中图版高中生物第4讲细胞中的核酸Word格式.docx

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脱氧核苷酸

核糖核苷酸

氨基酸

种类

4种

形成场所

主要在细胞核中复制产生

主要在细胞核中转录生成

核糖体

检测试剂

甲基绿、派洛宁混合染液

DNA呈绿色、RNA呈红色

双缩脲试剂（紫色）

分子结构

一般为规则的双螺旋结构

一般为单链结构

氨基酸→多肽→蛋白质

结构多样性的决定因素

核苷酸的种类、数量及排列顺序

氨基酸的种类、数量、排列顺序及多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别

4.DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系

教材

高考

1.真题重组　判断正误

（1）细胞中RNA合成过程不会在细胞核外发生（2017·

全国卷Ⅲ，1C）（　　）

（2）在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶（2017·

全国卷Ⅱ，3A）（　　）

（3）原核生物拟核区中含有环状的DNA分子（2017·

海南卷，2C）（　　）

（4）DNA与ATP中所含元素的种类相同（2015·

全国卷Ⅰ，1A）（　　）

提示　

（1）×

　线粒体和叶绿体中的DNA也能转录合成RNA。

（2）×

　线粒体和叶绿体中也有DNA合成酶。

（3）√　（4）√

2.深挖教材

（中图版必修1P38图示拓展）DNA、RNA、ATP和核苷酸中“A”的含义是什么？

提示　

　借助核酸的结构与功能，考查生命观念

1.（2018·

海南卷，10）下列与真核生物中核酸有关的叙述，错误的是（　　）

A.线粒体和叶绿体中都含有DNA分子

B.合成核酸的酶促反应过程中不消耗能量

C.DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键

D.转录时有DNA双链解开和恢复的过程

解析　线粒体和叶绿体是半自主性细胞器，在其基质中都含有DNA和RNA分子，A正确；

合成核酸需要能量（ATP）、模板、原料和酶，B错误；

DNA和RNA都是由核苷酸形成的，相邻核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，C正确；

转录时DNA双链解开，以其中一条链为模板转录生成RNA，转录结束后RNA从DNA上脱下，DNA双链恢复，D正确。

答案　B

2.（2019·

衡水中学考前预测金卷）下列关于核酸的叙述，正确的是（　　）

A.核糖体、线粒体、染色体等细胞器中都含有核酸

B.DNA中有大量氢键，某些RNA中也含有氢键

C.ATP水解掉两个高能磷酸键后可用于合成DNA和RNA

D.菠菜叶肉细胞可用于观察DNA和RNA在细胞中的分布

解析　核糖体、线粒体、染色体和叶绿体中都含有核酸，但染色体不是细胞器，A错误；

DNA一般是双链结构，碱基对内含有氢键，tRNA某些区域形成双链结构，含有碱基对，也含有氢键，B正确；

ATP水解掉两个高能磷酸键后得到腺嘌呤核糖核苷酸，可用以合成RNA，DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，C错误；

由于菠菜的叶肉细胞有一定的颜色，所以不适合用于观察DNA和RNA在细胞中的分布，D错误。

不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质归纳

生物种类

核酸种类

碱基种类

核苷酸种类

遗传物质

细胞生物

DNA和RNA

5种

8种

病毒

DNA病毒

RNA病毒

　围绕核酸、蛋白质间的内在关系，考查科学思维能力

3.（2015·

海南卷，11）关于蛋白质的叙述，错误的是（　　）

A.rRNA能参与蛋白质的生物合成

B.DNA和蛋白质是染色体的组成成分

C.人体血浆中含有浆细胞分泌的蛋白质

D.核糖体上合成的蛋白质不能在细胞核中发挥作用

解析　所有的蛋白质均在核糖体上合成，即核糖体上合成的蛋白质能在细胞核中发挥作用，D错误。

答案　D

4.（2019·

四川乐山市调研）如图表示几种化合物的元素组成，下列相关叙述错误的是（　　）

A.若①为某种大分子的组成单位，则①最可能是氨基酸

B.若②是细胞中重要的储能物质，则②是脂肪

C.若③为能储存遗传信息的大分子物质，则③一定是DNA

D.若④主要是在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质，则④是糖元

解析　由图示可知，①的组成元素为C、H、O、N，若①为某种大分子的组成单位，则①最可能是蛋白质的组成单位——氨基酸，A正确；

②的组成元素只有C、H、O三种，可能是糖类或脂肪，但因②是细胞中重要的储能物质，故②是脂肪，B正确；

③的组成元素为C、H、O、N、P，若③是能储存遗传信息的大分子物质，则其可能是DNA，也可能是RNA，C错误；

④只含C、H、O三种元素，主要是在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质，则④指肝糖元和肌糖元，D正确。

答案　C

考点二　细胞核的结构、功能及相关实验探究

1.细胞核的结构与功能

2.细胞核功能实验探究

（1）黑白美西螈核移植实验

（2）蝾螈受精卵横缢实验

（3）变形虫切割实验

（4）伞藻嫁接与核移植实验

（1）细胞的核膜、内质网膜和细胞膜中都含有磷元素（2018·

全国卷Ⅲ，2B）（　　）

（2）酵母菌的细胞核内含有DNA和RNA两类核酸（2016·

全国卷Ⅰ，1B）（　　）

（3）控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体的DNA上（2015·

全国卷Ⅰ，1D）（　　）

（4）蓝藻无细胞核，也无核糖体

（2015·

海南卷，2B）（　　）

提示　

（1）√

（2）√

（3）×

　细菌为原核生物无线粒体。

（4）×

　蓝藻有核糖体。

（中图版必修1P39“探究活动”）大量实验证明，凡是无核的细胞，既不能生长也不能分裂，如哺乳动物成熟的红细胞。

人工去掉细胞核的细胞，一般不能存活太久，如变形虫去掉细胞核后，新陈代谢减弱，运动停止，当重新移入核后，又能够恢复生命活动。

这些实验说明了什么？

提示　细胞核内携带遗传信息的DNA是决定细胞结构和功能的主要因素，因此细胞的整个生命活动主要是由DNA调控和决定的，从而使细胞形成一个整体的调控系统。

这些实验说明了细胞核在生命活动中起着决定性作用。

　结合细胞核的结构与功能，考查结构与功能观

1.（2014·

全国卷，1）下列有关细胞核的叙述，错误的是（　　）

A.蛋白质是细胞核中染色质的组成成分

B.细胞核中可进行遗传物质的复制和转录

C.小分子物质可以通过核孔，大分子物质不能

D.有丝分裂过程中存在核膜消失和重新形成的现象

解析　核孔是mRNA、蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道，C错误。

2.（2018·

辽宁省五校协作体联考）如图为细胞核的结构示意图，以下对该图的叙述，正确的是（　　）

A.①为核膜，因为有核孔故属于全透性膜

B.②为细胞核，是遗传信息库，是遗传和代谢的控制中心

C.③为细胞器，其中线粒体含少量DNA

D.④为核孔，实现核质之间频繁的物质交换和信息交流

解析　核孔也具有控制物质进出的功能，故核膜也属于选择透过性膜，A错误；

②为核仁，与核糖体RNA的合成有关，B错误；

③为染色质，是DNA的主要载体，C错误；

④为核孔，与核质之间频繁的物质交换和信息交流有关，D正确。

　结合探究细胞核功能，考查科学探究能力

3.（2019·

黑龙江六校模拟）如图为伞藻嫁接实验与伞藻核移植实验示意图，该实验结果说明（　　）

A.生物体形态结构的建成主要与细胞质有关

B.细胞的分裂和分化是由细胞核控制的

C.细胞核是细胞代谢的中心

D.细胞核是细胞遗传的控制中心

解析　通过图示可以看出，生物体形态结构的建成主要与细胞核有关，A错误；

伞藻是单细胞生物，不会涉及细胞分化，B错误；

细胞核是细胞代谢的控制中心，但该实验不能说明，C错误；

该实验说明，细胞核是细胞遗传的控制中心，D正确。

北京西城区质检）为探究RNA在蛋白质合成中的作用，科学家拉斯特用变形虫进行了以下实验：

请继续拉斯特的实验，用同位素标记法证明RNA在蛋白质合成中起着信使的作用，请设计实验步骤、预测实验结果及结论。

（1）实验步骤：

在适当时期将细胞核与细胞质分离：

①取A组变形虫的细胞核移植到____________________，得到重组变形虫（甲组），在无标记的尿嘧啶核苷酸培养液中培养一段时间后，观察______________________________________________________________。

②取B组变形虫的细胞核移植到____________________，得到重组变形虫（乙组），在无标记的尿嘧啶核苷酸培养液中培养一段时间后，观察_________________________________________________________________。

从上述实验可以观察到的实验现象是__________________________________

__________________________________________________________________。

③继续实验，向A、B两组变形虫细胞内分别加入RNA酶后，细胞中的蛋白质合成均停止；

若再加入从其他生物如酵母菌中提取的________（填“RNA”或“RNA酶”），则蛋白质合成有一定程度的恢复。

（2）实验结论：

___________________________________________________。

解析　

（1）题干将A组变形虫培养在含3H标记的尿嘧啶核苷酸培养液中，首先在细胞核中发现含有3H的RNA，细胞质后出现含有3H的RNA，B组变形虫培养在无标记的尿嘧啶核苷酸培养液中，细胞核和细胞质中均未发现含有3H的RNA。

因此要证明RNA在细胞核中合成并将核中DNA的遗传信息带到细胞质，实验思路是取A组变形虫的细胞核移植到B组未标记的去核变形虫的细胞质中，得到重组变形虫（甲组），在无标记的尿嘧啶核苷酸培养液中培养一段时间后，观察甲组细胞质中是否出现放射性；

取B组变形虫的细胞核移植到A组未标记的去核变形虫的细胞质中，得到重组变形虫（乙组），在无标记的尿嘧啶核苷酸培养液中培养一段时间后，观察乙组细胞质中是否出现放射性。

观察到的实验现象是甲组细胞质出现放射性，乙组细胞质没有放射性。

向甲、乙两组变形虫细胞内加入RNA酶后，细胞中的蛋白质合成停止；

若再加入从酵母菌中提取的RNA，则又重新合成一定数量的蛋白质，说明RNA在蛋白质合成中起着信使的作用。

（2）该实验是验证性实验，其实验结论是RNA在蛋白质合成中起着信使的作用或RNA在细胞核中合成并将核中DNA的遗传信息带到细胞质。

答案　

（1）①B组未标记的去核变形虫的细胞质中　甲组细胞质中是否出现放射性　②A组未标记的去核变形虫的细胞质中　乙组细胞质中是否出现放射性　甲组细胞质出现放射性，乙组细胞质没有放射性　③RNA

（2）RNA在蛋白质合成中起着信使的作用（或RNA在细胞核中合成并将核中DNA的遗传信息带到细胞质，答案合理即可）

考点三　观察DNA和RNA在细胞中的分布

1.实验原理

（1）甲基绿和派洛宁对DNA和RNA的亲和力不同

显示DNA和RNA在细胞中的分布

（2）盐酸

2.实验步骤

（1）实验选材时，为何不选用紫色洋葱外表皮细胞或叶肉细胞？

提示　紫色洋葱外表皮细胞含紫色液泡，叶肉细胞含叶绿体，易对实验结果造成颜色干扰。

（2）不能用哺乳动物成熟红细胞观察DNA和RNA分布的原因是什么？

提示　哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核，没有DNA。

（3）根据人口腔上皮细胞中DNA和RNA的分布状况，某同学得出的结论是“真核细胞的DNA分布在细胞核中，RNA分布在细胞质中”，你认为有何不妥？

提示　DNA主要分布于细胞核中，RNA主要分布于细胞质中。

（4）水解之前，为何用酒精灯烘干载玻片？

提示　烘干可迅速杀死并固定细胞，否则细胞内的溶酶体会对核酸造成破坏。

　结合观察DNA和RNA在细胞中的分布，考查科学探究能力

全国卷Ⅱ，5）关于核酸的叙述，错误的是（　　）

A.细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与

B.植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制

C.双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的

D.用甲基绿和派洛宁染色可观察DNA和RNA在细胞中的分布

解析　双链DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖通过磷酸二酯键连接，DNA中不含核糖，C错误。

广东深圳模考）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.染色时先用甲基绿染液，再用派洛宁染液

B.用8%的盐酸目的之一是使DNA与蛋白质分离，使DNA水解

C.酒精灯烘干载玻片，可迅速杀死细胞，防止细胞死亡时溶酶体对核酸的破坏

D.用高倍显微镜可以比较清楚地看到呈绿色的染色体和呈红色的RNA分子

解析　在“观察DNA和RNA在细胞中分布”的实验中，染色时用甲基绿、派洛宁混合染色剂，A错误；

用质量分数为8%的盐酸目的之一是使DNA与蛋白质分离，但不能使DNA水解，B错误；

酒精灯烘干载玻片，可迅速杀死细胞，防止细胞死亡时溶酶体对核酸的破坏，C正确；

用高倍镜可以比较清楚地看到呈绿色的细胞核和呈红色的细胞质，D错误。

澄清易错易混·

强化科学思维

[易错易混]

易错点1　错将“细胞代谢的控制中心”与“细胞代谢的中心”混淆

点拨　细胞核是细胞代谢的控制中心，但不是细胞代谢的中心，因为细胞代谢的主要场所是细胞质基质。

易错点2　核膜、核孔都有选择性

点拨　小分子物质可通过核膜进出细胞核，DNA不能通过核孔进入细胞质，RNA可以通过核孔进入细胞质；

DNA聚合酶等蛋白质通过核孔进入细胞核。

此外，物质进出核孔时仍消耗能量。

易错点3　核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不完全相同”

点拨　

易错点4　明确“水解”和“氧化分解”不同

物质

初步水解

彻底水解产物

氧化分解产物

淀粉

麦芽糖

葡萄糖

CO2＋H2O

脂肪

甘油＋脂肪酸

多肽

CO2＋H2O＋尿素

核苷酸

磷酸＋五碳糖＋碱基

CO2＋H2O＋尿酸等

[深度纠错]

1.下列有关细胞核的叙述，正确的是（　　）

A.①主要由DNA和蛋白质组成

B.②是由2层磷脂分子组成的

C.核孔不具有选择透过性，故蛋白质，核酸等分子均可自由出入细胞核

D.③是产生核糖体、mRNA和蛋白质的场所

解析　①是染色质，主要由DNA和蛋白质组成。

②是核膜，由2层磷脂双分子层组成。

核孔具有选择透过性。

③是核仁，它与核糖体的形成以及rRNA的合成有关。

答案　A

重庆一中模拟）如图为细胞核结构模式图，下列有关叙述错误的是（　　）

A.①主要由DNA和蛋白质组成，在细胞分裂不同时期呈现不同状态

B.②是产生核糖体、mRNA和合成蛋白质的场所

C.③在连续分裂的细胞中发生周期性变化，其主要成分是磷脂和蛋白质

D.蛋白质和RNA等大分子物质通过核孔进出细胞核需要消耗能量

解析　图中的①表示染色质，染色质主要由DNA和蛋白质组成，在分裂期以染色体的形态呈现，A正确；

图中的②表示核仁，它与某种RNA的合成及核糖体的形成有关，不是合成蛋白质的场所，B错误；

图中③表示核膜，在细胞有丝分裂前期消失，末期又重新出现，C正确；

核孔是大分子物质进出细胞核的通道，蛋白质和RNA等进出细胞核需要消耗能量，D正确。

重庆市高三联考）下列关于几种化合物的说法正确的是（　　）

A.磷脂、ATP、NADPH、脱氧核糖中都含有P元素

B.高温能破坏蛋白质的肽键使其变性失活

C.核酸、蛋白质、淀粉在相关酶的作用下彻底水解的产物都是其基本组成单位

D.蛋白质具有不同的功能，如催化、免疫、调节、运输等

解析　磷脂、ATP、NADPH的组成元素中都含有P元素，脱氧核糖中不含P元素，A错误；

高温破坏的是蛋白质的空间结构，而不是肽键，B错误；

核酸彻底水解的产物是磷酸、（脱氧）核糖和碱基，不是其基本组成单位核苷酸，蛋白质彻底水解的产物是氨基酸、淀粉彻底水解的产物为葡萄糖，蛋白质和淀粉的彻底水解产物都是其基本组成单位，C错误；

蛋白质具有催化、免疫、调节、运输等功能，D正确。

随堂·

真题&

预测

1.（2015·

全国卷Ⅰ）下列叙述错误的是（　　）

A.DNA与ATP中所含元素的种类相同

B.一个tRNA分子中只有一个反密码子

C.T2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成

D.控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的DNA上

解析　DNA与ATP的元素组成均为C、H、O、N、P，A正确；

每个tRNA的一端有3个相邻的碱基，能与mRNA的密码子互补配对，称为反密码子，B正确；

T2噬菌体的遗传物质是DNA，DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，C正确；

细菌为原核生物，无线粒体，D错误。

2.（2015·

全国卷Ⅱ）端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。

下列叙述正确的是（　　）

A.大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒

B.端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶

C.正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNA

D.正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长

解析　依据端粒学说，端粒酶存在于染色体的两端，大肠杆菌无染色体，A错误，C正确；

依据端粒酶以自身RNA为模板合成端粒DNA判定端粒酶应该是逆转录酶而非RNA聚合酶，B错误；

正常细胞的端粒DNA序列在每次分裂后会缩短一截，D错误。

3.（2013·

海南卷，12）甲（ATGG）是一段单链DNA片段，乙是该片段的转录产物，丙（A—P～P～P）是转录过程中的一种底物。

下列叙述错误的是（　　）

A.甲、乙、丙的组分中均有糖

B.甲、乙共由6种核苷酸组成

C.丙可作为细胞内的直接能源物质

D.乙的水解产物中含有丙

解析　甲是一段单链DNA片段，甲（ATGG）的转录产物是乙（UACC），丙是直接能源物质ATP，甲、乙、丙的组分中均有五碳糖，A、C正确；

甲（ATGG）与乙（UACC）共有6种核苷酸，B正确；

丙去掉两个磷酸基团是RNA的基本单位，但ATP不是乙的水解产物之一，D错误。

4.（2020·

高考预测）如图甲、乙、丙、丁代表细胞中的物质或结构。

下列分析中错误的是（　　）

A.C、H、O、N、P属于组成细胞的大量元素

B.甲物质中含有氢键，丙物质中含有高能磷酸键

C.乙、丁结构中由C、H、O、N、P组成的化合物种类相同

D.甲、乙、丙三种物质或结构参与了丁结构中酶的合成

解析　分析题图可知，甲是tRNA、乙是核糖体、丙是ATP、丁是一种生物膜。

C、H、O、N、P属于组成细胞的大量元素，A正确；

结合题图分析，甲是tRNA，其中局部双螺旋结构部位含有氢键，丙是ATP，含有2个高能磷酸键，B正确；

乙是核糖体，含有蛋白质和RNA，丁是一种生物膜，含有磷脂和蛋白质，而RNA和磷脂都由C、H、O、N、P组成，C错误；

丁结构中酶的化学本质为蛋白质，其合成场所为核糖体（乙），需要tRNA（甲）转运氨基酸，并由ATP（丙）提供能量，D正确。

课后·

分层训练

（时间：

35分钟）

1.（2019·

湖南师大附中质检）下列有关细胞中化合物及其化学键的叙述，正确的是（　　）

A.构成RNA的两个相邻核糖核苷酸之间通过氢键相连

B.构成环状多肽的两个相邻氨基酸之间通过肽键相连

C.构成ATP的腺苷和磷酸基团之间通过高能磷酸键相连

D.构成DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键相连

解析　构成RNA、DNA的两个相邻核苷酸之间均通过磷酸二酯键相连，DNA是双链结构，两条链之间通过氢键相连，A、D错误；

多肽的基本组成单位是氨基酸，环状多肽的两个相邻氨基酸之间通过肽键相连，B正确；

ATP的结构可以简写为A—P～P～P，腺苷和磷酸基团之间的化学键不属于高能磷酸键，C错误。

2.科学家用显微技术除去变形虫的细胞核，其新陈代谢减弱，运动停止；

当重新植入细胞核后，发现其生命活动又能恢复。

这说明了细胞核是（　　）

A.细胞代谢的主要场所

B.遗传物质储存和复制的场所

C.细胞遗传特性的控制中心

D.细胞生命活动的控制中心

解析　细胞质基质是细胞代谢的主要场所；

由题干中“除去变形虫的细胞核，其新陈代谢减弱，运动停止”和“重新植入细胞核后，发现其生命活动又能恢复”可以判断，细胞核是生命活动的控制中心。

山西临汾模拟）细胞核结构模式如图所示，下列有关叙述错误的是（　　）

A.①主要由DNA和蛋白质组成，在细胞分裂的不同时期呈现不同的状态

B.②是合成蛋白质的场所

C.③在细胞周期中发生周期性变化，其主要成分是磷脂和蛋白质

D.④是内质网，其上附有核糖体

解析　由图可知，①是染色质，主要由蛋白质和DNA组成，与染色体是同种物质在细胞分裂不同时期呈现的两种不同状态；

②是核仁，与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，蛋白质的合成场所是核糖体；

③是核膜，在细胞周期中发生周期性变化（前期消失，末期重现），构成核膜的主要成分是磷脂和蛋白质；

图中④为内质网，其上附有核糖体。

4.埃博拉病毒是一种RNA病毒，将该病毒彻底水解，关于得到产物的说法正确的是（　　）

A.一定得到20种氨基酸

B.能得到四种核糖核苷酸

C.碱基种类和噬菌体相同

D.产物中一定含有H、O元素

解析　该病毒蛋白质中未必含全部种类的氨基酸；

RNA彻底水解得到的产物为四种核糖核苷酸继续水解的产物——核糖、磷酸及四种含N碱基；

噬菌体的碱基有T无U，埃博拉病毒的碱基有U无T，水解产物中一定都有H、O元素。

5.（2018·

河北保定摸底）细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。

下列有关细胞核的叙述，正确的是（　　）

A.除了哺乳动物成熟的红细胞，真核细胞都有细胞核

B.利用伞藻做验证细胞核功能的实验中，不需要做伞藻核移植实验

C.原核细胞除拟核没有核膜外，其他结构与真核细胞没有差别

D.核膜上的核孔是某些大分子物质出入的通道，具有一定的选择性

解析　哺乳动物成熟的红细胞、植物的筛管细胞等都没有细胞核；

利用伞藻做验证细胞核功能的实验中，需要做伞藻核移植实验；

原核细胞的拟核没有核膜，细胞质中只有核糖体一种细胞器。

6.生物大分子通常都有一定的分子结构规律，即是由一定的基本结构单位，按一定的排列顺序和连接方式形成的多聚体，下列表述正确的是（　　）

A.若该图为一段肽链的结构模式图