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第5节 核酸是遗传信息的携带者
【学习目标】
1. 说出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. 举例说明DNA和RNA的结构，说出两者的区别和联系。
3. 概述生物大分子由单体聚合而成，生物大分子以碳链为基本骨架。
【课前学习】
一、查阅DNA指纹技术在刑侦上的应用。
二、核酸的种类及其分布
1.种类：一类是__________，简称DNA；另一类是核糖核酸，简称_______。
2.分布：真核细胞的DNA主要分布在__________中，线粒体、__________内也含有少量的DNA。RNA主要分布在__________中。
三、核酸是由核苷酸连接而成的长链
1.基本单位
（1）核苷酸是_______的基本组成单位，一个核苷酸是由一分子__________、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。
（2）根据________的不同，可以将核苷酸分为__________和核糖核苷酸。
2.分子结构
（1）DNA和RNA各含有4种碱基，但是组成二者的________有所不同，DNA中含有碱基A、_____、C、G，RNA中含有碱基A、_____、C、G。
（2）DNA是由___________连接而成的长链，RNA则由___________连接而成。一般情况下，在生物体的细胞中，DNA由_____条脱氧核苷酸链构成，RNA由_____条核糖核苷酸链构成。
3.核酸的信息储存
（1）绝大多数生物中，________是储存、传递遗传信息的生物大分子，脱氧核苷酸的___________储存着生物的遗传信息。
（2）部分病毒的遗传信息储存在________中，如HIV、SARS等。
4.核酸的功能：核酸是细胞内______________的物质。在生物体的________、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
四、生物大分子以碳链为骨架
1．单体：________、蛋白质、核酸等生物大分子的________称为单体。
2．多聚体：每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的________为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。
参考答案：二、1.脱氧核糖核酸 RNA 2.细胞核 叶绿体 细胞质
三、1.（1）核酸 含氮的碱基 （2）五碳糖 脱氧核糖核苷酸 2.（1）碱基种类 T U （2）脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 两 一 3.（1）DNA分子 排列顺序 （2）RNA 4.携带遗传信息 遗传
四、1.多糖 基本单位 2.碳链
【课上学习】
任务一：观察组成DNA的4种核苷酸分子的结构模式图，尝试写出组成DNA的核苷酸(脱氧核苷酸)的结构通式。
任务二：自制脱氧核苷酸模型，分别组装出具有4个核苷酸分子的DNA链。
任务三：归纳生物大分子的结构特征
1.观察几种生物大分子的结构简图，归纳不同生物大分子的结构特点。
2. 观察图像，尝试说出有限数目的单体如何聚合成多种多样的生物大分子。
【课后练习】
一、单选题
1．豌豆叶肉细胞中的核酸，含有的碱基种类是（ ）
A．2种 B．4种 C．5种 D．8种
2．组成核酸的化学元素是（ ）
A．C、H、O B．C、H、O、N
C．C、H、O、N、P D．C、H、O、N、P、S
3．如图为组成新型冠状病毒遗传物质（RNA）的单体，其中不含氮元素，且与组成DNA分子的单体中的成分不同的是（ ）
A．① B．② C．①和② D．②和③
4．DNA和RNA的主要分布场所分别是( )
A．细胞核、细胞核 B．细胞质、细胞核
C．细胞核、细胞质 D．细胞质、细胞质
5．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、磷酸基团
D．核糖、含氮碱基、磷酸基团
6．以下关于DNA与RNA的比较叙述正确的是（ ）
A．组成的五碳糖不同 B．在细胞内存在的主要部位相同
C．都由两条核苷酸链构成 D．组成的碱基种类完全不同
7．关于细胞中常见的化合物，说法错误的是（ ）
A．糖类是主要的能源物质，胰岛素在生物体内起信息传递作用
B．一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者，然而组成蛋白质的氨基酸都必须从环境中获取,因此我们每一天都要合理的从环境中摄入适量的氨基酸
C．脂肪是良好的储能物质，在植物、动物细胞中都可以存在，检测时常用苏丹Ⅲ或Ⅳ染液
D．核酸是细胞内携带遗传信息的物质，刑侦人员可以将案发现场得到的血液、头发等样品中提取的DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，以提供证据
8．下列元素中，构成生物大分子基本骨架的元素是（　　）
A．碳 B．氢 C．氧 D．氮
9．下图为某核苷酸结构的模式图，下列对该核苷酸的命名正确的是（ ）
A．尿嘧啶核糖核苷酸 B．胸腺嘧啶核苷酸
C．胞嘧啶核苷酸 D．腺嘌呤核糖核苷酸
10．如图为有关生物大分子的简要概念图，下列相关叙述正确的是（ ）
A．若B为葡萄糖，则C在植物细胞中可能为蔗糖
B．若C为RNA，则B为核糖核苷酸，A为C、H、O、N
C．若C具有信息传递、免疫、催化等功能，则B可能为氨基酸
D．若B为脱氧核苷酸，则C仅存在于细胞核中
11．下列关于有机分子中的单体和多聚体的叙述，正确的是（　　）
A．葡萄糖形成的多糖构成了细胞骨架
B．生物大分子是以碳链为骨架的有机物
C．RNA的单体是核糖，DNA的单体是脱氧核糖
D．多糖、蛋白质、核苷酸等多聚体是构成细胞生命大厦的基本框架
12．细胞中的化合物对维持细胞生命活动具有重要作用，下列相关叙述正确的是（ ）
A．组成多糖的单体是葡萄糖，多糖都能作为细胞中的储能物质
B．土壤中的各种无机盐溶于水后，随水分同步被细胞吸收利用
C．核酸分子中嘌呤数等于嘧啶数，碱基之间通过氢键形成碱基对
D．无机盐既参与维持细胞的酸碱平衡，也能参与细胞内化合物的形成
二、非选择题
13．下图表示人体内几种化学元素和化合物的相互关系，其中①、②代表化学元素，a、b 代表有机小分子物质，A、B、D 代表有机大分子物质，染色体主要由A和B 组成。
（1）①代表____________。D 是与 A类似的分子，部分病毒（如 HIV、新冠病毒等）的遗传信息储存在 D中。从基本组成单位的化学组成上来看，D区别于 A的组成是D特有________和________，而不具有A特有的________和__________。
（2）由 b合成 B的场所是________。B 可以包括 B1、B2、B3 等多种，它们的功能各不相同，原因可能是 b合成 B时 b的_______、_______和________不同以及由b组成的链状物质的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
（3）为探究胰蛋白酶能否将B水解，某同学进行如下操作：向含有B的待测液中加入适量胰蛋白酶，一段时间后，再加入双缩脲试剂，发现待测液呈紫色。由此该同学得出“胰蛋白酶不能将 B水解”的结论。你认为该同学的结论（填“正确”或“不正确”），判断的理由是_______________。
参考答案
1．C 豌豆叶肉细胞中含有两种核酸，即DNA和RNA，故含有的碱基种类有5种，分别是A、C、G、T、U，C正确，ABD错误。
2．C 核酸的化学元素是C、H、O、N、P。
3．B 组成DNA与RNA的单体在个别含氮碱基和五碳糖上有差别，根据题意，不含氮元素，在DNA和RNA不同的是五碳糖，DNA含脱氧核糖，RNA含核糖，②正确。
4．C 真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，在线粒体、叶绿体中也有少量DNA；RNA主要分布在细胞质中，C正确，ABD错误。
5．C DNA初级水解的产物是四种脱氧核苷酸，完全水解的产物是脱氧核糖、含氮碱基和磷酸基团，C正确。
6．A 构成DNA的五碳糖是脱氧核糖，构成RNA的五碳糖是核糖，A正确；DNA主要分布在细胞核中，而RNA主要分布在细胞质中，B错误；DNA一般是由2条核苷酸链构成，RNA一般是1条核苷酸链构成，C错误；构成DNA和RNA的碱基不完全相同，前者是A、C、G、T，后者是A、C、G、U，D错误。
7．B 糖类是主要的能源物质，胰岛素调节血糖时胰岛素随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞，此时胰岛素在生物体内起信息传递作用，A正确；蛋白质是生命活动的主要承担者，一切生命活动都离不开蛋白质，在人体中组成蛋白质的氨基酸有21种，根据人体是否能自身合成可分为：必需氨基酸和非必需氨基酸，必需氨基酸必须从食物中补充，而非必需氨基酸不一定非从食物直接摄取不可，B错误；脂肪是良好的储能物质，在植物、动物细胞中都可以存在，检测脂肪时常用苏丹Ⅲ或Ⅳ染液，脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，被苏丹Ⅳ染液染成红色，C正确；核酸是细胞内携带遗传信息的物质，案发现场得到的血液、头发等样品中提取到DNA，由于每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列(或碱基对序列)各有特点，所以可以和犯罪嫌疑人的DNA进行比较，以提供证据，D正确。
8．A 生物大分子的基本骨架是碳链，因此构成生物大分子的基本骨架的元素是碳。
9．D 据图可知，图示结构为核苷酸，其中五碳糖为核糖，碱基为腺嘌呤，故该核苷酸为腺嘌呤核糖核苷酸，D正确，ABC错误。
10．C 若B为葡萄糖，则C为多糖，在植物细胞中可能为淀粉或纤维素，A错误；若C为RNA，则B为核糖核苷酸，A为C、H、O、N 、P，B错误；若C具有信息传递、免疫、催化等功能，则C为蛋白质，B可能为氨基酸，C正确；若B为脱氧核苷酸，则C为DNA，主要存在于细胞核中，在线粒体和叶绿体中也有，D错误。
11．B 细胞骨架是蛋白纤维网架结构，A错误；生物大分子是以碳链为基本骨架的有机物，B正确；RNA的单体是核糖核苷酸，DNA的单体是脱氧核糖核苷酸，C错误；核苷酸是组成核酸的单体，不是多聚体，D错误。
12．D 多糖中的纤维素是组成细胞壁的成分，不是储能物质，A错误；无机盐的吸收方式是主动运输，水分的吸收方式渗透作用，二者不是不同被细胞吸收的，B错误；核酸中RNA一般是单链，嘌呤数目不等于嘧啶数目，C错误；无机盐既参与维持细胞的酸碱平衡，例如盐酸氢根和碳酸根，也能参与细胞内化合物的形成，例如铁是组成血红蛋白的成分，D正确。
13．【答案】（1） N、P 核糖 U（尿嘧啶） 脱氧核糖 T（胸腺嘧啶）
（2） 核糖体 种类 数量 排列顺序不同 （3）不正确；无论胰蛋白酶能否将B水解，待测液中的胰蛋白酶是蛋白质，遇双缩脲试剂均呈紫色（或“胰蛋白酶将B水解的不彻底，残留的B和胰蛋白酶遇双缩脲试剂均呈紫色”）
【解析】分析题图：染色体主要由DNA和蛋白质组成，二者都属于生物大分子，其中DNA的组成元素为C、H、O、N、P，与DNA有相同元素组成的生物大分子还有RNA；蛋白质的主要组成元素为C、H、O、N。故图中A为DNA；B为蛋白质；D为RNA；a是核苷酸；①是N、P元素；b是氨基酸，②是N元素。（1）根据分析可知，①代表N、P元素，D是与A（DNA）类似的分子，部分病毒（如HIV、新冠病毒等）的遗传信息储存在D中，那么D为RNA，D区别于A的组成是：RNA的五碳糖是核糖，含氮碱基中特有的是U（尿嘧啶），DNA特有的是脱氧核糖和T（胸腺嘧啶）。（2）b表示氨基酸，B表示蛋白质，氨基酸可通过脱水缩合作用形成蛋白质，场所是核糖体。结构决定功能，蛋白质结构具有多样性，其功能也具有多样性，结构具有多样性的原因是氨基酸种类、数目、排列顺序以及肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。（3）该同学的结论不正确。双缩脲试剂是鉴定蛋白质的，而胰蛋白酶的本质也是蛋白质，故不管B是否被胰蛋白酶水解，由于胰蛋白酶是蛋白质，其也能与双缩脲试剂发生紫色反应。

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