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第2章 组成细胞的分子
第2章 组成细胞的分子
遗传信息的携带者——核酸
[拓宽教材]
1．(必修1 P28图2－9改编)下图为某同学制作的含有两个碱基对的DNA片段(“○”代表磷酸基团)模式图，下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是( )
A．甲说：“物质组成和结构上完全正确”
B．乙说：“只有一处错误，就是U应改为T”
C．丙说：“有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖”
D．丁说：“如果说他画的是RNA双链则该图是正确的”
答案：C
2．(必修1 P26“问题探讨”改编)生物科学的迅速发展为各个领域的技术进步奠定了坚实的基础，如刑事案件中“指纹”技术和医疗领域中的“亲子鉴定”。请根据所学知识回答下列问题：
(1)在“指纹”和“亲子鉴定”中发挥作用的物质是________。
(2)刑事案件中，为什么该物质能够提供犯罪嫌疑人的信息？
________________________________________________________________________。
答案：(1)DNA
(2)每个人的DNA都有特定的碱基排列顺序
[精练好题]
3．某同学以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经不同处理和染色剂染色，用高倍显微镜观察。下列描述正确的是( )
A．经吡罗红甲基绿染色剂染色以后，可观察到红色的细胞核
B．经吡罗红甲基绿染色剂染色以后，可观察到红色的细胞质
C．经双缩脲试剂染色以后，可看到紫色的脂肪颗粒
D．经苏丹Ⅲ染色以后，可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质
解析：选B。甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色，因此可以观察到绿色的细胞核、红色的细胞质；双缩脲试剂使蛋白质呈紫色；脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。
4．(2019·贵州凯里一中高一期中)制作脱氧核苷酸模型时，各部件之间需要连接，下列图中连接正确的是( )
答案：C
5．(2019·九江一中高一期末)某同学打算制作一段DNA模型，现准备了若干不同类型塑料片，如下表所示。若想充分利用现有材料，那么还需准备脱氧核糖的塑料片数目是( )
塑料片类别 碱基G 碱基C 碱基A 碱基T 磷酸
数量(个) 10 16 16 10 52
A．32 B．40
C．26 D．52
答案：B
6．对细胞中某些物质的组成进行分析，可以作为判断真核生物的不同个体是否为同一物种的辅助手段，一般不采用的物质是( )
A．蛋白质 B．DNA
C．RNA D．核苷酸
解析：选D。蛋白质、DNA和RNA都具有特异性，而核苷酸不具有物种和个体的特异性。
7．下图是DNA和RNA两种核酸，区分它们的方法有以下两种：
(1)从成分上分析
①图甲含有________，该核酸为DNA。
②图乙含有________，该核酸为RNA。
(2)从结构组成上分析
①图甲具有________链结构，为DNA。
②图乙具有________链结构，为RNA。
答案：(1)①T(胸腺嘧啶) ②U(尿嘧啶) (2)①双 ②单
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遗传信息的携带者——核酸
1．(2019·济南高一检测)RNA的主要存在部位和所含的五碳糖分别是( )
A．细胞核、核糖 B．细胞质、核糖
C．细胞核、脱氧核糖 D．细胞质、脱氧核糖
答案：B
2．对于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验，下列叙述正确的是( )
A．染色时应先用甲基绿染色剂，再滴加2～3滴吡罗红染色剂
B．染色前应先用质量分数为8%的盐酸处理载玻片
C．观察染色情况时，可直接用高倍镜观察
D．高倍镜下可清晰地看到呈绿色的染色体和呈红色的RNA分子
解析：选B。甲基绿和吡罗红染色剂要混合使用。观察时应先在低倍镜下找到染色较为均匀且色泽浅的区域，移到视野中央，然后换用高倍镜。高倍镜下能够发现呈绿色的区域为细胞核，而细胞质被染成红色，无法看到呈绿色的染色体和呈红色的RNA分子。
3．下列关于小麦叶肉细胞中核酸分布的叙述，错误的是( )
A．DNA只存在于细胞核中，RNA只存在于细胞质中
B．DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中
C．细胞质中也存在DNA，细胞核中也存在RNA
D．叶肉细胞中的叶绿体和线粒体中均含有少量的DNA和RNA
解析：选A。小麦叶肉细胞的细胞核和细胞质中均含有DNA和RNA两种核酸，但DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中。叶肉细胞中的叶绿体和线粒体中均含有少量的DNA和RNA。
4．组成DNA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．①②④⑤
C．②③④⑤ D．②③④⑥
解析：选C。DNA中含有脱氧核糖、磷酸和四种碱基(A、T、C、G)。
5．(2019·郑州高一期中)如图所示为核苷酸的结构模式图。下列关于核苷酸及核酸的叙述中，错误的是( )
A．核苷酸的种类可以根据图中的②和③进行判断
B．彻底水解DNA，可以得到一种①、一种②和四种③
C．在人的口腔上皮细胞中，含有两种②和四种③
D．如果某种核酸中含有T，则该核酸主要分布在细胞核中
解析：选C。图中①②③分别是磷酸、五碳糖和碱基。根据五碳糖的种类和碱基的种类可判断核苷酸的种类，如果含有脱氧核糖或T，则为DNA的基本组成单位——脱氧核苷酸；如果含有核糖或U，则为RNA的基本组成单位——核糖核苷酸，A正确。DNA的彻底水解产物是脱氧核苷酸的三种组成成分：磷酸、脱氧核糖和碱基(A、G、C、T)，B正确。在人的口腔上皮细胞中同时含有DNA和RNA，故其内五碳糖有两种——脱氧核糖和核糖，碱基有五种——A、G、C、T、U，C错误。如果某种核酸含有T，则该核酸为DNA，DNA主要分布在细胞核中，D正确。
6．在豌豆的叶肉细胞中，含有的碱基为X种；在高粱的根尖细胞中，由A、C、T、U 4种碱基参与构成的核苷酸为Y种，则X和Y分别为( )
A．4、8 B．5、8
C．4、4 D．5、6
解析：选D。豌豆的叶肉细胞中既有DNA又有RNA，共含有5种碱基；高粱的根尖细胞中既含有DNA也含有RNA，其中A、C各可构成2种核苷酸，而碱基U和T只能分别构成1种核糖核苷酸和1种脱氧核糖核苷酸，所以A、C、T、U共构成6种核苷酸。
7．下图为某核苷酸长链的示意图，下列相关叙述中错误的是( )
A．图中所示为脱氧核苷酸长链
B．2只存在于DNA中
C．3在DNA和RNA中相同
D．5只能在细胞核中找到
解析：选D。由题图可知，该核苷酸长链含有胸腺嘧啶T，则应为脱氧核苷酸长链，则2为脱氧核糖，只存在于DNA中，3为胞嘧啶，在DNA和RNA中都有。5(脱氧核苷酸链)主要位于细胞核中，但在细胞质中也能找到。
8．美国科学家安德鲁·法尔和克雷格·梅洛因发现RNA干扰机制而获得诺贝尔生理学或医学奖。下列关于RNA的描述，错误的是( )
A．大肠杆菌细胞中的核酸只有RNA
B．SARS病毒中的核酸只有RNA
C．RNA和DNA的基本组成单位是核苷酸
D．RNA主要分布在细胞质中
解析：选A。大肠杆菌含有DNA和RNA两种核酸，A错误；SARS病毒属于RNA病毒，其中的核酸只有RNA，B正确；RNA和DNA的基本组成单位是核苷酸，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，C正确；RNA主要分布在细胞质中，D正确。
9．(2019·临沂高一检测)有关下列概念图的叙述，正确的是( )
＋＋→→
A．①表示的碱基有5种
B．②表示的是核糖
C．④表示脱氧核苷酸
D．④表示核糖核苷酸
解析：选C。由图可知，①②③组成④，④组成⑤DNA，因此①表示的含氮碱基有4种，②表示脱氧核糖，④表示脱氧核苷酸。
10.(2019·陕西渭南高一期末)下图是四位同学拼制的DNA分子平面结构部分模型，正确的是( )
答案：C
11．下列生物或细胞中关于碱基、核苷酸、五碳糖种类的描述，正确的是( )
选项 A B C D
生物或细胞 T4噬菌体 烟草叶肉细胞 烟草花叶病毒 豌豆根毛细胞
碱基 5种 5种 4种 8种
核苷酸 5种 8种 8种 8种
五碳糖 1种 2种 2种 2种
解析：选B。烟草叶肉细胞和豌豆根毛细胞都属于真核细胞，它们同时含有DNA和RNA，而T4噬菌体和烟草花叶病毒体内只有1种核酸。组成DNA的碱基有4种：A、G、C、T，组成RNA的碱基有4种：A、G、C、U，所以组成核酸的碱基共有5种；核苷酸是组成DNA或RNA的单体，组成DNA的单体是4种脱氧核苷酸(碱基：A、G、C、T)，组成RNA的单体是4种核糖核苷酸(碱基：A、G、C、U)；DNA和RNA含有不同的五碳糖(脱氧核糖和核糖)。同时含有DNA和RNA的生物，体内五碳糖有2种，碱基有5种，核苷酸有8种；只有1种核酸的生物，体内五碳糖有1种，碱基有4种，核苷酸有4种。
12．(2019·龙岩四校联考高一期中)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”分子中含有两个游离的磷酸基团
B．“miR140”分子中一定含有糖类物质
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A。“miR140”分子为单链RNA，故只含有一个游离的磷酸基团，A错误；“miR140”分子中含有核糖，B正确；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。
13．下图表示细胞内与核酸有关的物质或结构。请据图回答下列问题：
(1)细胞内的核酸包括两类：一类是________，简称DNA；另一类是________，简称________。二者除在含氮碱基上有所区别外，还有____________________________________。
(2)e和f的关系是___________________________________________________________。
(3)f被彻底水解后的产物是________(用字母表示)，元素a包括____________________。
解析：(1)核酸可分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)，前者特有脱氧核糖和胸腺嘧啶，后者特有核糖和尿嘧啶。(2)图中e为核苷酸，f为核酸，e是f的基本组成单位。(3)核酸被彻底水解后的产物为磷酸、五碳糖和含氮碱基，可用字母b、c、d表示。核酸的元素组成为C、H、O、N、P。
答案：(1)脱氧核糖核酸 核糖核酸 RNA DNA中含有脱氧核糖，而RNA中含有核糖(或两者所含五碳糖不同)
(2)e是f的基本组成单位
(3)b、c、d C、H、O、N、P
14．如图是某核苷酸(图甲)与核苷酸链(图乙)示意图，据图回答问题：
(1)图甲的化合物名称是____________________，是组成__________________________的基本单位。
(2)图乙所示2、3、4的名称分别是_____________、_____________、________________。
(3)图乙结构中的核酸与另一种核酸相比较，其特有的碱基的中文名称是___________。
解析：(1)图甲中的碱基为胞嘧啶，五碳糖为脱氧核糖，所以此化合物为胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，是组成DNA的基本单位。(2)图乙中的1、2、3为组成DNA的三个小分子，分别是磷酸、腺嘌呤、脱氧核糖，4为三者构成的腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。(3)与另外一种核酸(RNA)相比较，DNA中特有的碱基是胸腺嘧啶。
答案：(1)胞嘧啶脱氧核糖核苷酸 脱氧核糖核酸(DNA)
(2)腺嘌呤 脱氧核糖 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸
(3)胸腺嘧啶
15．回答下列有关“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的问题：
(1)取人口腔上皮细胞时必须漱口，原因是______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)将口腔上皮细胞浸到质量分数为0.9%的NaCl溶液中的目的是
________________________________________________________________________。
(3)用质量分数为8%的盐酸水解的目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在将涂有人的口腔上皮细胞的载玻片加热时要时刻注意
________________________________________________________________________。
(5)冲洗涂片时要用蒸馏水的________冲洗10 s，是为了防止____________________。
(6)如果用植物细胞来做该实验，则要选择________的细胞，是为了
________________________________________________________________________。
解析：(1)为了取材方便，实验前必须漱口是为防止食物碎屑的干扰。(2)为保持口腔上皮细胞的正常形态，一般用和人体组织液浓度相同的质量分数为0.9%的NaCl溶液浸润细胞。(3)在真核生物细胞内，染色质中的DNA和蛋白质是结合在一起的，为了便于染色剂和DNA结合，要对口腔上皮细胞用质量分数为8%的盐酸处理，使DNA与蛋白质分离，另外，8%的盐酸还有改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞的作用。(5)用质量分数为8%的盐酸水解后，要用蒸馏水用缓水流冲洗，洗去残留的盐酸，这里注意要用缓水流冲洗，防止细胞被水流冲走。(6)在本实验中，实验现象是“绿色部分主要集中在细胞核内，红色部分主要集中在细胞质中”，因此在选择植物实验材料时，一定要选择无色或浅色的植物组织材料，防止植物材料本身的颜色掩盖了DNA和RNA的颜色反应。
答案：(1)防止混杂食物碎屑
(2)保持口腔上皮细胞的正常形态，有利于观察
(3)改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA和染色剂的结合
(4)在酒精灯火焰上来回移动，防止载玻片受热不均匀而破裂
(5)缓水流 细胞被水流冲走
(6)浅颜色 防止植物材料本身的颜色掩盖了DNA和RNA的颜色反应
16．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：
(1)A组样品检测中含有H5N1亚型病毒。
(2)给B组活鸡胚注射的物质是__________________，若样品检测无H5N1亚型病毒产生，则________是其遗传物质。
(3)给C组活鸡胚注射的物质是__________________，若样品检测无H5N1亚型病毒产生，则________是其遗传物质。
答案：材料用具：
(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
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