張 維

(安徽省靈璧縣第一中學(xué))

核酸檢測(cè)在疫情防控過(guò)程中發(fā)揮的作用不言而喻,是從源頭控制疫情傳播,確保整個(gè)社會(huì)有序運(yùn)行的關(guān)鍵鏈條,核酸已成為全球聚焦的熱點(diǎn),因此也將備受高考命題者青睞,成為高考的新熱點(diǎn).

1 核酸在高考中的考查

真題再現(xiàn)(2022年湖北卷)化學(xué)物質(zhì)與生命過(guò)程密切相關(guān),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ).

A.維生素C可以還原活性氧自由基

B.蛋白質(zhì)只能由蛋白酶催化水解

C.淀粉可用CO2為原料人工合成

D.核酸可視為核苷酸的聚合產(chǎn)物

試題解析維生素C具有還原性,可以還原活性氧自由基,選項(xiàng)A 正確.蛋白質(zhì)在酸、堿的作用下也能發(fā)生水解,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.將CO2先還原生成甲醇,再轉(zhuǎn)化為淀粉,實(shí)現(xiàn)以CO2為原料人工合成淀粉,選項(xiàng)C正確.核苷酸通過(guò)聚合反應(yīng)制備核酸,選項(xiàng)D 正確.答案為B.

試題評(píng)析化學(xué)物質(zhì)與生命過(guò)程密切相關(guān),核酸在生物體的生長(zhǎng)、繁殖、遺傳、變異等生命現(xiàn)象中起著決定性的作用,我國(guó)在核酸的研究中取得了輝煌的成績(jī),1981年,我國(guó)科學(xué)家采用有機(jī)合成與酶促合成相結(jié)合的方法,人工合成了具有生物活性的核酸分子——酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸.2002年,我國(guó)科學(xué)家完成了水稻基因組圖譜的繪制.我國(guó)參與了人類(lèi)基因組計(jì)劃,成為參與該項(xiàng)計(jì)劃的唯一發(fā)展中國(guó)家.高考化學(xué)對(duì)核酸的考查體現(xiàn)“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的核心素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感,提升學(xué)生的民族自信心.

2 核酸的核心考點(diǎn)總結(jié)

2.1 核酸的組成與分類(lèi)

核酸是由許多核苷酸單體形成的聚合物.核苷酸進(jìn)一步水解得到磷酸和核苷,核苷繼續(xù)水解得到戊糖和堿基.因此,核酸可以看作磷酸、戊糖和堿基通過(guò)一定方式結(jié)合而成的生物大分子.其中的戊糖是核糖或脫氧核糖,它們均以環(huán)狀結(jié)構(gòu)存在于核酸中,對(duì)應(yīng)的核酸分別是核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA).轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖1所示.

圖1

戊糖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖2所示.

圖2

2.2 堿基

堿基是具有堿性的雜環(huán)有機(jī)化合物,RNA 中的堿基主要有腺嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶(分別用字母A、G、C、U 表示);DNA 中的堿基主要有腺嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶(用字母T 表示).結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別可表示為

2.3 核酸的結(jié)構(gòu)及生物功能

1)DNA 分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn):DNA分子由兩條多聚核苷酸鏈組成,兩條鏈平行盤(pán)繞,形成雙螺旋結(jié)構(gòu);每條鏈中的脫氧核糖和磷酸交替連接,排列在外側(cè),堿基排列在內(nèi)側(cè);兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵作用,腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)配對(duì),鳥(niǎo)嘌呤(G)與胞嘧啶(C)配對(duì),結(jié)合成堿基對(duì),遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則.DNA 分子上有許多基因,決定了生物體的一系列性狀.在細(xì)胞繁殖分裂過(guò)程中,會(huì)發(fā)生DNA 分子的復(fù)制.親代DNA 分子的兩條鏈解開(kāi)后作為母鏈模板,在酶的作用下,利用游離的核苷酸各自合成一段與母鏈互補(bǔ)的子鏈,最后形成兩個(gè)與親代DNA 完全相同的子代DNA 分子,使核酸攜帶的遺傳信息通過(guò)DNA 復(fù)制被精確地傳遞給下一代,并通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)影響生物體特定性狀的發(fā)生和發(fā)育.

2)RNA 也是以核苷酸為基本構(gòu)成單位,其中的戊糖和堿基與DNA 中的不同.核糖替代了脫氧核糖,尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T).RNA 分子一般呈單鏈狀結(jié)構(gòu),比DNA 分子小得多.RNA 主要負(fù)責(zé)傳遞、翻譯和表達(dá)DNA 所攜帶的遺傳信息.

變式1新冠病毒是一種具有包膜的RNA 病毒,核酸檢測(cè)就是檢測(cè)新冠病毒的RNA,其包膜的主要成分是蛋白質(zhì)和脂質(zhì).下列說(shuō)法不正確的是( ).

A.RNA 和DNA 均具有酸性,分子中核苷酸之間通過(guò)磷酯鍵連接

B.RNA 和DNA 分類(lèi)的主要依據(jù)是所含堿基不同

C.抗新冠病毒疫苗需要冷藏保存是防止其發(fā)生變性

D.蛋白質(zhì)、核酸都是生物大分子

分析RNA 和DNA 的組成單元中均有磷酸,且磷酸的酸性比堿基的堿性強(qiáng),因此具有酸性,且均含有磷酸二酯鍵,選項(xiàng)A 正確.DNA 和RNA 分類(lèi)的主要依據(jù)是五碳糖的不同,DNA 中為脫氧核糖,RNA中為核糖,選項(xiàng)B 錯(cuò)誤.抗新冠病毒疫苗的主要成分為蛋白質(zhì),冷藏可以防止蛋白質(zhì)變性,選項(xiàng)C 正確.蛋白質(zhì)、核酸的相對(duì)分子質(zhì)量非常大,屬于生物大分子,選項(xiàng)D 正確.答案為B.

變式2核酸是生物體遺傳信息的攜帶者,被譽(yù)為“生命之源”,結(jié)合圖3分析,下列說(shuō)法不正確的是( ).

圖3

A.五碳糖與磷酸、堿基之間通過(guò)分子間脫水形成核苷酸

B.核苷酸分子之間通過(guò)磷酯鍵形成核酸,反應(yīng)類(lèi)型為加聚反應(yīng)

C.DNA 是核酸的一種,其對(duì)應(yīng)的五碳糖為脫氧核糖

D.DNA 分子兩條鏈上的堿基按照形成氫鍵數(shù)目最多、結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定的原則配對(duì)

分析堿基與五碳糖通過(guò)脫水縮合形成核苷,核苷分子中五碳糖上的羥基與磷酸脫水,通過(guò)磷酯鍵結(jié)合形成核苷酸,選項(xiàng)A 正確.核苷酸分子之間通過(guò)磷酯鍵形成核酸,反應(yīng)類(lèi)型為縮聚反應(yīng),選項(xiàng)B 錯(cuò)誤.DNA 是核酸中的一種,其對(duì)應(yīng)的五碳糖是戊糖,稱(chēng)為脫氧核糖,選項(xiàng)C 正確.DNA 分子兩條鏈上的堿基按照形成氫鍵數(shù)目最多、結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定的原則配對(duì),使之形成雙螺旋結(jié)構(gòu),選項(xiàng)D 正確.答案為B.

核酸是新版教材新增的知識(shí)點(diǎn)之一,對(duì)核酸的結(jié)構(gòu)和生物功能的研究使人們深入認(rèn)識(shí)生命活動(dòng)規(guī)律,更好地利用生物資源,有助于提高疾病診斷和治療水平,促進(jìn)醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等的發(fā)展.新型冠狀病毒核酸檢測(cè)是目前診斷新型冠狀病毒感染比較可靠的一種標(biāo)準(zhǔn).預(yù)測(cè)2023年的高考會(huì)考查核酸的結(jié)構(gòu)層次,能夠判斷不同生物中含有的核酸、核苷酸、堿基種類(lèi);比較DNA 與RNA 在結(jié)構(gòu)上的差異,進(jìn)而能夠歸納出DNA 和RNA 的 功 能.

(完)