优化方案高考生物大一轮复习 第一单元 细胞及分子组成 第4讲 遗传信息的携带者核酸细胞中的糖类和脂质讲义.docx

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优化方案高考生物大一轮复习第一单元细胞及分子组成第4讲遗传信息的携带者核酸细胞中的糖类和脂质讲义

第4讲　遗传信息的携带者——核酸　细胞中的糖类和脂质

　1.核酸的结构和功能（Ⅱ）　2.糖类、脂质的种类和作用（Ⅱ）　3.实验：

观察DNA、RNA在细胞中的分布

　　　　　[学生用书P20]）

一、核酸的结构、功能和分布

1．结构层次

　氢键能使DNA分子形成稳定的空间结构，RNA分子结构中具有氢键吗？

提示：

具有，如tRNA。

　　DNA组成结构的“五、四、三、二、一”

五（五种元素）、四（四种单体）、三（三种小分子）、二（二条脱氧核苷酸长链）、一（一种双螺旋结构）。

2．功能

（1）是细胞内携带遗传信息的物质。

（2）在生物体的遗传、变异和蛋白质的合成中有重要作用。

3．分布

（1）观察原理

（2）分布特点

二、细胞中的糖类

类别

主要糖类

特点

举例

功能

单糖

五碳糖

核糖

核糖核酸的组成成分

不能水解

脱氧核糖

脱氧核糖核酸的组成成分

六碳糖

葡萄糖

主要的能源物质

果糖

提供能量

半乳糖

二糖

麦芽糖

提供能量

能水解生成两分子单糖

蔗糖

乳糖

多糖

淀粉

储存能量的物质

水解后能够生成许多单糖（自然界含量最多的糖）

纤维素

植物细胞壁的主要成分

糖原

储存能量和调节血糖

三、脂质的种类和功能[连一连]

1．（必修1P32与生活的联系改编）体重65千克的男性甲和男性乙，男性甲瘦，男性乙肥胖。

下列说法正确的是（　　）

A．男性乙心脏的负担较大

B．在只饮水不进食的情况下，男性甲坚持时间较长

C．男性甲较耐寒

D．男性乙脂肪较多，可把脂肪作为直接能源物质

答案：

A

2．（必修1P33拓展题T2改编）在相同浓度的蔗糖和葡萄糖溶液中培养动物细胞，下列说法正确的是（　　）

A．蔗糖和葡萄糖都能进入细胞，但进入速度一定不相等

B．蔗糖不能进入动物细胞，因为动物细胞细胞膜上没有运输蔗糖分子的载体蛋白

C．有氧呼吸第二阶段利用的是丙酮酸，葡萄糖被分解为丙酮酸之后才能进入细胞

D．蔗糖和葡萄糖都是以主动运输的方式进入细胞

答案：

B

3．思维诊断

（1）判断下列关于核酸的叙述

①（2016·江西临川一模T3B）组成DNA和ATP的元素种类不同。

（×）

②DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接。

（×）

③分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。

（×）

④盐酸处理染色质能促进DNA与吡罗红结合。

（×）

⑤核酸的组成单位是核苷酸，能够携带遗传信息；用甲基绿吡罗红染液染色呈现绿色。

（×）

（2）判断下列关于糖类的叙述

①（2016·山东青岛质检T10D）脱氧核糖含有磷元素。

（×）

②多糖在细胞中不与其他分子相结合。

（×）

③糖原的组成单位是葡萄糖，主要功能是提供能量，与斐林试剂反应呈现砖红色。

（×）

④构成纤维素的单体是葡萄糖和果糖。

（×）

（3）判断下列关于脂质的种类及功能的叙述

①雌性激素的合成场所是核糖体。

（×）

②脂肪酸和磷脂含有的元素相同。

（×）

③胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输。

（√）

④苏丹Ⅲ染色观察花生种子子叶细胞中的脂肪，只有在保持细胞活性的条件下才能显示出来颜色。

（×）

考点一　通过核酸与蛋白质的列表比较，理解核酸的种类与结构

[学生用书P21]

1．蛋白质与核酸的比较

比较项目

蛋白质

核酸

组成元素

C、H、O、N等

C、H、O、N、P

单体的结构通式

1分子磷酸＋

1分子五碳糖＋

1分子含N碱基

连接方式

形成场所

细胞质内的核糖体上

细胞核、线粒体、

叶绿体等内在联系

2.不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况

生物类别

核酸

核苷酸

碱基

遗传物质

举例

原核生物和真核生物

含有DNA和RNA

8种

5种

DNA

细菌、人等

病毒

只含DNA

4种

4种

DNA

噬菌体

只含RNA

4种

4种

RNA

烟草花叶病毒

图甲表示由1分子的磷酸、碱基m和化合物a构成了化合物b。

图乙表示某些重要化合物的元素组成和功能关系，据两图思考：

（1）图乙中的X表示的元素是________，Y表示的元素是____。

（2）图甲中若m为尿嘧啶，则b可能为____________，组成核糖体的b只有4种。

（3）若ATP水解可形成b，则a为________；若a为脱氧核糖，则a和磷酸交替排列构成了________的基本骨架。

（4）图乙中A是DNA，B是RNA，C是蛋白质，过程①②③分别是DNA的复制、转录和翻译，单体a是____________，b是核糖核苷酸，c是________。

[答案]　

（1）N和P　N　

（2）核糖核苷酸　（3）核糖　DNA

（4）脱氧核苷酸　氨基酸

　1.如图表示某大分子物质的基本单位。

该物质为____________，含有的碱基为________，将T2噬菌体初步水解________（能或不能）得到的物质。

2.细菌、蓝藻的遗传物质为________。

将金鱼的遗传物质彻底水解可得到____种小分子物质。

3.核酸与蛋白质关系密切，即________多样性

________多样性

生物多样性。

提示：

1.核糖核苷酸　A、G、C、U　不能

2．DNA　6

3．DNA　蛋白质

通过网络法理清核酸与蛋白质的关系

[信息解读]

（1）染色体的主要成分是DNA和蛋白质，核糖体的主要成分是RNA和蛋白质，因此图1中甲、乙、丙分别是DNA、RNA和蛋白质，a是核苷酸，b是氨基酸。

（2）图2是通过结构中的化合物组成构建的概念图，判断的依据是染色体和细胞膜的物质组成。

图中甲、乙、丙分别是DNA、蛋白质和磷脂。

　　　　　　核苷酸的种类及核酸的结构与分布

1．（2015·高考全国卷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：

选D。

ATP的组成元素为C、H、O、N、P，DNA的组成元素为C、H、O、N、P，故ATP和DNA的组成元素相同，A项正确。

tRNA是由一条RNA链自身折叠形成的三叶草状结构，其下端有能与mRNA上的密码子进行碱基配对的三个连续碱基，这三个连续碱基构成了反密码子，B项正确。

T2噬菌体的遗传物质是DNA，组成DNA的基本单位是四种脱氧核糖核苷酸，C项正确。

细菌是原核生物，其细胞内只有核糖体一种细胞器，D项错误。

2．（2016·南昌市期末统考）如图为某同学制作的含有两个碱基对的DNA片段（“o”代表磷酸基团）模式图，下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是（　　）

A．甲说：

“物质组成和结构上完全正确”

B．乙说：

“只有一处错误，就是U应改为T”

C．丙说：

“有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖”

D．丁说：

“如果说他画的是RNA双链则该图是正确的”

解析：

选C。

图中有三处错误：

①五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖；②DNA不含碱基U，而是含碱基T；③两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，应是前一个核苷酸的脱氧核糖与后一个核苷酸的磷酸基团连接形成磷酸二酯键，A、B错误，C正确。

如果图中画的是RNA双链，则两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，D错误。

根据五碳糖和含氮碱基判断核苷酸种类

（1）五碳糖

（2）含氮碱基

　　　　　　核酸与蛋白质的关系

3．（2016·安徽合肥六校第一次联考）如图表示真核细胞某些结构的主要组成成分（图中字母是元素符号），下列叙述正确的是（　　）

A．结构1功能的复杂程度主要是由图中甲的种类和数量直接决定的

B．物质乙、丙的单体分别是氨基酸和核糖核苷酸

C．萨顿用类比推理的方法证明了基因在结构2上

D．结构2在有丝分裂时会呈现周期性的变化

解析：

选D。

结构1具有磷脂双分子层和蛋白质，为生物膜，甲由C、H、O、N、P组成，为磷脂，是生物膜的基本支架，乙由C、H、O、N组成，为蛋白质，决定生物膜的功能，A错误；蛋白质的单体为氨基酸，结构2为染色体，主要成分为蛋白质和DNA，DNA的单体为脱氧核苷酸，B错误；萨顿用类比推理的方法提出了基因在染色体上，摩尔根利用假说—演绎法证明基因在染色体上，C错误；染色体在有丝分裂时会呈现周期性的变化，D正确。

4．若图示中的各部分彻底水解，得到产物种类最多的以及种类一样多的分别是（　　）

A．①；②和③　　　　　　B．②；③和④

C．②；①和③D．④；①和②

解析：

选C。

此图表示翻译过程，②为核糖体，①为mRNA，③为tRNA，④是肽链。

核糖体由蛋白质和rRNA组成，它们彻底水解的产物分别是20种氨基酸、磷酸和核糖以及4种含氮碱基；mRNA彻底水解得到磷酸、核糖、4种含氮碱基；tRNA彻底水解后得到磷酸、核糖、4种含氮碱基；多肽链彻底水解后得到20种氨基酸。

因此，②彻底水解后得到的产物种类最多，①和③彻底水解后得到的产物种类一样多。

DNA、RNA、蛋白质的水解产物和代谢终产物的比较

项目

DNA

RNA

蛋白质

基本单位

脱氧核苷酸

核糖核苷酸

氨基酸

初步水解产物

4种脱氧核苷酸

4种核糖核苷酸

多肽

彻底水解产物

脱氧核糖、含氮碱基和磷酸

核糖、含氮碱基和磷酸

氨基酸代谢终

产物

CO2、H2O、尿素和磷酸盐等

CO2、H2O和尿素

考点二　利用比较法，考查糖类、脂质的种类和作用[学生用书P23]

糖类与脂质的区别及联系

　名称

项目　　

糖类

脂质

区别

化学组成和种类

合成部位

细胞器：

叶绿体、内质网、高尔基体；器官：

肝脏和肌肉

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

（1）生物体的储能物质，如脂肪；

（2）生物膜的重要组成成分，如磷脂、胆固醇；

（3）调节细胞代谢和生殖，如性激素

联系

糖类

脂肪

（2016·北京六十六中质检）下列关于动植物糖类、脂质的叙述中，正确的是（　　）

A．核糖、葡萄糖、脱氧核糖是动植物体内共有的单糖

B．葡萄糖、果糖、蔗糖均为还原糖

C．糖类和脂质氧化分解释放的能量是生命活动所需要的直接能源

D．固醇包括脂肪、性激素、维生素D

[解析]　核糖、脱氧核糖是构成核糖核酸和脱氧核糖核酸的成分之一，动植物都有，而葡萄糖也是动植物中最常见的单糖，A项正确；蔗糖不是还原糖，B项错误；糖类和脂质氧化分解释放的能量一部分以热能的形式散失，一部分用于合成ATP，ATP是生命活动所需要的直接能源物质，C项错误；脂质包括磷脂、脂肪和固醇，其中固醇又包括胆固醇、性激素和维生素D，D项错误。

[答案]　A

　1.葡萄糖作为能源物质，其氧化分解的场所是什么？

2.下列哪类物质或结构一定不含糖？

①噬菌体　②ATP　③酶　④DNA　⑤烟草花叶病毒

⑥胰岛素

3.下列物质中哪些物质是构成细胞膜的成分？

①脂肪　②磷脂　③性激素　④胆固醇

4.下列哪些物质属于生物大分子？

①胰岛素　②糖原　③脱氧核苷酸　④核糖核酸

⑤脂肪　⑥磷脂

提示：

1.细胞质基质。

2．⑥本质为蛋白质，一定不含糖。

3．②④。

4．①②④。

1．细胞中的能源物质归纳总结

（1）细胞生命活动的主要能源物质：

葡萄糖。

（2）细胞生命活动的直接能源物质：

ATP。

（3）细胞的储能物质：

脂肪、淀粉、糖原。

2．糖类和脂肪元素组成与细胞呼吸的关系

（1）脂肪分子中氧的含量少于糖类，而氢的含量多于糖类。

（2）有氧呼吸第三阶段是[H]＋O2

H2O＋能量，因此[H]越多，消耗的O2越多，释放能量越多。

（3）等质量的脂肪与糖类相比，脂肪氧化分解时所消耗的O2比糖类多，释放能量也多于糖类。

1．（2016·西安市高三统考）如图表示糖类的化学组成和种类，则相关叙述正确的是（　　）

A．①②③依次代表单糖、二糖、多糖，它们均可继续水解

B．①②均属还原糖，在水浴加热条件下与斐林试剂发生反应将产生砖红色沉淀

C．④⑤分别为纤维素、肌糖原，二者均贮存能量，可作为贮能物质

D．④是植物细胞壁的主要成分，使用纤维素酶可将其破坏，④的合成与高尔基体有关

解析：

选D。

①②③依次代表单糖、二糖、多糖，二糖和多糖可继续水解；葡萄糖、果糖和麦芽糖属还原糖，在水浴加热条件下与斐林试剂发生反应将产生砖红色沉淀，蔗糖不是还原糖；④⑤分别为纤维素、肌糖原，肌糖原贮存能量，可作为贮能物质，但纤维素不贮存能量；④是植物细胞壁的主要成分，使用纤维素酶可将其破坏，④的合成与高尔基体有关。

2．（2016·青岛市高三期末）下列关于细胞中脂质的说法，正确的是（　　）

A．脂质存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物

B．生物膜的组成成分包括磷脂、胆固醇和脂肪

C．含N元素的脂质包括胆固醇、性激素等

D．维生素A能有效地促进人肠道对钙和磷的吸收

解析：

选A。

脂质包括脂肪、磷脂和固醇等，其中磷脂是构成生物膜的重要成分，因此，脂质存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要化合物。

生物膜中不含脂肪。

胆固醇、性激素只含有C、H、O三种元素。

维生素D能够有效促进小肠对钙和磷的吸收。

1．混淆糖的“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；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。

2．不能全面掌握糖类和脂质的功能

（1）误认为糖类都能提供能量。

如纤维素、核糖和脱氧核糖，它们都不提供能量。

（2）误认为脂质中只有磷脂才是构成生物膜的成分。

胆固醇也是构成细胞膜的成分，特别是动物细胞膜。

考点三　观察DNA和RNA在细胞中的分布[学生用书P24]

1．实验原理

（1）DNA主要分布在细胞核中，RNA大部分存在于细胞质中。

（2）甲基绿和吡罗红对DNA、RNA的亲和力不同。

利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色，可显示DNA和RNA在细胞中的分布情况。

DNA＋甲基绿→绿色；RNA＋吡罗红→红色。

（3）盐酸作用：

改变细胞膜的通透性→加速染色剂进入细胞；使染色质中的DNA与蛋白质分离→有利于DNA与染色剂结合。

2．实验步骤

3．实验注意问题

（1）选材：

口腔上皮细胞、无色的洋葱表皮细胞，不能用紫色洋葱表皮细胞或叶肉细胞，防止颜色的干扰。

（2）缓水流冲洗目的：

防止玻片上的细胞被冲走。

（3）几种试剂在实验中的作用

①0.9%的NaCl溶液（生理盐水）：

保持口腔上皮细胞正常形态。

②蒸馏水：

a.配制染色剂；b.冲洗载玻片。

③甲基绿和吡罗红染液：

使DNA、RNA染色。

（4）DNA和RNA在细胞核和细胞质中都有分布，只是量的多少不同。

故结论中强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。

（2016·南京市统考）在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，下列说法正确的是（　　）

A．染色时先用甲基绿染液，再用吡罗红染液

B．用8%的盐酸的目的之一是使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细胞质和呈红色的细胞核

[解析]　观察DNA和RNA在细胞中的分布时，加入的染色剂是甲基绿吡罗红混合染液，即两种试剂是同时加入的，A错误。

加入盐酸的目的是增大细胞膜的通透性，并使蛋白质和DNA分离便于染色，但不能使DNA水解，B错误。

在高倍显微镜下可以观察到呈绿色的细胞核和呈红色的细胞质，D错误。

[答案]　C

1．（2016·抚州模拟）观察人口腔上皮细胞中DNA和RNA的分布实验中，加入质量分数为8%的盐酸的作用不包括（　　）

A．促使细胞膜上蛋白质变性，有利于染色剂进入细胞

B．改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞

C．促使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于染色

D．促使染色质中的DNA解旋，有利于与染色剂结合

解析：

选D。

染色质中DNA的解旋要靠解旋酶的催化或温度变化，不是实验中盐酸的作用，因此D项错误。

2．在做实验“观察DNA和RNA在细胞中的分布”时将盛有盐酸和载玻片的小烧杯放在大烧杯中保温5min。

（1）把取出的人口腔上皮细胞放入0.9%的生理盐水中，而不是放入蒸馏水中，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）水浴加热的目的是________________________________________________________________________；

保温时间过短则________________________________，过长则________________________________________________________________________。

（3）在鉴定蛋白质、糖类时所使用的试剂中，与吡罗红甲基绿染色剂用法相似的是________________________________________________________________________。

（4）实验材料也可用紫色洋葱鳞片叶，但要选择紫色洋葱鳞片叶的________（填“外”或“内”）表皮细胞，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）根据人的口腔上皮细胞中DNA、RNA分布的状况，某同学得出的结论是“真核细胞的DNA主要分布于细胞核中，RNA主要分布于细胞质中”，你认为有何不妥？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

（1）人口腔上皮细胞无细胞壁，若放入蒸馏水中，会因吸水过多而涨破；生理盐水可以保持口腔上皮细胞的正常形态。

（2）在用盐酸水解的过程中进行水浴加热的目的是使受热均匀，若保温时间过短，DNA还没完全与蛋白质分开，影响染色剂进入细胞及其与DNA的结合；若保温时间过长，细胞结构遭到严重破坏，细胞核中的DNA和细胞质中的RNA混合，直接影响到显微观察。

（3）吡罗红甲基绿染色剂是混合后使用的；斐林试剂的甲液和乙液也是混合后使用的。

（4）紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞的液泡中色素多，颜色过深，会遮盖实验中的颜色反应。

（5）仅由人口腔上皮细胞实验得出的结论不具有普遍性。

答案：

（1）生理盐水能维持细胞的正常形态，而蒸馏水会使细胞吸水涨破　

（2）使受热均匀　水解不彻底，染色不充分　水解过度，不易于制片观察　（3）斐林试剂　（4）内　避免紫色细胞中原有颜色的干扰　（5）仅由人口腔上皮细胞实验得出的结论不具有普遍性，不能说明其他真核细胞中DNA、RNA的分布情况

　　　　　　　[学生用书P25]）

[核心体系构建]

[填充]　①细胞核　②脱氧核苷酸　③双螺旋结构

④细胞质　⑤核糖核苷酸　⑥C、H、O

⑦C、H、O　⑧脂肪、磷脂和固醇

[规范答题必备]

1．细胞内的核酸、核苷酸和碱基

（1）细胞内核苷酸有8种

（2）细胞内的核酸有2种

（3）细胞内的碱基有5种

2．糖类存在场所、组成及作用

（1）植物体内的二糖是蔗糖和麦芽糖。

（2）蔗糖、麦芽糖和乳糖都能水解产生葡萄糖。

（3）淀粉、纤维素和糖原的单体都是葡萄糖。

（4）作为储能物质的糖类是淀粉和糖原。

（5）纤维素是植物细胞壁的重要成分。

3．脂质元素组成及合成场所

（1）脂肪和固醇类的元素组成是C、H、O。

（2）磷脂的元素组成是C、H、O、N、P。

（3）脂质在细胞内的合成场所是内质网。

4．核糖和核酸的元素组成

（1）核糖的元素组成是C、H、O。

（2）核酸的元素组成是C、H、O、N、P。

　　　　　　　[学生用书P25]）

1．（2016·山东实验中学期末）下列哪一种结构或物质的组成成分中不含“核糖”（　　）

A．叶绿体　　　　　　　　B．质粒

C．核糖体D．tRNA

解析：

选B。

核糖是组成RNA的物质之一，RNA包括mRNA、rRNA和tRNA。

叶绿体中含有少量的RNA，核糖体中含有rRNA。

质粒是环状的DNA分子，不含核糖，含有脱氧核糖。

2．（2016·河南郑州一模）下列关于生物体中化合物的叙述，不正确的是（　　）

A．核糖和脱氧核糖都属于五碳糖

B．构成蛋白质、核酸、淀粉等生物大分子的单体在排列顺序上都具有多样性

C．DNA、RNA和ATP的化学组成中均有糖类分子

D．蔗糖、乳糖和麦芽糖水解产物中都有葡萄糖，脂质中的性激素具有调节功能

解析：

选B。

构成淀粉的单体葡萄糖，在排序顺序上不具有多样性，B错误。

3．（2015·高考江苏卷）下列关于淀粉、脂肪、蛋白质和核酸4种生物分子的叙述，正确的是（　　）

A．都能被相应的酶水解

B．都是水溶性物质

C．都含C、H、O、N这4种元素

D．都是人体细胞中的能源物质

解析：

选A。

淀粉、脂肪、蛋白质和核酸分别可被淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、核酸酶水解，A项正确；脂肪不溶于水，B项错误；淀粉和脂肪由C、H、O三种元素构成，C项错误；核酸不是能源物质，D项错误。

4．（2016·鞍山模拟）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：

选D。

首先由图中HIV联想到RNA和蛋白质，然后推出甲、乙两种物质是蛋白质和RNA，a、b是构成甲、乙的小分子物质，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分别是蛋白质和氨基酸，乙、b分别是RNA和核糖核苷酸。

HIV无细胞结构，只有侵入宿主细胞，利用宿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