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专题1.4 遗传信息的携带者-核酸 细胞中的糖类和脂质1近年高考中，核酸分子的结构和功能，糖类、脂肪、核酸的鉴定是高考命题的热点。在理综高考中各种化合物的功能常与代谢、调节、遗传等知识进行综合考查。2对本讲的复习可从以下角度展开：(1)将组成生物体的糖类、脂质和核酸，从组成元素、种类、结构、功能等方面进行列表比较、记忆。 (2)联系后续各讲中的有关知识进行复习，如基因控制蛋白质的合成，以明确蛋白质分子多样性、生物多样性与核酸分子多样性的关系；糖类、脂质与光合作用，呼吸作用，糖类与血糖调节的联系。 一、核酸的组成、结构与功能1.核酸的组成(1)组成元素：C、H、O、N、P。(2)单体核苷酸核苷酸的组成成分：a.磷酸、b.五碳糖、c.含氮碱基，其相关种类：b是2种，c是5种。(3)单体的种类2.核酸的种类(1)分类：脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。(2)DNA特有的物质：胸腺嘧啶和脱氧核糖。(3)RNA特有的物质：尿嘧啶和核糖。3.核酸的功能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。二、糖类、脂质的种类和作用1.细胞中的糖类(1)化学组成与种类(2)功能组成生物体的重要成分。生物体的主要能源物质。2.细胞中的脂质(1)元素组成：主要是C、H、O三种元素，有些还含有P和N。(2)种类及功能(连线)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.实验步骤取口腔上皮细胞制片水解冲洗涂片：用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片10 s染色观察高频考点一、考查核酸的组成、结构、功能 1核酸的组成(1)基本单位核苷酸的组成：(2)核酸的种类及分布：DNA：主要分布在细胞核，线粒体、叶绿体中也有。RNA：分布在细胞质。2不同生物与碱基、核苷酸的关系生物类别核酸遗传物质核苷酸碱基原核生物和真核生物含有DNA和RNA两种核酸DNA85病毒只含DNADNA44只含RNARNA443.DNA、RNA和蛋白质之间的关系图例1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答案D【变式探究】甲图表示某些重要化合物的元素组成和功能关系，乙图是甲图中某物质的分子结构图。下列叙述中正确的是()A乙图表示的物质是甲图中的aB甲图中的X表示的元素是N，Y表示的元素是N和PCC由m个氨基酸构成，含n条肽链，其中有z个环状多肽，完全水解C共需水分子(mnz)个D甲图中过程碱基配对方式完全相同【答案】C【变式探究】从一动物细胞中得到两类大分子有机物x、y，已知细胞中x的含量大于y，用胃液处理，x被分解而y不变。x含有化学元素N，有的还含有S，y含有化学元素N和P，它们与苏丹染液都没有颜色反应，细胞膜上有x没有y。下列有关x、y的叙述，错误的是()Ax是蛋白质By的基本组成单位是核苷酸C细胞膜上的x可能是载体Dy可能在核糖体上合成解析：选D。x能被胃液分解，且还可能含有N、S，细胞膜上有x，可确定x是蛋白质。y含有化学元素N和P，与苏丹染液没有颜色反应，不存在于细胞膜上，可确定y是核酸，y在细胞核或线粒体中合成。高频考点二、核酸与生物种类关系例2将从大肠杆菌细胞中提取到的核酸彻底进行水解，直至形成不能再水解的小分子，则能得到的小分子的种类共有()A9种 B8种 C6种 D4种答案B解析大肠杆菌含有DNA和RNA，DNA初步水解形成4种脱氧核苷酸，彻底水解为磷酸、脱氧核糖和A、C、G、T 4种碱基；RNA初步水解形成4种核糖核苷酸，彻底水解为磷酸、核糖和A、C、G、U 4种碱基。故从大肠杆菌细胞中提取到的核酸彻底水解后会得到磷酸、核糖、脱氧核糖和A、C、G、T、U 5种碱基，共8种小分子。【变式探究】下列有关核酸的叙述，正确的是()A在细菌中，遗传物质可能是DNA或RNAB核酸的基本组成单位是脱氧核苷酸C鱼体内的遗传物质彻底水解后可得到脱氧核糖、磷酸和含氮碱基D除病毒外，一切生物都具有核酸答案C高频考点三、核酸与蛋白质的关系例3下图是人体细胞中三种重要的大分子有机物B、G、E的元素组成、基本单位及相关关系图。关于此图的叙述不正确的是()AEG发生的主要场所是细胞核，GB发生的场所是核糖体BB的功能多样性只与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元素X含有氮元素，元素Y是氮元素和磷元素答案B解析分析题意可知，E为DNA，G为RNA，B为蛋白质，E到G主要发生在细胞核内，G到B发生在细胞质的核糖体上，A正确；蛋白质功能多样性取决于氨基酸的种类、数目、排列顺序和多肽的空间结构多样性，B错误；DNA中脱氧核苷酸的排列顺序决定了蛋白质中氨基酸的排列顺序，C正确；DNA的组成元素有C、H、O、N、P，蛋白质的组成元素一定含有的是C、H、O、N，D正确。【变式探究】下列关于核酸和蛋白质的叙述，不正确的是()ADNA和RNA都由四种核苷酸组成，可以储存遗传信息B蛋白质的功能与氨基酸的排列顺序有关，与空间结构无关CDNA分子的多样性取决于碱基排列顺序的多样性DDNA分子的多样性决定了蛋白质分子结构和功能的多样性答案B【方法技巧】蛋白质与核酸关系模型及解读(1)图1中由A、B、C三种大分子之间的关系可推断A为DNA、B为RNA、C为蛋白质，甲是DNA复制、乙是转录、丙是翻译；单体a、b、c分别为脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸；元素X为N、P，Y为N。(2)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2中甲、乙、丙分别是DNA、RNA和蛋白质，a是核苷酸，b是氨基酸。高频考点四、糖类和脂质的种类、组成和功能例4下面关于脂质的叙述，其中正确的是()A磷脂由C、H、O三种元素组成，是构成液泡膜的主要成分B性激素的化学本质是蛋白质，对维持生物体生殖过程起重要的调节作用C脂肪只存在于动物的脂肪细胞中，而其他部位和植物细胞中没有D企鹅体内的脂肪有减少热量散失，维持体温恒定的作用答案D解析磷脂中除C、H、O外还含有N、P，A错误；性激素的化学本质是脂质中的固醇，B错误；脂肪既存在于动物细胞中，也存在于植物细胞中，C错误。【变式探究】下列有关糖类和脂质的叙述，不正确的是()A脂质中脂肪具有缓冲和减压的作用B植物细胞中的多糖主要是淀粉和纤维素，动物细胞中的多糖主要是乳糖和糖原C固醇类物质在细胞的营养、调节和代谢中具有重要功能D葡萄糖、核糖、脱氧核糖是动植物细胞共有的糖类答案B【变式探究】下列有关化合物的叙述正确的是()A单糖都是动植物细胞共有的糖类B脂肪和多糖都属于生物大分子C蛋白质和DNA是所有细胞共有的化合物D磷脂和胆固醇均属于组成动物细胞膜的脂质答案D解析单糖中的葡萄糖是动植物共有的糖类，但并不是所有的单糖都是动植物细胞共有的，如半乳糖是构成乳糖的一种单糖，只存在于动物细胞中，A错误；脂肪不属于生物大分子，B错误；哺乳动物的成熟红细胞中无DNA，C错误；磷脂双分子层是生物膜的基本骨架，而胆固醇也是组成动物细胞膜的重要成分，D正确。高频考点五、综合考查细胞中多种有机物之间的关系例5下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，下列相关叙述错误的是()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，导致含氮物质含量基本不变答案D【变式探究】如果图2表示核酸的结构组成方式，那么符合图1所示结构组成方式的是()核酸多肽淀粉糖原A B C D答案C解析淀粉、糖原和纤维素一样，都是由葡萄糖(单体)构成的大分子物质。而图2所示为不同的单体(4种或4种以上)构成的化合物。【方法技巧】1.各种有机物的组成、种类、结构和功能总结2界定有机物的“水解”与“氧化分解”(1)混淆糖的“水解”与“氧化分解”多糖和二糖水解的终产物是单体，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)不同有机物的消化(水解)产物、氧化分解产物(代谢终产物)不同高频考点六、观察DNA和RNA在细胞中的分布【实验原理】(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同：DNA甲基绿,绿色；RNA吡罗红,红色利用甲基绿、吡罗红混合染色剂可显示DNA和RNA在细胞中的分布。(2)盐酸可改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，利于DNA与染色体结合。【实验步骤】【特别提醒】1甲基绿、吡罗红混合染液要现配现用。2常选口腔上皮细胞、无色的洋葱表皮细胞等，不能用紫色洋葱外表皮细胞或叶肉细胞，以防止颜色的干扰。3几种液体在实验中的作用0.9%的NaCl溶液：保持口腔上皮细胞正常形态。8%的盐酸：a.改变细胞膜的通透性；b.使染色体中DNA与蛋白质分离。蒸馏水：a.配制染色剂；b.冲洗载玻片。例6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本实验的操作过程是制片水解染色冲洗观察B不宜选用细菌作为实验材料是因为细菌中没有DNA分子C酒精灯烘干涂有口腔上皮细胞的载玻片的目的是使细胞固定在载玻片上D用高倍显微镜可以清楚地看到呈绿色的染色体和呈红色的RNA分子答案C解析本实验的操作过程是制片水解冲洗染色观察，A错误；细菌是原核生物，细菌中有DNA和RNA，B错误；酒精灯烘干涂有口腔上皮细胞的载玻片的目的是使细胞固定在载玻片上，C正确；用高倍显微镜可以清楚地看到呈绿色的细胞核和呈红色的细胞质，D错误。【变式探究】下列关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的说法，正确的是()A甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，实验中应分别加入甲基绿和吡罗红B该实验用口腔上皮细胞而不用叶肉细胞，是因为叶肉细胞不含RNAC盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞D盐酸有利于染色质中DNA与蛋白质分开，不利于DNA与染色剂结合答案C1（2018江苏卷，1）（2018年江苏卷）下列关于糖类的叙述，正确的是A. 单糖可以被进一步水解为更简单的化合物B. 构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为果糖C. 细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关，与糖链无关D. 糖类是大多数植物体干重中含量最多的化合物【答案】D【解析】本题考查糖类的种类和作用。单糖是最简单的糖类，不能水解为更简单的糖类，A错误；淀粉、纤维素和糖原都属于多糖，它们的单体都是葡萄糖，B错误；细胞识别与细胞膜外侧的糖蛋白有关，而糖蛋白是由蛋白质和多糖组成的，C错误；植物利用空气中的二氧化碳和水为原料，通过叶绿体合成糖类等有机物，即光合作用的产物主要是糖类，且细胞壁的结构成分也是糖类，因此大多数植物体干重中含量最多的化合物是糖类，D正确。2（2018江苏卷，2）脂质与人体健康息息相关，下列叙述错误的是（）A分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲作用B蛇毒中的磷脂酶因水解红细胞膜蛋白而导致溶血C摄入过多的反式脂肪酸会增加动脉硬化的风险D胆固醇既是细胞膜的重要组分，又参与血液中脂质的运输【答案】B12017海南高考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BC、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，也参与血脂运输答案B解析胆固醇是高等动物细胞的重要组分，它与长链脂肪酸形成的胆固醇酯是血浆脂蛋白(参与血脂运输)及细胞膜的重要组分，D正确；胆固醇是动物组织中其他固醇类化合物如胆汁醇、性激素、肾上腺皮质激素、维生素D3等的前体，A正确；糖原属于糖类，只有C、H、O三种元素组成，B错误；脂肪与糖原都属于储能物质，C正确。2（2017年江苏卷，1）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【答案】B【解析】葡萄糖、果糖和半乳糖都具有还原性，属于还原糖，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。【考点定位】糖类，还原糖，非还原糖。12016江苏高考关于生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定实验，下列叙述正确的是()A还原糖、DNA的鉴定通常分别使用双缩脲试剂、二苯胺试剂B鉴定还原糖、蛋白质和DNA都需要进行水浴加热C二苯胺试剂和用于配制斐林试剂的NaOH溶液都呈无色D脂肪、蛋白质鉴定时分别可见橘黄色颗粒、砖红色沉淀答案C2.（2016上海卷.11）下列病毒的构成组合中错误的是DNA RNA 蛋白质 磷脂A. B. C. D.【答案】B【解析】病毒只含有一种核酸，为DNA或RNA。1.【2015上海卷.5】将血液中胆固醇运送到全身组织的主要脂蛋白是（ ）A乳糜微粒B低密度脂蛋白C高密度脂蛋白D极低密度脂蛋白【答案】B【解析】低密度脂蛋白携带胆固醇，并将其通过血液运送到全身各组织细胞，一旦低密度脂蛋白与受体结合，并进入细胞后，被传送到溶酶体，在溶酶体内蛋白质被降解，胆固醇被释放出来被细胞利用；答案选B。2.【2015课标I卷.1】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【答案】D【解析】DNA的元素组成是：C、H、O、N、P，ATP的元素组成是C、H、O、N、P；A叙述正确。反密码子是tRNA上能与mRNA上的密码子通过碱基互补配对结合的三个相邻的碱基组成的，一个密码子（除终止密码子）编码一个氨基酸，而一个tRNA一次只能转运一个氨基酸，由此可推知一个tRNA上只有一个反密码子；B叙述正确。T2噬菌体由DNA和蛋白质构成，构成DNA的单位是脱氧核糖核苷酸；C叙述正确。细菌是原核生物，原核细胞中无线粒体；D叙述错误。3.【2015江苏卷.1】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【答案】A【解析】淀粉被淀粉酶催化水解，脂肪被脂肪酶催化水解，蛋白质被蛋白催化水解，核酸被核酸酶催化水解，A正确；脂肪不具有水溶性，溶于有机溶剂，B错误；淀粉和脂肪的组成元素是C、H、O，蛋白质的组成元素主要是C、H、O、N，核酸的组成元素是C、H、O、N、P，C错误；淀粉是植物细胞的储能物质，脂肪是生物体良好的储能物质，蛋白质作为生物体生命活动的主要承担者，一般不作为能源物质，核酸是生物体的遗传物质，不能作为能源物质，D错误。1.【2014课标卷】关于核酸的叙述，错误的是()A细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与B植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制C双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的D用甲基绿和吡罗红染色可观察DNA和RNA在细胞中的分布【答案】C2.【2014江苏单科】下列关于细胞中化合物及其化学键的叙述，正确的是()AtRNA分子中含有一定数量的氢键B每个ADP分子中含有两个高能磷酸键C血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接DDNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接【解析】tRNA的分子结构呈“三叶草”形，单链RNA在某些区域折叠形成局部双链，通过氢键相连，A正确；每个ADP分子中含有两个磷酸基团，但只含一个高能磷酸键，B错误；血红蛋白的不同肽链之间是通过二硫键等化学键相连的，C错误；DNA的两条脱氧核苷酸链之间的碱基互补配对，通过氢键连接成碱基对，D错误。【答案】A3.【2014海南单科】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【解析】组成细胞膜的脂质主要是磷脂，A正确；维生素D和性激素属于固醇类，B错误；相同质量的脂肪中因含有较大比例的H，故彻底氧化后比糖类产能多，C错误；脂质在内质网上合成，D错误。【答案】A
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