第5課時核酸是遺傳信息的攜帶者

1.概述核酸由核甘酸聚合而成，是儲存與傳遞遺傳信息的生物大分子。2.說出

課標要求

細胞內的元素以碳鏈為骨架形成復雜的生物大分子。

1.核酸和蛋白質的關系2021?江蘇?T12020?北京-T2

考情分析

2.生物大分子2023?全國乙?T12021?全國甲?T12020?天津-T2

考點一核酸的種類、分布和功能

■整合必備知識

1.核酸的結構

元素組成C、H、0、N、P

I0+0+=

小分子物質：磷酸五碳i糖'含氮?堿基

t4=1

相互連接0核昔

核甘酸

脫水縮合

核甘酸鏈

核酸或

DNARNA

2.DNA和RNA的組成成分比較

(1)相同成分：含氮堿基A、G、C和磷酸。

DNA：脫氧核糖、胸腺喀咤(T)

(2)不同成分

RNA：核糖、尿喀咤(U)

3.核酸的功能與分布

⑴功能：核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質，在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中

具有極其重要的作用。

一「變攜帶遺傳信息,控制性狀

核

酸

的「作為遺傳物質(某些病毒)

功

能+傳遞遺傳信息(mRNA)

一-(RNA]■一轉運氨基酸(tRNA)

，組成核糖體(rRNA)

,作為酶，具有催化作用

(2)分布

DNA主要分布在細胞核,少量分

真核細

:胞中一布在線粒體、葉綠體中,RNA主

要分布在細胞質中

原核細］原核細胞的DNA主要位于擬核中,

分

布—有些原核細胞的細胞質中也有小型環

更胞卬狀DNA分子(質粒)

味病毒沒有細胞結構，一種病毒只含有

力病母甲廠一種核酸(DNA或RNA)

4.核甘酸的排列順序儲存著遺傳信息

(1)遺傳信息的多樣性：組成DNA的脫氧核甘酸雖然只有生種，但是如果數量不限，在連成

長鏈時，排列順序是極其多樣的,所以DNA分子的信息容量非常大。

(2)遺傳信息的特異性：每個DNA分子的4種脫氧核昔酸的排列順序是特定的，其特定的脫

氧核昔酸排列順序代表了特定的遺傳信息。

5.不同生物的核酸、核甘酸、堿基、遺傳物質的歸納

生物種類核酸種類堿基種類核昔酸種類遺傳物質

細胞生物DNA和RNA5種8種DNA

DNA病毒DNA4種4種DNA

病毒

RNA病毒RNA4種4種RNA

【歸納總結】DNA多樣性、蛋白質多樣性和生物多樣性的關系

堿基排列順序的

-DNA多樣性環境多樣性

千變萬化

|決定

導致

肽鏈盤曲、氨基酸

蟲蛋白質體,

折疊方式的種類生物多樣性

多樣性現

、定|表現

及其形成+數目及

的空間結排列順

構千變萬化序不同物種遺傳生態系統

多樣性多樣性多樣性

【判斷正誤】

(1)細胞質基質、線粒體、葉綠體和細胞核中均有蛋白質和核酸(V)

(2)所有生物體內都存在核糖和核酸(X)

(3)組成核酸的單體是核甘酸，核甘酸的種類、數目、排列順序、空間結構不同導致多聚體核

酸具有了分子結構多樣性(X)

提示組成核酸的單體是核甘酸，核昔酸數目、排列順序的不同導致多聚體核酸具有了分子

結構多樣性。

(4)DNA分子的多樣性是生物多樣性的物質基礎(V)

(5)真核生物以DNA為遺傳物質，原核生物以RNA為遺傳物質(X)

提示細胞生物的遺傳物質均是DNAo

■評價遷移應用

考向一核酸的結構和功能

1.核酸甲和乙是某生物體內的兩種核酸，這兩種核酸的基本組成單位如圖所示。已知核酸甲

與蛋白質形成的復合物是遺傳物質的載體，核酸乙具有運輸功能。下列有關敘述正確的是

()

A.該生物的遺傳物質主要是核酸甲

B.核酸甲內有氫鍵，核酸乙內沒有氫鍵

C.與合成核酸乙的單體相比，核酸甲的單體的2'位置的碳原子上少一個氧

D.生物體內核酸甲功能多樣性與核甘酸的種類、數量、排序及連接方式均有關

答案C

解析由題意可知，核酸甲是DNA,該生物的遺傳物質是DNA,A錯誤；雙鏈DNA中含有

氫鍵，核酸乙是tRNA,核酸乙中也含有氫鍵，B錯誤；核酸甲是DNA,DNA含有4種脫氧

核谷酸，生物體內核酸甲功能多樣性與核谷酸的種類、數量、排序有關，與核甘酸的連接方

式無關，D錯誤。

2.如圖表示化合物a和m參與化合物b的構成情況，下列有關敘述不正確的是()

b

A.若m為腺喋吟，則b可能為腺喋吟核糖核甘酸

B.在T2噬菌體、煙草花葉病毒體內b均為4種

C.若a為核糖，則ADP脫去一個磷酸后，可形成b

D.若a為脫氧核糖，則由b構成的核酸可存在于HIV中

答案D

解析若m為腺喋吟，a可能為核糖或脫氧核糖，則b可能為腺喋吟核糖核甘酸或腺喋吟脫

氧核甘酸，A正確；T2噬菌體只含有DNA一種核酸，其核昔酸有4種，煙草花葉病毒只含

有RNA一種核酸，其核苔酸有4種，B正確；若a為核糖，則b為核糖核甘酸，而ADP脫

去一個磷酸后，可形成腺嘿吟核糖核昔酸，C正確；若a為脫氧核糖，則由b構成的核酸為

DNA,而HIV只含有RNA一種核酸，D錯誤。

考點二生物大分子以碳鏈為骨架

■整合必備知識

1.生物大分子以碳鏈為骨架

脫水縮合

單體（基本單位）一,一‘多聚體（生物大分子）

水解

單體多聚體

單糖多糖

氨基酸蛋白質

核昔酸核酸

2.大分子物質的初步水解產物和徹底水解產物

物質初步水解產物徹底水解產物

DNA脫氧核昔酸脫氧核糖、堿基、磷酸

RNA核糖核昔酸核糖、堿基、磷酸

蛋白質主要是多肽氨基酸

淀粉主要是麥芽糖葡萄糖

3.依據元素組成推斷有機物的種類及功能

動物

合糖原

L葡萄糖哥植I^物,主要能源物質

淀粉

脂肪酸

—?脂肪—?■細胞內良好的儲能物質

和甘油

、

C”衛氨基酸脫水多折疊$生命活動的

H、縮合肽一I-1主要承擔者

O翻譯

核糖.I

-RNA（1主要分布在

核甘酸攜帶

N、Pi逆轉細胞質中）

轉錄［錄f遺傳

脫氧（主要分布在一信息

核甘酸復制細胞核中）

【判斷正誤】

（1）淀粉、糖原結構不同與構成它們的基本單位的種類和排列順序有關（X）

提示淀粉、糖原的基本單位相同，都是葡萄糖。二者不同的原因是葡萄糖的數量和排列方

式不同。

（2）酶、激素和抗體都是生物大分子，都以碳鏈為骨架（X）

提示人體內的激素不一定是生物大分子，例如性激素屬于固醇，屬于小分子物質。

（3）細胞利用單體合成生物大分子，需要消耗ATP（V）

（4）蛋白質和DNA的空間結構被破壞后均不可逆，功能也都會隨之喪失（X）

提示蛋白質空間結構被破壞后一般是不可逆的，DNA的空間結構被破壞后一般是可逆的。

■評價遷移應用

考向二辨析蛋白質和核酸的關系

3.（2021?江蘇，1）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、0、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

答案D

解析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。

4.（經典高考題）生物體內的DNA常與蛋白質結合，以DNA—蛋白質復合物的形式存在。下

列相關敘述錯誤的是（）

A.真核細胞染色體和染色質中都存在DNA一蛋白質復合物

B.真核細胞的核中有DNA—蛋白質復合物，而原核細胞的擬核中沒有

C.若復合物中的某蛋白參與DNA復制，則該蛋白可能是DNA聚合酶

D.若復合物中正在進行RNA的合成，則該復合物中含有RNA聚合酶

答案B

解析真核細胞的染色體和染色質都主要是由DNA和蛋白質組成的，都存在DNA—蛋白質

復合物，A正確；原核細胞中沒有以核膜為界限的細胞核，DNA裸露存在，不含染色體（質），

但是其DNA會在相關酶的催化下發生復制，DNA分子復制時會出現DNA—蛋白質復合物，

B錯誤；DNA復制需要DNA聚合酶，若復合物中的某蛋白參與DNA復制，則該蛋白可能

為DNA聚合酶,C正確；在DNA轉錄合成RNA時，需要有RNA聚合酶的參與，故該DNA—

蛋白質復合物中含有RNA聚合酶，D正確。

【歸納總結】常見的核酸一蛋白質復合體

某種蛋白質且、染色體

富制

DNA+一DNA聚合酶、DNA數目加倍

、RNA聚合酶一二產生RNA

某種蛋白質也曳-核糖體

RNA+一RNA復制酶上一RNA數目加倍

逆轉錄酶等逆轉-產生DNA

考向三比較細胞中的生物大分子

5.（2023?全國乙，1改編）生物體內參與生命活動的生物大分子可由單體聚合而成，構成蛋白

質等生物大分子的單體和連接鍵以及檢測生物大分子的試劑等信息如表。

單體連接鍵生物大分子檢測試劑或染色劑

葡萄糖一①一

②③蛋白質④

⑤一核酸⑥

根據表中信息，下列敘述錯誤的是（）

A.①可以是淀粉或糖原

B.②是氨基酸，③是肽鍵，⑤是堿基

C.②和⑤都含有C、H、O、N元素

D.④可以是雙縮腺試劑

答案B

解析組成蛋白質的單體是②氨基酸，連接兩個氟基酸分子的化學鍵是③肽鍵，組成核酸的

單體是⑤核甘酸，B錯誤。

6.（2021?全國甲，1）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

答案C

解析酶的化學本質是蛋白質或RNA,抗體的化學本質是蛋白質，激素的化學本質是有機物，

如蛋白質、氨基酸的衍生物、脂質等，只有蛋白質才是由氨基酸通過肽鍵連接而成的，A錯

誤；糖原是生物大分子，脂肪不是生物大分子，且激素不一定是大分子物質，如甲狀腺激素

是含碘的氨基酸衍生物，B錯誤；酶的化學本質是蛋白質或RNA,抗體的化學本質是蛋白質，

蛋白質是由氨基酸連接而成的多聚體，核酸是由核甘酸連接而成的多聚體，氨基酸和核甘酸

都含有氮元素，C正確；人體主要的能源物質是糖類，核酸是生物的遺傳物質，脂肪是機體

主要的儲能物質，D錯誤。

五分鐘查落實

1.（必修1P35）核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質,在牛物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合

成中具有極其重要的作用。

2.（必修1P34）DNA是脫氧核糖核酸的簡稱，由脫氧核糖核昔酸組成。脫氧核糖核昔酸由一

分子脫氧核糖、一分子磷酸、一分子含氮堿基組成。

3.（必修1PaGRNA是核糖核酸的簡稱,由核糖核昔酸組成。核糖核昔酸由一分子核糖、一

分子磷酸、一分子含氮堿基組成。

4.（必修1P35）和DNA相比，RNA在化學組成上的區別：RNA含有核糖而不含脫氧核糖,

RNA含有XI而不含有T?

5.（必修1P35）細胞中組成DNA的脫氧核甘酸的排列順序儲存著生物的遺傳信息。

6.（必修1P34）真核細胞的DNA主要分布在細胞核中,線粒體、葉綠體內也含有少量的DNA,

RNA主要分布在細胞質中。

7.（必修1P36）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。

8.細胞中組成核酸的含氮堿基有工種，其中DNA中有生種，分別是A、G、C、T；RNA

中有生種，分別是A、G、C、U。

9.玉米的核酸初步水解后可得到區種核甘酸，徹底水解后可得到，種堿基；玉米的遺傳物質

初步水解后可得到冬種核甘酸，徹底水解后可得到生種堿基。

10.“胎兒親子鑒定”是利用基因技術鑒定胎兒遺傳意義上的父親，從孕婦的羊水中提取細

胞，通過鑒定胎兒的DNA確認父子關系。進行親子鑒定時，主要比較胎兒與“父親”DNA

的脫氧核甘酸的排列順序。

11.請從單體和多聚體關系的角度闡明“吃什么補什么”存在的不合理性：生物大分子都要

被消化成細胞可以吸收的小分子才能被人體吸收。

課時精練

1.下列關于脫氧核糖核酸（DNA）的分布的敘述，正確的是（）

A.蛙的成熟紅細胞中不含DNA分子

B.人體細胞的細胞質中也有DNA分子

C.含DNA的原核細胞不會同時含RNA

D.細菌細胞中的遺傳物質是染色質

答案B

解析蛙的成熟的紅細胞含有細胞核等結構，含有DNA分子，A錯誤；原核細胞和真核細

胞內都含有兩種核酸，即同時含有DNA和RNA,C錯誤；細菌細胞不含染色質，細菌細胞

中的遺傳物質是DNA,D錯誤。

2.下列有關核酸的敘述，正確的是（）

A.細胞生物都有DNA和RNA兩類核酸，遺傳物質都是DNA

B.核酸分子中喋吟數等于喀咤數，堿基之間通過氫鍵形成堿基對

C.真核細胞的RNA主要分布在細胞核中

D.核酸的基本單位是脫氧核甘酸，組成元素是C、H、0、N、P

答案A

解析核酸包括DNA和RNA兩種，其中RNA分子一般是單鏈的，其喋吟數一般不等于喀

噫數，且其堿基之間一般不通過氫鍵形成堿基對，B錯誤；真核細胞的RNA主要分布在細

胞質中，C錯誤；核酸包括DNA和RNA,其基本單位分別是脫氧核苜酸和核糖核甘酸，組

成元素是C、H、0、N、P,D錯誤。

3.（2023?蘭州高三期中）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

（）

“必必ll?

甲乙丙

A.如果甲中的m是U,則甲是丙的基本單位

B.如果甲中的m是G,則甲可能是乙或丙的基本單位

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在同一生物體的不同細胞中數

目一定相同

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

答案C

解析如果甲中的m是U,則甲為核糖核甘酸，是丙（tRNA）的基本單位，A正確；如果甲中

的m是G,則甲可為鳥噤吟脫氧核甘酸或鳥嘿吟核糖核苔酸，則甲可能是乙①NA）或丙（tRNA）

的基本單位，B正確；如果甲中的a是脫氧核糖，則甲為脫氧核甘酸，其聚合成的大分子物

質是DNA,DNA在體細胞和生殖細胞（如精細胞、卵細胞）中的數目是不同的，C錯誤；如果

甲中的a是核糖，則甲為核糖核甘酸，其聚合成的大分子物質是RNA,主要分布于細胞質中,

少量分布于細胞核中，D正確。

4.如圖中甲、乙、丙是構成核酸的兩種核甘酸及它們形成的核音酸鏈（N表示某種堿基）。下

列有關敘述正確的是（）

乙

A.甲中含氮堿基種類有A、U、G、C

B.若丙中N為T,則丙的基本組成單位是乙，若丙中N為U,則不可儲存遺傳信息

C.將洋蔥根尖細胞中的核酸初步水解和徹底水解獲得的產物都有8種

D.將洋蔥根尖細胞中的遺傳物質徹底水解后，可得到8種小分子物質

答案C

解析甲為DNA的基本單位——脫氧核甘酸，其堿基種類有A、T、G、C,A錯誤；若丙

中堿基N為T,則丙為脫氧核甘酸構成的長鏈，即DNA;若丙中堿基N為U,則丙為核糖

核昔酸構成的長鏈，即RNA,RNA可為某些病毒的遺傳物質，可儲存遺傳信息，B錯誤；

洋蔥根尖細胞中的核酸有DNA和RNA兩種，其初步水解的產物有4種核糖核甘酸和4種脫

氧核普酸，共8種；其徹底水解的產物有5種堿基（A、T、C、G、U）、2種五碳糖（脫氧核糖

和核糖）和磷酸，共8種，C正確；洋蔥根尖細胞中的遺傳物質是DNA,DNA徹底水解的產

物是4種堿基（A、T、C、G）、脫氧核糖和磷酸，共6種小分子物質，D錯誤。

5.煙草花葉病毒（TMV）由蛋白質外殼包裹著一條RNA鏈組成，只能在宿主細胞內增殖。下

列敘述正確的是（）

A.蛋白質和RNA屬于生物大分子

B.TMV的遺傳物質是DNA和RNA

C.組成TMV的核甘酸堿基有5種

D.TMV屬于異養型的原核生物

答案A

解析蛋白質和RNA屬于生物大分子，分別是由氨基酸和核糖核苜酸經脫水縮合而成，A

正確；TMV的核酸只有一種，其遺傳物質是RNA,其堿基有4種，分別是A、U、G、C,

B、C錯誤；TMV無細胞結構，不屬于原核生物，D錯誤。

6.（2020北京，2）蛋白質和DNA是兩類重要的生物大分子，下列對兩者共性的概括，不正

確的是（）

A.組成元素含有C、H、0、N

B.由相應的基本結構單位構成

C.具有相同的空間結構

D.體內合成時需要模板、能量和酶

答案C

7.蛋白質和核酸是細胞內重要的大分子物質，下列相關敘述正確的是（）

A.二者均以碳鏈為基本骨架，但蛋白質不含有P元素

B.二者存在于線粒體、核糖體，也是染色體的組成成分

C.二者主要在細胞核內合成，都能通過核孔出入細胞核

D.合成蛋白質僅需要一種RNA參與

答案B

解析蛋白質和核酸是細胞內重要的大分子物質，生物大分子以碳鏈為骨架。蛋白質的元素

組成為C、H、0、N,有的還有S、P（蛋白質磷酸化），A錯誤；線粒體中含多種蛋白質和

DNA、RNA;核糖體成分是蛋白質和RNA;染色體的主要成分是DNA和蛋白質，B正確；

核酸主要在細胞核內合成，蛋白質在核糖體上合成，RNA和蛋白質可通過核孔進出細胞核，

DNA不能進出細胞核，C錯誤；合成蛋白質的過程主要包括轉錄和翻譯過程，需要mRNA、

tRNA、rRNA參與，D錯誤。

8.下列關于組成生物體化合物的敘述，正確的是（）

A.組成生物體的大分子有機物一定含有N元素

B.組成血紅蛋白的氨基酸可能含有Fe元素

C.組成染色體的化合物都含有S元素

D.組成胰島素的某些氨基酸含有S元素

答案D

解析生物大分子有蛋白質、核酸和多糖等，蛋白質的元素組成主要為C、H、0、N,核酸

的元素組成為C、H、0、N、P,多糖（纖維素、糖原、淀粉）的元素組成為C、H、0,因此

組成生物體的大分子有機物不一定含有N元素，A錯誤；血紅蛋白由蛋白質和血紅素（含鐵）

組成，因此血紅蛋白含有鐵元素不是因為氨基酸含有鐵元素，B錯誤；組成胰島素的元素中

含有S,是因為某些氨基酸分子的R基中含有S,D正確。

9.（2024?福州高三質檢）在生物體內，某些重要化合物的元素組成和功能關系如圖所示。其中

X、Y代表元素，/、8、。是生物大分子。下列敘述不正確的是（）

~IC、H、O|~-

A.

單體a單體b單體c

I!I④

&②'B-@~*C

細胞中重要化合物關系圖

A.圖中X指的是P,Y指的是N

B.單體a、b、c在形成/、B、C化合物過程中都會消耗能量

C.同一生物不同細胞中/基本相同，3的多樣性決定。的多樣性

D.人體中，單體a種類有4種，其排列順序決定了C中單體c的種類和排列順序

答案A

解析/、B、C都是生物大分子，它們間關系為N—B-C,推測/是DNA,8是RNA,C

是蛋白質，則對應單體a表示脫氧核普酸、單體b表示核糖核甘酸、單體c表示氨基酸。核

昔酸元素組成為C、H、O、N、P,氨基酸的元素組成為C、H、0、N,故元素X表示N、P,

元素Y表示N,A錯誤。

10.生物大分子通常都有一定的分子結構規律，是由一定的基本結構單位，按一定的排列順

序和連接方式形成的多聚體。下列表述正確的是（）

A.若該圖為一段肽鏈的結構模式圖，則1表示肽鍵，2表示中心碳原子，3表示R基

B.若該圖為一段單鏈DNA的結構模式圖，則1表示磷酸基團，2表示脫氧核糖，3的種類

有4種

C.若該圖為一段RNA的結構模式圖，則1表示核糖，2表示磷酸基團，3的種類有4種

D.若該圖表示多糖的結構模式圖，則淀粉、纖維素和糖原的結構是相同的

答案C

解析如果該圖為一段肽鏈的結構模式圖，則1表示中心碳原子，2中包括肽鍵，3表示R

基，A錯誤；如果該圖為一段單鏈DNA的結構模式圖，則1表示脫氧核糖，2表示磷酸基團，

3表示含氮堿基，DNA中的堿基含有A、T、C、G四種，B錯誤；如果該圖為一段RNA的

結構模式圖，則1表示核糖，2表示磷酸基團，3表示含氮堿基，RNA中的堿基含有A、U、

C、G四種，C正確；淀粉、纖維素和糖原的基本組成單位相同，都是葡萄糖，但是不同多

糖的葡萄糖之間的連接方式不同，D錯誤。

11.生物大分子都是由許多單體連接而成的多聚體，下列敘述正確的是（）

A.生物大分子的結構不同都與單體