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第4讲核酸与细胞中的糖类和脂质考试说明 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。考点一核酸的结构和功能1.核酸的结构层次图1-4-12.核酸的功能(1)细胞内携带的物质。(2)在生物体的、和中具有极其重要的作用。3. 核酸的分布真核细胞中DNA主要分布在中,RNA主要分布在中。理性思维模型与建模 如图1-4-2表示染色体和核糖体的部分成分,试分析:图1-4-2(1)图中a、b分别表示、。(2)图中甲、乙、丙分别表示的物质是、。(3)烟草花叶病毒和噬菌体的组成物质中分别类似于图中的(填“A和B”或“B和A”)。1.DNA和RNA的比较分类脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)组成单位成分碱基共有A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)特有T(胸腺嘧啶)U(尿嘧啶)五碳糖脱氧核糖核糖磷酸磷酸功能是主要的遗传物质,携带和复制遗传信息,并决定蛋白质的生物合成是某些病毒的遗传物质在遗传信息表达中起作用:mRNA是蛋白质合成的直接模板;tRNA可运输特定氨基酸;rRNA是核糖体的组成成分催化作用:极少数酶的本质是RNA存在真核生物:细胞核(主要)、线粒体、叶绿体原核生物:拟核、质粒主要存在于细胞质中2.不同生物的核酸、核苷酸、碱基及遗传物质的比较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种5种DNA细菌、人等病毒只含DNA4种4种DNAT2噬菌体只含RNA4种4种RNA烟草花叶病毒3.DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系图1-4-3(1)同种生物不同细胞中DNA一般相同,而mRNA则一般不同,蛋白质种类和含量也不同,这是基因选择性表达的结果。(2)核酸与蛋白质在不同生物体中具有物种的特异性,因而可以从分子水平上,通过分析核酸与蛋白质的相似程度来推断物种亲缘关系的远近。角度1考查核酸的组成、结构及功能1.由1分子磷酸、1分子碱基和1分子化合物构成了化合物b,如图1-4-4所示,则下列叙述正确的是()图1-4-4A.若m为腺嘌呤,则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸B.在禽流感病毒、幽门螺旋菌体内b均为4种C.若ATP断裂两个高能磷酸键,脱去两个磷酸基团,可形成b,则a为核糖D.若a为脱氧核糖,则由b构成的核酸完全水解,得到的化合物最多有8种2.2017河北石家庄二中模拟 下列关于核酸的叙述正确的是()A.除病毒外,其他一切生物的遗传物质都是DNAB.在DNA分子中每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团C.由DNA转录得到的mRNA、tRNA、rRNA均不含氢键D.发菜的叶绿体和线粒体中都含有DNA技法提炼“三看”法快速确认DNA、RNA角度2考查碱基、核苷酸种类与生物种类的关系3.2017江西新余一中模拟 不同生物含有的核酸种类不同,原核生物和真核生物同时含有DNA和RNA,病毒体内含有DNA或RNA,下列各种生物中关于碱基、核苷酸、五碳糖种类的描述正确的是()选项ABCD生物烟草花叶病毒T2噬菌体烟草叶肉细胞豌豆根毛细胞碱基4种5种8种8种核苷酸4种5种8种5种五碳糖1种1种2种2种角度3考查蛋白质与核酸的关系4.关于蛋白质与核酸的叙述,错误的是()A.蛋白质多样性的体现与核酸有关B.细胞核中含有蛋白质和某种RNAC.DNA分子的复制不需要蛋白质的参与D.基因表达过程中可产生核酸和蛋白质5.生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如图1-4-5所示。其中X、Y代表元素,a、b、c是组成A、B、C三种生物大分子的单体,这三种单体的结构可用d或e表示。据图分析正确的是()图1-4-5A.人体细胞中单体a、b的结构可用d表示,人体中d的种类有4种B.大肠杆菌细胞内单体c的结构可用e表示,e的种类约有20种C.a、b是生物体内遗传信息的携带者,C是生命活动的主要承担者D.A、B的多样性由d中的n充分体现,C的多样性由e中的R充分体现归纳提升核酸和蛋白质的联系图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理性思维归纳与概括 组成细胞的六种化合物均有物种特异性吗?科学探究 种子成熟时,淀粉的形成与一种磷酸化酶的活性有密切关系,为验证磷酸化酶的本质为蛋白质,实验过程中实验组试管中加入2 mL,对照组试管中加入,然后两组试管分别加入等量的,如果实验组试管中同样出现现象,则证明磷酸化酶是蛋白质。1.糖类的合成场所、种类及相互关系糖类的合成场所:叶绿体(葡萄糖、淀粉)、内质网(糖基团)、肝脏(肝糖原)和肌肉(肌糖原)。图1-4-82.糖类与脂质的共性和特性以及二者的转化(1)元素组成(2)生理功能(3)糖类与脂质的转化: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。3.能源物质的归纳图1-4-9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, 如淀粉水解的终产物是葡萄糖,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。(5)糖类和脂肪均由C、H、O三种元素组成,氧化分解产生CO2、H2O,同时释放能量,但脂肪中氧元素比例低,碳和氢元素比例较高,而糖类则相反,脂肪是细胞中良好的储能物质。同质量的脂肪比淀粉在氧化时耗氧多,因此播种含脂肪较多的油料作物的种子时应比播种含淀粉多的谷类作物的种子时要浅一些。角度1考查糖类的种类和功能1.2017江苏卷 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一2.“淀粉麦芽糖葡萄糖糖原”,这是某生物体内糖类的某些变化,下面的相关说法不正确的是()A.麦芽糖为二糖,葡萄糖为单糖B.淀粉和糖原都属于多糖C.此生物一定是植物,因为能合成糖原D.此生物一定是动物,因为能利用葡萄糖合成糖原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、糖脂。(5)病毒中的糖:RNA病毒含核糖,DNA病毒含脱氧核糖。角度2考查脂质的种类和功能3.下列关于脂质的说法不正确的是()A.组成脂质的化学元素主要是C、H、O,有些脂质还含有N和PB.当人过多地摄入脂肪类食物又缺少运动时,就有可能导致肥胖C.胆固醇是一种对人体有害无益的脂质D.性激素能促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成角度3综合考查糖类、脂质和其他化合物4.2017河北衡水中学二调 糖类和脂质是细胞中两种重要的有机物,下列相关的叙述错误的是()A.动物细胞膜上的脂质包括磷脂、胆固醇等B.糖类中的淀粉、纤维素和糖原都完全由葡萄糖聚合而成C.淀粉和脂肪水解的终产物是二氧化碳和水D.质量相同的糖类和脂肪被彻底氧化分解,糖类耗氧少5.2017海口模拟 如图1-4-10中表示不同化学元素所组成的化合物,以下说法不正确的是()图1-4-10A.若是细胞膜的脂质成分,则不具有物种的特异性B.若图中为过氧化氢酶,则经脱水缩合形成的过程发生在核糖体上C.若为多聚体,且能贮存生物的遗传信息,则一定是DNAD.若主要在人体肝脏和肌肉内合成,则最可能是糖原归纳总结组成细胞的重要有机物的初步水解产物、彻底水解产物物质初步水解产物彻底水解产物淀粉麦芽糖葡萄糖脂肪甘油+脂肪酸蛋白质小分子多肽氨基酸核酸核苷酸磷酸、五碳糖、碱基ATPADP、AMP、Pi磷酸、核糖、碱基考点三观察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:甲基绿+DNA绿色,吡罗红+RNA红色。(2)盐酸能改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时可使染色质中的DNA与蛋白质分离,有利于DNA和染色剂结合。 2.实验步骤图1-4-113.实验材料的选择(1)不能用哺乳动物成熟红细胞做观察DNA与RNA的分布的实验,原因是哺乳动物成熟红细胞没有细胞核。(2)选用紫色洋葱鳞片叶内表皮作实验材料的原因是洋葱鳞片叶内表皮接近无色,而洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中可能含色素,会干扰实验结果的观察。4.相关试剂的作用试剂作用质量分数为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%的盐酸改变细胞膜的通透性;使染色质中的DNA与蛋白质分离蒸馏水配制染色剂;冲洗载玻片5.注意事项(1)取口腔上皮细胞之前,应先漱口,其原因是避免装片中出现太多的杂质。(2)吡罗红甲基绿染液需混合使用且现配现用。1.2017广东实验中学模拟 下列有关“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的描述中,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.将涂片用质量分数为8%的盐酸处理后,接着用染色剂染色C.用8%的盐酸处理细胞,可使染色质中的DNA与蛋白质分离,有利于吡罗红与DNA结合D.吡罗红甲基绿染液必须用生理盐水配制,目的是维持细胞的正常形态2.在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”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.该实验的步骤是制片水解染色冲洗观察C.酒精灯烘干载玻片,可迅速杀死并固定细胞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分子历年真题明考向1.2017海南卷 关于哺乳动物体内脂质与糖类的叙述,错误的是()A.固醇在动物体内可转化成性激素B.C、H、O、P是构成脂质和糖原的元素C.脂肪与糖原都是细胞内储存能量的物质D.胆固醇是细胞膜的组分,也参与血脂运输2.2015全国卷 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3.2015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4.2014海南卷 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5.2013海南卷 关于糖分解代谢的叙述,错误的是()A.甜菜里的蔗糖经水解可产生葡萄糖和果糖B.乳汁中的乳糖经水解可产生葡萄糖和半乳糖C.发芽小麦种子中的麦芽糖经水解可产生果糖D.枯枝落叶中的纤维素经微生物分解可产生葡萄糖6.2013新课标全国卷 关于DNA和RNA的叙述,正确的是()A.DNA有氢键,RNA没有氢键B.一种病毒同时含有DNA和RNAC.原核细胞中既有DNA,也有RNAD.叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA第4讲核酸与细胞中的糖类和脂质考点一【知识梳理】1.C、H、O、N、P磷酸五碳糖碱基核苷酸核苷酸长链脱氧核糖核糖U2.(1)遗传信息(2)遗传变异蛋白质的生物合成 3.细胞核细胞质 理性思维1.(1)核苷酸氨基酸(2)DNARNA蛋白质(3)B和A 【命题角度】1.C解析 若m为腺嘌呤,则b为腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脱氧核糖核苷酸,A错误;禽流感病毒的遗传物质是RNA,RNA是由四种核糖核苷酸构成的,幽门螺杆菌属于原核生物,细胞中有DNA和RNA两种核酸,因此其核苷酸有8种,B错误;ATP脱去两个磷酸基团,可形成腺嘌呤核糖核苷酸,a为核糖,C正确;若a为脱氧核糖,则b为脱氧核苷酸,则由b构成的核酸为DNA,DNA完全水解,得到的化合物最多有6种(磷酸、脱氧核糖、四种含氮碱基),D错误。2.A解析 病毒的遗传物质是DNA或RNA,除病毒外,其他一切生物的遗传物质都是DNA,A正确;DNA分子内部的每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团,但每条脱氧核苷酸链的一端都有一个脱氧核糖仅连接一个磷酸基团,B错误;由DNA转录得到的tRNA中含有氢键,C错误;发菜属于原核生物,其细胞内没有叶绿体和线粒体,D错误。3.A解析 烟草花叶病毒为RNA病毒,其含有的碱基、核苷酸、五碳糖种类分别为4种、4种、1种,A正确;T2噬菌体为DNA病毒,其含有的碱基、核苷酸、五碳糖种类分别为4种、4种、1种,B错误;烟草、豌豆为植物,它们含有的碱基、核苷酸、五碳糖种类均为5种、8种、2种,C、D错误。4.C解析 根据中心法则可知,蛋白质的合成受核酸的控制,A正确;细胞核是转录的主要场所,含有mRNA,B正确;DNA分子的复制需要解旋酶、DNA聚合酶的催化,而这些酶的本质是蛋白质,C错误;基因表达过程中可产生核酸(RNA)和蛋白质,D正确。5.B解析 根据题图可判断,A代表DNA,B代表RNA,C代表蛋白质,a、b、c分别代表脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸。d为核苷酸,e为氨基酸,m为磷酸,f为五碳糖,n为碱基。人体中d的种类有8种,脱氧核苷酸和核糖核苷酸各4种。生物体内遗传信息的携带者是核酸而不是核苷酸。DNA、RNA的多样性由d的数量、排列顺序以及d中n的种类充分体现,蛋白质C的多样性由e的数量、排列顺序以及e中R基的种类和C的空间结构充分体现。考点二【知识梳理】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、OP、N(2)脂肪胆固醇性激素维生素D 理性思维蛋白质、核酸的结构和种类具有物种的特异性,因而可以从分子水平上区分不同物种的亲缘关系,而糖类、脂质、水、无机盐则没有物种特异性。科学探究磷酸化酶溶液等量的稀蛋清溶液双缩脲试剂紫色【命题角度】1.B解析 葡萄糖、果糖、半乳糖的元素组成都是C、H、O,A项错误。淀粉、糖原、纤维素的单体都是葡萄糖,B项正确。蔗糖是非还原糖,不能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀, C项错误。淀粉的水解产物之一是麦芽糖,纤维素的水解产物是葡萄糖, D项错误。2.C解析 麦芽糖为二糖,可水解为两分子的葡萄糖,葡萄糖为单糖,A正确;淀粉和糖原都属于多糖,B正确;此生物一定是动物,因为能合成糖原,糖原为动物细胞中的多糖,C错误,D正确。3.C解析 组成脂质的化学元素主要是C、H、O,有些脂质还含有P和N,A正确;当人过多地摄入脂肪类食物又缺少运动时,会使脂肪在体内积累,就有可能导致肥胖,B正确;胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输,C错误;性激素能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成,D正确。4.C解析 细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,胆固醇也是动物细胞膜的重要成分;葡萄糖是淀粉、纤维素和糖原的单体;淀粉水解的终产物是葡萄糖,脂肪水解的终产物是甘油和脂肪酸;因脂肪中C、H的比例比糖类中的高,故质量相同的糖类和脂肪被彻底氧化分解,脂肪的耗氧量多,产能也多。5.C解析 分析题图可知,若是细胞膜的脂质成分即磷脂,则不具有物种的特异性;若图中为过氧化氢酶,则为氨基酸,其经脱水缩合形成蛋白质的过程发生在核糖体上;若为多聚体,且能贮存生物的遗传信息,则是DNA或RNA;若主要在人体肝脏和肌肉内合成,则最可能是糖原。考点三【命题角度】1.A解析 紫色洋葱鳞片叶外表皮不宜作为本实验的材料,因为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中原有颜色会干扰实验结果的观察,A正确;将涂片用质量分数为8%的盐酸处理后,还需要用蒸馏水冲洗后才能用染色剂染色,B错误;用8%的盐酸处理细胞,可使染色质中的DNA与蛋白质分离,有利于甲基绿与DNA结合,C错误;吡罗红甲基绿染液不能用生理盐水配制,应用蒸馏水、乙酸和乙酸钠进行配制,D错误。2.C解析 染色时应用甲基绿吡罗红混合染色剂进行染色,A错误;该实验的操作步骤是取口腔上皮细胞制作装片用盐酸水解冲洗装片用甲基绿吡罗红混合染色剂进行染色观察,B错误;酒精灯烘干载玻片,可迅速杀死并固定细胞,C正确;用高倍显微镜可以比较清楚地看到呈绿色的细胞核和呈红色的细胞质,D错误。历年真题明考向1.B解析 性激素的化学本质是固醇,A项正确。脂肪、固醇和糖原都由C、H、O构成,磷脂由C、H、O、N、P构成,B项错误。糖原是动物细胞的储能物质,脂肪也是细胞的储能物质, C项正确。胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,在人体中还参与血液中脂质的运输, D项正确。2.D解析 DNA和ATP的元素组成都是C、H、O、N、P,A项正确。一个tRNA分子的一端只有一个反密码子,另一端可携带相应的氨基酸,B项正确。T2噬菌体的核酸是DNA,由脱氧核糖核苷酸组成,C项正确。细菌是原核生物,无线粒体,其控制性状的基因位于拟核或质粒上,D项错误。3.A解析 题中4种物质都能被相应的酶水解, A项正确。由脂肪不是水溶性物质排除B项。由淀粉、脂肪的元素组成为C、H、O排除C项。由核酸不是能源物质排除D项。4.A解析 磷脂是脂质中的一类物质,磷脂和蛋白质是组成细胞膜的主要成分,A项正确。维生素D和性激素属于脂质中的固醇类物质,B项错误。脂肪中含C、H、O三种元素,其中C、H的比例比糖类高,彻底氧化分解时,释放的能量多于糖类彻底氧化分解所释放的能量,C项错误。核糖体是合成蛋白质的“车间”,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”,高尔基体是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”,D项错误。5.C解析 麦芽糖是由两分子葡萄糖通过脱水聚合形成的,其水解产物为葡萄糖。6.C解析 本题考查的是DNA和RNA的分布及分子结构的有关知识。DNA两条链之间的碱基对由氢键相连,tRNA虽然是一条RNA链,但其折叠成三叶草形状,其中部分区域发生碱基互补配对也形成了氢键,A项错误;病毒由核酸和蛋白质构成,一种病毒只有DNA或RNA,不可能同时含有DNA和RNA,B项错误;原核细胞的遗传物质是DNA,基因表达过程中可以转录出RNA,细胞中既有DNA,也有RNA,C项正确;线粒体、叶绿体中既含有DNA,也含有RNA,但是核糖体中只有rRNA没有DNA,D项错误。1.下列关于糖类和脂质的总结,合理的是()A.组成元素均是C、H、OB.均参与细胞膜的构成C.均是主要的能源物质D.氧化分解释放的能量一样多解析 B脂质中磷脂的组成元素是C、H、O、N、P;细胞膜主要由磷脂、蛋白质组成,此外还含有少量的糖类;糖类是主要的能源物质,脂肪是主要的储能物质;等质量的糖类和脂肪彻底氧化分解时,脂肪释放的能量多。2.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 B构成淀粉的单体是葡萄糖,在排列顺序上不具有多样性。3.下图表示构成细胞的元素、化合物及其作用,a、b、c、d代表不同的小分子物质,甲、乙、丙代表不同的大分子物质,下列叙述错误的是()A.在动物细胞内,与物质甲作用最相近的物质是糖原B.若乙代表的物质能降低血糖浓度,则与其合成、分泌密切相关的细胞器有核糖体和高尔基体等C.a、b、c、d分别为葡萄糖、氨基酸、脱氧核苷酸和促性腺激素D.b乙的生理过程发生的场所是核糖体,且有水的产生解析 C染色体主要由DNA和蛋白质组成,其中DNA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,所以题图中b是氨基酸,乙是蛋白质,c是脱氧核苷酸,丙是DNA;淀粉是植物体储能的大分子物质,所以a是葡萄糖,甲是淀粉;性激素能促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成,所以d是性激素。4.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,导致脂质含量持续增加D.糖类不转化为蛋白质,导致含氮物质含量不变解析 D由题图中曲线变化可知,在种子成熟的过程中,千粒重、粗脂肪的量不断增加,可溶性糖、淀粉的量不断减少,含氮物质的量不变。糖类能转化成非必需氨基酸,参与蛋白质的合成,选项D错误。大量糖类输入种子后,通过细胞代谢,要么转化为脂肪,使脂肪含量持续增加,要么转化为其他有机物贮存起来,使种子质量不断增加;由于细胞代谢大量利用可溶性糖,淀粉不断水解,导致其含量不断降低,故选项A、B、C正确。
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