专项47核酸与防疫

第七篇有机化学基础专项47核酸与防疫“核酸了吗？”，核酸已成为全球聚焦的热点，也备受命题者青睐。新冠疫情此起彼伏，其传播程度和严重性令人担忧，疫情已经构成全球性大流行。当前，全国疫情防控进入常态化阶段，核酸检测是精准防控的有效手段，是主动筛查无症状感染者、落实“四早”要求的第一道防线，可以尽早发现传染源并从源头上控制住疫情传播，防止因无法及时诊断、及时隔离给整个疫情防控带来巨大的挑战。核酸检测在疫情防控中发挥的作用不言而喻，主动配合核酸检测规定，坚持应检尽检，既是从源头控制疫情传播、确保整个社会有序运行的关键链条，也是每个公民应有的觉悟和行动。（2022•湖北省选择性考试）化学物质与生命过程密切相关，下列说法错误的是()A．维生素C可以还原活性氧自由基 B．蛋白质只能由蛋白酶催化水解C．淀粉可用CO2为原料人工合成 D．核酸可视为核苷酸的聚合产物【答案】B【解析】A项，维生素C具有还原性，可以还原活性氧自由基，故A正确；B项，蛋白质在酸、碱的作用下也能发生水解，故B错误；C项，将二氧化碳先还原生成甲醇，再转化为淀粉，实现用CO2为原料人工合成淀粉，故C正确；D项，核苷酸通过聚合反应制备核酸，故D正确；故选B。1．核酸的水解和生成2．核酸分子的结构层次3．DNA与RNA的比较1．(2022·安徽省阜阳市教学诊断)新型冠状病毒属于核糖核酸(RNA)病毒。下列物质不属于核糖核酸水解产物的是()A．碱基 B．核糖 C．脱氧核糖 D．磷酸【答案】C【解析】核糖核酸水解后得到的产物为碱基、核糖、磷酸，故选C。2．(2022·广东省江门市调研测试)DNA分子复制前首先将双链解开，则DNA分子复制将双链解开的过程可视为A．化学变化 B．物理变化C．既有物理变化又有化学变化 D．是一种特殊的生物变化【答案】B【解析】DNA分子复制前首先将双链解开，DNA分子复制将双链解开的过程中没有新物质产生，因此可视为物理变化，故选B。3．(2022·江苏省南通市质量检测)新型冠状病毒是一种仅含有核糖核酸(RNA)的病毒，核酸检测是诊断被检测人是否感染新型冠状病毒的有效方法。下列物质中不属于核糖核酸水解产物的是A．高级脂肪酸 B．核糖 C．碱基 D．磷酸【答案】A【解析】核糖核酸由磷酸、核糖、碱基构成，水解的产物是磷酸、核糖、碱基；高级脂肪酸不是核糖核酸水解产物，故选A。4．(2022·湖南省武岗市统测)下列概念图中所填内容正确的有①脱氧核苷酸

②8种

③5种碱基

④脱氧核糖

⑤脱氧核苷酸链A．2个 B．3个 C．4个 D．5个【答案】B【解析】根据图中DNA可以确定①为脱氧核苷酸、②4种、③4种碱基、④为脱氧核糖、⑤为脱氧核苷酸链，①④⑤正确，正确的有3个；故选B。5．核酸检测是诊断新冠肺炎的重要依据。下列关于核酸的说法正确的是（）A．组成核酸的基本单元是脱氧核苷酸B．核酸与蛋白质的功能完全相同C．组成核酸的元素有C、H、O、N、PD．核酸是生物小分子化合物【答案】C【解析】A项，天然的核酸按其组成中所含戊糖的不同分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类，其中组成DNA的基本单元是脱氧核糖核苷酸，组成RNA的基本单元是核糖核苷酸，A错误；B项，核酸是生物体遗传信息的携带者，与蛋白质的功能不同，B错误；C项，根据核酸的组成，可知组成核酸的元素有C、H、O、N、P，C正确；D项，核酸是生物大分子，D错误。故选C。6．检测新型冠状病毒特异序列的方法最常见的是荧光定量PCR(聚合酶链式反应)。因PCR模板仅为DNA，因此在进行PCR前，应将新型冠状病毒核酸(RNA)逆转录为DNA，再进行扩增并检测。图示是PCR的示例，其中“三磷酸碱基脱氧核苷酸”是PCR扩增所需的基础原料；“引物”是新型冠状病毒RNA特异序列片段。下列有关核酸的说法错误的是()A．核酸是一种生物大分子，可发生水解反应得到核苷酸B．脱氧核糖核苷酸是RNA的基本单元C．新型冠状病毒核酸(RNA)逆转录为DNA时需要特定的碱基进行配对D．整个PCR过程离不开酶的催化【答案】B【解析】A项，核酸是一种生物大分子，由碱基、磷酸、核糖或脱氧核糖等组成，可以发生水解反应生成核苷酸，A正确；B项，脱氧核糖核苷酸是DNA的基本单元，核糖核苷酸是RNA的基本单元，B错误；C项，RNA逆转录为DNA时，需要的原料应该是4种游离的脱氧核苷酸（胞嘧啶脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、腺嘌呤脱氧核苷酸），所以需要特定的碱基进行配对，C正确；D项，PCR过程中，必须使用DNA聚合酶，所以酶起到了重要作用，D正确；故选B。7．(2023届·浙江省名校协作体高三上学期开学考试)新冠病毒是一种具有包膜的RNA病毒，核酸检测就是检测新冠病毒的RNA，其包膜的主要成分是蛋白质和脂质。下列有关说法不正确的是（）A．RNA和DNA均具有酸性，分子中核苷酸之间通过磷酯键连接B．RNA和DNA分类的主要依据是所含碱基不同C．抗新冠病毒疫苗需要冷藏保存是防止其发生变性D．蛋白质、核酸都是生物大分子【答案】B【解析】DNA（脱氧核糖核酸）是由脱氧核苷酸经磷酸二酯键缩合而成长链状的大分子聚合物，脱氧核苷酸由碱基、脱氧核糖和磷酸构成，其中碱基有4种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）；RNA（核糖核酸）是由核糖核苷酸经磷酸二酯键缩合而成长链状的大分子聚合物，核糖核苷酸分子由磷酸，核糖和碱基构成，RNA的碱基主要有4种：A（腺嘌呤）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）、U（尿嘧啶）。A项，RNA和DNA的组成单元中均有磷酸，因此具有酸性，且均含有磷酸二酯键，A正确；B项，DNA和RNA分类的主要依据是五碳糖的不同，DNA中为脱氧核糖，RNA中为核糖，B错误；C项，抗新冠病毒疫苗的主要成分为蛋白质，冷藏可以防止蛋白质变性，C正确；D项，蛋白质、核酸的相对分子质量非常大，属于生物大分子，D正确；故选B。8．(2022·福建省宁德市教学调研)某DNA分子的片段如图所示。下列关于该片段的说法不正确的是A．氢键①②是DNA双螺旋结构稳定的重要作用力B．该片段能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色C．胸腺嘧啶与酸或碱溶液均可反应生成盐D．腺嘌呤是一个五碳脱氧核糖分子【答案】D【解析】A项，由结构简式可知，该片段结构中①②为碱基通过氢键作用结合成碱基对，则DNA分子可通过氢键①②形成稳定的双螺旋结构，A正确；B项，结构简式可知，该片段结构中碳碳双键能与溴水发生加成反应使溶液褪色，与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色，B正确；C项，由结构简式可知，胸腺嘧啶分子中含有的肽键能在酸性条件或碱性条件下发生水解反应生成盐，C正确；D项，腺嘌呤是脱氧核糖核酸和核糖核酸中的一种碱基，不是脱氧核糖分子，D错误；故选D。9．(2022·辽宁省葫芦岛第一高级中学月考)新冠病毒(如图)由蛋白质和核酸组成，核酸由核苷酸组成。核苷酸的单体由戊糖、磷酸基和含氮碱基构成。下列说法错误的是A．蛋白质和核酸均是高分子B．蛋白质中含C、H、O、N等元素C．戊糖(C5H10O5)与葡萄糖互为同系物D．组成RNA的戊糖和碱基与DNA的不完全相同【答案】C【解析】A项，蛋白质是由氨基酸脱水缩聚而成的，而所有的聚合物都是高分子，核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物，A正确；B项，蛋白质是由氨基酸脱水缩聚而成的，故蛋白质中一定均含有C、H、O、N四种元素，往往还含有P、S等元素，B正确；C项，五碳糖(C5H10O5)与葡萄糖(C6H12O6)组成相差1个CH2O，不符合同系物的定义，C错误；D项，组成RNA和DNA的戊糖分别是核糖和脱氧核糖，组成RNA的碱基是AGCU\，组成DNA的碱基AGCT，D正确；故选C。10．(2022·山东省青岛市统测)腺嘌呤核苷是生产核酸类药物的中间体，结构如图所示，下列说法正确的是A．腺嘌呤核苷单体发生缩聚反应可以生成核酸B．该化合物不能发生水解反应C．核磁共振氢谱有9组峰D．该化合物中含有4个手性碳原子【答案】D【解析】根据有机物含有的官能团进行判断反应类型，磷酸和氨基可以发生缩聚形成核酸，根据醚键、羟基、氨基的性质进行判断；手性碳原子利用对称性进行判断。A项，腺嘌呤核苷没有磷酸基，不能与氨基发生反应生成核酸，故A错误；B项，该有机物中含有醚键，在一定条件下能发生水解，故B错误；C项，根据等效氢判断方法，该有机物含有11组氢原子，有11组峰，故C错误；D项，根据碳原子接4个不同的原子或原子团的是手性碳原子进行判断，含氧环中的4个碳原子是手性碳原子，故D正确；故选D。11．(2022·北京市高三模拟预测)核酸是生物体遗传信息的携带者，被誉为“生命之源”，下列说法不正确的是A．五碳糖与磷酸、碱基之间通过分子间脱水形成核苷酸B．核苷酸分子之间通过磷酯键形成核酸，反应类型为加聚反应C．DNA是核酸中的一种，其对应的五碳糖为脱氧核糖D．DNA分子两条链上的碱基按照形成氢键数目最多、结构最稳定的原则配对【答案】B【解析】A项，碱基与五碳糖通过脱水缩合形成核苷，核苷分子中五碳糖上的羟基与磷酸脱水，通过磷酯键结合形成核苷酸，故A正确；B项，核苷酸分子之间通过磷酯键形成核酸，反应类型为缩聚反应，故B错误；C项，DNA是核酸中的一种，其对应的五碳糖是戊糖，称为脱氧核糖，故C正确；D项，DNA分子两条链上的碱基按照形成氢键数目最多、结构最稳定的原则配对，使之形成双螺旋结构，故D正确；故选B。12．(2022·北京市中关村中学质检)如图为DNA分子的局部结构示意图，下列说法不正确的是A．DNA由多个脱氧核糖核苷酸分子间脱水形成磷酯键后聚合而成的脱氧核糖核苷酸链构成B．图中框内的结构可以看成是由脱氧核糖分子与H3PO4分子、碱基分子通过分子间脱水连接而成的C．胸腺嘧啶()中含有酰胺基官能团D．DNA分子的四种碱基均含N—H键，一个碱基中的N—H键的H原子只能与另一个碱基中的N原子形成氢键【答案】D【解析】A项，DNA由两条脱氧核苷酸链构成，脱氧核糖核苷酸链由多个脱氧核糖核苷酸分子通过分子间脱水形成磷酯键后聚合而成，A正确；B项，图中框内的结构可以看成是由脱氧核糖分子与H3PO4分子、碱基分子通过分子间脱水连接而成的，B正确；C项，如图所示，胸腺嘧啶中含有酰胺基官能团(CONH)；C正确；D项，如图所示，DNA分子的四种碱基均含NH键，一个碱基中的NH键的H原子能与另一个碱基中的N、O原子形成氢键，D错误；故选D。13．(2022·江苏省苏州市质量调研)核酸检测为确认病毒感染提供了关键的支持性证据。某核糖核酸()的结构片断示意图如下，它在蛋白酶的催化作用下能完全水解生成戊糖、碱基和某酸。下列说法不正确的是A．蛋白酶能加快该核糖核酸的水解速率B．该核糖核酸水解生成的戊糖能溶于水C．该核糖核酸水解生成的碱基中含有氮元素D．该核糖核酸完全水解生成的酸是【答案】D【解析】A项，蛋白酶是该核糖核酸水解反应的催化剂，能降低反应的活化能，加快该核糖核酸的水解速率，故A正确；B项，该核糖核酸水解生成的戊糖分子中含有亲水基羟基和醛基，能溶于水，故B正确；C项，由结构片断可知，该核糖核酸水解生成的碱基中含有氮元素，故C正确；D项，由结构片断可知，该核糖核酸是由磷酸、戊糖和碱基发生缩聚反应生成的，则该核糖核酸完全水解生成的酸是磷酸，故D错误；故选D。14．关于如图所示结构的下列说法不正确的是 ()A．①代表磷酯键B．A与T之间有2个氢键C．G与C之间有3个氢键D．RNA指导DNA合成蛋白质【答案】D【解析】磷酸和脱氧核糖的羟基之间形成酯基，①代表磷酯键，A正确；双链DNA分子中，A和T之间有2个氢键，B正确；双链DNA分子中，G与C之间有3个氢键，C正确；RNA参与遗传信息的传递过程，不能指导DNA合成蛋白质，D错误。15．如图为甲、乙两核酸分子局部结构示意图，请据图回答：(1)核酸甲的中文名称是____________，最可靠的判断依据是_____________________。(2)图中结构4的中文名称是___________________________。(3)核酸是细胞内携带________的物质。在部分病毒，如HIV、SARS等中，承担该功能的核酸是________。(4)图中共有________种碱基，有________种核苷酸。【答案】(1)脱氧核糖核酸(DNA)核酸甲含有碱基T(2)腺嘌呤脱氧核苷酸(3)遗传信息RNA(4)57【解析】(1)因为核酸甲含有碱基T，T是脱氧核糖核酸特有的碱基，因此核酸甲属于脱氧核糖核酸(DNA)。(2)由分析可知，图中结构4为腺嘌呤脱氧核苷酸。(3)核酸是一切生物的遗传物质，因此核酸是细胞内携带遗传信息的物质。HIV、SARS都属于RNA病毒，它们的遗传物质都是RNA。(4)图中甲、乙核酸共有5种碱基(A、C、G、T、U)，有7种核苷酸(4种脱氧核苷酸＋3种核糖核苷酸)。16．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【解析】据图分析，图A中碱基为腺嘌呤，五碳糖为核糖，故核苷酸为腺嘌呤核糖核苷酸。图B中含有碱基T，故为DNA单链片段，特有的碱基名称是胸腺嘧啶(T)。(1)由图可知，核苷酸中含有的碱基是腺嘌呤且五碳糖中没有脱氧，所以为腺嘌呤核糖核苷酸。(2)图A中核苷酸是腺嘌呤核糖核苷酸，构成RNA的原料。(3)DNA初步水解产物是脱氧核苷酸，彻底水解的产物是磷酸、碱基和脱氧核糖。豌豆叶肉细胞中的核酸有DNA和RNA，含有的碱基有5种，为A、T、C、G、U。由A、G、C、U四种碱基参与构成的核苷酸共有7种，其中核糖核苷酸有4种。(4)图B中特有的碱基是T，名称是胸腺嘧啶。(5)一个DNA分子通常由2条图B所示的核苷酸链构成，真核细胞中DNA大部分分布在细胞核，少部分分布在线粒体和叶绿体中。17．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_______