内容正文:
第5讲 核酸是遗传信息的携带者
考点一 核酸的结构与功能
考点二 生物大分子以碳链为基本骨架
从教材走向高考
【课标要求】
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.说明生物大分子以碳链为基本骨架。
考点一 核酸的结构与功能
【精梳 攻教材】
【基础整合】
1.核酸的结构层次:
【名师点睛】
关于核苷酸的连接方式的2点提醒
(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。
2.DNA和RNA的组成成分比较:
(1)图示:
(2)说明:
3.核酸的功能与分布:
4.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,__________是极其多样的,所以DNA分子具有多样性。
(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__________。
排列顺序
遗传信息
【多维赋能】
不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质归纳
生物种类 核酸类型 遗传物质 碱基种类 核苷酸种类
细胞生物 DNA和RNA _____ 5种 8种
病
毒 DNA病毒 DNA DNA ___种 4种
RNA病毒 ______ RNA 4种 4种
DNA
RNA
4
【自测强化】
1.核酸包括DNA和RNA两类。(必修1 P34正文)( )
2.补充某些特定的核酸,可以增强机体修复受损基因的能力。(2023·福建卷,2B)( )
分析:无论是食物中的核酸还是补充特定的核酸,都不能直接被细胞利用,需要被分解成小分子才能进入细胞,因此补充某些特定的核酸,不能增强机体修复受损基因的能力。
3.DNA指纹技术运用了个体遗传信息的特异性。( )
√
×
√
4.蛋白质和DNA具有相同的空间结构,体内合成时都需要模板、能量和酶。( )
分析:蛋白质具有多种多样的空间结构,DNA具有双螺旋结构,两者的空间结构不同。
5.人体细胞中储存遗传信息的物质是RNA。( )
分析:人体细胞中储存遗传信息的物质是DNA。
×
×
【精练 提素养】
1.(2026·长沙模拟)海洋贝类具有重要的经济、生态和工艺价值,其种类和数量极为丰富,DNA条形码(细胞内一段特定的DNA序列)技术可对贝类进行准确和快速鉴定。下列有关叙述正确的是( )
A.海洋贝类的遗传物质主要是DNA
B.DNA条形码序列彻底水解后的产物是4种脱氧核苷酸
C.海洋贝类的DNA主要分布在细胞核中,少量分布在线粒体和叶绿体中
D.DNA条形码鉴定的依据是不同海洋贝类的DNA条形码的碱基排列顺序不同
√
【解析】选D。海洋贝类属于真核生物,其遗传物质是DNA,A错误;DNA彻底水解的产物包括脱氧核糖、磷酸及A、T、C、G四种碱基,B错误;海洋贝类为动物,其DNA分布于细胞核和线粒体中,叶绿体为植物细胞特有结构,贝类本身不含叶绿体,C错误;DNA条形码通过特定DNA序列的碱基排列顺序差异来区分物种,不同物种的DNA碱基序列不同是鉴定的依据,D正确。
2. 【不定项】肽核酸(PNA)是一种人工合成的以多肽骨架取代糖—磷酸主链的DNA类似物,结构如图所示(Base表示碱基)。PNA可通过碱基互补配对与核酸稳定结合,可用作核酸探针、抗癌剂等。下列叙述正确的是( )
A.PNA多样性与核酸多样性的决定因素相似,主要取决于碱基种类的多样性
B.组成PNA和组成蛋白质的单体,连接方式相似,均有肽键形成
C.作抗癌剂时,PNA与癌细胞的RNA结合能抑制细胞内的翻译过程
D.PNA能与核酸形成稳定结构可能是由于细胞内缺乏降解PNA的酶
√
√
√
【解析】选B、C、D。核酸的多样性主要是碱基对的排列顺序具有多样性,根据“PNA可通过碱基互补配对与核酸稳定结合”可知,PNA多样性与核酸多样性的决定因素相似,A错误;由题图可知,PNA单体以肽键相连,这与蛋白质单体的连接方式相似,B正确;作抗癌剂时,PNA与癌细胞的RNA结合能抑制其翻译过程,C正确;根据“肽核酸(PNA)是一种人工合成的以多肽骨架取代糖—磷酸主链的DNA类似物”和“PNA可通过碱基互补配对与核酸稳定结合”可知,PNA能与核酸形成稳定结构可能是
由于细胞内缺乏降解PNA的酶,D正确。
考点二 生物大分子以碳链为基本骨架
【精梳 攻教材】
【基础整合】
1.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)
单体(基本单位) 多聚体(生物大分子)
_____ 多糖
________ 蛋白质
核苷酸 ______
单糖
氨基酸
核酸
2.碳链骨架的意义:
以碳链为骨架的____________________等生物大分子,构成细胞生命大厦的基本框架。
多糖、蛋白质、核酸
【多维赋能】
有机物初步水解产物、彻底水解产物和代谢终产物
【自测强化】
1.磷脂和淀粉都是生物大分子。(2025·江苏卷,1D)( )
分析:淀粉是多糖,属于生物大分子;磷脂由甘油、脂肪酸和磷酸组成,属于小分子。
2.生物大分子都是以碳链为基本骨架的单体连接而成的多聚体。( )
3.原子间通过共用电子对而形成的化学键叫共价键。(必修1 P36学科交叉)( )
4.没有碳就没有生命。( )
5.糖类和脂质提供了生命活动的重要能源。( )
×
√
√
√
√
【精练 提素养】
【不定项】多聚体是由许多相同或相似的基本单位组成的生物大分子,如图表示细胞利用基本单位合成生物大分子的示意图,下列说法正确的是( )
A.若该生物大分子的基本单位中含有胸腺嘧啶,则该生物大分子是DNA
B.若该生物大分子具有催化作用,则该生物大分子不一定是蛋白质
C.若该生物大分子的基本单位中含有尿嘧啶,则该生物大分子是原核生物的遗传物质
D.若该生物大分子是糖原,则该生物大分子是动植物细胞内的储能物质
√
√
【解析】选A、B。胸腺嘧啶是DNA特有的碱基,若该生物大分子的基本单位(核苷酸)中含有胸腺嘧啶,则该生物大分子一定是DNA,A正确;若该生物大分子具有催化作用,则该生物大分子是酶,可以是蛋白质或RNA,B正确;若该生物大分子的基本单位中含有尿嘧啶,则该生物大分子是RNA,而原核生物的遗传物质是DNA,C错误;糖原是动物细胞中特有的多糖,若该生物大分子是糖原,则该生物大分子是动物细胞内的储能物质,D错误。
【加固训练】
1.(2026·通辽模拟)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。下列叙述正确的是( )
A.核酸包括DNA和RNA两大类,其中DNA是脱氧核糖核苷酸的简称
B.淀粉是由葡萄糖缩合形成的多聚体,水解产物只有葡萄糖
C.脂质中的脂肪是不含N元素的多聚体
D.生物大分子是由许多单体连接成的多聚体,单体都以碳链为基本骨架
√
【解析】选D。核酸分为DNA和RNA,但DNA的中文名称是脱氧核糖核酸,而非脱氧核糖核苷酸(DNA的单体),A错误;淀粉由葡萄糖脱水缩合形成,但水解产物可能因水解程度不同而包括麦芽糖(部分水解)或葡萄糖(彻底水解)。题干未明确水解程度,因此“只有葡萄糖”的表述不严谨,B错误;脂肪由甘油和脂肪酸组成,不含N元素,但脂肪并非由多个相同单体聚合而成的多聚体,因此不属于多聚体,C错误;生物大分子(如多糖、蛋白质、核酸)均由单体(如葡萄糖、氨基酸、核苷酸)连接而成,这些单体均以碳链为基本骨架,D正确。
2.(2023·全国乙卷 )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 — DNA ⑥
根据表中信息判断下列叙述错误的是( )
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,⑥可以是二苯胺试剂
√
【解析】选B。葡萄糖是多糖的单体,多糖包括淀粉、糖原和纤维素等,故①可以是淀粉或糖原,A正确;蛋白质是由单体②氨基酸通过脱水缩合形成③肽键连接形成的,DNA的单体是脱氧核苷酸,故⑤是脱氧核苷酸,B错误;②氨基酸的元素组成是C、H、O、N,⑤核苷酸的元素组成是C、H、O、N、P,C正确;检测蛋白质的④可以是双缩脲试剂,检测DNA的⑥可以是二苯胺试剂,D正确。
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 — DNA ⑥
从教材走向高考
【体验高考 真题溯源】
1.(2025·河北卷)→(必修1 P38选择题T8)下列对生物体有机物的相关叙述,错误的是( )
A.纤维素、淀粉酶和核酸的组成元素中都有C、H和O
B.糖原、蛋白质和脂肪都是由单体连接成的多聚体
C.多肽链和核酸单链可在链内形成氢键
D.多糖、蛋白质和固醇可参与组成细胞结构
【教考融通】
本题源于教材中多糖、蛋白质和核酸的基本组成,通过分析多糖、蛋白质和核酸的组成与结构等,考查生物体有机物的组成与结构。
√
【解析】选B。纤维素属于糖类,元素组成是C、H、O,淀粉酶是蛋白质,元素组成主要是C、H、O、N,核酸的元素组成是C、H、O、N、P,它们都有C、H、O,A正确;糖原是多糖,由葡萄糖单体连接成多聚体,蛋白质由氨基酸单体连接成多聚体,但脂肪不是多聚体,它是由甘油和脂肪酸组成的,B错误;多肽链中的某些区域可以形成氢键,如α螺旋结构,核酸单链如tRNA,可在链内形成氢键,形成特定的空间结构,C正确;多糖如纤维素是植物细胞壁的组成成分,蛋白质是细胞膜、细胞质等结构的重要组成成分,固醇中的胆固醇是动物细胞膜的组成成分,D正确。
2. (2024·海南卷)→(必修1 P36 概念检测T1)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
√
【教考融通】
教材考查了核酸的组成和分布,考题考查了DNA的组成和分布等,是对教材的继承和延伸。
【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。
【深研教材 预测高考】
3.(必修1 P34图2-14 )多个核苷酸通过脱水缩合连接成一条核苷酸链,而核苷酸链中含有一条由五碳糖和磷酸交替排列构成的主链(如图)。核酸能够提供犯罪嫌疑人信息,下列叙述正确的是( )
A.主链的元素组成有C、H、O、N和P
B.DNA彻底水解的产物是脱氧核苷酸
C.同一生物体的不同细胞中,DNA基本相同,RNA不完
全相同
D.真核生物以DNA为遗传物质,部分原核生物以RNA
为遗传物质
√
【解析】选C。主链由五碳糖和磷酸交替排列,脱氧核糖的组成元素是C、H、O,磷酸的组成元素是H、O、P,所以主链的组成元素有C、H、O、P,A错误;DNA初步水解的产物是脱氧核苷酸,彻底水解产物是脱氧核糖、磷酸和四种含氮碱基,B错误;同一生物体的不同细胞中,DNA
基本相同,由于基因的选择性表达,RNA不完全相同,C
正确;真核细胞和原核细胞均具有细胞结构,因此真核
生物和原核生物遗传物质均是DNA,D错误。
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