【生物】2019届一轮复习人教版核酸、糖类与脂质学案

【生物】2019届一轮复习人教版核酸、糖类与脂质学案

第八节：核酸、糖类与脂质——学案 一、核酸的组成、结构与功能 1.核酸的结构层次 2.核酸的分类和功能 核酸 比较项目 DNA RNA 核苷酸 基本单位 分布 ①真核生物：细胞核(主要)、线粒体、叶绿体 ②原核生物：拟核、质粒 主要分布于细胞质中 染色剂 甲基绿 吡罗红 空间结构 由两条脱氧核苷酸长链构成，呈规则的双螺旋结构 由一条核糖核苷酸长链构成 A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤) 碱基 T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶) 五碳糖 脱氧核糖 核糖 化 学 成 分 磷酸 磷酸 初步水解 4 种脱氧核糖核苷酸 4 种核糖核苷酸 彻底水解 磷酸、脱氧核糖、4 种含氮碱基(A、T、C、G) 磷酸、核糖、4 种含氮碱基(A、U、C、G) 结构的 特异性 每个核酸(DNA 或 RNA)中核苷酸(脱氧核苷酸或核糖核苷酸)的种类、数目和排列顺序是特定的，决定了 每一个核酸(DNA 或 RNA)分子具有特异性。 结构的 多样性 构成核酸(DNA 或 RNA)的 4 种核苷酸的数目成千上万，其排列顺序千变万化，因此，决定了核酸(DNA 或 RNA)分子具有多样性。 功能 携带遗传信息，控制性状 ①作为遗传物质(有些病毒) ②作为酶，具有催化功能 ③与蛋白质的合成有关；如传递遗传信息(mRNA)， 运输氨基酸(tRNA)，组成核糖体(rRNA) 备注： 1.不同生物的核酸、核苷酸、五碳糖及碱基的情况 生物类别 核酸 五碳糖 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 2 种 8 种 5 种 DNA 细菌、人等 只含 DNA 1 种 4 种 4 种 DNA 噬菌体病毒 只含 RNA 1 种 4 种 4 种 RNA 烟草花叶病毒 2.当生物体内不含 DNA 时，才以 RNA 为遗传物质。 3.同一生物的不同体细胞中，核 DNA 相同(不考虑突变)，而 mRNA 和蛋白质则不同或不完全相同，这与基因的选择性 表达有关。 4.DNA 呈双螺旋结构，所以具有稳定性，而 RNA 一般呈单链(但是在 tRNA 中部分结构为双链，且含有氢键)，结构不 稳定，更容易发生变异。 5.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相似程度来推断物 种亲缘关系的远近。 6.线粒体和叶绿体中含有 DNA 和 RNA，核糖体中含有 RNA。 7.DNA、RNA、ATP 及核苷酸中“A”的含义 8.“三看”法快速确认 DNA、RNA 9. DNA、蛋白质和生物多样性的关系 10.肽键和磷酸二酯键的形成比较 (1)两种化学键的形成都是吸能反应，需要消 耗 ATP。 (2)肽键的断裂需要蛋白酶或肽酶；磷酸二酯 键的形成需要 DNA 聚合酶、RNA 聚合酶或 DNA 连接酶(片段连接)，断裂需要 DNA 水解 酶或限制酶。 11.蛋白质与核酸的比较 核酸项目 DNA RNA 蛋白质 组成元素 C、H、O、N、P C、H、O、N 等 组成单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 氨基酸 形成场所 主要在细胞核中复制产生 主要在细胞核中转录生成 核糖体 检测试剂 甲基绿(绿色) 吡罗红(红色) 双缩脲试剂(紫色反应) 分子结构 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 联系 12.辨析三个概念——核苷、核苷酸、核酸 (1)核苷＝五碳糖＋含氮碱基( )； (2)核苷酸＝核苷＋磷酸( )； (3)核酸是由核苷酸脱水缩合而成的大分子物质。 高考命题趋向 命题点一　核酸组成、结构与功能分析 1.如图表示化合物 a 和 m 参与化合物 b 的构成情况，下列叙述正确的是( ) A.若 m 为腺嘌呤，则 b 肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸 B.在禽流感病毒、幽门螺杆菌体内 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.下列说法正确的是( ) A.叶肉细胞中碱基、核苷酸、五碳糖种类分别是 5 种、8 种和 2 种 B.大肠杆菌细胞中含有碱基 A、T、G、C 的核苷酸共 4 种 C.组成核酸的基本单位是核糖核苷酸 D.DNA 与 RNA 的不同点只在于五碳糖和碱基的不同 3.以下关于细胞中核酸和核苷酸的叙述，正确的是( ) A.细胞中的每一个核苷酸分子都含有磷酸基团 B.DNA 彻底水解后可以得到 5 种碱基 C.RNA 是由脱氧核苷酸连接而成的长链 D.核苷酸分子之间通过磷酸和碱基相连形成长链 4.下列有关 RNA 或 DNA 的叙述正确的是（　　） A.RNA 病毒侵入人体细胞后 RNA 和蛋白质组装成病毒的核糖体 B.利用酶的专一性可探究某未知病毒的遗传物质是 DNA 还是 RNA C.双链 DNA 中碱基数目等于磷酸二酯键数目 D.鱼体内的遗传物质初步水解后可得到 8 种核苷酸 5.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 6.下列与核酸相关的叙述中，正确的是(　　) A.细胞凋亡的根本原因是 DNA 的降解 B.细胞分化的原因是核 DNA 遗传信息的改变 C.细胞癌变前后，其 mRNA 的种类和数量会有一些变化 D.细胞周期的过程中，mRNA 和核 DNA 的种类通常不变 命题点二　核酸与蛋白质的比较分析 7.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，它们与碘都没有颜色反应，细胞膜上有 x 而无 y。下列有关 x、y 的叙述，错误的是( ) A.x 可能是蛋白质 B.y 的基本组成单位可能是核苷酸 C.细胞膜上的 x 可能是载体 D.y 只存在于细胞核中 8.关于蛋白质的叙述，错误的是( ) A.rRNA 能参与蛋白质的生物合成 B.DNA 和蛋白质是染色体的组成成分 C.人体血浆中含有浆细胞分泌的蛋白质 D.核糖体上合成的蛋白质不能在细胞核中发挥作用 9.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( ) A.a→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 C.a 与 a 之间通过“—NH—COOH—”相连接 D.HIV 的遗传信息储存在大分子乙中 10.在生物体内，某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示。其中 a、b、c 代 表小分子，甲、乙、丙是生物大分子。据图分析下列说法不正确的是( ) A.人体中，小分子 b 的种类有 4 种 B.导致生物多种多样的根本原因是甲具有多样性 C.遵循碱基互补配对原则的过程只是图中的①② D.图中甲和丙是组成染色体的主要成分 11.下列有关蛋白质和 DNA 的叙述，错误的是(　　) A.两者都具有多样性和特异性 B.两者在细胞分裂间期均有合成 C.DNA 是蛋白质合成的直接模板 D.有些生物仅由蛋白质和 DNA 构成 12.蛋白质和核酸是细胞重要的大分子物质，下列关于真核细胞中蛋白质和核酸的叙述正确的是(　　) 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.蛋白质的 N 元素主要存在于肽键中，核酸的 N 元素存在于碱基中 二、细胞中的糖类 1.糖类的种类 注意： (1)单糖中的葡萄糖、果糖、半乳糖及二糖中的麦芽糖、乳糖是还原糖，可用斐林试剂鉴定；蔗糖和多糖不具有还原性， 不能用斐林试剂鉴定。 (2)糖类的功能 ①糖类是生物体的主要能源物质 a:糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质(70%)。 b:淀粉和糖原分别是植物、动物细胞内的储能物质；而纤维素为结构物质，核糖和脱氧核糖是组成核酸的成分，它们都 不提供能量； ②糖类是细胞和生物体的重要结构成分 a:五碳糖是构成核酸的主要成分。 b:纤维素是植物细胞壁的主要成分。 c:细菌的细胞壁主要由肽聚糖组成。 ③糖类是细胞通讯、识别作用的基础，也是细胞膜的成分；在细胞膜上糖类常与蛋白质结合在一起构成糖蛋白，糖蛋 白在细胞与细胞之间的相互识别、信息传递过程中起着非常重要的作用。 (3)细胞中的能源物质 ①最终的能量来源是：太阳光能 ②细胞生命活动的主要能源物质：葡萄糖。 ③细胞生命活动的直接能源物质：ATP。糖类、脂肪、蛋白质中的能量只有转移到 ATP 中才能被生命活动利用。 ④细胞的储能物质：脂肪、淀粉、糖原。 ⑤细胞中的能源物质为糖类、脂肪、蛋白质，三者供能顺序是糖类→脂肪→蛋白质。蛋白质除在正常代谢中提供部分能 量外，一般不供能，只有在病理状态或衰老状态下才氧化供能。, (4)能源物质为生命活动供能的过程 (5)多糖中的纤维素是构成植物细胞细胞壁的主要成分，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，是区分植物细胞和原核细胞的依据之一。 (6)糖类的组成和分类组成图和概念图 (1)糖类组成图 (2)糖类分类分布图 (7)糖类“水解”与氧化分解 ①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。 ②糖类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。 三、细胞中的脂质 1.脂质的种类、功能及其分布 种类 功能 分布 脂肪 (C、H、O) ①细胞内良好的储能物质 ②是一种很好的绝热体，皮下的脂肪层起到 保温作用 ③分布在内脏周围的脂肪具有缓冲和减压作 用，能保护内脏器官 大量存在于某些植物的种子、果实及动物体 的脂肪组织中 磷脂 (C、H、O、N、P) 构成细胞膜、线粒体膜、叶绿体膜等多种膜 结构的重要成分类 脂 糖脂 (C、H、O) 与细胞组织的免疫及细胞识别有关 在动物的脑和卵细胞以及大豆的种子中含 量较多 胆固醇 (C、H、O) 构成动物细胞膜的重要成分，在人体内参与 血液中脂质的运输 在许多动物性食物中含量丰富 性激素 (C、H、O) 促进生殖器官发育及生殖细胞的形成，激发 并维持第二性征 由动物的性腺分泌，进入血液、组织液 固 醇 类 维生素 D (C、H、O) 促进人和动物肠道对钙、磷的吸收 在动物的卵黄中含量较多；在人的表皮细胞 中有胆固醇，在日光照射下能变成维生素 D 2.脂质的种类及功能 备注： (1)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。 (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(极少数植物细胞 膜中也还有胆固醇)。 (3)相对于糖类、蛋白质，脂肪中 C、H 的比例高，而 O 比例低，故在氧化分解时，单位质量的脂肪较糖类、蛋白质消 耗的氧气多，产生的水多，产生的能量也多。 (4)性激素属于固醇类物质，而细胞膜主要由磷脂构成，根据相似相溶原理，性激素能够通过自由扩散进入细胞内，与 细胞内受体结合，从而调节代谢过程。 (5)糖类与非糖物质之间的相互转化 补充： 1.糖类和脂质的比较 比较项目 糖类 脂质 元素组成 C、H、O C、H、O、(N、P) 种类 单糖、二糖、多糖 脂肪、磷脂、固醇等区 别 合成部位 淀粉：叶绿体 纤维素：高尔基体 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，如糖被、细胞壁； 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构成细胞膜的重要成分，如磷脂； ③调节新陈代谢和生殖，如性激素 区 别 相同质量的物质分解情况 耗 O2 少，产 H2O 少，释放能量少 耗 O2 多，产 H2O 多，释放能量多 联系 2.能源物质的 3 个“一”与 1 个“二” 3.常见有机物的水解产物及元素组成的比较 物质 初步水解产物 彻底水解产物 元素组成 淀粉 麦芽糖 葡萄糖 脂肪 甘油＋脂肪酸 甘油＋脂肪酸 C、H、O 蛋白质 多肽 氨基酸 C、H、O、N(S) 核酸 核苷酸 磷酸＋五碳糖＋碱基 C、H、O、N、P 4.种子形成和萌发时物质变化归纳如下： 项目 种子形成 种子萌发 非油料作物种子 (如小麦) 油料作物种子 (如大豆) 非油料作物种子 (如小麦) 油料作物种子 (如大豆)有机物 种类 可溶性糖→淀粉等 非蛋白质→蛋白质 糖类→脂肪 非蛋白质→蛋白质 淀粉→葡萄糖 蛋白质→氨基酸 脂肪→甘油＋脂肪酸 蛋白质→氨基酸 干重 种子形成时，光合作用产物的输入导致干 重增加 非油料作物的种子由于只进 行细胞呼吸导致干重减少 油料作物种子萌发初期干重有所增 加(是由于脂肪转化为糖的过程中增 加了氧元素的原因)，然后再减少。 鲜重 种子萌发时，吸收水分导致鲜重增加 激素变化 脱落酸增加，赤霉素、生长素逐渐减少 脱落酸下降、赤霉素、生长素逐渐增加 5.有机物的元素组成与种类的相互推导(三种方法解决物质推断题) (1)通过关系图记忆有机物的元素组成 (2)通过比较记忆特殊有机物的元素组成 物质名称 特征元素 共有元素 ATP P 叶绿素 Mg 血红蛋白 S、Fe 甲状腺激素 I 胰岛素 S C、H、O、N (3)推测某一结构(或物质)的元素组成 首先分析该结构或物质的组成成分，再推测其元素组成。如： 细胞膜→蛋白质＋糖类＋磷脂→C、H、O、N、P 染色体→蛋白质＋DNA→C、H、O、N、P 核糖体→蛋白质＋RNA→C、H、O、N、P 病毒→蛋白质＋核酸→C、H、O、N、P 高考命题趋向 命题点一　糖类、脂质的种类与功能 1.下面是关于脂质的叙述，其中正确的是( ) A.磷脂只由 C、H、O 三种元素组成，是构成细胞膜的主要成分 B.性激素的化学本质是蛋白质，对维持生物体生殖过程起着重要的调节作用 C.企鹅体内的脂肪有减少热量散失、维持体温恒定的作用 D.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 2.糖类和脂质是细胞中两种重要的有机物，相关的叙述错误的是( ) A.细胞膜上的脂质包括磷脂、胆固醇 B.糖类中的淀粉、纤维素和糖原都完全由葡萄糖缩合而成 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分解时，糖类耗氧少 3.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 4.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 5.如图是油菜种子在发育和萌发过程中，糖类和脂肪的变 化曲线。下列分析正确的是( ) A.干重相等的可溶性糖和脂肪，所储存的能量大致相同 B.种子发育过程中，由于可溶性糖更多地转变为脂肪，种 子需要的 N 增加 C.种子萌发时，脂肪酶的活性很高 D.种子萌发时，脂肪转变为可溶性糖，说明可溶性糖是种 子生命活动的直接能源物质 6.下列有关组成细胞的化合物——糖类的叙述，正确的是（　　） A.和糖类相比，人血红蛋白特有的组成元素是 N B.在细胞膜外表面能和糖类结合的只有蛋白质 C.细胞中糖类的合成也需要蛋白质的参与 D.糖类只有被彻底水解后才可参与细胞呼吸 7.下列关于葡萄糖和脂肪的叙述，错误的是（　　） A.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.二者在人体细胞内可以相互转化 8.在生物体中，脂肪比糖类更适于做储能物质的原因不包括 (　　) A.同质量的脂肪比糖类含能量多 B.必要时脂肪可直接氧化分解供能，也可转化为糖类供能 C.脂肪不能被氧化分解，这样有利于长期保存 D.脂肪疏水，而糖类亲水，故前者在细胞中占体积小 命题点二　有机物之间关系的分析 9.如图表示细胞中一种常见的水解反应，下列化合物不能发生此种反应的是( ) A.脂肪 B.多肽 C.淀粉 D.DNA 10.如图是细胞内几种有机物及其功能的关系图，m1、m2、m3、m4 分别是有机物 M1、M2、M3、M4 的组成成分。 下列说法正确的是( ) A.相同质量的 M1 和 M2 被彻底氧化分解，则 M1 的耗氧量多 B.M3 具有物质运输、催化、调节、免疫等多种功能 C.m3 和 m4 之间的区别主要是五碳糖和碱基的种类不同 D.在 HIV 体内，将 M4 彻底水解，得到 5 种碱基，2 种五碳糖 四、观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布 1.实验原理 (1)DNA 主要分布在细胞核中,RNA 主要存在于细胞质中。 (2)甲基绿和吡罗红对 DNA、RNA 的亲和力不同: DNA+甲基绿→绿色; RNA+吡罗红→红色 2.实验材料的选择 (1)实验材料:人的口腔上皮细胞,也可以用无色洋葱鳞片叶内表皮细胞。 (2)材料处理:取口腔上皮细胞之前,应先漱口,以免装片中出现太多的杂质。 (3)不宜使用的材料: ①哺乳动物成熟红细胞(没有细胞核)。 ②紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞或叶肉细胞(液泡中含有紫色物质,会干扰实验的结果的观察)。 3.实验步骤 备注： 1.实验中试剂的作用 试剂 作用 甲基绿 甲基绿对 DNA 亲和力强，使 DNA 呈现出绿色 吡罗红 吡罗红对 RNA 的亲和力强，使 RNA 呈现出红色 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 ①能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 与蛋白质分离，有利于 DNA 与染色剂结合 蒸馏水 ①配制染色剂；②冲洗载玻片，目的是洗去盐酸，避免影响染色 2.实验中需注意的 5 个问题 (1)甲基绿吡罗红染液需混合使用且现配现用。 (2)制片时的玻片烘干目的：烘干可迅速杀死并固定细胞，否则细胞内的溶酶体会对核酸造成破坏。 ①要在酒精灯火焰上来回移动，防止载玻片受热不均匀而破裂。 ②烘干至细胞吸附住即可。 (3)DNA 和 RNA 在细胞核和细胞质中均有分布，只是量不同，故结论中强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞 质中。 (4)将载玻片先用质量分数为 8%的盐酸处理，再用蒸馏水的缓水流冲洗 10 s 后才能用吡罗红甲基绿混合染液染色。 (5)观察时应选择染色均匀、细胞质色泽较浅的区域。 高考命题趋向 命题点一　实验基础 1.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.盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞 C.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 RNA D.盐酸有利于染色质中 DNA 与蛋白质分离，不利于 DNA 与染色剂结合 2.在“观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布”的实验中，下列说法不正确的是( ) A.染色时先用甲基绿染液，再用吡罗红染液 B.用质量分数为 8%的盐酸目的之一是使 DNA 与蛋白质分离，利于染色 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细胞核和呈红色的细胞质 命题点二　实验拓展 3.下图表示生物体内的某种物质，请分析回答： (1)A 包括 C、H、O、N、P 元素。 (2)B 的名称叫核苷酸，一分子的 B 是由一分子五碳糖、一分子含氮的碱 基、一分子磷酸组成的，其连接方式是(用图示表示) 。 (3)C 的作用是遗传信息的携带者，对生物的遗传、变异和蛋白质的生物 合成具有重要的作用。 (4)D、E 在细胞中的分布可利用吡罗红甲基绿染色剂对细胞进行染色，在显微镜下观察到其分布，物质 D 被甲基绿染成 绿色，物质 E 被吡罗红染成红色。