高中生物蘇教版分子與細(xì)胞第2章細(xì)胞的化學(xué)組成 第2章第2節(jié)3

第3課時(shí)核酸的結(jié)構(gòu)和功能1．分析核苷酸的種類和核酸的種類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、功能(重、難點(diǎn))2．列表比較DNA和RNA的異同(重點(diǎn))3．理解核苷酸序列的多樣性和遺傳信息的關(guān)系(難點(diǎn))核酸的基本單位1．元素組成：C、H、O、N、P。2．種類：脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。3．基本單位：核苷酸。該結(jié)構(gòu)的組成為：(1)脫氧核糖核苷酸(2)核糖核苷酸eq\a\vs4\al([合作探討])圖1圖2探討eq\a\vs4\al(1)：核酸的基本組成單位是什么？它是由幾個(gè)部分組成的？提示：核酸的基本組成單位是核苷酸，由圖1可知，一個(gè)核苷酸由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮堿基組成。探討eq\a\vs4\al(2)：結(jié)合圖2分析說明核酸三個(gè)組成部分的元素組成是怎樣的？并進(jìn)一步歸納出組成核酸的元素種類。提示：由圖2分析可知：(1)磷酸含有H、O、P三種元素；(2)脫氧核糖、核糖含有C、H、O三種元素；(3)腺嘌呤等含氮堿基含有C、H、N三種元素。綜上所述，核酸是由C、H、O、N、P五種元素組成的。探討eq\a\vs4\al(3)：由圖2可知，五碳糖有幾種？二者在元素組成上有什么不同？提示：五碳糖分為脫氧核糖和核糖兩種；第一種比第二種少一個(gè)氧原子。eq\a\vs4\al([歸納拓展])1．核酸的元素組成eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(（1）磷酸含有H、O、P三種元素；,（2）五碳糖含有C、H、O三種元素；,（3）腺嘌呤等含氮堿基含有C、H、,N等元素。))eq\a\vs4\al(核酸的組,成元素由,C、H、O、,N、P五種)2．基本單位——核苷酸的組成3．核酸的種類及組成歸納類別核酸DNARNA基本單位核苷酸脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸化學(xué)成分堿基共有A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鳥嘌呤)特有T(胸腺嘧啶)U(尿嘧啶)五碳糖脫氧核糖核糖酸磷酸分布主要分布在細(xì)胞核中主要分布在細(xì)胞質(zhì)中1．下列關(guān)于核酸的分子組成表示正確的是()A.B.C.D.【解析】磷酸＋脫氧核糖＋堿基組成的是DNA，磷酸＋核糖＋堿基組成的是RNA。A項(xiàng)中堿基連接部位錯(cuò)誤。【答案】D2．蛋白質(zhì)和核酸中共有的化學(xué)元素是()A．C、H、O、S B．C、H、O、N、PC．C、H、O、N D．C、H、O、P【解析】組成蛋白質(zhì)的化學(xué)元素主要是C、H、O、N，組成核酸的化學(xué)元素是C、H、O、N、P，共有的化學(xué)元素是C、H、O、N。【答案】C3．在棉花葉肉細(xì)胞中，由A、G、U、C、T五種堿基構(gòu)成的核苷酸共有多少種()A．5種B．6種C．7種D．8種【解析】根據(jù)組成的五碳糖不同，A、G、C共構(gòu)成6種核苷酸，U構(gòu)成1種核糖核苷酸，T構(gòu)成1種脫氧核糖核苷酸，因此共8種核苷酸?！敬鸢浮緿核酸的結(jié)構(gòu)、分布和作用1．1953年，沃森和克里克發(fā)現(xiàn)了DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)。他們認(rèn)為，DNA分子的結(jié)構(gòu)是由反向平行的兩條脫氧核苷酸鏈組成，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)。一般來說，DNA由兩條核苷酸鏈構(gòu)成，RNA由一條核苷酸鏈構(gòu)成。2．DNA主要集中在細(xì)胞核內(nèi)，少量的DNA分布在線粒體和葉綠體中；RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。3．核酸是細(xì)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。DNA是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)，是遺傳信息的載體。有些病毒只含有RNA，它們的遺傳信息儲存在RNA中。eq\a\vs4\al([合作探討])探討eq\a\vs4\al(1)：為什么DNA能儲存大量的遺傳信息？提示：因?yàn)榻M成DNA的核苷酸數(shù)目成百上千甚至上億，在連成長鏈時(shí)，排列順序就是極其多樣化，故其儲存的遺傳信息容量極大。探討eq\a\vs4\al(2)：DNA分子的特異性使DNA指紋技術(shù)應(yīng)用廣泛，DNA分子為什么具有特異性？提示：同一個(gè)DNA分子，核苷酸的種類、數(shù)目和排列順序是特定的，因此DNA分子具有特異性。探討eq\a\vs4\al(3)：一條脫氧核糖核苷酸長鏈中的脫氧核糖與磷酸的連接方式是怎樣的？兩條脫氧核糖核苷酸長鏈間的堿基對通過什么化學(xué)鍵連接？提示：一條脫氧核糖核苷酸長鏈中脫氧核糖和磷酸的連接方式是：—磷酸—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—；兩條脫氧核苷酸長鏈間的堿基通過氫鍵連接。eq\a\vs4\al([歸納拓展])1．DNA分子的結(jié)構(gòu)(1)結(jié)構(gòu)示意圖(2)圖形解讀解讀外側(cè)內(nèi)側(cè)構(gòu)成方式磷酸和脫氧核糖交替連接，兩條主鏈呈反向平行，有規(guī)則地盤旋成雙螺旋主鏈上對應(yīng)的堿基以氫鍵連接成對，對應(yīng)堿基之間互補(bǔ)(A—T，G—C)配對，堿基平面之間平行排列位置磷酸和脫氧核糖位于雙螺旋結(jié)構(gòu)外側(cè)堿基位于雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)動態(tài)變化相對穩(wěn)定堿基比率和堿基序列可變2.生物的遺傳物質(zhì)(1)細(xì)胞生物eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(真核生物：遺傳物質(zhì)是DNA,原核生物：遺傳物質(zhì)是DNA))(2)非細(xì)胞生物eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(大多數(shù)病毒：遺傳物質(zhì)是DNA,極少數(shù)病毒：遺傳物質(zhì)是RNA))一切生物的遺傳物質(zhì)都是核酸，細(xì)胞內(nèi)既含DNA又含RNA的生物和體內(nèi)只含DNA的生物，遺傳物質(zhì)都是DNA；少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。由于絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。不同生物的核酸、核苷酸及堿基的情況生物類別核酸核苷酸堿基遺傳物質(zhì)舉例細(xì)胞生物DNA和RNA8種5種DNA細(xì)菌、人等病毒只含DNA4種4種DNA噬菌體只含RNA4種4種RNA艾滋病病毒1．右圖是某動物組織的一個(gè)細(xì)胞，其細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含有的多糖和核酸主要是()A．糖原和RNAB．糖原和DNAC．淀粉和RNAD．淀粉和DNA【解析】本題考查細(xì)胞中糖類和核酸的種類及分布。題中的細(xì)胞是動物細(xì)胞，動物細(xì)胞中含有的多糖是糖原而不是淀粉。細(xì)胞中的DNA主要存在于細(xì)胞核中，而RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中?！敬鸢浮緼2．下圖為核苷酸鏈的結(jié)構(gòu)示意圖，下列敘述不正確的是()A．能構(gòu)成一個(gè)完整核苷酸的是圖中的aB．圖中與每個(gè)五碳糖直接相連的磷酸有1個(gè)C．在一條核苷酸鏈中各核苷酸之間是通過化學(xué)鍵③連接起來的D．若該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺少的堿基是T【解析】核苷酸是核酸的基本組成單位，每個(gè)核苷酸由一分子的磷酸、一分子的五碳糖和一分子的含氮堿基組成，核苷酸分子通過磷酸二酯鍵連接形成核苷酸鏈。只有核苷酸鏈的末端五碳糖與1個(gè)磷酸相連，其余均與2個(gè)磷酸相連?！敬鸢浮緽3．不同生物含有的核酸種類不同。原核生物和真核生物同時(shí)含有DNA和RNA，病毒體內(nèi)含有DNA或RNA。下列各種生物中關(guān)于堿基、核苷酸、五碳糖種類的描述正確的是()項(xiàng)目ABCDT4噬菌體煙草葉肉細(xì)胞煙草花葉病毒豌豆根毛細(xì)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【解析】T4噬菌體與煙草花葉病毒都是病毒，體內(nèi)有4種堿基，4種核苷酸，1種五碳糖。煙草葉肉細(xì)胞、豌豆根毛細(xì)胞都是真核細(xì)胞，細(xì)胞中有2種五碳糖，5種堿基，8種核苷酸。【答案】B1．DNA指紋法在案件偵破工作中有著重要作用，從案發(fā)現(xiàn)場提取DNA樣品，可為案件偵破提供證據(jù)，其中的生物學(xué)原理是()A．不同人體內(nèi)的DNA所含的堿基種類不同B．不同人體內(nèi)的DNA所含的五碳糖和磷酸不同C．不同人體內(nèi)的DNA的空間結(jié)構(gòu)不同D．不同人體內(nèi)的DNA所含的脫氧核苷酸排列順序不同【解析】DNA是由4種脫氧核苷酸構(gòu)成的，DNA所含的脫氧核苷酸排列順序就是遺傳信息，不同的人體內(nèi)的遺傳信息不同。【答案】D2．下列關(guān)于核酸的敘述錯(cuò)誤的是()A．RNA只分布在細(xì)胞質(zhì)中，DNA只分布在細(xì)胞核內(nèi)B．尿嘧啶是RNA特有的堿基，胸腺嘧啶是DNA特有的堿基C．RNA和DNA的基本組成單位是核苷酸D．生物的遺傳物質(zhì)是DNA或者是RNA【解析】RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中，細(xì)胞核中也含有少量RNA。DNA主要分布在細(xì)胞核中，細(xì)胞質(zhì)(如線粒體、葉綠體)中也含有少量DNA。【答案】A3．如圖為某核苷酸長鏈的示意圖，下列相關(guān)敘述中，錯(cuò)誤的是()A．圖中所示為脫氧核苷酸長鏈B．2為脫氧核糖C．4為胞嘧啶脫氧核苷酸D．5只能在細(xì)胞核中找到【解析】根據(jù)堿基種類可以判斷，該核苷酸鏈為脫氧核苷酸鏈(含胸腺嘧啶T)。所以，2為脫氧核糖，4為胞嘧啶脫氧核苷酸。5(脫氧核苷酸鏈)主要位于細(xì)胞核中，但在細(xì)胞質(zhì)中也能找到，所以選D?！敬鸢浮緿4．下列敘述中，哪項(xiàng)不是核酸的生理功能()A．作為遺傳信息的載體，一般存在于每個(gè)細(xì)胞中B．是生物的遺傳物質(zhì)C．是生物體進(jìn)行生命活動的主要承擔(dān)者之一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【解析】核酸是生物體遺傳信息的攜帶者，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。生物體生命活動的主要承擔(dān)者是蛋白質(zhì)。【答案】C5．下圖是位于雙鏈DNA或雙鏈RNA中的兩個(gè)核苷酸，下列描述錯(cuò)誤的是()【導(dǎo)學(xué)號：21210007】A．若五碳糖a是核糖，則堿基a有4種、堿基b也有4種B．若五碳糖a是脫氧核糖，則堿基a有4種、堿基b也有4種C．若堿基a與堿基b之間有兩個(gè)氫鍵，則五碳糖a可能是核糖D．若堿基a是胸腺嘧啶，則五碳糖b可能是核糖【解析】胸腺嘧啶是DNA中特有的堿基，而核糖是RNA中特有的五碳糖，雙鏈DNA或雙鏈RNA中不應(yīng)同時(shí)存在胸腺嘧啶和核糖?！敬鸢浮緿課堂小結(jié)：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心回扣1.核酸是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，在生物的遺傳、變異和蛋白質(zhì)合成中具有重要作用。2.真核細(xì)胞的DNA主要分布在細(xì)胞核中，少量分布在線粒體和葉綠體中，RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。3.核酸的基本單位是核苷酸，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。學(xué)業(yè)分層測評(五)核酸的結(jié)構(gòu)和功能(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．下圖表示一分子()A．核酸 B．脫氧核糖核苷酸C．氨基酸 D．堿基【解析】由圖示堿基T說明該核苷酸為脫氧核糖核苷酸?！敬鸢浮緽2．糖類不含有，脂質(zhì)不一定有，蛋白質(zhì)也不一定有，而核酸一定含有的元素是()A．N B．PC．S D．P和S【解析】注意區(qū)別各類有機(jī)化合物所含化學(xué)元素的種類?！敬鸢浮緽3．下列有關(guān)遺傳信息的敘述，正確的是()A．遺傳信息只儲存在DNA分子中B．HIV病毒的遺傳信息儲存在RNA分子中C．所有生物的DNA，都具有相同的脫氧核糖核苷酸排列順序D．組成DNA的脫氧核糖核苷酸只有4種，所以連成長鏈時(shí)，其排列順序是有限的【解析】有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物遺傳信息貯存在DNA內(nèi)，有一部分病毒的遺傳信息儲存在RNA內(nèi)，如HIV病毒；不同生物的核酸，核苷酸排列的順序不同；核苷酸連成長鏈時(shí)如果數(shù)量不限，排列順序就是極其多樣化的?！敬鸢浮緽4．德倫(Dren)是科幻驚悚片《人獸雜交》的主角，它是一個(gè)有著嚙齒目動物特征，但是又長著巨大雙眼、長尾巴和細(xì)胳膊的怪物，而且它還會發(fā)出鳥類的叫聲。它是由兩位反叛科學(xué)家將人類和動物的DNA進(jìn)行雜交創(chuàng)造出的一個(gè)生物。下列有關(guān)該生物DNA的敘述錯(cuò)誤的是()A．主要存在于細(xì)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)【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(xì)胞核內(nèi)?！敬鸢浮緿5．核酸是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，以下關(guān)于DNA與RNA特點(diǎn)的比較，敘述正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：21210008】A．在細(xì)胞內(nèi)存在的主要部位相同B．構(gòu)成的五碳糖不同C．核苷酸之間的連接方式不同D．構(gòu)成的堿基相同【解析】DNA和RNA在細(xì)胞內(nèi)的存在位置不同，前者主要存在于細(xì)胞核內(nèi)，后者主要存在于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)；構(gòu)成兩者的五碳糖不同，前者為脫氧核糖，后者為核糖。DNA的堿基由A、T、C、G構(gòu)成，RNA的堿基由A、U、C、G構(gòu)成?！敬鸢浮緽6．在生命活動中，由DNA分子蘊(yùn)藏的信息所支配合成的RNA在完全水解后，得到的化學(xué)物質(zhì)是()A．氨基酸、核苷酸、葡萄糖B．氨基酸、葡萄糖、堿基C．脫氧核糖、堿基、磷酸D．核糖、堿基、磷酸【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(gè)核苷酸分子完全水解后得到一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮堿基。DNA和RNA的不同點(diǎn)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?！敬鸢浮緿7．如圖表示生物體內(nèi)核酸的基本組成單位——核苷酸的模式圖，下列說法正確的是()A．DNA和RNA在核苷酸上的不同點(diǎn)只在②方面B．人體內(nèi)的②只有一種C．③在生物體中共有8種D．人體內(nèi)的③有5種【解析】人體內(nèi)既有DNA又有RNA，二者的不同表現(xiàn)在②五碳糖和③堿基兩方面；②五碳糖有核糖和脫氧核糖之分，③堿基共有5種?！敬鸢浮緿8．下列關(guān)于核酸的敘述中，正確的是()A．組成核酸的基本單位是脫氧核苷酸B．除病毒外，一切生物都有核酸存在C．核酸是一切生物的遺傳物質(zhì)D．核酸徹底水解后，得到的化學(xué)物質(zhì)是C、H、O、N、P【解析】組成核酸的基本單位是核苷酸，脫氧核苷酸是DNA的基本組成單位；病毒體內(nèi)也含有核酸，但只有一種，即DNA或RNA；核酸徹底水解后，得到的化學(xué)物質(zhì)是其三種組成成分，即五碳糖、磷酸和堿基，C、H、O、N、P是其組成元素?！敬鸢浮緾9．根據(jù)概念圖，下列敘述正確的是()甲乙丙丁戊eq\x()＋eq\x(糖)＋eq\x()→eq\x()→eq\x(DNA)A．甲表示的堿基有5種B．乙表示的是核糖C．丙表示的是核糖核苷酸D．丁表示的是脫氧核糖核苷酸【解析】從概念圖中可以看出，考查的是組成DNA的基本單位，組成DNA的基本單位是脫氧核糖核苷酸?！敬鸢浮緿10．右圖是細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)的組成示意圖，據(jù)圖回答下列問題。(1)細(xì)胞內(nèi)遺傳信息的攜帶者是[]________。(2)e的名稱是________，e和f的關(guān)系是______________。1分子的e是由________、________、________組成的。e共有________種。(3)a包括________等元素。f被徹底水解后的產(chǎn)物是________(用字母表示)。(4)用圖示表示1分子e的組成成分的連接方式________?！窘馕觥勘绢}利用簡單圖示表示組成核酸的物質(zhì)及元素，了解有關(guān)核酸的基礎(chǔ)知識，掌握基本組成物質(zhì)間的關(guān)系，便可回答。【答案】(1)fDNA(2)脫氧核苷酸e是f的基本組成單位1分子磷酸1分子脫氧核糖1分子含氮堿基4(3)C、H、O、N、Pb、c、d(4)[能力提升]11．關(guān)于下列四幅圖的敘述中，正確的是()甲乙丙丁A．圖甲中共有5種核苷酸B．圖乙是構(gòu)成DNA的單位之一C．組成丙物質(zhì)的單糖是脫氧核糖而不是核糖D．在小鼠體細(xì)胞內(nèi)檢測到的化合物丁很可能是蔗糖【解析】圖甲中共8種核苷酸；圖乙是構(gòu)成RNA的單位之一；小鼠體內(nèi)不存在蔗糖；丙是構(gòu)成DNA的單位，脫氧核苷酸中所含的糖為脫氧核糖而不是核糖?！敬鸢浮緾12．水稻葉肉細(xì)胞中的DNA主要分布在細(xì)胞核中，RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。若將水稻的遺傳物質(zhì)徹底水解后，可以得到()A．一種五碳糖 B．五種含氮堿基C．四種核糖核苷酸 D．八種核苷酸【解析】水稻的遺傳物是DNA，組成它的基本單位是脫氧核糖核苷酸，而脫氧核糖核苷酸徹底水解后得到的是一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含氮堿基(只有四種：A、T、G、C)?！敬鸢浮緼13．如圖是DNA和RNA組成的結(jié)構(gòu)示意圖，下列有關(guān)說法正確的是()A．人體細(xì)胞中都有5種堿基和8種核苷酸B．硝化細(xì)菌的遺傳物質(zhì)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【解析】人體的成熟紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和細(xì)胞器(即無DNA)；硝化細(xì)菌的遺傳物質(zhì)是DNA，含有T、A、C、G四種堿基；病毒中只有DNA或RNA；核糖是組成RNA的成分，不會在DNA的水解產(chǎn)物中出現(xiàn)?！敬鸢浮緿14．(2023·徐州高一檢測)某科研人員對玉米組織、小白鼠組織、T2噬菌體(一種病毒，含有蛋白質(zhì)和另外一種物質(zhì))、乳酸菌等生物樣品進(jìn)行化學(xué)成分分析，結(jié)果忘記了貼標(biāo)簽，請你幫他判斷：(1)含有水、DNA、RNA、糖原和蛋白質(zhì)等成分的生物是________。(2)含有染色體的生物是________、________。(3)含有水、DNA、RNA、蛋白質(zhì)和細(xì)胞壁等成分或結(jié)構(gòu)的生物是________、________。(4)沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物是________；沒有成形的細(xì)胞核的生物是________，它屬于________生物。(5)含有水、DNA、RNA、纖維素和蛋白質(zhì)等成分的生物是________。(6)從上述分析可以看出，生物中都含有________和________兩種成分。【解析】(1)糖原是動物細(xì)胞內(nèi)特有的多糖，小白鼠含有水、DNA、RNA、糖原和蛋白質(zhì)等成分。(2)真核細(xì)胞內(nèi)含有染色體，玉米和小白鼠是真核生物；T2噬菌體是病毒，沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)；乳酸菌是原核生物。(3)植物和細(xì)菌的細(xì)胞都有細(xì)胞壁，玉米和乳酸菌含有水、DNA、RNA、蛋白質(zhì)和細(xì)胞壁等成分或結(jié)構(gòu)。(4)T2噬菌體是病毒，沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)；乳酸菌是原核生物，沒有成形的細(xì)胞核。(5)纖維素是植物細(xì)胞內(nèi)特有的多糖，玉米含有水、DNA、RNA、纖維素和蛋白質(zhì)等成分。(6)從上述分析可以看出，生物中都含有蛋白質(zhì)和核酸兩種成分?！敬鸢浮?1)小白鼠(2)玉米小白鼠(3)乳酸菌玉米(4)T2噬菌體乳酸菌原核(5)玉米(6)蛋白質(zhì)核酸15．“防偽”是一個(gè)全國上下都十分