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第四章 第三节 核酸
榆次一中 李金虎
【学习目标】
1．了解核糖、脱氧核糖核酸的组成、结构特点和生理功能。
2．了解核糖、脱氧核糖核酸对生命遗传的意义。
【素养目标】
1．通过从结构角度认识核酸分子的形成过程及水解过程，了解DNA分子中基本结构单元之间的连接方
式，，形成对DNA双螺旋空间结构的整体认知，通过借助宏观实物模型认识生物大分子微观结构。培养
学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。
2．通过认识人工合成核酸的意义，体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用，体会核酸对生命遗
传的意义。培养学生“科学态度与社会责任”的学科素养。
必备知识与关键能力
知识点一：核酸的水解
核酸是一种生物大分子，实验表明，核酸可以发生水解反应，核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合
物。核苷酸进一步水解得到磷酸和核苷，核苷继续水解得到戊糖和碱基。
核酸的水解：
典例1．有关核酸的叙述正确的是( )
A．核酸对生物体的生长繁殖、遗传变异等起着决定性作用，是生命活动的控制者，大量存在于细胞
核中
B．核酸指挥控制着蛋白质的合成，细胞的分裂，主要存在于细胞质中
C．生物体遗传信息的载体DNA，大量存在于细胞核中，决定蛋白质的合成
D．生物体遗传信息的载体RNA，大量存在于细胞质中，控制蛋白质的合成
【答案】C【解析】A．RNA主要存在于细胞质中，DNA大量存在于细胞核中，A错误；B．RNA主要存在于细胞质
中，根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成，B错误；C．DNA大量存在于细胞核中，是生物体遗
传信息的载体，决定蛋白质的合成，C正确；D．生物体遗传信息的载体是DNA，D错误。
典例2．2020年的春节期间，新冠病毒肆虐。因为核酸是生命的基础物质，是病毒的“身份证”，所以患
者的确诊需要病毒的核酸检验。以下关于核酸的论述正确的是( )
A．核酸是核蛋白的非蛋白部分，也是由氨基酸残基组成的
B．核酸水解产物中含有磷酸、葡萄糖和碱基
C．核酸、核苷酸都是高分子
D．核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类，对蛋白质的合成和生物遗传起重要作用
【答案】D
【解析】核酸是由磷酸、戊糖和碱基通过一定的方式结合而成的，故A错误；核酸水解的最终产物是磷
酸、戊糖和碱基，故B错误；核酸是高分子，但核苷酸不是高分子，故C错误；核酸有核糖核酸和脱氧核
糖核酸两类，分别是RNA和DNA，它们共同对蛋白质的合成和生物遗传起到重要作用，故D正确。
知识点二：核酸的组成和分类
1．组成
核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子。其中的戊糖是核糖或脱氧核
糖，它们均以环状结构存在于核酸中，对应的核酸分别是核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。转化关
系如图所示：
(1)戊糖：分为核糖和脱氧核糖
戊糖结构简式
(2)碱基
碱基是具有碱性的杂环有机化合物，RNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶(分别用
字母A、G、C、U表示)；DNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶(用字母T表示)。结
构简式分别可表示为：
腺嘌呤(A)： ， 鸟嘌呤(G)： ， 胞嘧啶(C)： ，尿嘧啶(U)： ， 胸腺嘧啶(T)：
2．核酸的类别及其比较
类别 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA)
二者主要差异在于戊糖的不同
组成
差异
脱氧核糖 核糖
存在 主要存在于细胞核中 主要存在于细胞质中
生理 生物体遗传信息的载体，还指挥着蛋白质的合 根据DNA提供的信息控制体内
功能 成、细胞的分裂和制造新的细胞 蛋白质的合成
典例3．组成DNA的结构的基本成分是( )
①核糖 ②脱氧核糖 ③磷酸 ④腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶 ⑤胸腺嘧啶 ⑥尿嘧啶
A．①③④⑤ B．①②④⑥ C．②③④⑤ D．②③④⑥
【答案】C
【解析】DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，脱氧核糖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，含氮碱基有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)四种。
典例4．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(RNA)的结构片段示意图如下，
它在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．核酸也可能通过人工合成的方法得到
B．酶是有机化合物，催化活性与温度有关
C．该核酸水解生成的碱基中含有氮元素
D．该核酸完全水解生成的酸是HPO
3 3
【答案】D
【解析】采用有机合成反应或酶促合成反应可进行核酸大分子的合成，A正确；酶的本质是有机物，绝大
多数是蛋白质，极少数是RNA，RNA也是有机物，酶催化活性与温度有关，B正确；碱基是形成核苷的含氮化合物，所以该核酸水解生成的碱基中含有氮元素，C正确；从图中可分析，该核酸完全水解生成的
酸是HPO ，D错误。
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知识点三：核酸的结构
(1)DNA分子：由两条多聚核苷酸链组成，两条链平行盘绕，形成双螺旋结构；每条链中的脱氧核糖
和磷酸交替连接，排列在外侧，碱基排列在内侧；两条链上的碱基通过氢键作用结合成碱基对，腺嘌呤与
胸腺嘧啶配对，鸟嘌呤与胞嘧啶配对，遵循碱基互补配对原则。
(2)RNA分子：与DNA类似，RNA也是以核苷酸为基本构成单位，其中的戊糖由核糖替代了脱氧核
糖、碱基由尿嘧啶替代了胸腺嘧啶，RNA分子一般成单链状结构，比DNA分子小得多。
知识点四：核酸的生物功能
1．DNA分子的生物功能
DNA分子上有许多基因，决定了生物体的一系列性状。在细胞繁殖分裂过程中，会发生DNA分子的
复制。亲代DNA分子的两条链解开后作为母链模板，在酶的作用下，利用游离的核苷酸各自合成一段与
母链互补的子链，最后形成两个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子，使核酸携带的遗传信息通过
DNA复制被精确地传递给下一代，并通过控制蛋白质的合成来影响生物体特定性状的发生和发育。
2．RNA的生物功能
RNA则主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。
知识点五：成就及研究意义
1．我国在核酸的研究中取得的成绩
(1)1981年，我国科学家采用有机合成与酶促合成相结合的方法，人工合成了具有生物活性的核酸分
子——酵母丙氨酸转移核糖核酸。
(2)1999年，我国参与了人类基因组计划，成为参与该项计划的唯一发展中国家。
(3)2002年，我国科学家完成了水稻基因组图谱的绘制。2．对核酸的结构和生物功能研究的意义
使人们深入认识生命活动规律，更好地利用生物资源，有助于提高疾病诊断和治疗水平，促进医学、
农业等的发展。
核心价值与学科素养
【知识结构化】核酸组成
、
典例5．冠状病毒(如图)由蛋白质和核酸组成,核酸由核苷酸组成。核苷酸的单体由五碳糖、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化合物
B．NaClO 溶液用作消毒剂,是因为 NaClO 能使病毒蛋白变性
C．蛋白质中含C、H、O、N 等元素
D．五碳糖(C H O)与葡萄糖互为同系物
5 10 5
【答案】D【解析】蛋白质是由氨基酸脱水缩聚而成的,而所有的聚合物都是属于高分子化合物,核酸是由许多核苷酸
聚合成的生物大分子化合物,故A正确;NaClO溶液用作消毒剂,是因为NaClO具有强氧化性,能使病毒蛋白变
性,故B正确;蛋白质的组成元素有C、H、O、N,有的还有P、S等,故C正确;同系物分子间相差n个CH,五
2
碳糖(C H O)与葡萄糖(C H O)组成相差1个CHO,不符合同系物的定义,故D错误。
5 10 5 6 12 6 2
典例6．DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要作用，从案发现场提取DNA样品，可为案件侦破提供证
据，其中的生物学原理是( )
A．不同人体内的DNA所含的碱基种类不同
B．不同人体内的DNA所含的五碳糖和磷酸不同
C．不同人体内的DNA的空间结构不同
D．不同人体内的DNA所含的脱氧核苷酸排列顺序不同
【答案】D
【解析】DNA是由4种脱氧核苷酸构成的，DNA所含的脱氧核苷酸排列顺序就是遗传信息，不同人体内
的遗传信息不同。
典例7．新冠疫情的蔓延对全球公众健康构成了严重威胁，根据当前疫情防控需要，为适龄人群开展新型
冠状病毒疫苗接种是最有效的保护途径之一，下列有关说法不正确的是( )
A．接种疫苗的部位涂抹碘酒消毒，人体表面的细菌蛋白质会发生盐析
B．用于检查是否感染病毒的常用方法是进行核酸检测，核酸是一类含磷的生物高分子
C．接种疫苗可使人体产生抗新型冠状病毒的免疫力，可预防感染
D．核酸根据其组成可分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)
【答案】A
【解析】A．碘酒中的溶质、溶剂都可以使细菌、病毒的蛋白质发生变性而失去其生理活性，因而可以防
止病毒感染，保护人体健康，A错误；B．常用核酸检测来检查人是否感染新冠病毒，而核酸是一类含磷
的生物高分子化合物，B正确；C．可以通过接种新冠疫苗来防止人体感染新冠病毒，从而达到预防感染
的目的，C正确；D．根据核酸的组成，可将核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两类，D正
确。
基础过关
【跟踪练习】
1． 对生物体的遗传性、变异性和蛋白质的生物合成具有重要作用的物质是( )
A．氨基酸 B．葡萄糖 C．核酸 D．核苷酸
2． 将用放射性同位素标记的某种物质注入金丝雀体内后，经检测，新产生的细胞的细胞核具有放射性。
注入的物质可能是( )
A．脱氧核糖核苷酸 B．核糖核苷酸 C．脱氧核糖核酸 D．核糖核酸
3． 核酸有两种：含核糖的是核糖核酸(RNA)，含脱氧核糖的是脱氧核糖核酸(DNA)，人类的基因组通过
从细胞核里的DNA向蛋白质的合成机制发出生产蛋白质的指令运作，这些指令通过mRNA传送。核糖是合成核酸的重要原料，常见的两种核糖结构简式：D-核糖 ；戊醛糖(CHOH—
2
CHOH —CHOH —CHOH—CHO)。下列关于核糖的叙述不正确的是( )
A．戊醛糖和D-核糖互为同分异构体
B．它们都能发生酯化反应
C．戊醛糖属于单糖
D．由戊醛糖→脱氧核糖(CHOH—CHOH—CHOH—CH —CHO)可看成是一个氧化过程
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4． 核酸的生物功能
(1)核酸是生物体 的载体，有一定碱基排列顺序的DAN片段含有特定的遗传信息，被称
为 。
(2)DNA与RNA功能
DNA分子_______生物体的一系列性状。RNA参与遗传信息的传递过程。
(3)研究和意义
我国科学家合成了具有生物活性的核酸，参与了_______计划，完成了_______的绘制。对核酸的结构
和生物功能的研究能更好利用生物资源，提高疾病诊断治疗水平，促进医学、农业等的发展。
5． 如图表示与核酸有关的物质或结构,请据图回答下列问题(“[ ]”中填写对应的字母)。
(1)绝大多数生物遗传信息的携带者是[ ]________；与另一类核酸相比，在组成上的区别是后者含有
____________和____________。
(2)d含有氮元素,则在RNA内d共有________种，e共有________种。
(3)f被彻底水解后的产物是_________________(用字母表示)，元素a有_______________。
能力达成
6． 如图为C、H、O、N、P等元素构成大分子物质甲～丙的示意图。
(1)若图中物质甲能与碘液发生反应显蓝色,则单体3为____________，由物质甲生成单体3的化学方程
式为_______________________________。
(2)若图中丁是由蛋白质和核糖核酸组成的细胞器,则单体1为________，单体2为________。
(3)若物质丙可控制物质乙的合成,则物质丙通常为________，物质丙水解得到的糖为________。7． DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要用途。刑侦人员将从案发现场得到的血液、头发样品中提取的
DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行比较就可能为案件的侦破提供证据。
(1)DNA侦破的准确率非常高，原因是绝大多数的生物，其遗传信息储存在 中，而且每个
个体DNA的脱氧核苷酸序列各有特点。
(2)DNA是细胞内携带 的物质，它的信息量非常大。
(3)核酸包括 和 ，其基本组成单元分别是 和 。
8． 如图是关于生物大分子的概念图。
据图回答下列问题：
(1)a的名称为 ；DNA水解得到 种碱基。
(2)c中小麦种子的储能物质是 ；促进人体胃肠蠕动的物质是 。
(3)两个氨基酸发生脱水缩合反应时，产物是 和 ，肽键的结构简式是 。倒卖拉黑，关注更新免费领取，淘宝唯一每月更新店铺:知二教育
