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第4讲　细胞中的核酸、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。
考点一　核酸的结构与功能
1.核酸的结构层次
图1-4-1
2.核酸的功能和分布
(1)
(2)
【易错辨析】
(1)核苷酸种类的不同取决于碱基的不同。
(　　)
(2)DNA和RNA的碱基组成相同,五碳糖不同。
(　　)
(3)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质。
(　　)
(4)大肠杆菌细胞内含有4种碱基、4种核苷酸。
(　　)
(5)线粒体、叶绿体、染色体和核糖体中都含脱氧核苷酸。
(　　)
(6)核酸和蛋白质都具有物种特异性,核苷酸和氨基酸也具有物种特异性。
(　　)
(7)真核生物以DNA为遗传物质,部分原核生物以RNA为遗传物质。
(　　)
如图1-4-2表示染色体和核糖体的部分成分,试回答下列问题:
图1-4-2
(1)图中a、b的名称分别是?　。?
(2)图中甲、乙、丙分别是何类物质?　。?
(3)若将烟草花叶病毒、噬菌体安置于A或B位置,应如何对应?　。?
1.列表比较核酸和蛋白质
项目
核酸
蛋白质
DNA
RNA
组成元素
C、H、O、N、P
C、H、O、N、P
C、H、O、N等
组成
单位
氨基酸
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(绿色)
　吡罗红(红色)
　双缩脲试剂(紫色反应)
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
　　　DNA多样性、蛋白质多样性因果关系:
联系
　DNA、RNA和蛋白质三者间的内在关系:
角度一　考查核酸的结构与功能
1.[2020·江苏苏锡常镇四市二模]
下列关于细胞中核酸的叙述,错误的是
(　　)
A.组成核酸的碱基有5种,核苷酸有8种
B.DNA和RNA合成时都需要解旋酶
C.DNA和RNA在细胞质中均有分布
D.DNA和RNA都可以贮存遗传信息
2.图1-4-3中甲是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述错误的是
(　　)
图1-4-3
A.如果甲中的m是U,则甲一定是丙的基本单位
B.如果甲中的m是G,则甲一定是乙的基本单位
C.如果甲中的a是脱氧核糖,则甲物质聚合成的大分子物质可以分布于线粒体和叶绿体中
D.如果甲中的a是核糖,则甲物质聚合成的大分子物质可以分布于细胞核和细胞质中
?
题后归纳
“三看”法快速确认DNA、RNA
图1-4-4
角度二　考查蛋白质与核酸的关系
3.下列关于核酸和蛋白质的叙述,正确的是
(　　)
A.真核细胞内的所有核酸分子都能贮存遗传信息
B.HIV和T2噬菌体的核酸类型和增殖过程均相同
C.核酸和蛋白质的基本组成单位中都含C、H、O、N、P
D.某些核酸分子和某些蛋白质分子都具有转运物质的功能
4.图1-4-5表示生物体内某些有机物的组成关系及其功能,其中C、D、E1、E2为小分子化合物,F、G、H、I、J均为大分子化合物。下列分析不正确的是
(　　)
图1-4-5
A.控制生物性状的物质是F
B.C和D共有的元素有C、H、O、N
C.E1与E2的区别是空间结构不同
D.J具有改变化学反应速率的作用
?
题后归纳
核DNA、mRNA和蛋白质的“相同”与“不完全相同”
图1-4-6
考点二　糖类、脂质的种类和作用
1.细胞中的糖类
(1)元素:仅由　　　　　　(元素)构成。?
(2)糖的种类和功能
2.细胞中的脂质
(1)组成元素:主要是　　　　　　　,有些种类还含有　　　　　　。?
(2)脂质的种类和功能
图1-4-7
【易错辨析】
(1)发芽小麦种子中的麦芽糖水解可产生果糖。
(　　)
(2)甜菜里的蔗糖水解可产生葡萄糖和果糖。
(　　)
(3)多糖在细胞中不与其他分子相结合。
(　　)
(4)细胞中的糖类都是能源物质。
(　　)
(5)细胞中的糖类都可以与斐林试剂反应,产生砖红色沉淀。
(　　)
(6)脂肪、磷脂和胆固醇都是动物细胞膜的成分。
(　　)
(7)葡萄糖彻底氧化分解时,消耗的O2与释放的CO2的物质的量的比值为1,同等质量的脂肪彻底氧化分解时该比值大于1。
(　　)
(8)脂质中,只有磷脂是构成细胞膜的重要物质。
(　　)
1.糖类和脂质的比较
比较项目
糖类
脂质
区别
元素组成
C、H、O
C、H、O、(N、P)
种类
单糖、二糖、多糖等
脂肪、磷脂、固醇等
彻底水解
产物
单糖
甘油+脂肪酸
区别
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构成细胞膜及细胞器膜的重要成分,如磷脂;
③调节新陈代谢和生殖,如性激素
相同质量的物质分解情况
　耗O2少,产H2O少,释放能量少
　耗O2多,产H2O多,释放能量多
联系
　在一定条件下,糖类和脂肪可以相互转化
注:过量的糖类可以大量转化为脂肪,而脂肪不能大量转化为糖类
?
特别提醒
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、淀粉等均为非还原糖。
(3)脂肪是主要的储能物质,但不参与构成膜结构,磷脂参与膜结构的组成。
(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。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
角度一　考查糖类的种类及功能
1.[2020·昆明一中月考]
下列物质或结构的组成成分中,一定含有核糖的一组是
(　　)
A.染色体和ATP
B.染色体和端粒
C.端粒和ATP
D.叶绿体和核糖体
2.[2020·长沙长郡中学月考]
下列关于糖类化合物的叙述,正确的是
(　　)
A.葡萄糖、果糖、半乳糖都是还原糖,但元素组成不同
B.淀粉、糖原、纤维素都是由葡萄糖聚合而成的多糖
C.蔗糖、麦芽糖、乳糖都可以与斐林试剂反应生成砖红色沉淀
D.蔗糖是淀粉的水解产物之一,麦芽糖是纤维素的水解产物之一
?
题后归纳
高考常考的“糖”
(1)还原糖与非还原糖:还原糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖,非还原糖包括蔗糖、多糖等。
(2)RNA、DNA、ATP中的糖依次为核糖、脱氧核糖、核糖。
(3)植物细胞壁中的糖:纤维素。
(4)细胞膜中的糖:糖蛋白中的糖、糖脂中的糖。
(5)病毒中的糖:RNA病毒含核糖,DNA病毒含脱氧核糖。
角度二　考查脂质的种类及功能
3.[2020·福建厦门期末]
下列关于脂质的叙述,错误的是
(　　)
A.内质网是脂质合成的“车间”
B.所有生物膜都含有磷脂分子
C.脂质分子中氧的含量远多于糖类
D.胆固醇在人体内参与血液中脂质的运输
4.糖类和脂质是构成细胞的重要分子。下列叙述中正确的是
(　　)
A.葡萄糖是细胞中重要的能源物质,可为细胞中的吸能反应直接提供能量
B.磷脂分子头部亲水,尾部疏水是细胞膜具有双层磷脂分子的重要原因
C.糖原和淀粉是真核细胞中的储能物质,都含有和ATP一样的高能磷酸键
D.脂肪是动植物体内良好的储能物质,易大量分解,为生命活动提供能量
?
题后归纳
常见有机物的水解产物及元素组成的比较
物质
初步水解产物
彻底水解产物
元素组成
淀粉
麦芽糖
葡萄糖
C、H、O
脂肪
甘油+脂肪酸
甘油+脂肪酸
蛋白质
多肽
氨基酸
C、H、O、N(S)
核酸
核苷酸
磷酸、五碳糖、碱基
C、H、O、N、P
考点三　实验:观察DNA和RNA在细胞中的分布
1.实验原理
(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同。
显示DNA和RNA
(2)
盐酸
2.实验步骤
图1-4-8
3.实验成功关键点
(1)选材:口腔上皮细胞、无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞(上述细胞均无色,便于DNA和RNA着色)。
(2)缓水流冲洗的目的:防止载玻片上的细胞被冲走。
(3)几种试剂在实验中的作用
试剂
作用
甲基绿
使DNA呈现绿色
吡罗红
使RNA呈现红色
　质量分数为0.9%的NaCl溶液
　保持口腔上皮细胞的正常形态
　质量分数为8%的盐酸
　①改变细胞膜的通透性;②使染色质中的DNA与蛋白质分离
蒸馏水
　①配制染色剂;②冲洗载玻片
1.下列有关“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的描述,正确的是
(　　)
A.紫色洋葱鳞片叶外表皮不宜作为本实验的材料
B.将装片用质量分数为8%的盐酸处理后,接着用染色剂染色
C.用质量分数为8%的盐酸处理细胞,可使染色体中的DNA与蛋白质分离,有利于吡罗红与DNA结合
D.吡罗红甲基绿染色剂必须用生理盐水配制,目的是维持细胞的正常形态
2.图1-4-9表示“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的基本实验步骤,对该实验基本步骤的叙述,错误的是(　　)
图1-4-9
A.①表示制片,首先应在洁净的载玻片上滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液
B.②表示水解,需要用质量分数为8%的盐酸处理烘干后的装片
C.③表示用缓水流冲洗,以免影响染色
D.④表示用甲基绿和吡罗红对标本先后进行染色
?
易错提醒
观察DNA和RNA在细胞中分布的易错点
(1)应选择口腔上皮细胞或无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞,不能用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞或叶肉细胞,以防止颜色对观察的干扰。
(2)吡罗红甲基绿染色剂:混合使用,且现配现用。
(3)DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布,只是量不同,故在结构中需强调“主要”存在,而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。
经典真题·高考预测
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.[2020·天津卷]
组成下列多聚体的单体的种类最多的是
(　　)
A.血红蛋白
B.DNA
C.淀粉
D.纤维素
2.[2020·江苏卷]
下列关于细胞中生物大分子的叙述,错误的是
(　　)
A.碳链是各种生物大分子的结构基础
B.糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子
C.细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子
D.细胞中生物大分子的合成需要酶来催化
3.[2019·江苏卷]
下列关于细胞内蛋白质和核酸的叙述,正确的是
(　　)
A.核酸和蛋白质的组成元素相同
B.核酸的合成需要相应蛋白质的参与
C.蛋白质的分解都需要核酸的直接参与
D.高温会破坏蛋白质和核酸分子中肽键
4.[2019·海南卷]
下列关于淀粉和纤维素的叙述,正确的是
(　　)
A.淀粉是植物细胞壁的主要成分
B.淀粉与纤维素中所含的元素不同
C.分解淀粉与纤维素所需的酶不同
D.纤维素是由果糖聚合而成的多糖
5.[海南卷]
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
6.[2020·北海一模]
下列关于真核生物中糖类和脂质的叙述,正确的是
(　　)
A.糖类可以调节某些激素分子的分泌
B.脂肪细胞的细胞膜主要由脂肪组成
C.脂质都具有储存能量的生物学功能
D.糖类能为脂质的合成直接提供能量
7.[2020·山东淄博三模]
葡萄糖、氨基酸及核苷酸等小分子单体可聚合成大分子的多聚体。下列叙述正确的是
(　　)
A.多聚体形成时会脱去水分子并消耗ATP
B.多聚体水解时需要水分子参与并消耗ATP
C.单体及其多聚体的元素组成相同、功能相同
D.多聚体都具有多样性,单体没有多样性
1.重要概念
(1)P26核酸: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其重要的作用。
(2)P33单体:多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子,都是由许多基本的组成单位连接而成的,这些基本单位称为单体。每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,由许多单体连接成多聚体。
2.重点易错语句
(1)P26
核酸包括两大类:一类是脱氧核糖核酸,简称DNA;一类是核糖核酸,简称RNA。
(2)P29
部分病毒的遗传信息,直接贮存在RNA中,如HIV、SARS病毒等。
(3)P31生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在。
(4)P32
脂质分子中氧的含量远远少于糖类,而氢的含量更多。
(5)P33
由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用,所以说“碳是生命的核心元素”。
3.边角知识
(1)P32
胆固醇在人体内还参与血液中脂质的运输。
(2)P32
体内脂肪过多将增加内脏器官尤其是心脏的负担。
第4讲　细胞中的核酸、糖类和脂质
考点一
●
基础自主梳理
1.C、H、O、N、P　磷酸　五碳糖　含氮碱基　核苷酸　核苷酸长链　脱氧核糖　核糖
2.(2)细胞核　细胞质
【易错辨析】
(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×
[解析]
(1)核苷酸种类的不同取决于五碳糖的种类以及碱基的种类不同。
(2)RNA中不含胸腺嘧啶,DNA中不含尿嘧啶。
(3)噬菌体不具有细胞结构,但噬菌体的DNA也携带遗传信息。
(4)大肠杆菌细胞内含有DNA和RNA,共含有5种碱基、8种核苷酸。
(5)线粒体、叶绿体和染色体中都含DNA,故都含脱氧核苷酸,而核糖体由RNA和蛋白质组成,不含脱氧核苷酸。
(6)核苷酸和氨基酸都不具有物种特异性。
(7)细胞生物的遗传物质都是DNA。
【教材拓展】
(1)a是核苷酸,b是氨基酸
(2)甲—DNA、乙—RNA、丙—蛋白质
(3)A—噬菌体、B—烟草花叶病毒
●
素养全面提升
1.B　[解析]
核酸包括DNA和RNA,构成DNA的碱基有A、T、G、C,构成RNA的碱基有A、U、G、C,故碱基共5种,DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸,RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,故核苷酸有8种,A正确;DNA复制时需要解旋酶断开氢键,RNA合成时需要RNA聚合酶(具有解旋功能)参与,不需要解旋酶,B错误;真核生物细胞质中的线粒体和叶绿体中含有DNA和RNA,C正确;细胞生物和DNA病毒的遗传物质都是DNA,RNA病毒的遗传物质是RNA,DNA和RNA都可以贮存遗传信息,D正确。
2.B　[解析]
甲是核苷酸,是乙和丙的基本单位,乙是DNA,丙是RNA。如果甲中的m是G,则甲可能是脱氧核苷酸,也可能是核糖核苷酸,B错误。
3.D　[解析]
真核细胞内含有DNA和RNA,但真核细胞内只有DNA能贮存遗传信息,A错误;HIV与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程不相同,前者是RNA病毒,后者是DNA病毒,B错误;核酸和蛋白质的基本组成单位中都含C、H、O、N,C错误;tRNA具有转运氨基酸的功能,细胞膜上的载体蛋白具有转运某些物质的功能,D正确。
4.C　[解析]
依题意并分析图示可知:C为核苷酸,D为氨基酸,E1为脱氧核苷酸,E2为核糖核苷酸,F是DNA,G是RNA,
H是蛋白质,I是结构蛋白,J是酶。由上述分析可知,F为DNA,DNA可以控制生物的性状,A正确。核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P,氨基酸的基本组成元素是C、H、O、N,B正确;脱氧核苷酸和核糖核苷酸的区别是含有的五碳糖不同以及含有的碱基不完全相同,C错误;酶能降低化学反应所需的活化能,因此能改变化学反应的速率,D正确。
考点二
●
基础自主梳理
1.(1)C、H、O
(2)单糖　二糖　多糖　蔗糖、麦芽糖　淀粉、纤维素　葡萄糖、核糖、脱氧核糖　乳糖　糖原　脱氧核糖　纤维素　淀粉　糖原　葡萄糖
2.(1)C、H、O　P、N
(2)脂肪　胆固醇　性激素　维生素D
【易错辨析】
(1)×　(2)√　(3)×
　(4)×
　(5)×　(6)×　(7)√　(8)×
[解析]
(1)一分子麦芽糖水解产生二分子的葡萄糖。
(3)细胞中多糖可与蛋白质结合形成糖蛋白。
(4)糖类中的纤维素、核糖、脱氧核糖不能供能。
(5)只有还原糖才能与斐林试剂在水浴加热条件下反应,产生砖红色沉淀。
(6)脂肪不是动物细胞膜的成分。
(7)脂肪中氢/氧的值比糖分子中高,同等质量的脂肪彻底氧化分解时需消耗较多的氧气。
(8)脂质中的胆固醇也是构成动物细胞膜的重要物质。
●
素养全面提升
1.D　[解析]
染色体主要由DNA和蛋白质组成,端粒是指每条染色体两端的一段特殊DNA序列,而组成DNA的糖类是脱氧核糖,ATP中的A指的是腺苷,腺苷是由腺嘌呤和核糖组成的,所以ATP中含有核糖,A、B、C错误;叶绿体和核糖体中都含有RNA,组成RNA的糖类是核糖,D正确。
2.B　[解析]
葡萄糖、果糖和半乳糖都具有还原性,属于还原糖,它们的组成元素相同,都是C、H、O,A错误;淀粉、糖原和纤维素的基本组成单位都是葡萄糖,都是由葡萄糖聚合而成的多糖,B正确;蔗糖不具有还原性,属于非还原糖,不能与斐林试剂发生反应,麦芽糖和乳糖都具有还原性,都能与斐林试剂发生反应,生成砖红色沉淀,C错误;淀粉的初步水解产物是麦芽糖,彻底水解产物是葡萄糖,纤维素的初步水解产物是纤维二糖,彻底水解产物是葡萄糖,D错误。
3.C　[解析]
内质网是细胞内蛋白质的合成和加工,以及脂质合成的“车间”,A正确;所有生物膜都含有磷脂分子和蛋白质,B正确;脂质分子中氧的含量远少于糖类,C错误;胆固醇在人体内参与血液中脂质的运输,还可以参与动物细胞膜的组成,D正确。
4.B　[解析]
ATP是细胞中的直接能源物质,A错误;磷脂分子头部亲水,尾部疏水是细胞膜具有双层磷脂分子的重要原因,B正确;糖原和淀粉是真核细胞中的储能物质,它们都不含高能磷酸键,C错误;脂肪是动植物体内良好储能物质,不易大量分解,D错误。
考点三
●
素养全面提升
1.A　[解析]
紫色洋葱鳞片叶外表皮不宜作为题述实验的材料,因为紫色洋葱外表皮细胞原有的颜色会干扰实验结果,A正确;将装片用质量分数为8%的盐酸处理后,还需用蒸馏水冲洗,才能用染色剂染色,B错误;用质量分数为8%的盐酸处理细胞,可使染色体中的DNA与蛋白质分离,有利于甲基绿与DNA结合,C错误;吡罗红甲基绿染色剂不能用生理盐水配制,应用蒸馏水、乙酸钠和乙酸进行配制,
D错误。
2.D　[解析]
①表示制片,先在洁净的载玻片上滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液,以维持细胞的正常形态,A正确;②表示水解,需要用质量分数为8%的盐酸处理烘干后的装片,B正确;③表示用缓水流冲洗,以免影响染色,C正确;④表示用吡罗红甲基绿染色剂对标本进行染色,D错误。
经典真题·高考预测
【经典真题】
1.A　[解析]
组成血红蛋白的单体是氨基酸,约有20种;组成DNA的单体是脱氧核糖核苷酸,有4种;组成淀粉、纤维素的单体是葡萄糖,只有1种,故选A。
2.B　[解析]
碳链构成各种生物大分子的碳骨架,A正确;糖类中的单糖、二糖及脂质都是小分子,B错误;细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子,如DNA是多种多样的,而组成DNA的脱氧核苷酸只有4种,C正确;细胞中生物大分子的合成需要酶来催化,D正确。
3.B　[解析]
核酸的组成元素是C、H、O、N、P,蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N,有的还含有S等,A错误。核酸的合成需要DNA聚合酶或RNA聚合酶的催化,它们的化学本质是蛋白质,B正确。蛋白质的分解需要蛋白酶的催化,不需要核酸的直接参与,C错误。高温会破坏蛋白质的空间结构,但不会破坏肽键,核酸分子中无肽键,D错误。
4.C　[解析]
植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,A错误;淀粉与纤维素中所含的元素均为C、H、O,B错误;分解淀粉的酶是淀粉酶,分解纤维素的酶是纤维素酶,C正确;纤维素是由葡萄糖聚合而成的多糖,D错误。
5.B　[解析]
线粒体和叶绿体中都含有DNA分子,A正确;合成核酸的酶促反应过程中消耗能量,B错误;DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键,C正确;转录时,需要DNA双链片段解旋,完成转录后DNA双链又恢复,D正确。
【高考预测】
6.A　[解析]
血液中的葡萄糖能调节胰岛素的分泌,A正确;脂肪细胞的细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,B错误;脂质中只有脂肪具有储存能量的生物学功能,C错误;糖类氧化分解产生的ATP可以为脂质的合成直接提供能量,而不是糖类直接提供能量,D错误。
7.A　[解析]
多聚体由多个单体脱水缩合形成,消耗ATP,A正确;多聚体水解时需要水分子参与,但不消耗ATP,B错误;单体及其多聚体的组成元素不一定相同,C错误;多聚体一般具有多样性,单体如氨基酸也具有多样性,D错误。

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