课程信息

 

【本讲教育信息】

一. 教学内容：

第二章 第二节  细胞中的生物大分子

核酸的结构和功能

 

二. 学习内容：

核酸的结构和功能

 

三. 学习目标

   简述核酸的结构和功能

 

四. 学习重点：

知道核酸是细胞中一类重要的生物大分子，它们在储存遗传信息，控制蛋白质的合成。指导和控制着生物体的形态、生理和行为等多种性状的表达和变化。DNA分子通过精细准确的自我复制，为生物将其特性传递给下一代提供了最基本的分子基础。

 

五. 学习难点

核酸的结构和功能

 

六. 学习过程

1. 核酸的化学组成

（1）主要由C、H、O、N、P五种元素组成

（2）高分子化合物

（3）核酸分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）两类，基本结构单位都是核苷酸

2. 核酸的组成规律

（1）基本组成单位——核苷酸

①核苷酸的化学组成：一分子磷酸基、一分子含N碱基、一分子五碳糖。

②DNA、RNA的含N碱基不同

核苷酸分子示意图

（2）DNA含N碱基：腺嘌呤与胸腺嘧啶的物质的量相等，鸟嘌呤与胞嘧啶的物质的量相等。即A＋G/T＋C=1；并且A=T，G=C

RNA含N碱基不存在上述关系。

（3）脱氧核糖核酸和核糖核酸的异同

类别

DNA

RNA

基本单位

脱氧核糖核苷酸

核糖核苷酸

核苷酸

腺嘌呤脱氧核苷酸

鸟嘌呤脱氧核苷酸

胞嘧啶脱氧核苷酸

胸腺嘧啶脱氧核苷酸

腺嘌呤核糖核苷酸

鸟嘌呤核糖核苷酸

胞嘧啶核糖核苷酸

尿嘧啶核糖核苷酸

碱基

腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）

胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）

腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）

胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）

五碳糖

脱氧核糖

核糖

酸

磷酸

磷酸

（4）组成规律

①DNA：由四种脱氧核苷酸组成：腺嘌呤脱氧核苷酸（A），鸟嘌呤脱氧核苷酸（G），胞嘧啶脱氧核苷酸（C），胸腺嘧啶脱氧核苷酸（T）。通常为双链结构；碱基为A、T、G、C。

②RNA：由四种核苷酸组成：腺嘌呤核苷酸（A），鸟嘌呤核苷酸（G），胞嘧啶核苷酸（C），尿嘧啶核苷酸（U）。通常为单链结构：碱基为A、U、G、C。

3. DNA的分子结构

（1）骨架（主链）：由脱氧核糖和磷酸通过酯键交替连接构成骨架（位于外侧）

（2）碱基对：两条主链对应的脱氧核糖C1上的碱基形成碱基对连接两条主链。

（3）碱基互补配对原则：

    ① 每个碱基对由一个嘌呤碱（双环碱基）和一个嘧啶碱（单环碱基）组成

② 配对碱基：A＝T（可形成2个氢键），G≡C（可形成3个氢键）

③ 大量氢键维持了DNA 的分子的相对稳定性（既稳定又可以解旋）。

4. DNA的空间结构

（1）空间结构为规则的双螺旋结构

（2）平面结构为楼梯形

    楼梯主干：两条主链

    楼梯横档：碱基对

（3）结构描述

“主链磷酸和核糖，交替连接排两旁，含氮碱基作横档，A-T、G-C配成双”。

5. 核酸的分布

（1）DNA主要分布在细胞核中（构成染色质），少量DNA分布在细胞质（如线粒体、叶绿体、质粒）中。

（2）RNA主要分布在细胞质中（如mRNA、tRNA、rRNA）。

6. 核酸的功能：

（1）DNA的功能：DNA分子的4种脱氧核苷酸分子不同的组合或序列构成了成千上万种基因，这些基因编码着不同的遗传信息，指导和控制着生物体的形态、生理和行为等多种性状的表达和变化。同时，DNA分子也通过精细准确的自我复制，为生物将其特性传递给下一代提供了最基本的分子基础。

①绝大多数生物的遗传物质是DNA。

②基因是有遗传效应的DNA片段

（2）RNA的功能：

① 少数非细胞生物的遗传物质。如烟草花叶病毒属RNA病毒

② 在遗传信息的转录和翻译中起重要作用。  

 

【典型例题】                                    

1. 如下图是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配对，即A与T、C与G配对，相互配对的碱基之间由氢键（如图中的结构[9]）相连，叫碱基对，如图中的结构[8]，则图中的其他结构中文名称为：

[1]     ，[2]     ，[3]     ，[4]     ，[5]     ，[6]     ，[7]     ，[8]     。

2. 在DNA分子双螺旋结构中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之间有2个氢键，胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3个氢键，现有四种DNA样品，根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌（生活在高温环境中）的是…………（    ）

    A. 含胸腺嘧啶32％的样品

    B. 含腺嘌呤17％的样品

    C. 含腺嘌呤30％的样品

D. 含胞嘧啶15％的样品

3. 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，新产生的细胞具有放射性的物质主要集中在细胞核。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

4. 下图表示生物体内两大类有机物的组成及功能关系。其中C、D、E都是高分子化合物，A、B是组成它们的基本单位。请据图分析回答：

（1） C、D、E分别是     ，        、         。

（2） A、B分别是       、         ，两种物质中共有的元素是          ，在生物体内，A、B分别有       种和       种；

（3）C物质和D物质在组成和结构上有哪些不同?请说出三点，

a                                                     ，

b                                                    ，

c                                                    。

 

【模拟试题】（答题时间：45分钟）

1. 下列有关核酸的叙述，错误的是：

A. 核酸的基本组成单位是核苷酸

B. 染色体中的核酸是脱氧核糖核酸

C. 人体的遗传物质是DNA和RNA

D. 脱氧核糖核苷酸中的五碳糖分子式是C5H1004

2. 下列哪项是禽流感病毒和“SARS”病毒的共同特征

A. 基本组成物质都是蛋白质和核酸

B. 体内只有核糖体一种细胞器

C. 都能独立地进行各种生命活动

D. 同时具备DNA和RNA两种核酸，变异频率高

3. 鱼体内的遗传物质水解后，只可得到

A. 2种五碳糖             B. 4种脱氧核苷酸

C. 5种含氮碱基           D. 8种核苷酸

4. 下列物质中，其组成成分不是氨基酸的是

A. DNA聚合酶            B. 血浆中的纤维蛋白原

C. 醛固酮                 D. 效应B细胞产生的主要免疫物质

5. 造成红细胞中血红蛋白和肌肉细胞中的肌球蛋白不同的原因中，与下面哪一项是无关的

A. 氨基酸种类和数量不同

B. 氨基酸排列顺序不同

C. 氨基酸之间连接的化学键不同

D. 空间结构不同

6. 病毒甲具有RNA甲和蛋白质甲，病毒乙具有RNA乙和蛋白质乙。若将RNA甲和蛋白质乙组成另一“杂交”病毒丙，并以丙感染寄生细胞，则寄生细胞中新生的病毒具有

A. RNA甲和蛋白质乙     B. RNA甲和蛋白质甲

C. RNA乙和蛋白质乙     D. RNA乙和蛋白质甲

7. 由一分子磷酸、一分子含N碱基和一分子化合物a构成了复杂化合物b，对a和b的准确叙述是

A. a是核糖，b则为核苷酸

B. a是脱氧核糖，b则为核糖核苷酸

C. a是核糖；b则为核糖核苷酸

D. a是五碳糖，b则是核酸

8. 由n个碱基组成的基因，控制合成由一条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均相对分子质量为a，则该蛋白质的相对分子质量最大为

A.             B. -18（-1）

C. na-18（ n-l）     D. -18（一1）

9. 乳酸杆菌的全部遗传信息储存于它的

    A. 细胞核中                       B. 细胞核与细胞质中

    C. DNA和RNA分子中           D. 脱氧核糖核酸分子中

10. 噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了生物的遗传物质是DNA，关键是该实验证明了

    A. P元素只能用来标记DNA

    B. 侵染进入细菌的只是噬菌体的DNA

    C. 蛋白质分子中一般含有S元素

    D. 细菌中具有合成噬菌体蛋白质的核糖体

11. 某动物的一个DNA分子中，腺嘌呤占碱基总数的21％，胞嘧啶有29000个，则该DNA分子中尿嘧啶核苷酸的数目为

    A. 24000个    B. 42000个    C. 21000个    D. 0个

12. 用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制四次。其结果不可能是

A. 含有15N的DNA分子占1/8

    B. 含有14N的DNA分子占7/8 

    C. 复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个

    D. 复制结果共产生16个DNA分子

13. 肺炎双球菌中的S型菌具有多糖类荚膜，R型菌则不具有。下列叙述错误的是

    A. 培养R型活细菌时加S型细菌的多糖类物质，能够产生一些具有荚膜的细菌

    B. S型菌与R型菌的菌落特征不完全相同

    C. S型肺炎双球菌的多糖不仅分布在荚膜，在其细胞壁上也有

    D. 培养R型活细菌时加S型细菌的蛋白质，不能够产生具有荚膜的细菌

14. 下列过程与转录所用原料相同的是

    A. DNA的复制     B. RNA的复制

    C. 逆转录        D. 翻译

15. 下列说法正确的是

    A. 一个基因就是一个DNA分子

    B. 基因只分布在细胞核内的染色体上  

    C. 若基因发生改变，能产生可遗传的变异

    D. DNA分子的两条链上各有一套完全相同的基因

16. 下图表示细胞四种有机物的组成，依据其主要功能，分析完成问题：

（1）A是指    ；E在动物中是指      ，在植物中主要指      。

（2）F是指    ；它是由B脂肪酸和甘油形成的，除此之外，脂质还包括

    和    。

    （3）C是指     ，通式是           ，C形成G过程的反应叫         。

（4）D是指       ，D形成H，H是       。

17.  某科研人员对玉米组织、小白鼠组织、T2噬菌体、乳酸菌、烟草花叶病毒等样品进行化学成分分析，结果忘记了贴标签，请你帮他判断：

（1）仅含有水、DNA、RNA、糖元和蛋白质等成分的生物是           。 

（2）仅含有蛋白质和DNA成分的生物是           。

（3）含有水、DNA、RNA、蛋白质和肽聚糖（糖类与蛋白质结合而成的化合物）等成分的生物是           。

（4）仅含有蛋白质和RNA成分的生物是            。

（5）含有水、DNA、RNA、纤维素和蛋白质等成分的生物是           。

（6）从分析可以看出，以上生物中都含有        ，         两种成分，说明它们在生物体中占有特殊重要的地位。

【试题答案】

1. C；2. A；3. B；4. C；5. C；6. B；7. C；8. D；9. D；10. B；

11. D；12. B；13. A；14. B；15. C；

16. （1）葡萄糖    糖原    淀粉    （2）脂肪   类脂    固醇   

（3）氨基酸       脱水缩合    （4）脱氧核苷酸   DNA

17. （1）小白鼠     （2）T2噬菌体            （3）乳酸菌         （4）烟草花叶病毒 

（5）玉米           （6）蛋白质   核酸。