新教材高中生物人教版必修1学案第2章第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知识点一核酸的种类和结构[新知导学]1．核酸的种类和功能(2)功能：①细胞内携带遗传信息的物质。②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．组成元素：C、H、O、N、P3．基本单位——核苷酸(1)结构简式：(写出图中①②③所示的结构名称)。(2)种类：根据五碳糖的不同可分为核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸。4．核酸的组成5．DNA和RNA组成的比较6.核酸的多样性(1)原因：核苷酸的数量不同和排列顺序的多样化。(2)遗传信息的储存。①绝大多数生物的遗传信息储存在DNA分子中。②少数病毒的遗传信息储存在RNA中，如HIV、SARS病毒。1．DNA和RNA在化学组成上有什么区别？提示：DNA和RNA的区别表现于五碳糖和含氮碱基不完全相同。2．判断某一核酸分子是DNA还是RNA的依据是什么？提示：(1)DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶，RNA中含有核糖和尿嘧啶，据此可判断核酸种类。(2)DNA一般为双链，RNA一般为单链。[重难探究]1．核酸的结构层次2．核苷酸的种类(1)分类的依据。根据五碳糖的不同，核苷酸可分为脱氧核苷酸和核糖核苷酸，每种核苷酸中又可依据含氮碱基的不同分为4种。(2)不同生物体内核苷酸的数目。①在只有DNA或RNA的生物(病毒)中，含有4种碱基，4种核苷酸。②同时含有DNA和RNA的生物(细胞生物)中，含有5种碱基，8种核苷酸。核酸的初步水解与彻底水解产物不同物质初步水解彻底水解DNA脱氧核苷酸磷酸、脱氧核糖和碱基RNA核糖核苷酸磷酸、核糖和碱基[典题演练]1．如图为某核苷酸长链的示意图，下列相关叙述中，错误的是(D)A．图中所示为脱氧核苷酸长链B．2为脱氧核糖C．4为胞嘧啶脱氧核苷酸D．5只能在细胞核中找到解析：根据碱基种类可以判断，该核苷酸长链为脱氧核苷酸(含胸腺嘧啶T)长链。所以，2为脱氧核糖，4为胞嘧啶脱氧核苷酸。5(脱氧核苷酸长链)主要位于细胞核中，但在细胞质中也能找到。2．下图表示生物体内核苷酸的模式图，下列说法正确的是(C)A．DNA和RNA的不同点只在b方面B．DNA和RNA中的a表示含义不同C．DNA中特有的c为TD．人体内的c有4种，b有2种解析：图中a为磷酸、b为五碳糖、c为含氮碱基。DNA和RNA的不同体现在五碳糖和含氮碱基两方面，A错误；DNA和RNA中的磷酸相同，B错误；DNA中特有的碱基为T，C正确；人体内的碱基有5种，五碳糖有2种，D错误。(1)若有核糖，一定为RNA；若有脱氧核糖，一定为DNA。(2)若含碱基T，一定为DNA；若含碱基U，一定为RNA。知识点二生物大分子以碳链为骨架[新知导学]1．生物大分子的构成2．将大分子与相对应的单体连接起来eq\a\vs4\al(大分子,①多糖,,②蛋白质,,③核酸)eq\a\vs4\al(单体,a.核苷酸,,b.单糖,,c.氨基酸)答案：①—b②—c③—a3．为什么说碳元素是生命的核心元素？提示：碳原子的4个价电子可与许多原子结合，也可以与其他碳原子以共价键的形式形成不同长度的链状或环状结构，从而构成有机物的基本骨架。每一种单体都以“若干个相连的碳原子构成的碳链”为基本骨架，正是由于碳原子在形成生物大分子中的重要作用，所以说“碳元素是生命的核心元素”、“没有碳，就没有生命”。[重难探究]1．三大能源物质的供能顺序在细胞中，糖类、脂肪、蛋白质都是能源物质，一般情况下是糖类氧化供能，当糖类供能不足时，依次由脂肪、蛋白质供能；蛋白质在正常代谢中，一般不供能。当需要由蛋白质大量供能时，说明生物体已病重或生命接近终结。2．生物大分子的构成(1)单体：以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。(2)多聚体：由许多个单体连接形成，如下图所示：[典题演练]3．如图表示细胞中一种常见的水解反应。下列化合物中能发生此种反应的是(A)①多肽②淀粉③纤维素④脂肪A．①②③ B．①②④C．①③④ D．②③④解析：多肽属于生物大分子，在有关酶的作用下能水解生成单体氨基酸，①正确；淀粉在相关酶的作用下能水解成单体葡萄糖，②正确；纤维素在相关酶的作用下能水解成单体葡萄糖，③正确；脂肪是由甘油和脂肪酸组成的，不是生物大分子，没有单体，④错误。4．如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：(1)图甲中的三种物质都是由许多葡萄糖连接而成的，这三种物质中，在功能上与另外两种截然不同的是纤维素。(2)图乙所示化合物的基本组成单位是核糖核苷酸，可用图中字母b表示，各基本单位之间是通过②(填“①”“②”或“③”)连接起来的。(3)图丙所示多肽叫四肽，在形成时，相对分子质量减少了54。该化合物中有3种氨基酸，2个游离的羧基。作为生命活动主要承担者的生物大分子是由许多的单体经脱水缩合过程形成的，相应的化学键是—CO—NH—(填化学键结构)，该物质功能具有多样性的直接原因是蛋白质的多样性(或分子结构多样性)。(4)氨基酸中的N元素参与组成的结构主要是氨基；核苷酸中的N元素参与组成的结构主要是含氮碱基(或碱基)。解析：(1)图甲中的三种物质都是多糖，它们都是由许多葡萄糖缩合形成的；这三种物质中，淀粉和糖原的功能都是储存能量，而纤维素是组成植物细胞壁的主要成分，因此在功能上与另外两种截然不同的是纤维素。(2)由图可知，乙为RNA分子片段，其基本组成单位是核糖核苷酸，即图中字母b，各基本单位之间是通过②磷酸二酯键相连接的。(3)由图可知丙所示多肽含三个肽键，为四肽；4个氨基酸分子脱水缩合形成四肽时，脱去了3个水分子，因此其相对分子质量减少了18×3＝54；该化合物有4个氨基酸，但只有3种；由图可知该化合物中有2个游离的羧基(②和⑨中)；蛋白质是由氨基酸经过脱水缩合形成的，该过程中形成的化学键为肽键，其结构简式为—CO—NH—；蛋白质的功能具有多样性，其直接原因是蛋白质具有多样性。(4)氨基酸的结构通式为，由此可知其中的N参与组成的结构主要是氨基；核苷酸中的N参与组成的结构主要是含氮碱基。课题调研：结构示意图类题目——核酸(或核苷酸)[典范例题]请据下图回答：(1)写出相应结构名称：①________；②________；③________。(2)若③是U________，则②是________，该图代表________。(3)若②是核糖，则③有________种；若②是脱氧核糖，则③有________种。(4)该化合物在人体内的种类有________种，在HIV内的种类有________种。[模板构建·思路导引]eq\a\vs4\al(分解)从整体到局部，把大的结构示意图分解成若干小块，识别各部分，图中①表示磷酸，②表示五碳糖，③表示含氮碱基。eq\a\vs4\al(分析)该图表示核苷酸，根据五碳糖的不同分为两类，即脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸，核糖核苷酸特有的碱基为U，病毒内有核糖核苷酸或脱氧核糖核苷酸。eq\a\vs4\al(作答)准确写出图中数字所表示的名称，特别是碱基③的种类。[规范答案·警示失误](1)①磷酸②五碳糖③(含氮)碱基(2)尿嘧啶核糖尿嘧啶核糖核苷酸错答：第三空答成尿嘧啶核苷酸错因：混淆了核酸与RNA的基本单位，实际上核酸的基本单位是核苷酸，RNA的基本单位是核糖核苷酸。(3)44(4)84错答：第一空答成5错因：将碱基与核苷酸混为一谈，误以为人体内有5种核苷酸，实际上人体内有5种碱基(A、U、G、C、T)，8种核苷酸。一、选择题1．生物的遗传物质和生命活动的主要承担者分别是(B)A．核酸糖类B．核酸蛋白质C．核糖核酸蛋白质D．脱氧核糖核酸有机物解析：生物的遗传物质是核酸，包括DNA和RNA；生命活动的主要承担者(体现者)是蛋白质。2．与RNA相比，DNA所特有的成分是(C)A．脱氧核糖和鸟嘌呤B．核糖和尿嘧啶C．脱氧核糖和胸腺嘧啶D．核糖和胸腺嘧啶解析：DNA和RNA在化学组成上的不同在于五碳糖和含氮碱基。DNA中的五碳糖为脱氧核糖，特有的含氮碱基是胸腺嘧啶。3．下列关于细胞中核酸的叙述正确的是(C)A．核酸的基本组成单位是氨基酸B．核酸是生命活动的主要能源物质C．核酸是生物的遗传物质D．核酸是调节细胞和生物体新陈代谢的重要物质解析：核酸是遗传信息的携带者，对生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成具有极其重要的作用。核酸分为DNA和RNA两类，绝大多数生物以DNA作为遗传物质，极少数生物以RNA作为遗传物质。构成核酸的基本单位是核苷酸，核酸不能作为能源物质，也不能调节细胞和生物体的新陈代谢。4．下列关于核酸的叙述中，不正确的是(C)A．核酸由C、H、O、N、P等元素组成B．核酸是生物的遗传物质C．核酸的基本组成单位是DNA和RNAD．核酸能控制蛋白质的合成解析：核酸的基本组成单位是核苷酸。核酸有两种：DNA和RNA。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。5．有关遗传信息的叙述，正确的是(B)A．遗传信息只储存在DNA分子中B．HIV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苷酸排列顺序D．组成DNA的脱氧核苷酸只有4种，所以连成长链时，其排列顺序是有限的解析：遗传信息贮存在DNA或RNA分子中，HIV病毒的遗传信息贮存在RNA分子中；不同生物的DNA，所具有的脱氧核苷酸排列顺序是不同的；组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有4种，但连成长链时，其排列顺序是无限的。二、非选择题6．下图表示细胞内与核酸有关的物质或结构。请据图回答下列问题：元素a→eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(b,c,d))e→f(1)细胞内的核酸包括两类：一类是脱氧核糖核酸，简称DNA；另一类是核糖核酸，简称RNA。二者除在含氮碱基上有所区别外，还有DNA中含有脱氧核糖，而RNA中含有核糖(或所含五碳糖不同)。(2)e和f的关系是e是f的基本组成单位。(3)f被彻底水解后的产物是b、c、d(用字母表示)，元素a包括C、H、O、N、P。解析：(1)核酸可分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)，前者特有脱氧核糖和胸腺嘧啶，后者特有核糖和尿嘧啶。(2)图中e为核苷酸，f为核酸，e是f的基本组成单位。(3)核酸被彻底水解后的产物为磷酸、五碳糖和含氮碱基，可用字母b、c、d表示。核酸的元素组成为C、H、O、N、P。7．如下图为某种核苷酸，已知图中的右上角部分为腺嘌呤碱基，请据图回答问题：(1)该核苷酸的生物学名称为腺嘌呤核糖核苷酸。(2)该核苷酸是构成RNA(或核糖核酸)的基本原料。(3)图