2.5核酸是遺傳信息的攜帶者學習目標學習目標課程標準學習目標1科學探究——通過觀察DNA、RNA在細胞中的分布，掌握顯微觀察細胞中特定物質的原理和方法。2科學思維——①歸納與概括：通過分析實驗、觀察結果歸納出DNA和RNA在細胞中的分布；結合化學知識概括出DNA和RNA在組成上的區別。②演繹與推理：根據細胞生物和病毒所含核酸的差異，推測其遺傳物質的差異及所含的五碳糖、堿基、核苷酸種類的差異。3生命觀念——結構與功能觀：核酸的結構特點決定了它能夠成為生物的遺傳物質。闡述核酸是由核苷酸聚合而成，是儲存與傳遞遺傳信息的生物大分子。闡述DNA和RNA的區別和聯系。闡述生物大分子以碳鏈為基本骨架的特點。002教材詳解（一）基礎知識梳理識必備1．核酸包括兩大類：一類是脫氧核糖核酸，簡稱DNA；另一類是核糖核酸，簡稱RNA。2．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。3．一個核苷酸是由一分子含氮的堿基、一分子五碳糖和一分子磷酸組成的。根據五碳糖的不同，可以將核苷酸分為脫氧核糖核苷酸(簡稱脫氧核苷酸)和核糖核苷酸。4．DNA和RNA都含有的堿基是A、C和G，DNA特有的堿基是T，RNA特有的堿基是U。5．DNA水解的產物是脫氧核苷酸，徹底水解的產物是磷酸、脫氧核糖、4種堿基。6．有細胞結構的生物包括原核生物和真核生物，遺傳物質是DNA；沒有細胞結構的病毒，遺傳物質大多數是DNA，少數是RNA。例如煙草花葉病毒、艾滋病病毒(HIV)和SARS病毒是RNA病毒。7．脫氧核苷酸和核糖核苷酸8．DNA與RNA在化學組成上的異同9．生物體內各種物質的元素組成：纖維素：C、H、O；脂肪：C、H、O；磷脂：C、H、O、N、P；酶：C、H、O、N等或C、H、O、N、P；DNA：C、H、O、N、P；RNA：C、H、O、N、P；ATP：C、H、O、N、P。（二）課前聚焦抓重點1、DNA與RNA在化學組成上有什么異同點？答案：（1）核酸的種類及其分布：核酸包括兩大類，一類是脫氧核糖核苷酸，簡稱DNA；另一類是核糖核苷酸，簡稱RNA。真核細胞中DNA主要分布于細胞核，少量分布在細胞質（線粒體和葉綠體）中，RNA主要分布在細胞質中，少量分布在細胞核中；原核細胞的DNA主要位于擬核中，有些原核細胞懂得細胞質中也有小型環狀DNA分子（質粒）；病毒沒有細胞結構，一種病毒只含有一種核酸（DNA或RNA）。（2）核酸的結構層次：核苷酸是組成核酸的基本單位。①元素組成：C、H、O、N、P。②一個核苷酸是由一分子的含氮堿基、一分子五碳糖、一分子磷酸組成。根據五碳糖不同，將核苷酸分為脫氧核苷酸和核糖核苷酸。DNA特有的五碳糖為脫氧核糖，RNA特有的五碳糖為核糖。③DNA和RNA各含有4種堿基，但是組成二者的堿基種類不完全相同。胸腺嘧啶（T）為DNA特有，尿嘧啶（U）為RNA特有。④一般情況下，在細胞中DNA由兩條脫氧核苷酸鏈構成，RNA由一條核糖核苷酸鏈構成。2、核苷酸的排列順序與遺傳信息有什么關系？答案：（1）核酸的功能：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。細胞生物以DNA為遺傳物質，病毒以DNA或RNA為遺傳物質。（2）核苷酸的排列順序代表了特定的遺傳信息。3、怎樣理解生物大分子以碳鏈作為基本支架？答案：多糖、蛋白質、核酸都是生物大分子，組成多糖的基本單位是單糖，組成蛋白質的基本單位是氨基酸，組成核酸的基本單位是核苷酸，這些基本單位稱為單體。每一個單體都以若干個相連的碳原子構成的碳鏈為基本骨架。生物大分子是由許多單體連接成的多聚體，因此，生物大分子也是以碳鏈為基本支架的。003知識精講知識點01核酸的種類及分布1.核酸種類①脫氧核糖核酸簡稱DNA②核糖核酸簡稱RNA2.核酸分布：①真核細胞中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。②原核細胞中DNA主要分布在擬核，RNA主要分布在細胞質中。知識點02核酸是由核苷酸連接成的長鏈1.核酸的基本組成單位——核苷酸2.核苷酸組成：磷酸、五碳糖、含氮堿基根據五碳糖的不同分為兩類核苷酸：脫氧核糖核苷酸和核糖核苷酸①脫氧核糖核苷酸：構成DNA的基本單位②核糖核苷酸：構成RNA的基本單位3.堿基：A腺嘌呤，C胞嘧啶，G鳥嘌呤，T胸腺嘧啶（DNA特有），U尿嘧啶（RNA特有）4.DNA指紋獲得遺傳信息的根本原因：生物的遺傳信息儲存在DNA分子中，而且每個個體的DNA的脫氧核苷酸序列各有特點5.核酸功能：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6.DNA一般是雙鏈，RNA一般是單鏈生物類別核酸種類核苷酸種類堿基種類遺傳物質例子有細胞結構的生物（真核生物和原核生物）2種（DNA和RNA）8種（4種脫氧核苷酸+4種核糖核苷酸）5種（A,T,G,C,U）只有DNADNA病毒1種（DNA）4種脫氧核苷酸4DNA噬菌體RNA病毒1種（RNA）4種核糖核苷酸4RNAHIV、SARS病毒，流感病毒，煙草花葉病毒，新冠病毒知識點03生物大分子以碳鏈為骨架1.多糖，蛋白質，核酸是生物大分子，（脂肪不是生物大分子）。2.單體和多聚體:生物大分子是由許多基本組成單位連接而成，這些基本單位稱為單體，這些生物大分子又稱為單體的多聚體3.生物大分子以碳鏈為基本骨架4.碳是生命的核心元素，沒有碳就沒有生命。初步水解徹底水解核酸8種（4種脫氧核苷酸+4種核糖核苷酸）8種（A,T,G,C,U+2種五碳糖+磷酸）DNA4種脫氧核苷酸6種（A,T,G,C,+脫氧核糖+磷酸）RNA4種核糖核苷酸6種（A,G,C,U+核糖+磷酸）004考點突破考法01核酸是由核苷酸連接而成的長鏈知識點：1．核酸的結構層次[易錯提醒]核苷酸通過脫水縮合連接成核苷酸長鏈，脫水縮合形成的化學鍵稱為磷酸二酯鍵，核苷酸鏈之間通過氫鍵連接。2．“三看法”判定DNA、RNA3．不同生物核酸組成的比較4．核酸的初步水解與徹底水解的產物不同【題型示例1】下圖是核苷酸的基本組成單位，下列敘述正確的是()A．若m為鳥嘌呤，則b一定是構成RNA的單體B．若m為胸腺嘧啶，則a一定為脫氧核糖C．若m為尿嘧啶，則RNA中不含有化合物bD．若m為腺嘌呤，則b為腺嘌呤核糖核苷酸解析：選B。若m為鳥嘌呤，其既能與核糖相連構成核糖核苷酸，作為RNA的基本組成單位之一，又能與脫氧核糖相連構成脫氧核苷酸，作為DNA的基本組成單位之一，A錯誤；胸腺嘧啶是DNA特有的堿基，只能與脫氧核糖相連，作為DNA的基本組成單位之一，B正確；若m為尿嘧啶，則只能與核糖相連構成核糖核苷酸，作為RNA的基本組成單位之一，C錯誤；若m為腺嘌呤，其既可以與核糖相連也可以與脫氧核糖相連，則b為腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脫氧核苷酸，D錯誤。考法02生物大分子以碳鏈為骨架知識點：1．多聚體的組成若干個相連的碳原子→以碳鏈為基本骨架→單體→多聚體。2．單體與多聚體3．以模式圖表示生物大分子多聚體的連接方式(1)若該圖為一段肽鏈的結構模式圖，則1表示中心碳原子，2表示肽鍵，3的種類有21種。(2)若該圖為一段核酸的結構模式圖，則1表示五碳糖，2表示磷酸，3表示含氮堿基。(3)若該圖表示多糖的結構模式圖，則1、2、3連接形成的化合物是葡萄糖。【題型示例2】下圖為有關生物大分子的簡要概念圖，下列敘述正確的是()A．若B為葡萄糖，則C在動物細胞中可能為乳糖B．若C為RNA，則B為核糖核苷酸，A為C、H、O、NC．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：選C。若B為葡萄糖，則C為多糖，在動物細胞中的多糖可能為糖原，乳糖屬于二糖，不是生物大分子，A錯誤；若C為RNA，則B為核糖核苷酸，A為C、H、O、N、P，B錯誤；若C具有信息傳遞、運輸、催化等功能，則C為蛋白質，此時B為氨基酸，C正確；若B為脫氧核苷酸，則C為DNA，DNA可能存在于線粒體、葉綠體、細胞核、擬核、DNA病毒中，D錯誤。005歸納總結1．真核細胞的DNA主要分布在細胞核中，少量分布于線粒體和葉綠體中，RNA主要分布在細胞質中。2．核酸的基本組成單位是核苷酸，一個核苷酸由一分子含氮堿基、一分子五碳糖和一分子磷酸組成。3．DNA和RNA共有的堿基是腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)和胞嘧啶(C)，胸腺嘧啶(T)是DNA特有的堿基，尿嘧啶(U)是RNA特有的堿基。4．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。5．蛋白質、核酸、多糖等生物大分子的基本單位分別是氨基酸、核苷酸、單糖。6．多聚體是由許多單體相互連接構成的生物大分子00601強化提升1．RNA的主要存在部位和所含的五碳糖分別是()A．細胞核、核糖 B．細胞質、核糖C．細胞核、脫氧核糖 D．細胞質、脫氧核糖答案：B2．下圖表示DNA和RNA化學組成的比較概念圖，圖中灰色部分表示()A．脫氧核糖、鳥嘌呤、腺嘌呤、胞嘧啶B．胸腺嘧啶、腺嘌呤、磷酸、胞嘧啶C．核糖、脫氧核糖、磷酸、鳥嘌呤D．胞嘧啶、鳥嘌呤、腺嘌呤、磷酸解析：選D。DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸，一個脫氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮的堿基組成，四種堿基分別是A、T、C、G。RNA的基本組成單位是核糖核苷酸，一個核糖核苷酸由一分子磷酸、一分子核糖、一分子含氮的堿基組成，四種堿基分別是A、U、C、G。題圖中灰色部分表示兩者共有的化學組成，應為胞嘧啶、鳥嘌呤、腺嘌呤、磷酸。3．右圖所示為核苷酸的結構模式圖。下列關于核苷酸及核酸的敘述，錯誤的是()A．核苷酸的種類可以根據圖中的②和③進行判斷B．徹底水解DNA，可以得到一種①、一種②和四種③C．在人的口腔上皮細胞中，含有兩種②和四種③D．如果某種核酸中含有T，則該核酸主要分布在細胞核中解析：選C。圖中①②③分別是磷酸、五碳糖和堿基。根據五碳糖的種類和堿基的種類可判斷核苷酸的種類，如果含有脫氧核糖和堿基T，則為DNA的基本組成單位——脫氧核苷酸；如果含有核糖和堿基U，則為RNA的基本組成單位——核糖核苷酸，A正確。DNA的徹底水解產物是磷酸、脫氧核糖和堿基(A、G、C、T)，B正確。在人的口腔上皮細胞中同時含有DNA和RNA，故其中五碳糖有兩種——脫氧核糖和核糖，堿基有五種——A、G、C、T、U，C錯誤。如果某種核酸中含有T，則該核酸為DNA，DNA主要分布在細胞核中，D正確。4．下列關于核酸和核苷酸的敘述，錯誤的是()A．核苷酸是由核酸連接而成的長鏈，是生物大分子B．核苷酸是由C、H、O、N、P五種元素組成的C．真核細胞的葉綠體和線粒體中含有少量核酸D．組成DNA和RNA的腺嘌呤含有氮元素答案：A5．有關下列概念圖的敘述，正確的是()eq\x(①)＋eq\x(②糖)＋eq\x(③磷酸)→eq\x(④)→eq\x(⑤DNA)A．①表示的堿基有5種 B．②表示的是核糖C．④表示脫氧核苷酸 D．④表示核糖核苷酸解析：選C。由圖可知，①②③組成④，④組成⑤DNA，因此①表示的含氮堿基有4種，②表示脫氧核糖，④表示脫氧核苷酸。6．下圖是構成核酸的兩種核苷酸及它們形成的核苷酸鏈(N表示某種堿基)。下列有關敘述正確的是()A．動物細胞的核酸中堿基種類有8種B．若丙中N為T，則丙的基本組成單位是乙C．若丙中N為U，則不可儲存遺傳信息D．顫藍細菌的遺傳信息儲存在甲的排列順序中解析：選D。動物細胞內含有DNA和RNA兩種核酸，DNA和RNA中堿基種類共有5種(A、T、C、G、U)，A錯誤；若丙中N為T，則該鏈屬于DNA鏈，DNA的基本組成單位是甲(脫氧核苷酸)，B錯誤；若丙中N為U，則該鏈屬于RNA鏈，RNA鏈也可儲存遺傳信息，如HIV的遺傳信息儲存于其RNA分子中，C錯誤；顫藍細菌的遺傳物質為DNA，DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序儲存著遺傳信息，D正確。7．DNA指紋技術在案件偵破工作中有重要的作用，從案發現場提取的DNA樣品可為案件偵破提供證據，這依據的生物學原理是()A．不同人體內的DNA所含的堿基種類不同B．不同人體內的DNA所含的五碳糖種類不同C．不同人體內的DNA的五碳糖和磷酸的連接方式不同D．不同人體內的DNA所含的脫氧核苷酸排列順序不同解析：選D。不同人體內的DNA所含的堿基相同，都是A、T、C、G，A錯誤；不同人體內的DNA所含的五碳糖和磷酸相同，五碳糖和磷酸的連接方式也相同，B、C錯誤；DNA指紋技術是根據人與人之間的遺傳信息不同，特定的脫氧核苷酸的排列順序代表了特定的遺傳信息，D正確。8．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、O、NB．由相應的基本結構單位構成C．具有相同的空間結構D．以碳鏈為骨架解析：選C。蛋白質和DNA均含有C、H、O、N，A正確；蛋白質由其基本單位氨基酸構成，DNA由其基本單位脫氧核苷酸構成，B正確；DNA和蛋白質具有不同的空間結構，DNA通常是規則的雙螺旋結構，蛋白質的空間結構復雜多樣，C錯誤；蛋白質和DNA都是生物大分子，都以碳鏈為骨架，D正確。9．下列關于核酸的敘述，正確的是()A．人細胞中儲存遺傳信息的物質是RNAB．核酸和蛋白質的組成元素相同C．高溫會破壞蛋白質和核酸分子中肽鍵D．線粒體和葉綠體中都含有DNA分子解析：選D。人細胞中儲存遺傳信息的物質是DNA，A錯誤。核酸的元素組成為C、H、O、N、P，組成蛋白質的元素含C、H、O、N，不一定含P，B錯誤。高溫會破壞蛋白質的空間結構，但是不會破壞肽鍵，另外，核酸分子中不含肽鍵，C錯誤。真核細胞的DNA分子主要存在于細胞核中，但細胞質的葉綠體和線粒體中也含有少量的DNA分子，D正確。10．下圖是某核苷酸與核苷酸鏈示意圖，據圖回答問題：甲乙(1)已知圖甲分子結構式中的堿基是腺嘌呤。①該核苷酸的生物學名稱是________________。②該核苷酸是構成哪一種核酸的原料？________。(2)圖乙為一條核苷酸鏈示意圖。①圖中所示2、4、5的名稱分別是________、__________________________、________________。②與另一種核酸相比較，此結構中特有的堿基中文名稱是________________。③通常由________條圖示的核苷酸鏈構成一個分子，真核細胞中其主要分布在________中。④人的細胞中，該物質的初步水解產物是__________________，徹底水解的產物中有含氮堿基________種。答案：(1)①腺嘌呤核糖核苷酸②RNA(2)①脫氧核糖胞嘧啶脫氧核苷酸脫氧核苷酸鏈②胸腺嘧啶③兩細胞核④脫氧核苷酸411．下圖是DNA和RNA的組成結構示意圖，下列有關說法正確的是()A．甲型H7N9流感病毒有5種堿基和8種核苷酸B．主要存在于硝化細菌擬核中的核酸由5種堿基構成C．病毒可以同時具有上述兩種核酸D．DNA徹底水解得到的產物中有脫氧核糖，而沒有核糖解析：選D。甲型H7N9流感病毒為RNA病毒，含有A、G、C、U4種堿基和4種核苷酸，A項錯誤；主要存在于硝化細菌擬核中的核酸為DNA，含有A、G、C、T4種堿基，B項錯誤；一種病毒只含有一種核酸，即DNA或RNA，C項錯誤；DNA中含有的五碳糖為脫氧核糖，不是核糖，D項正確。12．下圖表示2019新型冠狀病毒(RNA病毒)中兩種重要化合物的化學組成關系，下列相關敘述正確的是()A．圖中大分子B由兩條鏈組成B．a與a之間通過氫鍵相連接C．b的種類為4種D．大分子B的徹底水解產物為b，一分子b由一分子核糖、一分子磷酸和一分子含氮堿基組成解析：選C。2019新型冠狀病毒由蛋白質和RNA組成，圖中小分子a是氨基酸，小分子b是核糖核苷酸，大分子A是蛋白質，大分子B是RNA。2019新型冠狀病毒的RNA由一條鏈(核糖核苷酸鏈)組成，A錯誤；題圖中的a是氨基酸，氨基酸和氨基酸之間通過肽鍵相連接，B錯誤；b為核糖核苷酸，其種類為4種，C正確；大分子B為RNA，其初步水解產物為b，一分子b由一分子核糖、一分子磷酸和一分子含氮的堿基組成，D錯誤。13．研究發現一種單鏈RNA分子“miR140”，科學實驗中發現小鼠軟骨細胞缺少這種RNA分子時軟骨損傷嚴重，下列有關“miR140”分子的說法，錯誤的是()A．“miR140”分子中含有一個游離的磷酸B．“miR140”分子中一定不含有糖類物質C．“miR140”分子對生命活動有重要作用D．“miR140”分子不是小鼠的遺傳物質解析：選B。“miR140”分子為單鏈RNA，故只含有一個游離的磷酸，A正確；“miR140”分子中含有核糖，B錯誤；由題意可知，“miR140”分子對生命活動有重要作用，C正確；小鼠的遺傳物質是DNA，“miR140”分子為RNA，故不是小鼠的遺傳物質，D正確。14．已知流感病毒只含有一種核酸，現欲探究H5N1亞型病毒的核酸是DNA還是RNA。某實驗小組進行了如下實驗：材料用具：顯微注射器、H5N1亞型病毒的核酸提取液、活雞胚、DNA水解酶、RNA水解酶。(1)選用活雞胚的理由是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)選用DNA水解酶的理由是__________________________________________________________________________________