第3课 核酸
普查讲 3Ⅰ 核酸
1．核酸的元素组成、基本单位及种类
(1)(2024汇编，6分)下列有关核酸的说法正确的有( ) A．DNA和RNA分子组成相同
B．组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸 C．核酸由 C、H、O、N 四种元素组成 D．细胞质中含有DNA和RNA两类核酸 E．组成人的遗传物质的核苷酸有8种 答案：D
解析：核酸有DNA和RNA两种，DNA和RNA的碱基组成不同(DNA：A、T、G、C；RNA：A、U、G、C)、五碳糖不相同(DNA：脱氧核糖；RNA：核糖)，故A项错误。组成核酸的基本单位是核苷酸，核苷酸包括脱氧核苷酸和核糖核苷酸，故B项错误。核酸由 C、H、O、N、P 五种元素组成，故C项错误。DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体也含有少量DNA，RNA主要分布在细胞质中，细胞核中也含有RNA，故D项正确。人的遗传物质为DNA，故组成人的遗传物质的核苷酸有4种，故E项错误。
(2)(多选)(2024汇编，6分)如图表示化合物a和m参与化合物b的组成情况，下列叙述正确的是( )
A．若a为核糖，则m有4种，分别是A、T、G、C B．若b是组成ATP的部分结构，则m为腺嘌呤 C．若m为胸腺嘧啶，则b是RNA的基本单位
D．构成人体遗传物质的b共有4种，a有1种，m有4种 E．若b是烟草遗传物质的基本单位，则a为核糖
F．若b是组成HIV遗传物质的基本单位，则a有2种，m有5种，b有8种 答案：BD
解析：由图可知，a是五碳糖(核糖或脱氧核糖)，m是含氮碱基，b是核酸的基本组成单位核苷酸。若a为核糖，b是核糖核苷酸，则m碱基有4种，分别是A、U、G、C，故A项错误。ATP断裂两个高能磷酸键，脱去两个磷酸基团，可形成腺嘌呤核糖核苷酸，若b是组成ATP的部分结构，则m为腺嘌呤，故B项正确。胸腺嘧啶为DNA特有的碱基，若m为胸腺嘧啶，则b是DNA的基本单位，故C项错误。人体的遗传物质是DNA，则b脱氧核苷酸有4种，a脱氧核糖有1种，m碱基有4种(A、T、G、C)，故D项正确。烟草的遗传物质为DNA，DNA的基本单位为脱氧核苷酸，DNA分子中含有的五碳糖为脱氧核糖，故E项错误。HIV的遗传物质为RNA，RNA的基本单位为核糖核苷酸(4种b)，RNA中含有A、G、C、U四种碱基(m)，故F项错误。
2．核酸的结构和功能 a.核酸的结构
(3)(2024改编，6分)下列关于核酸的说法正确的是( )
A．DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接
B．DNA 和 RNA 分子中都含有磷酸二酯键(2024海南单科) C．DNA能形成一定的空间立体结构，RNA则不能 D．RNA是单链结构，碱基之间不能形成氢键 答案：B
解析：DNA的两条脱氧核苷酸链反向平行，链与链之间通过碱基间的氢键连接，故A项错误。DNA通常由两条脱氧核苷酸链构成，RNA通常由一条核糖核苷酸链构成，同一条核苷酸链中的相邻核苷酸分子之间是通过磷酸二酯键连接的，故B项正确。DNA和RNA均可形成一定的空间立体结构，其中DNA是规则的双螺旋结构，RNA一般为单链长分子，不形成双螺旋结构，但是很多RNA也可形成一定的二级结构乃至三级结构来行使生物学功能，如tRNA，故C项错误。RNA大多是单链结构，但有的RNA会形成一定的空间结构，如tRNA由一条含70～90个核苷酸的单链组成，折叠成三叶草形；在弯曲的部位，tRNA可以通过碱基互补配对连起来，因此RNA中可以存在氢键，故D项错误。
(4)(2024江苏期末，2分)核苷酸是核酸的基本组成单位。核苷酸的分子结构简式可表示为( )
答案：D
解析：在脱氧核苷酸分子中，脱氧核糖的1号碳原子与含氮碱基相连，5号碳原子与磷酸分子相连。故D项正确。
b.核酸的多样性
(5)(经典题，6分)决定核酸分子多样性的原因主要是( ) A．核苷酸的种类 B．碱基的种类 C．五碳糖的排列顺序 D．碱基排列顺序 答案：D
解析：组成DNA的核苷酸和碱基都是4种，组成RNA的核苷酸和碱基也都是4种，故A、B项错误。在核酸分子中，五碳糖和磷酸交替连接，其排列顺序固定不变，故C项错误。碱基的排列顺序不同，核酸分子包含的遗传信息就不同，这是决定核酸分子多样性的主要原因，故D项正确。
(6)(经典题，6分)由60个碱基组成的DNA，最多能形成约多少种不同的DNA分子( ) A．460 B．430 C．604 D．304 答案：B
解析：含有60个碱基的DNA，只有30个碱基对，所以碱基排列方式有430种，即最多能形成约430种不同的DNA分子，故B项正确。
c.核酸的功能
(7)(多选)(2024汇编，6分)下列关于核酸的功能的叙述正确的是( )
A．生物体中的核酸具有携带遗传信息、催化、参与细胞器的构成等多种功能 B．细胞核中的遗传物质主要是DNA，细胞质中的遗传物质主要是RNA C．分子大小相同，碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息相同 D．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质
E．在人的肌肉细胞中，DNA上含有此人的全部遗传信息 答案：AE
解析：生物体中的核酸具有携带遗传信息的功能；某些RNA是酶，具有催化功能；核糖体的主要成分是RNA和蛋白质，故A项正确。细胞核和细胞质中的遗传物质均为DNA，故B项错误。核酸分子所携带的遗传信息储存在四种碱基的排列顺序之中，故分子大小相同，碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息可能不同，故C项错误。细胞中的细胞核、线粒体、叶绿体DNA携带遗传信息，病毒(非细胞生物)的核酸(DNA或RNA)也携带遗传信息，故D项错误。在人体的体细胞中，每个有核的体细胞中都含有相同的DNA分子，也就是说，每个细胞内的DNA上都含有此人全部的遗传信息，故E项正确。
3．蛋白质与核酸的关系
(8)(多选)(2024汇编，6分)关于蛋白质与核酸的叙述，错误的是( ) A．蛋白质多样性的体现与核酸有关 B．细胞核中含有蛋白质和RNA
C．DNA分子的复制不需要蛋白质的参与
D．原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与(2024江苏单科)
E．蛋白质中的N元素主要存在于氨基中，核酸中的N元素主要存在于碱基中 答案：CE
解析：由于基因控制蛋白质的合成，因此核酸中遗传信息的多样性决定了蛋白质的多样性，故A项正确，不符合题意。细胞核中的染色体组成成分是蛋白质和DNA，细胞核是转录的场所，含有mRNA等，故B项正确，不符合题意。DNA分子的复制需要解旋酶和DNA聚合酶，二者均为蛋白质，故C项错误，符合题意。在原核细胞和真核细胞中基因的表达包括转录和翻译两个过程，其中转录需要DNA作模板，翻译过程在核糖体(含rRNA)上进行，需要mRNA作模板和tRNA作为转运氨基酸的工具，故D项正确，不符合题意。蛋白质中的N元素主要存在于肽键中，故E项错误，符合题意。
随堂普查练 3Ⅰ
1．(2024海南期末，2分)不同生物含有的核酸种类不同。下列各种生物中关于碱基、核苷酸、五碳糖种类的描述，正确的是( ) 碱基 核苷酸 五碳糖 A T2噬菌体 5种 5种 1种 B 烟草叶肉细胞 5种 8种 2种 C 烟草花叶病毒 4种 8种 2种 D 豌豆根毛细胞 8种 8种 2种 答案：B
解析：T2噬菌体是一种DNA病毒，体内只含DNA一种核酸，其含有的碱基有4种(A、T、G、C)、核苷酸有4种(4种脱氧核苷酸)、五碳糖有1种(脱氧核糖)，故A项错误。烟草叶肉细胞中含有DNA和RNA两种核酸，其含有的碱基有5种(A、T、G、C、U)、核苷酸有
8种(4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸)、五碳糖有2种(脱氧核糖和核糖)，故B项正确。烟草花叶病毒是一种RNA病毒，体内只含RNA一种核酸，其含有的碱基有4种(A、U、G、C)、核苷酸有4种(4种核糖核苷酸)、五碳糖有1种(核糖)，故C项错误。豌豆根毛细胞中含有DNA和RNA两种核酸，其含有的碱基有5种(A、T、G、C、U)、核苷酸有8种(4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸)、五碳糖有2种(脱氧核糖和核糖)，故D项错误。
2．(2024汇编，6分)下列叙述错误的是( ) A．DNA与ATP中所含元素的种类相同 B．T2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成 C．核酸是存在于细胞核中的一种酸性物质 D．艾滋病病毒的核酸由核糖核苷酸组成 答案：C
解析：DNA和ATP的元素组成都是C、H、O、N、P，故A项正确，不符合题意。T2
噬菌体由DNA和蛋白质构成，构成DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸，故B项正确，不符合题意。最初发现的核酸确实是在细胞核中分离提纯的，且呈酸性，因而称其为核酸，但后来发现DNA、RNA在细胞核与细胞质内均有分布，故C项错误，符合题意。艾滋病病毒的核酸是RNA，RNA的基本单位是核糖核苷酸，故D项正确，不符合题意。
3．(2017全国Ⅰ，10分)根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出：
(1)实验思路：_______________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)预期实验结果及结论。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记的尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性(3分) 乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记的胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性(3分) (2)若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒(4分)
解析：(1)由于DNA和RNA有各自的特有碱基，DNA特有碱基为T，RNA特有碱基为U，在用放射性同位素标记碱基U的培养基中培养宿主细胞，使宿主细胞含有放射性。再用病毒去侵染含放射性的宿主细胞，看子代病毒是否含有放射性，为甲组；在用放射性同位素标记碱基T的培养基中培养宿主细胞，使宿主细胞含有放射性。再用病毒去侵染含放射性的宿主细胞，看子代病毒是否含有放射性，为乙组。
(2)若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。
普查讲 3Ⅱ 观察DNA和RNA在细胞中的分布
4．实验：观察DNA和RNA在细胞中的分布 a．实验操作及相关注意事项
(9)(多选)(2024汇编，6分)下列关于“观察DNA、RNA在细胞中的分布”实验的叙述正确的是( )
A．用甲基绿和吡罗红染色可观察DNA和RNA在细胞中的分布
B．“观察DNA、RNA在细胞中的分布”的实验中，水解处理后，需要用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片
C．用质量分数为8%的盐酸处理的口腔上皮细胞仍是活细胞，只是其膜的通透性增强 D．需将两滴吡罗红和甲基绿染色剂先后滴在载玻片上
E．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RNA 答案：AB 解析：观察细胞中DNA和RNA的分布用的染色剂是甲基绿和吡罗红，故A项正确。“观察DNA、RNA在细胞中的分布”的实验中，水解处理后，需要用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片，以洗去盐酸，故B项正确。用质量分数为8%的盐酸处理口腔上皮细胞后细胞死亡，故C项错误。对DNA和RNA染色，需滴两滴吡罗红甲基绿染色剂在载玻片上，滴加的是混合染色剂，故D项错误。该实验用口腔上皮细胞而不用叶肉细胞，是因为叶肉细胞中含有绿色的叶绿体，影响观察效果，故E项错误。
b．实验结果观察及结论
(10)(2024汇编，6分)在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验中，下列说法正确的是( )
A．用人的口腔上皮细胞观察DNA和RNA的分布时，使用甲基绿吡罗红混合液染色，细胞内染成绿色的面积小于染成红色的面积
B．用洋葱鳞片叶内表皮细胞观察DNA和RNA的分布时，可观察到细胞核呈现绿色，其余部分呈现红色
C．观察DNA和RNA在细胞中的分布实验中，把实验材料换成细菌或蓝藻，观察到的实验现象也相同
D．实验证明，DNA只分布在细胞核中，RNA只分布在细胞质中 答案：A 解析：用人的口腔上皮细胞观察DNA和RNA的分布时，使用甲基绿吡罗红混合液染色，细胞内细胞核被染成绿色，细胞质被染成红色，因此细胞内染成绿色的面积小于染成红色的面积，故A项正确。用洋葱鳞片叶内表皮细胞观察DNA和RNA的分布时，可观察到细胞核呈现绿色，其余部分主要呈现红色，也有少数区域呈现绿色，故B项错误。细菌和蓝藻是原核生物，没有以核膜为界限的细胞核，实验现象不明显，观察结果与真核生物的也不相同，故C项错误。实验证明，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，故D项错误。
随堂普查练 3Ⅱ
1．(2024河北模拟，6分)在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，正确的操作顺序是( )
①染色 ②水解 ③冲洗涂片 ④取口腔上皮细胞制片 ⑤观察
A．④①②③⑤ B．④②①③⑤ C．④⑤①③② D．④②③①⑤ 答案：D
2024版高中生物一轮教案考点普查(全国版)-上第3课-核酸
