第三節(jié)

核酸第四章

生物大分子基礎(chǔ)課時(shí)

核酸191.了解脫氧核糖核酸、核糖核酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生物功能。認(rèn)識(shí)人工合成核酸的意義,體會(huì)化學(xué)科學(xué)在生命科學(xué)發(fā)展中所起的重要作用。2.能辨識(shí)核糖核酸、脫氧核糖核酸中的磷酯鍵,能基于氫鍵分析堿基的配對(duì)原理。能說(shuō)明核糖核酸、脫氧核糖核酸對(duì)于生命遺傳的意義。學(xué)習(xí)目標(biāo)核酸目錄CONTENTS課后鞏固訓(xùn)練核酸對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練(一)知識(shí)梳理1.核酸的發(fā)現(xiàn)、分類(lèi)及作用來(lái)源核酸因其最早在____________中發(fā)現(xiàn),并具有________性,所以稱(chēng)為核酸。

分類(lèi)天然的核酸根據(jù)其組成中所含戊糖的不同,分為_(kāi)_______________________和________________。

作用核酸在生物體的生長(zhǎng)、________________、____________、變異等生命現(xiàn)象中起著決定性的作用。

細(xì)胞核酸脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)繁殖遺傳2.核酸的組成核酸的基本組成單位——核苷酸(1)核酸可以看作____________、____________和____________通過(guò)一定方式結(jié)合而成的生物大分子。

(2)核酸的水解和生成磷酸戊糖堿基(3)堿基的種類(lèi)核酸種類(lèi)DNARNA堿基種類(lèi)腺嘌呤(A)、鳥(niǎo)嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、____________(T)

腺嘌呤(A)、鳥(niǎo)嘌呤(G)、________(C)、____________(U)

胸腺嘧啶胞嘧啶尿嘧啶3.核酸的結(jié)構(gòu)雙螺旋平行盤(pán)繞雙螺旋外內(nèi)氫鍵堿基互補(bǔ)配對(duì)單鏈狀核糖脫氧核糖尿嘧啶胸腺嘧啶小4.核酸的生物功能核酸是生物體____________的載體。絕大多數(shù)生物體的遺傳物質(zhì)是____________,少數(shù)生物體的遺傳物質(zhì)是____________。

(1)DNA的生物功能①基因:有一定____________排列順序的DNA片段含有特定的____________信息。

②基因作用:DNA分子上有許多基因,決定了生物體的一系列____________。

遺傳信息DNARNA堿基遺傳性狀③DNA分子復(fù)制:親代DNA分子的兩條鏈解開(kāi)后作為_(kāi)___________模板,在酶的作用下,利用游離的____________各自合成一段與母鏈互補(bǔ)的子鏈。最后形成兩個(gè)與親代DNA完全相同的____________分子。核酸攜帶的遺傳信息通過(guò)DNA復(fù)制被精確地傳遞給下一代,并通過(guò)控制____________的合成來(lái)影響生物體特定性狀的發(fā)生和發(fā)育。

(2)RNA的生物功能參與遺傳信息的傳遞過(guò)程。母鏈核苷酸子代DNA蛋白質(zhì)5.核酸研究的成果和意義(1)我國(guó)核酸研究的成績(jī)①1981年,我國(guó)科學(xué)家人工合成了具有生物活性的____________分子——酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸。

②1999年,我國(guó)參與了人類(lèi)基因組計(jì)劃,成為參與該項(xiàng)計(jì)劃的唯一發(fā)展中國(guó)家。③2002年,我國(guó)科學(xué)家完成了________________圖譜的繪制。

核酸水稻基因組(2)核酸研究的意義生物醫(yī)學(xué)農(nóng)業(yè)(二)互動(dòng)探究觀察下圖,回答下列問(wèn)題。【問(wèn)題討論】問(wèn)題1該圖表示的物質(zhì)名稱(chēng)是什么?根據(jù)堿基的不同,該物質(zhì)分為幾種?提示由核糖、磷酸、堿基組成的是核糖核苷酸,是構(gòu)成RNA的基本單位。RNA含有A、U、G、C四種堿基。問(wèn)題2若把圖中虛線框內(nèi)的氧原子去掉,則其名稱(chēng)應(yīng)是什么?在生物體中有什么作用?組成該物質(zhì)的堿基有幾種?提示由脫氧核糖、磷酸、堿基組成的是脫氧核苷酸,是構(gòu)成DNA的基本單位。DNA含有A、T、G、C四種堿基。問(wèn)題3某DNA片段的堿基組成中,若A占32.8%,則C和T之和應(yīng)占多少?提示由于DNA分子中,A與T配對(duì)、G與C配對(duì),因此DNA分子中A+G=T+C=50%。【探究歸納】1.核酸分子的結(jié)構(gòu)層次借鑒生物知識(shí),核酸分子的結(jié)構(gòu)層次也可以用下圖表示。2.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的規(guī)律(1)在雙鏈DNA分子中,互補(bǔ)堿基兩兩相等,A=T,C=G,A+G=C+T,即嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)。(2)DNA分子的一條單鏈中(A+T)/(G+C)的比值等于其互補(bǔ)鏈和整個(gè)DNA分子中該種比例的比值。(3)DNA分子一條鏈中(A+G)/(T+C)的比值與互補(bǔ)鏈中的該種堿基的比值互為倒數(shù),在整個(gè)雙鏈中該比值為1。(4)不同生物的DNA分子中互補(bǔ)配對(duì)的堿基之和的比值不同,即(A+T)/(C+G)的比值不同。該比值體現(xiàn)了不同生物DNA分子的特異性。(5)雙鏈DNA分子中,A=(A1+A2)/2,其他堿基同理。

3.核酸與蛋白質(zhì)的比較項(xiàng)目核酸蛋白質(zhì)DNARNA元素C、H、O、N、PC、H、O、N等組成單位核苷酸氨基酸分子結(jié)構(gòu)一般為雙螺旋結(jié)構(gòu)一般為單鏈結(jié)構(gòu)氨基酸→多肽→蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性核苷酸的種類(lèi)、數(shù)量及排列順序氨基酸的種類(lèi)、數(shù)量、排列順序以及肽鏈的盤(pán)曲折疊方式功能主要的遺傳物質(zhì)傳達(dá)遺傳信息生命活動(dòng)的主要物質(zhì)基礎(chǔ)1.下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(

)A.RNA和DNA均具有酸性,分子中核苷酸之間通過(guò)磷酯鍵連接B.RNA和DNA分類(lèi)的主要依據(jù)是所含堿基不同C.疫苗需要冷藏保存是防止其發(fā)生變性D.蛋白質(zhì)、核酸都是生物大分子解析

RNA和DNA的組成單元中均有磷酸,因此具有酸性,且均含有磷酸二酯鍵,A正確;DNA和RNA分類(lèi)的主要依據(jù)是五碳糖的不同,DNA中為脫氧核糖,RNA中為核糖,B錯(cuò)誤;疫苗的主要成分為蛋白質(zhì),冷藏可以防止蛋白質(zhì)變性,C正確;蛋白質(zhì)、核酸的相對(duì)分子質(zhì)量都非常大,屬于生物大分子,D正確。B2.已知某DNA分子中,G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%,其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%,則在它的互補(bǔ)鏈中,T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的(

)A.32.9%和17.1% B.31.3%和18.7% C.18.7%和31.3% D.17.1%和32.9%解析

已知某DNA分子中,G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%,則C=G=17.9%,A=T=50%-17.9%=32.1%.其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.l%,即T1=32.9%、C1=17.1%,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,雙鏈DNA分子中,T=(T1+T2)/2,所以T2=31.3%,同理,C2=18.7%。

B3.(2024·河南開(kāi)封五校高二期末聯(lián)考)冠狀病毒(如圖)由蛋白質(zhì)和核酸組成,核酸由核苷酸組成。核苷酸的單體由五碳糖、磷酸基和含氮堿基構(gòu)成。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.核酸是由C、H、O、N、P等元素組成的小分子有機(jī)物B.NaClO溶液用作消毒劑,是因?yàn)镹aClO能使病毒蛋白變性C.蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)與氨基酸的排列順序有關(guān)D.所有DNA分子中,腺嘌呤與胸腺嘧啶分子數(shù)相等,鳥(niǎo)嘌呤與胞嘧啶的分子數(shù)相等

A解析核酸是由C、H、O、N、P等元素組成的生物大分子,A錯(cuò)誤;NaClO溶液用作消毒劑,是因?yàn)镹aClO具有強(qiáng)氧化性,能使病毒蛋白變性,B正確;蛋白質(zhì)分子中氨基酸單體的排列順序是蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu),C正確;堿基按腺嘌呤與胸腺嘧啶、鳥(niǎo)嘌呤與胞嘧啶互補(bǔ)配對(duì),即腺嘌呤與胸腺嘧啶分子數(shù)相等、鳥(niǎo)嘌呤與胞嘧啶分子數(shù)相等,D正確。4.(2024·廣東江門(mén)高二期末)下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.核酸水解產(chǎn)物中含有磷酸、葡萄糖和堿基B.DNA分子具有雙螺旋結(jié)構(gòu),其中堿基通過(guò)氫鍵作用結(jié)合成堿基對(duì)C.核苷酸通過(guò)縮聚反應(yīng)可以得到核酸D.蛋白質(zhì)是由多種氨基酸通過(guò)肽鍵等相互連接形成的一類(lèi)生物大分子,可以通過(guò)測(cè)定氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算奶粉中蛋白質(zhì)的含量A解析核酸水解產(chǎn)物中含有磷酸、戊糖和堿基,A錯(cuò)誤;DNA為雙螺旋結(jié)構(gòu),兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵作用結(jié)合成堿基對(duì),B正確;核酸是有機(jī)高分子化合物,可由核苷酸縮合得到,C正確;蛋白質(zhì)是由多種氨基酸通過(guò)肽鍵等相互連接形成的一類(lèi)生物大分子,使用國(guó)際通行的凱氏定氮法測(cè)定奶粉中的蛋白質(zhì)含量即通過(guò)測(cè)定氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算奶粉中蛋白質(zhì)的含量,D正確。課后鞏固訓(xùn)練A級(jí)

合格過(guò)關(guān)練選擇題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意(一)核酸的組成1.核酸可以看作磷酸、戊糖和堿基通過(guò)一定方式結(jié)合而成的生物大分子。下列不屬于核酸組成元素的是(

)A.氮

B.氧

C.磷

D.硫解析

核酸可以看作磷酸、戊糖和堿基通過(guò)一定方式結(jié)合而成的生物大分子,根據(jù)結(jié)合的物質(zhì)分析得到核酸中含有C、H、O、N、P等元素,不含有硫,D符合題意。

D2.分析下面的概念圖,下列敘述正確的是(

)A.A表示的堿基有5種 B.B表示的是核糖C.D表示核糖核苷酸 D.D表示脫氧核糖核苷酸解析

組成DNA的基本單元是脫氧核糖核苷酸,脫氧核糖核苷酸由磷酸、脫氧核糖和堿基組成,所以A表示堿基。DNA中的堿基有4種,A錯(cuò)誤;B表示脫氧核糖,B錯(cuò)誤;D表示脫氧核糖核苷酸,C錯(cuò)誤、D正確。

D3.如圖表示生物體內(nèi)核酸的基本組成單元模式圖,下列說(shuō)法不正確的是(

)A.DNA和RNA在核苷酸上的不同點(diǎn)在②③方面B.若③是尿嘧啶,則此圖是組成RNA的原料C.若②為脫氧核糖,則與②相連的③有4種D.DNA分子結(jié)構(gòu)的多樣性取決于③的種類(lèi)多樣性D解析DNA和RNA在核苷酸上除了在②戊糖(核糖和脫氧核糖)方面不同外,在③堿基(A、T、G、C或A、U、G、C)

方面也不完全相同,A正確;尿嘧啶是RNA特有的堿基,若③是尿嘧啶,則此圖是組成RNA的基本單元,B正確;若②為脫氧核糖,則題圖中的核苷酸為構(gòu)成DNA的脫氧核糖核苷酸,人體內(nèi)與②脫氧核糖相連的③堿基有四種

(A、T、G、C),C正確;DNA分子結(jié)構(gòu)的多樣性取決于4種③堿基排列順序的多樣性,D錯(cuò)誤。4.我國(guó)在核酸的研究中取得了卓越成績(jī)。下列有關(guān)核酸的敘述不正確的是(

)A.RNA中含磷酯鍵B.DNA兩條鏈上的堿基通過(guò)化學(xué)鍵作用相連接C.可通過(guò)分析核酸水解的產(chǎn)物推測(cè)其組成D.根據(jù)組成中所含戊糖的不同分為RNA和DNA解析

核糖核酸和脫氧核糖核酸都是鏈狀結(jié)構(gòu),都有磷酯鍵,A正確;DNA兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵相連,不是化學(xué)鍵,B錯(cuò)誤;核酸經(jīng)水解可得到很多核苷酸,可通過(guò)分析核酸水解的產(chǎn)物推測(cè)其組成,C正確;DNA和RNA中所含的戊糖不同,故可根據(jù)戊糖的不同將核酸分為DNA和RNA,D正確。

B5.(2024·河北滄州市第二中學(xué)高二月考)下列有關(guān)DNA的敘述錯(cuò)誤的是(

)A.DNA中含C、H、O、N、P等元素B.DNA水解的最終產(chǎn)物為磷酸、葡萄糖和堿基C.DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵作用D.DNA和RNA均以核苷酸為基本構(gòu)成單元,且RNA分子一般呈單鏈狀結(jié)構(gòu)解析

DNA中含C、H、O、N、P等元素,A正確;DNA水解的最終產(chǎn)物為磷酸、脫氧核糖和堿基,B錯(cuò)誤;DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)兩條鏈上的堿基之間形成氫鍵,通過(guò)氫鍵作用將兩條鏈連接,C正確;DNA為脫氧核糖核酸,RNA為核糖核酸,兩者均以核苷酸為基本構(gòu)成單元,其中RNA一般呈單鏈狀結(jié)構(gòu),DNA呈雙螺旋結(jié)構(gòu),D正確。B6.對(duì)某個(gè)DNA分子進(jìn)行化學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)鳥(niǎo)嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的54%,又知該DNA的一條鏈(A鏈)所含的堿基中28%是腺嘌呤,問(wèn)與A鏈相對(duì)應(yīng)的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數(shù)的(

)A.26% B.24% C.18% D.11%解析

鳥(niǎo)嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的54%,可知G=C=27%、A=T=50%-27%=23%。又因DNA的一條鏈(A鏈)所含的堿基中28%是腺嘌呤,假設(shè)每條鏈有100個(gè)堿基,那兩條鏈共含腺嘌呤等于200×23%=46,A鏈中的腺嘌呤的數(shù)量等于100×28%=28,則另一條鏈中腺嘌呤數(shù)為18,占該鏈全部堿基數(shù)的18%,C正確,A、B、D錯(cuò)誤。

C7.DNA是生物體的重要組成物質(zhì),在它的堿基對(duì)中儲(chǔ)存著遺傳信息,與生物的生長(zhǎng)、發(fā)育等正常生命活動(dòng)以及癌變、突變等異常生命活動(dòng)密切相關(guān)。下列有關(guān)DNA的說(shuō)法中正確的是(

)A.核酸就是DNAB.DNA水解得到的堿基含尿嘧啶(U)C.DNA水解的最終產(chǎn)物中的戊糖是二糖D.基因的化學(xué)本質(zhì)是DNA分子中能代表某一遺傳性狀的核苷酸序列D解析核酸包括DNA和RNA,A錯(cuò)誤;DNA水解得到的堿基有四種,分別是腺嘌呤(A)、鳥(niǎo)嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T),RNA水解才能得到尿嘧啶(U),B錯(cuò)誤;戊糖屬于單糖,C錯(cuò)誤。

(二)核酸的結(jié)構(gòu)及生物功能8.下列敘述中,哪項(xiàng)不是核酸的生物功能(

)A.作為遺傳信息的載體,存在于每個(gè)細(xì)胞中B.是生物的遺傳物質(zhì)C.是生物體進(jìn)行生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者D.對(duì)生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成有極其重要的作用解析

生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者是蛋白質(zhì)。

C9.下列有關(guān)核酸的敘述中錯(cuò)誤的是(

)A.生物體內(nèi)具有有遺傳功能的大分子化合物B.核酸包括DNA和RNAC.由含氮堿基、脫氧核糖和磷酸組成D.核酸為生命之源解析

核酸包括

DNA和RNA,DNA由含氮堿基、脫氧核糖和磷酸組成,RNA由含氮堿基、核糖和磷酸組成,不能說(shuō)核酸由含氮堿基、脫氧核糖和磷酸組成。

C10.生物大分子具有比有機(jī)小分子更為豐富的性質(zhì),能完成多種復(fù)雜的生物功能。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(

)A.具有一級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子主要通過(guò)共價(jià)鍵使肽鏈形成特定的二級(jí)結(jié)構(gòu)B.利用淀粉酶可以在溫和的條件下高效催化大豆蛋白的水解C.斷裂ATP分子中磷酸與磷酸之間形成的磷酸酯鍵需要吸收較多能量D.某DNA分子中胸腺嘧啶(T)數(shù)量約占?jí)A基總數(shù)的32%,則鳥(niǎo)嘌呤(G)數(shù)量約占?jí)A基總數(shù)的18%D解析具有一級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子主要通過(guò)氫鍵使肽鏈形成特定的二級(jí)結(jié)構(gòu),A錯(cuò)誤;酶具有專(zhuān)一性,淀粉酶不能催化大豆蛋白的水解,B錯(cuò)誤;ATP分子中磷酸與磷酸之間形成的磷酸酯鍵是高能磷酸鍵,高能磷酸鍵易斷裂,吸收能量較少,C錯(cuò)誤;胸腺嘧啶(T)數(shù)量約占?jí)A基總數(shù)的32%,胞嘧啶的數(shù)量約占?jí)A基總數(shù)的18%,則鳥(niǎo)嘌呤(G)數(shù)量約占?jí)A基總數(shù)的18%,D正確。B級(jí)

素養(yǎng)培優(yōu)練選擇題有1個(gè)或2個(gè)選項(xiàng)符合題意11.腺嘌呤核苷酸是生產(chǎn)核酸類(lèi)藥物的中間體,其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(

)A.能發(fā)生消去反應(yīng)和加成反應(yīng)B.所有中心原子均采取sp3雜化C.水解生成的堿基的分子式為C5H4N5D.水解生成的戊糖的核磁共振氫譜有7組峰A解析分子中含有羥基和大π鍵,可以發(fā)生消去和加成反應(yīng),A正確;部分C、N原子采取sp2雜化,B錯(cuò)誤;腺嘌呤核苷酸水解生成的堿基是腺嘌呤,分子式為C5H5N5,C錯(cuò)誤;腺嘌呤核苷酸水解生成的戊糖是核糖,核磁共振氫譜有9組峰,D錯(cuò)誤。12.生物體內(nèi)的ATP-ADP循環(huán)如圖所示,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.一定條件下,ATP和ADP均能與鹽酸反應(yīng)B.一定條件下,ATP和ADP均能水解生成磷酸和戊糖等物質(zhì)C.ATP和ADP中均含有酰胺基D.ADP轉(zhuǎn)化為ATP的反應(yīng)屬于取代反應(yīng)C解析ATP和ADP均含有氨基,一定條件下,ATP和ADP均能與鹽酸反應(yīng),A正確;由ATP和ADP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,一定條件下,ATP和ADP均能水解生成磷酸和戊糖等物質(zhì),B正確;ATP和ADP中均不含有酰胺基,C錯(cuò)誤;由ATP和ADP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,ADP與一分子磷酸發(fā)生取代反應(yīng)轉(zhuǎn)化為ATP,同時(shí)生成一分子水,D正確。

13.(2024·北京海淀區(qū)高二期末)下圖為DNA分子的局部結(jié)構(gòu)示意圖。下列說(shuō)法不正確的是