1、第第 3 课时课时 核酸的结构和功能核酸的结构和功能 学习目标 1.说出核酸的种类和结构。2.简述 DNA 和 RNA 在细胞中的分布和功能。 一一、核酸的种类和结构核酸的种类和结构 1.种类 脱氧核糖核酸DNA 核糖核酸RNA 2.核酸的基本组成单位核苷酸 (1)组成： 一分子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和核糖核苷酸。 脱氧核糖核苷酸：构成 DNA 的基本单位，如图： 核糖核苷酸：构成 RNA 的基本单位，如图： 3.核酸的构成 (1)核酸的结构层次 (2)核酸的形成 每个核酸分子是由几十个乃至
2、上亿个核苷酸连接而成的长链。 一般来说，DNA 由两条脱氧核苷酸链构成，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，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内 侧。 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
3、多样性？多样性的原因是什么？ 答案 具有多样性。核苷酸种类、数目不同和排列顺序多样。 1.下列有关概念图的叙述，正确的是( ) 糖 磷酸 DNA A.表示的碱基有 5 种 B.表示的是核糖 C.表示脱氧核糖核苷酸 D.表示核糖核苷酸 答案 C 解析 题图表示 DNA 的组成情况，所以表示的碱基有 4 种，表示脱氧核糖，表示脱 氧核糖核苷酸。 2.关于双链 DNA 分子结构的叙述，不正确的是( ) A.一般都含有 4 种脱氧核苷酸 B.碱基之间的化学键是氢键 C.脱氧核糖和磷酸交替连接排列在内侧，构成基本骨架 D.由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构 答案 C 解析 DNA 的基本组成单
4、位是 4 种脱氧核苷酸；成对的碱基之间通过氢键配对；脱氧核糖 和磷酸交替连接排列在外侧， 构成基本骨架； 由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋 结构。 二二、核酸的分布和功能核酸的分布和功能 1.核酸的分布及信息储存 (1)分布：DNA 主要集中在细胞核内，线粒体、叶绿体内也含有少量的 DNA，RNA 主要分 布在细胞质中。 (2)遗传信息的储存 绝大多数生物的遗传信息储存在 DNA 分子中。 少数病毒的遗传信息储存在 RNA 中，如禽流感病毒、HIV、SARS 病毒等。 2.核酸的多样性及功能体现 (1)多样性原因：DNA 分子的 4 种脱氧核苷酸分子的排列顺序多种多样。 (2)功能体现
5、 DNA 分子上的许多片断携带着不同的遗传信息，控制着生物体的形态、生理和行为等多 种性状的表达。 DNA 分子通过精确的自我复制，为生物将其特性遗传给下一代提供了分子基础。 总之：核酸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。 1.完成下面 DNA 和 RNA 的比较表，探讨二者的区别。 项目 DNA RNA 基本单位 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 含氮碱基 A、C、G、T A、C、G、U 五碳糖 脱氧核糖 核糖 一般结构 两条脱氧核苷酸链 一条核糖核苷酸链 真核细胞中的存在部位 主要在细胞核中 主要在细胞质中 2.研究表明，细胞生物中同时含有
6、DNA 和 RNA，其中 DNA 是遗传物质。乙肝病毒只含有 DNA，艾滋病病毒只含有 RNA。这说明不同生物含有的核酸种类有差异，据此填写下表： 生物类别 碱基种类 核苷酸种类 大肠杆菌和人 A、G、C、T、U 8 乙肝病毒 A、G、C、T 4 艾滋病病毒 A、G、C、U 4 3.在生命活动中，艾滋病病毒的遗传物质在彻底水解后，得到的化学物质是 ( ) A.脱氧核糖、碱基、磷酸 B.氨基酸、葡萄糖、碱基 C.氨基酸、核苷酸、葡萄糖 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
7、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。 4.如图是 DNA 和 RNA 组成的结构示意图，下列有关说法正确的是( ) A.甲型 H7N9 流感病毒有 5 种碱基和 8 种核苷酸 B.主要存在于硝化细菌的拟核中的核酸由 5 种碱基构成 C.病毒中也有上述两种核酸 D.DNA 彻底水解得到的产物中有脱氧核糖，而没有核糖 答案 D 解析 甲型 H7N9 流感病毒为 RNA 病毒，含有 A、G、C、U 4 种碱基和 4 种核苷
8、酸，A 项 错误；主要存在于硝化细菌拟核中的核酸为 DNA，含有 A、G、C、T 4 种碱基，B 项错误； 病毒只有一种核酸，是 DNA 或 RNA，C 项错误；DNA 中含有的五碳糖为脱氧核糖，不是 核糖，D 项正确。 归纳提升 生物含有的核酸和遗传物质总结 生物类群 含有的 核酸 遗传 物质 含有的碱 基种类 含有的核 苷酸种类 举例 细胞生物 DNA 和 RNA DNA 5 8 大肠杆菌、酵母 菌、人类 病毒 DNA 病毒 DNA DNA 4 4 T2噬菌体、乙肝 病毒 RNA 病毒 RNA RNA 4 4 HIV、SARS 病毒 1.下列叙述，正确的打“”，错误的打“”。 (1)细菌和
9、病毒的遗传物质都是 DNA( ) (2)DNA 和 RNA 都能携带遗传信息( ) (3)DNA 与 RNA 的不同只体现在含氮碱基种类不同( ) (4)DNA 分子的多样性取决于碱基排列顺序的多样性( ) (5)病毒含有 2 种核酸，5 种含氮碱基( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 2.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
10、D.若由 b 构成的核酸能存在于病毒内，则 b 一定为核糖核苷酸 答案 C 解析 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： 脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。脱氧核糖核苷酸是组成 DNA 的基本单位，其特有的成分是 脱氧核糖和胸腺嘧啶。 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。 病毒体内只含有 DNA 或 RNA。 3.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，线粒体和叶绿体中含有少量的 DNA 和 RNA。 4.
11、下列有关核酸的叙述，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。 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 的 ， 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 是_，是_，是_，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_；图中是 _，是_。 答案 (1)两 脱氧核糖核苷酸 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； 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。