细胞中的核酸

第4讲细胞中的核酸考纲考情——知考向核心素养——提考能最新考纲1.核酸的结构和功能(Ⅱ)2.细胞核的结构和功能(Ⅱ)3.生物大分子以碳链为骨架(Ⅱ)4.实验：观察DNA、RNA在细胞中的分布生命观念细胞核的结构与功能、建立整体观念和结构与功能相适应的观念科学思维归纳总结DNA、RNA的异同近三年考情2018·全国Ⅲ(2)、2017·全国卷Ⅲ(1)、2017·全国卷Ⅱ(3)、2016·全国卷Ⅰ(1)科学探究观察DNA、RNA在细胞中的分布考点一核酸的结构与功能1.核酸的结构层次2.核酸的功能与分布■助学巧记“三看”法快速确认DNA、RNA3.核酸与蛋白质的比较项目核酸蛋白质DNA RNA元素C、H、O、N、P C、H、O、N等组成单位名称脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸种类4种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核苷酸的种类、数量及排列顺序氨基酸的种类、决定因素数量、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VS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1 P38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 B2.(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RNAD.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。

答案 B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RNA5种8种DNA 病毒DNA病毒DNA 4种4种DNA RNA病毒RNA 4种4种RNA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 D4.(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DNAD.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教材VS高考1.真题重组判断正误(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。

2.深挖教材(中图版必修1 P39“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。

答案 C2.(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DNAD.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。

答案 D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。

答案 D4.(2019·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。