其中的戊糖由核糖替代了脱氧核糖、碱基由尿嘧啶替代了胸腺嘧啶,RNA分子一般成单链状结构,比DNA小的多。
3.生物功能
DNA分子
具有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息,决定生物体的一系列性状。
RNA分子
负责传递、翻译和表达DNA分子所携带的遗传信息。
要点 3 核酸的生物功能
1.DNA分子的生物功能
DNA分子上有许多基因,决定了生物体的一系列性状。在细胞繁殖分裂过程中,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,使核酸携带的遗传信息通过DNA复制被精确地传递给下一代,并通过控制蛋白质的合成来影响生物体特定性状的发生和发育。
2.RNA的生物功能
RNA则主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。
3.我国在核酸的研究中取得的成绩
(1)1981年,我国科学家采用有机合成与酶促合成相结合的方法,人工合成了具有生物活性的核酸分子——酵母丙氨酸转移核糖核酸。
(2)1999年,我国参与了人类基因组计划,成为参与该项计划的唯一发展中国家。
(3)2002年,我国科学家完成了水稻基因组图谱的绘制。
4.对核酸的结构和生物功能研究的意义
使人们深入认识生命活动规律,更好地利用生物资源,有助于提高疾病诊断和治疗水平,促进医学、农业等的发展。
命题点 1 核酸的分类和组成
典例1(25-26高二·全国·课堂例题)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 (2025·天津·二模)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2(23-24高二下·河北石家庄·期末)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。
命题点 2 核酸的结构
典例1 (2026·湖南岳阳·模拟预测)核酸是一类生物大分子,关于核酸的说法正确的是
A.核酸在酶的催化下水解可以得到核苷和戊糖
B.DNA分子为双螺旋结构,RNA分子一般呈单链状结构
C.核苷酸是磷酸与戊糖脱水形成的酯
D.腺嘌呤分子中的碳原子与氮原子杂化方式完全相同
【答案】B
【详解】A.核酸彻底水解产物为磷酸、戊糖、含氮碱基,不是核苷和戊糖,A错误;
B.DNA分子为双螺旋双链结构,RNA分子一般呈单链状结构,符合事实,B正确;
C.核苷是碱基与戊糖脱水形成的产物,核苷酸是核苷和磷酸脱水形成的酯,并非仅由磷酸与戊糖脱水形成,C错误;
D.腺嘌呤中所有碳原子都为杂化;氨基中的氮原子,中氮原子为杂化,碳原子和氮原子杂化方式并不完全相同,D错误;
答案选B。
变式1(25-26高二下·河北沧州·期中)如图表示的是组成某种核酸的基本单元,下列有关叙述错误的是
A.该物质是组成的基本单元
B.该物质仅含有、、、五种元素
C.图中碱基可能是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶或胸腺嘧啶
D.该物质组成的核酸参与遗传信息的传递过程
【答案】C
【详解】A.该物质是核糖核苷酸,是组成RNA的基本单元,A正确;
B.核苷酸的组成元素是 C、H、O、N、P 五种,B正确;
C.RNA中的碱基是A(腺嘌呤)、U(尿嘧啶)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤),不含胸腺嘧啶(T),胸腺嘧啶是DNA特有的碱基, C错误;
D.RNA参与遗传信息的传递过程(比如转录、翻译),D正确;
故选C。
变式2(25-26高二下·山东烟台·期中)组成核酸的基本单元是核苷酸,下图是核酸的某一结构片段。下列说法错误的是
A.脱氧核糖核苷酸由环式脱氧核糖、碱基和磷酸基团共同组成
B.脱氧核糖核酸中既含有极性共价键,又含有非极性共价键
C.脱氧核苷酸一定条件下,既可以与酸反应又可以与碱反应
D.链式核糖(C5H10O5)与葡萄糖互为同系物
【答案】D
【详解】A.脱氧核糖核苷酸是脱氧核糖核酸的基本组成单位,其结构包括磷酸基团、环式脱氧核糖和含氮碱基三部分,故A正确;
B.脱氧核糖核酸(DNA)的结构中,存在多种化学键:极性共价键如磷酸与脱氧核糖之间的磷氧键、脱氧核糖与碱基之间的碳氮键等;非极性共价键如脱氧核糖中的碳碳键、碱基中的碳碳键等,因此DNA中既含极性共价键也含非极性共价键,故B正确;
C.脱氧核苷酸的结构中含有磷酸基团,磷酸基团具有酸性,可与碱发生中和反应;同时含有含氮碱基(如腺嘌呤、胸腺嘧啶等),其含有的氮原子具有孤对电子而显碱性,可与酸反应,因此脱氧核苷酸在一定条件下既能与碱反应,也能与酸反应,故C正确;
D.同系物是指结构相似、分子组成相差一个或若干个“CH2”原子团的有机化合物,链式核糖的分子式为C5H10O5,葡萄糖的分子式为C6H12O6,二者分子组成相差“CH2O”,而非“CH2”,且结构上虽均含羟基和醛基,但分子组成不符合同系物“相差n个CH2”的要求,故D错误;
因此答案选D。
命题点 3 核酸的生物功能
典例1 (25-26高三下·山东·单元测试)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1(25-26高二下·全国·课后作业)DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要用途。刑侦人员将从案发现场得到的血液、头发样品中提取的DNA,与犯罪嫌疑人的DNA进行比较就可能为案件的侦破提供证据。
(1)DNA侦破的准确率非常高,原因是绝大多数的生物,其遗传信息储存在___中,而且每个个体DNA的脱氧核苷酸序列各有特点。
(2)DNA是细胞内携带___的物质,它的信息量非常大。
(3)核酸包括___和___,其基本组成单元分别是___和___。
【答案】(1)DNA
(2)遗传信息
(3) DNA RNA 脱氧核苷酸 核糖核苷酸
【详解】(1)DNA侦破的准确率非常高,原因是绝大多数的生物,其遗传信息就储存在DNA中,而且每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列(或碱基序列)各有特点。
(2)DNA是细胞内携带遗传信息的物质,DNA具有特异性,每个个体的DNA的碱基序列各不相同,由于脱氧核苷酸的数量不限且排列顺序多样,所以DNA的遗传信息容量非常大。
(3)核酸包括DNA和RNA,其基本组成单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸,分别主要分布于细胞核和细胞质。
变式2(25-26高二下·全国·课前预习)核酸的生物功能
(1)基因
有一定碱基排列顺序的___________含有特定的遗传信息,称为基因。
(2)生物功能
①DNA分子的复制
亲代DNA分子的两条链解开后作为___________,在酶的作用下,利用游离的___________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,使核酸携带的___________通过___________被精确地传递给下一代,并通过控制蛋白质的合成来影响生物体特定性状的发生和发育。
②RNA的生物功能
RNA主要负责___________、___________和表达DNA所携带的遗传信息。
(3)中国在核酸的研究中的贡献
①1981年,人工合成了具有生物活性的核酸分子——___________。
②1999年,参与了人类基因组计划。
③2002年,完成了水稻___________的绘制。
【答案】(1)DNA片段
(2) 母链 核苷酸 遗传信息 DNA复制 传递 翻译
(3) 酵母丙氨酸转移核糖核酸 基因组图谱
【详解】(1)根据基因的定义:有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息,称为基因。
(2)①亲代DNA分子的两条链解开后作为母链,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,使核酸携带的遗传信息通过DNA复制被精确地传递给下一代。
②RNA主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。
(3)①1981年,人工合成了具有生物活性的核酸分子——酵母丙氨酸转移核糖核酸。
③2002年,完成了水稻基因组图谱的绘制。
点拨 1 核糖核酸(RNA)与脱氧核糖核酸(DNA)比较
物质
核糖核酸(RNA)
脱氧核糖核酸(DNA)
元素组成
C、H、O、N、P
基本组成单位
核糖核苷酸(4种)
脱氧核糖核苷酸(4种)
化学
组成
戊糖
核糖
脱氧核糖
碱基
U(尿嘧啶)
T(胸腺嘧啶)
A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)
磷酸
相同
一般结构
由一条核糖核苷酸链构成
由两条脱氧核糖核苷酸链构成
分布
主要在细胞质中
主要在细胞核中
点拨 2 碱基互补配对原则
1. 在DNA分子中,A与T配对,G与C配对;在某些双链RNA分子中,A与U配对,G与C配对
2. 定量关系
①DNA分子中:A=T,G=C即A+G=T+C。也就是DNA分子中嘌呤总数=嘧啶总数
②DNA分子中:两个互补配对的碱基之和的比值与该DNA分子中每一单键中之一比值相等
A1+A2+T1+T2G1+G2+C1+C2=A1+T1G1+C1=A2+T2G2+C2
③不同生物的DNA分子中,A+TG+C不同
◆能力强化练
1.化学物质与生命过程密切相关,下列说法错误的是
A.维生素C可以还原活性氧自由基
B.淀粉可用为原料人工合成
C.纤维素在人体内可水解为葡萄糖,故可做人类的营养物质
D.核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子
【答案】C
【详解】A.维生素C具有强还原性,可与具有氧化性的活性氧自由基发生氧化还原反应将其还原,A正确;
B.目前已成功实现以为原料人工合成淀粉,B正确;
C.人体内没有催化纤维素水解的酶,纤维素不能在人体内水解为葡萄糖,无法作为人类的营养物质,C错误;
D.核酸的基本组成单元为核苷酸,核苷酸由磷酸、戊糖和碱基结合形成,多个核苷酸聚合得到核酸这种生物大分子,D正确;
故选C。
2.我国科学家于1981年合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。下列物质属于高分子化合物的是
A.核酸 B.核苷酸 C.核糖 D.丙氨酸
【答案】A
【详解】高分子化合物通常指分子量极大的物质,如蛋白质、核酸、多糖等。核酸(如DNA、RNA)由核苷酸聚合而成,分子量极大,属于高分子。核苷酸、核糖、丙氨酸均为小分子单体,分子量较小,不符合高分子定义。
故选A。
3.下列关于核酸的表述不正确的是
A.脱氧核糖核酸和核糖核酸结构中的碱基相同,戊糖不同
B.碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合而成核苷酸
C.核苷酸在一定条件下可以与碱反应
D.脱氧核糖核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对
【答案】A
【详解】A.脱氧核糖核酸(DNA)的碱基是A、T、C、G;核糖核酸(RNA)的碱基是A、U、C、G,二者碱基不完全相同,且戊糖分别是脱氧核糖和核糖,说法错误,A符合题意;
B.核苷酸的形成过程为:碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷再与磷酸缩合形成核苷酸,说法正确,B不符合题意;
C.核苷酸中的磷酸基团、碱基(含氨基等官能团)均可与碱发生反应,说法正确,C不符合题意;
D.脱氧核糖核酸(DNA)分子中,两条链的碱基通过氢键实现 A-T、C-G的互补配对,说法正确,D不符合题意;
故选A。
4.生物大分子具有比有机小分子更为丰富的性质,能完成多种复杂的生物功能。下列有关说法正确的是
A.DNA和RNA具有酸性,蛋白质呈碱性
B.所有蛋白质遇浓硝酸都会发生显色反应
C.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
D.淀粉和纤维素都是营养物质,均能在人体内发生水解、氧化反应
【答案】C
【详解】A.DNA和RNA因含磷酸基团显酸性,但蛋白质的酸碱性取决于氨基酸组成,并非均呈碱性,A错误;
B.只有含苯环结构的蛋白质(如酪氨酸)遇浓硝酸会显黄色,并非所有蛋白质,B错误;
C.核酸由磷酸、戊糖和碱基通过磷酸二酯键等连接形成生物大分子,C正确;
D.淀粉可在人体内水解,但纤维素因缺乏相关酶无法被人体水解,D错误;
故选C。
5.下列有关核酸描述错误的是
A.核苷酸由磷酸、戊糖、碱基三部分构成 B.戊糖有脱氧核糖和核糖
C.脱氧核糖核酸的碱基有AGCT四种 D.碱基是UCG的核酸有6种
【答案】D
【详解】A.核苷酸是一类由嘌呤碱或嘧啶碱、核糖或脱氧核糖以及磷酸三种物质组成的化合物,又称核甙酸,A正确;
B.含五个碳原子的单糖称为戊糖 ,又称五碳糖 ,戊糖在生物界分布很广,在生命活动中具有重要作用,主要有D-木糖、L-阿拉伯糖、D-核糖及其衍生物D-2-脱氧核糖,B正确;
C.脱氧核糖核酸的碱基有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)四种,C正确;
D.含有U(尿嘧啶)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)三种碱基的核酸是RNA(核糖核酸),RNA有不同类型,但不能简单地说成有6种,D错误;
故选D。
6.新冠病毒(如图)由蛋白质和核酸组成,核酸由核苷酸组成。核苷酸的单体由五碳糖()、磷酸基和含氮碱基构成。下列说法正确的是
A.蛋白质、糖类、核酸均是能水解的高分子化合物
B.NaClO溶液用作消毒剂,是因为NaClO能使病毒蛋白变性
C.戴口罩可有效阻断新冠病毒的传播,熔喷布(主要原料是聚丙烯)能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.五碳糖与葡萄糖互为同系物
【答案】B
【详解】A.蛋白质是由氨基酸脱水缩聚而成的,核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子,二者也能水解,但糖类中单糖不能发生水解反应,单糖和低聚糖也不是高分子化合物,A错误;
B.NaClO溶液用作消毒剂,是因为NaClO有强氧化性,能使病毒蛋白质变性,B正确;
C.聚丙烯为,结构中不含有碳碳双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C错误;
D.五碳糖与葡萄糖组成相差1个CH2O,不符合同系物的定义,D错误;
故选B。
7.某病毒由蛋白质和核酸组成。下图为病毒及组成蛋白质和核酸的片段结构。有关于蛋白质和核酸叙述错误的是
A.蛋白质和核酸均为天然生物大分子,均为混合物
B.使用浓硝酸并加热可以区分蛋白质和核酸溶液
C.蛋白质水解最终产物为氨基酸,核酸水解最终产物为核苷和磷酸
D.蛋白质的多肽链和核酸的多聚核苷酸链之间均存在氢键
【答案】C
【详解】A.蛋白质是由多种氨基酸通过肽键等相互连接形成的生物大分子,核酸是由核苷酸单体形成的聚合物,两者均属于生物大分子,且为混合物,A正确;
B.蛋白质和核酸溶液中加入浓硝酸并加热,蛋白质溶液会生成黄色沉淀,核酸无现象,因此可以使用浓硝酸并加热可以区分蛋白质和核酸,B正确;
C.蛋白质中含有肽键,水解生成氨基酸;核酸水解生成核苷酸,核苷酸进一步水解得到核苷和磷酸,核苷可以继续水解生成戊糖和碱基,因此核酸水解最终产物为戊糖、碱基和磷酸,C错误;
D.蛋白质的多肽链结构中,肽键上的氧原子与氢原子之间存在氢键;核酸的多聚核苷酸链中存在碱基,碱基之间存在氢键,D正确;
答案选C。
8.下图中图甲所示的分子结构式为某种核苷酸,已知分子结构式左上角的基团为碱基(腺嘌呤);图乙是某核苷酸链示意图,据图回答问题:
(1)图甲中核苷酸是构成哪一种核酸的原料___________。
(2)请在图甲中圈出去掉哪一个氧原子便可成为人体遗传物质的基本原料。
(3)DNA初步水解的产物是___________,彻底水解的产物是___________。
(4)图乙中特有的碱基名称是___________。
(5)通常由___________条图乙所示的核苷酸链构成一个___________分子。
【答案】(1)RNA(核糖核酸)
(2)去掉与2号碳相连的氧原子
(3) 脱氧核苷酸 脱氧核糖、磷酸、碱基
(4)胸腺嘧啶(T)
(5) 2 DNA
【详解】(1)核苷酸的五碳糖若为核糖(结构中2号碳连接羟基),则为核糖核苷酸,是RNA的基本原料;若为脱氧核糖(2号碳连接氢),则为脱氧核苷酸,是DNA的基本原料,图甲中五碳糖的2号碳连有羟基,因此是RNA的原料。
(2)人体遗传物质是DNA,其基本原料为脱氧核苷酸,因此去掉五碳糖2号碳原子上连接的羟基中的氧原子即可获得。
(3)断裂核苷酸之间的磷酸二酯键,DNA 初步水解产物为4种脱氧核苷酸;DNA彻底水解产物为脱氧核糖、磷酸、4 种含氮碱基。
(4)4 种含氮碱基分别为腺嘌呤A、胸腺嘧啶T、胞嘧啶C、鸟嘌呤G,其中胸腺嘧啶T是DNA特有的碱基。
(5)DNA分子的空间结构为双螺旋结构,通常由2条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成,因此2条该链构成一个DNA分子。
9.如图是核酸片段,据图回答下列有关问题:
(1)若图中为脱氧核苷酸链,则从碱基组成上看,还应有的碱基是______?图中①和②各代表______?
(2)若图中为核糖核苷酸链,则从碱基组成上看,还应有的碱基是______?图中②代表______?
(3)核酸分子的多样性由______决定?蛋白质分子的多样性由______决定?
【答案】(1) T 磷酸 脱氧核糖
(2) U 核糖
(3) 核苷酸的种类、数目和排列顺序 氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构
【详解】(1)若图中为脱氧核苷酸链,则从碱基组成上看,还应有的碱基是T(胸腺嘧啶);图中①和②各代表磷酸和脱氧核糖;
(2)若图中为核糖核苷酸链,则从碱基组成上看,还应有的碱基是U,图中②代表核糖;
(3)核酸分子的多样性由核苷酸的种类、数目和排列顺序决定;
蛋白质分子的多样性由氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构决定。
◆综合拔高练
10.胸腺嘧啶是DNA中的碱基之一,是合成多种药物的关键中间体。胸腺嘧啶可用化合物M与N反应合成,转化关系如下。
已知N的质谱图中分子离子峰的质荷比数值为60,下列说法正确的是
A.胸腺嘧啶可与脱氧核糖缩合形成脱氧核糖核苷酸
B.M的核磁共振氢谱有3组峰
C.N的结构简式为
D.生成物中胸腺嘧啶和水的化学计量比为1:1
【答案】C
【分析】
N的质谱图中分子离子峰的质荷比数值为60,N的相对分子质量为60,根据反应物和生成物知,该反应为取代反应,M中C=O键、羧基和N中氨基发生取代反应生成,则N为H2NCONH2。
【详解】A.胸腺嘧啶可与脱氧核糖缩合形成脱氧核糖核苷,脱氧核糖核和磷酸反应生成脱氧核糖核苷酸,A错误;
B.M中含有4种氢原子,所以M的核磁共振氢谱有4组峰,B错误;
C.通过以上分析知,N为CO(NH2)2,C正确;
D.该反应方程式为,所以胸腺嘧啶和水的化学计量比为1:2,D错误;
故答案为:C。
11.研究发现,组氨酰肽有机催化循环实现了有机分子的磷酸化,能促进生命关键分子的合成(如图)。下列有关说法错误的是
A.磷酸基团的空间结构为平面三角形,这决定丙只能从一个特定方向进行取代反应
B.有机生命构建模块与磷酸基团反应实现了有机分子磷酸化,改变了生物分子的活性
C.咪唑环上的一个原子可以提供孤电子对与金属离子形成配位键,轨道以“头碰头”形式重叠
D.乙和丙中肽键上的氧原子与氢原子之间存在氢键,形成了蛋白质的二级结构
【答案】A
【详解】A.磷酸基团中P原子价电子对数为4,空间结构四面体形,故A错误;
B.有机生命构建模块与磷酸基团反应生成磷酸酯,实现了有机分子磷酸化,改变了生物分子的活性,故B正确;
C.咪唑环上的单键原子可以提供孤电子对与金属离子形成配位键,轨道以“头碰头”形式重叠,故C正确;
D.N-H键极性强,乙和丙中肽键上的氧原子与氢原子之间能形成氢键,故D正确;
选A。
12.生物大分子含有多种官能团,结构复杂,功能多样。下列关于生物大分子的说法正确的是
A.淀粉和纤维素的分子式都表示为,二者互为同分异构体
B.蛋白质是生命活动的物质基础,其盐析和变性均是不可逆过程
C.核酸是一种生物大分子,它水解可以生成磷酸、戊糖和碱基
D.DNA分子由两条多聚核苷酸链组成,两条链之间通过共价键连接
【答案】C
【详解】A.淀粉和纤维素的n值未必相同,即聚合度不相同,不满足同分异构体定义,A错误;
B.盐析可逆,变性不可逆,B错误;
C.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,所以核酸水解产物符合实际,C正确;
D. DNA分子由两条多聚核苷酸链组成,但两条链之间通过氢键(而非共价键)连接,形成碱基对,D错误;
故选C。
13.组成核酸的基本单元是核苷酸,下图是核酸的某一结构片段,下列说法错误的是
A.核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对
B.核苷酸在一定条件下,既可以与酸反应,又可以与碱反应
C.脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)结构中的碱基相同,戊糖不同
D.碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,核苷酸缩合聚合得到核酸
【答案】C
【详解】A.核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对,DNA中腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对,RNA中尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T),结合成碱基对,遵循碱基互补配对原则,故A正确;
B.核苷酸中的磷酸基团能与碱反应,碱基与酸反应,因此核苷酸在一定条件下,既可以与酸反应,又可以与碱反应,故B正确;
C.脱氧核糖核酸(DNA)的戊糖为脱氧核糖,碱基为:腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶,核糖核酸(RNA)的戊糖为核糖,碱基为:腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶,两者的碱基不完全相同,戊糖不同,故C错误;
D.碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成了组成核酸的基本单元-核苷酸,核苷酸缩合聚合可以得到核酸,如图:,故D正确;
故选C。
14.核酸检测对病毒防控意义重大。图1是脱氧核糖核酸的结构片段,它的碱基中胞嘧啶的结构如图2所示。下列说法正确的是
A.脱氧核糖核酸中含有的化学键都是不同原子形成的极性共价键
B.脱氧核糖核酸可以水解生成磷酸、脱氧核糖和碱基
C.胞嘧啶的分子式为,含有的官能团只有氨基和酰胺基
D.脱氧核糖与葡萄糖互为同系物,都能与新制的氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀
【答案】B
【详解】A.脱氧核糖核酸中含有键,既有极性键,又有非极性键,A错误;
B.脱氧核糖核酸由磷酸、脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成,故可以水解生成磷酸、脱氧核糖和碱基,B正确;
C.胞嘧啶的分子式为,含有的官能团除氨基、酰胺基外,还有碳碳双键,C错误;
D.2-脱氧核糖中无醛基,与葡萄糖不互为同系物,也不能与新制的氢氧化铜悬浊液反应,D错误;
故选B。
15.核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的分子,核酸的水解产物如图所示,下列说法错误的是
A.核苷酸缩合聚合可以得到核酸
B.通过红外光谱仪能检测核酸结构中含有的官能团
C.DNA分子由两条多聚核苷酸链组成,两条链上的碱基通过氢键作用结合成碱基对
D.核糖和脱氧核糖均属于寡糖
【答案】D
【详解】A.核苷与磷酸缩合形成了组成核酸的基本单元——核苷酸,核苷酸缩合聚合可以得到核酸,A正确;
B.红外光谱可以测定化合物中存在的基团,故通过红外光谱仪可检测核酸结构中含有的官能团,B正确;
C.分子由两条多聚核苷酸链组成,两条链上的碱基通过氢键作用,腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对,结合成碱基对,C正确;
D.糖水解后能产生单糖的称为寡糖或低聚糖,核糖和脱氧核糖均属于单糖,不属于寡糖,D错误;
故选D。
16.(多选)下列说法错误的是
A.医用口罩主要原料是聚丙烯,与聚乙烯互为同系物
B.植物油氢化后所得的硬化油不易被空气氧化变质,可作为制造肥皂的原料
C.苯酚与甲醛反应生成线型酚醛树脂,同时生成
D.核苷()与磷酸通过磷酯键结合形成核苷酸
【答案】AC
【详解】A.结构相似、在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物间互为同系物,而聚丙烯与聚乙烯都是混合物,不是化合物,故不是同系物,故A错误;
B.硬化油中不含碳碳不饱和键,所以性质较为稳定,不易被空气氧化变质,而饱和的高级脂肪酸甘油酯在碱性的条件下水解,用于制取肥皂,故B正确;
C.酸催化下,nmol苯酚与nmol甲醛反应生成线型酚醛树脂,化学方程式为n +nHCHO+(n-1)H2O,所以n mol的苯酚与n mol甲醛反应生成(n-1)mol的水,故C错误;
D.由核苷酸结构可知,核苷与磷酸通过磷酯键结合形成核苷酸,故D正确;
故选AC。
17.核酸
(1)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。
①戊糖:分为___________和___________,对应的核酸分别是___________和___________。
②碱基:具有碱性的杂环有机化合物,中的碱基和中的碱基不同,共同的类别有3种。如图所示:
③水解及产物的缩合过程
(2)结构
①分子:由两条多聚核苷酸链组成,两条链___________盘绕,形成双螺旋结构;每条链中的___________和___________交替连接,排列在外侧,碱基排列在内侧;两条链上的碱基通过___________作用,腺嘌呤(A)与___________配对,鸟嘌呤(G)与___________配对,结合成碱基对,遵循碱基互补配对原则。
②分子:以核苷酸为基本构成单位,其中的戊糖和碱基与中的不同,___________替代了脱氧核糖,__________替代了胸腺嘧啶(T)。分子一般呈单链状结构,比分子小得多。
生物功能
分子
有一定碱基排列顺序的片段含有特定的遗传信息,被称为基因。分子上有许多基因,决定生物体的一系列性状
分子
参与遗传信息的传递过程
【答案】(1) 核糖 脱氧核糖 核糖核酸 脱氧核糖核酸
(2) 平行 脱氧核糖 磷酸 氢键 胸腺嘧啶 胞嘧啶 核糖 尿嘧啶
【详解】(1)①核酸由磷酸、戊糖和含氮碱基缩合而成,戊糖有两种:核糖、脱氧核糖,对应的核酸分别是 RNA、 DNA。
(2)①分子:两条链平行盘绕成双螺旋结构;每条链中脱氧核糖和磷酸交替连接在外侧;碱基通过氢键配对:腺嘌呤(A)与 胸腺嘧啶(T) 配对,鸟嘌呤(G)与 胞嘧啶(C) 配对。
②分子:以核苷酸为基本构成单位,其中的戊糖和碱基与中的不同,核糖替代了脱氧核糖;尿嘧啶(U) 替代胸腺嘧啶(T);RNA 一般呈单链结构,分子比 DNA 小得多。
18.磷酸()是生命活动的重要物质。
Ⅰ.磷酸与核苷反应生成核苷酸,以下为某核苷和对应的某种核苷酸的结构示意图。
(1)模仿磷酸的结构简式,写出碳酸的结构简式___________。
(2)核苷酸具有酸性,最易解离出的化学键是___________(填“a”“b”或“c”)处。
(3)DNA分子由两条多聚核苷酸链组成,两条链上的碱基通过氢键结合成碱基对,如下图。某DNA分子片段如下图,请补充框中缺少的氢原子并画出对应的氢键___________。(氢键用“”表示)
Ⅱ.磷脂是指含有磷酸的酯类,是组成细胞和细胞器膜的主要成分,一种结构如图1所示。磷脂分子在水溶液中自组装构成磷脂双分子层超分子(如图2)。
(4)下列关于磷脂分子的说法正确的是___________(填序号,可多选)。
a.磷脂分子是高分子 b.磷脂分子为极性分子 c.磷脂分子含有手性碳原子
(5)解释磷脂分子在水溶液中以头向外而尾向内的方式排列自组装成双分子层的原因:___________。
【答案】(1)
(2)a
(3)
(4)bc
(5)膜的两侧都是水溶液,水是极性分子,而构成膜的分子的头基是极性基团与水相似相溶,而尾基是非极性基团与水溶解性差,从而形成极性在外,非极性在内的双层结构
【详解】(1)碳酸的分子式是 H2CO3,中心原子是 C,它与一个氧原子形成 C=O 双键,同时与两个羟基 -OH 相连,所以模仿磷酸的结构简式,写出碳酸的结构简式为;
(2)核苷酸的酸性主要来自磷酸基团(-H2PO4),其磷酸基团中的羟基(-OH)解离出H+,选a;
(3)根据N原子能形成3个键补H,N-H键中的H能与O、N原子形成氢键,答案为;
(4)a.磷脂分子的相对分子质量较小,磷脂不是高分子,a错误;
b.磷脂分子中含有极性部分-头基,所以磷脂分子为极性分子,b正确;
c.含有手性碳原子(*标出),c正确;
故答案选bc;
(5)磷脂分子中含有极性部分-头基和非极性-尾基构成,膜的两侧都是水溶液,水是极性分子,而构成膜的分子的头基是极性基团与水相似相溶,而尾基是非极性基团与水溶解性差,从而形成极性在外,非极性在内的双层结构。
◆高考真题练
19.判断。
(1)(2024·北京卷)核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子。
(2)(2022·湖北卷)核酸可视为核苷酸的聚合产物。
【答案】(1)√ (2)√
【解析】(1)核酸是一种生物大分子,分析核酸水解的产物可知,核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合物,核苷酸进一步水解得到磷酸和核苷,核苷进一步水解得到戊糖和碱基,故核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子,正确;
(2)核苷酸通过聚合反应制备核酸,正确;
20.(2024·湖南卷)组成核酸的基本单元是核苷酸,下图是核酸的某一结构片段,下列说法错误的是
A.脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)结构中的碱基相同,戊糖不同
B.碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,核苷酸缩合聚合得到核酸
C.核苷酸在一定条件下,既可以与酸反应,又可以与碱反应
D.核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对
【答案】A
【详解】A.脱氧核糖核酸(DNA)的戊糖为脱氧核糖,碱基为:腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶,核糖核酸(RNA)的戊糖为核糖,碱基为:腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶,两者的碱基不完全相同,戊糖不同,故A错误;
B.碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成了组成核酸的基本单元——核苷酸,核苷酸缩合聚合可以得到核酸,如图:,故B正确;
C.核苷酸中的磷酸基团能与碱反应,碱基与酸反应,因此核苷酸在一定条件下,既可以与酸反应,又可以与碱反应,故C正确;
D.核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对,DNA中腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对,RNA中尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T),结合成碱基对,遵循碱基互补配对原则,故D正确;
故选A。
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