第5节核酸是遗传信息的携带者

第5节核酸是遗传信息的携带者学有目标——课标要求必明记在平时——核心语句必背1.阐述核酸由核苷酸聚合而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子2.简述DNA和RNA的区别与联系3.概述生物大分子以碳链为骨架的结构特点1.核酸的基本组成单位是核苷酸，一分子核苷酸由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成2.DNA和RNA共有的碱基是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)，胸腺嘧啶(T)是DNA特有的碱基，尿嘧啶(U)是RNA特有的碱基3.多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子，都以碳链为骨架4.核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用【主干知识梳理】一、核酸的种类、分布及结构1．种类2．分布：DNA主要分布于

，

内也有少量的DNA。RNA主要分布于

。脱氧核糖核酸RNA细胞核线粒体、叶绿体细胞质3．核酸的基本组成单位——核苷酸的组成和种类C、H、O、N、P五碳糖DNARNA4.核酸的形成(1)一般情况下，DNA是由脱氧核糖核苷酸聚合成的2条_________________构成。(2)一般情况下，RNA是由核糖核苷酸聚合成的1条

构成。5．核酸的信息储存(1)绝大多数生物其遗传信息储存在

分子中。(2)部分病毒的遗传信息直接储存在

中。6．核酸的功能(1)核酸是细胞内携带

的物质。(2)核酸在生物体的

和

中具有极其重要的作用。脱氧核糖核苷酸链核糖核苷酸链DNARNA遗传信息遗传、变异蛋白质的生物合成二、生物大分子以碳链为骨架1．生物大分子：

等都是生物大分子。2．单体：生物大分子的

称为单体。3．多聚体：每一个单体都以

为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。多糖、蛋白质、核酸基本单位若干个相连的碳原子构成的碳链【教材微点发掘】1．核苷酸是核酸的基本组成单位，人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成。核苷酸在体内的分布广泛。细胞中核糖核苷酸的浓度远远超过脱氧核糖核苷酸。不同类型细胞中的各种核苷酸含量差异很大，同一细胞中，各种核苷酸含量也有差异，核苷酸总量变化不大。结合下图和教材第35页图2­-15，归纳总结核苷酸种类的判断方法：(1)根据五碳糖的种类进行判断①图甲的五碳糖是

，该核苷酸为核糖核苷酸。②图乙的五碳糖是

，该核苷酸为脱氧核糖核苷酸。(2)根据碱基种类进行判断核糖脱氧核糖UT(2)若该图为一段核酸结构模式图，则1表示

，2表示

，3表示

。(3)若该图表示多糖结构模式图，则1、2、3连接形成的化合物是

。中心碳原子肽键21五碳糖磷酸基团含氮碱基葡萄糖新知探究(一)核酸的结构和功能【探究·深化】[问题驱动]

1．据DNA和RNA两种核酸的图示，掌握区分二者的两种方法(1)看成分①图甲含有

，该核酸为DNA。②图乙含有

，该核酸为RNA。(2)看结构T(胸腺嘧啶)U(尿嘧啶)2．生物种类与核酸、核苷酸和含氮碱基等的关系非洲猪瘟是一种急性、发热、传染性很高的猪病，其特点是发病过程短，死亡率高，该猪病是由一种DNA病毒引起的。加热被感染病毒的血液至55℃、30分钟或60℃、10分钟，病毒将被破坏，许多脂溶剂和消毒剂也可以将其破坏。(1)该病毒的DNA彻底水解的产物，与HIV所含核酸彻底水解产物相同的有哪些？提示：磷酸、A、G、C。(2)依据上述材料，为预防非洲猪瘟，你能给养猪用户提出哪些合理建议？提示：对猪舍用消毒剂消毒；对感染病毒的猪进行高温处理(合理即可)。[重难点拨]

1．DNA和RNA的比较2．生物体内的五碳糖、核苷酸种类与生物种类的关系【典题·例析】[典例1]在生命活动中，新冠病毒的遗传物质在彻底水解后，得到的化学物质是

(

)A．脱氧核糖、碱基、磷酸

B．氨基酸、葡萄糖、碱基C．氨基酸、核苷酸、葡萄糖

D．核糖、碱基、磷酸[解析]核酸是一类高分子化合物，其基本组成单位是核苷酸。一个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碱基。新冠病毒为RNA病毒，只含有RNA一种核酸，因此其遗传物质彻底水解后，得到的化学物质为核糖、碱基、磷酸。故选D。[答案]

D[典例2]如图是DNA和RNA组成的结构示意图，下列有关说法正确的是

(

)A．甲型H7N9流感病毒有5种碱基和8种核苷酸B．主要存在于硝化细菌的拟核中的核酸由5种碱基构成C．病毒中也有上述两种核酸D．DNA彻底水解得到的产物中有脱氧核糖，而没有核糖[解析]甲型H7N9流感病毒为RNA病毒，含有A、G、C、U4种碱基和4种核苷酸，A错误；主要存在于硝化细菌拟核中的核酸为DNA，含有A、G、C、T4种碱基，B错误；一种病毒只有一种核酸，是DNA或RNA，C错误；DNA中含有的五碳糖为脱氧核糖，不是核糖，D正确。[答案]

D【应用·体验】1．下列关于核酸的叙述，正确的是

(

)①核酸是携带遗传信息的物质②核酸的基本组成单位是脱氧核苷酸③不同生物所具有的DNA和RNA有差异④DNA与RNA在细胞内存在的主要部位相同⑤病毒的遗传物质是RNA

⑥核苷酸之间的连接方式相同A．①③⑤

B．②④⑤C．①②③ D．①③⑥解析：核酸是携带遗传信息的物质，核酸中碱基的排列顺序代表遗传信息，①正确；核酸包括DNA和RNA，其中DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，②错误；不同生物所具有的DNA不同，RNA也不同，③正确；DNA在细胞内存在的主要部位是细胞核，RNA在细胞内存在的主要部位是细胞质，④错误；有些病毒的遗传物质是DNA，有些是RNA，⑤错误；核苷酸之间的连接方式相同，都是通过磷酸二酯键连接，⑥正确。故选D。答案：D

2．下列有关核酸组成的表示，正确的是

(

)解析：核酸含C、H、O、N、P5种元素，A错误；DNA中含有脱氧核糖，而RNA中含有核糖，B、C错误，D正确。答案：D

新知探究(二)生物大分子以碳链为骨架【拓展·深化】1．生物大分子是由单体通过特有的共价键连接而成的(1)大分子物质的初步水解产物和彻底水解产物物质初步水解产物彻底水解产物DNA脱氧核苷酸脱氧核糖、碱基、磷酸RNA核糖核苷酸核糖、碱基、磷酸蛋白质多肽氨基酸淀粉麦芽糖葡萄糖(2)连接单体的关键化学键2．生物大分子具有特定的结构由生物小分子到生物大分子，分子增大，出现新的性质。其中最主要的特点：生物大分子有独特的立体结构、空间构型和分子整体形状。(1)维持生物大分子高级结构的重要因素是氢键、二硫键等化学键。这类键的强度很小，所以需要多个化学键才足以维持高级结构的稳定。(2)高级结构不很稳定。生物大分子变性就是因为高级结构破坏，大分子性质改变，生物活性丧失。但是，形成一级结构化学键(肽键、糖苷键、磷酸二酯键等)尚未破坏。【应用·体验】1．下列关于组成细胞的分子的描述，正确的是

(

)A．碳元素是各种生物大分子中质量分数最多的元素B．性激素、维生素D、胰岛素分子中都含有肽键C．各种有机分子都因物种不同而存在结构差异D．水稻细胞中由C、G、T、A参与合成的核苷酸有7种解析：碳元素不一定是各种生物大分子中质量分数最多的元素，如淀粉中氧元素的质量分数最多，A错误；性激素、维生素D均属于脂质，分子中不存在肽键，B错误；有机分子在不同物种中可能相同，如ATP，C错误；T仅参与DNA组成，C、G、A可参与DNA和RNA的组成，因此水稻细胞中由C、G、T、A参与合成的核苷酸有7种，D正确。答案：D

2．下图分别表示生物体内的生物大分子的部分结构模式图，据图回答下列问题：(1)图甲中的三种物质都是由许多单糖连接而成的，其中属于动物细胞中的物质是______，其基本单位是________。属于植物细胞的储能物质是________。(2)图乙所示化合物为RNA，其基本组成单位是____________，可用图中字母________表示，各基本单位之间是通过图中________(填“①”“②”或“③”)所示的化学键连接起来的。(3)图丙所示化合物的名称是________，是由______种氨基酸经____________过程形成的，该化合物中有________个羧基。解析：(1)由题图可知，淀粉、纤维素、糖原都是由单体葡萄糖聚合形成的多聚体；植物细胞的储能物质是淀粉；糖原是动物细胞特有的多糖，肝糖原在维持血糖平衡中具有重要作用。(2)1分子核苷酸由1分子磷酸、1分子含氮碱基和1分子五碳糖组成，即图中的b；核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，即图中的②。(3)丙图所示化合物为四肽；四个氨基酸分子脱水缩合形成四肽时，脱去了3个水分子。由图可知，该化合物中有2个游离的羧基(②和⑨中)、1个游离的氨基(①)，R基有②④⑥⑧。答案：(1)糖原葡萄糖淀粉(2)核糖核苷酸b

②

(3)四肽3脱水缩合2科学视野——DNA指纹技术人的遗传信息主要分布于染色体上的DNA中。两个随机个体具有相同DNA序列的可能性微乎其微，因此，DNA可以像指纹一样用来识别身份，这种方法就是DNA指纹技术。应用DNA指纹技术时，首先需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段，然后用电泳的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成DNA指纹图。因为每个人的DNA指纹图是独一无二的，所以我们可以根据分析指纹图的吻合程度来帮助确认身份。在现代刑侦领域中，DNA指纹技术发挥着越来越重要的作用。只需要一滴血、一滴精液或是一根头发等样品，刑侦人员就可以进行DNA指纹鉴定。【素养评价】1．对细胞中某些物质的组成进行分析，可以作为判断真核生物的不同个体是否为同一物种或同一物种亲子关系的辅助手段，一般不采用的物质是

(

)A．蛋白质 B．DNAC．RNA D．核苷酸