【暑假初升高】人教版生物初三（升高一）暑假预习-（必修1）第05讲 核酸是遗传信息的携带者 讲学案

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第05讲 核酸是遗传信息的携带者       【学习目标】1.概述核酸是由核苷酸聚合形成的，是储存和传递遗传信息的生物大分子。2.通过分析DNA和RNA的化学组成，说明DNA和RNA的区别。3.说出生物大分子的种类，概述生物大分子以碳链为骨架的结构特点，理解单体和多聚体的含义。         【基础知识】一、核酸的种类和分布组成元素C、H、O、N、P种类及分布核糖核酸（RNA）主要存在于细胞质细胞核中也含有少量脱氧核糖核酸（DNA）主要存在于细胞核线粒体、叶绿体也含有少量主要功能核酸是细胞内携带遗传信息的物质，对生物体的遗传、变异、蛋白质的生物合成具有极其重要的作用。二、核酸是由核苷酸连接而成的长链1.核酸的结构层次（1）RNA的结构层次：C、H、O、N、P→磷酸、核糖、碱基→核糖核苷酸（）→核糖核酸（RNA）。（2）DNA的结构层次：C、H、O、N、P→磷酸、脱氧核糖、碱基→核糖核苷酸（）→脱氧核糖核酸（DNA）。2.核酸的基本组成单位是核苷酸（1）一分子核苷酸由一分子磷酸（○）、一分子五碳糖（     ）、一分子含碳碱基构成（     ），连接方式为“磷酸—五碳糖—碱基”，用图形表示为：。（2）核苷酸的种类由五碳糖的种类和碱基的种类决定。核苷酸五碳糖碱基核糖核苷酸核糖腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）脱氧核糖核苷酸脱氧核糖腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）（3）核糖核酸（RNA）是由4种核糖核苷酸形成的长链，脱氧核糖核酸（DNA）是由4种脱氧核糖核苷酸形成的长链。三、DNA和RNA比较1.DNA和RNA组成的比较比较项目DNARNA组成单位初步水解产物4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸彻底水解产物磷酸、脱氧核糖、ATGC磷酸、核糖、AUGC主要存在部位细胞核（少量在线粒体、叶绿体）细胞质 无机酸磷酸 五碳糖脱氧核糖核糖含氮碱基共有A G C特有TU结构一般为双链DNA螺旋结构一般单链功能携带遗传信息（绝大多数生物的遗传物质），指导蛋白质的合成，从而控制性状遗传物质（RNA病毒），催化作用，传递遗传信息（mRNA）,转运氨基酸（tRNA）,组成核糖体（rRNA）2.生物体内核酸的种类生物类别核酸种类核苷酸种类碱基种类遗传物质举例细胞生物2种（DNA和RNA）8种5种（ATUGC）DNA真核生物原核生物病毒DNA病毒1种（DNA）4种4种（ATGC）DNA　Ｔ２噬菌体RNA病毒1种（RNA）4种4种（AUGC）RNA烟草花叶病毒特别提醒：①哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核和众多的细胞器，也不含DNA和RNA。②DNA并不都是呈链状，如质粒DNA是环状，原核生物的拟核DNA也是裸露的环状DNA分子。③凡细胞中一定含有两种核酸，DNA和RNA，遗传物质一定是DNA。④绝大多数病毒中的遗传物质是DNA，只有少数病毒的遗传物质是RNA，但日常生活中，常常被人们提及的往往是RNA病毒，这是因为RNA病毒对人类健康危害较大。⑤没有特殊信息指明，DNA默认为双链，RNA默认是单链。四、DNA、RNA与蛋白质的合成项目核酸蛋白质DNARNA元素C、H、O、N、PC、H、O、N等组成单位脱氧核苷酸(4种)核糖核苷酸(4种)氨基酸(21种)形成场所主要在细胞核中复制产生主要在细胞核中转录生成核糖体分子结构一般为双螺旋结构一般为单链结构氨基酸→多肽→蛋白质联系DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系五、生物大分子以碳链为骨架1.在构成细胞的化合物中，多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子。2.组成多糖的基本单位是单糖，组成蛋白质的基本单位是氨基酸，组成核酸的基本单位是核苷酸，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为碳链基本骨架。生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。【特别提醒】常见生物大分子的初步水解产物、彻底水解的产物、代谢终产物物质初步水解产物彻底水解产物代谢终产物淀粉麦芽糖葡萄糖CO2、H2O蛋白质多肽氨基酸CO2、H2O和尿素核酸核苷酸磷酸＋五碳糖＋碱基CO2、H2O、尿素和磷酸盐     【考点剖析】考点一：核酸的结构与功能例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【答案】B【解析】甲是核苷酸，是乙和丙的基本单位，乙是DNA，丙是RNA。如果甲中的m是G，则甲可能是脱氧核苷酸，也可能是核糖核苷酸，是DNA或RNA的基本单位，B错误。解题技巧考点二：不同生物种类的核苷酸辨析例2．不同生物含有的核酸种类不同。下列各种生物中关于碱基、核苷酸和五碳糖种类的描述，正确的是（   ）选项ABCD生物或细胞T2噬菌体烟草叶肉细胞烟草花叶病毒豌豆根毛细胞碱基5种5种4种8种核苷酸5种8种8种8种五碳糖1种2种2种2种【答案】B【解析】T2噬菌体属于DNA病毒，只含有DNA一种核酸，所以含有4种碱基、4种(脱氧)核苷酸、1种五碳糖(脱氧核糖)，A错误；烟草叶肉细胞和豌豆根毛细胞均同时含有DNA和RNA两种核酸，所以含有8种核苷酸(四种脱氧核苷酸＋四种核糖核苷酸)、2种五碳糖(脱氧核糖和核糖)、5种碱基，B正确、D错误；烟草花叶病毒属于RNA病毒，只含有RNA一种核酸，所以含有4种碱基、4种(核糖)核苷酸、1种五碳糖(核糖)，C错误。考点三、蛋白质与核酸的联系例3．生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示。其中X、Y代表元素，a、b、c是组成A、B、C三种生物大分子的单体。这三种单体的结构可用d或e表示。据图分析，下列说法正确的是（   ）A.X为N、P元素，a、b是生物体内遗传信息的携带者B.绿藻细胞内单体结构d的种类有8种，蓝细菌细胞中d的种类有4种C.人体细胞中不能合成所有种类的e，而植物细胞一般可以合成所有种类的eD.A、B的多样性由d中的n充分体现，C的多样性由e中的R充分体现【答案】C【解析】根据图形分析可知，a表示脱氧核苷酸，b表示核糖核苷酸，核酸才是生物体内遗传信息的携带者，A错误；绿藻和蓝细菌细胞内都含DNA和RNA，核苷酸的种类都有8种，B错误；人体细胞有8种必需氨基酸不能合成，植物细胞一般可以合成所有氨基酸，C正确；A(DNA)和B(RNA)的多样性主要由d(核苷酸)的排列顺序充分体现，C蛋白质的多样性除了与e中的R有关，还与氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构有关，D错误。考点四、生物大分子例4．如图表示在某细胞内发生的一系列生物大分子的合成过程，其中甲、乙、丙、丁分别表示生物大分子，丁是细胞内的储能物质，b、c、d表示组成对应大分子的单体，下列叙述错误的是（   ）A.大分子甲和乙的元素组成一定相同，乙和丙的元素组成一般不同，丙和丁的元素组成一定不同B.乙、丙具有多样性是因为b、c种类多样C.在植物细胞内和在动物细胞内丁代表不同物质，但d代表同一物质D.乙、丙、丁分解成b、c、d的过程都会消耗水【答案】B【解析】由题图分析可知，大分子甲和乙的元素组成为C、H、O、N、P，丙的元素组成至少为C、H、O、N，丁表示多糖，组成元素为C、H、O，A正确；导致RNA多样性的原因是构成RNA的核糖核苷酸的数目和排列顺序不同，导致蛋白质多样性的原因是构成蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序不同以及肽链盘曲、折叠的空间结构不同，B错误；在植物细胞内和在动物细胞内丁代表不同物质，前者是淀粉，后者是糖原，但d代表同一物质葡萄糖，C正确。          【真题演练】1．（2021·全国·高考真题）已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是（       ）A．①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的B．③④⑤都是生物大分子，都以碳链为骨架C．①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体D．④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质2．（2020·北京·高考真题）蛋白质和DNA是两类重要的生物大分子，下列对两者共性的概括，不正确的是（       ）A．组成元素含有C、H、O、NB．由相应的基本结构单位构成C．具有相同的空间结构D．体内合成时需要模板、能量和酶3．（2014·全国·高考真题）关于核酸的叙述，错误的是A．细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与B．植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制C．双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的D．用甲基绿和吡罗红染色可观察DNA和RNA在细胞中的分布4．（2021·北京·高三学业考试）水稻和玉米从外界吸收硝酸盐和磷酸盐，可以用于细胞内合成（       ）A．蔗糖 B．核酸 C．甘油 D．脂肪酸5．（2022·福建·高二学业考试）厦门中学生助手饮用“核酸保健品”达不到修复基因的功效，原因之一是核酸由许多单体连接而成，进入消化道后会被水解。组成核酸的单体是（       ）A．磷酸 B．核苷酸 C．含氮碱基 D．五碳糖6．（2021·福建·高二学业考试）研究发现，新冠病毒是一种RNA病毒。下列对该病毒遗传物质的表述，正确的是（       ）A．彻底水解的产物有磷酸 B．所含的碱基有胸腺嘧啶C．所含的五碳糖是脱氧核糖 D．基本组成单位是氨基酸7．（2022·湖南·高一学业考试）生物体生命活动的主要承担者、遗传信息的携带者、结构和功能的基本单位、生命活动的主要能源物质依次是（       ）A．核酸、蛋白质、糖类、细胞 B．核酸、蛋白质、细胞、糖类C．蛋白质、核酸、细胞、脂肪 D．蛋白质、核酸、细胞、糖类8．（2021·北京·高三学业考试）DNA完全水解后，得到的化学物质是（  ）A．氨基酸、葡萄糖、含氮碱基 B．氨基酸、核苷酸、葡萄糖C．脱氧核糖、含氮碱基、磷酸 D．核糖、含氮碱基、磷酸9．（2021·江苏·苏州市第五中学校高二学业考试）噬菌体侵染细菌的实验是证明DNA是遗传物质的著名实验之一。该实验中，赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，在下图中标记元素所在部位分别是（　　）A．①、④ B．②、④ C．①、⑤ D．③、⑤10．（2020·江苏·高考真题）下列关于细胞中生物大分子的叙述，错误的是（  ）A．碳链是各种生物大分子的结构基础B．糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子C．细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子D．细胞中生物大分子的合成需要酶来催化11．（2020·天津·高考真题）组成下列多聚体的单体的种类最多的是（       ）A．血红蛋白   B．DNA    C．淀粉   D．纤维素12．（2018·江苏·启东中学高二学业考试）科学家说“碳是生命的核心元素”，对此最有说服力的解释是（       ）A．碳在细胞的各种化合物中含量最多B．碳在自然界中含量最为丰富C．碳链构成了有机物的基本骨架D．细胞的各种化合物中都含有碳13．（2019·全国·高考真题）氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题。（1）植物细胞内，在核糖体上合成的含氮有机物是___________，在细胞核中合成的含氮有机物是___________，叶绿体中含氮的光合色素是______。（2）农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮（NH4﹢）和硝态氮（NO3﹣）。已知作物甲对同一种营养液（以硝酸铵为唯一氮源）中NH4﹢和NO3﹣的吸收具有偏好性（NH4﹢和NO3﹣同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种）。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验思路、预期结果和结论________。        【过关检测】1．真核细胞的DNA主要分布在（    ）A．细胞核 B．细胞质基质C．线粒体 D．叶绿体2．下列元素中，不属于组成核酸的化学元素是（    ）A．C B．N C．P D．S3．如图是某动物细胞，其含有的核酸、核苷酸及碱基种类依次是（    ）A．1、4、4 B．1、4、5 C．2、4、5 D．2、8、54．如图所示核苷酸的名称是（　　）A．尿嘧啶脱氧核苷酸B．胞嘧啶核糖核苷酸C．尿嘧啶核糖核苷酸D．胸腺嘧啶脱氧核苷酸5．将RNA分子彻底水解后得到的化学物质是（    ）A．脱氧核糖、磷酸、碱基 B．核糖、磷酸、碱基C．核苷酸、脱氧核糖、碱基 D．核苷酸、磷酸、碱基6．遗传信息的携带者是（    ）A．核酸 B．蛋白质 C．核苷酸 D．氨基酸7.刑侦人员在案发现场查找证据时，耐心收集血液、头发等样品，是为了提取样品中的（    ）A．DNA B．DNA或RNAC．RNA D．DNA和RNA8.下列物质中，不属于生物大分子的是（   ）A.淀粉和糖原       B.DNA和RNA      C.血红蛋白和唾液淀粉酶     D.脂肪和磷脂9.下列关于核酸的说法,正确的是(　　)A.核酸分为DNA、RNA两类,有的细胞中有DNA,有的细胞中有RNAB.RNA的单体是脱氧核糖核苷酸,DNA的单体是核糖核苷酸C.细胞核中的遗传物质是DNA,细胞质中的遗传物质也是DNAD.核酸是生物遗传信息的携带者,核酸中的碱基代表遗传信息10.T2噬菌体(一种病毒)、烟草叶肉细胞中含有的碱基、核苷酸、五碳糖种类的数目对应关系,正确的是(　　)A.4、4、1和4、4、1    B.5、8、2和4、4、1C.4、4、1和5、8、2    D.5、8、2和5、8、211.据报道，英国科学家从人皮肤细胞中提取出细胞核，植入剔除了细胞核的牛卵细胞中，从而培育出人兽混合胚胎。从遗传学角度来看，这种混合胚胎中有99.9%的遗传物质来自人，只有0.1%来自牛。你认为这0.1%的遗传物质最可能存在于牛卵细胞的（　　）A．细胞核 B．线粒体 C．叶绿体 D．核糖体12.关于下图所示过程的叙述中，错误的是（    ）A．甲是磷酸，在不同的核苷酸中种类相同B．乙是五碳糖，在DNA中是脱氧核糖，在RNA中是核糖C．丙是含氮碱基，在人体细胞遗传物质中有4种D．丁是核苷酸，新冠病毒中有8种13.如图，A为某种核苷酸，B为某核苷酸长链，下列说法错误的是（    ）A．图A的名称是腺嘌呤核糖核苷酸 B．图B中含有4种核苷酸C．图B中五碳糖是核糖 D．图A不是图B的物质组成14.下列关于生物大分子的叙述，不正确的是（   ）A.蛋白质是以氨基酸为基本单位的生物大分子B.核酸是能控制生物大分子生物合成的大分子C.淀粉、糖原、乳糖都是由葡萄糖组成的生物大分子D.生物大分子以碳链为骨架，是构成细胞的基本框架15.如图为大肠杆菌DNA分子结构的一条脱氧核苷酸长链。请根据图回答下面的问题。（1）图中1、2、3结合在一起的结构叫　　　　　　,有　　　　种。 （2）图中3有　　　　种,特有的含氮碱基是　　　　(填名称),2是　　　　。 （3）此图若为新型冠状病毒的遗传物质,其特有的含氮碱基是　　　　　(填名称)。 16.多聚体是由许多相同或相似的基本单位组成的长链，下图表示细胞利用基本单位合成生物大分子的示意图，回答有关问题：（1）若某种多聚体的基本单位中含有U，则该基本单位的名称为___________，由其参与组成的生物大分子的名称是___________，该生物大分子的功能是___________（写出一条即可）。（2）若合成的多聚体是组成植物细胞壁的主要成分，则该生物大分子是___________。（3）若该生物大分子为一个由α、β、γ三条多肽链形成的蛋白质分子（图1表示），共含571个氨基酸，其中二硫键（-S-S-）是蛋白质中一种连接肽链的化学键，由两个巯基（-SH）脱氢形成的，那么：①据图1可知该蛋白质分子中至少含有___________氧原子。②假设该蛋白质分子中的α链的分子式为CxHyNzOwS，并且是由图2中四种氨基酸组成的，α链含天冬氨酸___________个。若氨基酸的平均相对分子质量为120，则该蛋白质的相对分子质量为___________。③γ肽链是一条含121个氨基酸的多肽链，其中含有天冬氨酸5个，分别位于26、71、72、99、121位（见下图），天冬氨酸的结构见图2。肽酶E1专门水解天冬氨酸羧基端的肽键，肽酶E2专门水解天冬氨酸氨基端的肽键。肽酶E1完全作用后产生的产物中，至少有___________个羧基。