1、第 3 节 遗传信息的携带者核酸一、核酸的种类、功能和分子组成1.种类：一类是脱氧核糖核酸，简称 DNA；另一类是核糖核酸，简称 RNA。2.功能(1)细胞内携带遗传信息的物质。(2)在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。3.核酸是由核苷酸连接而成的长链(1)核酸的组成元素只有 C、H 、O 、N、P 五种。(2)核酸的基本组成单位核苷酸一个核苷酸由一分子五碳糖、一分子含氮碱基和一分子磷酸组成，其连接方式如图所示。五碳糖：核糖、脱氧核糖。含氮碱基：A(腺嘌呤) 、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶) 、T(胸腺嘧啶 )、U(尿嘧啶) 。分类依据碱基，脱氧核苷酸和核糖核苷酸各分为 4
2、 种。(3)核酸的形成核酸中的核苷酸相连的方式如图所示：在绝 大 多 数 生 物 体 的 细 胞 中 ， DNA 由 两 条 脱 氧 核 苷 酸 链 构 成 ， RNA 由 一 条 核 糖 核 苷 酸 链 构成 。(4)DNA 和 RNA 的比较比较项目 DNA RNA组成单位无机酸 磷酸五碳糖 脱氧核糖 核糖特有 T 特有 U组成含氮碱基共有 A、G、C分布真核细胞的 DNA 主要分布在细胞核中，其次是线粒体、叶绿体中；原核细胞的 DNA 分布在拟核中主要分布在细胞质中功能 遗传物质遗传物质(某些病毒)，传递遗传信息，催化作用(某些酶)等巧记 DNA 和 RNA 的区别的口诀两种核酸有异同，
3、腺鸟胞磷(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、磷酸) 能共用。RNA 有尿嘧啶，还有核糖在其中；DNA 中含有胸(胸腺嘧啶) ，脱氧核糖是特征。(1)每一分子的核酸中都含有一分子五碳糖、一分子磷酸和一分子碱基( )(2)核酸的主要组成元素是 C、H 、O 、N，有的含有 P( )(3)脱氧核糖是完全不含氧元素的五碳糖( )(4)DNA 与 RNA 的不同只体现在含氮碱基种类不同( )(5)一种病毒含有 2 种核酸，5 种含氮碱基( )答案 (1) (2) (3) (4) (5)1.核酸初步水解和彻底水解的产物分别是什么？提示 核酸初步水解和彻底水解的产物不同物质 初步水解的产物 彻底水解的产物DNA 脱氧
4、核苷酸 磷酸、脱氧核糖和碱基RNA 核糖核苷酸 磷酸、核糖和碱基2.研究表明，大肠杆菌中同时含有 DNA 和 RNA，乙肝病毒只含有 DNA，艾滋病病毒只含有 RNA，那么这三种生物中含有的碱基种类和核苷酸种类各有几种？提示生物类别 碱基种类 核苷酸种类大肠杆菌 5 8乙肝病毒 4 4艾滋病病毒 4 4关键点拨 碱基种类、核苷酸种类与生物种类的关系(1)在只有 DNA 或 RNA 的生物中(病毒) ：4 种碱基磷酸1 种五碳糖A、G 、T、C 脱氧核糖或 或 4()()U苷、 、 、 核核(2)在同时含有 DNA 和 RNA 的生物中(细胞生物) ：5 种碱基磷酸2 种五碳糖A、G 、T、C
5、脱氧核糖8U苷、 、 、 核核二、观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布实验1.实验原理(1)甲基绿使 DNA 呈现绿色，吡罗红使 RNA 呈现红色。(2)盐酸的作用：能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞 ，同时使染色质中的DNA 与蛋白质分离，有利于 DNA 与染色剂结合。2.实验步骤3.实验结果细胞核呈现绿色，细胞质呈现红色。4.实验结论真核细胞的 DNA 主要分布在细胞核中，RNA 主要分布在细胞质中。关键点拨 实验操作中需注意的事项(1)在载玻片上滴加 0.9%的生理盐水，而不是蒸馏水，目的是保持口腔上皮细胞的形态。(2)取口腔上皮细胞时必须漱口，防止混有食物碎屑。(3)载玻片
6、烘干时，要在酒精灯火焰上来回移动，防止载玻片因受热不均匀而破裂，烘干使细胞固定在载玻片上。(4)用蒸馏水的缓水流冲洗，目的是防止细胞被水流冲走。(5)甲基绿吡罗红染色剂配制要用蒸馏水。(6)甲基绿吡罗红染色剂需混合使用。结合“观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布 ”实验过程，分析回答下列问题：(1)在“观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布”实验中，将盛有盐酸和载玻片的小烧杯放在大烧杯中保温 5 min。水浴加热的优点是_；保温的时间过短会_，过长则会_。(2)为什么要先加盐酸？_ 。(3)在换用高倍镜前应先移动_，将目标移至视野中央；换用高倍镜后，视野将变_，调节方法是_。(4)本实验
7、的结论：_ 。提示 (1)使受热均匀 水解不彻底，染色不充分 水解过度，不易制片观察(2)先加盐酸是为了水解，改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA 与蛋白质分离，有利于 DNA 与染色剂结合(3)装片 暗 使用较大光圈和凹面镜(4)真核细胞的 DNA 主要分布在细胞核中，RNA 主要分布在细胞质中1.(2019开封高一上学期期中) 下列核苷酸不可能属于 DNA 初步水解产物的是( )答案 B解析 图 B 为尿嘧啶核糖核苷酸，是组成 RNA 的原料，不可能是 DNA 的初步水解产物。2.如图为 DNA 和 RNA 化学成分的比较概念图，图中阴影部分表示( )A.脱氧核糖
8、、鸟嘌呤、腺嘌呤、磷酸B.胸腺嘧啶、腺嘌呤、磷酸C.核糖、脱氧核糖、磷酸D.胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤、磷酸答案 D解析 分析图形可知阴影部分是 DNA 和 RNA 共同含有的，DNA 中含有的是脱氧核糖，RNA 中含有的是核糖，A、C 错误；胸腺嘧啶是 DNA 特有的碱基，B 错误；胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤和磷酸是 DNA 和 RNA 共同含有的，D 正确。3.(2018哈尔滨四校联考高一上学期质检) 在“观察 DNA 和 RNA 在细胞中分布”的实验中，下列说法正确的是( )A.用高倍显微镜可以比较清楚地看到呈绿色的 DNA 分子和呈红色的 RNA 分子B.用 8%盐酸的目的之一是使 DNA 与
9、蛋白质分离并使 DNA 水解，使之更易染色C.酒精灯烘干载玻片，可迅速杀死细胞D.染色时一般是先用甲基绿染液，再用吡罗红染液答案 C解析 酒精灯烘干载玻片，可迅速杀死细胞，C 项正确。4.(2018开封高一上学期调研) 某同学以新鲜洋葱鳞片叶白色内表皮为材料，经不同处理和染色剂染色，用高倍镜观察。下列有关描述正确的是( )A.经吡罗红甲基绿染色剂染色，可观察到红色的细胞核的部分B.吡罗红和甲基绿两种染色剂对 DNA 和 RNA 的亲和力不同，从而显示 DNA 和 RNA 在细胞中的分布C.经吡罗红甲基绿染色剂染色，可观察到绿色的细胞质的部分D.经苏丹染液染色，可以观察到橘黄色颗粒状的蛋白质答案
10、 B解析 甲基绿和吡罗红两种染色剂对 DNA 和 RNA 的亲和力不同，甲基绿能将 DNA 染成绿色，而 DNA 主要分布在细胞核中，所以可观察到绿色的细胞核，A 项错误；吡罗红能将 RNA 染成红色，而 RNA 主要分布在细胞质中，所以可观察到红色的细胞质，C 项错误；苏丹染液可将脂肪染成红色，蛋白质用双缩脲试剂检测，D 项错误。5.(2018泰安高一检测)如图为大肠杆菌 DNA 分子结构的一条脱氧核苷酸长链，请据图回答下列问题：(1)图中的 a 表示_，b 表示_，a、b、c 结合在一起的结构叫 _。c有_种。(2)此图若为艾滋病病毒的核酸，c 有哪几种？_。答案 (1)磷酸 脱氧核糖 脱
11、氧核苷酸 4(2)A、G、C、U解析 (1)图中 a 表示磷酸、b 表示脱氧核糖、c 表示碱基，有 4 种，即A、T、G、C。a、b 和 c 结合在一起构成脱氧核苷酸。(2)艾滋病病毒的核酸是 RNA，组成RNA 的碱基有 4 种，即 A、U 、G、C。题组一 核酸的分子组成和功能1.(2019太原高一检测)如图表示生物体内核苷酸的模式图，下列说法正确的是( )A.DNA 和 RNA 的不同点只在 b 方面B.DNA 和 RNA 中的 a 表示的含义不同C.DNA 中特有的 c 为 TD.人体内的 c 有 4 种，b 有 2 种答案 C解析 图中 a 为磷酸，b 为五碳糖、c 为含氮碱基。DN
12、A 和 RNA 的不同体现在五碳糖和含氮碱基两方面，A 错误；DNA 和 RNA 中的磷酸相同，B 错误；DNA 中特有的碱基为T，C 正确；人体内的碱基有 5 种，五碳糖有 2 种，D 错误。2.(2018承德期末)构成 DNA 分子的四种脱氧核苷酸的不同取决于( )A.五碳糖的不同 B.碱基的种类C.磷酸分子的多少 D.碱基对的排列顺序答案 B解析 核酸根据五碳糖的不同分为 DNA 和 RNA，DNA 的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，根据碱基不同，脱氧核糖核苷酸可分为 4 种。故构成 DNA 分子的 4 种脱氧核苷酸的不同取决于碱基的种类。3.(2018石家庄高一检测)烟草花叶病毒的遗传物
13、质 (RNA)彻底水解后得到了 a、b、c 三种化合物，T 2 噬菌体的遗传物质(DNA)彻底水解后得到了 a、b、d 三种化合物。c、d 两种化合物分别指的是( )A.尿嘧啶、胸腺嘧啶B.胸腺嘧啶、尿嘧啶C.核糖、脱氧核糖D.尿嘧啶、腺嘌呤答案 C解析 烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA，T 2噬菌体的遗传物质是 DNA。RNA 彻底水解产生磷酸、核糖、含氮碱基；DNA 彻底水解产生磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。故 c、d 分别指核糖和脱氧核糖。4.(2019长沙高一检测)下列说法正确的是 ( )A.叶肉细胞中碱基、核苷酸和五碳糖的种类分别是 5 种、8 种和 2 种B.大肠杆菌细胞中含有碱基 A
14、、T、G 、C 的核苷酸共 4 种C.组成核酸的基本单位是核糖核苷酸D.DNA 与 RNA 的不同点只在于五碳糖和碱基的不同答案 A解析 叶肉细胞为真核细胞，既含有 DNA 又含有 RNA，其中碱基、核苷酸和五碳糖的种类分别是 5 种、8 种和 2 种，A 正确；大肠杆菌细胞中既含有 DNA，又含有 RNA，故含有碱基 A、T、G、C 的核苷酸共 7 种，B 错误；组成核酸的基本单位是核苷酸，C 错误；DNA 与 RNA 的不同点除了五碳糖和碱基的不同外，还有结构的不同，DNA 一般是双链，RNA 一般是单链，D 错误。5.如图是 DNA 和 RNA 组成的结构示意图，下列有关说法正确的是(
15、)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.病毒可以同时具有上述两种核酸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；一种病毒只有一种核酸，即 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。6.(2018湖北普通高中联考)下列叙述不是核酸的生理功能的是( )A.作为遗传
16、信息的载体存在于细胞中B.是生物的遗传物质C.是生物体生命活动的主要承担者D.对生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成有极其重要的作用答案 C解析 核酸是细胞内携带遗传信息的物质，对生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成有极其重要的作用，A、B、D 不符合题意。生物体生命活动的主要承担者是蛋白质，C 符合题意。题组二 实验：观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布7.(2018福建厦门期末)下列关于 “观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布 ”实验的叙述，正确的是( )A.盐酸处理后的细胞，仍然具有活性，需要进一步将载玻片烘干B.盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞C.该实验用口腔上皮
17、细胞而不用叶肉细胞，是因为叶肉细胞中不含 RNAD.显微镜下观察到的绿色出现在细胞核中，说明 RNA 主要分布于细胞核中答案 B解析 盐酸处理后的细胞已死亡，A 错误；盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，B 正确；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叶绿体，影响实验现象的观察，C 错误；显微镜下观察到的绿色出现在细胞核中，说明 DNA 主要分布于细胞核中，D 错误。8.(2018安徽师大附中高一上学期期中) “观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布”实验中，正确的实验步骤是( )A.取口腔上皮细胞制片冲洗 水解染色观察B.取口腔上皮细胞制片水解 冲洗染色观察C
18、.取口腔上皮细胞制片染色 冲洗水解观察D.取口腔上皮细胞制片水解 染色冲洗观察答案 B解析 “观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布”实验中，第一步是取材制片：一般选择易获取的口腔上皮细胞；第二步是水解：用盐酸处理使口腔上皮细胞膜通透性增大，同时使染色质中的 DNA 和蛋白质分离；第三步是冲洗：洗去盐酸；第四步是染色：用甲基绿吡罗红染色剂染色；第五步是观察：先用低倍镜观察，再用高倍镜观察。9.(2018河南南阳一中高一上期中) 下列有关“观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布”实验的说法，错误的是( )A.质量分数为 0.9%的 NaCl 溶液可用来维持细胞的形态B.涂有口腔上皮细胞的载玻
19、片用质量分数为 8%的盐酸水解后，立即用染色剂染色C.染色后，需选择染色均匀、色泽浅的区域进行观察D.最终观察到的结果是细胞核区域被染成绿色，细胞质区域被染成红色答案 B解析 将载玻片用 8%的盐酸水解后，要用蒸馏水的缓水流冲洗 10 s，用吸水纸吸去载玻片上的水分后再染色，故 B 项错误。10.如图所示为紫色洋葱的示意图，其管状叶为绿色，其鳞片叶就是我们常食用的部分。紫色洋葱中，最适合用作观察 DNA 和 RNA 在细胞中分布的实验材料的是( )A.鳞片叶外表皮细胞 B.鳞片叶内表皮细胞C.管状叶的叶肉细胞 D.叶片内的导管细胞答案 B解析 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞呈现深紫色、管状叶的叶肉细
20、胞呈现绿色，有色素干扰，二者均不适合作实验材料；导管细胞为死细胞，不适合作实验材料，故本题选 B。11.(2018湖南长郡中学月考) 由 1 分子磷酸、1 分子碱基 m 和 1 分子化合物 a 构成了化合物b，如图所示，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.在禽流感病毒、幽门螺杆菌体内 b 均有 4 种C.若 m 为尿嘧啶，则 DNA 中肯定不含 b 这种化合物D.若 a 为脱氧核糖，则由 b 构成的核酸初步水解得到的化合物最多有 8 种答案 C解析 若 m 为腺嘌呤，因为 a 可能是核糖也可能是脱氧核糖，故 b 可能是腺嘌呤脱氧核苷酸，也可能是腺嘌呤核
21、糖核苷酸，A 错误。禽流感病毒的遗传物质是 RNA，因此禽流感病毒体内 b 有 4 种；幽门螺杆菌是原核生物，体内既有 DNA 又有 RNA，因此幽门螺杆菌体内 b 有 8 种，B 错误。若 m 为尿嘧啶，则 b 为尿嘧啶核糖核苷酸，为组成 RNA 的核苷酸之一，DNA 中肯定不含有，C 正确。若 a 为脱氧核糖，则由 b 构成的核酸是 DNA，其初步水解得到的化合物是 4 种脱氧核苷酸，D 错误。12.(2019北京朝阳区高二期末) 如图为人体内两种重要化合物 A 与 B 的化学组成关系，下列相关叙述正确的是( )A.a 的种类约有 20 种，b 的种类有 8 种B.a 的结构中都只含有一个
22、“NH 2”和一个“COOH”C.B 是人类的遗传物质D.A 的种类在神经细胞与表皮细胞中相同，B 则不同答案 C解析 分析题图可知，图中 a 是氨基酸，组成生物体蛋白质的氨基酸约有 20 种；b 为脱氧核苷酸，其种类有 4 种，A 错误； a 的结构中至少含有一个 “NH2”和一个“COOH”，B 错误；B 是脱氧核糖核酸，是人类的遗传物质，C 正确；A 是蛋白质，由于细胞分化，其种类在神经细胞与表皮细胞中不完全相同，但在神经细胞与表皮细胞中脱氧核糖核酸相同，D 错误。13.如图所示为两类核酸物质结构的一部分，请回答：(1)甲为_分子，乙为_ 分子，二者的共同功能是_。(2)分析图中两种结构
23、，甲和乙的区别：在结构上的区别是_；在组成上的不同是_。(3)从物质组成上看，甲的单体是_，有_种；乙的单体是 _，有_种。答案 (1)脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA) 携带遗传信息，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用(2)DNA 一般是双链，RNA 一般是单链 DNA 含有胸腺嘧啶 (T)和脱氧核糖，而 RNA 含有尿嘧啶(U)和核糖(3)脱氧核苷酸 4 核糖核苷酸 414.下图是某核苷酸(图 1)与核苷酸链(图 2)示意图，据图回答下列问题：(1)图 1 的化合物名称是_，是组成_ 的基本单位之一。(2)图 2 所示 2、3、4 的名称分别是_、_ 、_。
24、(3)此结构中的核酸与另一种核酸相比较，其特有的碱基的中文名称是_。答案 (1)胞嘧啶脱氧核糖核苷酸 脱氧核糖核酸(DNA)(2)腺嘌呤 脱氧核糖 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸(3)胸腺嘧啶解析 (1)图 1 中的碱基为胞嘧啶，五碳糖为脱氧核糖，所以为胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，是组成 DNA 的基本单位之一。(2)图 2 中的 1、2、3 为组成 DNA 的三个小分子，分别是磷酸、腺嘌呤、脱氧核糖，4 为三者构成的腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。(3)与另外一种核酸 RNA 相比较，DNA 中特有的碱基是胸腺嘧啶。15.(2019保定望都中学高一期末) 完成观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布的实验。(1)实验
25、原理：甲基绿使 DNA 呈现_；吡罗红使 RNA 呈现_。(2)实验步骤制作装片：取洁净载玻片滴一滴质量分数为_溶液刮取口腔上皮细胞在载玻片液滴中涂片烘干载玻片。水解：将烘干载玻片放入盛有 30 mL 质量分数为_的小烧杯中把小烧杯放入盛有 30 温水的大烧杯中保温解离 5 min。冲洗涂片，用_的缓水流冲洗载玻片 10 s。染色：用吸水纸吸去载玻片上的水分在载玻片上滴两滴_，染色 5 min吸去多余染色剂盖上盖玻片。(3)观察结论：真核细胞中 DNA 主要分布在_中；RNA 主要分布在_中。答案 (1)绿色 红色(2)0.9% 的 NaCl 8%的盐酸 蒸馏水 吡罗红甲基绿染色剂(3)细胞核 细胞质解析 (1)实验原理是甲基绿和吡罗红两种染色剂与 DNA、RNA 的亲和力不同，甲基绿使DNA 呈现绿色，吡罗红使 RNA 呈现红色。(2)口腔上皮细胞是动物细胞，为了保持细胞的正常形态，应将其放置于 0.9%的 NaCl 溶液中；水解用的是 8%的盐酸溶液；水解后，需要用蒸馏水的缓水流冲洗掉载玻片上的盐酸溶液；染色时，用吡罗红甲基绿染色剂进行染色。(3)最后观察到的实验现象是：细胞核显绿色、细胞质显红色，说明 DNA 主要分布于细胞核中，而 RNA 主要分布于细胞质中。
