高中化学人教版 (2019)选择性必修3第四章 生物大分子第三节 核酸课后测评

一、核酸的分类与作用

核酸是一种生物大分子，相对分子质量可达上百万。

1. 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. 作用：核酸是生物体遗传信息的携带者，在生物体的生长、繁殖、遗传和变异等生命现象中起着重要的作用。

二、核酸的水解

三、核酸的组成

1. 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。

（a代表磷酸、b代表戊糖、c代表碱基）

2. 组成元素：C、H、O、N、P。

3. 基本单元：核苷酸（其中，核糖核苷酸→核糖核酸；脱氧核苷酸→脱氧核糖核酸）。

四、核酸的形成

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：

资料卡片——腺苷三磷酸（ATP）

思考与交流——结合下图，分析DNA分子的结构，回答下列问题。

(1)DNA分子是由___________条多聚核苷酸链组成的？具有怎样的空间结构___________？

(2)DNA的基本结构单元核苷酸由哪几类物质组成___________？分别对应于图2中DNA分子的哪一部分___________？

(3)DNA分子中含有哪几种碱基___________？它们是如何相互作用进行配对的___________？

【答案】(1)     2     双螺旋结构

(2)     磷酸、碱基、脱氧核糖     分别对应于图2中，脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在外侧，碱基互补配对，排列在内侧

(3)     腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)     腺嘌呤(A) 和胸腺嘧啶(T)配对 ，鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)配对

五、核酸的结构

1. DNA分子双螺旋结构的特点

①DNA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；

③两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，遵循碱基互补配对原则。

2. RNA的结构

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（U）替代了胸腺嘧啶（T）。RNA分子一般呈单链状结构，比DNA分子小得多。

六、核酸的生物功能

核酸是生物体遗传信息的载体。

1. DNA的生物功能

①决定生物性状

有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息，被称为基因。DNA分子上有许多基因，决定了生物体的一系列性状。

②传递遗传信息

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主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。

题型一：核酸的组成

【变1-2】下列概念图中所填内容正确的有

①脱氧核苷酸       ②8种       ③5种碱基       ④脱氧核糖       ⑤脱氧核苷酸链

A．2个 B．3个 C．4个 D．5个

【答案】B

【解析】

根据图中DNA可以确定①为脱氧核苷酸、②4种、③4种碱基、④为脱氧核糖、⑤为脱氧核苷酸链，①④⑤正确，正确的有3个；

故选B。

【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．若③是尿嘧啶，则此图是组成的原料 

B．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．和在核苷酸上的不同点只在②方面

【答案】A

【详解】

A．若③是尿嘧啶，则该核苷酸是核糖核苷酸，是组成的基本单元，A正确；
B．分子结构的多样性取决于4种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．和在核苷酸上的不同点除了在②方面，还有③方面，D错误；
故选A。

【变3-1】脱氧核糖核酸的结构片段如下图：(其中以…或者……表示氢键)

它在酶和稀盐酸中可以逐步发生水解，下列关于该高分子的说法不正确的是

A．完全水解产物中，含有磷酸、戊糖和碱基

B．完全水解产物的单个分子中，一定含有官能团—NH2和—OH

C．氢键对该高分子的性能有很大影响

D．其中碱基的一种结构简式为

【答案】B

【详解】

A．根据结构简式可知，完全水解产物中，含有磷酸、戊糖和碱基，A正确；

B．完全水解后，某些产物中，如不含羟基，B错误；

C．氢键可使物质的物理性质发生一定的变化，如分子间氢键增大熔沸点等，C正确；

D．根据结构简式可知，其中碱基的一种结构简式可为，D正确；

答案选B。

【例4】如图是关于生物大分子的概念图。

据图回答下列问题：

(1)a的名称为___________；DNA水解得到___________种碱基。

(2)c中小麦种子的储能物质是___________________；促进人体胃肠蠕动的物质是___________________。

(3)两个氨基酸发生脱水缩合反应时，产物是___________________和___________________，肽键的结构简式是_________________________。

【答案】(1)     核糖核酸     4

(2)     淀粉     纤维素

(3)     H2O     二肽    

【解析】

(1)根据戊糖、碱基的不同，核酸分为两大类，即脱氧核糖核酸(简称DNA)与核糖核酸(简称RNA)。a的名称为核糖核酸；DNA水解得到4种碱基。

(2)c为多糖，小麦种子的储能物质淀粉；促进人体胃肠蠕动的物质是纤维素。

(3)两个氨基酸发生脱水缩合反应时，产物是水和二肽，肽键的结构简式是。

题型二：核酸的结构

【例5】DNA分子复制前首先将双链解开，则DNA分子复制将双链解开的过程可视为

A．化学变化 B．物理变化

C．既有物理变化又有化学变化 D．是一种特殊的生物变化

【答案】B

【解析】

DNA分子复制前首先将双链解开，DNA分子复制将双链解开的过程中没有新物质产生，因此可视为物理变化，故合理选项是B。

【变6-2】存在于RNA而不存在于DNA中的含氮碱基是

A．鸟嘌呤 B．腺嘌呤 C．尿嘧啶 D．胸腺嘧啶

【答案】C

【解析】

中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶，而的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、尿嘧啶和胞嘧啶，故存在于而不存在于中的含氮碱基为尿嘧啶，故选：C。

【例7】核酸检测是诊断新冠肺炎的重要依据，下列关于核酸的结构和性质说法正确的是(　　)

A．核酸是一种无机酸 B．核酸的性质与蛋白质相似，不会变性

C．组成核酸的元素有C、H、O、N、P等 D．核酸是生物小分子化合物

【答案】C

【解析】

A．核酸是有多个核苷酸相互聚合而形成的的有机酸，A错误；

B．核酸性质与蛋白质类似，在重金属盐、加热等化学或物理因素的影响下可以发生变性，B错误；

C．根据核酸的组成，可知组成核酸的元素有C、H、O、N、P等，C正确；

D．核酸是由核苷酸相互聚合组成的大分子化合物，D错误；

故选C。

题型三：核酸的生物功能

【变8-1】有关核酸的叙述正确的是(　　)

A．核酸对生物体的生长繁殖、遗传变异等起着决定性作用，是生命活动的控制者，大量存在于细胞核中

B．核酸指挥控制着蛋白质的合成，细胞的分裂，主要存在于细胞质中

C．生物体遗传信息的载体DNA，大量存在于细胞核中，决定蛋白质的合成

D．生物体遗传信息的载体RNA，大量存在于细胞质中，控制蛋白质的合成

【答案】C

【分析】

核酸根据五碳糖不同分为DNA和RNA，核酸是遗传信息的携带者，对于生物的遗传变异及蛋白质的生物合成具有重要作用。

【详解】

A．RNA主要存在于细胞质中，DNA大量存在于细胞核中，A错误；

B．RNA主要存在于细胞质中，根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成，B错误；

C．DNA大量存在于细胞核中，是生物体遗传信息的载体，决定蛋白质的合成，C正确；

D．生物体遗传信息的载体是DNA，D错误。

答案选C。

【变8-3】下列有关核酸的说法中不正确的是(　　)

A．核酸是一类含磷的生物高分子化合物

B．根据组成，核酸分为DNA和RNA

C．DNA大量存在于细胞质中

D．1981年，我国用人工方法合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸

【答案】C

【详解】

A、核酸是由C、H、O、N、P等元素组成的有机高分子物质，故A正确；B、核酸按五碳糖的不同分为核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）两大类，故B正确；C、DNA大量存在于细胞核中，而不是细胞质中，故C错误；D、1981年底，我国科学家人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸，故D正确；故选C。

【点睛】

本题考了核酸的结构以及核酸在生命活动中的作用，结合相关知识进行解答；核酸是由C、H、O、N、P等元素组成的有机高分子物质；核酸按五碳糖的不同分为核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）两大类，细胞结构的生物遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA；DNA大量存在于细胞核中；人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸，标志着我国具有人工合成核酸的能力。

【题1】腺嘌呤核苷是生产核酸类药物的中间体，结构如图所示，下列说法正确的是

A．腺嘌呤核苷单体发生缩聚反应可以生成核酸

B．该化合物不能发生水解反应

C．核磁共振氢谱有9组峰

D．该化合物中含有4个手性碳原子

【答案】D

【解析】

A．腺嘌呤核苷没有磷酸基，不能与氨基发生反应生成核酸，故A错误；

B．该有机物中含有醚键，在一定条件下能发生水解，故B错误；

C．根据等效氢判断方法，该有机物含有11组氢原子，有11组峰，故C错误；

D．根据碳原子接4个不同的原子或原子团的是手性碳原子进行判断，含氧环中的4个碳原子是手性碳原子，故D正确；

故选D。

【点睛】

此题考查有机物中的官能团的判断及性质，利用官能团判断有机物可能发生的性质，利用结构判断是否是手性碳原子。

【题2】下列对有机物的描述错误的是（    ）

A．核糖核酸和脱氧核糖核酸都含有磷酯键

B．甲酰胺、丙氨酰甘氨酸分子中均含有酰胺基

C．人体内组成蛋白质的氨基酸均为α—氨基酸，其中一部分需从食物中摄取

D．1mol纤维素最多和3mol乙酸发生酯化反应

【答案】D

【详解】

A. 核糖核酸和脱氧核糖核酸都由一分子的磷酸，一分子的五碳糖构成，它们的不同在于五碳糖的不同，故A正确；

B. 甲酰胺的结构是、丙氨酰甘氨酸的结构是，分子中均含有酰胺基，故B正确；

C. 人体内组成蛋白质的氨基酸均为α—氨基酸，其中一部分需从食物中摄取，如甲硫氨酸需从食物中摄取，故C正确；

D. 纤维素的分子式是(C6H10O5)n，一个片段有3个羟基，1mol纤维素最多和3nmol乙酸发生酯化反应，故D错误；

选D。

【题3】核酸检测为确认病毒感染提供了关键的支持性证据。某核糖核酸（RNA）的结构片断示意图如下， 它在酶的催化作用下能完全水解生成戊糖、碱基和某酸。下列说法不正确的是

A．核酸也可能通过人工合成的方法得到

B．酶是有机化合物，催化活性与温度有关

C．该核酸水解生成的碱基中含有氮元素

D．该核酸完全水解生成的酸是H3PO3

【答案】D

【详解】

A．采用有机合成反应或酶促合成反应可进行核酸大分子的合成，A正确；

B．酶的本质是有机物，绝大多数是蛋白质，极少数是RNA，RNA也是有机物，酶催化活性与温度有关，B正确；

C．碱基是形成核苷的含氮化合物，所以该核酸水解生成的碱基中含有氮元素，C正确；

D．从图中可分析，该核酸完全水解生成的酸是H3PO4，D错误；

答案选D。

【题4】（双选）如图为核苷酸的模式图，下列相关说法正确的是

A．DNA与RNA在核苷酸上的不同点只有②方面

B．如果②为核糖，则③有4种

C．③在生物体中共有8种，彻底水解的产物也有8种

D．人体内的遗传物质彻底水解会得到6种产物

【答案】BD

【解析】

A．DNA与RNA在碱基上也有差距，DNA中有碱基T、RNA中含有碱基U，A错误；

B．如果②为核糖，则该核苷酸是核糖核苷酸，则③有4种A、C、G、U，B正确；

C．③在生物体中共有5种，彻底水解的产物可以是脱氧核糖、核糖、磷酸、5种含氮碱基，C错误；

D．人体内的遗传物质为DNA，彻底水解会得到脱氧核糖、磷酸、4种含氮碱基，D正确；

故选C。

【题5】某种海洋生物的DNA分子中，腺嘌呤的数量约占碱基总数的32%，请由此推测其他三种碱基的数量占碱基总数的百分比____________。

【答案】腺嘌呤(A)占32%、胸腺嘧啶(T)占32%、鸟嘌呤(G)占18%、胞嘧啶(C)占18%。

【详解】

DNA分子含4种碱基：腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)，碱基互补配对原子：A总是与T配对，C总是与G配对，腺嘌呤(A)的数量约占碱基总数的32%，则T也占32%，C和G总的占1-32%×2=36%，故C和G各占36%÷2=18%；

综上所述：某种海洋生物的DNA分子中，腺嘌呤(A)的数量约占碱基总数的32%，则胸腺嘧啶(T)约占碱基总数的32%，鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)各占碱基总数的18%。

【练1】蛋白质和核酸共有的主要组成元素是

A．C、H、O B．C、H、O、N、P

C．C、H、O、N D．C、H、O、P

【答案】C

【解析】

蛋白质的元素组成是 C 、 H 、 O 、 N ；核酸的元素组成是C 、 H 、O 、 N 、P；共有的C、H、O、N；

故选C。

【练2】下列说法错误的是

A．核酸是一种小分子 B．核酸中一定含有N、P元素

C．核酸可以发生水解 D．核酸是磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的

【答案】A

【解析】

A．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，A项错误；

B．磷酸中一定含有元素，碱基中一定含有元素，结合A项分析可知，核酸中一定含有、元素，B项正确；

C．核酸在酶的作用下水解生成核苷酸，C项正确；

D．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项正确；

答案选A。

【练3】DNA与RNA完全水解后产物的特点是

A．部分碱基相同，戊糖相同 B．部分碱基不同，戊糖不同

C．碱基相同，戊糖不同 D．碱基不同，戊糖相同

【答案】B

【解析】

DNA完全水解的产物是脱氧核糖，磷酸和碱基，RNA完全水解的产物是核糖，磷酸和碱基，部分碱基不同，戊糖不同，综上所述故选B。

【练4】对于物质M的结构简式如图，下列关于M的叙述正确的是

A．M是一种核苷酸

B．M中的碱基为胞嘧啶

C．M水解生成戊糖和碱基

D．M是一种芳香族化合物

【答案】C

【解析】

A．M是一种核苷，其中不含羧基，A错误；

B．M中的碱基为腺嘌呤，B错误；

C．M水解生成戊糖和碱基，C正确；

D ．M不含苯环不是一种芳香族化合物，D错误；

【练5】（双选）核酸是一类含磷的生物大分子，属于有机化合物，一般由几千到几十万个原子组成.下列说法错误的是

A．天然的核酸可分为DNA和RNA两大类 B．不同核酸中所含的碱基都相同

C．核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合物 D．DNA和RNA分子均为双螺旋结构

【答案】BD

【解析】

A．天然的核酸根据其组成中所含戊糖的不同，可分为和两大类，A项正确；

B．和中所含的碱基不完全相同，B项错误；

C．核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合物，C项正确；

D．分子为双螺旋结构，分子一般为单链状结构，D项错误.

故选：BD。

【练6】下列说法不正确的是

A．酶的催化条件通常比较温和

B．核酸一般由几千到几十万个原子组成，相对分子质量可达十几万至几百万

C．DNA是生物体遗传信息的载体、蛋白质合成的模板

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．大多数酶的本质为蛋白质，需要在适宜的温度等条件，催化条件通常比较温和；

B．核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物，原子个数多、相对分子质量大；

C．DNA主要存在于细胞核中，是生物体遗传信息的载体、蛋白质合成的模板；

D．RNA主要存在于细胞质中；

答案选D。

【练7】核酸是由___________单体形成的生物大分子，其单体水解可得到核苷和___________。核苷进一步水解得到___________和___________。天然的核酸根据其组成中戊糖的不同，分为___________和___________。

【答案】     核苷酸     磷酸     戊糖     碱基     核糖核酸     脱氧核糖核酸

【解析】

核酸是由核苷酸单体形成的生物大分子，其单体水解可得到核苷和磷酸。核苷进一步水解得到戊糖和碱基。天然的核酸根据其组成中戊糖的不同，分为核糖核酸和脱氧核糖核酸。