生物人教版必修1习题：2.3 遗传信息的携带者——核酸 Word版含解析

第6课时 遗传信息的携带者——核酸
[目标导读] 1.阅读教材图文，简述核酸的种类、结构和功能。

2.通过“观察DNA 和RNA 在细胞中的分布”实验，了解核酸在细胞中的分布。

[重难点击] 1.核酸的结构和功能。

2.观察DNA 和RNA 在细胞中的分布。

一 观察DNA 和RNA 在细胞中的分布
核酸分为DNA 和RNA 两种，这两种核酸在细胞中是如何分布的呢？我们可以用染色法进行观察。

阅读教材P 26～27内容，完成下列实验过程并思考后面的问题。

1.实验原理
(1)甲基绿和吡罗红对DNA 和RNA 的亲和力不同
⎭
⎪⎬⎪
⎫甲基绿＋DNA ――→呈现
绿色吡罗红＋RNA ――→呈现红色―――――――――→用甲基绿吡罗红混合
染色剂将细胞染色显示DNA 和RNA 在细胞中的分布 (2)盐酸⎩⎪⎨⎪
⎧
①改变细胞膜的通透性→加速染色剂进入细胞②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.实验结果和结论
(1)绿色集中于细胞核内，说明DNA 主要分布在细胞核中，叶绿体和线粒体中也含有少量的DNA 。

(2)红色集中于细胞质内，说明RNA 主要分布在细胞质中。

小贴士 (1)几种试剂在实验中的作用
①0.9%的NaCl 溶液(生理盐水)：保持口腔上皮细胞正常形态。

②质量分数为8%的盐酸：a.改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；b.使染色质中DNA
与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。

③蒸馏水：a.配制染色剂；b.冲洗载玻片。

④吡罗红甲基绿染液：混合使用，且现用现配。

(2)DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布，只是量不同，故结论中强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。

归纳提炼
1.在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，判断下列相关说法的正误。

(1)取口腔上皮细胞之后，要放到质量分数为0.9%的NaCl溶液中保存()
(2)将涂片用质量分数为8%的盐酸处理后，接着用染色剂染色()
(3)观察时应选择染色均匀、色泽较浅的区域()
(4)染色时先用甲基绿染液染色，再滴加吡罗红染液()
(5)DNA分布于细胞核中，RNA分布于细胞质中()
(6)用酒精灯烘干载玻片，烘干至细胞吸附住，可防止水解时细胞进入盐酸溶液中()
答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×(6)√
解析分析时要注意以下三点：(1)生理盐水的浓度；(2)所用的染料是碱性的，易和酸反应；
(3)添加两种染料的方式。

染色时，用甲基绿吡罗红的混合染料；盐酸处理之后要清洗，再染色；观察时应选择染色均匀、色泽较浅的区域，移到视野中央，再换高倍镜；酒精灯烘干载玻片，可使细胞吸附在载玻片上，从而避免了在水解时细胞进入盐酸溶液中。

二核酸的分子组成
核酸和蛋白质一样，也是生物大分子，那么核酸是怎样构成的呢？试结合教材P28～29内容及
下面的图示回答问题。

1.核酸的基本组成单位是核苷酸，由图1可知，一个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。

2.由图2分析可知：(1)磷酸含有H、O、P三种元素；(2)脱氧核糖、核糖含有C、H、O三种元素；(3)腺嘌呤等含氮碱基含有C、H、N等元素。

综上所述，核酸是由C、H、O、N、P五种元素组成的。

3.由图2可知，五碳糖分为脱氧核糖和核糖两种，第一种比第二种少一个氧原子。

核酸因五碳糖不同分为脱氧核糖核酸和核糖核酸两种。

4.由图3分析
(1)DNA和RNA特有的含氮碱基分别是胸腺嘧啶(T)、尿嘧啶(U)。

(2)DNA和RNA共有的含氮碱基是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)。

(3)DNA和RNA共有的成分还有磷酸。

5.观察图3思考核酸的组成：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。

DNA是由脱氧核糖核苷酸连接而成的长链，而RNA是由核糖核苷酸连接而成的。

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。

归纳提炼
项目DNA RNA
活学活用
2.由1分子磷酸、1分子含氮碱基和1分子化合物a构成了化合物b，
如图所示。

下列有关叙述正确的是()
A.若m为腺嘌呤，则b肯定是腺嘌呤脱氧核苷酸
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构成的核酸能被吡罗红染成红色，则a必为脱氧核糖
问题导析(1)图中b若为脱氧核苷酸，则a为脱氧核糖，m可能为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶。

(2)图中b若为核糖核苷酸，则a为核糖，m可能为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶。

答案 C
解析分析该类题目时，要注意以下思维链：甲基绿—DNA—脱氧核糖—胸腺嘧啶；吡罗红—RNA—核糖—尿嘧啶。

图中m表示碱基、a表示五碳糖、b表示核苷酸。

若m为腺嘌呤，不知道五碳糖的种类就无法确定核苷酸的种类，A错；若a为核糖，则b为RNA的基本组成单位，B错；尿嘧啶只存在于RNA中，DNA一定不具有，C对；能被吡罗红染成红色的核酸是RNA，a应为核糖，D错。

方法点拨DNA和RNA的区别可以用下列口诀来记忆
“两种核酸有异同，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。

”
三生物体内核酸的多样性
生物具有特异性和多样性，核酸作为生物的遗传物质也有着特异性和多样性。

请阅读教材P26第一段和P29内容，结合给出的材料思考下列问题。

1.核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。

2.利用DNA可以提供犯罪嫌疑人的信息的原因是DNA是人的遗传物质，每个人的DNA都
有所不同。

(1)每个人的DNA都有所不同说明DNA分子具有特异性，这是因为每个DNA分子的脱氧核苷酸的数目和排列顺序是特定的，特定的脱氧核苷酸序列代表着特定的遗传信息。

(2)每个人的DNA都有所不同说明DNA分子具有多样性，这是因为组成DNA的脱氧核苷酸若数量不限，在连接成长链时，排列顺序就是极其多样化的，它所储存的遗传信息就会多种多样。

3.研究表明，大肠杆菌中含有DNA和RNA，DNA控制着其性状。

人体细胞含有DNA和RNA，DNA主要在细胞核的染色体上。

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。

根据所学内容和材料信息填写下表：
归纳提炼
不同生物细胞中碱基种类与核苷酸种类的关系
(1)在只有DNA或RNA的生物中
(2)同时含有DNA和RNA的生物
活学活用
3.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，试进行分析并把碱基和核苷酸的种类数填写在下表。

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)，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。

而病毒只有一种核酸，所以碱基有4种，核苷酸也有4种。

当堂检测
1.下列叙述中，哪项不是核酸的生理功能()
A.作为遗传信息的载体，存在于每个细胞中
B.是生物的遗传物质
C.是生物体进行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
解析生命活动的主要承担者是蛋白质。

2.如图是生物体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与RNA在核苷酸上的不同点只在②方面
B.③在艾滋病病毒中有5种
C.③在生物体中共有8种
D.人体内的③有5种，②有2种
答案 D
3.人体细胞中的DNA存在于()
A.核糖体和线粒体
B.线粒体、叶绿体和细胞核
C.线粒体和细胞核
D.细胞核、叶绿体和高尔基体
答案 C
解析动物体细胞无叶绿体。

4.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.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。

5.人类基因组计划的实施对人类了解自身的奥秘、增进健康具有不可估量的意义，而其前提是对核酸分子结构和功能的认识。

如图表示细胞内与核酸有关的物质或结构。

请据图回答下列问题：
(1)细胞内的核酸包括两类：一类是___________________________________________，
简称DNA；另一类是______________，简称__________。

二者除在含氮碱基上有所区别外，还有_______________________________________________________________________
__________________________________________________________________________。

(2)e和f的关系是____________________________________________________________。

(3)f被彻底水解后的产物是____________(用字母表示)，元素a包括________________。

答案(1)脱氧核糖核酸核糖核酸RNA DNA中含有脱氧核糖而RNA中含有核糖(或在所含五碳糖上的区别)(2)e是f的基本结构单位(3)b、c、d C、H、O、N、P
解析(1)核酸可分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)，前者特有脱氧核糖和胸腺嘧啶，后者特有核糖和尿嘧啶。

(2)图中e为核苷酸，f为核酸，e是f的基本结构单位。

(3)核酸被彻底水解后的产物为磷酸、五碳糖和含氮碱基，可用字母b、c、d表示。

核酸的元素组成为C、H、O、N、P。

40分钟课时作业
基础过关
知识点一观察DNA和RNA在细胞中的分布
1.下列关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的操作步骤中，正确的是()
A.取人的口腔上皮细胞→水解→制作涂片→冲洗涂片→染色→观察
B.取人的口腔上皮细胞→制作涂片→冲洗涂片→水解→染色→观察
C.取人的口腔上皮细胞→制作涂片→水解→冲洗涂片→染色→观察
D.取人的口腔上皮细胞→水解→制作涂片→染色→冲洗涂片→观察
答案 C
2.下列关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的说法，正确的是()
A.甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，实验中应分别加入甲基绿和吡罗红
B.盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞
C.该实验用口腔上皮细胞而不用叶肉细胞，是因为叶肉细胞不含RNA
D.盐酸有利于染色质中的DNA与蛋白质分开，不利于DNA与染色剂结合
答案 B
解析实验中加入质量分数为8%的盐酸的重要作用：一是改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；二是使染色质中的DNA和蛋白质分开，有利于染色；甲基绿和吡罗红对DNA 和RNA的亲和力不同，实验中应使用甲基绿吡罗红混合染液；叶肉细胞含有叶绿体，绿色会干扰实验结果。

知识点二核酸的分子组成
3.下列关于核酸的分子组成表示正确的是()
答案 D
解析磷酸＋脱氧核糖＋碱基组成的是DNA，磷酸＋核糖＋碱基组成的是RNA。

A项中碱基连接部位错误。

4.有关下列概念图的叙述，正确的是()
①＋②糖＋③磷酸→④→⑤DNA
A.①表示的碱基有5种
B.②表示的是核糖
C.④表示脱氧核苷酸
D.④表示核糖核苷酸
答案 C
解析图中①是A、G、C、T 4种碱基；②是脱氧核糖；④表示脱氧核苷酸。

5.如图为某核苷酸长链的示意图，下列相关叙述中，错误的是()
A.图中所示为脱氧核苷酸长链
B.2为脱氧核糖
C.4为胞嘧啶脱氧核苷酸
D.5只能在细胞核中找到
答案 D
解析根据碱基种类可以判断，该核苷酸链为脱氧核苷酸(含胸腺嘧啶T)。

所以，2为脱氧核糖，4为胞嘧啶脱氧核苷酸。

5(脱氧核苷酸链)主要位于细胞核中，但在细胞质中也能找到，所以选D。

知识点三核酸的多样性和功能
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，不同的人体内的遗传信息不同。

7.下列关于核酸的叙述错误的是()
A.RNA只分布在细胞质中，DNA只分布在细胞核内
B.尿嘧啶是RNA特有的碱基，胸腺嘧啶是DNA特有的碱基
C.RNA和DNA的基本组成单位是核苷酸
D.生物的遗传物质是DNA或者是RNA
答案 A
解析RNA主要分布在细胞质中，细胞核中也含有少量RNA。

DNA主要分布在细胞核中，细胞质(如线粒体、叶绿体)中也含有少量DNA。

8.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
解析核苷酸包括脱氧核苷酸4种，核糖核苷酸4种，脱氧核苷酸组成DNA，核糖核苷酸组成RNA，DNA和RNA的功能不同。

核苷酸的数量和排列顺序的不同决定了核酸分子的
多样性，结构多样性决定了功能的多样性。

组成核酸分子的核苷酸之间都是通过磷酸二酯键连接的，核苷酸的连接方式与核酸分子功能多样性无关。

能力提升
9.实验“观察DNA和RNA在细胞中的分布”所运用的原理是()
A.单独利用甲基绿对细胞染色，可显示DNA在细胞中的分布，从而推知RNA的分布
B.单独利用吡罗红对细胞染色，可显示RNA在细胞中的分布，从而推知DNA的分布
C.利用吡罗红甲基绿染色剂对细胞染色，同时显示DNA和RNA在细胞中的分布
D.在细胞核、细胞质内可以分别提取到DNA和RNA，由此说明DNA和RNA的分布
答案 C
解析该实验的原理是利用了吡罗红甲基绿染色剂对DNA和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，使用甲基绿和吡罗红染色剂对细胞染色，可呈现出DNA和RNA的分布。

10.在棉花叶肉细胞中，由A、G、U、C、T五种碱基构成的核苷酸共有多少种()
A.5种
B.6种
C.7种
D.8种
答案 D
解析根据组成的五碳糖不同，A、G、C共构成6种核苷酸，U构成1种核糖核苷酸，T 构成1种脱氧核糖核苷酸，因此共8种核苷酸。

11.下列有关DNA和RNA的比较中，正确的是()
A.从分布上，真核细胞中的DNA全部存在于细胞核中，RNA全部存在于细胞质中
B.从化学组成上，DNA与RNA的碱基完全不同
C.从结构上，DNA多为双链结构，RNA通常为单链结构
D.鉴定DNA用吡罗红染色剂，鉴定RNA用甲基绿染色剂
答案 C
12.如图为蓝藻细胞模式图，如果用甲基绿进行染色，则显绿色的部位是()
A.细胞壁
B.细胞质
C.细胞膜
D.拟核
答案 D
解析原核细胞(如蓝藻细胞)虽没有核膜包被的细胞核，但遗传物质DNA主要分布在核区内(拟核)。

13.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.人体细胞中都有5种碱基和8种核苷酸
B.硝化细菌的遗传物质由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
解析人体的成熟红细胞没有细胞核和细胞器(即无DNA)；硝化细菌的遗传物质是DNA，含有T、A、C、G四种碱基；病毒中只有DNA或RNA；核糖是组成RNA的成分，不会在DNA的水解产物中出现。

14.下图是位于双链DNA或双链RNA中的两个核苷酸，下列描述错误的是()
A.若五碳糖a是核糖，则碱基a有4种、碱基b也有4种
B.若五碳糖a是脱氧核糖，则碱基a有4种、碱基b也有4种
C.若碱基a与碱基b之间有两个氢键，则五碳糖a可能是核糖
D.若碱基a是胸腺嘧啶，则五碳糖b可能是核糖
答案 D
解析胸腺嘧啶是DNA中特有的碱基，而核糖是RNA中特有的五碳糖，双链DNA或双链RNA中不应同时存在胸腺嘧啶和核糖。

15.回答下列有关核酸的问题：
(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磷酸脱氧核糖碱基(或腺嘌呤)脱氧核苷酸(或鸟嘌呤脱氧核苷酸)(3)U核糖核糖核苷酸(或鸟嘌呤核糖核苷酸)
解析核酸通常由核苷酸链构成。

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苷酸，一个脱氧核苷酸分子由一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖、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，一个核糖核苷酸分子由一分子含氮碱基、一分子核糖和一分子磷酸组成。

个性拓展
16.2013年9月28日是第七个世界狂犬病日。

狂犬病由狂犬病病毒(RNA病毒)引起，人类也会因被狂犬咬伤而感染，其他感染此病的恒温动物如猫、狼、狐等也可传播。

就目前而言，注射狂犬疫苗是预防狂犬病的有效途径。

要研制狂犬疫苗，必须知道其大分子组成，现欲设计实验探究其物质组成，请完成以下实验过程：
(1)实验原理：RNA遇吡罗红染液呈红色。

还需要补充的两个实验原理是：
①_____________________________________________________________________；
②_____________________________________________________________________。

(2)实验步骤：
①用三支洁净的试管分别取等量的含有狂犬病病毒的溶液，编号为A、B、C。

②向A试管中滴加适量的甲基绿染色剂。

③向B试管中滴加适量的吡罗红染色剂。

④向C试管中___________________________________________________________。

(3)设计表格用于记录实验内容。

(4)预期最可能出现的实验现象及结论：______________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

答案(1)①蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色②DNA遇甲基绿染液呈绿色(2)④滴加适量的双缩脲试剂，振荡(3)如下表
(4)B
解析病毒的物质组成一般为蛋白质、DNA或RNA，因此可利用双缩脲试剂、甲基绿染液和吡罗红染液检测狂犬病病毒的物质组成。

由于题干中已说明狂犬病病毒的遗传物质是RNA，因此最可能出现的实验现象是B试管出现红色，C试管出现紫色反应，由此可确定狂犬病病毒是由RNA和蛋白质组成的。