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第5节　核酸是遗传信息的携带者
[学习目标]　1.通过对核酸的结构和功能的学习，形成结构和功能观。2.通过DNA和RNA的比较，形成比较与分类的科学思维方法。3.通过分析核酸的多聚体的连接模式图，强化模型构建与解读能力。4.基于生物大分子以碳链作为基本骨架，能够从结构与功能相适应的视角，解释细胞由多种有机分子组成，这些分子是执行各项生命活动的物质基础。5.关注DNA指纹技术在亲子鉴定和刑事侦查中的应用。
一、核酸的种类、分布及其组成
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。
3．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
a．脱氧核苷酸：构成DNA的基本单位。
b．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
a．DNA的五碳糖是脱氧核糖，而RNA特有的则是核糖。
b．DNA特有的碱基是胸腺嘧啶(T)，而RNA特有的则是尿嘧啶(U)。
②分子结构的不同
DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链，一般由两条链构成，RNA则是由核糖核苷酸连接而成的长链，一般由一条链构成。
(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(特异性)。
(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
a．核酸是细胞内携带遗传信息的物质。
b．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。
判断正误
(1)真核细胞的RNA只分布在细胞质中(　　)
(2)真、原核细胞内均有两种核酸(　　)
(3)核酸分子中，五碳糖∶磷酸∶含氮碱基＝1∶1∶1(　　)
(4)构成DNA的脱氧核苷酸有4种，构成RNA的核糖核苷酸有4种(　　)
(5)DNA中遗传信息的多样性主要取决于脱氧核苷酸的种类(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)×
提示　(1)真核细胞的细胞核中也含有RNA。(5)DNA中遗传信息的多样性主要取决于脱氧核苷酸的数量和排列顺序。
任务一：整理归纳核酸的结构、分布和水解产物
1．整理归纳核酸的结构层次、分布。
比较项目 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA)
组成元素 C、H、O、N、P
基本单位 名称 脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种)
结构图
组成 无机酸 磷酸
五碳糖 脱氧核糖 核糖
含氮碱基 A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)
T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶)
一般结构 两条核苷酸链 一条核苷酸链
分布 主要在细胞核中，线粒体、叶绿体内也少量含有 主要在细胞质中
2.比较真核生物、原核生物及病毒的核酸类型，并完成表格。
项目 核酸 遗传物质
类型 核苷酸种类 碱基种类 类型 核苷酸种类 碱基种类
细胞生物 真核生物 DNA和RNA 8 5 DNA 4 4
原核生物 DNA和RNA 8 5 DNA 4 4
非细胞生物(病毒) DNA病毒 DNA 4 4 DNA 4 4
RNA病毒 RNA 4 4 RNA 4 4
3.DNA、RNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么？请完善表格。
物质 初步水解的产物 彻底水解的产物
DNA 脱氧核苷酸 脱氧核糖、磷酸、4种碱基(A、T、C、G)
RNA 核糖核苷酸 核糖、磷酸、4种碱基(A、U、C、G)
1．如图为核苷酸的模式图，下列相关说法正确的是(　　)
A．DNA与RNA的不同点只体现在②处
B．若②为核糖，则③可以是胸腺嘧啶
C．在人类免疫缺陷病毒中核苷酸共有8种
D．人体内的③有5种，②有2种
答案　D
解析　图中①②③分别是磷酸、五碳糖、含氮碱基，DNA与RNA的不同点体现在②③两处，A错误；若②为核糖，则③可以是A、U、C、G，但不可能是T(胸腺嘧啶)，B错误；人类免疫缺陷病毒是RNA病毒，只含有一种核酸，4种核苷酸，C错误；人体内有2种核酸，故有2种②和5种③，D正确。
2．如图为某种核苷酸(已知图甲的右上角部分为腺嘌呤)和某核苷酸链(图乙)示意图，请据图回答问题：
(1)图甲中该核苷酸的名称为______________，该核苷酸是构成哪一种核酸的基本原料？________________________________________________________________________。
(2)请指出图甲中哪一位置上的氧去掉后便可成为合成细菌遗传物质的基本原料：________(填序号)。
(3)图乙中1、2、3的中文名称分别是________、________、________。
(4)通常由图乙中________条核苷酸链构成一个________分子。
(5)在豌豆的叶肉细胞中，由A、C、T、U 4种碱基参与构成的核苷酸共有________种。
答案　(1)腺嘌呤核糖核苷酸　RNA　(2)③　(3)磷酸　脱氧核糖　胞嘧啶　(4)2　DNA　(5)6
解析　(1)根据图甲中③判断，该核苷酸的五碳糖是核糖，因此名称为腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一。(2)细菌的遗传物质是DNA，基本原料是脱氧核苷酸，应去掉③中的氧。(3)图乙中1、2、3分别为磷酸、脱氧核糖、胞嘧啶。(4)图乙中含有T，为DNA分子的一条链，DNA分子一般含有两条链。(5)豌豆的叶肉细胞中含有DNA和RNA，因此A、C分别参与构成两种核苷酸，T、U各自参与构成一种核苷酸，共6种核苷酸。
二、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.生物大分子以碳链为基本骨架的原因：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．碳的重要作用：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)以碳链为骨架的多糖、蛋白质、核酸等生物大分子，构成细胞生命大厦的基本框架。
(2)糖类和脂质提供了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之中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行。
特别提醒　脂肪不属于生物大分子的原因：脂肪类化合物是由甘油和脂肪酸结合而成的，而且脂肪的分子量与蛋白质、核酸、多糖相比小很多，一般不称其为生物大分子。
判断正误
(1)构成生物大分子的单体在排列顺序上并不都具有多样性(　　)
(2)由基本单位葡萄糖构成的生物大分子都是植物细胞壁的主要成分(　　)
(3)多聚体最终水解的产物不一定是单体(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)√
提示　(1)组成蛋白质的氨基酸有21种，构成任意一种核酸的单体都有4种，因此，蛋白质和核酸的单体在排列顺序上具有多样性，而淀粉的单体是葡萄糖，只有一种，因此在排列顺序上不具有多样性。(2)由葡萄糖构成的生物大分子有淀粉、纤维素、糖原，其中淀粉、糖原是储能物质，纤维素是构成植物细胞壁的主要成分。(3)多聚体最终水解的产物不一定是单体，如核酸初步水解的产物是单体核苷酸，而彻底水解的产物是磷酸、五碳糖和含氮碱基。
任务二：辨析细胞中的有机物
1．生物大分子是由多个单体连接形成的多聚体。如图是细胞内生物大分子的合成模式图。请据图思考回答下列问题：
(1)若图中的单体是葡萄糖，则其在植物细胞中构成的生物大分子和在人体细胞中构成的生物大分子分别是什么？
提示　由单体葡萄糖构成的生物大分子是多糖，在植物细胞中的多糖是纤维素和淀粉，在人体细胞中的多糖是糖原。
(2)若图中的单体是氨基酸，决定其多聚体具有多样性的直接原因是什么？
提示　由氨基酸构成的多聚体是蛋白质，决定蛋白质具有多样性的直接原因是氨基酸的种类、数目和排列顺序不同，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。
(3)多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体，试从组成二者单体种类的角度分析，为什么核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是？
提示　构成多糖的单体没有种类的差异，形成的多聚体没有顺序性；构成核酸的单体有种类的差异，形成的多聚体有顺序性。
2．请根据元素组成判断细胞内的有机物种类。
(1)只含C、H、O→糖类、脂肪或固醇。
(2)除C、H、O、N外，有的还含有S→蛋白质。
(3)只含有C、H、O、N、P→磷脂或核酸等。
3．组成细胞的化合物，具有物种特异性的物质有哪些？
提示　具有物种特异性的物质是蛋白质和核酸。
3．如图表示细胞内不同化学元素所组成的化合物。以下说法不正确的是(　　)
A．若图中①为某种多聚体，则①可具有信息传递的作用
B．若②分布于内脏器官周围，则②可具有缓冲和减压的作用
C．若③为某种多聚体，则③一定是DNA
D．若④存在于昆虫的外骨骼中，则④可能是几丁质
答案　C
解析　若①为多聚体，且含有C、H、O、N 4种元素，则其可能是蛋白质，可具有信息传递的作用，A正确；②只含有C、H、O 3种元素，且分布于内脏器官周围，则其可能是脂肪，脂肪具有缓冲和减压的作用，B正确；若③为多聚体，且含有C、H、O、N、P 5种元素，则其可能是核酸，即③可能是DNA或RNA，C错误；④只含有C、H、O 3种元素，且存在于昆虫的外骨骼中，则其可能是几丁质，D正确。
4．生命科学常用图示表示微观物质的结构，图1～3分别表示植物细胞中常见的三种有机物，则图1～3可分别表示(　　)
A．多肽、RNA、淀粉
B．DNA、RNA、纤维素
C．DNA、蛋白质、糖原
D．蛋白质、核酸、糖原
答案　A
解析　图1中，单体具有很多不同的形状，这些不同的单体只能表示21种氨基酸，因此图1可能表示蛋白质或者多肽；图2中，有4种不同的单体，因此这些单体可以表示RNA分子的4种核糖核苷酸或DNA分子的4种脱氧核苷酸；图3中只有1种单体，最可能表示由葡萄糖聚合形成的多糖，而植物细胞中的多糖只有淀粉和纤维素。综上分析，图1～3可分别表示蛋白质或多肽、RNA或DNA、淀粉或纤维素，故选A。
第1～12题，每题5分；第13题6分，共66分。
题组一　核酸的种类及其分布
1．(2024·眉山高一期末)“核酸”，顾名思义，就是从细胞核中提取的具有酸性的物质，下列有关核酸的叙述，正确的是(　　)
A．核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核苷酸(RNA)两大类
B．真核细胞的DNA只分布在细胞核中，RNA只分布在细胞质中
C．具有细胞结构的生物才含有核酸
D．线粒体、叶绿体中也含有DNA
答案　D
解析　根据五碳糖不同，核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两大类，A错误；真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体中也含有少量DNA，RNA主要分布在细胞质中，B错误，D正确；没有细胞结构的病毒也含有核酸，C错误。
2．下列有关核酸分布的叙述，正确的是(　　)
A．SARS病毒中的RNA主要分布在细胞质中
B．真核细胞的DNA和RNA全部分布在细胞核中
C．原核细胞的DNA主要存在于细胞核中
D．人体细胞中的RNA主要分布在细胞质中
答案　D
题组二　核酸是由核苷酸连接而成的长链
3．下列各图能正确表示核苷酸结构的是(　　)
答案　B
4．有关下列概念图的叙述，不正确的是(　　)
A．①表示含氮碱基
B．②表示核糖
C．④表示脱氧核苷酸
D．组成DNA的元素有5种
答案　B
解析　图示概念图表示了DNA的结构层次，DNA的单体是脱氧核苷酸，每一分子脱氧核苷酸都由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，所以①表示含氮碱基，②表示脱氧核糖，④表示脱氧核苷酸，组成DNA的元素有C、H、O、N、P，共5种。
5.如图为DNA和RNA化学成分的比较概念图，图中阴影部分表示(　　)
A．脱氧核糖、鸟嘌呤、腺嘌呤、磷酸
B．胸腺嘧啶、腺嘌呤、磷酸
C．核糖、脱氧核糖、磷酸
D．胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤、磷酸
答案　D
解析　分析题图可知，阴影部分是DNA和RNA共同含有的，DNA中含有的是脱氧核糖，RNA中含有的是核糖，A、C错误；胸腺嘧啶是DNA特有的碱基，B错误；胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤和磷酸是DNA和RNA共同含有的，D正确。
6．DNA指纹技术在案件侦破工作中有着重要作用，从案发现场提取DNA样品，可为案件侦破提供证据，其中的生物学原理是(　　)
A．不同人体内的DNA所含的碱基种类不同
B．不同人体内的DNA所含的五碳糖和磷酸不同
C．不同人体内的DNA的空间结构不同
D．不同人体内的DNA所含的脱氧核苷酸排列顺序不同
答案　D
解析　不同人体内的DNA所含的碱基种类相同，都是A、T、C、G，A不符合题意；不同人体内的DNA所含的五碳糖(脱氧核糖)和磷酸相同，B不符合题意；DNA的空间结构相同，C不符合题意；DNA指纹技术根据人与人之间的遗传信息不同，遗传信息储存在DNA分子中，不同个体的DNA的脱氧核苷酸排列顺序不同，D符合题意。
题组三　生物大分子以碳链为骨架
7．下列关于生物大分子的叙述，不正确的是(　　)
A．生物大分子的主要功能是为细胞提供能量
B．核酸是储存遗传信息、控制蛋白质合成的生物大分子
C．淀粉、糖原、纤维素都是生物大分子
D．多糖、蛋白质等生物大分子体现了“碳是生命的核心元素”
答案　A
解析　生物大分子包括多糖、蛋白质和核酸等，细胞内的糖类是重要的能源物质，A错误；多糖、蛋白质等生物大分子都以碳链为基本骨架，体现了“碳是生命的核心元素”，D正确。
8．0～9，10个数字可以有若干不同位数的组合；a～z,26个字母可以构成若干不同的单词；相似地，以碳链为基本骨架的小分子单体也能构成许多不同的多聚体，模式图如下。下列有关说法正确的是(　　)
A．若图中S1、S2、S3、S4……为同一种单体，则该多聚体可以表示淀粉
B．多聚体多糖的单体都是葡萄糖
C．若图中单体表示氨基酸，则形成此长链时所有氨基和羧基都参与脱水缩合
D．若图中多聚体为DNA，构成其的脱氧核糖的组成元素为C、H、O、N、P
答案　A
解析　淀粉为生物大分子，其单体均为葡萄糖，可用题图表示，A正确；多聚体多糖的单体是单糖，而并非都是葡萄糖，如几丁质的单体不是葡萄糖，B错误；若图中单体表示氨基酸，则该长链为多肽链，其一端为游离的氨基，另一端为游离的羧基，且单体R基中所含有的氨基和羧基一般不参与脱水缩合，C错误；若图中多聚体为DNA，构成其的脱氧核糖的组成元素为C、H、O，D错误。
9．(2024·清远高一期末)如图表示某种大分子物质的基本单位，关于它的叙述，正确的是(　　)
A．该物质是核糖核酸，人体内有4种
B．该物质含有C、H、O、P四种元素
C．该物质聚合形成的大分子物质是RNA，主要分布在细胞质中
D．碱基A、C、G、T可以参与合成图中的物质
答案　C
解析　图示为核糖核苷酸的结构图，是RNA(核糖核酸)的基本组成单位，主要分布在细胞质中，人体内含有RNA，因此人体内该物质有4种，A错误，C正确；该物质含有C、H、O、N、P五种元素，B错误；该物质是核糖核苷酸，不含有碱基T，D错误。
10.核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子，为生命的最基本物质之一，如图为某核苷酸链片段的示意图，下列相关叙述错误的是(　　)
A．图示化合物的元素组成共有5种
B．图中化合物含胞嘧啶核糖核苷酸
C．图示化合物的核苷酸序列中储存着遗传信息
D．图示化合物在细胞核和细胞质中均能找到
答案　B
解析　图中含有胸腺嘧啶(T)，说明这是脱氧核糖核苷酸链，应含有胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，B错误。
11．(2024·襄阳高一期末)如图是生物体内核苷酸的结构模式图，下列相关叙述正确的是(　　)
A．若a为核糖，则m有4种，分别是A、T、G、C
B．在HIV中可以检测到2种a、5种m、8种b
C．构成人体的遗传物质共有8种b、2种a、5种m
D．若m为鸟嘌呤，则b的名称是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸
答案　D
解析　若a为核糖，则b为核糖核苷酸，m有4种，分别是A、U、G、C，A错误；HIV只含RNA一种核酸，所以在HIV中可以检测到1种a、4种m、4种b，B错误；人体内既有DNA又有RNA，但遗传物质是DNA，因此构成人体的遗传物质共有4种b、1种a、4种m，C错误；若 m为鸟嘌呤，但由于a不确定是哪一种五碳糖，因此b的名称是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸，D正确。
12．鲤鱼春季病毒血症病是一种由弹状病毒引起的常在鲤科鱼类中流行的疾病。该病毒外包一层囊膜，内含一条单链RNA。下列相关叙述不合理的是(　　)
A．该弹状病毒的组成元素一定含有C、H、O、N、P
B．该弹状病毒的RNA初步水解产物有4种核糖核苷酸
C．鲤科鱼类的遗传物质与该弹状病毒的遗传物质相同
D．该弹状病毒的遗传物质彻底水解可得到6种水解产物
答案　C
解析　据题意可知，该病毒含有RNA，RNA的元素组成是C、H、O、N、P，A合理；鲤科鱼类的遗传物质是DNA，该弹状病毒的遗传物质是RNA，C不合理；该弹状病毒的遗传物质彻底水解可得到磷酸、核糖和4种碱基(A、U、C、G)，共6种水解产物，D合理。
13．下列关于生物遗传物质的叙述，正确的是(　　)
A．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质
B．分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同
C．有细胞结构的生物以DNA为遗传物质，病毒以RNA为遗传物质
D．大肠杆菌体内既有DNA又有RNA，但以DNA作为遗传物质
答案　D
解析　病毒没有细胞结构，但病毒的核酸也是携带遗传信息的物质，A错误；核酸分子中的碱基排列顺序储存着生物的遗传信息，所以分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息不一定相同，B错误；有细胞结构的生物以DNA为遗传物质，病毒以DNA或RNA为遗传物质，C错误。
14．(20分)如图表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系，其中A、B代表元素，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 是生物大分子，图中X、Y、Z、P分别为构成生物大分子的基本单位。请回答下列问题：
(1)(4分)图中A、B分别代表的元素是________、_________，Ⅱ的中文名称是________________，Z的名称是________________。
(2)构成生物大分子的单体X、Y、Z、P中不具多样性的有________；P的结构通式为________________________________________________________________________，
Ⅳ具有多样性的直接原因除与P的__________________有关，还与_____________有关。
(3)Ⅴ是由________和脂肪酸发生反应形成的，适合作为储能物质的原因是________原子含量较少，________原子含量较多；相同质量的Ⅴ比Ⅰ 所含的能量________。
答案　(1)P　N　脱氧核糖核酸　核糖核苷酸　(2)X　　种类、数目、排列顺序　肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构
(3)甘油　O(氧)　H(氢)　多
解析　(1)Ⅱ主要分布在细胞核中，表示DNA，中文名称是脱氧核糖核酸，组成元素为C、H、O、N、P，则图中A代表的元素是P；Ⅳ是生命活动的主要承担者，表示蛋白质，基本单位P是氨基酸，组成元素至少为C、H、O、N，则图中B代表的元素是N；Z是组成RNA的基本单位核糖核苷酸。(2)图中X代表葡萄糖，没有多样性，Y和Z各有4种，P是氨基酸，有21种，结构通式见答案，都具有多样性；蛋白质的多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构有关。(3)Ⅴ是脂肪，是由甘油和脂肪酸形成的，由于含氧原子比例较低，氢原子比例较高，所以适合作为储能物质，相同质量的脂肪所含的能量比糖类多。
15．(14分)埃博拉病毒能引发人患急性出血性传染病，现欲探究埃博拉病毒的核酸是DNA还是RNA。请完成下列实验设计：
材料用具：显微注射器，埃博拉病毒的核酸提取液，活鸡胚，DNA 水解酶，RNA 水解酶。
主要实验步骤：
步骤1：培养、分离并提取埃博拉病毒核酸，并将核酸提取液分成相同的三组，A组不作处理，B 组加入一定量的DNA 水解酶，C组______________________。
步骤2：取等量的活鸡胚分成 A、B、C三组，用显微注射技术向 A 组注射埃博拉病毒的核酸提取液，再分别向 B、C两组活鸡胚中注射有关物质。
步骤3：分别从培养后的活鸡胚中抽取出样品，检测是否产生埃博拉病毒。
试回答下列问题：
(1)实验中使用活鸡胚培养病毒的原因是____________________。步骤1中C组的操作是________________________________________________________________________。
(2)步骤2中，A 组处理起________________作用。
(3)若B组样品检测有埃博拉病毒产生，则说明该病毒的遗传物质是____________，同时实验的C组__________(填“有”或“没有”)埃博拉病毒产生。反之，则病毒的遗传物质是__________________。
(4)有关埃博拉病毒遗传物质除可用上述实验鉴定，还可以直接对病毒的核酸进行检测，可以测定病毒中含氮碱基的种类，若病毒中出现大量的__________________(填碱基种类)，则说明其遗传物质是RNA。
答案　(1)病毒只能寄生在活细胞中　加入等量的 RNA水解酶　(2)对照(或对比)　(3)RNA　没有　DNA　(4)尿嘧啶(共72张PPT)
第5节
核酸是遗传信息的携带者
第2章 组成细胞的分子
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学习目标
1.通过对核酸的结构和功能的学习，形成结构和功能观。
2.通过DNA和RNA的比较，形成比较与分类的科学思维方法。
3.通过分析核酸的多聚体的连接模式图，强化模型构建与解读能力。
4.基于生物大分子以碳链作为基本骨架，能够从结构与功能相适应的视角，解释细胞由多种有机分子组成，这些分子是执行各项生命活动的物质基础。
5.关注DNA指纹技术在亲子鉴定和刑事侦查中的应用。
内容索引
一、核酸的种类、分布及其组成
二、生物大分子以碳链为骨架
课时对点练
核酸的种类、分布及其组成
一
1.种类：一类是脱氧核糖核酸，简称 ；另一类是 ，简称RNA。
2.分布：真核细胞的DNA主要分布在 中， 内也含有少量的DNA。RNA主要分布在 中。
梳理　教材新知
DNA
核糖核酸
细胞核
线粒体、叶绿体
细胞质
3.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
分类依据： 的不同
类别：脱氧核苷酸和____________
磷酸
含氮的碱基
五碳糖
核糖核苷酸
a.脱氧核苷酸：构成 的基本单位。
b.核糖核苷酸：构成 的基本单位。
DNA
磷酸
脱氧核糖
A、T、C、G
RNA
磷酸
核糖
A、U、G、C
(2)DNA和RNA的区别
①分子组成的不同
a.DNA的五碳糖是 ，而RNA特有的则是核糖。
b.DNA特有的碱基是 ，而RNA特有的则是 。
②分子结构的不同
DNA是由 连接而成的长链，一般由 条链构成，RNA则是由 连接而成的长链，一般由 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 中，而且每个个体的_______________
各有特点(特异性)。
脱氧核糖
胸腺嘧啶(T)
尿嘧啶(U)
脱氧核苷酸
两
核糖核苷酸
一
DNA分子
DNA的脱氧核苷
酸序列
(4)核酸的多样性及功能
①多样性的原因：核苷酸 不同和 多样。
②功能
a.核酸是细胞内携带 的物质。
b.核酸在生物体的 和 中具有极其重要的作用。
数目
排列顺序
遗传信息
遗传、变异
蛋白质的生物合成
(1)真核细胞的RNA只分布在细胞质中(　　)
(2)真、原核细胞内均有两种核酸(　　)
(3)核酸分子中，五碳糖∶磷酸∶含氮碱基＝1∶1∶1(　　)
(4)构成DNA的脱氧核苷酸有4种，构成RNA的核糖核苷酸有4种
(　　)
×
√
提示　真核细胞的细胞核中也含有RNA。
√
√
(5)DNA中遗传信息的多样性主要取决于脱氧核苷酸的种类(　　)
×
提示　DNA中遗传信息的多样性主要取决于脱氧核苷酸的数量和排列顺序。
比较项目 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA)
组成元素 C、H、O、N、P
基本单位 名称 (4种) 核糖核苷酸(4种)
结构图
任务一：整理归纳核酸的结构、分布和水解产物
1.整理归纳核酸的结构层次、分布。
探究　核心知识
脱氧核苷酸
比较项目 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA)
基本单位 组成 无机酸 磷酸
五碳糖 ____________ 核糖
含氮碱基 A(腺嘌呤)、C( )、G(鸟嘌呤)
T( ) (尿嘧啶)
一般结构 两条核苷酸链 条核苷酸链
分布 主要在 中， 、 内也少量含有 主要在细胞质中
脱氧核糖
胞嘧啶
胸腺嘧啶
U
一
细胞核
线粒体
叶绿体
2.比较真核生物、原核生物及病毒的核酸类型，并完成表格。
项目 核酸 遗传物质
类型 核苷酸种类 碱基种类 类型 核苷酸种类 碱基种类
细胞生物 真核生物 DNA和RNA ___ ___ DNA 4 4
原核生物 DNA和RNA 8 5 _____ ___ ___
8
5
DNA
4
4
项目 核酸 遗传物质
类型 核苷酸种类 碱基种类 类型 核苷酸种类 碱基种类
非细胞生物(病毒) DNA病毒 DNA 4 4 ______ ___ ___
RNA病毒 RNA ___ ___ RNA 4 4
DNA
4
4
4
4
3.DNA、RNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么？请完善表格。
物质 初步水解的产物 彻底水解的产物
DNA ___________ 脱氧核糖、磷酸、4种碱基(A、T、C、G)
RNA 核糖核苷酸 ___________________________________
脱氧核苷酸
核糖、磷酸、4种碱基(A、U、C、G)
1.如图为核苷酸的模式图，下列相关说法正确的是
A.DNA与RNA的不同点只体现在②处
B.若②为核糖，则③可以是胸腺嘧啶
C.在人类免疫缺陷病毒中核苷酸共有8种
D.人体内的③有5种，②有2种
√
落实　思维方法
图中①②③分别是磷酸、五碳糖、含氮碱基，
DNA与RNA的不同点体现在②③两处，A错误；
若②为核糖，则③可以是A、U、C、G，但不
可能是T(胸腺嘧啶)，B错误；
人类免疫缺陷病毒是RNA病毒，只含有一种核酸，4种核苷酸，C错误；
人体内有2种核酸，故有2种②和5种③，D正确。
2.如图为某种核苷酸(已知图甲的右上角
部分为腺嘌呤)和某核苷酸链(图乙)示意
图，请据图回答问题：
(1)图甲中该核苷酸的名称为__________
__________，该核苷酸是构成哪一种核
酸的基本原料？______。
腺嘌呤核
糖核苷酸
RNA
根据图甲中③判断，该核苷酸的五碳糖是核糖，因此名称为腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一。
(2)请指出图甲中哪一位置上的氧去掉后便可成为合成细菌遗传物质的基本原料：_____(填序号)。
③
细菌的遗传物质是DNA，基本原料是脱氧核苷酸，应去掉③中的氧。
(3)图乙中1、2、3的中文名称分别是______、__________、_______。
磷酸
图乙中1、2、3分别为磷酸、脱氧核糖、胞嘧啶。
脱氧核糖
胞嘧啶
(4)通常由图乙中____条核苷酸链构成一个______分子。
2
图乙中含有T，为DNA分子的一条链，DNA分子一般含有两条链。
DNA
(5)在豌豆的叶肉细胞中，由A、C、T、U 4种碱基参与构成的核苷酸共有___种。
6
豌豆的叶肉细胞中含有DNA和RNA，因此A、C分别参与构成两种核苷酸，T、U各自参与构成一种核苷酸，共6种核苷酸。
生物大分子以碳链为骨架
二
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 ，这些生物大分子又称为单体的多聚体。
梳理　教材新知
单体
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.生物大分子以碳链为基本骨架的原因：每一个单体都以_____________
为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。
3.碳的重要作用： 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)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。
(2) 提供了生命活动的重要能源。
若干个相连
的碳原子构成的碳链
碳
多糖、蛋白质、核酸
糖类和脂质
(3) 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， 处在不断变化之中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行。
水和无机盐
含量和比例
特别提醒
脂肪不属于生物大分子的原因：脂肪类化合物是由甘油和脂肪酸结合而成的，而且脂肪的分子量与蛋白质、核酸、多糖相比小很多，一般不称其为生物大分子。
(1)构成生物大分子的单体在排列顺序上并不都具有多样性(　　)
√
提示　组成蛋白质的氨基酸有21种，构成任意一种核酸的单体都有4种，因此，蛋白质和核酸的单体在排列顺序上具有多样性，而淀粉的单体是葡萄糖，只有一种，因此在排列顺序上不具有多样性。
提示　由葡萄糖构成的生物大分子有淀粉、纤维素、糖原，其中淀粉、糖原是储能物质，纤维素是构成植物细胞壁的主要成分。
(2)由基本单位葡萄糖构成的生物大分子都是植物细胞壁的主要成分
(　　)
×
(3)多聚体最终水解的产物不一定是单体(　　)
√
提示　多聚体最终水解的产物不一定是单体，如核酸初步水解的产物是单体核苷酸，而彻底水解的产物是磷酸、五碳糖和含氮碱基。
任务二：辨析细胞中的有机物
1.生物大分子是由多个单体连接形成的多聚体。如图是细胞内生物大分子的合成模式图。请据图思考回答下列问题：
(1)若图中的单体是葡萄糖，则其在植物细胞中构成的生物大分子和在人体细胞中构成的生物大分子分别是什么？
探究　核心知识
提示　由单体葡萄糖构成的生物大分子是多糖，在植物细胞中的多糖是纤维素和淀粉，在人体细胞中的多糖是糖原。
(2)若图中的单体是氨基酸，决定其多聚体具有多样性的直接原因是什么？
提示　由氨基酸构成的多聚体是蛋白质，决定蛋白质具有多样性的直接原因是氨基酸的种类、数目和排列顺序不同，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。
(3)多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体，试从组成二者单体种类的角度分析，为什么核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是？
提示　构成多糖的单体没有种类的差异，形成的多聚体没有顺序性；构成核酸的单体有种类的差异，形成的多聚体有顺序性。
2.请根据元素组成判断细胞内的有机物种类。
(1)只含C、H、O→ 。
(2)除C、H、O、N外，有的还含有S→ 。
(3)只含有C、H、O、N、P→ 。
3.组成细胞的化合物，具有物种特异性的物质有哪些？
糖类、脂肪或固醇
蛋白质
磷脂或核酸等
提示　具有物种特异性的物质是蛋白质和核酸。
3.如图表示细胞内不同化学元素所组成的化合物。以下说法不正确的是
A.若图中①为某种多聚体，则①可具有信息传递的作用
B.若②分布于内脏器官周围，则②可具有缓冲和减压的
作用
C.若③为某种多聚体，则③一定是DNA
D.若④存在于昆虫的外骨骼中，则④可能是几丁质
落实　思维方法
√
若①为多聚体，且含有C、H、O、N 4种元素，
则其可能是蛋白质，可具有信息传递的作用，
A正确；
②只含有C、H、O 3种元素，且分布于内脏器官周围，则其可能是脂肪，脂肪具有缓冲和减压的作用，B正确；
若③为多聚体，且含有C、H、O、N、P 5种元素，则其可能是核酸，即③可能是DNA或RNA，C错误；
④只含有C、H、O 3种元素，且存在于昆虫的外骨骼中，则其可能是几丁质，D正确。
4.生命科学常用图示表示微观物质的结构，图1～3分别表示植物细胞中常见的三种有机物，则图1～3可分别表示
A.多肽、RNA、淀粉
B.DNA、RNA、纤维素
C.DNA、蛋白质、糖原
D.蛋白质、核酸、糖原
√
图1中，单体具有很多不同的形状，这些不同的单体只能表示21种氨基酸，因此图1可能表示蛋白质或者多肽；图2中，有4种不同的单体，因此这些单体可以表示RNA分子的4种核糖核苷酸或DNA分子的4种脱氧核苷酸；图3中只有1种单体，最可能表示由葡萄糖聚合形成的多糖，而植物细胞中的多糖只有淀粉和纤维素。综上分析，图1～3可分别表示蛋白质或多肽、RNA或DNA、淀粉或纤维素，故选A。
网络构建
课时对点练
三
题组一　核酸的种类及其分布
1.(2024·眉山高一期末)“核酸”，顾名思义，就是从细胞核中提取的具有酸性的物质，下列有关核酸的叙述，正确的是
A.核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核苷酸(RNA)两大类
B.真核细胞的DNA只分布在细胞核中，RNA只分布在细胞质中
C.具有细胞结构的生物才含有核酸
D.线粒体、叶绿体中也含有DNA
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根据五碳糖不同，核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两大类，A错误；
真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体中也含有少量DNA，RNA主要分布在细胞质中，B错误，D正确；
没有细胞结构的病毒也含有核酸，C错误。
2.下列有关核酸分布的叙述，正确的是
A.SARS病毒中的RNA主要分布在细胞质中
B.真核细胞的DNA和RNA全部分布在细胞核中
C.原核细胞的DNA主要存在于细胞核中
D.人体细胞中的RNA主要分布在细胞质中
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题组二　核酸是由核苷酸连接而成的长链
3.下列各图能正确表示核苷酸结构的是
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4.有关下列概念图的叙述，不正确的是
A.①表示含氮碱基
B.②表示核糖
C.④表示脱氧核苷酸
D.组成DNA的元素有5种
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图示概念图表示了DNA的结构层次，DNA的单体是脱氧核苷酸，每一分子脱氧核苷酸都由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，所以①表示含氮碱基，②表示脱氧核糖，④表示脱氧核苷酸，组成DNA的元素有C、H、O、N、P，共5种。
5.如图为DNA和RNA化学成分的比较概念图，图中阴影部分表示
A.脱氧核糖、鸟嘌呤、腺嘌呤、磷酸
B.胸腺嘧啶、腺嘌呤、磷酸
C.核糖、脱氧核糖、磷酸
D.胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤、磷酸
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分析题图可知，阴影部分是DNA和RNA共同含有的，
DNA中含有的是脱氧核糖，RNA中含有的是核糖，A、
C错误；
胸腺嘧啶是DNA特有的碱基，B错误；
胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤和磷酸是DNA和RNA共同含有的，D正确。
6.DNA指纹技术在案件侦破工作中有着重要作用，从案发现场提取DNA样品，可为案件侦破提供证据，其中的生物学原理是
A.不同人体内的DNA所含的碱基种类不同
B.不同人体内的DNA所含的五碳糖和磷酸不同
C.不同人体内的DNA的空间结构不同
D.不同人体内的DNA所含的脱氧核苷酸排列顺序不同
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不同人体内的DNA所含的碱基种类相同，都是A、T、C、G，A不符合题意；
不同人体内的DNA所含的五碳糖(脱氧核糖)和磷酸相同，B不符合题意；
DNA的空间结构相同，C不符合题意；
DNA指纹技术根据人与人之间的遗传信息不同，遗传信息储存在DNA分子中，不同个体的DNA的脱氧核苷酸排列顺序不同，D符合题意。
题组三　生物大分子以碳链为骨架
7.下列关于生物大分子的叙述，不正确的是
A.生物大分子的主要功能是为细胞提供能量
B.核酸是储存遗传信息、控制蛋白质合成的生物大分子
C.淀粉、糖原、纤维素都是生物大分子
D.多糖、蛋白质等生物大分子体现了“碳是生命的核心元素”
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生物大分子包括多糖、蛋白质和核酸等，细胞内的糖类是重要的能源物质，A错误；
多糖、蛋白质等生物大分子都以碳链为基本骨架，体现了“碳是生命的核心元素”，D正确。
8.0～9，10个数字可以有若干不同位数的组合；a～z,26个字母可以构成若干不同的单词；相似地，以碳链为基本骨架的小分子单体也能构成许多不同的多聚体，模式图如下。下列有关说法正确的是
A.若图中S1、S2、S3、S4……为同一种单体，
则该多聚体可以表示淀粉
B.多聚体多糖的单体都是葡萄糖
C.若图中单体表示氨基酸，则形成此长链时所有氨基和羧基都参与脱水缩合
D.若图中多聚体为DNA，构成其的脱氧核糖的组成元素为C、H、O、N、P
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淀粉为生物大分子，其单体均为葡萄糖，
可用题图表示，A正确；
多聚体多糖的单体是单糖，而并非都是葡萄糖，如几丁质的单体不是葡萄糖，B错误；
若图中单体表示氨基酸，则该长链为多肽链，其一端为游离的氨基，另一端为游离的羧基，且单体R基中所含有的氨基和羧基一般不参与脱水缩合，C错误；
若图中多聚体为DNA，构成其的脱氧核糖的组成元素为C、H、O，D错误。
9.(2024·清远高一期末)硒代半胱氨酸的化学式为C3H7NO2Se，在人体中硒含量很少，合成硒代半胱氨酸的原料需不断从食物中获取。下列说法错误的是
A.硒代半胱氨酸是必需氨基酸，该氨基酸的R基
为—CH3Se
B.硒代半胱氨酸中有一个氨基和一个羧基，氨基
酸的基本性质与其R基有关
C.硒代半胱氨酸在肽链中的位置改变时，相应蛋白质的功能可能发生变化
D.两个硒代半胱氨酸分子脱水缩合过程产生的H2O中的氧只来源于羧基
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图示为核糖核苷酸的结构图，是RNA(核糖核
酸)的基本组成单位，主要分布在细胞质中，
人体内含有RNA，因此人体内该物质有4种，
A错误，C正确；
该物质含有C、H、O、N、P五种元素，B错误；
该物质是核糖核苷酸，不含有碱基T，D错误。
10.核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子，为生命的最基本物质之一，如图为某核苷酸链片段的示意图，下列相关叙述错误的是
A.图示化合物的元素组成共有5种
B.图中化合物含胞嘧啶核糖核苷酸
C.图示化合物的核苷酸序列中储存着遗传信息
D.图示化合物在细胞核和细胞质中均能找到
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图中含有胸腺嘧啶(T)，说明这是脱氧核糖核苷酸链，应含有胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，B错误。
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11.(2024·襄阳高一期末)如图是生物体内核苷酸的结构模式图，下列相关叙述正确的是
A.若a为核糖，则m有4种，分别是A、T、G、C
B.在HIV中可以检测到2种a、5种m、8种b
C.构成人体的遗传物质共有8种b、2种a、5种m
D.若m为鸟嘌呤，则b的名称是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸
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若a为核糖，则b为核糖核苷酸，m有4种，分别是
A、U、G、C，A错误；
HIV只含RNA一种核酸，所以在HIV中可以检测
到1种a、4种m、4种b，B错误；
人体内既有DNA又有RNA，但遗传物质是DNA，因此构成人体的遗传物质共有4种b、1种a、4种m，C错误；
若m为鸟嘌呤，但由于a不确定是哪一种五碳糖，因此b的名称是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸，D正确。
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12.鲤鱼春季病毒血症病是一种由弹状病毒引起的常在鲤科鱼类中流行的疾病。该病毒外包一层囊膜，内含一条单链RNA。下列相关叙述不合理的是
A.该弹状病毒的组成元素一定含有C、H、O、N、P
B.该弹状病毒的RNA初步水解产物有4种核糖核苷酸
C.鲤科鱼类的遗传物质与该弹状病毒的遗传物质相同
D.该弹状病毒的遗传物质彻底水解可得到6种水解产物
√
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据题意可知，该病毒含有RNA，RNA的元素组成是C、H、O、N、P，A合理；
鲤科鱼类的遗传物质是DNA，该弹状病毒的遗传物质是RNA，C不合理；
该弹状病毒的遗传物质彻底水解可得到磷酸、核糖和4种碱基(A、U、C、G)，共6种水解产物，D合理。
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13.下列关于生物遗传物质的叙述，正确的是
A.只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质
B.分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同
C.有细胞结构的生物以DNA为遗传物质，病毒以RNA为遗传物质
D.大肠杆菌体内既有DNA又有RNA，但以DNA作为遗传物质
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病毒没有细胞结构，但病毒的核酸也是携带遗传信息的物质，A错误；
核酸分子中的碱基排列顺序储存着生物的遗传信息，所以分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息不一定相同，B错误；
有细胞结构的生物以DNA为遗传物质，病毒以DNA或RNA为遗传物质，C错误。
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14.如图表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系，其中A、B代表元素，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是生物大分子，图中X、Y、Z、P分别为构成生物大分子的基本单位。请回答下列问题：
(1)图中A、B分别代表的元素是___、
___，Ⅱ的中文名称是_____________，
Z的名称是___________。
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P
N
脱氧核糖核酸
核糖核苷酸
Ⅱ主要分布在细胞核中，表示
DNA，中文名称是脱氧核糖核
酸，组成元素为C、H、O、N、
P，则图中A代表的元素是P；Ⅳ
是生命活动的主要承担者，表示蛋白质，基本单位P是氨基酸，组成元素至少为C、H、O、N，则图中B代表的元素是N；Z是组成RNA的基本单位核糖核苷酸。
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通式为_____________，Ⅳ具有多样性的直接原因除与P的____________
_________有关，还与_______________________________________有关。
(2)构成生物大分子的单体X、Y、Z、P中不具多样性的有___；P的结构
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X
种类、数目、
排列顺序
肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构
图中X代表葡萄糖，没有多样
性，Y和Z各有4种，P是氨基
酸，有21种，结构通式见答案，
都具有多样性；蛋白质的多样
性与氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构有关。
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(3)Ⅴ是由______和脂肪酸发生反应形成的，适合作为储能物质的原因是______原子含量较少，_______原子含量较多；相同质量的Ⅴ比Ⅰ所含的能量___。
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甘油
O(氧)
H(氢)
多
Ⅴ是脂肪，是由甘油和脂肪酸形成的，由于含氧原子比例较低，氢原子比例较高，所以适合作为储能物质，相同质量的脂肪所含的能量比糖类多。
15.埃博拉病毒能引发人患急性出血性传染病，现欲探究埃博拉病毒的核酸是DNA还是RNA。请完成下列实验设计：
材料用具：显微注射器，埃博拉病毒的核酸提取液，活鸡胚，DNA水解酶，RNA水解酶。
主要实验步骤：
步骤1：培养、分离并提取埃博拉病毒核酸，并将核酸提取液分成相同的三组，A组不作处理，B组加入一定量的DNA水解酶，C组____________
__________。
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步骤2：取等量的活鸡胚分成A、B、C三组，用显微注射技术向A组注射埃博拉病毒的核酸提取液，再分别向B、C两组活鸡胚中注射有关物质。
步骤3：分别从培养后的活鸡胚中抽取出样品，检测是否产生埃博拉病毒。
试回答下列问题：
(1)实验中使用活鸡胚培养病毒的原因是________________________。步骤1中C组的操作是_______________________。
(2)步骤2中，A组处理起_____________作用。
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病毒只能寄生在活细胞中
加入等量的 RNA水解酶
对照(或对比)
(3)若B组样品检测有埃博拉病毒产生，则说明该病毒的遗传物质是______，同时实验的C组______(填“有”或“没有”)埃博拉病毒产生。反之，则病毒的遗传物质是______。
(4)有关埃博拉病毒遗传物质除可用上述实验鉴定，还可以直接对病毒的核酸进行检测，可以测定病毒中含氮碱基的种类，若病毒中出现大量的________(填碱基种类)，则说明其遗传物质是RNA。
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RNA
没有
DNA
尿嘧啶第5节　核酸是遗传信息的携带者
[学习目标]　1.通过对核酸的结构和功能的学习，形成结构和功能观。2.通过DNA和RNA的比较，形成比较与分类的科学思维方法。3.通过分析核酸的多聚体的连接模式图，强化模型构建与解读能力。4.基于生物大分子以碳链作为基本骨架，能够从结构与功能相适应的视角，解释细胞由多种有机分子组成，这些分子是执行各项生命活动的物质基础。5.关注DNA指纹技术在亲子鉴定和刑事侦查中的应用。
一、核酸的种类、分布及其组成
1．种类：一类是脱氧核糖核酸，简称________；另一类是__________，简称RNA。
2．分布：真核细胞的DNA主要分布在______中，____________内也含有少量的DNA。RNA主要分布在________中。
3．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
a．脱氧核苷酸：构成________的基本单位。
b．核糖核苷酸：构成________的基本单位。
(2)DNA和RNA的区别
①分子组成的不同
a．DNA的五碳糖是__________，而RNA特有的则是核糖。
b．DNA特有的碱基是___________________________________________________，而RNA特有的则是__________。
②分子结构的不同
DNA是由____________连接而成的长链，一般由____条链构成，RNA则是由__________连接而成的长链，一般由____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____________中，而且每个个体的________________________各有特点(特异性)。
(4)核酸的多样性及功能
①多样性的原因：核苷酸________不同和______________多样。
②功能
a．核酸是细胞内携带____________的物质。
b．核酸在生物体的____________和____________________中具有极其重要的作用。
判断正误
(1)真核细胞的RNA只分布在细胞质中(　　)
(2)真、原核细胞内均有两种核酸(　　)
(3)核酸分子中，五碳糖∶磷酸∶含氮碱基＝1∶1∶1(　　)
(4)构成DNA的脱氧核苷酸有4种，构成RNA的核糖核苷酸有4种(　　)
(5)DNA中遗传信息的多样性主要取决于脱氧核苷酸的种类(　　)
任务一：整理归纳核酸的结构、分布和水解产物
1．整理归纳核酸的结构层次、分布。
1．整理归纳核酸的结构层次、分布。
比较项目 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA)
组成元素 C、H、O、N、P
基本单位 名称 __________(4种) 核糖核苷酸(4种)
结构图
组成 无机酸 磷酸
五碳糖 核糖
含氮碱基 A(腺嘌呤)、C(__________)、G(鸟嘌呤)
T(__________) __________(尿嘧啶)
一般结构 两条核苷酸链 一条核苷酸链
分布 主要在__________中，__________、__________内也少量含有 主要在细胞质中
2.比较真核生物、原核生物及病毒的核酸类型，并完成表格。
项目 核酸 遗传物质
类型 核苷酸种类 碱基种类 类型 核苷酸种类 碱基种类
细胞生物 真核生物 DNA和RNA DNA 4 4
原核生物 DNA和RNA 8 5
非细胞生物(病毒) DNA病毒 DNA 4 4
RNA病毒 RNA RNA 4 4
3.DNA、RNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么？请完善表格。
物质 初步水解的产物 彻底水解的产物
DNA 脱氧核糖、磷酸、4种碱基(A、T、C、G)
RNA 核糖核苷酸
1．如图为核苷酸的模式图，下列相关说法正确的是(　　)
A．DNA与RNA的不同点只体现在②处
B．若②为核糖，则③可以是胸腺嘧啶
C．在人类免疫缺陷病毒中核苷酸共有8种
D．人体内的③有5种，②有2种
2．如图为某种核苷酸(已知图甲的右上角部分为腺嘌呤)和某核苷酸链(图乙)示意图，请据图回答问题：
(1)图甲中该核苷酸的名称为______________，该核苷酸是构成哪一种核酸的基本原料？________________________________________________________________________。
(2)请指出图甲中哪一位置上的氧去掉后便可成为合成细菌遗传物质的基本原料：________(填序号)。
(3)图乙中1、2、3的中文名称分别是________、________、________。
(4)通常由图乙中________条核苷酸链构成一个________分子。
(5)在豌豆的叶肉细胞中，由A、C、T、U 4种碱基参与构成的核苷酸共有________种。
二、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__________，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.生物大分子以碳链为基本骨架的原因：每一个单体都以______________________________为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。
3．碳的重要作用：__________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)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。
(2)__________提供了生命活动的重要能源。
(3)__________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，__________处在不断变化之中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行。
特别提醒　脂肪不属于生物大分子的原因：脂肪类化合物是由甘油和脂肪酸结合而成的，而且脂肪的分子量与蛋白质、核酸、多糖相比小很多，一般不称其为生物大分子。
判断正误
(1)构成生物大分子的单体在排列顺序上并不都具有多样性(　　)
(2)由基本单位葡萄糖构成的生物大分子都是植物细胞壁的主要成分(　　)
(3)多聚体最终水解的产物不一定是单体(　　)
任务二：辨析细胞中的有机物
1．生物大分子是由多个单体连接形成的多聚体。如图是细胞内生物大分子的合成模式图。请据图思考回答下列问题：
(1)若图中的单体是葡萄糖，则其在植物细胞中构成的生物大分子和在人体细胞中构成的生物大分子分别是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)若图中的单体是氨基酸，决定其多聚体具有多样性的直接原因是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体，试从组成二者单体种类的角度分析，为什么核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2．请根据元素组成判断细胞内的有机物种类。
(1)只含C、H、O→________________。
(2)除C、H、O、N外，有的还含有S→________________。
(3)只含有C、H、O、N、P→________________。
3．组成细胞的化合物，具有物种特异性的物质有哪些？
________________________________________________________________________
3．如图表示细胞内不同化学元素所组成的化合物。以下说法不正确的是(　　)
A．若图中①为某种多聚体，则①可具有信息传递的作用
B．若②分布于内脏器官周围，则②可具有缓冲和减压的作用
C．若③为某种多聚体，则③一定是DNA
D．若④存在于昆虫的外骨骼中，则④可能是几丁质
4．生命科学常用图示表示微观物质的结构，图1～3分别表示植物细胞中常见的三种有机物，则图1～3可分别表示(　　)
A．多肽、RNA、淀粉
B．DNA、RNA、纤维素
C．DNA、蛋白质、糖原
D．蛋白质、核酸、糖原
答案精析
一、梳理教材新知
1．DNA　核糖核酸
2．细胞核　线粒体、叶绿体　细胞质
3．(1)①磷酸　含氮的碱基　②五碳糖　核糖核苷酸　a．DNA　磷酸　脱氧核糖　A、T、C、G　b．RNA　磷酸　核糖　A、U、G、C　(2)①a.脱氧核糖　b．胸腺嘧啶(T)　尿嘧啶(U)　②脱氧核苷酸　两　核糖核苷酸　一　(3)DNA分子　DNA的脱氧核苷酸序列　(4)①数目　排列顺序　②a.遗传信息　b．遗传、变异　蛋白质的生物合成
判断正误
(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)×
提示　(1)真核细胞的细胞核中也含有RNA。(5)DNA中遗传信息的多样性主要取决于脱氧核苷酸的数量和排列顺序。
探究核心知识
1．脱氧核苷酸　脱氧核糖　胞嘧啶　胸腺嘧啶　U　一　细胞核　线粒体　叶绿体
2．8　5　DNA　4　4　DNA　4　4　4　4
3．脱氧核苷酸　核糖、磷酸、4种碱基(A、U、C、G)
落实思维方法
1．D　[图中①②③分别是磷酸、五碳糖、含氮碱基，DNA与RNA的不同点体现在②③两处，A错误；若②为核糖，则③可以是A、U、C、G，但不可能是T(胸腺嘧啶)，B错误；人类免疫缺陷病毒是RNA病毒，只含有一种核酸，4种核苷酸，C错误；人体内有2种核酸，故有2种②和5种③，D正确。]
2．(1)腺嘌呤核糖核苷酸　RNA　(2)③　(3)磷酸　脱氧核糖　胞嘧啶　(4)2　DNA　(5)6
解析　(1)根据图甲中③判断，该核苷酸的五碳糖是核糖，因此名称为腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一。(2)细菌的遗传物质是DNA，基本原料是脱氧核苷酸，应去掉③中的氧。(3)图乙中1、2、3分别为磷酸、脱氧核糖、胞嘧啶。(4)图乙中含有T，为DNA分子的一条链，DNA分子一般含有两条链。(5)豌豆的叶肉细胞中含有DNA和RNA，因此A、C分别参与构成两种核苷酸，T、U各自参与构成一种核苷酸，共6种核苷酸。
二、梳理教材新知
1．单体
2．若干个相连的碳原子构成的碳链
3．碳
4．(1)多糖、蛋白质、核酸　(2)糖类和脂质　(3)水和无机盐　(4)含量和比例
判断正误
(1)√　(2)×　(3)√
提示　(1)组成蛋白质的氨基酸有21种，构成任意一种核酸的单体都有4种，因此，蛋白质和核酸的单体在排列顺序上具有多样性，而淀粉的单体是葡萄糖，只有一种，因此在排列顺序上不具有多样性。(2)由葡萄糖构成的生物大分子有淀粉、纤维素、糖原，其中淀粉、糖原是储能物质，纤维素是构成植物细胞壁的主要成分。(3)多聚体最终水解的产物不一定是单体，如核酸初步水解的产物是单体核苷酸，而彻底水解的产物是磷酸、五碳糖和含氮碱基。
探究核心知识
1．(1)由单体葡萄糖构成的生物大分子是多糖，在植物细胞中的多糖是纤维素和淀粉，在人体细胞中的多糖是糖原。
(2)由氨基酸构成的多聚体是蛋白质，决定蛋白质具有多样性的直接原因是氨基酸的种类、数目和排列顺序不同，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。
(3)构成多糖的单体没有种类的差异，形成的多聚体没有顺序性；构成核酸的单体有种类的差异，形成的多聚体有顺序性。
2．(1)糖类、脂肪或固醇　(2)蛋白质　(3)磷脂或核酸等
3．具有物种特异性的物质是蛋白质和核酸。
落实思维方法
3．C　[若①为多聚体，且含有C、H、O、N 4种元素，则其可能是蛋白质，可具有信息传递的作用，A正确；②只含有C、H、O 3种元素，且分布于内脏器官周围，则其可能是脂肪，脂肪具有缓冲和减压的作用，B正确；若③为多聚体，且含有C、H、O、N、P 5种元素，则其可能是核酸，即③可能是DNA或RNA，C错误；④只含有C、H、O 3种元素，且存在于昆虫的外骨骼中，则其可能是几丁质，D正确。]
4．A作业8　核酸是遗传信息的携带者
(分值：100分)
第1～12题，每题5分；第13题6分，共66分。
题组一　核酸的种类及其分布
1．(2024·眉山高一期末)“核酸”，顾名思义，就是从细胞核中提取的具有酸性的物质，下列有关核酸的叙述，正确的是(　　)
A．核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核苷酸(RNA)两大类
B．真核细胞的DNA只分布在细胞核中，RNA只分布在细胞质中
C．具有细胞结构的生物才含有核酸
D．线粒体、叶绿体中也含有DNA
2．下列有关核酸分布的叙述，正确的是(　　)
A．SARS病毒中的RNA主要分布在细胞质中
B．真核细胞的DNA和RNA全部分布在细胞核中
C．原核细胞的DNA主要存在于细胞核中
D．人体细胞中的RNA主要分布在细胞质中
题组二　核酸是由核苷酸连接而成的长链
3．下列各图能正确表示核苷酸结构的是(　　)
A．　　　　　　　　　　B.
C．　　　　　　　　　　D.
4．有关下列概念图的叙述，不正确的是(　　)
A．①表示含氮碱基
B．②表示核糖
C．④表示脱氧核苷酸
D．组成DNA的元素有5种
5.如图为DNA和RNA化学成分的比较概念图，图中阴影部分表示(　　)
A．脱氧核糖、鸟嘌呤、腺嘌呤、磷酸
B．胸腺嘧啶、腺嘌呤、磷酸
C．核糖、脱氧核糖、磷酸
D．胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤、磷酸
6．DNA指纹技术在案件侦破工作中有着重要作用，从案发现场提取DNA样品，可为案件侦破提供证据，其中的生物学原理是(　　)
A．不同人体内的DNA所含的碱基种类不同
B．不同人体内的DNA所含的五碳糖和磷酸不同
C．不同人体内的DNA的空间结构不同
D．不同人体内的DNA所含的脱氧核苷酸排列顺序不同
题组三　生物大分子以碳链为骨架
7．下列关于生物大分子的叙述，不正确的是(　　)
A．生物大分子的主要功能是为细胞提供能量
B．核酸是储存遗传信息、控制蛋白质合成的生物大分子
C．淀粉、糖原、纤维素都是生物大分子
D．多糖、蛋白质等生物大分子体现了“碳是生命的核心元素”
8．0～9,10个数字可以有若干不同位数的组合；a～z,26个字母可以构成若干不同的单词；相似地，以碳链为基本骨架的小分子单体也能构成许多不同的多聚体，模式图如下。下列有关说法正确的是(　　)
A．若图中S1、S2、S3、S4……为同一种单体，则该多聚体可以表示淀粉
B．多聚体多糖的单体都是葡萄糖
C．若图中单体表示氨基酸，则形成此长链时所有氨基和羧基都参与脱水缩合
D．若图中多聚体为DNA，构成其的脱氧核糖的组成元素为C、H、O、N、P
9．(2024·清远高一期末)如图表示某种大分子物质的基本单位，关于它的叙述，正确的是(　　)
A．该物质是核糖核酸，人体内有4种
B．该物质含有C、H、O、P四种元素
C．该物质聚合形成的大分子物质是RNA，主要分布在细胞质中
D．碱基A、C、G、T可以参与合成图中的物质
10.核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子，为生命的最基本物质之一，如图为某核苷酸链片段的示意图，下列相关叙述错误的是(　　)
A．图示化合物的元素组成共有5种
B．图中化合物含胞嘧啶核糖核苷酸
C．图示化合物的核苷酸序列中储存着遗传信息
D．图示化合物在细胞核和细胞质中均能找到
11．(2024·襄阳高一期末)如图是生物体内核苷酸的结构模式图，下列相关叙述正确的是(　　)
A．若a为核糖，则m有4种，分别是A、T、G、C
B．在HIV中可以检测到2种a、5种m、8种b
C．构成人体的遗传物质共有8种b、2种a、5种m
D．若m为鸟嘌呤，则b的名称是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸
12．鲤鱼春季病毒血症病是一种由弹状病毒引起的常在鲤科鱼类中流行的疾病。该病毒外包一层囊膜，内含一条单链RNA。下列相关叙述不合理的是(　　)
A．该弹状病毒的组成元素一定含有C、H、O、N、P
B．该弹状病毒的RNA初步水解产物有4种核糖核苷酸
C．鲤科鱼类的遗传物质与该弹状病毒的遗传物质相同
D．该弹状病毒的遗传物质彻底水解可得到6种水解产物
13．下列关于生物遗传物质的叙述，正确的是(　　)
A．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质
B．分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同
C．有细胞结构的生物以DNA为遗传物质，病毒以RNA为遗传物质
D．大肠杆菌体内既有DNA又有RNA，但以DNA作为遗传物质
14．(20分)如图表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系，其中A、B代表元素，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 是生物大分子，图中X、Y、Z、P分别为构成生物大分子的基本单位。请回答下列问题：
(1)(4分)图中A、B分别代表的元素是________、_________，Ⅱ的中文名称是________________________________________________________________________，
Z的名称是________________。
(2)构成生物大分子的单体X、Y、Z、P中不具多样性的有________；P的结构通式为________________________________________________________________________，
Ⅳ 具有多样性的直接原因除与P的__________________有关，还与________________________________________________有关。
(3)Ⅴ 是由________和脂肪酸发生反应形成的，适合作为储能物质的原因是________原子含量较少，________原子含量较多；相同质量的Ⅴ比Ⅰ 所含的能量________。
15．(14分)埃博拉病毒能引发人患急性出血性传染病，现欲探究埃博拉病毒的核酸是DNA还是RNA。请完成下列实验设计：
材料用具：显微注射器，埃博拉病毒的核酸提取液，活鸡胚，DNA 水解酶，RNA 水解酶。
主要实验步骤：
步骤1：培养、分离并提取埃博拉病毒核酸，并将核酸提取液分成相同的三组，A组不作处理，B 组加入一定量的DNA 水解酶，C组________________________________。
步骤2：取等量的活鸡胚分成 A、B、C三组，用显微注射技术向 A 组注射埃博拉病毒的核酸提取液，再分别向 B、C两组活鸡胚中注射有关物质。
步骤3：分别从培养后的活鸡胚中抽取出样品，检测是否产生埃博拉病毒。
试回答下列问题：
(1)实验中使用活鸡胚培养病毒的原因是____________________。步骤1中C组的操作是________________________________________________________________________
________________。
(2)步骤2中，A 组处理起________________作用。
(3)若B组样品检测有埃博拉病毒产生，则说明该病毒的遗传物质是____________，同时实验的C组__________(填“有”或“没有”)埃博拉病毒产生。反之，则病毒的遗传物质是____________。
(4)有关埃博拉病毒遗传物质除可用上述实验鉴定，还可以直接对病毒的核酸进行检测，可以测定病毒中含氮碱基的种类，若病毒中出现大量的__________________(填碱基种类)，则说明其遗传物质是RNA。
答案精析
1．D　[根据五碳糖不同，核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两大类，A错误；真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体中也含有少量DNA，RNA主要分布在细胞质中，B错误，D正确；没有细胞结构的病毒也含有核酸，C错误。]
2．D　3.B
4．B　[图示概念图表示了DNA的结构层次，DNA的单体是脱氧核苷酸，每一分子脱氧核苷酸都由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，所以①表示含氮碱基，②表示脱氧核糖，④表示脱氧核苷酸，组成DNA的元素有C、H、O、N、P，共5种。]
5．D　[分析题图可知，阴影部分是DNA和RNA共同含有的，DNA中含有的是脱氧核糖，RNA中含有的是核糖，A、C错误；胸腺嘧啶是DNA特有的碱基，B错误；胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤和磷酸是DNA和RNA共同含有的，D正确。]
6．D
7．A　[生物大分子包括多糖、蛋白质和核酸等，细胞内的糖类是重要的能源物质，A错误；多糖、蛋白质等生物大分子都以碳链为基本骨架，体现了“碳是生命的核心元素”，D正确。]
8．A
9．C　[图示为核糖核苷酸的结构图，是RNA(核糖核酸)的基本组成单位，主要分布在细胞质中，人体内含有RNA，因此人体内该物质有4种，A错误，C正确；该物质含有C、H、O、N、P五种元素，B错误；该物质是核糖核苷酸，不含有碱基T，D错误。]
10．B　[图中含有胸腺嘧啶(T)，说明这是脱氧核糖核苷酸链，应含有胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，B错误。]
11．D　[若a为核糖，则b为核糖核苷酸，m有4种，分别是A、U、G、C，A错误；HIV只含RNA一种核酸，所以在HIV中可以检测到1种a、4种m、4种b，B错误；人体内既有DNA又有RNA，但遗传物质是DNA，因此构成人体的遗传物质共有4种b、1种a、4种m，C错误；若 m为鸟嘌呤，但由于a不确定是哪一种五碳糖，因此b的名称是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸，D正确。]
12．C　[据题意可知，该病毒含有RNA，RNA的元素组成是C、H、O、N、P，A合理；鲤科鱼类的遗传物质是DNA，该弹状病毒的遗传物质是RNA，C不合理；该弹状病毒的遗传物质彻底水解可得到磷酸、核糖和4种碱基(A、U、C、G)，共6种水解产物，D合理。]
13．D　[病毒没有细胞结构，但病毒的核酸也是携带遗传信息的物质，A错误；核酸分子中的碱基排列顺序储存着生物的遗传信息，所以分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息不一定相同，B错误；有细胞结构的生物以DNA为遗传物质，病毒以DNA或RNA为遗传物质，C错误。]
14．(1)P　N　脱氧核糖核酸　核糖核苷酸　(2)X　　种类、数目、排列顺序　肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构　(3)甘油　O(氧)　H(氢)　多
15．(1)病毒只能寄生在活细胞中　加入等量的 RNA水解酶　(2)对照(或对比)　(3)RNA　没有　DNA　(4)尿嘧啶

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