2021高考生物一轮复习第一单元走近细胞和组成细胞的分子第4讲核酸糖类和脂质教案新人教版

2021高考生物一轮复习第一单元走近细胞和组成细胞的分子第4讲核酸糖类和脂质教案新人教版

- 1 - 第 4 讲 核酸、糖类和脂质 考点一 核酸的结构和功能 1.核酸的结构层次及种类 2.功能 (1)是细胞内携带遗传信息的物质。 (2)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。 3.分布 DNA 主要分布于细胞核;RNA 主要分布于细胞质。 [纠误诊断] (1)DNA 和 RNA 的碱基组成相同,五碳糖不同。( × ) 提示:RNA 中不含有 T,DNA 中不含有 U。 (2)核酸是生物体储存遗传信息的物质。( √ ) (3)只有细胞内的核酸是携带遗传信息的物质。( × ) 提示:病毒的核酸也是携带遗传信息的物质。 (4)真核生物以 DNA 为遗传物质,部分原核生物以 RNA 为遗传物质。( × ) 提示:细胞生物的遗传物质都是 DNA。 (5)分子大小相同,碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。( × ) 提示:遗传信息决定于碱基的排列顺序。 - 2 - 1.总结细胞中核酸分布 2.比较核酸和蛋白质 项目 核酸 蛋白质 DNA RNA 元素 C、H、O、N、P C、H、O、N 等 组 成 单 位 名 称 脱氧核 苷酸 核糖核 苷酸 氨基酸 种 类 4 种 4 种 20 种 合成场所 主要在细胞核中 核糖体 检测 试剂 甲基绿吡罗红混合 染液(DNA 绿色, RNA 红色) 双缩脲试剂 (紫色) 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 核苷酸的种类、数量及排列顺序 氨基酸的种类、数量、排列顺序及多肽链形 成的空间结构 3.分析蛋白质与核酸的关系 生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示。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,请分析: - 3 - (1)A、B、C 分别表示 DNA、RNA、蛋白质;a、b、c 分别表示脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸。 图中 X 代表的元素是 N、P,图中 Y 代表的元素中至少含有 N。 (2)人体细胞中的 n 共有 5 种,d 共有 8 种。 (3)d、e 都能水解吗?d 能水解为 m、f 和 n,e 为氨基酸,不能水解。 (4)C 具有多样性,从 c 角度分析原因是氨基酸的种类、数目和排列顺序的不同。A 具有多样性 的主要原因是 a 的排列顺序的千变万化。 [深度思考] DNA 初步水解和彻底水解的产物分别是什么? 提示:DNA 初步水解的产物是四种脱氧核苷酸(腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧 啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸)。彻底水解的产物是脱氧核糖、磷酸和四种含氮碱基(腺 嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶)。 题型一 核酸的种类、分布、结构和功能 1.(2019·山东日照期末)下列有关核酸的叙述,错误的是( D ) A.DNA 和 RNA 都能够携带遗传信息 B.DNA 和 RNA 都有一定的空间结构 C.DNA 和 RNA 中都含有磷酸二酯键 D.组成 DNA 和 RNA 的元素种类不同 解析:组成 DNA 和 RNA 的元素都是 C、H、O、N、P,元素的种类相同。 2.(2019·重庆一模)下列有关核酸的分布情况的叙述,正确的是( C ) A.核酸是遗传信息的携带者,生物中的核酸只分布在细胞内 B.细胞内的 DNA 都分布在细胞核中,RNA 主要分布在细胞质中 C.原核细胞的细胞器中只含有 RNA,不含有 DNA D.利用健那绿染液和吡罗红染色剂,可以观察 DNA 和 RNA 在细胞中的具体分布情况 解析:病毒含有 DNA 或 RNA 一种核酸,其是一种没有细胞结构的生物;真核细胞内的 DNA 主要分 布在细胞核中,RNA 主要分布在细胞质中;原核细胞只有核糖体一种细胞器,核糖体的主要成分 - 4 - 是 rRNA 和蛋白质,不含 DNA;利用吡罗红甲基绿染色剂可以观察 DNA 和 RNA 在细胞中的具体分 布情况。 3.(2019·河北衡水金卷)如图是 DNA 和 RNA 组成的结构示意图。下列有关说法正确的是 ( D ) A.人体细胞中都有 5 种碱基和 8 种核苷酸 B.硝化细菌的遗传物质由 5 种碱基构成 C.病毒中也有上述两种核酸 D.DNA 彻底水解得到的产物中有脱氧核糖,而没有核糖 解析:人体的成熟红细胞没有细胞核和细胞器(即无 DNA);硝化细菌的遗传物质是 DNA,含有 T、 A、C、G 四种碱基;病毒中只有 DNA 或 RNA;核糖是组成 RNA 的成分,不会在 DNA 的水解产物中 出现。 归纳核酸的功能 题型二 核酸和蛋白质的综合 4.(2018·全国Ⅰ卷)生物体内的 DNA 常与蛋白质结合,以 DNA—蛋白质复合物的形式存在。下 列相关叙述错误的是( B ) A.真核细胞染色体和染色质中都存在 DNA—蛋白质复合物 B.真核细胞的核中有 DNA—蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有 C.若复合物中的某蛋白参与 DNA 复制,则该蛋白可能是 DNA 聚合酶 D.若复合物中正在进行 RNA 的合成,则该复合物中含有 RNA 聚合酶 - 5 - 解析:真核细胞的染色体和染色质都主要是由 DNA 和蛋白质组成的,都存在 DNA—蛋白质复合物; 原核细胞无成形的细胞核,DNA 裸露存在,不含染色体(质),但是其 DNA 会在相关酶的催化下发 生复制,DNA 分子复制时会出现 DNA—蛋白质复合物;DNA 复制需要 DNA 聚合酶,若复合物中的某 蛋白参与 DNA 复制,则该蛋白可能为 DNA 聚合酶;在 DNA 转录合成 RNA 时,需要有 RNA 聚合酶的 参与,故该 DNA—蛋白质复合物中含有 RNA 聚合酶。 5.(2019·山西大同模拟)蛋白质和核酸是细胞内重要的大分子物质,下列关于真核细胞中蛋 白质和核酸的叙述正确的是( D ) A.二者主要在细胞核内合成,都能通过核孔出入细胞核 B.二者都是线粒体、内质网和染色体重要的组成成分 C.合成蛋白质需要核酸参与,合成核酸不需要蛋白质参与 D.蛋白质中的氮元素主要存在于肽键中,核酸中的氮元素存在于碱基中 解析:蛋白质在核糖体上合成,DNA 不能出细胞核;内质网的成分为磷脂和蛋白质,没有核酸;合 成核酸需要酶参与,该类酶的成分为蛋白质;核酸中的氮元素存在于碱基中,蛋白质中的氮元 素主要存在于肽键中。 DNA、蛋白质和生物多样性的关系 (1)生物多样性的根本原因是基因的多样性。 (2)生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性。 考点二 糖类、脂质的种类和作用 1.细胞中的糖类 (1)组成元素:C、H、O。 (2)糖类的种类和生理作用 种类 生理作用 - 6 - 单 糖 五碳糖 核糖 RNA 的 组成成分 脱氧核糖 DNA 的组 成成分 六碳糖 葡萄糖 细胞的主要 能源物质 二 糖 蔗糖 提供能量麦芽糖 乳糖 多 糖 淀粉 植物细胞中的储能物质 纤维素 植物细胞壁的组成成分 糖原 肝糖原 动物细胞中的储能物质 肌糖原 (3)糖类在细胞中的分布 2.细胞中的脂质 3.生物大分子以碳链为骨架 (1)生物大分子是由许多基本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 若干个碳原子构成的碳链为基本骨架,由许多单体连接成多聚体。常见的多聚体是多糖、蛋白 质和核酸等,相应的单体是单糖、氨基酸和核苷酸等。 (2)生命的核心元素是碳。 [纠误诊断] - 7 - (1)糖类物质不都是能源物质,如纤维素、核糖和脱氧核糖。( √ ) (2)蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖,而乳糖水解的产物是半乳糖,麦芽糖水解的产物是葡萄 糖。( × ) 提示:乳糖水解的产物是葡萄糖和半乳糖。 (3)可与斐林试剂发生显色反应的还原糖包括葡萄糖、果糖和麦芽糖。( √ ) (4)脂肪分子中氧的含量远远少于糖类,而氢的含量多于糖类。( √ ) (5)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。( √ ) 1.归纳常见的糖 (1)还原糖与非还原糖:还原糖包括葡萄糖、果糖、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。 2.糖类和脂质的区别与联系 比较项目 糖类 脂质 区 别 元素 组成 ①C、H、O ②O 原子的含量高 ①C、H、O(N、P) ②H 原子的含量高 种类 单糖、二糖、多糖 脂肪、磷脂、固醇 合成 部位 淀粉:叶绿体 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,如纤维素 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构成生物膜的重要成分,如磷脂 ③调节新陈代谢和生殖,如性激素 联系 糖类 脂肪 [深度思考] (1)油料作物种子如花生、蓖麻在播种时,播种的深度相对较浅,从物质代谢的角度分析,可能 的原因是什么? 提示:油料作物种子含脂肪较多,种子萌发时消耗的氧气量相对较大。 (2)组成细胞的六种化合物,哪些有物种的特异性?哪些没有物种的特异性? - 8 - 提示:蛋白质、核酸具有物种的特异性,因而可以从分子水平上区分不同物种的亲缘关系。糖 类、脂质、水、无机盐则没有物种特异性。 题型一 糖类和脂质的种类和作用 1.(2019·山东日照期中)下列有关糖类和脂质的叙述,正确的是( C ) A.动植物细胞中所含有的单糖种类相同 B.蔗糖的水解产物是构成纤维素的单体 C.磷脂和胆固醇都是构成动物细胞膜的成分 D.脂质是以碳链为骨架的生物大分子 解析:动植物细胞中所含有的单糖种类不同,植物细胞中含有果糖,动物细胞中含有半乳糖;蔗 糖的水解产物是葡萄糖和果糖,构成纤维素的单体是葡萄糖;多糖、蛋白质、核酸是以碳链为 骨架的生物大分子,脂质不是生物大分子。 2.(2019·北京丰台区期末)糖类和脂质与人体健康息息相关,下列叙述错误的是( D ) A.糖类是细胞生命活动的主要能源物质 B.分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲作用 C.维生素 D 能促进人体肠道对钙和磷的吸收 D.素食者主要通过分解植物中的纤维素获得能量 解析:糖类是细胞生命活动的主要能源物质;分布在内脏器官周围的脂肪在机体内脏受到外力 冲击时具有缓冲作用;维生素 D 属于脂质,能促进人体肠道对钙和磷的吸收;人体消化道中没有 分解纤维素的酶,不能分解纤维素。 题型二 糖类和脂肪的分子特点及转化 3.(2019·四川成都模拟)下列关于葡萄糖和脂肪的叙述,错误的是( C ) A.同等质量的脂肪中氧的含量远远低于葡萄糖 B.都能够为细胞合成 ATP 提供能量 C.都能进入线粒体中参与有氧呼吸 D.两者在人体细胞内可以相互转化 解析:相同质量的脂肪与糖类相比,脂肪中氧的含量远远低于葡萄糖,而 C、H 的比例要高于葡 萄糖;葡萄糖和脂肪都是能源物质,因此都能够为细胞合成 ATP 提供能量;葡萄糖和脂肪都不能 - 9 - 进入线粒体;两者在人体细胞内可以相互转化,细胞中的葡萄糖可以转化为脂肪,脂肪也能转 化为葡萄糖。 4.谷类种子和油料种子分别以淀粉和脂肪为主要营养物质,种子萌发时这两种物质都氧化分 解为 CO2 和 H2O。请回答: (1)淀粉和脂肪两种物质中, 是细胞内更优良的储能物质,从元素组成上看原因 是 。 (2)现有谷类种子和油料种子各一组,请根据种子在适宜条件下萌发时氧气消耗量与二氧化碳 释放量的关系,设计实验以确定种子的类型,简要写出:①实验思路;②预期实验结果及结论。 解析:由于脂肪分子中的氧的含量远远少于淀粉,而氢的含量更多,等量的两种物质在彻底氧 化分解时,脂肪与淀粉相比,消耗的 O2 多,产生的 CO2 少,产生的 H2O 多,释放的能量多,因此脂肪 是更优良的储能物质。我们可以通过上述的 O2 消耗量和 CO2 产生量的关系来确定种子的类型。 答案:(1)脂肪 脂肪分子中氧的含量远远少于淀粉,而氢的含量更多 (2)①分别检测这两组种子萌发时 O2 消耗量和 CO2 释放量的比值(或 CO2 释放量和 O2 消耗量的比 值),并比较两组比值的大小。 ②萌发时 O2 消耗量和 CO2 释放量的比值低(或 CO2 释放量和 O2 消耗量的比值高)的一组为谷类种子;萌发时 O2 消耗量和 CO2 释放量的比值高(或 CO2 释放量和 O2 消耗量的比值低)的一组为油料种子。 题型三 生物大分子的结构和功能 5.(2019·山东日照期末)多糖、核酸、蛋白质等生物大分子都是由许多单体连接而成的,因而 被称为单体的多聚体。下列有关单体与多聚体的叙述,错误的是( A ) A.单体进入细胞的方式都是被动运输 B.单体连接成多聚体都需要消耗能量 C.单体和多聚体都以碳链为基本骨架 D.组成多聚体的单体有些能发生水解 解析:多糖、核酸、蛋白质的单体分别是葡萄糖、核苷酸和氨基酸,它们进入细胞的方式是主 动运输或被动运输。组成核酸的单体能够发生水解。 6.(2019·河北衡水二调)生物大分子通常都有一定的分子结构规律,即是由一定的基本结构 单位,按一定的排列顺序和连接方式形成的多聚体,下列表述正确的是( D ) - 10 - A.若该图为一段肽链的结构模式图,则 1 表示肽键,2 表示中心碳原子,3 的种类有 20 种 B.若该图表示多糖的结构模式图,则淀粉、纤维素和糖原是相同的 C.若该图为一段单链 DNA 的结构模式图,则 1 表示磷酸基团,2 表示脱氧核糖,3 的种类有 4 种 D.若该图为一段 RNA 的结构模式图,则 1 表示核糖,2 表示磷酸基团,3 的种类有 4 种 解析:若该图为一段肽链结构模式图,则 1 表示中心碳原子,2 表示肽键,3 表示 R 基,其种类约 有 20 种;淀粉、纤维素和糖原的结构不相同,不能用此图表示;若该图为一段单链 DNA 的结构 模式图,则 1 表示脱氧核糖,2 表示磷酸基团,3 表示的含氮碱基有 4 种(A、C、G、T);若该图为 一段 RNA 结构模式图,则 1 表示核糖,2 表示磷酸基团,3 表示的含氮碱基有 4 种(A、C、G、U)。 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 在细胞中的分布。 (2)盐酸的作用: ①改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞。 ②使染色质中的 DNA 和蛋白质分离,有利于 DNA 与染色剂结合。 2.实验步骤 - 11 - 3.实验结果和结论 结果:细胞核部分被染成绿色,细胞质部分被染成红色。 结论:DNA 主要分布在细胞核中,RNA 主要分布在细胞质中。 1.选材 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,以防止颜色的干扰。 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 (1)0.9%的 NaCl 溶液(生理盐水):保持口腔上皮细胞的正常形态。 (2)蒸馏水:①配制染色剂;②冲洗载玻片。 (3)甲基绿和吡罗红染液:混合使用且现用现配。 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。 题型 实验原理、步骤和观察结果 1.以口腔上皮细胞为实验材料观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布,下列相关说法正确的是 ( D ) A.该实验的操作步骤为制片→冲洗→水解→染色→观察 B.显微镜下观察绿色出现在细胞核中,说明 DNA 只分布于细胞核中 - 12 - C.该实验的结果说明细胞核中的遗传物质是 DNA,细胞质中的遗传物质是 RNA D.甲基绿能使 DNA 呈现绿色,吡罗红能使 RNA 呈现红色 解析:该实验的操作步骤应为制片→水解→冲洗→染色→观察;DNA 主要分布在细胞核中,口腔 上皮细胞的线粒体中也有少量的 DNA;本实验只能说明 DNA 和 RNA 在细胞中的主要分布情况。 2.(2019·河北衡水金卷)在“观察 DNA、RNA 在细胞中的分布”实验中,下列叙述正确的是 ( B ) 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染色剂 B.盐酸能够改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞 C.观察染色情况时,先用低倍镜观察,选择染色浓、色泽深的区域 D.高倍镜下可清晰看到呈绿色的染色体和呈红色的 RNA 分子 解析:甲基绿和吡罗红对 DNA 和 RNA 的亲和力不同,染色时是将甲基绿和吡罗红混合加入;盐酸 处理细胞的目的是改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色体中的 DNA 和蛋白 质分离,有利于 DNA 与染色剂结合;观察时应选择染色均匀、色泽浅的区域;高倍镜下只能观察 到细胞质呈红色,细胞核呈绿色,看不到染色体和 RNA 分子。 [构建知识网络] [强化思维表达] 1.脱氧核糖核酸,简称 DNA;分布场所:真核细胞的细胞核、线粒体、叶绿体,原核细胞的拟核、 质粒。 2.核糖核酸,简称 RNA;主要分布场所:细胞质。 - 13 - 3.糖类是主要的能源物质,大致可以分为单糖、二糖和多糖。其中葡萄糖是细胞生命活动所需 要的主要能源物质。 4.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都是葡萄糖。 5.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。