第4讲 核酸是遗传信息的携带者
复习目标 1.核酸的结构多样性与功能多样性的关系； 2.归纳DNA和RNA的异同； 3.理清核酸的结构层次。
@考点 核酸是遗传信息的携带者
A基础知识重点疑难
1.核酸的结构层次
元素组成 C、H、O、N、P
小分子物质
核苷酸
核苷酸链
核酸 DNA或RNA
2.两种核酸的比较
比较项目 DNA(脱氧核糖核酸) RNA(核糖核酸)
组成 成分 五碳糖 脱氧核糖 核糖
磷酸 磷酸
碱基 A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)
T (胸腺嘧啶) U (尿嘧啶)
基本单位 脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种)
结构 常呈规则的双螺旋结构 常呈单链结构
分布 ①真核生物：细胞核(主要)、线粒体、叶绿体等 ②原核生物：拟核、质粒 主要在 细胞质 中
功能 细胞中 遗传物质，储存、传递、表达遗传信息 ①辅助遗传信息的表达 ②某些RNA可作为催化剂
病毒中 遗传物质(DNA病毒) 遗传物质(RNA病毒)
对一切生物而言 在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中有重要作用
巧记 五种碱基的中文名称
(1)“G”——与鸡谐音，鸡属于鸟类，代表鸟嘌呤。
(2)“C”——英文“Cell”首写字母，代表胞嘧啶。
(3)“T”——像戴在胸前的十字形挂饰，代表胸腺嘧啶。
(4)“A”——形似高压电线支架，代表腺嘌呤。
(5)“U”——形似尿桶，代表尿嘧啶。
3.核苷酸的排列顺序储存着遗传信息
(1)遗传信息的多样性：组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有 4 种，但是如果数量不限，在连成长链时， 排列顺序 是极其多样的，所以DNA分子的信息容量非常大。
(2)遗传信息的特异性：每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的排列顺序是特定的，其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的遗传信息。
4.不同生物的核酸、核苷酸、碱基和五碳糖的归纳
生物 类别 核酸 核苷酸 种类 碱基 种类 五碳糖 种类 遗传 物质 举例
真核、 原核 生物 含有DNA 和RNA两 种核酸 8 5 2种(脱 氧核糖、 核糖) DNA 细菌、 人等
病毒 只含DNA 4 4 只含1种 (脱氧核糖 或核糖) DNA T2噬 菌体
只含RNA 4 4 RNA 烟草花 叶病毒
提醒 注意核酸与遗传物质的范围：对病毒来说，核酸与遗传物质是一致的，为DNA或RNA；对细胞生物来说，核酸指DNA和RNA，遗传物质仅指DNA。
5.生物大分子以碳链为骨架①
生物大分子②(多聚体) 基本单位(单体)
多糖 单糖
蛋白质 氨基酸
核酸 核苷酸
笔记：①学科交叉：碳原子与其他原子、碳原子之间都可形成共价键，这样多个碳原子可以相互结合形成稳定的碳链 ②脂肪不属于生物大分子
6.4种有机物质的“水解”和“氧化分解”
物质 水解终产物 氧化分解产物
由水解酶参与 由呼吸酶参与
淀粉 葡萄糖 CO2＋H2O
脂肪 甘油＋脂肪酸 CO2＋H2O
蛋白质 氨基酸 CO2＋H2O＋ 尿素
核酸 磷酸＋五碳糖 ＋含氮碱基 —
B拆解真题情境推理
[判断正误]
1.(2021·福建卷)DNA指纹技术运用了个体遗传信息的特异性。(√)
2.(2020·江苏卷)碳链是各种生物大分子的结构基础。(√)
3.(2020·浙江7月选考)人细胞中储存遗传信息的物质是RNA。(×)
4.(2018·全国卷Ⅰ)线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶。(×)
5.(2018·海南卷)DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键。(√)
6.(2018·江苏卷)真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成。(×)
7.(2017·全国卷Ⅱ)在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶。(×)
[情境推理]
1.(必修1 P34“问题探讨”)DNA能够提供犯罪嫌疑人信息的原因是 。
提示：DNA是人类的遗传物质，而每个人的遗传物质有所区别。因此DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息
2.(必修1 P36“拓展应用”)随着生活水平的提高，人们对营养保健食品日益关注。核酸保健品真的能保健吗？ 。
提示：不能，因为核酸在消化道内需彻底消化才能被吸收，且人体内不缺乏合成核酸的原料
3.(必修1 P36“正文”)碳是“生命的核心元素”的原因是 。
提示：生物大分子以碳链为基本骨架
C升华思维实战演练
核酸的结构和功能
1.(2025·黑龙江大庆期末)图甲为某种核苷酸示意图，图乙为某核苷酸链示意图，下列有关说法正确的是( D )
A.图甲中所示物质是脱氧核苷酸，人体内有4种
B.通常由图乙中1条图示的核苷酸链构成一个RNA分子，它主要分布在细胞质中
C.图乙中核苷酸链的基本组成单位可用图中字母b表示，各基本组成单位之间通过氢键连接
D.在玉米的叶肉细胞中，由A、G、C、U四种碱基参与构成的核苷酸共有7种
解析：由题图可知，图甲中的五碳糖为核糖，因此图甲中所示物质是核糖核苷酸，A错误；图乙中核苷酸链中含有碱基T，因此通常由图乙中2条图示的核苷酸链构成一个DNA分子，它主要分布在细胞核中，B错误；图乙中化合物的基本组成单位可用图中字母b(脱氧核苷酸)表示，各基本单位之间是通过磷酸二酯键连接起来的，C错误；在玉米的叶肉细胞中同时含有DNA和RNA，因此A、C、G能参与构成三种脱氧核苷酸，A、G、C、U能参与构成四种核糖核苷酸，则由A、C、G、U 4种碱基参与构成的核苷酸共有7种，D正确。
解题方法
“三看法”快速确认DNA,RNA
蛋白质与核酸的关系
2.(多选)(2025·山东济南质检)生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示，其中X、Y代表元素，a、b、c分别是组成甲、乙、丙三种生物大分子的单体，这三种单体的结构可用d或e表示。下列相关叙述错误的是( BC )
A.X表示的元素是N和P，Y表示的元素一定有N
B.在真核细胞中，甲主要分布于细胞质，乙主要分布于细胞核
C.如果d是乙的基本单位，那么n不可能是尿嘧啶
D.e是丙的基本单位，多个e可通过肽键连接起来
解析：由图可知，甲是DNA，乙是RNA，丙是蛋白质，a表示脱氧核苷酸，b表示核糖核苷酸，c表示氨基酸，可推断X表示的元素是N和P，Y表示的元素一定有N，A正确；甲为DNA，乙为RNA，在真核细胞中，甲主要分布于细胞核中，乙主要分布于细胞质中，B错误；如果d是乙(RNA)的基本单位，则d是核糖核苷酸，RNA含U不含碱基T，所以n可能是尿嘧啶，C错误；丙是蛋白质，e是氨基酸，所以e是丙的基本单位，多个e可通过肽键连接起来，D正确。
解题方法
“四看法”推断细胞内的有机物
3.(2025·八省联考四川卷)下列关于细胞内糖类、蛋白质和核酸的叙述中，正确的是( C )
A.糖类、蛋白质和核酸都是细胞内重要的生物大分子
B.核酸经酶分解后得到含A、T、G、C碱基的四种核苷酸
C.由mRNA全长序列可知其编码蛋白质的氨基酸序列
D.淀粉酶是在淀粉的生物合成过程中起催化作用的蛋白质
解析：多糖、蛋白质和核酸都是细胞内重要的生物大分子，糖类中单糖和二糖不是生物大分子，A错误；核酸包括DNA和RNA，只有DNA经酶分解后可得到含A、T、G、C碱基的四种核苷酸，B错误；由mRNA全长序列可根据碱基互补配对原则和密码子表推测其编码蛋白质的氨基酸序列，mRNA上有决定氨基酸的密码子，C正确；淀粉合成酶是在淀粉的生物合成过程中起催化作用的蛋白质，淀粉酶是催化淀粉水解的酶，D错误。故选C。
4.(2025·贵州二模)细胞中甲、乙两类生物大分子的单体结构如图所示。下列叙述错误的是( B )
A.甲和乙中的部分种类具有酶的催化活性
B.甲分子R基排列顺序的多样性可决定乙分子的多样性
C.若a为OH，则甲与乙形成的某种复合物可构成甲的合成场所
D.若a为H，则甲与乙形成的某种复合物在有丝分裂中呈现不同形态
解析：甲是蛋白质，其基本单位是氨基酸，乙是核酸，其基本单位是核苷酸，而酶的化学本质是蛋白质或者RNA，A正确；甲分子R基排列顺序的多样性可意味着蛋白质具有多样性，它是由乙分子中的DNA决定的，B错误；若a为OH，则该单体为核糖核苷酸，而蛋白质的合成场所是核糖体，rRNA和蛋白质可以构成核糖体，核糖体是蛋白质的合成场所，C正确；若a为H，则该单体为脱氧核苷酸，甲与乙形成的某种复合物可能为染色体(质)，染色体和染色质是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态，即在有丝分裂中呈现不同形态，D正确。
解题方法
(1)DNA、蛋白质和生物多样性的关系
(2)细胞分化导致核DNA、mRNA和蛋白质的“相同”与“不同”
(3)常见的核酸—蛋白质复合体
比较细胞中的生物大分子
5.(2023·全国乙卷)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。
单体 连接键 生物大分子 检测试剂 或染色剂
葡萄糖 — ① —
② ③ 蛋白质 ④
⑤ — 核酸 ⑥
根据表中信息，下列叙述错误的是( B )
A.①可以是淀粉或糖原
B.②是氨基酸，③是肽键，⑤是碱基
C.②和⑤都含有C、H、O、N元素
D.④可以是双缩脲试剂，⑥可以是甲基绿和吡罗红混合染色剂
解析：多糖的单体是单糖，蛋白质的单体是氨基酸，核酸的单体是核苷酸。葡萄糖是淀粉、糖原和纤维素等的单体，故①可以是淀粉或糖原，A正确；蛋白质是由单体②氨基酸通过脱水缩合形成③肽键连接形成的，核酸的单体是核苷酸，故⑤是核苷酸，B错误；②氨基酸的元素组成是C、H、O、N等，⑤核苷酸的元素组成是C、H、O、N、P，C正确；检测蛋白质的④可以是双缩脲试剂，检测核酸的⑥可以是甲基绿和吡罗红混合染色剂，D正确。
溯源教材 找答案：核酸的单体为 核苷酸 ，故⑤为核苷酸，由以上可以推断B 错误
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共27张PPT)
第一单元 细胞的分子组成、结构及物质运输
第4讲 核酸是遗传信息的携带者
复习目标 1.核酸的结构多样性与功能多样性的关系； 2.归纳DNA和RNA的异同； 3.理清核酸的结构层次。
考点 核酸是遗传信息的携带者
A基础知识重点疑难
1. 核酸的结构层次
元素组成 C、H、O、N、P
小分子物质
核苷酸
核苷酸链
核酸 DNA或 RNA
2. 两种核酸的比较
比较项目 DNA(脱氧核糖核酸) RNA(核糖核酸)
组成
成分 五碳糖 脱氧核糖 核糖
磷酸 磷酸
碱基 A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)
T (胸腺嘧啶) U (尿嘧啶)
基本单位
脱氧核苷酸(4种)
核糖核苷酸(4种)
结构 常呈规则的双螺旋结构 常呈单链结构
脱氧核糖
核糖
T
U
比较项目 DNA(脱氧核糖核酸) RNA(核糖核酸)
分布 ①真核生物：细胞核(主要)、线粒 体、叶绿体等
②原核生物：拟核、质粒 主要在 细胞质 中
功能 细胞中 遗传物质，储存、传递、表达遗传 信息 ①辅助遗传信息的表达
②某些RNA可作为催化 剂
病毒中 遗传物质(DNA病毒) 遗传物质(RNA病毒)
对一切生物而言 在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中有重要作用
细胞质
巧记 五种碱基的中文名称
(1)“G”——与鸡谐音，鸡属于鸟类，代表鸟嘌呤。
(2)“C”——英文“Cell”首写字母，代表胞嘧啶。
(3)“T”——像戴在胸前的十字形挂饰，代表胸腺嘧啶。
(4)“A”——形似高压电线支架，代表腺嘌呤。
(5)“U”——形似尿桶，代表尿嘧啶。
4
排列顺序
4. 不同生物的核酸、核苷酸、碱基和五碳糖的归纳
生物类别 核酸 核苷酸种类 碱基种类 五碳糖种类 遗传物质 举例
真核、原核生物 含有DNA和RNA两种核酸 8 5 2种(脱氧核糖、
核糖) DNA 细菌、
人等
病毒 只含DNA 4 4 只含1种(脱氧核糖或核糖) DNA T2噬菌体
只含RNA 4 4 RNA 烟草花
叶病毒
提醒 注意核酸与遗传物质的范围：对病毒来说，核酸与遗传物质是一致的，为DNA 或RNA；对细胞生物来说，核酸指DNA和RNA，遗传物质仅指DNA。
5. 生物大分子以碳链为骨架①
生物大分子②(多聚体) 基本单位(单体)
多糖 单糖
蛋白质 氨基酸
核酸 核苷酸
笔记：①学科交叉：碳原子与其他原子、碳原子之间都可形成共价键，这样多个碳原 子可以相互结合形成稳定的碳链 ②脂肪不属于生物大分子
单糖
蛋白质
核苷酸
6.4种有机物质的“水解”和“氧化分解”
物质 水解终产物 氧化分解产物
由水解酶参与 由呼吸酶参与
淀粉 葡萄糖 CO2＋H2O
脂肪 甘油＋脂肪酸 CO2＋H2O
蛋白质 氨基酸 CO2＋H2O＋
尿素
核酸 磷酸＋五碳糖＋含氮碱基 —
√
√
×
×
√
×
×
[情境推理]
1. (必修1 P34“问题探讨”)DNA能够提供犯罪嫌疑人信息的原因是 。
提示：DNA是人类的遗传物质，而每个人的遗传物质有所区别。因此DNA能够提供犯 罪嫌疑人的信息
2. (必修1 P36“拓展应用”)随着生活水平的提高，人们对营养保健食品日益关注。核 酸保健品真的能保健吗？ 。
提示：不能，因为核酸在消化道内需彻底消化才能被吸收，且人体内不缺乏合成核酸 的原料
3. (必修1 P36“正文”)碳是“生命的核心元素”的原因是 。
提示：生物大分子以碳链为基本骨架
C升华思维实战演练
核酸的结构和功能
A. 图甲中所示物质是脱氧核苷酸，人体内有4种
B. 通常由图乙中1条图示的核苷酸链构成一个RNA分子，它主要分布在细胞质中
C. 图乙中核苷酸链的基本组成单位可用图中字母b表示，各基本组成单位之间通过氢 键连接
D. 在玉米的叶肉细胞中，由A、G、C、U四种碱基参与构成的核苷酸共有7种
D
解析：由题图可知，图甲中的五碳糖为核糖，因此图甲中所示物质是核糖核苷酸，A 错误；图乙中核苷酸链中含有碱基T，因此通常由图乙中2条图示的核苷酸链构成一个 DNA分子，它主要分布在细胞核中，B错误；图乙中化合物的基本组成单位可用图中 字母b(脱氧核苷酸)表示，各基本单位之间是通过磷酸二酯键连接起来的，C错误；在 玉米的叶肉细胞中同时含有DNA和RNA，因此A、C、G能参与构成三种脱氧核苷酸， A、G、C、U能参与构成四种核糖核苷酸，则由A、C、G、U 4种碱基参与构成的核 苷酸共有7种，D正确。
解题方法
“三看法”快速确认DNA,RNA
蛋白质与核酸的关系
A. X表示的元素是N和P，Y表示的元素一定有N
B. 在真核细胞中，甲主要分布于细胞质，乙主要分布于细胞核
C. 如果d是乙的基本单位，那么n不可能是尿嘧啶
D. e是丙的基本单位，多个e可通过肽键连接起来
BC
解析：由图可知，甲是DNA，乙是RNA，丙是蛋白质，a表示脱氧核苷酸，b表示核糖 核苷酸，c表示氨基酸，可推断X表示的元素是N和P，Y表示的元素一定有N，A正 确；甲为DNA，乙为RNA，在真核细胞中，甲主要分布于细胞核中，乙主要分布于细 胞质中，B错误；如果d是乙(RNA)的基本单位，则d是核糖核苷酸，RNA含U不含碱基 T，所以n可能是尿嘧啶，C错误；丙是蛋白质，e是氨基酸，所以e是丙的基本单位， 多个e可通过肽键连接起来，D正确。
解题方法
“四看法”推断细胞内的有机物
A. 糖类、蛋白质和核酸都是细胞内重要的生物大分子
B. 核酸经酶分解后得到含A、T、G、C碱基的四种核苷酸
C. 由mRNA全长序列可知其编码蛋白质的氨基酸序列
D. 淀粉酶是在淀粉的生物合成过程中起催化作用的蛋白质
解析：多糖、蛋白质和核酸都是细胞内重要的生物大分子，糖类中单糖和二糖不是生 物大分子，A错误；核酸包括DNA和RNA，只有DNA经酶分解后可得到含A、T、G、 C碱基的四种核苷酸，B错误；由mRNA全长序列可根据碱基互补配对原则和密码子表 推测其编码蛋白质的氨基酸序列，mRNA上有决定氨基酸的密码子，C正确；淀粉合 成酶是在淀粉的生物合成过程中起催化作用的蛋白质，淀粉酶是催化淀粉水解的酶， D错误。故选C。
C
A. 甲和乙中的部分种类具有酶的催化活性
B. 甲分子R基排列顺序的多样性可决定乙分子的多样性
C. 若a为OH，则甲与乙形成的某种复合物可构成甲的合成场所
D. 若a为H，则甲与乙形成的某种复合物在有丝分裂中呈现不同形态
B
解析：甲是蛋白质，其基本单位是氨基酸，乙是核酸，其基本单位是核苷酸，而酶的 化学本质是蛋白质或者RNA，A正确；甲分子R基排列顺序的多样性可意味着蛋白质具 有多样性，它是由乙分子中的DNA决定的，B错误；若a为OH，则该单体为核糖核苷 酸，而蛋白质的合成场所是核糖体，rRNA和蛋白质可以构成核糖体，核糖体是蛋白质 的合成场所，C正确；若a为H，则该单体为脱氧核苷酸，甲与乙形成的某种复合物可 能为染色体(质)，染色体和染色质是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态，即在 有丝分裂中呈现不同形态，D正确。
解题方法
(1)DNA、蛋白质和生物多样性的关系
(2)细胞分化导致核DNA、mRNA和蛋白质的“相同”与“不同”
(3)常见的核酸—蛋白质复合体
比较细胞中的生物大分子
5. (2023·全国乙卷)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。
单体 连接键 生物大分子 检测试剂或染色剂
葡萄糖 — ① —
② ③ 蛋白质 ④
⑤ — 核酸 ⑥
B
A. ①可以是淀粉或糖原
B. ②是氨基酸，③是肽键，⑤是碱基
C. ②和⑤都含有C、H、O、N元素
D. ④可以是双缩脲试剂，⑥可以是甲基绿和吡罗红混合染色剂
解析：多糖的单体是单糖，蛋白质的单体是氨基酸，核酸的单体是核苷酸。葡萄糖是 淀粉、糖原和纤维素等的单体，故①可以是淀粉或糖原，A正确；蛋白质是由单体② 氨基酸通过脱水缩合形成③肽键连接形成的，核酸的单体是核苷酸，故⑤是核苷酸， B错误；②氨基酸的元素组成是C、H、O、N等，⑤核苷酸的元素组成是C、H、O、 N、P，C正确；检测蛋白质的④可以是双缩脲试剂，检测核酸的⑥可以是甲基绿和吡 罗红混合染色剂，D正确。
核苷酸
错
误
