第一单元　第5课时　核酸是遗传信息的携带者-2025年高中生物大一轮复习讲义人教版

第5课时核酸是遗传信息的携带者课标要求1.概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.说出细胞内的元素以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。考情分析1.核酸和蛋白质的关系2021·江苏·T12020·北京·T22.生物大分子2023·全国乙·T12021·全国甲·T12020·天津·T2考点一核酸的种类、分布和功能1．核酸的结构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T,RNA：核糖、尿嘧啶U))3．核酸的功能与分布(1)功能：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)分布4．核苷酸的排列顺序储存着遗传信息(1)遗传信息的多样性：组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有4种，但是如果数量不限，在连成长链时，排列顺序是极其多样的，所以DNA分子的信息容量非常大。(2)遗传信息的特异性：每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的排列顺序是特定的，其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的遗传信息。5．不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质的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归纳总结DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系判断正误(1)细胞质基质、线粒体、叶绿体和细胞核中均有蛋白质和核酸(√)(2)所有生物体内都存在核糖和核酸(×)(3)组成核酸的单体是核苷酸，核苷酸的种类、数目、排列顺序、空间结构不同导致多聚体核酸具有了分子结构多样性(×)提示组成核酸的单体是核苷酸，核苷酸数目、排列顺序的不同导致多聚体核酸具有了分子结构多样性。(4)DNA分子的多样性是生物多样性的物质基础(√)(5)真核生物以DNA为遗传物质，原核生物以RNA为遗传物质(×)提示细胞生物的遗传物质均是DNA。考向一核酸的结构和功能1．核酸甲和乙是某生物体内的两种核酸，这两种核酸的基本组成单位如图所示。已知核酸甲与蛋白质形成的复合物是遗传物质的载体，核酸乙具有运输功能。下列有关叙述正确的是()A．该生物的遗传物质主要是核酸甲B．核酸甲内有氢键，核酸乙内没有氢键C．与合成核酸乙的单体相比，核酸甲的单体的2′位置的碳原子上少一个氧D．生物体内核酸甲功能多样性与核苷酸的种类、数量、排序及连接方式均有关答案C解析由题意可知，核酸甲是DNA，该生物的遗传物质是DNA，A错误；双链DNA中含有氢键，核酸乙是tRNA，核酸乙中也含有氢键，B错误；核酸甲是DNA，DNA含有4种脱氧核苷酸，生物体内核酸甲功能多样性与核苷酸的种类、数量、排序有关，与核苷酸的连接方式无关，D错误。2.如图表示化合物a和m参与化合物b的构成情况，下列有关叙述不正确的是()A．若m为腺嘌呤，则b可能为腺嘌呤核糖核苷酸B．在T2噬菌体、烟草花叶病毒体内b均为4种C．若a为核糖，则ADP脱去一个磷酸后，可形成bD．若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸可存在于HIV中答案D解析若m为腺嘌呤，a可能为核糖或脱氧核糖，则b可能为腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脱氧核苷酸，A正确；T2噬菌体只含有DNA一种核酸，其核苷酸有4种，烟草花叶病毒只含有RNA一种核酸，其核苷酸有4种，B正确；若a为核糖，则b为核糖核苷酸，而ADP脱去一个磷酸后，可形成腺嘌呤核糖核苷酸，C正确；若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸为DNA，而HIV只含有RNA一种核酸，D错误。考点二生物大分子以碳链为骨架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3.依据元素组成推断有机物的种类及功能判断正误(1)淀粉、糖原结构不同与构成它们的基本单位的种类和排列顺序有关(×)提示淀粉、糖原的基本单位相同，都是葡萄糖。二者不同的原因是葡萄糖的数量和排列方式不同。(2)酶、激素和抗体都是生物大分子，都以碳链为骨架(×)提示人体内的激素不一定是生物大分子，例如性激素属于固醇，属于小分子物质。(3)细胞利用单体合成生物大分子，需要消耗ATP(√)(4)蛋白质和DNA的空间结构被破坏后均不可逆，功能也都会随之丧失(×)提示蛋白质空间结构被破坏后一般是不可逆的，DNA的空间结构被破坏后一般是可逆的。考向二辨析蛋白质和核酸的关系3．(2021·江苏，1)核酸和蛋白质都是重要的生物大分子，下列相关叙述错误的是()A．组成元素都有C、H、O、NB．细胞内合成新的分子时都需要模板C．在细胞质和细胞核中都有分布D．高温变性后降温都能缓慢复性答案D解析DNA经高温变性后，降温能缓慢复性，蛋白质经高温变性后，降温不能复性，D错误。4．(经典高考题)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解析真核细胞的染色体和染色质都主要是由DNA和蛋白质组成的，都存在DNA—蛋白质复合物，A正确；原核细胞中没有以核膜为界限的细胞核，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错误；DNA复制需要DNA聚合酶，若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能为DNA聚合酶，C正确；在DNA转录合成RNA时，需要有RNA聚合酶的参与，故该DNA—蛋白质复合物中含有RNA聚合酶，D正确。归纳总结常见的核酸—蛋白质复合体考向三比较细胞中的生物大分子5．(2023·全国乙，1改编)生物体内参与生命活动的生物大分子可由单体聚合而成，构成蛋白质等生物大分子的单体和连接键以及检测生物大分子的试剂等信息如表。单体连接键生物大分子检测试剂或染色剂葡萄糖—①—②③蛋白质④⑤—核酸⑥根据表中信息，下列叙述错误的是()A．①可以是淀粉或糖原B．②是氨基酸，③是肽键，⑤是碱基C．②和⑤都含有C、H、O、N元素D．④可以是双缩脲试剂答案B解析组成蛋白质的单体是②氨基酸，连接两个氨基酸分子的化学键是③肽键，组成核酸的单体是⑤核苷酸，B错误。6．(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。1．(必修1P35)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1P34)DNA是脱氧核糖核酸的简称，由脱氧核糖核苷酸组成。脱氧核糖核苷酸由一分子脱氧核糖、一分子磷酸、一分子含氮碱基组成。3．(必修1P34)RNA是核糖核酸的简称，由核糖核苷酸组成。核糖核苷酸由一分子核糖、一分子磷酸、一分子含氮碱基组成。4．(必修1P35)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。5．(必修1P35)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。6．(必修1P34)真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA，RNA主要分布在细胞质中。7．(必修1P36)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。8．细胞中组成核酸的含氮碱基有5种，其中DNA中有4种，分别是A、G、C、T；RNA中有4种，分别是A、G、C、U。9．玉米的核酸初步水解后可得到8种核苷酸，彻底水解后可得到5种碱基；玉米的遗传物质初步水解后可得到4种核苷酸，彻底水解后可得到4种碱基。10．“胎儿亲子鉴定”是利用基因技术鉴定胎儿遗传意义上的父亲，从孕妇的羊水中提取细胞，通过鉴定胎儿的DNA确认父子关系。进行亲子鉴定时，主要比较胎儿与“父亲”DNA的脱氧核苷酸的排列顺序。11．请从单体和多聚体关系的角度阐明“吃什么补什么”存在的不合理性：生物大分子都要被消化成细胞可以吸收的小分子才能被人体吸收。课时精练1．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质答案B解析蛙的成熟的红细胞含有细胞核等结构，含有DNA分子，A错误；原核细胞和真核细胞内都含有两种核酸，即同时含有DNA和RNA，C错误；细菌细胞不含染色质，细菌细胞中的遗传物质是DNA，D错误。2．下列有关核酸的叙述，正确的是()A．细胞生物都有DNA和RNA两类核酸，遗传物质都是DNAB．核酸分子中嘌呤数等于嘧啶数，碱基之间通过氢键形成碱基对C．真核细胞的RNA主要分布在细胞核中D．核酸的基本单位是脱氧核苷酸，组成元素是C、H、O、N、P答案A解析核酸包括DNA和RNA两种，其中RNA分子一般是单链的，其嘌呤数一般不等于嘧啶数，且其碱基之间一般不通过氢键形成碱基对，B错误；真核细胞的RNA主要分布在细胞质中，C错误；核酸包括DNA和RNA，其基本单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸，组成元素是C、H、O、N、P，D错误。3．(2023·兰州高三期中)如图中甲是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述错误的是()A．如果甲中的m是U，则甲是丙的基本单位B．如果甲中的m是G，则甲可能是乙或丙的基本单位C．如果甲中的a是脱氧核糖，则甲物质聚合成的大分子物质在同一生物体的不同细胞中数目一定相同D．如果甲中的a是核糖，则甲物质聚合成的大分子物质可以分布于细胞核和细胞质中答案C解析如果甲中的m是U，则甲为核糖核苷酸，是丙(tRNA)的基本单位，A正确；如果甲中的m是G，则甲可为鸟嘌呤脱氧核苷酸或鸟嘌呤核糖核苷酸，则甲可能是乙(DNA)或丙(tRNA)的基本单位，B正确；如果甲中的a是脱氧核糖，则甲为脱氧核苷酸，其聚合成的大分子物质是DNA，DNA在体细胞和生殖细胞(如精细胞、卵细胞)中的数目是不同的，C错误；如果甲中的a是核糖，则甲为核糖核苷酸，其聚合成的大分子物质是RNA，主要分布于细胞质中，少量分布于细胞核中，D正确。4．如图中甲、乙、丙是构成核酸的两种核苷酸及它们形成的核苷酸链(N表示某种碱基)。下列有关叙述正确的是()A．甲中含氮碱基种类有A、U、G、CB．若丙中N为T，则丙的基本组成单位是乙，若丙中N为U，则不可储存遗传信息C．将洋葱根尖细胞中的核酸初步水解和彻底水解获得的产物都有8种D．将洋葱根尖细胞中的遗传物质彻底水解后，可得到8种小分子物质答案C解析甲为DNA的基本单位——脱氧核苷酸，其碱基种类有A、T、G、C，A错误；若丙中碱基N为T，则丙为脱氧核苷酸构成的长链，即DNA；若丙中碱基N为U，则丙为核糖核苷酸构成的长链，即RNA，RNA可为某些病毒的遗传物质，可储存遗传信息，B错误；洋葱根尖细胞中的核酸有DNA和RNA两种，其初步水解的产物有4种核糖核苷酸和4种脱氧核苷酸，共8种；其彻底水解的产物有5种碱基(A、T、C、G、U)、2种五碳糖(脱氧核糖和核糖)和磷酸，共8种，C正确；洋葱根尖细胞中的遗传物质是DNA，DNA彻底水解的产物是4种碱基(A、T、C、G)、脱氧核糖和磷酸，共6种小分子物质，D错误。5．烟草花叶病毒(TMV)由蛋白质外壳包裹着一条RNA链组成，只能在宿主细胞内增殖。下列叙述正确的是()A．蛋白质和RNA属于生物大分子B．TMV的遗传物质是DNA和RNAC．组成TMV的核苷酸碱基有5种D．TMV属于异养型的原核生物答案A解析蛋白质和RNA属于生物大分子，分别是由氨基酸和核糖核苷酸经脱水缩合而成，A正确；TMV的核酸只有一种，其遗传物质是RNA，其碱基有4种，分别是A、U、G、C，B、C错误；TMV无细胞结构，不属于原核生物，D错误。6．(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C7．蛋白质和核酸是细胞内重要的大分子物质，下列相关叙述正确的是()A．二者均以碳链为基本骨架，但蛋白质不含有P元素B．二者存在于线粒体、核糖体，也是染色体的组成成分C．二者主要在细胞核内合成，都能通过核孔出入细胞核D．合成蛋白质仅需要一种RNA参与答案B解析蛋白质和核酸是细胞内重要的大分子物质，生物大分子以碳链为骨架。蛋白质的元素组成为C、H、O、N，有的还有S、P(蛋白质磷酸化)，A错误；线粒体中含多种蛋白质和DNA、RNA；核糖体成分是蛋白质和RNA；染色体的主要成分是DNA和蛋白质，B正确；核酸主要在细胞核内合成，蛋白质在核糖体上合成，RNA和蛋白质可通过核孔进出细胞核，DNA不能进出细胞核，C错误；合成蛋白质的过程主要包括转录和翻译过程，需要mRNA、tRNA、rRNA参与，D错误。8．下列关于组成生物体化合物的叙述，正确的是()A．组成生物体的大分子有机物一定含有N元素B．组成血红蛋白的氨基酸可能含有Fe元素C．组成染色体的化合物都含有S元素D．组成胰岛素的某些氨基酸含有S元素答案D解析生物大分子有蛋白质、核酸和多糖等，蛋白质的元素组成主要为C、H、O、N，核酸的元素组成为C、H、O、N、P，多糖(纤维素、糖原、淀粉)的元素组成为C、H、O，因此组成生物体的大分子有机物不一定含有N元素，A错误；血红蛋白由蛋白质和血红素(含铁)组成，因此血红蛋白含有铁元素不是因为氨基酸含有铁元素，B错误；组成胰岛素的元素中含有S，是因为某些氨基酸分子的R基中含有S，D正确。9．(2024·福州高三质检)在生物体内，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是生物大分子。下列叙述不正确的是()A．图中X指的是P，Y指的是NB．单体a、b、c在形成A、B、C化合物过程中都会消耗能量C．同一生物不同细胞中A基本相同，B的多样性决定C的多样性D．人体中，单体a种类有4种，其排列顺序决定了C中单体c的种类和排列顺序答案A解析A、B、C都是生物大分子，它们间关系为A→B→C，推测A是DNA，B是RNA，C是蛋白质，则对应单体a表示脱氧核苷酸、单体b表示核糖核苷酸、单体c表示氨基酸。核苷酸元素组成为C、H、O、N、P，氨基酸的元素组成为C、H、O、N，故元素X表示N、P，元素Y表示N，A错误。10．生物大分子通常都有一定的分子结构规律，是由一定的基本结构单位，按一定的排列顺序和连接方式形成的多聚体。下列表述正确的是()A．若该图为一段肽链的结构模式图，则1表示肽键，2表示中心碳原子，3表示R基B．若该图为一段单链DNA的结构模式图，则1表示磷酸基团，2表示脱氧核糖，3的种类有4种C．若该图为一段RNA的结构模式图，则1表示核糖，2表示磷酸基团，3的种类有4种D．若该图表示多糖的结构模式图，则淀粉、纤维素和糖原的结构是相同的答案C解析如果该图为一段肽链的结构模式图，则1表示中心碳原子，2中包括肽键，3表示R基，A错误；如果该图为一段单链DNA的结构模式图，则1表示脱氧核糖，2表示磷酸基团，3表示含氮碱基，DNA中的碱基含有A、T、C、G四种，B错误；如果该图为一段RNA的结构模式图，则1表示核糖，2表示磷酸基团，3表示含氮碱基，RNA中的碱基含有A、U、C、G四种，C正确；淀粉、纤维素和糖原的基本组成单位相同，都是葡萄糖，但是不同多糖的葡萄糖之间的连接方式不同，D错误。11．生物大分子都是由许多单体连接而成的多聚体，下列叙述正确的是()A．生物大分子的结构不同都与单体的连接方式不同有关B．生物大分子的结构不同都与单体的排列顺序不同有关C．生物大分子都以碳链为基本骨架D．生物大分子彻底水解都能得到它们的单体答案C解析蛋白质都是氨基酸脱水缩合组成的，都是由肽键连接，蛋白质结构不同是由氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构不同造成的，A错误；多糖是由葡萄糖缩合成的大分子，单体全部是葡萄糖，大分子的结构不同与其排列顺序无关，B错误；核酸彻底水解得到的是含氮碱基、五碳糖、磷酸，不是其单体核苷酸，D错误。12．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．高温可破坏病原体蛋白质的空间结构，煮沸