第2课时 核酸储存与传递遗传信息
课时作业
(时间:30分钟 分值:56分)
第1~7题每题3分,第8~10题每题6分,共计39分。
基础对点练
知识点1 核酸的种类和结构
1.(2025·盐城期中)在真核生物体内,组成DNA的单体共有( )
[A]4种 [B]5种 [C]8种 [D]3种
【答案】 A
【解析】 在真核生物体内,组成DNA的单体共有 4种(腺嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸)。
2.(2025·南通期中)核酸是遗传信息的携带者,下列叙述正确的是( )
[A]细胞的功能主要由核酸完成
[B]一般情况下,DNA是由一条长链构成的
[C]DNA和RNA都有C、H、O、N、S五种元素
[D]生物大分子是由许多的单体连接而成的
【答案】 D
【解析】 细胞的功能主要由蛋白质完成;一般情况下,DNA由两条脱氧核苷酸链构成;DNA和RNA都有C、H、O、N、P五种元素。
3.(2025·淮南月考)下列关于核酸的叙述,正确的是( )
[A]脊髓灰质炎病毒的遗传信息储存在DNA中
[B]组成核苷酸的小分子包括磷酸、五碳糖、含氮碱基
[C]乳酸菌以RNA为遗传物质
[D]A、T、C 3种碱基最多可组成4种核糖核苷酸
【答案】 B
【解析】 脊髓灰质炎病毒的遗传信息储存在RNA中;核苷酸包括磷酸、五碳糖和含氮碱基三部分;乳酸菌以DNA为遗传物质;A可以组成腺嘌呤核糖核苷酸和腺嘌呤脱氧核苷酸,C可以组成胞嘧啶核糖核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸,T只能组成胸腺嘧啶脱氧核苷酸,因此A、T、C 3种碱基最多可以组成2种核糖核苷酸。
4.(2025·宿迁月考)右图是核苷酸结构的模式图。下列相关叙述错误的是( )
[A]若m为鸟嘌呤,则b可能是一种脱氧核苷酸
[B]小麦和流感病毒的遗传物质彻底水解后得到的产物分别为8种和6种
[C]若碱基为胸腺嘧啶,则形成的b只有一种
[D]若a为脱氧核糖,则由b形成的核酸在生物体中一般为双链结构
【答案】 B
【解析】 若m为鸟嘌呤,则b可能是脱氧核苷酸,也可能是核糖核苷酸;小麦的遗传物质是DNA,流感病毒的遗传物质是RNA,DNA与RNA彻底水解后得到的产物都为 6种,包括
1种磷酸基团、4种含氮碱基、1种五碳糖;若碱基为胸腺嘧啶,则b只能为胸腺嘧啶脱氧核苷酸,即形成的b只有一种;若a为脱氧核糖,则由b形成的核酸为DNA,DNA一般为双螺旋结构。
知识点2 核酸的功能
5.(2025·南京期中)2023年11月,第十批25位在韩志愿军烈士的遗骸回归祖国。在进行身份确认时主要比对家属的( )
[A]糖类 [B]RNA [C]蛋白质 [D]DNA
【答案】 D
【解析】 每个人的DNA分子的碱基序列都是特定的,即利用DNA分子的特异性进行身份确认。
6.(2025·连云港期中)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]人体内既有DNA,又有RNA,但以DNA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;遗传信息是指核酸分子中的碱基排列顺序,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;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。
知识点3 核酸、核苷酸、含氮碱基与生物种类的关系
7.(2025·南京期中)下列各种生物中关于碱基、核苷酸种类的描述正确的是( )
项目 ①肌 细胞 ②叶肉 细胞 ③乙肝 病毒 ④大肠 杆菌
碱基 5种 5种 4种 5种
核苷酸 5种 4种 4种 4种
[A]① [B]② [C]③ [D]④
【答案】 C
【解析】 大肠杆菌细胞、肌细胞和叶肉细胞中都含有DNA和RNA,故都有5种含氮碱基(A、G、C、T、U)、8种核苷酸;乙肝病毒属于DNA病毒,有 4种含氮碱基(A、T、G、C)、4种脱氧核苷酸。
综合提升练
8.(多选)研究人员发现人类和小鼠的软骨细胞中富含“miR140”分子,这是一种微型单链核糖核酸。与正常小鼠相比,不含“miR140”分子的实验鼠软骨损伤程度要严重得多。下列关于“miR140”的叙述正确的有( )
[A]“miR140”是人和小鼠软骨细胞中的遗传物质
[B]“miR140”与DNA的组成元素相同
[C]“miR140”彻底水解产物为4种含氮碱基、核糖和磷酸
[D]口服富含“miR140”的保健品可减轻软骨损伤
【答案】 BC
【解析】 “miR140”分子是一种微型单链核糖核酸,即RNA,而人和小鼠软骨细胞中的遗传物质是DNA;“miR140”与DNA的组成元素相同,都是C、H、O、N、P;“miR140”是核糖核酸,彻底水解的产物为4种含氮碱基、核糖和磷酸;消化道中存在多种消化酶,所以口服富含“miR140”的保健品,其中的“miR140”会被水解,故不会减轻软骨损伤。
9.(多选)下图表示组成DNA或RNA的单体结构模式图。下列有关说法错误的有( )
[A]若图中的 处为H,则图中核苷酸为RNA的组成单位
[B]若图中的 处为OH,则图中碱基可以为A、U、C、G中的一种
[C]所有生物的遗传信息都储存在脱氧核苷酸的排列顺序中
[D]腺嘌呤核糖核苷酸和腺嘌呤脱氧核苷酸有 2种相同的组成成分
【答案】 AC
【解析】 Q若图中的 处为H,则图中核苷酸为DNA的组成单位——脱氧核糖核苷酸;若图中的 处为OH,则该核苷酸为核糖核苷酸,图中碱基可以为A、U、C、G中的一种;大多数生物的遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中,而RNA病毒的遗传信息储存在核糖核苷酸的排列顺序中;腺嘌呤核糖核苷酸和腺嘌呤脱氧核苷酸有2种相同的组成成分,即磷酸和腺嘌呤。
10.(多选)(2024·扬州期中)下面四幅图表示生物体内的四种化合物。下列叙述错误的有( )
[A]丙的元素组成一定与甲相同,甲中碱基排列顺序表示遗传信息
[B]人体中由乙组成的大分子化合物的功能多样性与其结构多样性相适应
[C]组成丙化合物的单糖是脱氧核糖,也可作为细胞的能源物质
[D]丁表示二糖,推测在动物体细胞中所有的单糖、二糖和多糖均可相互转化
【答案】 CD
【解析】 甲表示DNA片段,丙表示核糖核苷酸,两者的元素组成都是C、H、O、N、P,甲中碱基排列顺序表示遗传信息;人体中由氨基酸(乙)组成的大分子化合物是蛋白质,蛋白质结构多样性决定其功能多样性,功能多样性与其结构多样性相适应;丙表示核糖核苷酸,其中的单糖是核糖,核糖一般不能为细胞提供能量;丁表示二糖,在动物体细胞中单糖中的六碳糖可以脱水缩合形成二糖和多糖,多糖和二糖也可以水解形成二糖或单糖,但是五碳糖不参与转化。
11.(10分)(2025·徐州月考)图1表示人体细胞内某些有机物的元素组成和功能关系,其中甲代表图中有机物共有的元素,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是生物大分子,X、Y、Z分别为构成生物大分子的基本组成单位。图2为核酸的部分结构示意图,图3为核酸的基本单位示意图。已知人体细胞中DNA主要分布在细胞核,RNA主要分布在细胞质。请回答下列问题。
(1)图1中甲代表的元素是 。从X的角度分析,导致Ⅰ多样性的主要原因是
。
(2)若图2为Ⅰ的部分结构,则图2表示一段由 连接而成的单链,④的中文名称是 。
(3)若图2为Ⅱ的部分结构,则②表示 ,⑤的中文名称是 。
(4)图3是 的基本组成单位,在人体内共有 种。
(5)图3中 (填序号)位置上的氧去掉后,便可成为小麦遗传物质的基本组成单位之一。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)C、H、O 脱氧核糖核苷酸的排列顺序多种多样(2分)
(2)脱氧核糖核苷酸 鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸
(3)核糖 腺嘌呤核糖核苷酸
(4)RNA/核糖核酸 4
(5)⑧
【解析】 (1)据图1可知,Ⅰ主要分布在细胞核,故Ⅰ表示DNA;Ⅱ主要分布在细胞质,故Ⅱ表示RNA;Ⅲ承担生命活动,故Ⅲ表示蛋白质。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共有的元素是C、H、O,故甲表示C、H、O;X表示DNA的单体脱氧核糖核苷酸。从X(脱氧核糖核苷酸)的角度来看,导致Ⅰ(DNA)多样性的主要原因是脱氧核糖核苷酸的排列顺序多种多样。
(2)Ⅰ表示DNA,若图2为Ⅰ的部分结构,则图2表示一段由脱氧核糖核苷酸连接形成的单链,④的中文名称为鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸。
(3)Ⅱ表示RNA,若图2为Ⅱ的部分结构,则②表示核糖,⑤的中文名称为腺嘌呤核糖核苷酸。
(4)图3中⑧连接的是—OH,由此可判断图3表示核糖核苷酸。核糖核苷酸是构成RNA(核糖核酸)的基本组成单位,在人体内共有4种,分别为腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸。
(5)小麦的遗传物质是DNA,其基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。图3中,⑧上的氧去掉后,便可成为小麦遗传物质的基本组成单位之一。
12.(7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的核酸,将核酸提取液分成相同的三组,A组不进行处理,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D、E、F三组,利用显微注射技术向D组注射A组埃博拉病毒的核酸提取液,向E组注射B组埃博拉病毒的核酸提取液,向F组注射C组埃博拉病毒的核酸提取液。
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。
(1)步骤1中“ ”代表的操作是 。
(2)步骤2中,D组处理起 作用。
(3)若E组样品检测到有埃博拉病毒,则说明该病毒的遗传物质是 ,同时实验的F组 (填“有”或“没有”)检测到埃博拉病毒。反之,埃博拉病毒的遗传物质是 。
(4)有关埃博拉病毒的遗传物质除可用上述实验鉴定外,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),则说明埃博拉病毒的遗传物质是RNA。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)加入等量的RNA水解酶 (2)对照
(3)RNA 没有 DNA (4)尿嘧啶(2分)
【解析】 (1)实验设计遵循单一变量原则,C组应加入等量的RNA水解酶。
(2)D组注射未处理的埃博拉病毒的核酸提取液,用于对照。
(3)用核酸水解酶处理核酸提取液,会使核酸分解而不能再复制,就不会在活鸡胚细胞内产生埃博拉病毒。若E组样品检测到有埃博拉病毒,则说明埃博拉病毒的遗传物质是RNA,同时实验的F组样品没有检测到埃博拉病毒。反之,若E组样品没有检测到埃博拉病毒,F组样品检测到有埃博拉病毒,则埃博拉病毒的遗传物质是DNA。
(4)RNA特有的碱基为尿嘧啶。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第2课时 核酸储存与传递遗传信息
[学习目标] 1.说明核酸的组成元素、基本组成单位,阐述核酸的结构层次。2.阐明核酸能够携带大量遗传信息的原因。
一、核酸的结构层次
1.核酸的元素组成:含有C、H、O、N、P五种元素。
2.核酸的基本组成单位: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。
3.核酸的种类及比较
(1)种类:脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。
(2)DNA和RNA的比较。
类别 DNA RNA
基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸
成 分 碱 基 共有 A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)
特有 T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶)
五碳糖 脱氧核糖 核糖
酸 磷酸
结构 一般为双链结构 一般为单链结构
二、遗传信息及核酸的功能
1.遗传信息
(1)DNA中信息量巨大的原因:脱氧核苷酸数量巨大和排列顺序多种多样。
(2)遗传信息的储存。
①DNA是绝大多数生物储存、传递遗传信息的生物大分子。
②有些病毒的遗传信息储存在RNA中,如禽流感病毒、脊髓灰质炎病毒等。
2.核酸的功能
核酸是生物体中储存与传递遗传信息的生物大分子,核酸在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有十分重要的作用。
判断正误
(1)RNA是由核苷酸连接而成的,核苷酸含有A、G、C、T四种碱基。( )
【答案】 ×
【提示】 RNA的基本单位是核糖核苷酸,核糖核苷酸中的碱基是A、U、G、C。
(2)病毒的核酸彻底水解后可以得到6种小分子。( )
【答案】 √
(3)DNA和RNA中的五碳糖相同。( )
【答案】 ×
【提示】 组成DNA的五碳糖是脱氧核糖,而组成RNA的五碳糖是核糖。
(4)核酸是生物体中储存和传递遗传信息的生物大分子。( )
【答案】 √
任务 分析核酸的种类、结构和功能
探究1 分析核酸的种类和组成
核酸同蛋白质一样,也是生物大分子。每个核酸分子都是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。下图为核酸的结构层次示意图。
(1)写出图中各字母代表的名称。
a:含氮碱基,b:核苷酸,c:DNA,d:RNA。
(2)若图中b是c的基本单位,则a表示A、T、C、G 4种碱基,其五碳糖是脱氧核糖;若图中b是d的基本单位,则a表示A、U、C、G,其五碳糖是核糖。
(3)c、d初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么
【提示】 c(DNA)初步水解的产物是4种脱氧核苷酸,彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和4种碱基;d(RNA)初步水解的产物是4种核糖核苷酸,彻底水解的产物是磷酸、核糖和4种碱基。
探究2 分析核酸、核苷酸、含氮碱基与生物种类的关系
环境DNA技术助力长江江豚保护。每头江豚只要在监测水域生活就会留下痕迹,通过环境DNA技术对水质样本进行分析,就能判断该监测水域有没有江豚。
(1)江豚DNA与其他生物DNA有什么差异
【提示】 脱氧核苷酸的排列顺序不同。
(2)江豚体内有多少种含氮碱基、多少种五碳糖 江豚体内的遗传物质中含有多少种含氮碱基、多少种五碳糖
【提示】 江豚体内有DNA和RNA两种核酸,因此有A、T、G、C、U五种含氮碱基,有核糖和脱氧核糖两种五碳糖。江豚体内的遗传物质是DNA,因此有A、T、G、C四种含氮碱基,一种五碳糖即脱氧核糖。
(3)大肠杆菌体内由A、G、U三种碱基组成的核苷酸有几种 禽流感病毒体内由A、G、U三种碱基组成的核苷酸有几种
【提示】 5种,包括3种核糖核苷酸和2种脱氧核苷酸。3种,包括3种核糖核苷酸。
核心归纳
生物体中核酸、遗传物质、碱基和核苷酸的种类
生物 类别 核酸的 种类 遗传物 质的种类 碱基的 种类 核苷酸的 种类数
细胞 生物 DNA和 RNA DNA A、G、C、 T、U 8种
病毒 只含DNA DNA A、G、C、T 4种
只含RNA RNA A、G、C、U 4种
典型例题
1.(2025·盐城期中)核酸是细胞内携带遗传信息的物质。下列关于核酸的叙述,正确的是( )
[A]与蛋白质的组成元素相同
[B]所有生物都以DNA作为遗传物质
[C]组成DNA的五碳糖是核糖
[D]U是RNA特有的碱基
【答案】 D
【解析】 核酸的组成元素为C、H、O、N、P,蛋白质的组成元素主要为C、H、O、N,两者的组成元素不完全相同;病毒的遗传物质是DNA或RNA;组成DNA的五碳糖是脱氧核糖。
2.(2025·泰州期中)右图为核苷酸的结构模式图。下列叙述正确的是( )
[A]DNA和RNA在核苷酸组成上,只有②不同
[B]人体内③有8种,②有2种
[C]RNA通常由一条核苷酸链组成
[D]若③为腺嘌呤,则该核苷酸为腺嘌呤脱氧核苷酸
【答案】 C
【解析】 DNA与RNA在核苷酸组成上的差异体现在②(五碳糖)和③(含氮碱基)不同;人体中含有DNA和RNA两种核酸,其含有的③含氮碱基有 5种(A、C、G、T、U),②五碳糖有2种(核糖和脱氧核糖);若③为腺嘌呤,则该核苷酸为腺嘌呤脱氧核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸。
随堂检测
1.(2025·南通期中)水稻从外界吸收的硝酸盐和磷酸盐可用于细胞内合成( )
[A]淀粉 [B]核酸
[C]脂肪 [D]蔗糖
【答案】 B
【解析】 淀粉、脂肪和蔗糖的元素组成都是C、H、O,不含N和P;核酸的元素组成是C、H、O、N、P,故水稻从外界吸收的硝酸盐和磷酸盐可用于细胞内合成核酸。
2.(2025·扬州阶段测试)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]核糖、含氮碱基、磷酸
[D]脱氧核糖、含氮碱基、磷酸
【答案】 D
【解析】 DNA分子彻底水解的产物是脱氧核糖、含氮碱基、磷酸。
3.(2025·无锡期中)右图表示DNA和RNA在化学组成上的区别,图中阴影部分表示两者共有的化学组成。下列选项属于阴影部分的一项是( )
[A]脱氧核糖、鸟嘌呤
[B]胞嘧啶、磷酸
[C]尿嘧啶、磷酸
[D]核糖、胸腺嘧啶
【答案】 B
【解析】 DNA基本组成单位是脱氧核苷酸,脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基组成,四种碱基分别是A、T、C、G;RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,核糖核苷酸由一分子磷酸、一分子核糖、一分子含氮碱基组成,四种碱基分别是A、U、C、G,故题图中阴影部分表示两者共有的化学组成胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤、磷酸。
4.(2025·连云港月考)图甲、图乙分别表示真核细胞中由两类核苷酸连接而成的长链片段。下列关于图甲、图乙的叙述错误的是( )
[A]图甲、图乙物质均以碳链为骨架
[B]图甲、图乙物质的组成元素均为C、H、O、N、P
[C]组成图甲、图乙物质的糖均为五碳糖
[D]图甲、图乙圈内部分表示的物质相同
【答案】 D
【解析】 T是DNA特有的碱基,U是RNA特有的碱基,因此图甲为脱氧核苷酸链,为DNA分子的一条链,图乙为核糖核苷酸链,为RNA链,DNA、RNA均为生物大分子,均以碳链为骨架;DNA、RNA的组成元素均为C、H、O、N、P;组成甲(DNA)的五碳糖为脱氧核糖,组成乙(RNA)的五碳糖为核糖;图甲表示DNA分子的一条链,则图甲圈内部分为腺嘌呤脱氧核苷酸,图乙表示RNA链,则图乙圈内部分为腺嘌呤核糖核苷酸,故图甲、图乙圈内部分表示的物质不同。
5.(多选)(2025·宿迁期中)下图为核苷酸链的结构示意图。下列叙述正确的有( )
[A]b结构不可以组成一个完整的核苷酸单体
[B]a结构的名称只能是鸟嘌呤核糖核苷酸
[C]若将碱基C换成U,则该核苷酸链为脱氧核苷酸链
[D]该核苷酸链初步水解的产物有3种
【答案】 AD
【解析】 分析题图可知,a表示核苷酸,b中包含了一个五碳糖、一个鸟嘌呤和另外一个核苷酸的磷酸基团,所以b结构不可以组成一个完整的核苷酸单体;分析题图可知,该核苷酸链中含有碱基A、G、C,无法判断是脱氧核苷酸链还是核糖核苷酸链,所以a结构的名称可能是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸;若将碱基C换成U,则该核苷酸链为核糖核苷酸链;分析题图可知,含有3种碱基,所以该核苷酸链初步水解的产物有3种。
人的遗传信息主要储存在染色体上的DNA中。由于两个随机个体具有相同DNA序列的概率极低,因此DNA可作为识别身份的依据,这种技术称为DNA指纹技术。每个人的DNA指纹图都是独一无二的,通过比对DNA指纹图谱的吻合度便能有效确认个体身份。在现代刑侦领域,DNA指纹技术发挥着越来越重要的作用。只需要一滴血、一根头发等样品,刑侦人员就可以开展DNA指纹鉴定工作。
(1)DNA可以应用于现代刑侦领域的主要依据是什么
【提示】 每个人的DNA是不同的,DNA中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。
(2)DNA多样性的原因是什么
【提示】 脱氧核苷酸的排列顺序不同。
课时作业
(时间:30分钟 分值:56分)
第1~7题每题3分,第8~10题每题6分,共计39分。
基础对点练
知识点1 核酸的种类和结构
1.(2025·盐城期中)在真核生物体内,组成DNA的单体共有( )
[A]4种 [B]5种 [C]8种 [D]3种
【答案】 A
【解析】 在真核生物体内,组成DNA的单体共有 4种(腺嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸)。
2.(2025·南通期中)核酸是遗传信息的携带者,下列叙述正确的是( )
[A]细胞的功能主要由核酸完成
[B]一般情况下,DNA是由一条长链构成的
[C]DNA和RNA都有C、H、O、N、S五种元素
[D]生物大分子是由许多的单体连接而成的
【答案】 D
【解析】 细胞的功能主要由蛋白质完成;一般情况下,DNA由两条脱氧核苷酸链构成;DNA和RNA都有C、H、O、N、P五种元素。
3.(2025·淮南月考)下列关于核酸的叙述,正确的是( )
[A]脊髓灰质炎病毒的遗传信息储存在DNA中
[B]组成核苷酸的小分子包括磷酸、五碳糖、含氮碱基
[C]乳酸菌以RNA为遗传物质
[D]A、T、C 3种碱基最多可组成4种核糖核苷酸
【答案】 B
【解析】 脊髓灰质炎病毒的遗传信息储存在RNA中;核苷酸包括磷酸、五碳糖和含氮碱基三部分;乳酸菌以DNA为遗传物质;A可以组成腺嘌呤核糖核苷酸和腺嘌呤脱氧核苷酸,C可以组成胞嘧啶核糖核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸,T只能组成胸腺嘧啶脱氧核苷酸,因此A、T、C 3种碱基最多可以组成2种核糖核苷酸。
4.(2025·宿迁月考)右图是核苷酸结构的模式图。下列相关叙述错误的是( )
[A]若m为鸟嘌呤,则b可能是一种脱氧核苷酸
[B]小麦和流感病毒的遗传物质彻底水解后得到的产物分别为8种和6种
[C]若碱基为胸腺嘧啶,则形成的b只有一种
[D]若a为脱氧核糖,则由b形成的核酸在生物体中一般为双链结构
【答案】 B
【解析】 若m为鸟嘌呤,则b可能是脱氧核苷酸,也可能是核糖核苷酸;小麦的遗传物质是DNA,流感病毒的遗传物质是RNA,DNA与RNA彻底水解后得到的产物都为 6种,包括
1种磷酸基团、4种含氮碱基、1种五碳糖;若碱基为胸腺嘧啶,则b只能为胸腺嘧啶脱氧核苷酸,即形成的b只有一种;若a为脱氧核糖,则由b形成的核酸为DNA,DNA一般为双螺旋结构。
知识点2 核酸的功能
5.(2025·南京期中)2023年11月,第十批25位在韩志愿军烈士的遗骸回归祖国。在进行身份确认时主要比对家属的( )
[A]糖类 [B]RNA [C]蛋白质 [D]DNA
【答案】 D
【解析】 每个人的DNA分子的碱基序列都是特定的,即利用DNA分子的特异性进行身份确认。
6.(2025·连云港期中)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]人体内既有DNA,又有RNA,但以DNA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;遗传信息是指核酸分子中的碱基排列顺序,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;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。
知识点3 核酸、核苷酸、含氮碱基与生物种类的关系
7.(2025·南京期中)下列各种生物中关于碱基、核苷酸种类的描述正确的是( )
项目 ①肌 细胞 ②叶肉 细胞 ③乙肝 病毒 ④大肠 杆菌
碱基 5种 5种 4种 5种
核苷酸 5种 4种 4种 4种
[A]① [B]② [C]③ [D]④
【答案】 C
【解析】 大肠杆菌细胞、肌细胞和叶肉细胞中都含有DNA和RNA,故都有5种含氮碱基(A、G、C、T、U)、8种核苷酸;乙肝病毒属于DNA病毒,有 4种含氮碱基(A、T、G、C)、4种脱氧核苷酸。
综合提升练
8.(多选)研究人员发现人类和小鼠的软骨细胞中富含“miR140”分子,这是一种微型单链核糖核酸。与正常小鼠相比,不含“miR140”分子的实验鼠软骨损伤程度要严重得多。下列关于“miR140”的叙述正确的有( )
[A]“miR140”是人和小鼠软骨细胞中的遗传物质
[B]“miR140”与DNA的组成元素相同
[C]“miR140”彻底水解产物为4种含氮碱基、核糖和磷酸
[D]口服富含“miR140”的保健品可减轻软骨损伤
【答案】 BC
【解析】 “miR140”分子是一种微型单链核糖核酸,即RNA,而人和小鼠软骨细胞中的遗传物质是DNA;“miR140”与DNA的组成元素相同,都是C、H、O、N、P;“miR140”是核糖核酸,彻底水解的产物为4种含氮碱基、核糖和磷酸;消化道中存在多种消化酶,所以口服富含“miR140”的保健品,其中的“miR140”会被水解,故不会减轻软骨损伤。
9.(多选)下图表示组成DNA或RNA的单体结构模式图。下列有关说法错误的有( )
[A]若图中的 处为H,则图中核苷酸为RNA的组成单位
[B]若图中的 处为OH,则图中碱基可以为A、U、C、G中的一种
[C]所有生物的遗传信息都储存在脱氧核苷酸的排列顺序中
[D]腺嘌呤核糖核苷酸和腺嘌呤脱氧核苷酸有 2种相同的组成成分
【答案】 AC
【解析】 Q若图中的 处为H,则图中核苷酸为DNA的组成单位——脱氧核糖核苷酸;若图中的 处为OH,则该核苷酸为核糖核苷酸,图中碱基可以为A、U、C、G中的一种;大多数生物的遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中,而RNA病毒的遗传信息储存在核糖核苷酸的排列顺序中;腺嘌呤核糖核苷酸和腺嘌呤脱氧核苷酸有2种相同的组成成分,即磷酸和腺嘌呤。
10.(多选)(2024·扬州期中)下面四幅图表示生物体内的四种化合物。下列叙述错误的有( )
[A]丙的元素组成一定与甲相同,甲中碱基排列顺序表示遗传信息
[B]人体中由乙组成的大分子化合物的功能多样性与其结构多样性相适应
[C]组成丙化合物的单糖是脱氧核糖,也可作为细胞的能源物质
[D]丁表示二糖,推测在动物体细胞中所有的单糖、二糖和多糖均可相互转化
【答案】 CD
【解析】 甲表示DNA片段,丙表示核糖核苷酸,两者的元素组成都是C、H、O、N、P,甲中碱基排列顺序表示遗传信息;人体中由氨基酸(乙)组成的大分子化合物是蛋白质,蛋白质结构多样性决定其功能多样性,功能多样性与其结构多样性相适应;丙表示核糖核苷酸,其中的单糖是核糖,核糖一般不能为细胞提供能量;丁表示二糖,在动物体细胞中单糖中的六碳糖可以脱水缩合形成二糖和多糖,多糖和二糖也可以水解形成二糖或单糖,但是五碳糖不参与转化。
11.(10分)(2025·徐州月考)图1表示人体细胞内某些有机物的元素组成和功能关系,其中甲代表图中有机物共有的元素,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是生物大分子,X、Y、Z分别为构成生物大分子的基本组成单位。图2为核酸的部分结构示意图,图3为核酸的基本单位示意图。已知人体细胞中DNA主要分布在细胞核,RNA主要分布在细胞质。请回答下列问题。
(1)图1中甲代表的元素是 。从X的角度分析,导致Ⅰ多样性的主要原因是
。
(2)若图2为Ⅰ的部分结构,则图2表示一段由 连接而成的单链,④的中文名称是 。
(3)若图2为Ⅱ的部分结构,则②表示 ,⑤的中文名称是 。
(4)图3是 的基本组成单位,在人体内共有 种。
(5)图3中 (填序号)位置上的氧去掉后,便可成为小麦遗传物质的基本组成单位之一。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)C、H、O 脱氧核糖核苷酸的排列顺序多种多样(2分)
(2)脱氧核糖核苷酸 鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸
(3)核糖 腺嘌呤核糖核苷酸
(4)RNA/核糖核酸 4
(5)⑧
【解析】 (1)据图1可知,Ⅰ主要分布在细胞核,故Ⅰ表示DNA;Ⅱ主要分布在细胞质,故Ⅱ表示RNA;Ⅲ承担生命活动,故Ⅲ表示蛋白质。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共有的元素是C、H、O,故甲表示C、H、O;X表示DNA的单体脱氧核糖核苷酸。从X(脱氧核糖核苷酸)的角度来看,导致Ⅰ(DNA)多样性的主要原因是脱氧核糖核苷酸的排列顺序多种多样。
(2)Ⅰ表示DNA,若图2为Ⅰ的部分结构,则图2表示一段由脱氧核糖核苷酸连接形成的单链,④的中文名称为鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸。
(3)Ⅱ表示RNA,若图2为Ⅱ的部分结构,则②表示核糖,⑤的中文名称为腺嘌呤核糖核苷酸。
(4)图3中⑧连接的是—OH,由此可判断图3表示核糖核苷酸。核糖核苷酸是构成RNA(核糖核酸)的基本组成单位,在人体内共有4种,分别为腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸。
(5)小麦的遗传物质是DNA,其基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。图3中,⑧上的氧去掉后,便可成为小麦遗传物质的基本组成单位之一。
12.(7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的核酸,将核酸提取液分成相同的三组,A组不进行处理,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D、E、F三组,利用显微注射技术向D组注射A组埃博拉病毒的核酸提取液,向E组注射B组埃博拉病毒的核酸提取液,向F组注射C组埃博拉病毒的核酸提取液。
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。
(1)步骤1中“ ”代表的操作是 。
(2)步骤2中,D组处理起 作用。
(3)若E组样品检测到有埃博拉病毒,则说明该病毒的遗传物质是 ,同时实验的F组 (填“有”或“没有”)检测到埃博拉病毒。反之,埃博拉病毒的遗传物质是 。
(4)有关埃博拉病毒的遗传物质除可用上述实验鉴定外,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),则说明埃博拉病毒的遗传物质是RNA。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)加入等量的RNA水解酶 (2)对照
(3)RNA 没有 DNA (4)尿嘧啶(2分)
【解析】 (1)实验设计遵循单一变量原则,C组应加入等量的RNA水解酶。
(2)D组注射未处理的埃博拉病毒的核酸提取液,用于对照。
(3)用核酸水解酶处理核酸提取液,会使核酸分解而不能再复制,就不会在活鸡胚细胞内产生埃博拉病毒。若E组样品检测到有埃博拉病毒,则说明埃博拉病毒的遗传物质是RNA,同时实验的F组样品没有检测到埃博拉病毒。反之,若E组样品没有检测到埃博拉病毒,F组样品检测到有埃博拉病毒,则埃博拉病毒的遗传物质是DNA。
(4)RNA特有的碱基为尿嘧啶。
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第2课时 核酸储存与
传递遗传信息
1.说明核酸的组成元素、基本组成单位,阐述核酸的结构层次。2.阐明核酸能够携带大量遗传信息的原因。
一、核酸的结构层次
1.核酸的元素组成:含有 五种元素。
2.核酸的基本组成单位: ,分为 (简称脱氧核苷酸)和 。
3.核酸的种类及比较
(1)种类: (DNA)和核糖核酸(RNA)。
C、H、O、N、P
核苷酸
脱氧核糖核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖核酸
(2)DNA和RNA的比较。
类别 DNA RNA
基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸
成
分 碱
基 共有 A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)
特有
五碳糖
酸 磷酸
结构 一般为双链结构 一般为 结构
T(胸腺嘧啶)
U(尿嘧啶)
脱氧核糖
核糖
单链
二、遗传信息及核酸的功能
1.遗传信息
(1)DNA中信息量巨大的原因:脱氧核苷酸 巨大和 多种多样。
(2)遗传信息的储存。
① 是绝大多数生物储存、传递遗传信息的生物大分子。
②有些病毒的遗传信息储存在 中,如禽流感病毒、脊髓灰质炎病毒等。
数量
排列顺序
DNA
RNA
2.核酸的功能
核酸是生物体中储存与传递 的生物大分子,核酸在生物体的 和 中具有十分重要的作用。
遗传信息
遗传、变异
蛋白质的生物合成
判断正误
(1)RNA是由核苷酸连接而成的,核苷酸含有A、G、C、T四种碱基。( )
【提示】 RNA的基本单位是核糖核苷酸,核糖核苷酸中的碱基是A、U、
G、C。
(2)病毒的核酸彻底水解后可以得到6种小分子。( )
×
√
(3)DNA和RNA中的五碳糖相同。( )
【提示】 组成DNA的五碳糖是脱氧核糖,而组成RNA的五碳糖是核糖。
×
(4)核酸是生物体中储存和传递遗传信息的生物大分子。( )
√
任务 分析核酸的种类、结构和功能
探究1 分析核酸的种类和组成
核酸同蛋白质一样,也是生物大分子。每个核酸分子都是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。下图为核酸的结构层次示意图。
(1)写出图中各字母代表的名称。
a: ,b: ,c: ,d: 。
(2)若图中b是c的基本单位,则a表示 4种碱基,其五碳糖是
;若图中b是d的基本单位,则a表示 ,其五碳糖是 。
核苷酸
含氮碱基
DNA
RNA
A、T、C、G
脱氧核糖
脱氧核糖
核糖
(3)c、d初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么
【提示】 c(DNA)初步水解的产物是4种脱氧核苷酸,彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和4种碱基;d(RNA)初步水解的产物是4种核糖核苷酸,彻底水解的产物是磷酸、核糖和4种碱基。
探究2 分析核酸、核苷酸、含氮碱基与生物种类的关系
环境DNA技术助力长江江豚保护。每头江豚只要在监测水域生活就会留下痕迹,通过环境DNA技术对水质样本进行分析,就能判断该监测水域有没有江豚。
(1)江豚DNA与其他生物DNA有什么差异
【提示】 脱氧核苷酸的排列顺序不同。
(2)江豚体内有多少种含氮碱基、多少种五碳糖 江豚体内的遗传物质中含有多少种含氮碱基、多少种五碳糖
【提示】 江豚体内有DNA和RNA两种核酸,因此有A、T、G、C、U五种含氮碱基,有核糖和脱氧核糖两种五碳糖。江豚体内的遗传物质是DNA,因此有A、T、G、C四种含氮碱基,一种五碳糖即脱氧核糖。
(3)大肠杆菌体内由A、G、U三种碱基组成的核苷酸有几种 禽流感病毒体内由A、G、U三种碱基组成的核苷酸有几种
【提示】 5种,包括3种核糖核苷酸和2种脱氧核苷酸。3种,包括3种核糖核苷酸。
「核心归纳」
生物体中核酸、遗传物质、碱基和核苷酸的种类
生物类别 核酸的种类 遗传物质的种类 碱基的种类 核苷酸的种类数
细胞
生物 DNA和RNA DNA A、G、C、
T、U 8种
病毒 只含DNA DNA A、G、
C、T 4种
只含RNA RNA A、G、
C、U 4种
「典型例题」
1.(2025·盐城期中)核酸是细胞内携带遗传信息的物质。下列关于核酸的叙述,正确的是( )
[A]与蛋白质的组成元素相同
[B]所有生物都以DNA作为遗传物质
[C]组成DNA的五碳糖是核糖
[D]U是RNA特有的碱基
D
【解析】 核酸的组成元素为C、H、O、N、P,蛋白质的组成元素主要为C、H、O、N,两者的组成元素不完全相同;病毒的遗传物质是DNA或RNA;组成DNA的五碳糖是脱氧核糖。
2.(2025·泰州期中)右图为核苷酸的结构模式图。下列叙述正确的是( )
[A]DNA和RNA在核苷酸组成上,只有②不同
[B]人体内③有8种,②有2种
[C]RNA通常由一条核苷酸链组成
[D]若③为腺嘌呤,则该核苷酸为腺嘌呤脱氧核苷酸
C
【解析】 DNA与RNA在核苷酸组成上的差异体现在②(五碳糖)和③(含氮碱基)不同;人体中含有DNA和RNA两种核酸,其含有的③含氮碱基有 5种(A、C、G、T、U),②五碳糖有2种(核糖和脱氧核糖);若③为腺嘌呤,则该核苷酸为腺嘌呤脱氧核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸。
思维导图
随堂检测
1.(2025·南通期中)水稻从外界吸收的硝酸盐和磷酸盐可用于细胞内合成
( )
[A]淀粉 [B]核酸
[C]脂肪 [D]蔗糖
B
【解析】 淀粉、脂肪和蔗糖的元素组成都是C、H、O,不含N和P;核酸的元素组成是C、H、O、N、P,故水稻从外界吸收的硝酸盐和磷酸盐可用于细胞内合成核酸。
2.(2025·扬州阶段测试)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]核糖、含氮碱基、磷酸
[D]脱氧核糖、含氮碱基、磷酸
D
【解析】 DNA分子彻底水解的产物是脱氧核糖、含氮碱基、磷酸。
3.(2025·无锡期中)右图表示DNA和RNA在化学组成上的区别,图中阴影部分表示两者共有的化学组成。下列选项属于阴影部分的一项是( )
[A]脱氧核糖、鸟嘌呤
[B]胞嘧啶、磷酸
[C]尿嘧啶、磷酸
[D]核糖、胸腺嘧啶
B
【解析】 DNA基本组成单位是脱氧核苷酸,脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基组成,四种碱基分别是A、T、C、G;RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,核糖核苷酸由一分子磷酸、一分子核糖、一分子含氮碱基组成,四种碱基分别是A、U、C、G,故题图中阴影部分表示两者共有的化学组成胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤、磷酸。
4.(2025·连云港月考)图甲、图乙分别表示真核细胞中由两类核苷酸连接而成的长链片段。下列关于图甲、图乙的叙述错误的是( )
[A]图甲、图乙物质均以碳链为骨架
[B]图甲、图乙物质的组成元素均为C、H、O、N、P
[C]组成图甲、图乙物质的糖均为五碳糖
[D]图甲、图乙圈内部分表示的物质相同
D
【解析】 T是DNA特有的碱基,U是RNA特有的碱基,因此图甲为脱氧核苷酸链,为DNA分子的一条链,图乙为核糖核苷酸链,为RNA链,DNA、RNA均为生物大分子,均以碳链为骨架;DNA、RNA的组成元素均为C、H、O、N、P;组成甲(DNA)的五碳糖为脱氧核糖,组成乙(RNA)的五碳糖为核糖;图甲表示DNA分子的一条链,则图甲圈内部分为腺嘌呤脱氧核苷酸,图乙表示RNA链,则图乙圈内部分为腺嘌呤核糖核苷酸,故图甲、图乙圈内部分表示的物质不同。
5.(多选)(2025·宿迁期中)下图为核苷酸链的结构示意图。下列叙述正确的有( )
[A]b结构不可以组成一个完整的核苷酸单体
[B]a结构的名称只能是鸟嘌呤核糖核苷酸
[C]若将碱基C换成U,则该核苷酸链为脱氧核苷酸链
[D]该核苷酸链初步水解的产物有3种
AD
【解析】 分析题图可知,a表示核苷酸,b中包含了一个五碳糖、一个鸟嘌呤和另外一个核苷酸的磷酸基团,所以b结构不可以组成一个完整的核苷酸单体;分析题图可知,该核苷酸链中含有碱基A、G、C,
无法判断是脱氧核苷酸链还是核糖核苷酸链,所以a结构
的名称可能是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸;
若将碱基C换成U,则该核苷酸链为核糖核苷酸链;分析
题图可知,含有3种碱基,所以该核苷酸链初步水解的产物有3种。
联系实际 迁移应用
人的遗传信息主要储存在染色体上的DNA中。由于两个随机个体具有相同DNA序列的概率极低,因此DNA可作为识别身份的依据,这种技术称为DNA指纹技术。每个人的DNA指纹图都是独一无二的,通过比对DNA指纹图谱的吻合度便能有效确认个体身份。在现代刑侦领域,DNA指纹技术发挥着越来越重要的作用。只需要一滴血、一根头发等样品,刑侦人员就可以开展DNA指纹鉴定工作。
(1)DNA可以应用于现代刑侦领域的主要依据是什么
【提示】 每个人的DNA是不同的,DNA中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。
(2)DNA多样性的原因是什么
【提示】 脱氧核苷酸的排列顺序不同。
