高考生物一轮复习 第4讲 遗传信息的携带者——核酸、细胞中的糖类和脂质课件 新人教版必修1

必 修 分 子 与 细 胞 第一章走近细胞及其分子组成 第4讲遗传信息的携带者核酸、细胞中的糖类和脂质 考纲考情识记要点1.核酸的结构和功能2.糖类、脂质的种类和作用3.实验：观察DNA、RNA在细胞中的分布我的问题(记录下来，重点突破)_ _1.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。构成它们的碱基共五种，基本单位是核苷酸，共八种。2.糖类是主要的能源物质，大致可以分为单糖、二糖和多糖等几种。其中葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质。3.淀粉和糖原分别是植物细胞和动物细胞的储能物质。纤维素是构成植物细胞壁的主要成分。构成它们的基本单位是葡萄糖分子。4.脂质包括脂肪、磷脂和固醇等。其中脂肪是细胞内良好的储能物质；磷脂是构成生物膜的重要成分；固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等。5.以碳链为基本骨架的糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物，是构成生命大厦的基本框架，因此说：“碳是生命的核心元素”。 Z整合 核心考点 1结构层次 2功能 (1)是细胞内携带的物质。 (2)在生物体的和中有重要作用。 3分布 巧记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)。遗传信息遗传、变异蛋白质的合成红色 甲基绿 细胞核 细胞质 1如图表示某种大分子物质的基本单位，在T2噬菌体中能否找到这种物质？ 提示该物质为核糖核苷酸，故T 2噬菌体中找不到。 2细菌和蓝藻的遗传物质主要是DNA，对吗？ 提示不对。二者的遗传物质是DNA。 3金鱼的遗传物质彻底水解可得到几种小分子物质？ 提示6种。 4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。 1由1分子磷酸、1分子含氮碱基和1分子化合物a构成的化合物b如图所示，下列有关叙述正确的是() A若m为腺嘌呤，则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸 B若a为核糖，则b为DNA的基本组成单位 C若m为尿嘧啶，则DNA中肯定不含b D在人体和甲型H1N1流感病毒内b都有8种 解析图中m表示含氮碱基、a表示五碳糖、b表示核苷酸；若m为腺嘌呤，则b为腺嘌呤脱氧核苷酸或者腺嘌呤核糖核苷酸；若a为核糖，则b是核糖核苷酸，属于RNA的基本组成单位；尿嘧啶是RNA特有的碱基，DNA中肯定不含该化合物；甲型H1N1流感病毒中只有RNA，b只有四种。 答案C 2如图甲所示物质b是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述中错误的是 () A如果图甲中的a是核糖，则b是丙的基本单位 B如果m是胸腺嘧啶(T)，则b是乙的基本单位 C在多个b聚合成乙或丙的过程中，都要产生水 D乙或丙彻底水解的产物是甲 解析由题图可知，乙为规则的DNA双螺旋结构，丙为转运RNA。图甲中a是五碳糖，如果a是核糖，则b是核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位，A正确。T是DNA特有的碱基，所以如果m为T，则b为乙的基本单位，B正确。b聚合成乙或丙的过程中，在核苷酸的磷酸基团和相邻核苷酸的五碳糖的羟基之间脱水缩合形成磷酸二酯键，因此产生水，C正确。核酸初步水解的产物是核苷酸，彻底水解的产物是组成核苷酸的三种化合物：五碳糖、碱基和磷酸，D错误。 答案D 3下列叙述中，与核酸的功能无关的是() A降低反应的活化能 B基因工程中作运载体 C在人和动物细胞中用于储存能量 D对生物体的遗传和蛋白质的合成有重要作用解析选项A，有些酶的化学本质是RNA，酶能降低化学反应的活化能。选项B，基因工程中的运载体质粒就是一种环状DNA。选项C，糖原和脂肪是人和动物细胞的储能物质。答案C 1.核酸结构的解读 2不同生物的核酸、核苷酸及碱基的对比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两种核酸8 5 DNA细菌、人等病毒只含DNA 4 4 DNA噬菌体只含RNA 4 4 RNA烟草花叶病毒 【特别提醒】(1)核苷酸、DNA、RNA中“A”的含义辨析 核苷酸分子中的A是腺嘌呤。 DNA和RNA中的A是腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸。 (2)在核酸的单体核苷酸分子中，磷酸含氮碱基五碳糖111。 (3)核酸(DNA、RNA)具有物种的特异性，核苷酸没有物种的特异性。 (4)两个相邻的核苷酸之间，形成磷酸二酯键时脱去一分子水。这样一个由n个核苷酸构成的DNA或RNA在形成过程中，分别脱水(n2)和(n1)个。 1肽键和磷酸二酯键的形成 (1)两种化学键的形成都伴随着H2O的生成，都是吸能反应，都消耗ATP。 (2)肽键的断裂需要蛋白酶或肽酶；磷酸二酯键的形成需DNA聚合酶或DNA连接酶(片段连接)，断裂需DNA水解酶或限制酶。 (3)肽键形成场所核糖体；磷酸二酯键形成场所细胞核、叶绿体、线粒体等。 2核酸(DNA、RNA)与蛋白质的比较 (1)区别 (2)比较比较项目核酸蛋白质DNA RNA单体名称脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸种类4种4种20种结构简式分子结构一般是反向平行的 双螺旋结构一般为单链结构氨基酸多肽链空间结构蛋白质分子 比较项目核酸蛋白质DNA RNA分布主要在细胞核中，线粒体、叶绿体、质粒中也有分布主要在细胞质中广泛分布在细胞中多样性DNA分子上脱氧核苷酸的数量、排列顺序不同RNA分子上核糖核苷酸的数量、排列顺序不同氨基酸的种类、数量、排列顺序及肽链的空间结构不同水解产物初步水解脱氧核苷酸(4种)核糖核苷酸(4种)多肽彻底水解磷酸、碱基、脱氧核糖磷酸、碱基、核糖氨基酸代谢产物CO 2、H 2O、含氮废物CO2、H 2O、含氮废物CO2、H 2O、尿素 两大有机高分子化合物的生理功能不同：核酸是生物的遗传物质，是生物生命活动的最终控制者；蛋白质具有多种生理功能，是生命活动的执行者(体现者)。 3DNA、RNA与蛋白质的关系 4DNA多样性、蛋白质多样性与生物多样性的关系 【特别提醒】同种生物的不同体细胞中，核DNA都相同(不考虑基因突变)，而mRNA和蛋白质则不同，这与基因的选择性表达有关。 导例分析HIV的化学组成，得到下图所示组成关系，相关叙述正确的是() Aa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 Ca与a之间通过“NHCOOH”相连接 DHIV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“NHCO”相连接。RNA是HIV的遗传物质。 答案D 如图是人体细胞中两种重要有机物B、E的元素组成及相互关系，相关叙述正确的是() b的种类大约是e种类的5倍在形成B的过程中，E、G、B三种大分子的单体数量之比约为6 2 1B的空间结构根本上是由E决定的，所以E的空间结构更复杂e和B的分子结构不同，是生物多样性的主要原因如果B由两条链组成，则同样数量的单体形成B、G、E过程中，形成G的过程脱水最多ABC D 解析由图分析可知，b是氨基酸共有20种，e是脱氧核苷酸，共有4种，B是蛋白质，E是DNA，G是mRNA。在基因表达过程中(即EGB)三种分子的单体数量之比约为631。B的空间结构根本上是由E决定的，与E的单体e的排列顺序有关，与E的双螺旋结构无关。e没有生物特异性，生物多样性主要取决于由e的不同排列构成的E不同造成的。在形成这三种大分子过程中，B、G、E的形成中脱水个数分别是n2、n1、n2(DNA计算时等同于形成二链蛋白的计算过程)。 答案C 1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组成成分不能水解脱氧核糖_的组成成分六碳糖葡萄糖主要的_果糖提供能量半乳糖脱氧核糖核酸能源物质 类别主要糖类特点举例功能二糖麦芽糖提供能量能水解生成两分子_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_的主要成分糖原_和调节血糖单糖细胞壁储存能量 2.细胞中的脂质 (1)元素组成：主要是三种元素，有些还含有P和N。 (2)种类及功能C、H、O种类生理功能脂肪细胞内良好的_保温、缓冲和减压作用磷脂构成_的重要成分固醇胆固醇构成动物细胞膜的重要成分参与血液中_的运输性激素促进_的发育和_的形成 维生素D促进肠道对_的吸收细胞膜和细胞器膜脂质生殖器官生殖细胞钙和磷储能物质 下列哪些物质属于生物大分子？ 胰岛素糖原脱氧核苷酸核糖核酸 脂肪磷脂 提示 1(2015江苏)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本题考查组成细胞的有机物的元素组成、特性与功能，意在考查考生对基础知识的识记和灵活运用所学知识分析判断的能力。淀粉、脂肪、蛋白质和核酸可分别被淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶和核酸酶催化水解；淀粉不易溶于水、脂肪通常不溶于水；淀粉、脂肪中只含有C、H、O三种元素；核酸不能作为能源物质。答案A 2关于生物组织中糖的叙述，正确的是 () A核糖分布在细胞质中，脱氧核糖分布在细胞核中 B单糖、二糖和多糖在细胞内可以相互转化 C斐林试剂可以检测鉴定生物组织中的还原糖和多糖 D枯枝落叶中的纤维素经微生物分解可产生葡萄糖和果糖 解析核糖、脱氧核糖在细胞质和细胞核中都存在，A错误。斐林试剂可以检测鉴定生物组织中的还原糖，但不能检测非还原性的多糖，C错误。纤维素为多糖，其基本组成单位为葡萄糖，经微生物分解可产生葡萄糖，而无果糖。D错误。答案B 3根据下表分析同质量的脂肪和糖类在氧化分解时的差异，以下说法错误的是() A.同质量下，脂肪比糖类在氧化分解时耗氧量多 B脂肪中H的比例是12% CXY。 答案C 1实验原理 (1)DNA主要分布在中，RNA大部分存在于_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_绿色；RNA_红色。 (3)盐酸作用：改变细胞膜的_加速染色剂进入细胞；使染色质中的_分离有利于DNA与染色剂结合。细胞核细胞质甲基绿吡罗红通透性DNA与蛋白质 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 0.9%的NaCl溶液(生理盐水)：保持口腔上皮细胞。 蒸馏水：a.配制染色剂b.冲洗载玻片。 甲基绿和吡罗红染液：且现配现用。 (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。正常形态混合使用 1该实验不能用哺乳动物成熟红细胞观察DNA与RNA分布的原因是什么？ 提示哺乳动物成熟红细胞没有细胞核。 2甲基绿、吡罗红染色剂能否分开使用分别对DNA、RNA进行染色？ 提示不能。若分别使用，会使DNA和RNA都呈绿色或都呈红色。 1在“观察DNA和RNA在细胞中分布”的实验中，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，防止细胞残破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染色体和呈红色的RNA分子 解析观察DNA与RNA在细胞中分布的实验，主要是考查实验材料和操作步骤。 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。 用8%的盐酸目的之一是使DNA与蛋白质分开，利于甲基绿染色，并不是分解DNA，否则就观察不到DNA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DNA、RNA等。 染色体是由DNA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DNA分子着色，所以观察不到呈绿色的染色体。 答案C 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5 min。 (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_。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使受热均匀水解不彻底，染色不充分水解过度，不易制片观察斐林试剂 (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？ _。避免紫色细胞中原有颜色的干扰内 仅由人口腔上皮细胞实验得出的结论不带有普遍性，不能说明其他真核细胞中DNA、RNA的分布情况 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。 T突破 考疑考技 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，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。 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。如纤维素是组成细胞壁的成分，核糖和脱氧核糖是组成核酸的成分，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。 3ATP、DNA、RNA和核苷酸中“A”的含义易混淆 (1)核苷酸分子中的A是腺嘌呤。 (2)ATP中的A是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。 (3)DNA和RNA中的A分别是腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸。 4脂肪与脂质、脂质与磷脂、固醇与胆固醇的关系易混淆 (1)脂肪只是脂质中的一类物质，脂质除包括脂肪以外，还包括磷脂和固醇。 (2)磷脂是构成生物膜的主要成分，是脂质的一种。 (3)固醇包括胆固醇、性激素和维生素D。 5误认为利用核苷酸与氨基酸可以鉴别不同的物种 核酸和蛋白质均具有物种特异性和个体差异性，但是核苷酸与氨基酸没有物种特异性。 【思维诊断】 1考题诊断： (1)(2014江苏高考T1D)DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接。( ) (2)(2013江苏高考T1B)细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素。( ) (3)(2012江苏高考T1A)磷脂和蛋白质合成时，需要模板。( ) 2易错诊断： (1)DNA只分布于细胞核，RNA只分布于细胞质。( ) (2)可选用植物的叶肉细胞作为观察DNA和RNA在细胞中分布的实验材料。( ) (3)真核生物以DNA为遗传物质，部分原核生物以RNA为遗传物质。( ) (4)淀粉和脂肪水解的终产物是二氧化碳和水。( ) (5)蔗糖和乳糖水解的产物不同。( ) 1(2015广东理综)关于人胰岛素的叙述，正确的是() 以碳链为基本骨架与双缩脲试剂反应呈蓝色促进肝糖原分解由胰岛B细胞合成、分泌 AB C D解析本题考查胰岛素本质和功能以及有机物的鉴定的有关知识。胰岛素的本质是蛋白质，所以以碳链为基本骨架，正确。蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色，错误。胰岛素通过促进肝糖原合成来降低血糖，错误。胰岛素是由胰岛B细胞合成、分泌的，正确。答案B 2(2016黑龙江哈尔滨六中期末)下列化合物中，由相同元素组成的是() A纤维素、胰岛素、性激素 BADP、tRNA、质粒 C脂肪、丙酮酸、核苷酸 D抗体、酶、生长素解析纤维素为多糖，胰岛素为蛋白质，含有N、S元素，性激素为脂质，含有P，A错误；ADP、tRNA、质粒(环状DNA)都由C、H、O、N、P构成，B正确；脂肪与丙酮酸含有C、H、O，核苷酸中含有N、P，C错误；抗体是蛋白质，酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA，生长素是小分子有机物，不含有S元素，D错误。答案B 3(2016山东潍坊质量检测)细胞膜上与细胞的识别、免疫反应、信息传递等有着密切关系的化学物质是() A蛋白质 B磷脂 C脂肪 D核酸解析细胞膜上的糖蛋白与细胞的识别、免疫反应、信息传递等有着密切关系。细胞膜上没有脂肪与核酸。磷脂不参与细胞的识别、免疫、信息传递。答案A 4(2016安徽桐城模拟)下列关于细胞中化合物的叙述，不正确的是() A水是生化反应的介质，也为细胞提供生存的液体环境，所以没有水就没有生命 B蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞中蛋白质的合成离不开氨基酸、蛋白质和RNA C核酸能贮存遗传信息，但在最基本的生命系统中，DNA是遗传物质，RNA不是 D糖类是细胞中主要的能源物质，主要原因是糖类在活细胞中的含量比脂质高 解析新陈代谢的各种化学反应必须以水为介质才能进行，活细胞必须生活在水中才能与环境进行物质交换，A正确；蛋白质合成的原料是氨基酸，所需酶的化学本质为蛋白质，以mRNA为模板、tRNA为工具、rRNA参与构成的核糖体为场所，B正确；最基本的生命系统是细胞，细胞内既有DNA又有RNA，但RNA是以DNA为模板转录形成的，故最基本的生命系统中，DNA是遗传物质，C正确；糖类是细胞中主要的能源物质，是因为细胞生命活动所需能量主要由糖类提供，而与其含量高低无关，D错误。 答案D 5(2016河北模拟)下图是人体细胞中两种重要有机物B、E的元素组成及相互关系图。关于此图的叙述不正确的是() AEG发生的场所主要是细胞核，GB发生的场所是细胞质 BB的多种重要功能只与b的种类、数目和排列顺序有关 CE中e的排列顺序决定了B中b的排列顺序 D如果观察细胞中E和G的分布，需要用盐酸处理 解析由图分析可知，b是氨基酸，B是蛋白质，e是核苷酸，E是DNA，G是mRNA；B的功能还与多肽链的空间结构有关。 答案B 6(2015太原测评)如图表示油菜种子在成熟过程中种子质量和有机物相对含量的变化趋势，下列相关叙述不正确的是() A大量糖类输入并参与代谢，导致种子质量不断增加 B细胞代谢利用大量糖类，导致淀粉含量降低 C糖类不断转化为脂质，导致淀粉含量降低 D糖类不转化为蛋白质，导致含氮物质含量不变 解析种子成熟过程中，有大量的糖类输入，导致种子的质量不断增加，在这个时期，有大量的淀粉转变为可溶性糖，导致淀粉含量降低；油菜种子含有大量脂质，这些脂质是由糖类转化来的；糖类能转化为蛋白质，所以D项是不正确的。 答案D 7(2015郑州质测)下图表示细胞中几种大分子物质的元素组成及形成过程，表示过程，其中单体1的某种物质是细胞生命活动所需要的主要能源物质。请根据图中的信息结合你所学的知识回答下列问题： (1)单体1、单体2、单体3分别是_；组成大分子物质4的元素有_。 (2)过程、都是_过程。其中过程在_(一种细胞器)上进行，它与过程_(填或)可表示同一个过程。过程和合称_。 (3)构成植物细胞壁的是_(填图中的某种大分子物质)，细胞壁的合成与_(一种细胞器)有关。C、H、O、N、P葡萄糖、氨基酸、脱氧核苷酸核糖体聚合基因表达大分子物质1高尔基体 解析根据图示可知，大分子物质1、大分子物质2、大分子物质3分别是多糖、蛋白质和DNA。过程分别是转录、翻译，这两个过程合称为基因表达；大分子物质4就是转录的产物mRNA，它的组成元素与大分子物质3的组成元素相同。单体形成大分子物质的过程叫聚合，过程在核糖体上完成。植物细胞壁的主要成分是纤维素，细胞壁的形成与高尔基体有关。