《金版新学案》高考生物大一轮复习讲义第1单元第4讲遗传信息的携带者核酸细胞中的糖类和脂质.docx
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《金版新学案》高考生物大一轮复习讲义第1单元第4讲遗传信息的携带者核酸细胞中的糖类和脂质
第4讲 遗传信息的携带者——核酸 细胞中的糖类和脂质
[基础回扣]
一、核酸的结构和功能
1．结构
（1）组成元素：
C、H、O、N、P。
（2）基本组成单位—核苷酸（如右图）
①核苷酸共8种，含氮碱基有A、G、C、T、U。
②相邻两个核苷酸是通过磷酸二酯键连接起来，基因工程中的限制性核酸内切酶切割的就是该化学键。
（3）DNA是双螺旋结构，主要分布在细胞核；RNA是单链结构，主要分布在细胞质。
2．功能：
细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极重要的作用。
二、细胞中的糖类
1．组成元素：
C、H、O。
2．比较糖的种类和分布
分布
单糖
二糖
多糖
植物细胞
果糖
麦芽糖、蔗糖
淀粉、纤维素
动物细胞
半乳糖
乳糖
糖原
动植物共有
葡萄糖、脱氧核糖、核糖
3.功能
（1）组成生物体的重要成分。
（2）生命活动的主要能源物质。
三、细胞中的脂质 [连线]
脂类分类 组成元素 功能
①
a.
②
A．C、H、Ob.
③
c.
④
B．C、H、O、N、Pd.
⑤
e．主要储能物质、保温和缓冲减压
答案：
①—A—e ②—B—b ③—A—a ④—A—c ⑤—A—d
同质量的脂肪和糖类相比，脂肪分解时为什么释放的能量较多？
提示：
脂肪中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量多于糖类。
因此，等质量的脂肪和糖类氧化分解时，脂肪所消耗的氧气较多，释放的能量多，产生水多。
[能力排查]
一、理解能力
1．判断下列有关核酸叙述的正误。
（1）DNA和RNA分子的碱基组成相同（2013·重庆卷，1B）（×）
（2）叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA（2013·新课卷Ⅱ，1D）（×）
（3）双链DNA分子中一条链上磷酸和核糖是通过氢键连接的（2014·新课标卷Ⅱ，5C）（×）
（4）DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接（2014·江苏卷，2D）（×）
（5）盐酸的作用：
改变膜的透性便于染色剂进入；将染色体中的蛋白质与DNA分离，便于DNA染色（√）
2．判断下列有关糖类叙述的正误。
（1）多糖在细胞中不与其他分子相结合（2013·重庆卷，1C）（×）
（2）糖类不参与细胞识别和免疫调节（2013·江苏卷，1D）（×）
（3）发芽小麦种子中的麦芽糖经水解可产生果糖（2014·海南卷，23C）（×）
（4）在组织样液中加入斐林试剂后试管内液体呈现无色，加热后变成砖红色（2014·江苏卷，22C）（×）
3．判断下列关于脂质叙述的正误。
（1）脂质不参与生命活动的调节（2013·江苏卷，1A）（×）
（2）磷脂、胆固醇都可参与膜结构的组成（√）
（3）脂质在核糖体、内质网及高尔基体上合成（2014·海南卷，2D）（×）
二、识图析图
核酸结构层次图
（1）填写图中序号表示的物质：
①磷酸、②五碳糖、③碱基、④核苷酸。
（2）相邻核苷酸是怎样连接的？
提示：
通过磷酸二酯键连接。
下图表示化合物a和m参与化合物b的构成情况，下列叙述不正确的是（ ）
A．若m为腺嘌呤，则b可能为腺嘌呤核糖核苷酸
B．在噬菌体、烟草花叶病毒体内b均为4种
C．若a为核糖，则ADP脱去一个磷酸后，可形成b
D．若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸可存在于HIV中
[自主解答] ________
解析：
本题考查核酸的基本单位及不同生物体内核酸、核苷酸、碱基的种类。
图示b为核苷酸，m为含氮碱基，a为五碳糖。
若m为腺嘌呤，则b为腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脱氧核苷酸，A正确；病毒只含有一种核酸，其核苷酸种类均为4种，B正确；若ATP或ADP水解可形成b，则a为核糖，C正确；HIV的遗传物质是RNA，其基本单位为核糖核苷酸，故a应为核糖，D错误。
答案：
D
核酸种类及生物遗传物质的判断方法
（1）依据含氮碱基判断：
含胸腺嘧啶的一定是DNA，含尿嘧啶的一定是RNA。
（2）依据五碳糖判断：
含脱氧核糖的一定是DNA，含核糖的一定是RNA。
（3）依据是否具有细胞结构判断：
具细胞结构的生物既含DNA又含RNA；不具细胞结构的生物（病毒）只含一种核酸，是DNA或RNA。
1．核酸的组成
（1）基本单位——核苷酸的组成：
（2）核酸的种类及分布：
DNA：
主要分布在细胞核，线粒体、叶绿体中也有。
RNA：
分布在细胞质。
2．不同生物与碱基、核苷酸的关系
生物类别
核酸
遗传物质
核苷酸
碱基
原核生物和真核生物
含有DNA和RNA两种核酸
DNA
8
5
病毒
只含DNA
DNA
4
4
只含RNA
RNA
4
4
3.DNA、RNA和蛋白质之间的关系图
1．下列关于如图所示过程的叙述中，错误的是（ ）
A．甲是磷酸，在不同的核苷酸中种类相同
B．乙是五碳糖，在DNA中是脱氧核糖，在RNA中是核糖
C．丙是含氮碱基，在人体细胞遗传物质中有四种
D．丁是核苷酸，在一个病毒中有八种
解析：
题图所示为核苷酸的组成，甲是磷酸，乙是五碳糖，丙是含氮碱基。
人体细胞中的遗传物质是DNA，DNA中的含氮碱基只有四种。
病毒中的核酸只有一种，所以组成病毒核酸的核苷酸（含氮碱基）只有四种。
答案：
D
2．（2015·湖南十三校二模）在生物体内，某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示。
其中a、b、c代表小分子，A、B、C是生物大分子。
据图分析下列说法不正确的是（ ）
A．人体中，小分子b的种类有4种
B．导致生物多种多样的根本原因是A的结构具有多样性
C．遵循碱基互补配对原则的过程是图中的①②
D．图中A和C是组成染色体的主要成分
解析：
据元素组成及各物质之间的关系分析可知，a、b、c分别是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸，A、B、C分别是DNA、mRNA、蛋白质。
①②③分别表示DNA复制、转录、翻译过程。
人体中，小分子b——核糖核苷酸的种类有4种，A正确；导致生物多种多样的根本原因是DNA的结构具有多样性，B正确；图中的①②③过程都遵循碱基互补配对原则，C错误；染色体的主要组成成分是蛋白质和DNA，D正确。
答案：
C
（2014·海南单科）下列有关脂质的叙述，正确的是（ ）
A．脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分
B．维生素D和性激素不属于固醇类物质
C．脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能少
D．脂质在核糖体、内质网及高尔基体上合成
[自主解答] ________
解析：
组成细胞膜的脂质主要是磷脂，A正确；维生素D和性激素属于固醇类，B错误；相同质量的脂肪中因含有较大比例的H，故彻底氧化后比糖类产能多，C错误；脂质在内质网上合成，D错误。
答案：
A
1．糖类与脂质的比较
比较项目
糖类
脂质
元素组成和种类
种类
单糖、二糖、多糖
脂肪、磷脂、固醇
合成部位
淀粉：
叶绿体
纤维素：
高尔基体
糖原：
主要是肝脏、肌肉
主要是内质网
生理作用
①主要的能源物质
②构成细胞结构，如糖被、细胞壁
③核酸的组成成分，如核糖、脱氧核糖
①生物体的储能物质，如脂肪
②构成生物膜的重要成分，如磷脂
③调节新陈代谢和生殖，如性激素
2.脂质的种类和作用
糖类和脂质的理解误区
（1）并非所有的糖都是能源物质，如核糖、纤维素不提供能量。
（2）并非所有的糖都可以用斐林试剂检测，如蔗糖、淀粉均为非还原糖。
（3）脂肪是主要的储能物质，但不构成膜结构，而磷脂和胆固醇均参与膜结构的组成。
（4）糖的“水解”与“氧化分解”
多糖和二糖水解的终产物是其单体，如淀粉水解的产物是葡萄糖，蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖；糖氧化分解的终产物是CO2和H2O，即糖参与有氧呼吸后的最终产物。
3．（2015·江西师大附中模拟）下列关于细胞内化合物的分类和比较，正确的是（ ）
解析：
本题考查物质的分类及包含关系。
脂质包括脂肪、类脂和固醇，脂肪不包括固醇和性激素，A错误；由B图左半圆内应都是动物细胞含有的糖类，右半圆内应都是植物细胞含有的糖类，两圆交叉部分为动植物细胞共有的糖类可知，由于半乳糖和果糖是动植物共有的糖，麦芽糖只存在于植物细胞，B错误；蔗糖为非还原性糖，属于二糖，C错误；激素有的属于脂质（如性激素），有的属于蛋白质（如胰岛素）；多数酶属于蛋白质，极少数为RNA，D正确。
答案：
D
4．下图是生物体内几种有机物组成以及它们各自功能的关系图，m1、m2、m3、m4分别是大分子物质M1、M2、M3、M4的组成单位。
下列说法正确的是（ ）
A．相同质量的M1和M2被彻底氧化分解，则M1的耗氧量多
B．同一个体不同细胞中M3的种类不同取决于基因的选择性表达
C．m3和m4之间的区别主要是五碳糖和碱基的种类不同
D．不同的M4在结构上的区别主要是m4的连接方式不同
解析：
根据有机物的主要功能，可以推断出M1、M2、M3、M4依次表示糖类、脂肪、蛋白质和核酸。
相同质量的脂肪彻底氧化分解时比糖类耗氧多；基因的选择性表达使同一个体不同的细胞中产生不同的mRNA，合成出不同的蛋白质；组成蛋白质的m3是指氨基酸，组成核酸的m4是指核苷酸；不同的核酸在结构上核苷酸的连接方式是相同的。
答案：
B
观察DNA和RNA在细胞中的分布
[实验原理]
（1）甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同：
DNA甲基绿,绿色；RNA吡罗红,红色
利用甲基绿、吡罗红混合染色剂可显示DNA和RNA在细胞中的分布。
（2）盐酸可改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，利于DNA与染色体结合。
[实验步骤]
1．甲基绿、吡罗红混合染液要现配现用。
2．常选口腔上皮细胞、无色的洋葱表皮细胞等，不能用紫色洋葱外表皮细胞或叶肉细胞，以防止颜色的干扰。
3．几种液体在实验中的作用
①0.9%的NaCl溶液：
保持口腔上皮细胞正常形态。
②8%的盐酸：
a.改变细胞膜的通透性；b.使染色体中DNA与蛋白质分离。
③蒸馏水：
a.配制染色剂；b.冲洗载玻片。
1．在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，将口腔上皮细胞置入质量分数为8%的盐酸溶液的主要目的是（ ）
A．使细胞中的DNA水解成脱氧核苷酸
B．用盐酸改变生物膜的通透性，加速染色剂进入细胞
C．使细胞中的物质全部水解
D．使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于吡罗红与DNA结合
解析：
考查“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的操作原理。
细胞膜能阻碍染色剂进入细胞，质量分数为8%的盐酸溶液的作用是改变生物膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于甲基绿与DNA结合。
答案：
B
核酸与蛋白质的关系图
[获取信息]
（1）根据图1中A、B、C三种物质之间的关系及元素组成，可以推断A为DNA，B为RNA，C为蛋白质，单体a、b、c分别为脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸，X为N、P，Y为N，①②③过程分别表示DNA的复制、转录、翻译。
实质就是基因表达中的遗传信息，即
（2）T2噬菌体主要由DNA和蛋白质组成，核糖体由RNA和蛋白质组成，可以判断图2中甲、乙、丙分别是DNA、RNA、蛋白质，a、b分别是核苷酸、氨基酸。
2．分析HIV的化学组成，得到下图所示组成关系，相关叙述正确的是（ ）
A．a→甲的过程在HIV的核糖体上完成
B．乙彻底水解可产生磷酸、核糖和A、G、T、C四种碱基
C．a与a之间通过“—NH—COOH—”相连接
D．HIV的遗传信息储存在大分子乙中
解析：
首先要由图中HIV联想到RNA和蛋白质，然后推断出甲、乙两种物质是蛋白质和RNA，a、b是构成甲、乙（蛋白质和RNA）的小分子物质，所以a、b可能是氨基酸和核糖核苷酸，最后根据元素组成再确认甲、a是蛋白质和氨基酸，乙、b是RNA和核糖核苷酸。
HIV无细胞结构，只有侵入寄主细胞，利用寄主细胞的核糖体才能合成自身的蛋白质；RNA中含有U而不含T；氨基酸之间通过肽键“—NH—CO—”相连接。
RNA是HIV的遗传物质。
答案：
D
3．甲图表示某些重要化合物的元素组成和功能关系，乙图是甲图中某种物质的分子结构图。
下列相关叙述中，正确的是（ ）
A．乙图表示的物质是甲图中的b
B．甲图中的X表示的元素是N，Y表示的是N和P
C．甲图中过程③和过程④发生的场所不同
D．甲图中过程①②③都进行了相同的碱基互补配对
解析：
由题图甲可以判断A是DNA，B是RNA，C是蛋白质，过程①②③才别是DNA的复制、转录和翻译，进一步可判断单体a是脱氧核苷酸，b是核糖核苷酸，c是氨基酸。
题图乙表示的是核糖核苷酸，对应甲图中的b，故A项正确。
答案：
A
1．（2014·课标卷Ⅱ）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．用甲基绿和吡罗红染色可观察DNA和RNA在细胞中的分布
解析：
转录是在RNA聚合酶的催化作用下，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，A正确；线粒体和叶绿体中均含有的少量DNA控制着细胞质遗传，植物细胞的线粒体和叶绿体中均可进行DNA的复制，B正确；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，C错误；甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，并呈现不同的颜色反应，故可以用于观察DNA和RNA在细胞中的分布，D正确。
答案：
C
2．（2014·江苏单科）下列关于细胞中化合物及其化学键的叙述，正确的是（ ）
A．tRNA分子中含有一定数量的氢键
B．每个ADP分子中含有两个高能磷酸键
C．血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接
D．DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接
解析：
tRNA的分子结构呈“三叶草”形，单链RNA在某些区域折叠形成局部双链，通过氢键相连，A正确；每个ADP分子中含有两个磷酸基团，但只含一个高能磷酸键，B错误；血红蛋白的不同肽链之间是通过二硫键等化学键相连的，C错误；DNA的两条脱氧核苷酸链之间的碱基互补配对，通过氢键连接成碱基对，D错误。
答案：
A
3．（2013·广东卷）有关糖的叙述，正确的是（ ）
A．葡萄糖在线粒体中合成 B．葡萄糖遇碘变为蓝色
C．纤维素由葡萄糖组成D．胰岛素促进糖原分解
解析：
植物体内葡萄糖在叶绿体中合成，A错误；淀粉遇碘变为蓝色，B错误；纤维素属于多糖，它的基本组成单位是葡萄糖，C正确；胰岛素促进糖原合成，D错误。
答案：
C
4．（2015·荆门月考）如图为不同化学元素组成的化合物示意图，以下说法不正确的是（ ）
A．若①为某种具有催化作用的化合物，则①被初步水解产物为多肽，彻底水解产物为氨基酸
B．若②大量积累于皮下和内脏器官周围，则②较之糖原为更好的储能物质
C．若③为构成细胞膜基本骨架的分子，则③为磷脂
D．若④在低血糖时分解补充血糖，则④可能是肌糖原和肝糖原
解析：
糖类和脂肪由C、H、O三种元素构成；蛋白质（或氨基酸）主要由C、H、O、N四种元素构成；核酸（或核苷酸）、磷脂由C、H、O、N、P构成，所以①是蛋白质或氨基酸，②和④可能是糖类和脂肪中之一，③是磷脂、核酸或核苷酸。
若①是酶，初步水解产物一定是多肽，A正确。
脂肪大量积累于皮下和内脏器官周围，所以②可能是脂肪，B正确。
磷脂构成的磷脂双分子层是细胞膜的基本骨架，C正确。
肌糖原不能分解补充血糖，D错误。
答案：
D
5．在细胞内，某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示。
其中X、Y代表元素，A、B、C是生物大分子。
相关描述错误的是（ ）
A．图中A和C是组成染色体的主要成分
B．人体细胞中，单体a的种类有4种
C．图中仅①②过程遵循碱基互补配对原则
D．生物多样性的根本原因是A具有多样性
解析：
掌握DNA、RNA和蛋白质的关系及其基本组成是解题的关键。
根据图中A到C的信息流：
，可知A表示DNA分子，B表示mRNA分子，C表示蛋白质，①过程表示DNA复制，②过程表示转录，③过程表示翻译。
染色体的主要成分是DNA和蛋白质。
人体细胞中组成DNA的单体a——脱氧核苷酸有4种。
DNA复制、转录和翻译均遵循碱基互补配对原则。
生物多样性的根本原因是DNA具有多样性，生物多样性的直接原因是蛋白质具有多样性。
答案：
C
6．（2015·南安期末）下面是“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验有关描述，正确的是（ ）
A．实验原理是利用甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同
B．甲基绿使RNA呈现绿色，吡罗红使DNA呈现红色
C．实验时先加甲基绿，水浴充分染色后再加吡罗红水浴染色
D．该实验结论：
DNA分布在细胞核中，RNA分布在细胞质中
解析：
实验原理是利用甲基绿和吡罗红两种染色剂对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。
利用甲基绿和吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。
实验结论：
DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。
答案：
A
7．美国耶鲁大学的生物学家称，他们正在从事将病毒引诱到能导致其死亡的栖息地或生活环境方面的试验研究。
他们期望将病毒群引诱到人体陷阱细胞中，以防止病毒发生增殖，该方法将给人们战胜很多疾病（如AIDS）带来希望。
HIV通过细胞表面的CD4识别T细胞（如图甲），如果给AIDS患者注射大量用CD4修饰过的红细胞（如图乙），也会被HIV所识别入侵。
HIV在红细胞内无法完成复制增殖，最后随红细胞的死亡而被清除，该方法目前已经在小鼠体内获得阶段性成果。
（1）图丙简单表示HIV的化学组成，其中小分子a到大分子A的过程发生在________细胞的________上。
人如果得了艾滋病，导致人死亡的直接原因是________________________________________________________________________。
（2）人类成熟的红细胞之所以能成为“细胞陷阱”，从结构角度看原因是其不具备________和核糖体等结构，无法提供HIV增殖的条件。
（3）CD4是HIV识别T细胞的重要特征物质，该物质最可能的成分是____________。
（4）图丙中小分子b到大分子B过程中所需要的酶是________。
（5）如果HIV中决定某一性状的一段RNA中含碱基A19%、C26%、G31%，则通过逆转录过程形成的双链DNA含碱基A的比例为________。
（6）目前有人认为可以通过检测血清中是否存在HIV的抗体来判断人是否已经感染了HIV，你是否认可？
________（填“是”或“否”），并说明理由________________________________。
解析：
病毒蛋白质的合成是在宿主细胞内的核糖体上完成的，HIV病毒攻击人的T淋巴细胞。
人的成熟红细胞无细胞核及细胞器，病毒在红细胞内无法增殖。
细胞膜上具有识别作用的是糖蛋白；病毒侵入人体后，会引起体液免疫应答，产生相应的抗体。
答案：
（1）T淋巴 核糖体 多种病原体感染或恶性肿瘤等疾病
（2）细胞核 （3）糖蛋白 （4）RNA聚合酶 （5）21% （6）是 HIV病毒侵入人体细胞会引起体液免疫产生抗体
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