人教版 (2019)选择性必修3第三节 核酸精品复习练习题

第四章  第三节  核酸

【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

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H3PO3

【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H3PO4，D错误。

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(C5H10O5)与葡萄糖互为同系物

【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CH2,五碳糖(C5H10O5)与葡萄糖(C6H12O6)组成相差1个CH2O,不符合同系物的定义,故D错误。

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。

【跟踪练习】                             基础过关

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

【答案】C

【解析】核酸是生物遗传信息的载体，控制生物体的性状。

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

【答案】A

【解析】根据题意判断，这种物质被用作产生新细胞时合成细胞核内某种成分的原料，所以只能在A、C两项中选择。如果注射的是脱氧核糖核酸，它一般情况下是不能被细胞直接吸收的，如果注射的是脱氧核糖核苷酸，它可以被吸收进细胞，在细胞分裂过程中DNA复制时被用来合成脱氧核糖核酸。

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(CH2OH—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(CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO)可看成是一个氧化过程

【答案】D

【解析】A项，它们的分子式相同，都为C5H10O5，但结构不同，互为同分异构体；B项，D-核糖和戊醛糖分子结构中都有羟基，都能发生酯化反应；C项，戊醛糖不能再水解，属于单糖；D项，戊醛糖(C5H10O5)→脱氧核糖(C5H10O4)少一个氧，应为还原过程。

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。

【答案】(1) 遗传信息     基因  (2)决定   (3) 人类基因组     水稻基因组图谱

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_______________。  

【答案】(1)f　脱氧核糖核酸(DNA)　尿嘧啶　核糖

(2)4　4　

(3)b、c、d　C、H、O、N、P

【解析】(1)绝大多数生物遗传信息的携带者是[f]DNA；与RNA相比，在组成上的区别是RNA含有尿嘧啶和核糖。

(2)d含有氮元素，则d是碱基，则在RNA内d共有4种，e(核糖核苷酸)共有4种。

(3)f(DNA)被彻底水解后的产物是b、c、d(磷酸、戊糖、碱基),而核酸由C、H、O、N、P五种元素组成。

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________。 

【答案】(1)葡萄糖  

(2)氨基酸　核糖核苷酸　

(3)DNA　脱氧核糖

【解析】(1)由题图可知，单体3由C、H、O组成，则可能是某种单糖，物质甲是多糖。若题图中物质甲能与碘液发生反应显蓝色，则甲为淀粉，单体3为葡萄糖。

(2)若题图中丁由核糖核酸和蛋白质构成，根据所含元素可知物质乙为蛋白质，单体1为氨基酸，物质丙为核糖核酸，单体2为核糖核苷酸。

(3)物质丙(DNA)可控制物质乙(蛋白质)的合成，则丙可以表示DNA，水解得到脱氧核糖。

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           。

【答案】(1) DNA   (2)遗传信息  (3) DNA     RNA     脱氧核苷酸     核糖核苷酸

【解析】(1)DNA侦破的准确率非常高，原因是绝大多数的生物，其遗传信息就储存在DNA中，而且每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列(或碱基序列)各有特点。

(2)DNA是细胞内携带遗传信息的物质，DNA具有特异性，每个个体的DNA的碱基序列各不相同，由于脱氧核苷酸的数量不限且排列顺序多样，所以DNA的遗传信息容量非常大。

(3)核酸包括DNA和RNA，其基本组成单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸，分别主要分布于细胞核和细胞质。

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       。

【答案】(1)    核糖核酸     4    (2)     淀粉     纤维素    (3)     H2O     二肽    

【解析】(1)根据戊糖、碱基的不同，核酸分为两大类，即脱氧核糖核酸(简称DNA)与核糖核酸(简称RNA)。a的名称为核糖核酸；DNA水解得到4种碱基。

(2)c为多糖，小麦种子的储能物质淀粉；促进人体胃肠蠕动的物质是纤维素。

(3)两个氨基酸发生脱水缩合反应时，产物是水和二肽，肽键的结构简式是。