遗传信息的携带者——核酸细胞中的糖类和脂质（必修1）

第第3 3、4 4节节 遗传信息的携带者遗传信息的携带者核酸核酸 细胞中的糖类和脂质细胞中的糖类和脂质答案：答案：想一想：想一想：(1)蛋白质初步水解的产物是蛋白质初步水解的产物是_，彻底水解的产物是，彻底水解的产物是_，氧化分解的终产物有，氧化分解的终产物有_。(2)核酸初步水解的产物是核酸初步水解的产物是_；彻底水解的产物是；彻底水解的产物是_。看一看看一看：用放射同位素标记哪种物质可以研究用放射同位素标记哪种物质可以研究DNA和和RNA在细胞内的在细胞内的变化？为什么？变化？为什么？答案：答案：想一想：想一想：(1)多肽氨基酸多肽氨基酸CO2、H2O和尿素和尿素(2)核苷酸五碳糖核苷酸五碳糖含氮碱基磷酸含氮碱基磷酸看一看：看一看：研究研究DNA可标记胸腺嘧啶可标记胸腺嘧啶(T)，研究，研究RNA的变化可标记尿嘧啶的变化可标记尿嘧啶(U)因为其它碱基因为其它碱基(A、G、C)DNA和和RNA都相同都相同答案：答案：议一议：议一议：各种糖都是人体生命活动的能源物质吗？各种糖都是人体生命活动的能源物质吗？答案：答案：不是。例如脱氧核糖是构成不是。例如脱氧核糖是构成DNA的成分，核糖是构的成分，核糖是构成成RNA的成分。的成分。比一比：比一比：为什么同质量的脂肪和糖类相比氧化分解时释放的能量较多？为什么同质量的脂肪和糖类相比氧化分解时释放的能量较多？答案：答案：比一比：比一比：为什么同质量的脂肪和糖类相比氧化分解时释放的能量较多？为什么同质量的脂肪和糖类相比氧化分解时释放的能量较多？答案：答案：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，同时释放的能质量的脂肪和糖类氧化分解时，脂肪所消耗的氧气较多，同时释放的能量也多。量也多。1核酸的组成分析核酸的组成分析2DNA和和RNA的比较的比较比较项目比较项目DNARNA组成单位组成单位组组成成无机无机酸酸磷酸磷酸五碳五碳糖糖脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖含氮含氮的碱的碱基基TUA、G、C分布分布主要分布于细胞核中，主要分布于细胞核中，其次是线粒体、叶绿其次是线粒体、叶绿体中体中主要分布于细胞质中主要分布于细胞质中功能功能遗传物质，携带遗传遗传物质，携带遗传信息，控制遗传、变信息，控制遗传、变异和蛋白质合成异和蛋白质合成作为遗传物质作为遗传物质(如某些病毒如某些病毒)，传递遗传信息传递遗传信息(mRNA)，组，组成核糖体成核糖体(rRNA)，运输氨基，运输氨基酸酸(tRNA)，催化作用，催化作用(某些酶某些酶)3.蛋白质与核酸的比较蛋白质与核酸的比较蛋白质蛋白质核酸核酸区区别别元素元素组成组成C、H、O、NC、H、O、N、P基本基本单位单位氨基酸：氨基酸：连接连接方式方式区区别别形成形成场所场所细胞质内核糖体上细胞质内核糖体上细胞核、线粒体、叶绿细胞核、线粒体、叶绿体等体等主要主要功能功能结构物质：血红蛋白、肌纤维蛋白等结构物质：血红蛋白、肌纤维蛋白等遗传信息的携带者，遗传信息的携带者，决定生物性状，提供生决定生物性状，提供生物进化原材料物进化原材料某些某些RNA具催化作用具催化作用功能物质：功能物质：运输运输血红蛋白、载血红蛋白、载体；体；催化催化酶酶(多数多数)；免疫免疫抗抗体；体；调节调节胰岛素、生长激素胰岛素、生长激素能源物质：氧化放能，产物有尿素、能源物质：氧化放能，产物有尿素、CO2和和H2O等等分子分子结构结构的多样性的多样性组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同以及蛋白质的空间结构排列顺序不同以及蛋白质的空间结构的不同，使蛋白质具有多样性的不同，使蛋白质具有多样性组成组成DNA的的4种脱氧核种脱氧核苷酸的数量、序列和比苷酸的数量、序列和比例不同，使例不同，使DNA呈现多呈现多样性样性联系联系核酸控制蛋白质的合成核酸控制蛋白质的合成4.DNA、RNA、蛋白质的水解产物和代谢产物、蛋白质的水解产物和代谢产物 基本单位基本单位初步水解初步水解彻底水解彻底水解代谢产物代谢产物DNA脱氧核苷脱氧核苷酸酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸(4种种)磷酸、脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖、碱基碱基CO2、H2O、含、含N废物废物RNA核糖核苷核糖核苷酸酸核糖核苷酸核糖核苷酸(4种种)磷酸、核糖、碱磷酸、核糖、碱基基CO2、H2O、含、含N废物废物蛋白蛋白质质氨基酸氨基酸多肽多肽氨基酸氨基酸CO2、H2O、尿、尿素素RNA作为遗传物质的前提是生物体内不存在作为遗传物质的前提是生物体内不存在DNA，当，当RN作为作为遗传物质时，由于遗传物质时，由于RNA单链结构不稳定，容易发生突变。单链结构不稳定，容易发生突变。少数少数RNA具有催化功能，特指生物体内的酶。具有催化功能，特指生物体内的酶。朊病毒既无朊病毒既无DNA，也无，也无RNA，蛋白质起遗传物质的作用。，蛋白质起遗传物质的作用。蛋白质、核酸的结构及种类具有物种差异性，因而可以从分子蛋白质、核酸的结构及种类具有物种差异性，因而可以从分子水平上，通过分析不同物种的核酸和蛋白质来区分或判断不同物水平上，通过分析不同物种的核酸和蛋白质来区分或判断不同物种间的亲缘关系，也可用于刑事案件的侦破或亲子鉴定。种间的亲缘关系，也可用于刑事案件的侦破或亲子鉴定。特别提醒：特别提醒：1(高考改编高考改编)下下图为人体内两种重要化合物图为人体内两种重要化合物A与与B的化学组成关系，的化学组成关系，相关叙述中正确的是相关叙述中正确的是()a的种类约有的种类约有20种，种，b的种类有的种类有8种种 a的结构通式可表示为的结构通式可表示为 B是人体的遗传物质是人体的遗传物质 A的种类在神经细胞与表皮细胞中相同，的种类在神经细胞与表皮细胞中相同，B则不同则不同 A B C D解析：解析：根据图解可知根据图解可知A与与B是染色体的主要成分；是染色体的主要成分；A和和B共有元素共有元素为为C、H、O、N，而且，而且A不含不含P，B含含P。这样可以确定。这样可以确定B为为DNA，A为蛋白质。所以由为蛋白质。所以由N和和C、H、O四种元素组成的小分子化合物四种元素组成的小分子化合物a是氨是氨基酸，其种类约有基酸，其种类约有20种，每一种氨基酸都必须至少有一个氨基和一种，每一种氨基酸都必须至少有一个氨基和一个羧基连在同一碳原子上，由氨基酸构成蛋白质个羧基连在同一碳原子上，由氨基酸构成蛋白质(A)。由。由C、H、O和和N、P组成的小分子化合物组成的小分子化合物b是脱氧核苷酸，其种类有是脱氧核苷酸，其种类有4种种(人染色体的人染色体的主要成分是主要成分是DNA和蛋白质，所以排除和蛋白质，所以排除b是核糖核苷酸的可能是核糖核苷酸的可能)，由脱，由脱氧核苷酸再形成氧核苷酸再形成DNA(B)，DNA是人的遗传物质。由于同一个体的细是人的遗传物质。由于同一个体的细胞都是由受精卵有丝分裂形成的，所以其遗传物质相同，又由于不胞都是由受精卵有丝分裂形成的，所以其遗传物质相同，又由于不同细胞基因的选择性表达，所以蛋白质各不相同，从而形成不同形同细胞基因的选择性表达，所以蛋白质各不相同，从而形成不同形态和功能的细胞。态和功能的细胞。答案：答案：B名称名称项目项目糖类糖类脂质脂质区区别别元素组成元素组成C、H、OC、H、O(N、P)种类种类单糖、二糖、多糖单糖、二糖、多糖脂肪、磷脂、固醇脂肪、磷脂、固醇合成部位合成部位叶绿体、内质网、高尔基体、叶绿体、内质网、高尔基体、肝脏和肌肉肝脏和肌肉主要是内质网主要是内质网区区别别与能量关系与能量关系主要的能源物质。动物细胞中主要的能源物质。动物细胞中糖原、植物细胞中的淀粉是重糖原、植物细胞中的淀粉是重要的储能物质要的储能物质脂肪是主要的储能脂肪是主要的储能物质物质与细胞膜关与细胞膜关系系糖被的重要组成成分糖被的重要组成成分磷脂是细胞膜的基磷脂是细胞膜的基本骨架，胆固醇是本骨架，胆固醇是动物细胞膜的组成动物细胞膜的组成成分成分生理作用生理作用主要的能源物质主要的能源物质构成细胞结构，如糖被、细构成细胞结构，如糖被、细胞壁胞壁核酸的组成成分核酸的组成成分生物体的储能物生物体的储能物质质生物膜的重要组生物膜的重要组成成分成成分调节新陈代谢和调节新陈代谢和生殖生殖联系联系糖类糖类 脂肪脂肪(1)单糖中的葡萄糖、果糖及二糖中的麦芽糖是还原糖，可用斐林试剂单糖中的葡萄糖、果糖及二糖中的麦芽糖是还原糖，可用斐林试剂鉴定，多糖不具还原性。鉴定，多糖不具还原性。(2)多糖中的纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，而原核细胞的细胞多糖中的纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，而原核细胞的细胞壁不含纤维素，是由肽聚糖构成的。因此能否被纤维素酶除去细胞壁，壁不含纤维素，是由肽聚糖构成的。因此能否被纤维素酶除去细胞壁，是区分植物细胞和原核细胞的依据之一。是区分植物细胞和原核细胞的依据之一。(3)并非所有的糖都是能源物质，如核糖、纤维素等不参与氧化分解供并非所有的糖都是能源物质，如核糖、纤维素等不参与氧化分解供给能量。给能量。(4)糖类和脂肪均由糖类和脂肪均由C、H、O三种元素组成，氧化分解产生三种元素组成，氧化分解产生CO2、H2O，同时释放能量。但脂肪中氢的含量远远高于糖类，所以同质量的脂肪同时释放能量。但脂肪中氢的含量远远高于糖类，所以同质量的脂肪储存的能量是糖类的储存的能量是糖类的2倍多倍多应用指南：应用指南：解答能源物质方面的问题时应注意是储能物质还是直接能源物质。解答能源物质方面的问题时应注意是储能物质还是直接能源物质。解答脂质方面问题时，注意区分脂肪与脂质、固醇与胆固醇等。解答脂质方面问题时，注意区分脂肪与脂质、固醇与胆固醇等。2下列动植物糖类、脂质的分类与比较正确的是下列动植物糖类、脂质的分类与比较正确的是()解析：解析：B项中蔗糖不属于还原糖，葡萄糖、项中蔗糖不属于还原糖，葡萄糖、果糖不属于二糖。果糖不属于二糖。C项中脂肪不能包含固醇。项中脂肪不能包含固醇。D项中固醇属于小项中固醇属于小分子物质。分子物质。答案：答案：A【例【例1】(2010山东烟台学段测试山东烟台学段测试)由由1分子磷酸、分子磷酸、1分子碱基和分子碱基和1分子化分子化 合物合物a构成了化合物构成了化合物b，如右图所示，则叙述正确的是，如右图所示，则叙述正确的是()A若若m为腺嘌呤，则为腺嘌呤，则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸 B若若a为核糖，则为核糖，则b为为DNA的基本组成单位的基本组成单位C若若m为尿嘧啶，则为尿嘧啶，则DNA中肯定不含中肯定不含b这种化合物这种化合物D若由若由b构成的核酸能被吡罗红染成红色，则构成的核酸能被吡罗红染成红色，则a为脱氧核糖为脱氧核糖自主解答：自主解答：_答案：答案：C规律方法：规律方法：(1)据胸腺嘧啶和尿嘧啶可判断核酸的种类，含胸腺嘧啶的据胸腺嘧啶和尿嘧啶可判断核酸的种类，含胸腺嘧啶的一定是一定是DNA，含尿嘧啶的一定是，含尿嘧啶的一定是RNA。(2)碱基、核苷酸种类与生物种类的关系：碱基、核苷酸种类与生物种类的关系：在只有在只有DNA或或RNA的生物中，只含有：的生物中，只含有：4种碱基种碱基 4种核苷酸种核苷酸在同时含有在同时含有DNA和和RNA的生物中，则含有：的生物中，则含有：8种核苷酸种核苷酸【例【例2】(2009福建卷，福建卷，4)下下列关于组成细胞化合物的叙述，列关于组成细胞化合物的叙述，不正确的是不正确的是()A蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能 并未发生改变并未发生改变 BRNA与与DNA的分子结构相似，由四种核苷酸组成，的分子结构相似，由四种核苷酸组成，可以储存遗传信息可以储存遗传信息 CDNA分子碱基的特定排列顺序，构成了分子碱基的特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性分子的特异性 D胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中 脂质的运输脂质的运输思路点拨：思路点拨：本题考查组成细胞的化合物，试题难度不大。由于物本题考查组成细胞的化合物，试题难度不大。由于物质的结构与功能是相适应的，当蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开质的结构与功能是相适应的，当蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，结构遭到破坏，其特定功能必定发生改变，因此时，结构遭到破坏，其特定功能必定发生改变，因此A错；核酸包错；核酸包括括RNA和和DNA，基本单位是核苷酸，基本单位是核苷酸(RNA的基本单位是核糖核苷酸，的基本单位是核糖核苷酸，DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸的基本单位是脱氧核糖核苷酸)，绝大多数生物的遗传物质是，绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数生物的遗传物质是，少数生物的遗传物质是RNA，都可以储存遗传信息；，都可以储存遗传信息；DNA分子碱基的种类、数目、特定排列顺序以及空间结构等，构成了分子碱基的种类、数目、特定排列顺序以及空间结构等，构成了DNA分子的特异性。分子的特异性。自主解答：自主解答：_答案：答案：A题后反思：题后反思：与本题相似的题目有与本题相似的题目有：(2010广东高考广东高考)下列关于细胞主要化学成分的叙述，下列关于细胞主要化学成分的叙述，正确的是正确的是(多选多选)()A蛋白质的多样性与氨基酸的种类、数目、排列等有关蛋白质的多样性与氨基酸的种类、数目、排列等有关B脱氧核糖核酸是染色体的主要成分之一脱氧核糖核酸是染色体的主要成分之一C胆固醇、性激素、维脂质胆固醇、性激素、维脂质D动物乳汁中的乳糖和植物细胞中的生素动物乳汁中的乳糖和植物细胞中的生素 D都属于纤维素都属于纤维素都属于多糖都属于多糖思路点拨：思路点拨：本题考查了四大类有机物的分类、物质组成、结构和本题考查了四大类有机物的分类、物质组成、结构和功能，因此掌握四大类有机物的分类、元素组成、基本单位、结功能，因此掌握四大类有机物的分类、元素组成、基本单位、结构和功能，是本部分学习的重点。由以上可以看出，高考对本知构和功能，是本部分学习的重点。由以上可以看出，高考对本知识点的考查难度都不大，而且都以选择题的形式出现，体现了高识点的考查难度都不大，而且都以选择题的形式出现，体现了高考中考中“平稳平稳”的原则。有关本知识点的高考题的命制都是源于教的原则。有关本知识点的高考题的命制都是源于教材的，所以在复习时一定要重视教材，重视基本知识和常规试题材的，所以在复习时一定要重视教材，重视基本知识和常规试题的训练，做到熟能生巧。的训练，做到熟能生巧。答案：答案：ABC 观察观察DNA和和RNA在细胞中的分布在细胞中的分布1实验原理实验原理(1)甲基绿和吡罗红对甲基绿和吡罗红对DNA和和RNA的亲和力不同：的亲和力不同：利用甲基绿吡罗红混合染色剂可显示利用甲基绿吡罗红混合染色剂可显示DNA和和RNA在在细胞中的分布。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，盐酸可改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的同时使染色质中的DNA与蛋白质分离。与蛋白质分离。2实验流程实验流程3实验现象及相关结论实验现象及相关结论现象现象结论结论绿色明显集中且接近细胞中央绿色明显集中且接近细胞中央DNA主要分布于细胞核中主要分布于细胞核中绿色周围的红色范围较广绿色周围的红色范围较广RNA广泛分布于细胞质中广泛分布于细胞质中(1)几种液体在实验中的作用几种液体在实验中的作用0.9%的的NaCl溶液：保持口腔上皮细胞正常形态溶液：保持口腔上皮细胞正常形态8%的盐酸：的盐酸：a.改变细胞膜等的通透性改变细胞膜等的通透性 b使染色体中使染色体中DNA与蛋白与蛋白质分离质分离蒸馏水：蒸馏水：a.配制染色剂；配制染色剂；b.冲洗载玻片冲洗载玻片(2)关于甲基绿和吡罗红溶液的配制：甲基绿吡罗红染色液包括关于甲基绿和吡罗红溶液的配制：甲基绿吡罗红染色液包括A液和液和B液，使用时现用现配。液，使用时现用现配。(3)由于绿色植物叶肉细胞含叶绿体，为避免色素的干扰，该实验不宜由于绿色植物叶肉细胞含叶绿体，为避免色素的干扰，该实验不宜选用绿色植物的叶肉细胞。选用绿色植物的叶肉细胞。(4)DNA和和RNA在细胞核和细胞质中都有分布，只是量的多少不同。在细胞核和细胞质中都有分布，只是量的多少不同。特别提醒：特别提醒：【例】【例】在在“观察观察DNA和和RNA在细胞中分布在细胞中分布”的实验中，的实验中，下列说法正确的是下列说法正确的是()A染色时先用甲基绿染液，再用吡罗红染液染色时先用甲基绿染液，再用吡罗红染液 B用用8%的盐酸目的之一是使的盐酸目的之一是使DNA与蛋白质分离，使与蛋白质分离，使DNA水解水解 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染色体和呈用高倍显微镜可以比较清楚地看到呈绿色的染色体和呈 红色的红色的RNA分子分子思路点拨：思路点拨：实验观察实验观察DNA与与RNA在细胞中分布的实验，在细胞中分布的实验，主要是考查实验材料和操作步骤。解题的时候应该以教材主要是考查实验材料和操作步骤。解题的时候应该以教材基础知识为出发点，进行类比和迁移。基础知识为出发点，进行类比和迁移。在配制时首先将吡罗红甲基绿混合粉剂溶解，最后得到在配制时首先将吡罗红甲基绿混合粉剂溶解，最后得到的染色剂中既有甲基绿，又有吡罗红。的染色剂中既有甲基绿，又有吡罗红。用用8%的盐酸目的之一是使的盐酸目的之一是使DNA与蛋白质分开，利于甲与蛋白质分开，利于甲基绿染色，并不是分解基绿染色，并不是分解DNA，否则就观察不出，否则就观察不出DNA分布状况。分布状况。酒精灯烘干临时装片的目的是杀死并固定细胞，否则口腔上酒精灯烘干临时装片的目的是杀死并固定细胞，否则口腔上皮细胞在死亡时，溶酶体中的水解酶会破坏细胞内的结构，包皮细胞在死亡时，溶酶体中的水解酶会破坏细胞内的结构，包括括DNA、RNA等。等。染色体是由染色体是由DNA和蛋白质组成的，此实验中使用盐酸时已使和蛋白质组成的，此实验中使用盐酸时已使DNA和蛋白质分离，甲基绿染液只能使和蛋白质分离，甲基绿染液只能使DNA分子着色，所以观分子着色，所以观察不到呈绿色的染色体。察不到呈绿色的染色体。自主解答：自主解答：_答案：答案：C（1）RNA产生的部位和发挥作用的部位相同吗？为什么？产生的部位和发挥作用的部位相同吗？为什么？（2）实验选材用猪血行吗？为什么？实验选材用猪血行吗？为什么？【提示】【提示】（1）不同不同。RNA是在细胞核中由是在细胞核中由DNA转录而来转录而来，进入细进入细胞质中在蛋白质合成中起作用。胞质中在蛋白质合成中起作用。（2）不行。成熟的猪血红细胞无细胞核，而不行。成熟的猪血红细胞无细胞核，而DNA主要存在于细胞主要存在于细胞核中，所以观察不到核中，所以观察不到DNA的分布。的分布。