第四章 生物大分子 第三节 核酸 学案（含解析）
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| 名称 | 第四章 生物大分子 第三节 核酸 学案（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 458.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-03-15 23:27:34 | ||
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文档简介
第三节 核酸
【课程标准要求】
1.了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能。
2.认识人工合成核酸的意义，体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。
一、核酸的组成
1.分类
核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)，绝大多数生物体的遗传物质是DNA。
2.组成
(1)核酸是一种生物大分子，是由许多核苷酸单体形成的聚合物。
(2)核苷酸水解得到磷酸和核苷，核苷水解得到戊糖和碱基，其中戊糖有脱氧核糖或核糖，在核酸中以环状结构的形式存在。
3.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。
4.核酸的合成与水解
【微自测】
1.下列关于核酸的说法不正确的是( )
A.核酸是一种生物大分子
B.核酸根据组成中戊糖的不同，分为DNA和RNA
C.绝大多数生物体中遗传物质是RNA
D.核酸在生物体的生长、繁殖、遗传和变异等生命现象中起着重要的作用
答案 C
解析 绝大多数生物体中遗传物质是DNA不是RNA，C项错误。
二、核酸的结构和功能
1.核酸的结构
(1)DNA的双螺旋结构特点
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。
(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。
2.核酸的生物功能
(1)基因：有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息，称为基因。
(2)生物功能
① 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。
②RNA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。
3.中国在核酸的研究中的贡献
(1)1981年，人工合成了具有生物活性的核酸分子——酵母丙氨酸转移核糖核酸。
(2)1999年，参与了人类基因组计划。
(3)2002年，完成了水稻基因组图谱的绘制。
【微自测】
2.下列叙述中，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸( )
(2)核酸是具有遗传信息的蛋白质( )
(3)DNA是生物体遗传信息的载体，蛋白质合成的模板( )
(4)RNA可以根据DNA提供的信息，控制蛋白质合成( )
(5)核酸分为DNA和RNA，是一类含磷的高分子化合物( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√
核酸的组成、结构和性质
【活动探究】
2020年中国打赢了新冠疫情防控战役，核酸检测功不可没。新冠病毒感染人体之后，首先会在呼吸道系统中进行繁殖，因此可以通过检测痰液、鼻咽拭子中的病毒核酸判断人体是否感染病毒。核酸检测阳性可以作为新型冠状病毒感染确诊的新标准。
1.试分析脱氧核糖、脱氧核苷酸、脱氧核糖核酸的区别。
提示 脱氧核糖核酸简称DNA，是分子结构复杂的有机化合物。脱氧核苷酸是脱氧核糖核酸的基本单位。脱氧核糖是戊糖，以环状结构存在于核酸中，结构为：
2.DNA初步水解和最终水解的产物是什么？
提示 DNA初步水解产物为4种脱氧核糖核苷酸，分别是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸、胞嘧啶脱氧核糖核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。彻底水解的有6种产物，脱氧核糖、磷酸、4种含氮碱基。
3.DNA分子是什么结构？分子中的脱氧核糖、碱基的位置在哪部分？
提示 双螺旋结构。脱氧核糖在双螺旋结构的外侧，碱基在内侧。
4.DNA分子中的碱基通过什么作用形成双链？碱基如何配对？
提示 通过氢键作用形成双链。A与T，G与C。
【核心归纳】
1.核酸的组成与结构
核酸
A：腺嘌呤；G：鸟嘌呤；C：胞嘧啶；U：尿嘧啶；T：胸腺嘧啶。
2.核酸的性质
(1)酸性：核酸具有酸性，故而得名。
(2)水解：
核酸核苷酸磷酸＋核苷；
核苷戊糖＋碱基。
3.核酸的类别及其比较
类别 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA)
组成差异 二者主要差异在于戊糖的不同
脱氧核糖 核糖
存在 主要存在于细胞核中 主要存在于细胞质中
生理功能 生物体遗传信息的载体，还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造新的细胞 根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成
【实践应用】
1.核酸存在于一切生物体中，也是生命的基础物质。对核酸的研究是近年来科学研究最活跃的领域。以下关于核酸的论述正确的是( )
A.核酸是核蛋白的非蛋白部分，也是由氨基酸残基组成的
B.核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类，共同对蛋白质的合成和生物遗传起重要作用
C.核酸是高分子化合物，可以进一步水解得到核苷酸，核苷酸仍然是高分子化合物
D.核酸水解产物中只含有磷酸和碱基
答案 B
解析 核酸中没有氨基酸残基，A错误；核酸水解得到的核苷酸不是高分子化合物，C错误；核酸水解产物中含有磷酸、戊糖和碱基，D错误。
2.下列有关核酸的叙述中，正确的是( )
A.除病毒外，一切生物都有核酸存在
B.核酸是由C、H、O、P、N等元素组成的小分子有机物
C.核酸是生物的遗传物质
D.组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸
答案 C
解析 一般地说，病毒由核酸和蛋白质组成，A的叙述不正确；核酸是由C、H、O、N、P等元素组成的有机高分子物质，B的叙述也不正确；核酸根据所含五碳糖的不同分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类，其中脱氧核苷酸是DNA的基本单位，D的叙述不正确。
3.DNA是生物体的重要组成物质，在它的碱基对中储存着遗传信息，与生物的生长、发育等正常生命活动以及癌变、突变等异常生命活动密切相关。下列有关DNA的说法正确的是( )
A.核酸就是DNA
B.DNA水解得到的碱基含尿嘧啶(U)
C.DNA水解的最终产物之一戊糖是二糖
D.基因的化学本质是DNA分子中能代表某一遗传性状的核苷酸系列
答案 D
解析 核酸包括DNA和RNA，所以A错误。DNA水解得到的碱基有四种，分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)。RNA才能得到尿嘧啶(U)，所以B错误。最简单的单糖是甘油醛，是丙糖，所以最简单的二糖至少是己糖，所以C错误。
核心体系建构
1.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
解析 核酸是含磷的生物高分子化合物，据组成可分为DNA和RNA，DNA大量存在于细胞核中。
2.下列说法不正确的是( )
A.DNA分子中的两链中的碱基不同
B.DNA分子中两链中的碱基通过氢键连接
C.DNA分子中的A与T数目相同
D.DNA分子与RNA分子中均含胸腺嘧啶
答案 D
解析 RNA分子中不含胸腺嘧啶，含有尿嘧啶，D项错误。
3.下列物质不能水解的是( )
A.淀粉 B.核苷酸
C.核苷 D.碱基
答案 D
4.关于核酸功能的说法中不正确的是( )
A.核酸是生物体遗传信息的载体
B.DNA分子上存在基因，决定生物体的性状
C.RNA的主要功能其中包括传递遗传信息
D.在细胞繁殖分裂过程中，发生RNA分子的复制
答案 D
解析 细胞繁殖分裂过程中，发生DNA分子的复制，D项错误。
5.下图是关于生物体细胞内部分有机化合物的概念图，据图回答下列问题：
(1)a的名称为 ，DNA 水解得到 种碱基。
(2)小麦种子中的储能物质c是 ，促进人体胃肠蠕动的物质c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 —CO—NH—
一、选择题(本题包含12个小题，每小题只有一个选项符合题意)
1.蛋白质和核酸中共有的化学元素是( )
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 组成蛋白质的化学元素有C、H、O、N，组成核酸的化学元素有C、H、O、N、P，共有的化学元素是C、H、O、N。
2.RNA水解后，得到的化学物质是( )
A.氨基酸、葡萄糖、碱基 B.氨基酸、核苷酸、葡萄糖
C.脱氧核糖、碱基、磷酸 D.核糖、碱基、磷酸
答案 D
解析 RNA是核糖核酸的简称，水解后得到的化学物质是核糖(五碳糖)、碱基、磷酸，氨基酸是蛋白质的组成单位，葡萄糖是六碳糖，DNA中含有脱氧核糖。
3.对生物体的遗传性、变异性和蛋白质的生物合成具有重要作用的物质是( )
A.氨基酸 B.葡萄糖
C.核酸 D.核苷酸
答案 C
解析 核酸是生物遗传信息的携带者，控制生物性状，而蛋白质是生命活动的承担者。
4.组成DNA的结构的基本成分是( )
①核糖 ②脱氧核糖 ③磷酸 ④腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶 ⑤胸腺嘧啶 ⑥尿嘧啶
A.①③④⑤ B.①②④⑥
C.②③④⑤ D.②③④⑥
答案 C
解析 本题考查的知识点是DNA的基本组成。DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，脱氧核糖核苷酸由一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成，含氮碱基有(A)腺嘌呤、(G)鸟嘌呤、(C)胞嘧啶、(T)胸腺嘧啶四种。
5.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
解析 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；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；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；从图中可分析，该核酸完全水解生成的酸是H3PO4，D错误；故选D。
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
解析 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；DNA大量存在于细胞核中，它是生物体遗传信息的载体、蛋白质合成的模板。
7.下列说法中，不正确的是( )
A.利用盐析可以分离提纯蛋白质
B.酶在高温或重金属盐作用下其催化效率会降低
C.DNA是生物体遗传信息的载体
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
解析 盐析不改变蛋白质的生理活性，只是使蛋白质的溶解度降低，利用多次盐析和溶解可分离提纯蛋白质；大多数酶是蛋白质，在高温或重金属盐作用下会发生变性而失去生理活性，从而使其催化效率降低；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；DNA大量存在于细胞核中，它是生物体遗传信息的载体。
8.RNA和DNA彻底水解后的产物是( )
A.核糖相同，部分碱基不同
B.碱基相同，核糖不同
C.部分碱基不同，核糖不同
D.碱基不同，核糖相同
答案 C
解析 RNA初级水解后的产物是核糖核苷酸，DNA初级水解后的产物是脱氧核糖核苷酸，RNA和DNA彻底水解后两者核糖不同，一个是核糖，一个是脱氧核糖，核糖核苷酸的碱基有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶，脱氧核糖核苷酸的碱基有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶。
9.下列物质或结构中含有糖类的是( )
①RNA ②染色体 ③脂肪 ④淀粉酶
A.①② B.③④
C.②③ D.②④
答案 A
解析 RNA分子由核糖核苷酸组成，而一分子核糖核苷酸由一分子含氮碱基、一分子核糖和一分子磷酸基团组成，因此含有糖类；染色体由DNA和蛋白质组成，DNA中含有脱氧核糖；脂肪由甘油和脂肪酸组成，淀粉酶属于蛋白质，二者均不含糖类。
10.多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子，在一定的条件下均可水解。下列相关叙述错误的是( )
A.1分子淀粉或纤维素可水解形成多个葡萄糖
B.1条多肽链可水解形成多个多种氨基酸
C.1个RNA分子可水解形成4种核糖核苷酸
D.1个双链DNA分子可水解形成2条脱氧核苷酸链
答案 D
解析 淀粉、糖原、纤维素都是由葡萄糖聚合形成的多聚体；多肽链由氨基酸脱水缩合形成；RNA初步水解产物为4种核糖核苷酸；1个双链DNA分子初步水解形成4种脱氧核苷酸。
11.核酸有两种：含核糖的是核糖核酸(RNA)，含脱氧核糖的是脱氧核糖核酸(DNA)，人类的基因组通过从细胞核里的DNA向蛋白质的合成机制发出生产蛋白质的指令运作，这些指令通过mRNA传送。核糖是合成核酸的重要原料，常见的两种核糖结构简式为
D－核糖：；
戊醛糖：CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO。下列关于核糖的叙述不正确的是( )
A.戊醛糖和D－核糖互为同分异构体
B.它们都能发生酯化反应
C.戊醛糖属于单糖
D.由戊醛糖→脱氧核糖(CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO)可看成是一个氧化过程
答案 D
解析 A项它们的分子式相同，都为C5H10O5，但结构不同，它们互为同分异构体；B项分子结构中都有羟基，能发生酯化反应；C项戊醛糖不能再水解，属单糖；D项戊醛糖(C5H10O5)→脱氧核糖(C5H10O4)少一个氧，应为还原过程。
12.核酸检测对防疫新冠肺炎意义重大。如图1是脱氧核糖核酸(DNA)的结构片段，它的碱基中胞嘧啶的结构如图2，下列说法正确的是( )
A.脱氧核糖核酸中含有的化学键都是不同原子形成的极性共价键
B.2－脱氧核糖(C5H10O4)与葡萄糖属于同系物，都能发生银镜反应
C.胞嘧啶分子式为C4H5N3O，含有的官能团是氨基和肽键
D.脱氧核糖核酸由磷酸、2－脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成
答案 D
解析 根据脱氧核糖核酸结构可知，其中含有的化学键既有不同原子形成的极性共价键，也有C原子之间形成的非极性共价键，A错误；2－脱氧核糖(C5H10O4)无醛基，不能发生银镜反应，B错误；胞嘧啶分子式为C4H5N3O，含有的官能团是肽键和碳氮双键、碳碳双键及氨基，C错误；图示为脱氧核糖核酸结构片段，由其结构判断可知脱氧核糖核酸由磷酸、2－脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成，D正确。
二、非选择题(本题共2小题)
13.DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要的用途。刑侦人员将从案发现场得到的血液、头发样品中提取的DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，就可能为案件的侦破提供证据。
(1)DNA侦破的准确率非常高，原因是绝大多数的生物遗传信息就储存在 中，而且每个个体的DNA的 各有特点。
(2)DNA是由脱氧核苷酸单体连接成的长链，是细胞内携带 的物质，它的信息容量非常大，原因是_______________________________
________________________________________________________。
(3)核酸包括 和 ，其基本组成单位分别是 和 。
答案 (1)DNA 脱氧核糖核苷酸序列
(2)遗传信息 组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有四种，但数量不限，排列顺序及其多样化
(3)DNA RNA 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸
解析 构成DNA的脱氧核糖核苷酸虽有四种，配对方式仅有两种，连接方式只有四种，但其数目却可以成千上万，最重要的是形成的碱基对的排列顺序可以千变万化，从而决定了DNA分子的多样性。例如，某DNA分子有10个碱基对，那么4种碱基的排列顺序有410种。DNA分子上脱氧核糖核苷酸排列顺序代表了遗传信息，特定的排列顺序决定了特定的遗传信息，这就是DNA分子的特异性。
14.化合物G是生命体合成核酸的必需前体物质，对机体免疫功能和修复具有重要作用。化合物G 的一种合成路线如下：
(1)化合物A中含氧官能团的名称为 和 。
(2)化合物E的分子式为C5H10O3N2，其结构简式为 ；由F→G的反应类型为 。
(3)一定条件下F可转化为H()，写出同时满足下列条件的H的一种同分异构体的结构简式： 。
①能与FeCl3溶液发生显色反应；②能与盐酸反应；③分子中只含有3种不同化学环境的氢原子。
(4)已知：①RCHO
②
请写出以原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。
答案 (1)羟基 酯基
(2) 取代反应
(3)
(4)
解析 (1)根据A的结构简式，推出含有的官能团是羟基和酯基，含氧官能团是羟基和酯基。(2)对比D和F的结构简式，以及E的分子式，D和E发生取代反应，E中氨基上的氮原子取代D中的氯原子，推出E的结构简式为：，对比F和G的结构简式，—NH2中氮原子取代F中氯原子的位置，发生的反应是取代反应。(3)①能和FeCl3发生显色反应，说明含有酚羟基，②能与盐酸反应，说明含有氨基，③只含有3种不同环境的氢原子，说明是对称结构，因此结构简式为：或。
(4)根据题目中的信息，先发生氧化反应，然后和HCN反应，再和PCl3反应，路线见答案。
【课程标准要求】
1.了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能。
2.认识人工合成核酸的意义，体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。
一、核酸的组成
1.分类
核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)，绝大多数生物体的遗传物质是DNA。
2.组成
(1)核酸是一种生物大分子，是由许多核苷酸单体形成的聚合物。
(2)核苷酸水解得到磷酸和核苷，核苷水解得到戊糖和碱基，其中戊糖有脱氧核糖或核糖，在核酸中以环状结构的形式存在。
3.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。
4.核酸的合成与水解
【微自测】
1.下列关于核酸的说法不正确的是( )
A.核酸是一种生物大分子
B.核酸根据组成中戊糖的不同，分为DNA和RNA
C.绝大多数生物体中遗传物质是RNA
D.核酸在生物体的生长、繁殖、遗传和变异等生命现象中起着重要的作用
答案 C
解析 绝大多数生物体中遗传物质是DNA不是RNA，C项错误。
二、核酸的结构和功能
1.核酸的结构
(1)DNA的双螺旋结构特点
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。
(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。
2.核酸的生物功能
(1)基因：有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息，称为基因。
(2)生物功能
① 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。
②RNA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。
3.中国在核酸的研究中的贡献
(1)1981年，人工合成了具有生物活性的核酸分子——酵母丙氨酸转移核糖核酸。
(2)1999年，参与了人类基因组计划。
(3)2002年，完成了水稻基因组图谱的绘制。
【微自测】
2.下列叙述中，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸( )
(2)核酸是具有遗传信息的蛋白质( )
(3)DNA是生物体遗传信息的载体，蛋白质合成的模板( )
(4)RNA可以根据DNA提供的信息，控制蛋白质合成( )
(5)核酸分为DNA和RNA，是一类含磷的高分子化合物( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√
核酸的组成、结构和性质
【活动探究】
2020年中国打赢了新冠疫情防控战役，核酸检测功不可没。新冠病毒感染人体之后，首先会在呼吸道系统中进行繁殖，因此可以通过检测痰液、鼻咽拭子中的病毒核酸判断人体是否感染病毒。核酸检测阳性可以作为新型冠状病毒感染确诊的新标准。
1.试分析脱氧核糖、脱氧核苷酸、脱氧核糖核酸的区别。
提示 脱氧核糖核酸简称DNA，是分子结构复杂的有机化合物。脱氧核苷酸是脱氧核糖核酸的基本单位。脱氧核糖是戊糖，以环状结构存在于核酸中，结构为：
2.DNA初步水解和最终水解的产物是什么？
提示 DNA初步水解产物为4种脱氧核糖核苷酸，分别是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸、胞嘧啶脱氧核糖核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。彻底水解的有6种产物，脱氧核糖、磷酸、4种含氮碱基。
3.DNA分子是什么结构？分子中的脱氧核糖、碱基的位置在哪部分？
提示 双螺旋结构。脱氧核糖在双螺旋结构的外侧，碱基在内侧。
4.DNA分子中的碱基通过什么作用形成双链？碱基如何配对？
提示 通过氢键作用形成双链。A与T，G与C。
【核心归纳】
1.核酸的组成与结构
核酸
A：腺嘌呤；G：鸟嘌呤；C：胞嘧啶；U：尿嘧啶；T：胸腺嘧啶。
2.核酸的性质
(1)酸性：核酸具有酸性，故而得名。
(2)水解：
核酸核苷酸磷酸＋核苷；
核苷戊糖＋碱基。
3.核酸的类别及其比较
类别 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA)
组成差异 二者主要差异在于戊糖的不同
脱氧核糖 核糖
存在 主要存在于细胞核中 主要存在于细胞质中
生理功能 生物体遗传信息的载体，还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造新的细胞 根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成
【实践应用】
1.核酸存在于一切生物体中，也是生命的基础物质。对核酸的研究是近年来科学研究最活跃的领域。以下关于核酸的论述正确的是( )
A.核酸是核蛋白的非蛋白部分，也是由氨基酸残基组成的
B.核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类，共同对蛋白质的合成和生物遗传起重要作用
C.核酸是高分子化合物，可以进一步水解得到核苷酸，核苷酸仍然是高分子化合物
D.核酸水解产物中只含有磷酸和碱基
答案 B
解析 核酸中没有氨基酸残基，A错误；核酸水解得到的核苷酸不是高分子化合物，C错误；核酸水解产物中含有磷酸、戊糖和碱基，D错误。
2.下列有关核酸的叙述中，正确的是( )
A.除病毒外，一切生物都有核酸存在
B.核酸是由C、H、O、P、N等元素组成的小分子有机物
C.核酸是生物的遗传物质
D.组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸
答案 C
解析 一般地说，病毒由核酸和蛋白质组成，A的叙述不正确；核酸是由C、H、O、N、P等元素组成的有机高分子物质，B的叙述也不正确；核酸根据所含五碳糖的不同分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类，其中脱氧核苷酸是DNA的基本单位，D的叙述不正确。
3.DNA是生物体的重要组成物质，在它的碱基对中储存着遗传信息，与生物的生长、发育等正常生命活动以及癌变、突变等异常生命活动密切相关。下列有关DNA的说法正确的是( )
A.核酸就是DNA
B.DNA水解得到的碱基含尿嘧啶(U)
C.DNA水解的最终产物之一戊糖是二糖
D.基因的化学本质是DNA分子中能代表某一遗传性状的核苷酸系列
答案 D
解析 核酸包括DNA和RNA，所以A错误。DNA水解得到的碱基有四种，分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)。RNA才能得到尿嘧啶(U)，所以B错误。最简单的单糖是甘油醛，是丙糖，所以最简单的二糖至少是己糖，所以C错误。
核心体系建构
1.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
解析 核酸是含磷的生物高分子化合物，据组成可分为DNA和RNA，DNA大量存在于细胞核中。
2.下列说法不正确的是( )
A.DNA分子中的两链中的碱基不同
B.DNA分子中两链中的碱基通过氢键连接
C.DNA分子中的A与T数目相同
D.DNA分子与RNA分子中均含胸腺嘧啶
答案 D
解析 RNA分子中不含胸腺嘧啶，含有尿嘧啶，D项错误。
3.下列物质不能水解的是( )
A.淀粉 B.核苷酸
C.核苷 D.碱基
答案 D
4.关于核酸功能的说法中不正确的是( )
A.核酸是生物体遗传信息的载体
B.DNA分子上存在基因，决定生物体的性状
C.RNA的主要功能其中包括传递遗传信息
D.在细胞繁殖分裂过程中，发生RNA分子的复制
答案 D
解析 细胞繁殖分裂过程中，发生DNA分子的复制，D项错误。
5.下图是关于生物体细胞内部分有机化合物的概念图，据图回答下列问题：
(1)a的名称为 ，DNA 水解得到 种碱基。
(2)小麦种子中的储能物质c是 ，促进人体胃肠蠕动的物质c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 —CO—NH—
一、选择题(本题包含12个小题，每小题只有一个选项符合题意)
1.蛋白质和核酸中共有的化学元素是( )
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 组成蛋白质的化学元素有C、H、O、N，组成核酸的化学元素有C、H、O、N、P，共有的化学元素是C、H、O、N。
2.RNA水解后，得到的化学物质是( )
A.氨基酸、葡萄糖、碱基 B.氨基酸、核苷酸、葡萄糖
C.脱氧核糖、碱基、磷酸 D.核糖、碱基、磷酸
答案 D
解析 RNA是核糖核酸的简称，水解后得到的化学物质是核糖(五碳糖)、碱基、磷酸，氨基酸是蛋白质的组成单位，葡萄糖是六碳糖，DNA中含有脱氧核糖。
3.对生物体的遗传性、变异性和蛋白质的生物合成具有重要作用的物质是( )
A.氨基酸 B.葡萄糖
C.核酸 D.核苷酸
答案 C
解析 核酸是生物遗传信息的携带者，控制生物性状，而蛋白质是生命活动的承担者。
4.组成DNA的结构的基本成分是( )
①核糖 ②脱氧核糖 ③磷酸 ④腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶 ⑤胸腺嘧啶 ⑥尿嘧啶
A.①③④⑤ B.①②④⑥
C.②③④⑤ D.②③④⑥
答案 C
解析 本题考查的知识点是DNA的基本组成。DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，脱氧核糖核苷酸由一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成，含氮碱基有(A)腺嘌呤、(G)鸟嘌呤、(C)胞嘧啶、(T)胸腺嘧啶四种。
5.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
解析 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；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；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；从图中可分析，该核酸完全水解生成的酸是H3PO4，D错误；故选D。
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
解析 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；DNA大量存在于细胞核中，它是生物体遗传信息的载体、蛋白质合成的模板。
7.下列说法中，不正确的是( )
A.利用盐析可以分离提纯蛋白质
B.酶在高温或重金属盐作用下其催化效率会降低
C.DNA是生物体遗传信息的载体
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
解析 盐析不改变蛋白质的生理活性，只是使蛋白质的溶解度降低，利用多次盐析和溶解可分离提纯蛋白质；大多数酶是蛋白质，在高温或重金属盐作用下会发生变性而失去生理活性，从而使其催化效率降低；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；DNA大量存在于细胞核中，它是生物体遗传信息的载体。
8.RNA和DNA彻底水解后的产物是( )
A.核糖相同，部分碱基不同
B.碱基相同，核糖不同
C.部分碱基不同，核糖不同
D.碱基不同，核糖相同
答案 C
解析 RNA初级水解后的产物是核糖核苷酸，DNA初级水解后的产物是脱氧核糖核苷酸，RNA和DNA彻底水解后两者核糖不同，一个是核糖，一个是脱氧核糖，核糖核苷酸的碱基有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶，脱氧核糖核苷酸的碱基有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶。
9.下列物质或结构中含有糖类的是( )
①RNA ②染色体 ③脂肪 ④淀粉酶
A.①② B.③④
C.②③ D.②④
答案 A
解析 RNA分子由核糖核苷酸组成，而一分子核糖核苷酸由一分子含氮碱基、一分子核糖和一分子磷酸基团组成，因此含有糖类；染色体由DNA和蛋白质组成，DNA中含有脱氧核糖；脂肪由甘油和脂肪酸组成，淀粉酶属于蛋白质，二者均不含糖类。
10.多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子，在一定的条件下均可水解。下列相关叙述错误的是( )
A.1分子淀粉或纤维素可水解形成多个葡萄糖
B.1条多肽链可水解形成多个多种氨基酸
C.1个RNA分子可水解形成4种核糖核苷酸
D.1个双链DNA分子可水解形成2条脱氧核苷酸链
答案 D
解析 淀粉、糖原、纤维素都是由葡萄糖聚合形成的多聚体；多肽链由氨基酸脱水缩合形成；RNA初步水解产物为4种核糖核苷酸；1个双链DNA分子初步水解形成4种脱氧核苷酸。
11.核酸有两种：含核糖的是核糖核酸(RNA)，含脱氧核糖的是脱氧核糖核酸(DNA)，人类的基因组通过从细胞核里的DNA向蛋白质的合成机制发出生产蛋白质的指令运作，这些指令通过mRNA传送。核糖是合成核酸的重要原料，常见的两种核糖结构简式为
D－核糖：；
戊醛糖：CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO。下列关于核糖的叙述不正确的是( )
A.戊醛糖和D－核糖互为同分异构体
B.它们都能发生酯化反应
C.戊醛糖属于单糖
D.由戊醛糖→脱氧核糖(CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO)可看成是一个氧化过程
答案 D
解析 A项它们的分子式相同，都为C5H10O5，但结构不同，它们互为同分异构体；B项分子结构中都有羟基，能发生酯化反应；C项戊醛糖不能再水解，属单糖；D项戊醛糖(C5H10O5)→脱氧核糖(C5H10O4)少一个氧，应为还原过程。
12.核酸检测对防疫新冠肺炎意义重大。如图1是脱氧核糖核酸(DNA)的结构片段，它的碱基中胞嘧啶的结构如图2，下列说法正确的是( )
A.脱氧核糖核酸中含有的化学键都是不同原子形成的极性共价键
B.2－脱氧核糖(C5H10O4)与葡萄糖属于同系物，都能发生银镜反应
C.胞嘧啶分子式为C4H5N3O，含有的官能团是氨基和肽键
D.脱氧核糖核酸由磷酸、2－脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成
答案 D
解析 根据脱氧核糖核酸结构可知，其中含有的化学键既有不同原子形成的极性共价键，也有C原子之间形成的非极性共价键，A错误；2－脱氧核糖(C5H10O4)无醛基，不能发生银镜反应，B错误；胞嘧啶分子式为C4H5N3O，含有的官能团是肽键和碳氮双键、碳碳双键及氨基，C错误；图示为脱氧核糖核酸结构片段，由其结构判断可知脱氧核糖核酸由磷酸、2－脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成，D正确。
二、非选择题(本题共2小题)
13.DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要的用途。刑侦人员将从案发现场得到的血液、头发样品中提取的DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，就可能为案件的侦破提供证据。
(1)DNA侦破的准确率非常高，原因是绝大多数的生物遗传信息就储存在 中，而且每个个体的DNA的 各有特点。
(2)DNA是由脱氧核苷酸单体连接成的长链，是细胞内携带 的物质，它的信息容量非常大，原因是_______________________________
________________________________________________________。
(3)核酸包括 和 ，其基本组成单位分别是 和 。
答案 (1)DNA 脱氧核糖核苷酸序列
(2)遗传信息 组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有四种，但数量不限，排列顺序及其多样化
(3)DNA RNA 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸
解析 构成DNA的脱氧核糖核苷酸虽有四种，配对方式仅有两种，连接方式只有四种，但其数目却可以成千上万，最重要的是形成的碱基对的排列顺序可以千变万化，从而决定了DNA分子的多样性。例如，某DNA分子有10个碱基对，那么4种碱基的排列顺序有410种。DNA分子上脱氧核糖核苷酸排列顺序代表了遗传信息，特定的排列顺序决定了特定的遗传信息，这就是DNA分子的特异性。
14.化合物G是生命体合成核酸的必需前体物质，对机体免疫功能和修复具有重要作用。化合物G 的一种合成路线如下：
(1)化合物A中含氧官能团的名称为 和 。
(2)化合物E的分子式为C5H10O3N2，其结构简式为 ；由F→G的反应类型为 。
(3)一定条件下F可转化为H()，写出同时满足下列条件的H的一种同分异构体的结构简式： 。
①能与FeCl3溶液发生显色反应；②能与盐酸反应；③分子中只含有3种不同化学环境的氢原子。
(4)已知：①RCHO
②
请写出以原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。
答案 (1)羟基 酯基
(2) 取代反应
(3)
(4)
解析 (1)根据A的结构简式，推出含有的官能团是羟基和酯基，含氧官能团是羟基和酯基。(2)对比D和F的结构简式，以及E的分子式，D和E发生取代反应，E中氨基上的氮原子取代D中的氯原子，推出E的结构简式为：，对比F和G的结构简式，—NH2中氮原子取代F中氯原子的位置，发生的反应是取代反应。(3)①能和FeCl3发生显色反应，说明含有酚羟基，②能与盐酸反应，说明含有氨基，③只含有3种不同环境的氢原子，说明是对称结构，因此结构简式为：或。
(4)根据题目中的信息，先发生氧化反应，然后和HCN反应，再和PCl3反应，路线见答案。