2023年高考生物一轮复习（全国版） 第1单元 第4课时　核酸是遗传信息的携带者

第4课时核酸是遗传信息的携带者目标要求1.核酸的结构和功能。2.实验：观察DNA、RNA在细胞中的分布。考点一核酸的组成、结构与功能1．核酸的结构层次2．DNA和RNA的组成成分比较(1)相同成分：含氮碱基A、G、C和磷酸。(2)不同成分eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(DNA：脱氧核糖、胸腺嘧啶,RNA：核糖、尿嘧啶))3．核酸的功能与分布4．核酸分子的多样性和特异性(1)多样性构成DNA分子的脱氧核苷酸虽然只有4种，但是如果数量不限，在组成长链时，排列顺序是极其多样化的，所以DNA分子具有多样性。(2)特异性每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的比例和排列顺序是特定的，其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的遗传信息。源于必修1P26“问题探讨”：DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息的原因是DNA是遗传物质，而每个人的遗传物质有所区别。DNA鉴定技术还可以应用在研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系等方面。5．核酸与蛋白质的关系(1)核酸与蛋白质的比较项目核酸蛋白质DNARNA元素C、H、O、N、PC、H、O、N等组成单位脱氧核苷酸(4种)核糖核苷酸(4种)氨基酸(20种)形成场所主要在细胞核中复制产生主要在细胞核中转录生成核糖体分子结构一般为双螺旋结构一般为单链结构氨基酸→多肽→蛋白质联系(2)DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系(3)同种生物的不同体细胞中核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不同”考向一核酸的结构和功能分析1．核酸是遗传信息的携带者，包括DNA和RNA。下列相关叙述正确的是()A．在化学组成上，DNA和RNA所含有的碱基和五碳糖完全不同B．在分布上，DNA都分布在细胞核中，RNA都分布在细胞质中C．在结构上，通常DNA由两条链构成，而RNA一般由一条链构成D．在功能上，DNA是生物遗传信息的携带者，而RNA不是答案C方法技巧“三看法”判断DNA和RNA2．下图是DNA和RNA组成的结构示意图，下列有关说法正确的是()A．甲型H1N1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，而没有核糖答案D解析甲型H1N1的遗传物质是RNA，由4种碱基和4种核糖核苷酸组成，A错误；硝化细菌拟核中的核酸为DNA，由4种碱基构成，B错误；病毒只含有一种核酸，即DNA或RNA，C错误；DNA所含的五碳糖是脱氧核糖，所以其彻底水解得到的产物中有脱氧核糖，而没有核糖，D正确。归纳总结不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质归纳生物种类核酸种类碱基种类核苷酸种类遗传物质细胞生物DNA和RNA5种8种DNA病毒DNA病毒DNA4种4种DNARNA病毒RNA4种4种RNA考向二蛋白质与核酸的关系3．生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示。其中X、Y代表元素，a、b、c是组成A、B、C三种生物大分子的单体。这三种单体的结构可用d或e表示。据图分析，下列说法正确的是()A．X为N、P元素，a、b是生物体内遗传信息的携带者B．绿藻细胞内单体结构d的种类有8种，蓝藻细胞中d的种类有4种C．人体细胞中不能合成所有种类的e，而植物细胞一般可以合成所有种类的eD．A、B的多样性由d中的n充分体现，C的多样性由e中的R充分体现答案C解析根据图形分析可知，a表示脱氧核苷酸，b表示核糖核苷酸，核酸才是生物体内遗传信息的携带者，A错误；绿藻和蓝藻细胞内都含DNA和RNA，核苷酸的种类都有8种，B错误；人体细胞有8种必需氨基酸不能合成，植物细胞一般可以合成所有氨基酸，C正确；A(DNA)和B(RNA)的多样性主要由d(核苷酸)的排列顺序充分体现，C蛋白质的多样性除了与e中的R有关，还与氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构有关，D错误。4．(2018·全国Ⅰ，2)生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是()A．真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物B．真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有C．若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶D．若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶答案B解析原核细胞无成形的细胞核，DNA裸露存在，不含染色体(质)，但是其DNA会在相关酶的催化下发生复制，DNA分子复制时会出现DNA—蛋白质复合物，B项错误。考点二生物大分子以碳链为基本骨架1．生物大分子以碳链为骨架单体多聚体单糖多糖氨基酸蛋白质核苷酸核酸2.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、磷酸蛋白质主要是多肽氨基酸淀粉主要是麦芽糖葡萄糖源于必修1P33：多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体，试从组成二者单体种类的角度分析核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是的原因是构成多糖的基本单位是葡萄糖，无论多少个葡萄糖构成多糖，它的顺序没有什么变化。而核酸是由核苷酸连接而成的长链，核酸分子中4种脱氧核苷酸(或核糖核苷酸)在数量、排列顺序上就会千差万别，从而能够承担起携带遗传信息的功能。考向细胞中有机物的推断5．(2022·湖南雅礼中学高三模拟)如图表示在某细胞内发生的一系列生物大分子的合成过程，其中甲、乙、丙、丁分别表示生物大分子，丁是细胞内的储能物质，b、c、d表示组成对应大分子的单体，下列叙述错误的是()A．大分子甲和乙的元素组成一定相同，乙和丙的元素组成一般不同，丙和丁的元素组成一定不同B．乙、丙具有多样性是因为b、c种类多样C．在植物细胞内和在动物细胞内丁代表不同物质，但d代表同一物质D．乙、丙、丁分解成b、c、d的过程都会消耗水答案B解析由题图分析可知，大分子甲和乙的元素组成为C、H、O、N、P，丙的元素组成至少为C、H、O、N，丁表示多糖，组成元素为C、H、O，A正确；导致RNA多样性的原因是构成RNA的核糖核苷酸的数目和排列顺序不同，导致蛋白质多样性的原因是构成蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序不同以及肽链盘曲、折叠的空间结构不同，B错误；在植物细胞内和在动物细胞内丁代表不同物质，前者是淀粉，后者是糖原，但d代表同一物质葡萄糖，C正确。6．如图是生物体内几种有机物及其功能的关系图，m1、m2、m3、m4分别是有机物M1、M2、M3、M4的组成成分。下列说法正确的是()A．相同质量的M1和M2被彻底氧化分解，则M1的耗氧量多B．M3具有物质运输、催化、调节、免疫等多种功能C．m3和m4之间的区别主要是五碳糖和碱基的种类不同D．在HIV体内，将M4彻底水解，得到5种碱基，2种五碳糖答案B解析由题图可知，M1和M2分别是糖类和脂肪，与脂肪相比，糖类分子中的H元素含量少，氧化分解过程中耗氧量少，A项错误；由题图可知，M3是蛋白质，具有物质运输、催化、调节和免疫等多种功能，B项正确；m3是蛋白质的基本组成单位氨基酸，m4是核酸的基本组成单位核苷酸，五碳糖和碱基的种类不同是脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸的区别，不是氨基酸和核苷酸的区别，C项错误；在HIV体内，将M4彻底水解，得到4种碱基，1种五碳糖，D项错误。归纳总结生物大分子的组成和功能分析考点三观察DNA和RNA在细胞中的分布1．实验原理(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(甲基绿＋DNA\o(→,\s\up7(呈现))绿色,,吡罗红＋RNA\o(→,\s\up7(呈现))红色))eq\o(→,\s\up7(利用甲基绿、吡罗红混合),\s\do5(染色剂将细胞染色))显示DNA和RNA在细胞中的分布(2)盐酸eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(改变细胞膜的通透性→加速染色剂进入,细胞使染色质中的DNA与蛋白质分离→有利于DNA与染色剂结合))2．实验步骤3．实验结论1．实验材料的选择(1)不选用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞或叶肉细胞，原因是紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞含紫色液泡，叶肉细胞含叶绿体，易对实验结果造成颜色干扰。(2)不能用哺乳动物成熟的红细胞观察DNA和RNA在细胞中分布的原因是哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核，没有DNA。2．实验中各种处理的目的处理目的取材前漱口防止食物残渣的影响质量分数为0.9%的NaCl溶液保持口腔上皮细胞的正常形态酒精灯烘干载玻片快速杀死并固定细胞质量分数为8%的盐酸①能改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；②使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合蒸馏水冲洗涂片洗去盐酸，防止影响染色效果用吡罗红甲基绿染色使DNA和RNA着色，需现配现用考向实验原理和步骤分析7．下列关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的说法，正确的是()A．甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，实验中应分别加入甲基绿和吡罗红B．盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞C．该实验用口腔上皮细胞而不用叶肉细胞，是因为叶肉细胞不含RNAD．盐酸有利于染色质中的DNA与蛋白质分离，不利于DNA与染色剂结合答案B解析该实验中甲基绿和吡罗红应该先混合再使用，A错误；叶肉细胞含有DNA和RNA，但是其内含有色素，会干扰实验结果的观察，C错误；盐酸能使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合，D错误。8．下图表示“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的基本实验步骤，下列对该实验基本步骤的叙述错误的是()A．①表示制片，首先应在洁净的载玻片上滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液B．②表示水解，需要用质量分数为8%的盐酸处理烘干后的装片C．③表示用缓水流冲洗，以免影响染色D．④表示用甲基绿和吡罗红对标本先后进行染色答案D解析甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色，染色时甲基绿和吡罗红应该先混合再对细胞进行染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布，D错误。重温高考真题演练1．(2021·全国甲，1)已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是()A．①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的B．③④⑤都是生物大分子，都以碳链为骨架C．①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体D．④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质答案C解析酶的化学本质是蛋白质或RNA，抗体的化学本质是蛋白质，激素的化学本质是有机物，如蛋白质、氨基酸的衍生物、脂质等，只有蛋白质才是由氨基酸通过肽键连接而成的，A错误；糖原是生物大分子，脂肪不是生物大分子，且激素不一定是大分子物质，如甲状腺激素是含碘的氨基酸衍生物，B错误；酶的化学本质是蛋白质或RNA，抗体的化学本质是蛋白质，蛋白质是由氨基酸连接而成的多聚体，核酸是由核苷酸连接而成的多聚体，氨基酸和核苷酸都含有氮元素，C正确；人体主要的能源物质是糖类，核酸是生物的遗传物质，脂肪是机体主要的储能物质，D错误。2．(2020·北京，2)蛋白质和DNA是两类重要的生物大分子，下列对两者共性的概括，不正确的是()A．组成元素含有C、H、O、NB．由相应的基本结构单位构成C．具有相同的空间结构D．体内合成时需要模板、能量和酶答案C3．(2020·天津，2)组成下列多聚体的单体的种类最多的是()A．血红蛋白 B．DNAC．淀粉 D．纤维素答案A解析组成蛋白质的单体是氨基酸，约有20种；组成DNA的单体是脱氧核苷酸，有4种；组成淀粉和纤维素的单体都是葡萄糖，只有1种。4．(2020·江苏，2)下列关于细胞中生物大分子的叙述，错误的是()A．碳链是各种生物大分子的结构基础B．糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子C．细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子D．细胞中生物大分子的合成需要酶来催化答案B5．(2019·江苏，1)下列关于细胞内蛋白质和核酸的叙述，正确的是()A．核酸和蛋白质的组成元素相同B．核酸的合成需要相应蛋白质的参与C．蛋白质的分解都需要核酸的直接参与D．高温会破坏蛋白质和核酸分子中的肽键答案B解析核酸的组成元素是C、H、O、N、P，而蛋白质的主要组成元素是C、H、O、N，A错误；蛋白质的分解需要蛋白酶的参与，而蛋白酶的本质是蛋白质，因此蛋白质的分解不需要核酸的直接参与，C错误；高温会破坏蛋白质分子的空间结构，但一般不会破坏肽键，且核酸分子中不含肽键，D错误。6．(2020·全国Ⅱ，3)下列关于生物学实验的叙述，错误的是()A．观察活细胞中的线粒体时，可以用健那绿染液进行染色B．探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时，可用肉眼直接观察C．观察细胞中RNA和DNA的分布时，可用吡罗红甲基绿染色剂染色D．用细胞融合的方法探究细胞膜流动性时，可用荧光染料标记膜蛋白答案B解析健那绿染液是专一性染线粒体的活性染料，几乎不损伤细胞，可将线粒体染成蓝绿色，因此观察活细胞中的线粒体时，可用健那绿染液进行染色，A项正确；探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时，需用显微镜才能观察到，B项错误；吡罗红可将RNA染成红色，甲基绿可将DNA染成绿色，观察细胞中RNA和DNA的分布时，可用吡罗红甲基绿染色剂染色，C项正确；细胞膜上的蛋白质大都是可以运动的，用荧光染料标记细胞膜上的蛋白质，然后采用细胞融合的方法可探究细胞膜的流动性，D项正确。一、易错辨析1．与DNA相比，RNA特有的化学物质组成是胸腺嘧啶(T)和脱氧核糖(×)2．细胞中的DNA一定有氢键，RNA一定没有氢键(×)3．同一生物体的不同细胞中，DNA基本相同，RNA不完全相同(√)4．真核生物以DNA为遗传物质，原核生物以RNA为遗传物质(×)5．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质(×)6．多糖、蛋白质和核酸彻底水解的产物分别是单糖、氨基酸和核苷酸(×)二、填空默写1．(必修1P26)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。2．(必修1P29)和DNA相比，RNA在化学组成上的区别：RNA含有核糖而不含脱氧核糖，RNA含有U而不含有T。3．(必修1P29)细胞中组成DNA的脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息。4．(必修1P33)“碳是生命的核心元素”的原因是生物大分子以碳链为基本骨架。课时精练一、选择题1．下列关于核酸及其基本组成单位的叙述，错误的是()A．含有T(胸腺嘧啶)的核苷酸一定是构成DNA的基本组成单位B．菠菜叶肉细胞中含有核酸的结构有细胞核、线粒体、叶绿体和核糖体C．核苷酸能通过核孔从细胞质进入细胞核，但DNA不能通过核孔进入细胞质D．真核细胞中的DNA和RNA主要在细胞核中合成，但RNA只分布于细胞质中答案D解析真核细胞中的DNA和RNA均主要合成于细胞核中，但RNA主要分布于细胞质中，D错误。2．下列关于脱氧核糖核酸(DNA)的分布的叙述，正确的是()A．蛙的成熟红细胞中不含DNA分子B．人体细胞的细胞质中也有DNA分子C．含DNA的原核细胞不会同时含RNAD．细菌细胞中的遗传物质是染色体答案B解析蛙的成熟红细胞中含有细胞核、线粒体，因此含有DNA分子，A项错误；含DNA的原核细胞同时也含有RNA，C项错误；DNA是细菌细胞中的遗传物质，D项错误。3．2020年10月7日诺贝尔化学奖颁给了2位研究生物学的科学家，以表彰她们“开发出一种基因编辑方法”。她们阐述和发展了CRISPR基因编辑技术，利用这些技术和工具，研究人员可以极其精确地修改动物、植物和微生物的DNA。下列有关叙述不正确的是()A．动物、植物体中DNA主要分布在细胞核中B．动物、植物和微生物的DNA所含的五碳糖、磷酸和碱基种类相同C．DNA初步水解的产物有6种D．DNA是储存、传递遗传信息的生物大分子答案C解析DNA初步水解的产物有4种脱氧核糖核苷酸，C错误。4．(2022·青铜峡市第一中学高三模拟)“待到樱花盛开时，期待与君再相逢。”这是2020年春天湖北人民向全国人民发出的深情邀约。武汉大学在2021年春天，选择樱花盛开最美的两天，专门请医护人员来武大赏樱。下列有关生物遗传物质的叙述，正确的是()A．病毒的遗传物质是DNA或RNAB．新冠病毒的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸C．既有DNA又有RNA的人体细胞，其遗传物质是DNA或RNAD．樱花的遗传物质主要是DNA答案A解析病毒只有一种核酸，其遗传物质是DNA或RNA，A正确；新冠病毒的遗传物质和艾滋病病毒的遗传物质一样，都是RNA，水解产生4种核糖核苷酸，B错误；既有DNA又有RNA的人体细胞，其遗传物质是DNA，C错误；细胞生物的遗传物质是DNA，D错误。5．(2022·辽宁葫芦岛市高三一模)下列关于蛋白质和核酸的叙述，正确的是()A．两者都是细胞器如线粒体、核糖体、染色体的组成成分B．合成蛋白质需要核酸参与，合成核酸则不需要蛋白质参与C．蛋白质的N元素主要存在于肽键中，核酸的N元素存在于碱基中D．两者都是由单体构成的多聚体，其结构的多样性完全取决于单体的排列顺序答案C解析核酸包括DNA和RNA，而核糖体由RNA和蛋白质组成，线粒体中含有蛋白质、DNA和RNA，染色体主要由蛋白质和DNA组成，但是染色体不是细胞器，A错误；合成蛋白质需要mRNA、tRNA等核酸参与，合成核酸需要酶的参与，大部分酶的化学本质为蛋白质，B错误；蛋白质是由氨基酸聚合而成的生物大分子，核酸是由核苷酸聚合而成的生物大分子，但是二者的多样性不仅仅取决于单体的排列顺序，也取决于单体的种类、数目等，D错误。6．(2022·北京高三期末)2020年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位发现丙肝病毒的科学家。丙肝病毒与乙肝病毒都是靠血液传播并且会导致严重肝脏疾病的肝炎病毒，不同的是丙肝病毒的遗传物质含有A、U、C、G四种碱基。下列叙述正确的是()A．乙肝病毒和丙肝病毒都是营寄生生活的原核生物B．丙肝病毒虽然不含有线粒体但可以进行有氧呼吸C．丙肝病毒易发生变异是由于其遗传物质是RNAD．乙肝病毒的遗传物质由4种核糖核苷酸构成答案C解析病毒没有细胞结构，不是原核生物，不具有独立代谢的能力，A、B错误；乙肝病毒的遗传物质是DNA，由四种脱氧核苷酸组成，D错误。7．如图表示某种大分子物质的基本单位，关于它的叙述正确的是()A．该物质是核糖核酸，人体内有4种B．从图中看该物质只含有C、H、O、P四种元素C．该物质形成的大分子物质是RNA，它主要分布在细胞质中D．新冠病毒及其宿主细胞中都找不到这种物质答案C解析该图为核糖核苷酸的结构图，该物质有4种，A错误；图中显示该物质含有C、H、O、N、P5种元素，B错误；该物质为核糖核苷酸，其聚合形成RNA，主要分布于细胞质中，C正确；新冠病毒为RNA病毒，在其宿主细胞中也能找到这种物质，因为细胞中既含有DNA，也含有RNA，D错误。8．(2022·陕西汉中高三模拟)细胞内的DNA进行复制时，在引发体的作用下会合成多个小片段的RNA引物，这些引物能结合到其中一条DNA链上形成杂合区，DNA链连接引物后继续延伸，形成一些不连续的双链片段，称为冈崎片段。下列相关分析错误的是()A．细胞核中可能会出现冈崎片段B．冈崎片段的碱基序列储存着遗传信息C．杂合区中的碱基最多有5种D．杂合区中包含8种核糖核苷酸答案D解析杂合区中含有DNA和RNA，所以含有4种核糖核苷酸，4种脱氧核苷酸，共8种核苷酸，D错误。9．如图表示有关生物大分子的简要概念图，下列叙述正确的是()A．若b为葡萄糖，则c在动物细胞中可能为乳糖B．若c为RNA，则b为核糖核苷酸，a为C、H、O、NC．若c具有信息传递、运输、催化等功能，则b可能为氨基酸D．若b为脱氧核苷酸，则c可能存在于线粒体、叶绿体、染色体、核糖体中答案C解析若b为葡萄糖，则c为多糖，在动物细胞中的多糖可能为糖原，A错误；若c为RNA，则b为核糖核苷酸，a代表的元素为C、H、O、N、P，B错误；若b为脱氧核苷酸，则c为DNA，DNA可能存在于线粒体、叶绿体、染色体中，但不存在于核糖体(核糖体由RNA和蛋白质构成)中，D错误。10．下列有关生物体中化合物的叙述，正确的是()A．淀粉、糖原和纤维素彻底水解之后，得到的产物是不同的B．性激素在体液调节中发挥作用，其元素组成与磷脂的不同C．DNA和蛋白质分子的多样性都与分子的空间结构密切相关D．多聚体水解的过程，需要水分子参与并消耗一定量的ATP答案B解析淀粉、糖原和纤维素都是由单糖(葡萄糖)组成的多聚体，故彻底水解之后，得到的产物是相同的，A错误；蛋白质分子的多样性与分子的空间结构密切相关，而DNA分子的多样性主要与其中的碱基的排列顺序有关，C错误；多聚体水解的过程，需要消耗水分子，但不消耗能量，D错误。11．下图是生物体细胞内部分有机化合物的概念图。下列有关叙述错误的是()A．不同氨基酸的R基一定不同，人体细胞可合成非必需氨基酸B．宿主细胞的RNA—蛋白质复合物中的蛋白质可能来自病毒C．烟草花叶病毒的遗传信息储存在c中，其基本单位是核糖核苷酸D．图中DNA是多聚体，则构成其脱氧核糖