2016-2017学年高中生物第二章细胞的化学组成第二节细胞中的生物大分子第3课时核酸的结构和功能练习苏教版必修1

第3课时核酸的结构和功能目标导航1.结合教材P1920，说出核酸的种类、结构。2.结合教材P21，简述DNA和RNA在细胞中的分布和功能。一、核酸的种类(阅读P19)1.分类一类是脱氧核糖核酸，简称DNA；一类是核糖核酸，简称RNA。2.元素组成核酸由C、H、O、N、P五种元素组成。二、核酸的结构(阅读P1920)1.核酸的基本组成单位核苷酸(1)组成：一个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。如下图所示：(2)种类：根据五碳糖的不同，可分为两类脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸)和核糖核苷酸。脱氧核苷酸：构成DNA的基本单位，如图：核糖核苷酸：构成RNA的基本单位，如图：2.核酸的构成(1)核酸的结构层次(2)核酸的形成每个核酸分子是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。绝大多数DNA由两条脱氧核糖核苷酸链构成，这两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构；DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。RNA通常由一条核糖核苷酸链构成。三、核酸的分布、功能(阅读P21)1.分布：DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中。2.功能是细胞中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十分重要的作用。一、核酸的组成和结构1.核酸的元素组成2.基本单位核苷酸的组成3.核酸的种类及组成归纳类别核酸DNARNA基本单位核苷酸脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸化学成分碱基共有A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)特有T(胸腺嘧啶)U(尿嘧啶)五碳糖脱氧核糖核糖酸磷酸分布主要分布在细胞核中主要分布在细胞质中4.DNA分子的结构(1)结构示意图(2)图形解读解读外侧内侧构成方式磷酸和脱氧核糖交替连接，两条主链呈反向平行，有规则地盘旋成双螺旋主链上对应的碱基以氢键连接成对，对应碱基之间互补(AT，GC)配对，碱基平面之间平行排列位置磷酸和脱氧核糖位于双螺旋结构外侧碱基位于双螺旋结构内侧动态变化相对稳定碱基比率和碱基序列可变1.已知某核酸的碱基种类，能确定它是哪种核酸吗？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.若用放射性同位素标记某物质以追踪DNA与RNA的合成过程，你认为标记哪种物质较科学？答案用放射性同位素标记胸腺嘧啶(T)，可追踪DNA合成；用放射性同位素标记尿嘧啶(U)可用于追踪RNA合成。3.蛋白质具有多样性，核酸是否有多样性？多样性的原因是什么？答案具有。核苷酸数目不同和排列顺序多样。1.如图所示，由1分子磷酸、1分子含氮碱基m和1分子化合物a构成了化合物b，则下列叙述正确的是()A.若m为腺嘌呤，则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸B.若a为核糖，则b为DNA的基本组成单位C.若m为尿嘧啶，则DNA中肯定不含b这种化合物D.若由b构成的核酸能与双缩脲试剂反应显紫色，则b为脱氧核苷酸问题导析(1)由题意可知，a为五碳糖、b为核苷酸，根据所含五碳糖的不同，核苷酸可分为两种：脱氧核苷酸和核糖核苷酸。(2)脱氧核苷酸是组成DNA的基本单位，其特有的成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶。(3)核糖核苷酸是组成RNA的基本单位，其特有的成分是核糖和尿嘧啶。答案C一题多变根据上题回答下列问题：(1)当a的种类不同时，m的种类相同吗？_。(2)当m的种类确定时，a的种类能确定吗？_。答案(1)不一定。当a为核糖时，m可能为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶或尿嘧啶，当a为脱氧核糖时，m可为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶或胸腺嘧啶。(2)不一定。当m为A、G或C时，a可以是核糖也可以是脱氧核糖；当m为T时，a则是脱氧核糖；当m为U时，a则是核糖。二、核酸的分布和功能1.不同生物中的核酸生物种类核酸遗传物质说明举例原核生物和真核生物含有DNA和RNA两种核酸DNARNA不是遗传物质，但RNA在遗传信息的传递和表达过程中起着重要的作用细菌、人等病毒只含有DNADNA常见的病毒体内含有DNA或RNA大多数噬菌体只含有RNARNA烟草花叶病毒(1)同种生物不同细胞中DNA一般相同，而RNA则一般不同，蛋白质种类和含量也不同。(2)核酸与蛋白质在不同生物体中具有物种的特异性，因而可以从分子水平上，通过分析核酸与蛋白质的相似程度来推断物种亲缘关系的远近。2.两种核酸的比较 核酸种类项目DNARNA基本元素C、H、O、N、P基本单位脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸核苷酸化学组成无机酸磷酸五碳糖脱氧核糖核糖碱基4种(A、T、C、G)4种(A、U、C、G)分布主要存在于细胞核中主要存在于细胞质中空间结构双螺旋结构单链结构功能决定生物的遗传和变异参与蛋白质的合成3.核酸的功能(1)指导和控制生物体的形态、生理和行为等多种性状的表达和变化。(2)通过精确的自我复制，为生物将其特性传递给下一代提供最基本的分子基础。1.各种生物体中有几种核苷酸？几种碱基？答案细胞生物体中有8种核苷酸，5种碱基；而病毒中有4种核苷酸，4种碱基。具体如下表：生物类别核酸种类遗传物质碱基种类核苷酸种类细胞生物DNA和RNADNAA、G、C、T、U8种病毒只含DNADNAA、G、C、T4种只含RNARNAA、G、C、U4种2.“DNA指纹法”在案件侦破中具有重要的作用，试分析此方法运用了DNA的什么功能？答案DNA上携带着大量的遗传信息，不同个体DNA分子的4种核苷酸分子的组合或序列不同。2.不同生物含有的核酸种类不同。真核生物同时含有DNA和RNA，病毒体内含有DNA或RNA。下列各种生物中关于碱基、核苷酸种类的描述正确的是()A口腔上皮细胞B洋葱叶肉细胞C脊髓灰质炎病毒D豌豆根毛细胞碱基5种5种5种8种核苷酸5种8种8种8种问题导析(1)具有细胞结构的生物细胞中含有两种核酸，只有DNA是遗传物质。(2)病毒只含有一种核酸(DNA或RNA)，其遗传物质只能是DNA或RNA。(3)组成DNA的碱基有4种：A、G、C、T，组成RNA的碱基有4种：A、G、C、U，所以共有碱基5种；核苷酸是组成DNA或RNA的单体，DNA的单体有4种脱氧核糖核苷酸(碱基：A、G、C、T)，RNA的单体有4种核糖核苷酸(碱基：A、C、G、U)；由于DNA和RNA含有不同的五碳糖，因而同时含DNA、RNA的生物，碱基虽然有5种，但核苷酸却有8种。答案B一题多变下图是DNA和RNA组成的结构示意图，下列有关说法中正确的是()A.病毒中都有5种碱基和8种核苷酸B.细菌的遗传物质由5种碱基构成C.人体细胞的细胞质中可存在上述两种核酸D.DNA彻底水解得到的产物中有两种五碳糖答案C1.核酸是细胞内携带遗传信息的物质，以下关于DNA与RNA特点的比较，叙述正确的是()A.在细胞内存在的主要部位相同B.构成的五碳糖不同C.核苷酸之间的连接方式不同D.构成的碱基相同答案B2.水稻叶肉细胞中的DNA主要存在于()A.细胞质B.细胞核C.线粒体 D.叶绿体答案B解析水稻叶肉细胞中的DNA主要存在于细胞核中，线粒体和叶绿体含有少量的DNA和RNA。3.下列有关核酸的叙述中，错误的是()A.生物体内具有遗传功能的大分子化合物B.细胞内生命物质的主要成分之一C.由含氮碱基、脱氧核糖和磷酸组成D.由核苷酸聚合而成的大分子化合物答案C解析核酸有两种DNA和RNA，DNA中含脱氧核糖，RNA中含核糖。4.组成DNA结构的基本成分是()核糖脱氧核糖磷酸腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶A. B.C. D.答案C解析组成DNA结构的基本单位是脱氧核糖核苷酸。5.下图表示一条核苷酸链(部分)，请结合该图回答以下问题：(1)DNA大多是由_条_链构成，RNA通常是由_条_链构成的。(2)若该图为脱氧核苷酸链，则从碱基组成上看，还应有的碱基是_；图中是_，是_，是_，是_。(3)若该图为核糖核苷酸链，则从碱基组成上看，还应有的碱基是_。图中是_，是_。答案(1)两脱氧核苷酸一核糖核苷酸(2)T磷酸脱氧核糖腺嘌呤鸟嘌呤脱氧核苷酸(3)U核糖鸟嘌呤核糖核苷酸解析从碱基组成上看，组成DNA的碱基有A、G、C、T四种，组成RNA的碱基有A、G、C、U四种。DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，一个脱氧核苷酸由一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成；绝大多数DNA由两条脱氧核苷酸链构成；RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，一个核糖核苷酸由一分子含氮碱基、一分子核糖和一分子磷酸组成。基础巩固1.下图表示一分子()A.核酸 B.脱氧核糖核苷酸C.氨基酸 D.碱基答案B解析由图示碱基T说明该核苷酸为脱氧核糖核苷酸。2.如图是某动物组织的一个细胞，其细胞质内含有的糖类和核酸主要是()A.糖原和RNA B.糖原和DNAC.淀粉和RNA D.淀粉和DNA答案A解析淀粉是植物细胞的储能物质，糖原是动物细胞的储能物质；RNA主要分布在细胞质中。3.糖类不含有，脂质不一定有，蛋白质也不一定有，而核酸一定含有的元素是()A.N B.PC.S D.P和S答案B解析注意区别各类有机化合物所含化学元素的种类。4.植物从土壤中吸收并运输到叶肉细胞的氮和磷，主要用于合成()淀粉葡萄糖脂肪磷脂蛋白质核酸A. B.C. D.答案C解析糖类和脂肪中只含有C、H、O三种元素；磷脂中含有氮和磷；蛋白质中含有氮；核酸中含有氮和磷。5.下列有关遗传信息的叙述，正确的是()A.遗传信息只储存在DNA分子中B.HIV病毒的遗传信息储存在RNA分子中C.所有生物的DNA，都具有相同的脱氧核糖核苷酸排列顺序D.组成DNA的脱氧核糖核苷酸只有4种，所以连成长链时，其排列顺序是有限的答案B解析有细胞结构的生物遗传信息贮存在DNA内，有一部分病毒的遗传信息储存在RNA内，如HIV病毒；不同生物的核酸，核苷酸排列的顺序不同；核苷酸连成长链时如果数量不限，排列顺序就是极其多样化的。6.核酸的基本组成单位是()A.核苷酸 B.脱氧核糖核苷酸C.核糖核苷酸 D.氨基酸答案A7.在生命活动中，由DNA分子蕴藏的信息所支配合成的RNA在完全水解后，得到的化学物质是()A.氨基酸、核苷酸、葡萄糖B.氨基酸、葡萄糖、碱基C.脱氧核糖、碱基、磷酸D.核糖、碱基、磷酸答案D解析核酸是一类高分子化合物，其基本组成单位是核苷酸。一分子核苷酸是由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成的。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。DNA和RNA的不同点之一是组成核苷酸的五碳糖不同。组成DNA的核苷酸中，五碳糖为脱氧核糖，而组成RNA的核苷酸中，五碳糖为核糖。巩固提升8.下列关于SARS病毒所含核酸的叙述，正确的是()A.含有A、G、C、T四种碱基，五碳糖为核糖B.含有A、G、C、U四种碱基，五碳糖为脱氧核糖C.含有A、G、C、T四种碱基，五碳糖为脱氧核糖D.含有A、G、C、U四种碱基，五碳糖为核糖答案D解析SARS病毒不同于具有细胞结构的生物，它只含有一种核酸RNA。9.如图表示生物体内核酸的基本组成单位核苷酸的模式图，下列说法正确的是()A.DNA和RNA在核苷酸上的不同点只在方面B.人体内的只有一种C.在生物体中共有8种D.人体内的有5种答案D解析人体内既有DNA又有RNA，二者的不同表现在五碳糖和碱基两方面；五碳糖有核糖和脱氧核糖之分，碱基共有5种。10.下表中有关人体细胞化合物的各项内容，正确的是()编号化合物实验检测组成单位主要功能检测试剂颜色反应脂肪苏丹染色液橘黄色脂肪酸储存能量糖原斐林试剂砖红色葡萄糖提供能量蛋白质双缩脲试剂紫色氨基酸承担生命活动核酸碘液蓝色核苷酸携带遗传信息A. B.C. D.答案C解析列表中编号所述内容中脂肪的组成单位是甘油和脂肪酸，故A不正确；所述内容中糖原是非还原性糖，不能用斐林试剂鉴定，故B不正确；中各项内容均正确；所述内容中核酸分为DNA和RNA，碘液不能用来鉴定DNA，故D不正确。11.下图为DNA分子结构模式图，DNA一般为规则的双螺旋结构，两条链上的碱基按碱基互补配对原则，即A与T、C与G配对。碱基靠氢键连接，相互配对的碱基与氢键叫碱基对，如图中的结构8。则图中其他结构的中文名称为：(1)1. _，2. _，3. _，4. _，5_，6. _，7._ _，9. _。(2)该分子中的碱基的数量_与_相等，_与_相等。(3)DNA和RNA在结构和组成上的区别主要有_。答案(1)胞嘧啶腺嘌呤鸟嘌呤胸腺嘧啶脱氧核糖磷酸脱氧核糖核苷酸(胸腺嘧啶脱氧核苷酸)一条脱氧核糖核苷酸链的片断(2)ATCG(3)DNA一般是双链结构，而RNA一般是单链结构；DNA含有的是脱氧核糖，而RNA含有的是核糖；DNA含有胸腺嘧啶，而RNA含有尿嘧啶12.下列图A所示的分子结构式为某种核糖核苷酸，已知分子结构式的左上角基团为碱基腺嘌呤；图B是某核苷酸链示意图，据图回答问题。(1)图A中核苷酸的生物学名称是_。(2)图A中核苷酸是构成哪一种核酸的原料？_。(3)图B中，DNA初步水解的产物是_，彻底水解的产物是_。豌豆的叶肉细胞中，含有的碱基是_，那么由A、G、C、U四种碱基参与构成的核苷酸共有_种，其中核糖核苷酸有_种。(4)图B结构中特有的碱基名称是_。(5)通常由_条图B所示的核苷酸链构成一个DNA分子，人体细胞中DNA主要分布在_中。答案(1)腺嘌呤核糖核苷酸(2)RNA(3)脱氧核糖核苷酸脱氧核糖、磷酸、碱基A、G、C、T、U74(4)胸腺嘧啶(5)2细胞核走进高考13.(2014江苏卷，1)下列关于细胞中化合物及其化学键的叙述，正确的是()A.tRNA分子中含有一定数量的氢键B.每个ADP分子中含有两个高能磷酸键C.血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接D.DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接答案A解析tRNA分子为“三叶草”型，单链RNA在某些区域折叠形成局部双链，通过氢键相连，A正确；ADP分子中含有一个高能磷酸键，B错误；蛋白质分子不同肽链之间以二硫键相连，C错误；DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过碱基互补配对，以氢键相连，D错误。14.(2012上海卷，2)如果图1表示纤维素的结构组成方式，那么符合图2所示结构组成方式的是()核酸多肽淀粉A. B.C. D.答案A解析图1可表示由相同的单体构成的生物大分子，图2表示由不同的单体构成的生物大分子。纤维素和淀粉都是有葡萄糖聚合形成的，只有一种单体，可用图1表示；而核酸是由四种不同的核苷酸连接而成的，可以用图2表示；多肽是由不同种类的氨基酸脱水缩合形成，也可用图2表示，故A选项正确。15.(2008海南卷，1)下列与生物体内核酸分子功能多样性无关的是()A.核苷酸的组成种类 B.核苷酸的连接方式C.核苷酸的排列顺序 D.核苷酸的数量多少答案B解析明确“结构的多样性决定功能的多样性”。核酸分子结构多样性取决于核苷酸的种类、数量和排列顺序。而核苷酸分子的连接方式是一定的。14