核酸(精讲)高二化学精讲精练(人教版2019选择性必修3)

4.3 核酸
【学科核心素养】
1.宏观辨识与微观探析：能辨识核糖核酸、脱氧核糖核酸中的磷酯键，能基于氢键分析碱基的配对原理。

能说明核糖核酸、脱氧核糖核酸对于生命遗传的意义。

2.科学态度与社会责任：了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能。

认识核酸的意义，体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。

【知识讲解】
一、核酸的组成和分类
1．核酸的组成：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。

因此，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)。

2．核酸的分类：脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。

3．戊糖结构简式
4．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：
5.核酸的合成与水解
二、核酸的结构及生物功能
1.核酸的结构
（1）DNA分子的双螺旋结构具有以下特点：
①DNA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
①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
①两条链上的碱基通过氢键作用，腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对，鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对，结合成碱基对，遵循碱基互补配对原则
（2）RNA也是以核苷酸为基本构成单位，其中的戊糖和碱基与DNA中的不同，核糖替代了脱氧核糖，尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T)。

RNA分子一般呈单链状结构，比DNA分子小得多。

2.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。

3．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。

【随堂检测】
1．新型冠状病毒(COVID—19)是一种致病性很强的RNA病毒，医用酒精、含氯消毒剂、过氧乙酸都可以用于家庭消毒。

按照物质的组成和性质进行分类，新型冠状病毒属于
A．氧化物B．单质C．有机物D．无机物
【答案】C
【解析】病毒是由核酸分子与蛋白质构成的靠寄生生活的介于生命体及非生命体之间的非细胞形态的有机生物，病毒除了含有C、H、O三种元素外还含有N、P等元素，新型冠状病毒(COVID—19)是一种致病性很强的RNA病毒，因而属于有机物；
答案为C。

2．化学物质与生命过程密切相关，下列说法错误的是
A．维生素C可以还原活性氧自由基B．蛋白质只能由蛋白酶催化水解
CO为原料人工合成D．核酸可视为核苷酸的聚合产物
C．淀粉可用2
【答案】B
【解析】A．维生素C具有还原性，可以还原活性氧自由基，故A正确；
B．蛋白质在酸、碱的作用下也能发生水解，故B错误；
CO为原料人工合成淀粉，故C正确；C．将二氧化碳先还原生成甲醇，再转化为淀粉，实现用2
D．核苷酸通过聚合反应制备核酸，故D正确；
故选B。

3．下列说法不正确
．．．的是
A．木糖(C5H10O5)是一种醛糖，催化加氢可生成木糖醇
B．甲壳质也是一种多糖，它是虾、蟹、昆虫外壳的重要成分
C．某品牌防晒衣的主要成分为聚酯纤维，可长期用肥皂洗涤
D．核酸是一种生物大分子，水解可生成戊糖、碱基和磷酸
【答案】C
【解析】A．醛基发生加成反应生成羟基，所以木糖(C5H10O5)催化加氢可生成木糖醇，A正确；B．虾、蟹、昆虫外壳的重要成分包括甲壳质，B正确；
C．酯基在碱性条件下会水解，肥皂溶于水显碱性，所以聚酯纤维的衣服不可长期用肥皂洗涤，C错误；D．核酸是一种生物大分子，水解可生成戊糖、碱基和磷酸，D正确；
故选C。

4．下列有关生物大分子的叙述错误的是
A．“84”消毒液呈碱性，蛋白质遇“84”消毒液只发生水解反应
B．硝酸纤维由纤维素和浓硝酸发生酯化反应制备
C．指甲不慎沾上浓硝酸变黄色是因为指甲中的蛋白质含苯环
D．核酸水解最终生成磷酸、戊糖和碱基
【答案】A
【解析】A．“84”消毒液具有强氧化性，蛋白质因被氧化而变性，A错误；
B．纤维素含有羟基，浓硝酸含有硝基，纤维素和浓硝酸发生酯化反应制备硝酸纤维，B正确；
C．指甲中的蛋白质含苯环，指甲不慎沾上浓硝酸变黄色，C正确；
D．核酸水解最终生成磷酸、戊糖和碱基，D正确；
故选A。

5．下列说法正确的是
A．棉花、麻和蚕丝均为碳水化合物
B．纤维素可以为运动员提供能量
C．核酸可视为核苷酸的聚合产物
D．蛋白质只能由蛋白酶催化水解
【答案】C
【解析】A．棉花、麻均为碳水化合物，蚕丝为动物蛋白不是碳水化合物，A错误；
B．纤维素不能被人体消化吸收，不可以为运动员提供能量，B错误；
C．核酸是由许多核苷酸分子经缩聚反应生成的，可视为核苷酸的聚合产物，C正确；
D．蛋白质在酶、酸、碱等条件下均水解，D错误；
故选C。

6．糖类、油脂、蛋白质和核酸都是与生命息息相关的物质。

下列说法正确的是
A．糖类和油脂均能发生水解反应B．蛋白质和核酸均属于高分子化合物
C．淀粉和纤维素互为同分异构体D．油脂的皂化反应可用酸做催化剂
【答案】B
【解析】A．糖类中的单糖不能发生水解反应，A错误；
B．蛋白质是由氨基酸聚合而成的高分子化合物，核酸是由核苷酸单体聚合而成的生物大分子化合物，二者均属于高分子化合物，B正确；
C．淀粉和纤维素的化学式均为(C6H10O5)n，但其中的n是不同的，所以不是同分异构体，C错误；
D．油脂的皂化反应是油脂在碱性条件下的水解反应，不可用酸做催化剂，D错误；
故选B。

7．2021年世界化学论坛以“化学让世界更美好”为主题，对催化、合成、药物、环境与能源等领域进行深入探讨，化学是材料科学、生命科学、环境科学等现代科学技术的重要基础。

以下说法不正确的是A．CRISPR/Cas9基因剪刀能够精确地对DNA进行编辑，让对癌症和遗传性疾病的治疗成为现实，其中DNA属于高分子化合物
B．中科院大连化物所等研究团队发现，电解碳酸钠溶液过程中产生的活性氧对灭活溶液中的新冠病毒的效率高达99.9%，电解过程中活性氧在阴极区生成
C．利用大气中CO2合成C2H6、CH3OH等有机原料，有利于控制海水酸化
D．《云林石谱》记载：“西京洛河水中出碎石，颇多青白，间有五色斑斓，采其最佳者，入铅和诸药，
可烧假玉或琉璃用之”，“假玉”和“琉璃”中都含有大量的硅酸盐
【答案】B
【解析】A．DNA属于高分子化合物，A正确；
B．电解碳酸钠溶液相当于电解水，阴极区产生H2，而阳极区产生O2，即活性氧在阳极区生成，B错误；
C．将CO2合成乙烷、甲醇等中性物质，可以减少大气中CO2的含量，从而减少海水中溶解的CO2的量，有利用控制海水酸化，C正确；
D．“假玉”和“琉璃”由“碎石”和其他物质烧制而成，含大量硅酸盐，D正确；
故选B。

8．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、核苷酸都是高分子化合物
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】A. 核酸是由磷酸、五碳糖和碱基通过一定的方式结合而成的，故A错误；
B. 核酸水解的最终产物是磷酸、五碳糖和碱基，故B错误；
C. 核酸是高分子化合物，但核苷酸不是高分子化合物，故C错误；
D. 核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类，分别是RNA和DNA，他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。

综上所述，答案为D。

9．下列说法错误的是
A．核酸是一种小分子B．核酸中一定含有N、P元素
C．核酸可以发生水解D．核酸是磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的
【答案】A
【解析】A．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，A项错误；
B．磷酸中一定含有P元素，碱基中一定含有N元素，结合A项分析可知，核酸中一定含有N、P元素，B项正确；
C．核酸在酶的作用下水解生成核苷酸，C项正确；
D．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，D项正确；
答案选A。

10．DNA与RNA完全水解后产物的特点是
A．部分碱基相同，戊糖相同B．部分碱基不同，戊糖不同
C．碱基相同，戊糖不同D．碱基不同，戊糖相同
【答案】B
【解析】DNA完全水解的产物是脱氧核糖，磷酸和碱基，RNA完全水解的产物是核糖，磷酸和碱基，部分碱基不同，戊糖不同，综上所述故选B。

11．截至北京时间2022年4月29日23时47分，全球累计新冠肺炎确诊病例510270667例。

核酸检测是诊断新冠肺炎的重要方法。

下列关于核酸的结构和性质说法正确的是
A．天然核酸分为核糖核酸和脱氧核糖核酸B．组成核酸的元素是C、H、O、N
C．核酸水解的最终产物是氨基酸D．人们跑步后肌肉酸痛是因为产生了核酸
【答案】A
【解析】A．天然核酸可分为核糖核酸和脱氧核糖核酸，A项正确；
B．组成核酸的元素是C、H、O、N、P，B项错误；
C．核酸水解的最终产物有磷酸、核糖或脱氧核糖、嘌呤和嘧啶等物质，蛋白质水解的最终产物是氨基酸，C项错误；
D．人们跑步后肌肉酸痛是因为产生了乳酸，C项错误；
故答案选A。

12．化学与生产生活、能源、航空航天、医疗健康等诸多领域的需求密切相关。

下列说法错误的是A．核酸检测是诊断新冠肺炎的重要依据，核酸是生物体遗传信息的载体，通过红外光谱仪可检测其结构中存在单键、双键、氢键等化学键
B．采用风能、太阳能等洁净能源发电，有利于实现碳中和
C．“神舟十三号”飞船返回舱外壳的烧蚀材料之一酚醛树脂是酚与醛在碱催化下缩合成的高分子化合物D．生产医用口罩的原料以丙烯为主，丙烯可以通过石油裂化、裂解获得
【答案】A
【解析】A．氢键不是化学键，A错误；
B．采用风能、太阳能等洁净能源发电，减少碳排放，有利于实现碳中和，B正确；
C．酚醛树脂是苯酚与甲醛在碱催化下缩聚反应得到的高分子化合物，C正确；
D．医用口罩原料以丙烯为主,工业上可以通过石油的裂化和裂解获取，D正确；
答案选A。

13．化学与生活、科技、社会发展息息相关。

下列有关说法正确的是
A．燃煤脱硫有利于实现“碳达峰、碳中和”
B．核酸检测是确认新冠病毒类型的有效手段，核酸不属于天然高分子化合物
C．地沟油变废为宝是实现资源再利用的重要研究课题，地沟油和石蜡油的化学成分不相同
D．在酿酒工艺中，可以将淀粉直接转化为乙醇
【答案】C
【解析】A．燃煤脱硫可以减少SO2的排放，有利于减少酸雨的形成，但未减少CO2的排放，不有利于实现“碳达峰、碳中和”，A错误；
B．核酸检测是确认病毒类型的有效手段，核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物，属于高分子化合物，B错误；
C．地沟油是油脂，石蜡油是烃类的化合物，地沟油和石蜡油的化学成分不相同，C正确；
D．在酿酒工艺中，先将淀粉水解为葡萄糖，然后葡萄糖在酒化酶的催化作用下分解为酒精和CO2，故不可以将淀粉直接转化为乙醇，D错误；
故答案为：C。

14．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，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，故选A。

15．对于物质M的结构简式如图，下列关于M的叙述正确的是
A．M是一种核苷酸
B．M中的碱基为嘧啶
C．该化合物能发生水解反应
D．M发生缩聚反应可以生成核酸
【答案】C
【解析】A．M是一种核苷，A错误；
B．M中的碱基为嘌呤，B错误；
C．M是核苷，可以水解生成戊糖和碱基，C正确；
D．核酸是核苷酸缩聚得到的，M没有磷酸基，不能发生缩聚反应，D错误；
故选C。

16．同学们知道核酸采样管中的红色液体是什么吗？它是一种样本保护液。

它们可以裂解蛋白，保护并释放出核酸。

其中胍盐，是病毒核酸保存液的重要成分之一。

胍是一元碱，碱性与氢氧化钠相近。

胍在碱性条件下不稳定，易水解为氨和尿素。

保存液的红色是因为其中添加了一种叫酚红的指示剂，酚红遇碱显红色。

以下说法错误的是
A．核酸和蛋白质都是高分子化合物
B．核酸水解产物中含有磷酸，葡萄糖和碱基
C．尿素是一种重要的化肥，可以促进农作物的生长，提高产量，但是也不要过度使用
D．我们常见的指示剂酚酞石蕊、甲基橙都是有机物
【答案】B
【解析】A．核酸和蛋白质都是高分子化合物，A选项正确。

B．核酸水解产物中含有磷酸，戊糖和碱基，B选项错误。

C．化肥都不可以过度使用，C选项正确。

D．我们常见的指示剂酚酞，石蕊，甲基橙都是有机物，D选项正确。

故选B。

17．某DNA分子的片段如图所示。

下列关于该片段的说法错误的是
B．如图中“*”所标注的氮原子()成三个价键，N原子的
价层电子对数为3+531
2
-⨯
=4，因此采用sp3杂化，为四面体结构，单键可以旋转，因此该片段中所有参与
形成氢键的原子不都共平面，故B错误；
成核酸的重要原料，常见的两种核糖结构简式为：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．它们的分子式相同，都为C5H10O5，但结构不同，它们互为同分异构体；
B．分子结构中都有羟基，能发生酯化反应；
C．戊醛糖不能再水解，属单糖；
D．戊醛糖(C5H10O5)→脱氧ａ核糖(C5ａH10O4)少一个氧，应为还原过程；
答案选D。

19．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）的结构片断示意图如下，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】A．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；
B．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；
C．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；
D．从图中可分析，该核酸完全水解生成的酸是H3PO4，D错误；
答案选D。

20．沃森和克里克发现了DNA双螺旋的结构，开启了分子生物学时代，使遗传的研究深入到分子层次，“生命之谜”被打开，人们清楚地了解遗传信息的构成和传递的途径。

DNA分子的两条链之间通过氢键结合，DNA分子复制前首先将双链解开。

以下有关DNA分子的说法中正确的为
A．在DNA分子中既含有极性键又含有非极性键
B．在DNA分子中的化学键主要有共价键和氢键
C．DNA分子的双链解开的过程既有物理变化又有化学变化
D．DNA的两条肽链之间通过共价键结合
【答案】A
【解析】A．在DNA分子中，5碳糖环中的碳原子之间是非极性键，另外分子中还含有C-H、C-O、C-N 等极性键，A项正确；
B．氢键是分子之间的一类独特的作用力，不属于化学键，B项错误；
C．DNA双链在解开的过程中仅破坏了氢键，故属于物理变化，C项错误；
D．DNA双链之间通过氢键结合在一起，D项错误；
答案选A。