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第4講核酸是遺傳信息的攜帶者

新教材生物一輪復習

01

考點研析·重難突破

考點一核酸的組成、結構和功能

1.核酸的組成和結構

（1）核酸的結構層次

（2）DNA和RNA的組成成分

①相同成分：含氮堿基A、G、C和磷酸。

②不同成分

A、G、C

2.核酸的功能與分布

3.核酸與蛋白質的關系

（1）核酸與蛋白質的比較

項目核酸蛋白質

DNARNA元素C、H、O、N、PC、H、O、N等

組成單位脫氧核苷酸（4種）核糖核苷酸（4種）氨基酸（21種）

形成場所主要在細胞核中復制產生主要在細胞核中轉錄生成核糖體

C、H、O、N、P

C、H、O、N

脫氧核苷酸

項目核酸蛋白質

DNARNA分子結構一般為雙螺旋結構一般為單鏈結構氨基酸→多肽→蛋白質

聯系（2）DNA多樣性、蛋白質多樣性和生物多樣性的關系

1.DNA分子一條鏈中的兩個相鄰堿基通過“—磷酸—脫氧核糖—磷酸—”相連。（必修1P34圖2－14）（×）

2.核苷酸是生物體內攜帶遺傳信息的物質，核苷酸種類不同取決于堿基的不同。（必修1P35圖2－15）（×）

3.DNA是真核生物儲存、傳遞遺傳信息的生物大分子，原核生物和病毒的遺傳信息儲存在RNA中。（必修1P35正文）（×）

×

×

×

1.（必修1P34問題探討）DNA能夠提供犯罪嫌疑人的信息的原因是DNA是遺傳物質，而每個人的遺傳物質有所區別。DNA鑒定技術還可以應用在研究人類起源、不同類群生物的親緣關系等方面。

2.（必修1P35正文）組成DNA分子的脫氧核苷酸有4種，但是如果數量不限，在連成n個脫氧核苷酸構成的DNA片段時，排列順序最多有多少種？

DNA是

遺傳物質，而每個人的遺傳物質有所區別

研

究人類起源、不同類群生物的親緣關系

提示：4n/2種。

3.（必修1P35正文）生物的遺傳信息是否都儲存在DNA分子中？舉例說明。

提示：不是，生物的遺傳信息大都儲存在DNA中，但部分病毒的遺傳信息儲存在RNA中，如HIV、SARS病毒等。

1.判斷DNA和RNA的三種方法

2.不同生物的核酸、核苷酸、堿基和五碳糖的歸納

借助核酸的結構與功能，考查理解能力

1.如圖中甲是組成乙或丙的基本單位（單體）。下列相關敘述錯誤的是（）

A.如果甲中的m是U，則甲一定是丙的基本單位

B.如果甲中的m是G，則甲一定是乙的基本單位

C.如果甲中的a是脫氧核糖，則甲物質聚合成的大分子物質可以分布于線粒體和葉綠體中

D.如果甲中的a是核糖，則甲物質聚合成的大分子物質可以分布于細胞核和細胞質中

解析：B如果甲中的m是U，則甲為核糖核苷酸，是丙tRNA的基本單位，A正確；如果甲中的m是G，則甲為鳥嘌呤脫氧核苷酸或鳥嘌呤核糖核苷酸，因此不一定是乙DNA的基本單位，B錯誤；如果甲中的a是脫氧核糖，則甲為脫氧核苷酸，其聚合成的大分子物質是DNA，可以分布于線粒體和葉綠體中，C正確；如果甲中的a是核糖，則甲為核糖核苷酸，其聚合成的大分子物質是RNA，可以分布于細胞核和細胞質中，D正確。

結合核酸、蛋白質間的內在關系，考

查綜合應用能力

2.核酸通常與蛋白質結合以“核酸—蛋白質”復合體的形式存在。以下敘述錯誤的是（）

A.T2噬菌體、HIV和煙草花葉病毒都可以看作是“核酸—蛋白質”復合體

B.紫外線、酒精消殺病毒時，分別破壞復合體中的核酸和蛋白質

C.原核細胞中的“核酸—蛋白質”復合體就是“核糖體RNA—蛋白質”復合體

D.真核細胞內遺傳信息傳遞過程中，可出現核酸與相應的酶形成的復合體

解析：CT2噬菌體、HIV和煙草花葉病毒都可以看作是“核酸—蛋白質”復合體，A正確；紫外線、酒精消殺病毒時，分別破壞復合體中的核酸和蛋白質，B正確；原核細胞中的“核酸—蛋白質”復合體不僅僅是“核糖體RNA—蛋白質”復合體，如DNA復制時，DNA聚合酶與DNA結合形成“DNA—蛋白質”復合體，C錯誤；真核細胞內遺傳信息傳遞過程中，可出現核酸與相應的酶形成的復合體，D正確。

常見核酸—蛋白質復合體

考點二生物大分子以碳鏈為基本骨架

1.生物大分子以碳鏈為骨架

單體（基本單位）多聚體（生物大分子）

單體多聚體

單糖多糖

氨基酸蛋白質

核苷酸核酸

單糖

氨基酸

核酸

2.有機物初步水解產物、徹底水解產物和代謝終產物

3.“四看”法判斷細胞內的有機物或結構

1.在構成細胞的化合物中，脂肪、多糖、蛋白質和核苷酸都是生物大分子。（必修1P35正文）（×）

2.生物大分子和其單體都是以碳鏈為基本骨架的。（必修1P36正文）（√）

3.碳原子與碳原子或其他原子通過共價鍵連接形成穩定的結構。（必修1P36學科交叉）（√）

×

√

√

1.（必修1P36正文）碳是“生命的核心元素”的原因是生物大分子以碳鏈為基本骨架。

生物大分子以碳鏈為

基本骨架

2.（必修1P36圖2－17）如圖表示生物大分子多聚體的連接方式，請結合如圖回答有關問題。

（1）若該圖為一段肽鏈結構模式圖，則1表示中心碳原子，2表示—CO—NH—。

（2）若該圖為一段核酸結構模式圖，則1表示五碳糖，2表示磷酸基團，3表示含氮堿基。

（3）若該圖表示多糖結構模式圖，則1、2、3連接形成的化合物是單糖。

中心碳原子

—

CO—NH—

五碳糖

磷酸基

團

含氮堿基

單糖

圍繞生物大分子的結構，考查理解能力

1.（2023·全國甲卷）已知①酶、②抗體、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人體內有重要作用的物質。下列說法正確的是（）

A.①②③都是由氨基酸通過肽鍵連接而成的

B.③④⑤都是生物大分子，都以碳鏈為骨架

C.①②⑥都是由含氮的單體連接成的多聚體

D.④⑤⑥都是人體細胞內的主要能源物質

解析：C①酶的化學本質是蛋白質或RNA，②抗體的化學本質是蛋白質，③激素的化學本質是蛋白質、氨基酸類衍生物、固醇等，只有蛋白質是由氨基酸通過肽鍵連接而成的，RNA、固醇類激素等不是通過肽鍵連接而成的，A錯誤；③激素中氨基酸類衍生物不屬于生物大分子，④糖原屬于生物大分子，⑤脂肪的相對分子質量較小，不屬于生物大分子，B錯誤；①酶的化學本質是蛋白質或RNA，其基本單位是氨基酸或核糖核苷酸，都含氮元素，②抗體屬于蛋白質，其基本單位是氨基酸，含氮元素，⑥核酸包括DNA和RNA，其基本單位是核苷酸，含氮元素，C正確；④糖原屬于多糖，糖類是生物體主要的能源物質，⑤脂肪是細胞內良好的儲能物質，不是主要能源物質，⑥核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質，不是能源物質，D錯誤。

借助細胞中有機物的推斷，考查推理能力

2.多聚體是由許多相同或相似的基本單位組成的生物大分子，如圖表示細胞利用基本單位合成生物大分子的示意圖，下列說法正確的是（）

A.若該生物大分子的基本單位中含有胸腺嘧啶，則該生物大分子是DNA

B.若該生物大分子具有催化作用，則該生物大分子一定是蛋白質

C.若該生物大分子的基本單位中含有尿嘧啶，則該生物大分子是原核生物的遺傳物質

D.若該生物大分子是糖原，則該生物大分子是動植物細胞內的儲能物質

解析：A胸腺嘧啶是DNA特有的堿基，RNA中沒有，若該生物大分子的基本單位（核苷酸）中含有胸腺嘧啶，則該生物大分子一定是DNA，A正確；若該生物大分子具有催化作用，則該生物大分子是酶，可以是蛋白質或RNA，B錯誤；若該生物大分子的基本單位中含有尿嘧啶，則該生物大分子是RNA，而原核生物的遺傳物質是DNA，C錯誤；糖原是動物細胞中特有的多糖，若該生物大分子是糖原，則該生物大分子是動物細胞內的儲能物質，D錯誤。

3.如圖為C、H、O、N、P等元素構成大分子物質甲～丙及結構丁的示意圖。下列相關敘述錯誤的是（）

A.若圖中物質甲能與碘液發生藍色反應，則單體3為葡萄糖

B.若圖中丁是一種細胞器，則單體1為氨基酸，單體2為核糖核苷酸

C.若圖中丁能被堿性物質染成深色，則物質丙可控制物質乙的合成

D.物質甲、乙、丙為生物大分子，都有物種特異性

解析：D若物質甲能與碘液發生藍色反應，則其為淀粉，單體3為淀粉的組成單位——葡萄糖，A正確；若圖中丁是一種細胞器，由核酸和蛋白質構成，則其是核糖體，單體1為氨基酸，單體2為核糖核苷酸，B正確；若圖中丁能被堿性物質染成深色，則丁為染色體（質），物質丙為DNA，物質乙為蛋白質，DNA可控制蛋白質的合成，C正確；若物質甲是多糖，則沒有物種特異性，D錯誤。

4.如圖表示有關生物大分子的簡要概念圖，下列敘述錯誤的是（）

A.若B為葡萄糖，則C在動物細胞中可能為糖原

B.若C為RNA，則B為核糖核苷酸，A為C、H、O、N、P

C.若C具有信息傳遞、運輸、催化等功能，則B可能為氨基酸

D.若B為脫氧核苷酸，則C只存在于線粒體、葉綠體、細胞核中

解析：D若B為葡萄糖，則C在動物細胞中可能為糖原，A正確；若C為RNA，則B為核糖核苷酸，A為C、H、O、N、P，B正確；若C具有信息傳遞、運輸、催化等功能，則C可能為蛋白質，B為氨基酸，C正確；若B為脫氧核苷酸，則C為DNA，主要分布在細胞核中，此外在線粒體、葉綠體及原核細胞的擬核和細胞質中也有，D錯誤。

02

真題體驗·感悟高考

從生命觀念角度，考查核酸的結構與

功能

1.（2023·江蘇高考）核酸和蛋白質都是重要的生物大分子，下列相關敘述錯誤的是（）

A.組成元素都有C、H、O、N

B.細胞內合成新的分子時都需要模板

C.在細胞質和細胞核中都有分布

D.高溫變性后降溫都能緩慢復性

解析：D核酸的組成元素為C、H、O、N、P，蛋白質的組成元素為C、H、O、N，A正確；核酸和蛋白質的合成都需要模板，B正確；核酸和蛋白質在細胞質和細胞核中都有分布，C正確；DNA經高溫變性后降溫能緩慢復性，蛋白質經高溫變性后，降溫不能復性，D錯誤。

2.（海南經典高考題）下列與真核生物中核酸有關的敘述，錯誤的是（）

A.線粒體和葉綠體中都含有DNA分子

B.合成核酸的酶促反應過程中不消耗能量

C.DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯鍵

D.轉錄時有DNA雙鏈解開和恢復的過程

解析：B線粒體和葉綠體中都含有DNA和RNA兩種核酸，A正確；酶通過降低化學反應的活化能實現其催化作用，但合成核酸的酶促反應過程中仍消耗能量，B錯誤；DNA通常由兩條（脫氧）核苷酸鏈構成，RNA通常由一條（核糖）核苷酸鏈構成，同一條核苷酸鏈中的相鄰核苷酸分子是通過磷酸二酯鍵連接的，C正確；DNA的解旋過程發生在DNA的復制和轉錄過程中，轉錄過程需要以DNA的一條鏈為模板，即在RNA聚合酶的催化下DNA雙鏈解開，轉錄完成后雙鏈恢復，D正確。

從科學思維角度，考查生物大分子及

相互關系

3.（2023·江蘇高考）下列關于細胞中生物大分子的敘述，錯誤的是（）

A.碳鏈是各種生物大分子的結構基礎

B.糖類、脂質、蛋白質和核酸等有機物都是生物大分子

C.細胞利用種類較少的小分子脫水合成種類繁多的生物大分子

D.細胞中生物大分子的合成需要酶來催化

解析：B生物大分子都以碳鏈為基本骨架，A正確；多糖、蛋白質和核酸等有機物都是生物大分子，單糖、二糖以及脂質等不屬于生物大分子，B錯誤；種類繁多的生物大分子是以小分子為基本組成單位通過脫水縮合而成的，C正確；細胞中生物大分子的合成需要酶來催化，D正確。

4.（2023·天津高考）組成下列多聚體的單體的種類最多的是（）

A.血紅蛋白B.DNA

C.淀粉D.纖維素

解析：A組成血紅蛋白的單體是氨基酸，組成人體蛋白質的氨基酸有21種；組成DNA的單體是脫氧核苷酸，根據堿基種類不同，脫氧核苷酸可分為4種；組成淀粉和纖維素的單體都是葡萄糖。所以單體的種類最多的是血紅蛋白。

03

課后作業·鞏固提升

一、選擇題

1.下列有關DNA與RNA的敘述，錯誤的是（）

A.兩種物質都由C、H、O、N、P五種元素組成

B.兩種物質都由單體通過磷酸二酯鍵連接而成

C.兩種物質徹底水解都可以形成六種小分子物質

D.HIV的遺傳信息由DNA承載

解析：DDNA和RNA都由C、H、O、N、P五種元素組成，A正確；DNA和RNA都是由單體通過磷酸二酯鍵連接而成的多聚體，B正確；DNA徹底水解可以得到磷酸、脫氧核糖、4種堿基（A、T、C、G）等六種小分子物質，RNA徹底水解可以得到磷酸、核糖、4種堿基（A、U、C、G）等六種小分子物質，C正確；HIV是RNA病毒，其遺傳信息由RNA承載，D錯誤。

2.下列有關生物的遺傳物質的敘述，正確的是（）

A.新冠病毒的遺傳物質是DNA

B.真菌的主要遺傳物質是DNA

C.動物和植物的遺傳物質是DNA

D.細菌的遺傳物質是DNA和RNA

解析：C新冠病毒的遺傳物質是RNA，A錯誤；真菌的遺傳物質是DNA，B錯誤；動物和植物的遺傳物質是DNA，C正確；細菌的遺傳物質是DNA，D錯誤。

3.我國科學家童第周從單尾鰭鯽魚卵的細胞質基質內，提取了一種物質X，并將這種物質注射到雙尾鰭金魚的受精卵中，在發育成長的320條幼魚中，有106條魚由雙尾鰭變成了單尾鰭。根據實驗現象，推測物質X最可能是（）

A.RNAB.DNA

C.蛋白質D.磷脂

解析：A由于這種物質在細胞質基質內，根據實驗現象，推測物質X最可能是RNA，RNA分子上攜帶有單尾金魚的遺傳信息，并能在雙尾魚的受精卵中表達。

4.下列關于真核細胞分子組成和細胞結構的敘述，正確的是（）

A.淀粉、糖原、纖維素、蔗糖徹底水解后得到的產物相同

B.線粒體、核糖體、染色體、葉綠體等結構中都含有DNA

C.RNA主要分布在細胞質中，但細胞中合成RNA的主要場所在細胞核

D.膽固醇是構成動植物細胞膜的重要成分，在人體內還參與血液中脂質的運輸

解析：C淀粉、糖原、纖維素徹底水解后得到的產物都是葡萄糖，蔗糖徹底水解后得到的產物是葡萄糖和果糖，A錯誤；線粒體、葉綠體中都含有少量的DNA和RNA，染色體的主要成分是DNA和蛋白質，而核糖體由蛋白質和RNA組成，不含DNA，B錯誤；細胞中的RNA是通過轉錄形成的，轉錄的場所主要是細胞核，合成的RNA通過核孔進入細胞質，因此RNA主要分布在細胞質中，C正確；膽固醇是構成動物細胞膜的重要成分，此外還參與血液中脂質的運輸，D錯誤。

5.生物大分子絕不是簡單的長長的線狀單鏈，而往往是經過反復的盤曲、折疊，保持某種特殊的立體形狀，這種立體形狀稱為構象。別構現象是指某些蛋白質表現其功能時，其構象會發生變化，從而改變了整個分子的性質。下列說法錯誤的是（）

A.酶與底物結合催化底物分解，會發生別構現象

B.離子與通道蛋白結合引起通道蛋白構象改變，從而使離子通道開啟

C.DNA甲基化能引起DNA構象的改變，從而控制基因的表達

D.DNA粗提取時通過酒精溶解蛋白質，蛋白質沒有發生別構現象

解析：B酶與底物結合，酶發生別構現象，執行催化功能，A正確；離子穿過通道蛋白時，通道蛋白并未發生構象改變，B錯誤；DNA甲基化，即發生了DNA構象的改變，從而對基因的表達起到調控作用，C正確；DNA粗提取時通過酒精溶解蛋白質，利用的是蛋白質在酒精中的溶解度較大的原理，蛋白質的構象沒有發生改變，D正確。

6.已知①胰島素、②血紅蛋白、③載體蛋白、④性激素、⑤肌糖原、⑥mRNA都是人體內具有重要生理功能的化合物。下列說法正確的是（）

A.①④⑥都含有與ATP相同的組成元素

B.①④⑥都是細胞內傳遞信息的信息分子

C.③⑤⑥都可以徹底水解成組成它的單體

D.②④⑤是在具有不同功能的細胞中合成的

解析：D①胰島素的組成元素為C、H、O、N、S，④性激素組成元素為C、H、O，⑥mRNA含有與ATP相同的組成元素C、H、O、N、P，A錯誤；①胰島素、④性激素，是細胞間傳遞信息的物質，⑥mRNA是細胞內傳遞信息的物質，B錯誤；③載體蛋白、⑥mRNA都可以徹底水解成組成它的單體，⑤肌糖原不能水解為葡萄糖，C錯誤；②血紅蛋白在紅細胞內合成，④性激素在性腺細胞內合成，⑤肌糖原在肌肉細胞內合成，②④⑤是在具有不同功能的細胞中合成的，D正確。

7.核苷酸在降解的過程中不斷產生磷酸和核苷（五碳糖和堿基構成），細胞有時會利用現成的堿基或核苷重新合成核苷酸，既可以節省時間也可以節省能量，現在有以下兩步反應。

胞嘧啶＋1－磷酸核糖胞嘧啶核苷＋Pi

胞嘧啶核苷＋ATP胞嘧啶核糖核苷酸＋ADP

請據此分析下列說法正確的是（）

A.胞嘧啶核苷是由胞嘧啶和脫氧核糖構成的

B.胞嘧啶核苷形成胞嘧啶核糖核苷酸是吸能反應

C.第二步反應式的生成物中少了一個Pi

D.胞嘧啶核糖核苷酸是構成原核生物遺傳物質的基本組成單位

解析：B胞嘧啶核苷是由胞嘧啶和核糖構成的，A錯誤；胞嘧啶核苷形成胞嘧啶核糖核苷酸需要ATP提供能量，是吸能反應，B正確；第二步反應式的ATP水解產生的Pi，加在了胞嘧啶核苷上，形成了胞嘧啶核糖核苷酸，C錯誤；原核生物的遺傳物質為DNA，DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸，D錯誤。

8.新冠病毒變異株Omicron對人們的工作、生活和學習均造成了嚴重的影響，該病毒的遺傳物質是單鏈RNA，易發生變異。Omicron在復制的過程中，下列單堿基的替換突變不會發生的是（）

A.U→CB.G→C

C.A→TD.C→A

解析：C新冠病毒變異株Omicron是一種RNA病毒，RNA分子中不含堿基T，不會發生A→T的堿基替換。

9.（不定項）如圖表示真核細胞內的一系列生物大分子的合成過程，其中A、B、C表示生物大分子，D是細胞內的儲能物質，b、c、d表示組成對應大分子的單體，下列敘述錯誤的是（）

A.A主要分布在細胞核中，組成它的單體是脫氧核苷酸

B.B、C具有多樣性主要是因為b、c種類多樣

C.c可以起到信息傳遞的作用，也可以與雙縮脲試劑反應顯紫色

D.在植物細胞和動物細胞內D和d均代表不同種物質

解析：BCDA是DNA，主要分布在細胞核中，組成它的單體是脫氧核苷酸，A正確；B是RNA，RNA具有多樣性是因為核糖核苷酸排列順序具有多樣性，其種類一般都含有4種，C是蛋白質，蛋白質具有多樣性是因為組成蛋白質的氨基酸種類、數目、排列順序和空間結構具有多樣性，B錯誤；c是氨基酸，作為神經遞質時能起到信息傳遞的作用，不可以與雙縮脲試劑反應顯紫色，C錯誤；D是細胞內的儲能物質，在植物細胞內和在動物細胞內D代表不同物質，前者是淀粉，后者是糖原，但d代表同一物質——葡萄糖，D錯誤。

10.（不定項）如圖是人體細胞中由單體形成多聚體的模式圖，有關表述正確的是（）

A.該過程形成的多聚體均以碳鏈為骨架

B.若單體為葡萄糖，形成的多聚體可為蔗糖

C.若單體為氨基酸，生成的H2O中的氫只來自羧基

D.抗體、RNA和肝糖原的合成都符合這個模式

解析：AD該過程形成的多聚體均以碳鏈為骨架，A正確；若單體為葡萄糖，形成的多聚體可為糖原，蔗糖不是多聚體，B錯誤；若單體為氨基酸，生成的H2O中的氫來自氨基和羧基，C錯誤；抗體、RNA和肝糖原都是由相應單體聚合形成的多聚體，因此它們的合成都符合這個模式，D正確。

二、非選擇題

11.石榴的營養價值比較高，其中含有豐富的維生素、有機酸、糖類、蛋白質、脂肪及鈣、磷、鉀等多種礦物質元素。如圖分別表示石榴果實中三類生物大分子的部分結構模式圖，據圖回答下列問題：

（1）石榴體內含有的這三類大分子物質的單體都是以為骨架，它們共同含有的元素是。

解析：（1）據圖分析，A、B、C分別是多糖、蛋白質、核苷酸鏈，這三類大分子物質的單體都是以碳鏈為骨架，它們共同含有的元素是C、H、O。

答案：（1）碳鏈C、H、O

（2）進一步分析物質C，確定其為脫氧核苷酸鏈，做出此判斷的理由可能是。

解析：（2）脫氧核苷酸鏈即DNA單鏈，與RNA鏈相比，其含有五碳糖為脫氧核糖、含有堿基T。

答案：（2）分子C中的五碳糖為脫氧核糖、分子C中含有堿基T

（3）不可以用（填圖中字母）來鑒別石榴和其他物種親緣關系的遠近，原因是。

解析：（3）多糖、蛋白質、核苷酸鏈這三類物質中，只有多糖分子不具有物種的特異性，不能用來鑒別石榴和其他物種親緣關系的遠近。

答案：（3）AA（多糖）分子不具有物種的特異性

解析：（4）要驗證長期鹽脅迫（150天左右）會降低石榴的葉綠素含量，實驗的自變量為是否鹽脅迫，因變量是葉綠素含量，實驗思路為：將大小、生理狀況相同的石榴幼苗平均分為甲、乙兩組，甲組鹽脅迫處理，乙組正常處理，兩組栽培150天左右，從兩組分別取等量的葉片進行色素的提取，并用紙層析法進行分離，觀察比較葉綠素條帶的寬度。

答案：（4）將大小、生理狀況相同的石榴幼苗平均分為甲、乙兩組，甲組鹽脅迫處理，乙組正常處理，兩組栽培150天左右，從兩組分別取等量的葉片進行色素的提取，并用紙層析法進行分離，觀察比較葉綠素條帶