学年高中生物 223 核酸的结构和功能课时作业 苏教版必修1.docx
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学年高中生物223核酸的结构和功能课时作业苏教版必修1
第3课时核酸的结构和功能
目标导航
1.结合教材P19~20,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P19~20)
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。
①脱氧核苷酸:
构成DNA的基本单位,如图:
②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
①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。
②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。
③RNA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
DNA
RNA
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(A—T,G—C)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
DNA
RNA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DNA
DNA
常见的病毒体内含有DNA或RNA
大多数
噬菌体
只含有RNA
RNA
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
DNA
RNA
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RNA
DNA
A、G、C、T、U
8种
病毒
只含DNA
DNA
A、G、C、T
4种
只含RNA
RNA
A、G、C、U
4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 C
1.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 B
2.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( )
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.①③④⑤B.①②④⑥
C.②③④⑤D.②③④⑥
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①是________________,②是__________________,③是_________________,④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②是________,④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RNAB.糖原和DNA
C.淀粉和RNAD.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.NB.P
C.SD.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( )
①淀粉 ②葡萄糖 ③脂肪 ④磷脂 ⑤蛋白质
⑥核酸
A.①④⑤B.③④⑤
C.④⑤⑥D.②④⑤
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 A
7.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②方面
B.人体内的②只有一种
C.③在生物体中共有8种
D.人体内的③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②五碳糖和③碱基两方面;②五碳糖有核糖和脱氧核糖之分,③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Ⅲ
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
③
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.①B.②
C.③D.④
答案 C
解析 列表中编号①所述内容中脂肪的组成单位是甘油和脂肪酸,故A不正确;②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;③中各项内容均正确;④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)A T C G
(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、U 7 4
(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( )
①核酸 ②多肽 ③淀粉
A.①②B.②③
C.①③D.①②③
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。
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