2.5 核酸是遗传信息的携带者
基础知识过关
1. 核酸分类：脱氧核糖核酸(简称 DNA)、核糖核酸(简 称 RNA)。
2.核酸的分布：
（1）真核细胞：DNA主要分布在细胞核中，少数分布在线粒体和叶绿体中；RNA主要分布在细胞质中。
（2）原核细胞：DNA主要位于拟核中，细胞质中也有小型环状DNA分子（质粒）
（3）病毒：病毒无细胞结构，一种病毒只含有一种核酸（DNA或RNA）
3．基本组成单位---核苷酸
一个核苷酸由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成，结构简式如右图所示。
(1)五碳糖：核糖、脱氧核糖。
(2)含氮碱基：A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)、T（胸腺嘧啶）、U(尿嘧啶)。
(3)分类：根据五碳糖的不同，可将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸)和核糖核苷酸，分别构成脱氧核糖核酸和核糖核酸两类生物大分子。
脱氧(核糖)核苷酸分为4种：腺(鸟)嘌呤脱氧核苷酸， 胞(胸腺)嘧啶脱氧核苷酸。
核糖核苷酸分为4种：腺(鸟)嘌呤核糖核苷酸，胞(尿) 嘧啶核糖核苷酸。
4.核酸的形成过程：
核酸的结构层次：元素 C、H、O、N、P→核苷酸 → 磷酸二酯键连接形成核苷酸链 → 2 条(1 条)核苷酸链构成 DNA(RNA)。
5.DNA 和 RNA 的比较：两者共有磷酸、A、G、C； DNA 特有脱氧核糖和 T，RNA 特有核糖和 U。
6. DNA初步水解产物是4种脱氧核糖核苷酸，RNA初步水解产物是4种核糖核苷酸 。
DNA彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖、4种碱基，RNA彻底水解产物是磷酸、核糖、4种碱基。
7.核酸的功能：
(1)核酸是细胞内携带遗传信息(储存在核苷酸的排列顺序中)的物质。
(2)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。
8.生物体内的核酸、核苷酸和碱基种类 ：
生物类别 举例 核酸 遗传物质 含氮碱基
原核生物和真核生物 细菌、人等 含有DNA和RNA DNA 5种（A、T、C、G、T、U）
病 毒 DNA病毒 T2噬菌体 只含有DNA DNA 4种（A、T、C、G、T）
RNA病毒 SARS病毒、新冠病毒 只含有RNA RNA 4种（A、T、C、G、U）
9.糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子，都是由许多基本的组成单位连接而成的，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。
10.单体和多聚体的对应关系如下表所示
单体(基本单位) 多聚体(生物大分子)
葡萄糖 多糖(淀粉、糖原、纤维素)
氨基酸 蛋白质
核苷酸 核酸(DNA和RNA)
11.碳为生命核心元素的原因：
氨基酸、核苷酸、葡萄糖等单体都是以碳链为骨架形成的，单体连接成多聚体，多聚体参与细胞和生物体的形成以及生命活动的进行，故将碳元素称为生命的核心元素。
知识辨析：
1．人体内碱基有5种。( √ )
2．核酸只存在于具有细胞结构的生物中。( × )
3．DNA与RNA在核苷酸上的不同点只在碱基方面不同。( × )
4．核酸是一切生物的遗传物质，仅存在于细胞核中。( × )
5．DNA和RNA的基本组成单位都是核苷酸。( √ )
6．细胞中包括蛋白质、核酸在内的有机物都能为细胞的生命活动提供能量。( × )
7．多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子。( √ )
8．组成DNA和RNA的单体不同。( √ )
核心点一 核酸是由核苷酸连接而成的长链
1．(2022·陕西西安高一检测)下图是核苷酸的基本组成单位，下列叙述正确的是( )
A．若m为鸟嘌呤，则b一定是构成RNA的单体
B．若m为胸腺嘧啶，则a一定为脱氧核糖
C．若m为尿嘧啶，则RNA中不含有化合物b
D．若m为腺嘌呤，则b为腺嘌呤核糖核苷酸
解析：选B。若m为鸟嘌呤，其既能与核糖相连构成核糖核苷酸，作为RNA的基本组成单位之一，又能与脱氧核糖相连构成脱氧核苷酸，作为DNA的基本组成单位之一，A错误；胸腺嘧啶是DNA特有的碱基，只能与脱氧核糖相连，作为DNA的基本组成单位之一，B正确；若m为尿嘧啶，则只能与核糖相连构成核糖核苷酸，作为RNA的基本组成单位之一，C错误；若m为腺嘌呤，其既可以与核糖相连也可以与脱氧核糖相连，则b为腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脱氧核苷酸，D错误。
2．(2022·黑龙江齐齐哈尔高一月考)下列关于T2噬菌体、乳酸菌、酵母菌和家兔体内核酸中五碳糖、碱基和核苷酸的叙述，错误的是( )
A．T2噬菌体核酸中的五碳糖是1种，碱基和核苷酸都是4种
B．乳酸菌细胞的核酸中五碳糖有2种，碱基和核苷酸都是8种
C．酵母菌的遗传物质主要分布于染色体上，其碱基和核苷酸都是4种
D．家兔神经细胞中的核酸及五碳糖都是2种，细胞核和细胞质中都有DNA分布
解析：选B。T2噬菌体只含有DNA一种核酸，组成DNA的五碳糖为脱氧核糖(1种)、碱基有4种，为A、T、G、C，根据碱基不同，脱氧核苷酸分为4种，A正确；乳酸菌细胞中的核酸有DNA和RNA共2种，碱基有A、T、G、C、U共5种，含有4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸共8种核苷酸，B错误；酵母菌属于真核生物，酵母菌的遗传物质为DNA，主要位于细胞核中的染色体上，DNA中的碱基和核苷酸各有4种，C正确；家兔神经细胞中含有DNA和RNA 2种核酸，DNA中含有脱氧核糖，RNA中含有核糖，其细胞核和细胞质中都有核酸分布，DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中，D正确。
核心点二 生物大分子以碳链为骨架
1．下图表示细胞中一种常见的水解反应，下列化合物中能发生此种反应的是( )
A．脂肪 B．蛋白质 C．淀粉 D．DNA
答案：C
2．(2022·天津高一期中)下图为有关生物大分子的简要概念图，下列叙述正确的是( )
A．若B为葡萄糖，则C在动物细胞中可能为乳糖
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、运输、催化等功能，则B可能为氨基酸
D．若B为脱氧核苷酸，则C只存在于线粒体、叶绿体、细胞核中
解析：选C。若B为葡萄糖，则C为多糖，在动物细胞中的多糖可能为糖原，乳糖属于二糖，不是生物大分子，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、运输、催化等功能，则C为蛋白质，此时B为氨基酸，C正确；若B为脱氧核苷酸，则C为DNA，DNA可能存在于线粒体、叶绿体、细胞核、拟核、DNA病毒中，D错误。
1．(2022·山东烟台高一月考)下图是DNA和RNA的组成结构示意图，下列有关说法正确的是( )
A．甲型H7N9流感病毒有5种碱基和8种核苷酸
B．主要存在于硝化细菌拟核中的核酸由5种碱基构成
C．病毒可以同时具有上述两种核酸
D．DNA彻底水解得到的产物中有脱氧核糖，而没有核糖
解析：选D。甲型H7N9流感病毒为RNA病毒，含有A、G、C、U 4种碱基和4种核苷酸，A项错误；主要存在于硝化细菌拟核中的核酸为DNA，含有A、G、C、T 4种碱基，B项错误；一种病毒只含有一种核酸，即DNA或RNA，C项错误；DNA中含有的五碳糖为脱氧核糖，不是核糖，D项正确。
2．下图表示2019新型冠状病毒(RNA病毒)中两种重要化合物的化学组成关系，下列相关叙述正确的是( )
A．图中大分子B由两条链组成
B．a与a之间通过氢键相连接
C．b的种类为4种
D．大分子B的彻底水解产物为b，一分子b由一分子核糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基组成
解析：选C。2019新型冠状病毒由蛋白质和RNA组成，图中小分子a是氨基酸，小分子b是核糖核苷酸，大分子A是蛋白质，大分子B是RNA。2019新型冠状病毒的RNA由一条链(核糖核苷酸链)组成，A错误；题图中的a是氨基酸，氨基酸和氨基酸之间通过肽键相连接，B错误；b为核糖核苷酸，其种类为4种，C正确；大分子B为RNA，其初步水解产物为b，一分子b由一分子核糖、一分子磷酸和一分子含氮的碱基组成，D错误。
3．(2022·山东烟台高一期中)研究发现一种单链RNA分子“miR140”，科学实验中发现小鼠软骨细胞缺少这种RNA分子时软骨损伤严重，下列有关“miR140”分子的说法，错误的是( )
A．“miR140”分子中含有一个游离的磷酸 B．“miR140”分子中一定不含有糖类物质
C．“miR140”分子对生命活动有重要作用 D．“miR140”分子不是小鼠的遗传物质
解析：选B。“miR140”分子为单链RNA，故只含有一个游离的磷酸，A正确；“miR140”分子中含有核糖，B错误；由题意可知，“miR140”分子对生命活动有重要作用，C正确；小鼠的遗传物质是DNA，“miR140”分子为RNA，故不是小鼠的遗传物质，D正确。
4.(高考组合)下列关于核酸的叙述，正确的是( )
A．(2020·浙江卷T2)人细胞中储存遗传信息的物质是RNA
B．(2019·江苏卷T1)核酸和蛋白质的组成元素相同
C．(2019·江苏卷T1)高温会破坏蛋白质和核酸分子中肽键
D．(2018·海南卷T10)线粒体和叶绿体中都含有DNA分子
解析：选D。人细胞中储存遗传信息的物质是DNA，A错误。核酸的元素组成为C、H、O、N、P，组成蛋白质的元素含C、H、O、N，不一定含P，B错误。高温会破坏蛋白质的空间结构，但是不会破坏肽键，另外，核酸分子中不含肽键，C错误。真核细胞的DNA分子主要存在于细胞核中，但细胞质的叶绿体和线粒体中也含有少量的DNA分子，D正确。
5．(2020·高考北京卷改编)蛋白质和DNA是两类重要的生物大分子，下列对两者共性的概括不正确的是( )
A．组成元素含有C、H、O、N B．由相应的基本结构单位构成
C．具有相同的空间结构 D．以碳链为骨架
解析：选C。蛋白质和DNA均含有C、H、O、N，A正确；蛋白质由其基本单位氨基酸构成，DNA由其基本单位脱氧核苷酸构成，B正确；DNA和蛋白质具有不同的空间结构，DNA通常是规则的双螺旋结构，蛋白质的空间结构复杂多样，C错误；蛋白质和DNA都是生物大分子，都以碳链为骨架，D正确。
6.DNA指纹技术在案件侦破工作中有重要的作用，从案发现场提取的DNA样品可为案件侦破提供证据，这依据的生物学原理是( )
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所含的五碳糖种类不同
C．不同人体内的DNA的五碳糖和磷酸的连接方式不同
D．不同人体内的DNA所含的脱氧核苷酸排列顺序不同
解析：选D。不同人体内的DNA所含的碱基相同，都是A、T、C、G，A错误；不同人体内的DNA所含的五碳糖和磷酸相同，五碳糖和磷酸的连接方式也相同，B、C错误；DNA指纹技术是根据人与人之间的遗传信息不同，特定的脱氧核苷酸的排列顺序代表了特定的遗传信息，D正确。
7．已知流感病毒只含有一种核酸，现欲探究H5N1亚型病毒的核酸是DNA还是RNA。某实验小组进行了如下实验：
材料用具：显微注射器、H5N1亚型病毒的核酸提取液、活鸡胚、DNA水解酶、RNA水解酶。
(1)选用活鸡胚的理由是________________________________________________________
____________________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)选用DNA水解酶的理由是____________________________________________________
____________________________________________________________________________
________________________________________________________________。
实验步骤：
①把H5N1亚型病毒核酸提取液分成相同的三组，分别用___________________________
_____________________________________________________________处理其中两组核酸提取液。
②取活鸡胚均分成A、B、C三组，用显微注射技术向A组注射H5N1亚型病毒的核酸提取液，再分别向B、C两组活鸡胚中注射有关物质。
③分别从培养后的活鸡胚中抽取出样品，检测是否产生H5N1亚型病毒。
预测实验结果及分析：
①A组样品检测中含有H5N1亚型病毒。
②若给B组活鸡胚注射的物质是________________________________________________
________________________________________________________________________，且样品检测
无H5N1亚型病毒产生，则________是其遗传物质。
③若给C组活鸡胚注射的物质是________________________________________________
____________________________________________________，且样品检测
无H5N1亚型病毒产生，则________是其遗传物质。
答案：(1)病毒只能寄生在活细胞中，用活鸡胚作实验材料比用其他活的鸟类成体或胚胎更方便、更经济
(2)如果H5N1亚型病毒的核酸提取液中含有DNA，用DNA水解酶处理核酸提取液会使DNA分解而不能再复制，就不会在活鸡胚细胞内产生H5N1亚型病毒
实验步骤：
①等量的相同浓度的DNA水解酶和RNA水解酶
预测实验结果及分析：
②核酸提取液＋DNA水解酶 DNA
③核酸提取液＋RNA水解酶 RNA
DNA指纹技术在亲子鉴定等方面具有重要用途。通过提取某小孩和其母亲以及待测定的三位男性的DNA，进行DNA指纹鉴定，部分结果如下图所示。
试探究：
(1)(生命观念)DNA的遗传信息储存在__________中，DNA由大量的脱氧核苷酸组成，故属于________。
(2)(科学思维)该小孩的真正生物学父亲应是B男性，判断依据是什么？
提示：(1)脱氧核苷酸的排列顺序 大分子2.5 核酸是遗传信息的携带者
基础知识过关
1. 核酸分类： (简称 )、 (简 称 )。
2.核酸的分布：
（1）真核细胞：DNA主要分布在 中，少数分布在 中；RNA主要分布在 中。
（2）原核细胞：DNA主要位于 中，细胞质中也有 （质粒）
（3）病毒：病毒 细胞结构，一种病毒只含有一种核酸（ ）
3．基本组成单位---
一个核苷酸由 、 和 组成，
结构简式如右图所示。
(1)五碳糖： 、 。
(2)含氮碱基（缩写和名称）： 、 、 、 、 。
(3)分类：根据五碳糖的不同，可将核苷酸分为 (简称 )和 ，分别构成 和 两类生物大分子。
脱氧(核糖)核苷酸分为4种： 脱氧核苷酸， 脱氧核苷酸。
核糖核苷酸分为4种： 核糖核苷酸， 核糖核苷酸。
4.核酸的形成过程：
核酸的结构层次：元素 → → 连接形成核苷酸链 → 条( 条)核苷酸链构成 DNA(RNA)。
5.DNA 和 RNA 的比较：两者共有 ； DNA 特有 和 ，RNA 特有 和 。
6. DNA初步水解产物是 ，RNA初步水解产物是 。
DNA彻底水解产物是 ，RNA彻底水解产物是 。
7.核酸的功能：
(1)核酸是 。
(2)在生物体的 和 中具有极其重要的作用。
8.生物体内的核酸、核苷酸和碱基种类 ：
生物类别 举例 核酸 遗传物质 含氮碱基
原核生物和真核生物
病 毒 DNA病毒
RNA病毒
9.糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子，都是由许多基本的组成单位连接而成的，这些基本单位称为 ，这些生物大分子又称为单体的 。
10.单体和多聚体的对应关系如下表所示
单体(基本单位) 多聚体(生物大分子)
多糖(淀粉、糖原、纤维素)
蛋白质
核酸(DNA和RNA)
11.碳为生命核心元素的原因：
氨基酸、核苷酸、葡萄糖等单体都是以 为骨架形成的，单体连接成 ，多聚体参与细胞和生物体的形成以及生命活动的进行，故将碳元素称为生命的核心元素。
知识辨析：
1．人体内碱基有5种。( )
2．核酸只存在于具有细胞结构的生物中。( )
3．DNA与RNA在核苷酸上的不同点只在碱基方面不同。( )
4．核酸是一切生物的遗传物质，仅存在于细胞核中。( )
5．DNA和RNA的基本组成单位都是核苷酸。( )
6．细胞中包括蛋白质、核酸在内的有机物都能为细胞的生命活动提供能量。( )
7．多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子。( )
8．组成DNA和RNA的单体不同。( )
核心点一 核酸是由核苷酸连接而成的长链
1．(2022·陕西西安高一检测)下图是核苷酸的基本组成单位，下列叙述正确的是( )
A．若m为鸟嘌呤，则b一定是构成RNA的单体
B．若m为胸腺嘧啶，则a一定为脱氧核糖
C．若m为尿嘧啶，则RNA中不含有化合物b
D．若m为腺嘌呤，则b为腺嘌呤核糖核苷酸
2．(2022·黑龙江齐齐哈尔高一月考)下列关于T2噬菌体、乳酸菌、酵母菌和家兔体内核酸中五碳糖、碱基和核苷酸的叙述，错误的是( )
A．T2噬菌体核酸中的五碳糖是1种，碱基和核苷酸都是4种
B．乳酸菌细胞的核酸中五碳糖有2种，碱基和核苷酸都是8种
C．酵母菌的遗传物质主要分布于染色体上，其碱基和核苷酸都是4种
D．家兔神经细胞中的核酸及五碳糖都是2种，细胞核和细胞质中都有DNA分布
核心点二 生物大分子以碳链为骨架
1．下图表示细胞中一种常见的水解反应，下列化合物中能发生此种反应的是( )
A．脂肪 B．蛋白质 C．淀粉 D．DNA
2．(2022·天津高一期中)下图为有关生物大分子的简要概念图，下列叙述正确的是( )
A．若B为葡萄糖，则C在动物细胞中可能为乳糖
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、运输、催化等功能，则B可能为氨基酸
D．若B为脱氧核苷酸，则C只存在于线粒体、叶绿体、细胞核中
1．(2022·山东烟台高一月考)下图是DNA和RNA的组成结构示意图，下列有关说法正确的是( )
A．甲型H7N9流感病毒有5种碱基和8种核苷酸
B．主要存在于硝化细菌拟核中的核酸由5种碱基构成
C．病毒可以同时具有上述两种核酸
D．DNA彻底水解得到的产物中有脱氧核糖，而没有核糖
2．下图表示2019新型冠状病毒(RNA病毒)中两种重要化合物的化学组成关系，下列相关叙述正确的是( )
A．图中大分子B由两条链组成
B．a与a之间通过氢键相连接
C．b的种类为4种
D．大分子B的彻底水解产物为b，一分子b由一分子核糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基组成
3．(2022·山东烟台高一期中)研究发现一种单链RNA分子“miR140”，科学实验中发现小鼠软骨细胞缺少这种RNA分子时软骨损伤严重，下列有关“miR140”分子的说法，错误的是( )
A．“miR140”分子中含有一个游离的磷酸 B．“miR140”分子中一定不含有糖类物质
C．“miR140”分子对生命活动有重要作用 D．“miR140”分子不是小鼠的遗传物质
4.(高考组合)下列关于核酸的叙述，正确的是( )
A．(2020·浙江卷T2)人细胞中储存遗传信息的物质是RNA
B．(2019·江苏卷T1)核酸和蛋白质的组成元素相同
C．(2019·江苏卷T1)高温会破坏蛋白质和核酸分子中肽键
D．(2018·海南卷T10)线粒体和叶绿体中都含有DNA分子
5．(2020·高考北京卷改编)蛋白质和DNA是两类重要的生物大分子，下列对两者共性的概括不正确的是( )
A．组成元素含有C、H、O、N B．由相应的基本结构单位构成
C．具有相同的空间结构 D．以碳链为骨架
6.DNA指纹技术在案件侦破工作中有重要的作用，从案发现场提取的DNA样品可为案件侦破提供证据，这依据的生物学原理是( )
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所含的五碳糖种类不同
C．不同人体内的DNA的五碳糖和磷酸的连接方式不同
D．不同人体内的DNA所含的脱氧核苷酸排列顺序不同
7．已知流感病毒只含有一种核酸，现欲探究H5N1亚型病毒的核酸是DNA还是RNA。某实验小组进行了如下实验：
材料用具：显微注射器、H5N1亚型病毒的核酸提取液、活鸡胚、DNA水解酶、RNA水解酶。
(1)选用活鸡胚的理由是________________________________________________________
____________________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)选用DNA水解酶的理由是____________________________________________________
____________________________________________________________________________
________________________________________________________________。
实验步骤：
①把H5N1亚型病毒核酸提取液分成相同的三组，分别用___________________________
_____________________________________________________________处理其中两组核酸提取液。
②取活鸡胚均分成A、B、C三组，用显微注射技术向A组注射H5N1亚型病毒的核酸提取液，再分别向B、C两组活鸡胚中注射有关物质。
③分别从培养后的活鸡胚中抽取出样品，检测是否产生H5N1亚型病毒。
预测实验结果及分析：
①A组样品检测中含有H5N1亚型病毒。
②若给B组活鸡胚注射的物质是________________________________________________
________________________________________________________________________，且样品检测
无H5N1亚型病毒产生，则________是其遗传物质。
③若给C组活鸡胚注射的物质是________________________________________________
____________________________________________________，且样品检测
无H5N1亚型病毒产生，则________是其遗传物质。
DNA指纹技术在亲子鉴定等方面具有重要用途。通过提取某小孩和其母亲以及待测定的三位男性的DNA，进行DNA指纹鉴定，部分结果如下图所示。
试探究：
(1)(生命观念)DNA的遗传信息储存在__________中，DNA由大量的脱氧核苷酸组成，故属于________。
