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2.5核酸是遗传信息的携带者学案
【学习目标】
1.掌握核酸的种类及其在细胞中的分布,简述核酸的分子结构和功能。(生命观念、科学思维)
2.掌握DNA与RNA在化学组成上的异同点。(生命观念、科学思维)
3.理解生物大分子以碳链为基本骨架。(生命观念、科学思维)
【学习重难点】
1.重点：核酸的结构和功能。
2.难点：观察DNA和RNA在细胞中的分布。
【预习新知】
核酸的种类及其分布
1．种类
一类是脱氧核糖核酸，简称DNA；另一类是核糖核酸，简称RNA。
2．分布
真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。RNA主要分布在细胞质中。
1．核酸的结构层次
2．核苷酸的种类
(1)分类的依据。
根据五碳糖的不同，核苷酸可分为脱氧核苷酸和核糖核苷酸，每种核苷酸中又可依据含氮碱基的不同分为4种。
(2)不同生物体内核苷酸的数目。
①在只有DNA或RNA的生物(病毒)中，含有4种碱基，4种核苷酸。
②同时含有DNA和RNA的生物(细胞生物)中，含有5种碱基，8种核苷酸。
核酸是由核苷酸连接而成的长链
1．核酸的基本组成单位——核苷酸
(1)组成
(2)种类
①脱氧核苷酸：构成DNA的基本单位。
②核糖核苷酸：构成RNA的基本单位。
2．DNA和RNA的区别
(1)分子组成的不同
①DNA的五碳糖是脱氧核糖而RNA的则是核糖。
②DNA特有的碱基是胸腺嘧啶(T)，而RNA的则是尿嘧啶(U)。
(2)分子结构的不同
DNA是由脱氧核苷酸连接而成的，一般由两条链构成，RNA则是由核糖核苷酸连接而成，由一条链构成。
3．通过DNA指纹获得遗传信息的根本原因
生物的遗传信息储存在DNA分子中，而且每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列各有特点。
4．核酸的多样性及功能
(1)多样性的原因：核苷酸数目不同和排列顺序多样。
(2)功能
①核酸是细胞内携带遗传信息的物质。
②核酸在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
（一）生物大分子以碳链为骨架
1．单体和多聚体
生物大分子是由许多基本单位连接而成的，这些基本单位称为单体，这些生物大分子又称为单体的多聚体。
单体(基本单位) 多聚体(生物大分子)
单糖 多糖
氨基酸 蛋白质
核苷酸 核酸
2.每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。
3．碳是生命的核心元素。
4．细胞是由化学元素和化合物构成的
(1)多糖、蛋白质、核酸等生物大分子以碳链作为基本骨架。
(2)糖类和脂质提供生命活动的重要能源。
(3)水和无机盐与其他物质一起，共同承担着构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。
(4)细胞中的化合物，含量和比例处在不断变化中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动正常进行。
【易错提示】
（1）核酸的基本组成单位是脱氧核苷酸（ ）
（2）每一分子的核酸中都含有一分子五碳糖、一分子磷酸和一分子碱基（ ）
（3）核酸的主要组成元素是C、H、O、N，有的含有P（ ）
（4）脱氧核糖是完全不含氧元素的五碳糖（ ）
（5）DNA和RNA的区别在于组成二者的五碳糖不同，组成二者的碱基也完全不同（ ）
答案：（1）×（2）×（3）×（4）×（5）×
【巩固训练】
1.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,根据表中信息,下列相关叙述正确的是( )
单体 连接键 生物大分子 检测试剂或染色剂
核糖核苷酸 磷酸二酯键 ② －
② ③ 蛋白质 ④
葡萄糖 － ④ －
A.真核细胞中①主要分布在细胞核内
B.④可以表示斐林试剂
C.⑤可以表示植物细胞中的糖原
D.蛋白质中的N元素含量低于C元素
2.以下关于DNA与RNA特点的比较，叙述正确的是( )
A.在细胞内存在的主要部位相同 B.构成的五碳糖不同
C.核苷酸之间的连接方式不同 D.构成的碱基都相同
3.下列关于DNA，RNA的结构和功能的叙述，正确的是( )
A.DNA和RNA都是由核苷酸相互连接形成的
B.DNA和RNA所含碱基种类和五碳糖都完全不同
C.一般细胞中的DNA由一条核糖核苷酸链构成
D.各种生物的遗传信息都只能储存在DNA分子中
4.下列关于核酸的叙述，正确的是( )
A.真核细胞中DNA主要存在于细胞核中
B.DNA中每个五碳糖都与两个磷酸相连
C.不同的DNA分子中含有的五碳糖不同
D.大肠杆菌和酵母菌细胞中都不含RNA
5.2023年诺贝尔生理学或医学奖颁发给了科学家卡塔琳·考里科和德鲁·韦斯曼，以表彰他们的相关发现使得新型冠状病毒的有效核糖核酸疫苗的开发成为可能。下列关于核糖核酸的叙述，不正确的是( )
A.核糖核酸的基本组成单位是4种核糖核苷酸
B.核糖核酸彻底水解的产物有3种
C.生物的遗传信息可能会储存于核糖核酸中
D.核糖核酸与脱氧核糖核酸的彻底水解产物不完全相同
6.下列有关核酸的叙述，正确的是( )
A. 在细菌中，遗传物质可能是DNA或RNA
B. 蓝细菌的核酸的基本组成单位是核苷酸
C. 鱼体内的遗传物质彻底水解后可得到核糖、磷酸和含氮碱基
D. 除病毒外，一切生物都具有核酸
7.核酸和蛋白质都是重要的生物大分子，下列相关叙述错误的是( )
A.高温变性后降温都能缓慢复性
B.都是染色体的组成成分
C.组成元素都含有C、H、O、N
D.细胞内合成新的分子时都需要模板
8.图为核苷酸的模式图。下列相关说法正确的是( )
A.DNA与RNA分子的不同点只体现在②的结构不同
B.DNA与RNA分子中都会有游离的①结构存在
C.细胞内③的种类有8种，病毒中③的种类有五种
D.若②结构是核糖，则③结构可以是胸腺嘧啶
9.由1分子磷酸、1分子碱基和1分子化合物a构成了化合物b，如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.若m为尿嘧啶，则DNA中肯定不含b这种化合物
B.若m为鸟嘌呤，则b构成的核酸只可能是DNA
C.若a为脱氧核糖，则由b组成的核酸主要分布在细胞质中
D.若a为核糖，则由b组成的核酸可在某些原核生物中作为遗传物质
10.豌豆叶肉细胞中,含有的核酸、碱基、核苷酸种类分别是( )
A.1种、4种、4种 B.2种、5种、8种 C.2种、4种、4种 D.2种、5种、5种
参考答案
1.答案：D
解析：①只能表示RNA,真核细胞中RNA主要分布在细胞质中,A错误;检测蛋白质的试剂为双缩脲试剂，B错误;⑤可以表示糖原或纤维素、淀粉,植物无糖原，C错误;蛋白质中的N元素含量低于C元素,D正确。
2.答案：B
解析：DNA主要存在与细胞核，RNA主要存在与细胞质，A错。DNA含有脱氧核糖，RNA含有核糖，所以它们含有的五碳糖种类本题，B正确。两种核酸中相邻核苷酸之间都是通过二酯键连接，C错。DNA中构成碱基有A、T、G、C；RNA中有A、U、G、C，D错。
3.答案：A
解析：A、DNA和RNA的基本组成单位都是核苷酸，它们都是由核苷酸相互连接形成的，A正确；
B、DNA和RNA所含有的碱基种类不完全相同（前者含A、T、G、C，后者含A、U、G、C），五碳糖不同（前者含脱氧核糖，后者含核糖），B错误；
C、一般细胞中的DNA由两条脱氧核苷酸链构成，C错误；
D、细胞的遗传信息储存在DNA分子中，但RNA病毒的遗传信息储存在RNA分子中，D错误。
故选A。
4.答案：A
解析：A、真核细胞中 DNA主要存在于细胞核中，A正确。
B、DNA 一条链的3端脱氧核糖只与一个磷酸相连，B错误；
C、DNA分子中只含有脱氧核糖一种五碳糖，C错误；
D、大肠杆菌和酵母菌细胞中都含有 DNA 和 RNA，D错误。故选A。
5.答案：B
解析：A、核糖核酸的基本组成单位是4种核糖核苷酸，A正确;B、核糖核酸彻底水解的产物有磷酸、核糖、4种碱基共6种，B错误;C、生物的遗传信息可能会储存于核糖核酸中，如RNA病毒，C正确;D、DNA中的五碳糖为脱氧核糖，特有的碱基是胸腺嘧啶，而RNA中的五碳糖为核糖，特有的碱基是尿嘧啶，因此核糖核酸与脱氧核糖核酸的化学组成不完全相同，D正确。
6.答案： B
解析：A、细菌中，遗传物质是DNA，A错误；
B、蓝细菌有两种核酸，分别是DNA和RNA，其基本组成单位都是核苷酸，B正确；
C、鱼的遗传物质是DNA，彻底水解后可得到脱氧核糖、磷酸和含氮碱基，C错误；
D、病毒是由核酸和蛋白质构成的，D错误。
故选B。
7.答案：A
解析：A、DNA经高温变性后降温能缓慢复性，蛋白质经高温变性后永久失活，降温不能复性，A错误。
8.答案：B
解析：A、DNA与RNA分子的不同点体现在②五碳糖和部分碱基③的种类不同,A错误;
B、DNA与RNA分子中都会有游离的①磷酸结构存在，B正确;
C、细胞内③的种类有5种，病毒中③的种类有4种,C错误;
D、若②结构是核糖,则③结构不能是胸腺嘧啶，D错误。
故答案为:B.
9.答案：A
解析：A、尿嘧啶是RNA中特有的碱基，若m为尿嘧啶，则b是尿嘧啶核糖核苷酸，在DNA中肯定不含该种化合物，A正确；
B、若m为鸟嘌呤，则b为鸟嘌呤脱氧核苷酸（构成DNA）或鸟嘌呤核糖核苷酸（构成RNA），B错误；
C、若a为脱氧核糖，则b为脱氧核苷酸，其构成的是DNA，主要分布在细胞核中，C错误；
D、若a为核糖，则b为核糖核苷酸，核糖核苷酸是RNA的基本组成单位，由b组成的核酸可在某些病毒中作为遗传物质，原核生物的遗传物质是DNA，D错误。
故选A。
10.答案：B
解析：豌豆叶肉细胞同时含有DNA和RNA,所以含有2种核酸、5种碱基(A、C、G、T、U)、8种核苷酸(4种脱氧核苷酸+4种核糖核苷酸)。故选B。

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