2019-2020版高中生物 第2章 細胞的化學組成 第二節(jié) 第3課時 核酸的結(jié)構(gòu)和功能學案 蘇教版必修1

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1、第3課時　核酸的結(jié)構(gòu)和功能 [學習目標]　1.說出核酸的種類和結(jié)構(gòu)。2.簡述DNA和RNA在細胞中的分布和功能。 一、核酸的種類和結(jié)構(gòu) 1.種類 2.核酸的基本組成單位——核苷酸 (1)組成：一分子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。如下圖所示： (2)種類：根據(jù)五碳糖的不同，可分為兩類——脫氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。 ①脫氧核糖核苷酸：構(gòu)成DNA的基本單位，如圖： ②核糖核苷酸：構(gòu)成RNA的基本單位，如圖： 3.核酸的構(gòu)成 (1)核酸的結(jié)構(gòu)層次 (2)核酸的形成 ①每個核酸分子是由幾十個乃至上億個核苷酸連接而成的長鏈。 ②一般來

2、說，DNA由兩條脫氧核苷酸鏈構(gòu)成，這兩條鏈按反向平行的方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)；DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。 1.已知某核酸的堿基種類，能確定它是哪種核酸嗎？ 答案　能。含T而不含U的一定是DNA；含U而不含T的一定是RNA。 2.若用放射性同位素標記某物質(zhì)以追蹤DNA與RNA的合成過程，你認為標記哪種物質(zhì)較科學？ 答案　用放射性同位素標記胸腺嘧啶(T)，可追蹤DNA合成；用放射性同位素標記尿嘧啶(U)可用于追蹤RNA合成。 3.蛋白質(zhì)具有多樣性，核酸是否有多樣性？多樣性的原因是什么？ 答案　具有多樣性。核苷酸種類、數(shù)目不同和排列

3、順序多樣。 1.下列有關概念圖的敘述，正確的是(　　) ＋＋→→ A.①表示的堿基有5種 B.②表示的是核糖 C.④表示脫氧核糖核苷酸 D.④表示核糖核苷酸 答案　C 解析　題圖表示DNA的組成情況，所以①表示的堿基有4種，②表示脫氧核糖，④表示脫氧核糖核苷酸。 2.關于雙鏈DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，不正確的是(　　) A.一般都含有4種脫氧核苷酸 B.堿基之間的化學鍵是氫鍵 C.脫氧核糖和磷酸交替連接排列在內(nèi)側(cè)，構(gòu)成基本骨架 D.由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu) 答案　C 解析　DNA的基本組成單位是4種脫氧核苷酸；成對的堿基之間通過氫鍵配對；脫氧核糖和

4、磷酸交替連接排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。 二、核酸的分布和功能 1.核酸的分布及信息儲存 (1)分布：DNA主要集中在細胞核內(nèi)，線粒體、葉綠體內(nèi)也含有少量的DNA，RNA主要分布在細胞質(zhì)中。 (2)遺傳信息的儲存 ①絕大多數(shù)生物的遺傳信息儲存在DNA分子中。 ②少數(shù)病毒的遺傳信息儲存在RNA中，如禽流感病毒、HIV、SARS病毒等。 2.核酸的多樣性及功能體現(xiàn) (1)多樣性原因：DNA分子的4種脫氧核苷酸分子的排列順序多種多樣。 (2)功能體現(xiàn) ①DNA分子上的許多片斷攜帶著不同的遺傳信息，控制著生物體的形態(tài)、生理和行為等多種

5、性狀的表達。 ②DNA分子通過精確的自我復制，為生物將其特性遺傳給下一代提供了分子基礎。 總之：核酸是細胞中攜帶遺傳信息的物質(zhì)，在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有十分重要的作用。 1.完成下面DNA和RNA的比較表，探討二者的區(qū)別。 項目 DNA RNA 基本單位 脫氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 含氮堿基 A、C、G、T A、C、G、U 五碳糖 脫氧核糖 核糖 一般結(jié)構(gòu) 兩條脫氧核苷酸鏈 一條核糖核苷酸鏈 真核細胞中的存在部位 主要在細胞核中 主要在細胞質(zhì)中 2.研究表明，細胞生物中同時含有DNA和RNA，其中DNA是遺傳物質(zhì)。乙肝病毒

6、只含有DNA，艾滋病病毒只含有RNA。這說明不同生物含有的核酸種類有差異，據(jù)此填寫下表： 生物類別 堿基種類 核苷酸種類 大腸桿菌和人 A、G、C、T、U 8 乙肝病毒 A、G、C、T 4 艾滋病病毒 A、G、C、U 4 3.在生命活動中，艾滋病病毒的遺傳物質(zhì)在徹底水解后，得到的化學物質(zhì)是 (　　) A.脫氧核糖、堿基、磷酸 B.氨基酸、葡萄糖、堿基 C.氨基酸、核苷酸、葡萄糖 D.核糖、堿基、磷酸 答案　D 解析　核酸是一類高分子化合物，其基本組成單位是核苷酸。一分子核苷酸是由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮堿基組成的。一個核苷酸分子完全水解后得到一

7、分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮堿基。DNA和RNA的不同點之一是組成核苷酸的五碳糖不同，組成DNA的核苷酸中，五碳糖為脫氧核糖，而組成RNA的核苷酸中，五碳糖為核糖。 4.如圖是DNA和RNA組成的結(jié)構(gòu)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的擬核中的核酸由5種堿基構(gòu)成 C.病毒中也有上述兩種核酸 D.DNA徹底水解得到的產(chǎn)物中有脫氧核糖，而沒有核糖 答案　D 解析　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、

8、T4種堿基，B項錯誤；病毒只有一種核酸，是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。 歸納提升　生物含有的核酸和遺傳物質(zhì)總結(jié) 生物類群 含有的核酸 遺傳物質(zhì) 含有的堿基種類 含有的核苷酸種類 舉例 細胞生物 DNA和RNA DNA 5 8 大腸桿菌、酵母菌、人類 病毒 DNA病毒 DNA DNA 4 4 T2噬菌體、乙肝病毒 RNA病毒 RNA RNA 4 4 HIV、SARS病毒　　 1.下列敘述，正確的打“√”，錯誤的打“×”。 (1)細菌和病毒的遺傳物質(zhì)都是DNA(　　) (2)

9、DNA和RNA都能攜帶遺傳信息(　　) (3)DNA與RNA的不同只體現(xiàn)在含氮堿基種類不同(　　) (4)DNA分子的多樣性取決于堿基排列順序的多樣性(　　) (5)病毒含有2種核酸，5種含氮堿基(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)× 2.如圖所示，由1分子磷酸、1分子含氮堿基m和1分子化合物a構(gòu)成了化合物b，則下列敘述正確的是(　　) A.若m為腺嘌呤，則b肯定為腺嘌呤脫氧核苷酸 B.若a為核糖，則b為DNA的基本組成單位 C.若m為尿嘧啶，則DNA中肯定不含b這種化合物 D.若由b構(gòu)成的核酸能存在于病毒內(nèi)，則b一定為核糖核苷酸 答案　C

10、解析　由題意可知，a為五碳糖、b為核苷酸，根據(jù)所含五碳糖的不同，核苷酸可分為兩種：脫氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。脫氧核糖核苷酸是組成DNA的基本單位，其特有的成分是脫氧核糖和胸腺嘧啶。核糖核苷酸是組成RNA的基本單位，其特有的成分是核糖和尿嘧啶。病毒體內(nèi)只含有DNA或RNA。 3.水稻葉肉細胞中的DNA主要存在于(　　) A.細胞質(zhì)B.細胞核C.線粒體D.葉綠體 答案　B 解析　水稻葉肉細胞中的DNA主要存在于細胞核中，線粒體和葉綠體中含有少量的DNA和RNA。 4.下列有關核酸的敘述，錯誤的是(　　) A.生物體內(nèi)具有遺傳功能的大分子化合物 B.細胞內(nèi)生命物質(zhì)的主要成分之一 C

11、.由含氮堿基、脫氧核糖和磷酸組成 D.由核苷酸聚合而成的大分子化合物 答案　C 解析　核酸有兩種——DNA和RNA，DNA中含脫氧核糖，RNA中含核糖。 5.下圖表示一條核苷酸鏈(部分)，請結(jié)合該圖回答以下問題： (1)DNA大多是由______條____________鏈構(gòu)成的，RNA通常是由__________條______________鏈構(gòu)成的。 (2)若該圖為脫氧核苷酸鏈，則從堿基組成上看，還應有的堿基是______________；圖中①是_____________，②是________________，③是________________，④是__________

12、___。 (3)若該圖為核糖核苷酸鏈，則從堿基組成上看，還應有的堿基是________；圖中②是________，④是____________________。 答案　(1)兩　脫氧核糖核苷酸　一　核糖核苷酸 (2)T　磷酸　脫氧核糖　腺嘌呤　鳥嘌呤脫氧核苷酸 (3)U　核糖　鳥嘌呤核糖核苷酸 解析　從堿基組成上看，組成DNA的堿基有A、G、C、T四種，組成RNA的堿基有A、G、C、U四種。DNA的基本組成單位是脫氧核糖核苷酸，一個脫氧核糖核苷酸由一分子含氮堿基、一分子脫氧核糖和一分子磷酸組成；絕大多數(shù)DNA由兩條脫氧核苷酸鏈構(gòu)成；RNA的基本組成單位是核糖核苷酸，一個核糖核苷酸由一

13、分子含氮堿基、一分子核糖和一分子磷酸組成。 題組一　核酸的種類和結(jié)構(gòu) 1.流行性出血熱是由漢坦病毒(一種RNA病毒)引起的，以鼠類為主要傳染源的自然疫源性疾病。那么，在人類患者、鼠類、漢坦病毒這3種生物體中，堿基種類及組成遺傳物質(zhì)的核苷酸種類數(shù)依次是(　　) A.8、5、4和8、8、4 B.5、5、4和8、4、4 C.5、5、4和4、4、4 D.5、4、4和8、4、8 答案　C 解析　人類患者和鼠類均為真核生物，其堿基種類有5種，即A、T、G、C、U，遺傳物質(zhì)都是DNA，所以構(gòu)成遺傳物質(zhì)的核苷酸種類只有4種；漢坦病毒是一種RNA病毒，在它體內(nèi)只有一種核酸即它的遺傳物質(zhì)是RN

14、A，其堿基種類和遺傳物質(zhì)的核苷酸種類都是4種。 2.將硝化細菌體內(nèi)核酸徹底水解后可以得到(　　) A.C、H、O、N、P等元素 B.5種含氮堿基 C.4種核苷酸 D.8種核苷酸 答案　B 解析　硝化細菌體內(nèi)的核酸包括DNA和RNA，徹底水解后得到1種磷酸、5種含氮堿基(A、T、C、G、U)、2種五碳糖(脫氧核糖和核糖)。 3.如果在豌豆的葉肉細胞中，含有的堿基為X種；在高粱的根尖細胞中，由A、C、T、U4種堿基參與構(gòu)成的核苷酸為Y種，則X和Y分別為(　　) A.4、8B.5、8C.4、4D.5、6 答案　D 解析　豌豆葉肉細胞中既有DNA又有RNA，共含有5種堿基；高粱的根尖

15、細胞中既含有DNA也含有RNA，其中A、C各可構(gòu)成2種核苷酸，而堿基U和T只能分別構(gòu)成1種核糖核苷酸和1種脫氧核糖核苷酸，所以A、C、T、U共可構(gòu)成6種核苷酸。 4.下列關于核酸的敘述中，正確的是(　　) A.DNA和RNA中的五碳糖相同 B.組成DNA與蛋白質(zhì)的元素種類相同 C.HIV的遺傳信息貯存在DNA中 D.雙鏈DNA分子中含有胸腺嘧啶 答案　D 解析　DNA含脫氧核糖，RNA含核糖；DNA含有C、H、O、N、P元素，而蛋白質(zhì)含有C、H、O、N等；HIV的遺傳信息貯存在RNA中。 5.(2018·江蘇省鹽城市高一上學期期中)下列核苷酸不可能屬于DNA初步水解產(chǎn)物的是(　

16、　) 答案　B 解析　圖B為尿嘧啶核糖核苷酸，是組成RNA的原料，不可能是DNA的初步水解產(chǎn)物，B項錯誤。 6.下列生物或細胞中關于堿基、核苷酸、五碳糖種類的描述，正確的是(　　) 選項 A B C D 生物或細胞 T4噬菌體 煙草葉肉細胞 煙草花葉病毒 豌豆根毛細胞 堿基 5種 5種 4種 8種 核苷酸 5種 8種 8種 8種 五碳糖 1種 2種 2種 2種 答案　B 解析　煙草葉肉細胞和豌豆根毛細胞都屬于真核細胞，它們同時含有DNA和RNA，而T4噬菌體和煙草花葉病毒體內(nèi)只有一種核酸。核苷酸是組成DNA或RNA的單體，

17、組成DNA的單體是4種脫氧核苷酸(堿基：A、G、C、T)，組成RNA的單體是4種核糖核苷酸(堿基：A、G、C、U)；DNA和RNA含有不同的五碳糖(脫氧核糖和核糖)。同時含有DNA和RNA的生物，體內(nèi)五碳糖有2種，堿基有5種，核苷酸有8種；只有一種核酸的生物，體內(nèi)五碳糖有1種，堿基有4種，核苷酸有4種。 題組二　核酸的分布和功能 7.如圖為某核苷酸長鏈的示意圖，下列相關敘述中，錯誤的是(　　) A.圖中所示為脫氧核苷酸長鏈 B.2只存在于DNA中 C.3在DNA和RNA中相同 D.5只能在細胞核中找到 答案　D 解析　由示意圖可知，該核苷酸長鏈含有胸腺嘧啶T，則應為脫氧核苷

18、酸長鏈；2為脫氧核糖，只存在于DNA中；3為胞嘧啶，在DNA和RNA中都有；5(脫氧核苷酸鏈)主要位于細胞核中，但在細胞質(zhì)中也能找到。 8.下列敘述中，哪項不是核酸的生理功能(　　) A.作為遺傳信息的載體 B.是生物的遺傳物質(zhì) C.是生物體進行生命活動的主要承擔者 D.對生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成有極其重要的作用 答案　C 解析　生命活動的主要承擔者是蛋白質(zhì)。 9.下列與生物體內(nèi)核酸分子功能多樣性無關的是(　　) A.核苷酸的組成種類 B.核苷酸的連接方式 C.核苷酸的排列順序 D.核苷酸的數(shù)量多少 答案　B 解析　明確“結(jié)構(gòu)的多樣性決定功能的多樣性”。核苷

19、酸分子結(jié)構(gòu)的多樣性取決于核苷酸的種類、數(shù)量和排列順序，而核苷酸分子的連接方式是一定的。 10.下列有關核酸分布的敘述正確的是(　　) A.SARS病毒中的RNA主要分布于細胞質(zhì)中 B.綠色植物根細胞內(nèi)的DNA只存在于細胞核中 C.原核細胞的DNA主要存在于細胞核中 D.人體細胞中的RNA主要分布在細胞質(zhì)中 答案　D 解析　病毒沒有細胞結(jié)構(gòu)；綠色植物根細胞內(nèi)的DNA存在于細胞核和線粒體中；原核細胞沒有細胞核，DNA主要存在于擬核中。 11.德倫是一部科幻驚悚片中的主角，它是一個有著嚙齒目動物特征，但是又長著巨大雙眼、長尾巴和細胳膊的怪物，而且它還會發(fā)出鳥類的叫聲。它是由兩位反

20、叛科學家將人類和動物的DNA進行雜交創(chuàng)造出的一種生物。下列有關該生物DNA的敘述錯誤的是(　　) A.主要存在于細胞核內(nèi) B.基本單位是脫氧核苷酸 C.含有A、T、G、C4種堿基 D.不是該生物的遺傳物質(zhì) 答案　D 解析　DNA是核酸的一類，由4種脫氧核苷酸構(gòu)成，含有A、T、G、C4種堿基。由題干信息可知，該生物為真核生物，其遺傳物質(zhì)是DNA，主要存在于細胞核內(nèi)。 12.下列有關核酸組成表示正確的是(　　) 答案　D 解析　核酸含C、H、O、N、P五種元素；DNA中含有脫氧核糖，而RNA中含有核糖。 13.下圖是某核苷酸(圖1)與核苷酸鏈(圖2)示意圖，據(jù)圖回答

21、下列問題： (1)圖1的化合物名稱是________________________________________________________， 是組成__________________的基本單位。 (2)圖2所示2、3、4的名稱分別是____________、____________、__________________。 (3)此結(jié)構(gòu)中的核酸與另一種核酸相比較，其特有的堿基的中文名稱是________________。 答案　(1)胞嘧啶脫氧核糖核苷酸　脫氧核糖核酸(DNA)　(2)腺嘌呤　脫氧核糖　腺嘌呤脫氧核糖核苷酸　(3)胸腺嘧啶 解析　(1)圖1中的堿基為胞

22、嘧啶，五碳糖為脫氧核糖，所以為胞嘧啶脫氧核糖核苷酸，是組成DNA的基本單位。(2)圖2中的1、2、3為組成DNA的三個小分子，分別是磷酸、腺嘌呤、脫氧核糖，4為三者構(gòu)成的腺嘌呤脫氧核糖核苷酸。(3)與另外一種核酸RNA相比較，DNA中特有的堿基是胸腺嘧啶。 14.下圖表示生物體內(nèi)的某種物質(zhì)，請分析回答下列問題： (1)A包括____________________元素。 (2)B的名稱叫____________，一分子的B是由________________、______________、____________組成的。 (3)C的作用是______________________

23、__________________________________________。 答案　(1)C、H、O、N、P　(2)核苷酸　一分子五碳糖　一分子磷酸　一分子含氮堿基　(3)遺傳信息的攜帶者；對生物的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成具有重要的作用 解析　核酸的元素組成是C、H、O、N、P，基本單位是核苷酸，一分子核苷酸是由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮堿基組成的。核酸是遺傳信息的攜帶者。 15.人類基因組計劃的實施對人類了解自身的奧秘、增進健康具有不可估量的意義，而其前提是對核酸分子結(jié)構(gòu)和功能的認識。如圖表示細胞內(nèi)與核酸有關的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)。請據(jù)圖回答下列問題： (1)細胞內(nèi)

24、的核酸包括兩類：一類是_______________________________________________， 簡稱DNA；另一類是____________，簡稱___________。二者除在含氮堿基上有所區(qū)別外，還有____________________________________________________________。 (2)e和f的關系是________________________。 (3)f被徹底水解后的產(chǎn)物是____________(用字母表示)，元素a包括__________________。 答案　(1)脫氧核糖核酸　核糖核酸　RNA　DNA中含有脫氧核糖而RNA中含有核糖(或在所含五碳糖上的區(qū)別)　(2)e是f的基本結(jié)構(gòu)單位　(3)b、c、d　C、H、O、N、P 解析　(1)核酸可分為脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)，前者特有脫氧核糖和胸腺嘧啶，后者特有核糖和尿嘧啶。(2)圖中e為核苷酸，f為核酸，e是f的基本結(jié)構(gòu)單位。(3)核酸被徹底水解后的產(chǎn)物為磷酸、五碳糖和含氮堿基，可用字母b、c、d表示。核酸的元素組成為C、H、O、N、P。 11