必修一細胞中的核酸糖類和脂質

項目內容要求考點1.核酸的結構和功能2.糖類、脂質的種類和作用ⅡⅡ重難點1.核酸的結構和功能2.觀察DNA和RNA在細胞中的分布3.糖類、脂質的種類和作用題型年份及考卷考點選擇題2009山東、四川卷2008年海南、廣東卷核酸的結構和功能2008年廣東、江蘇卷2009年廣東卷糖類、脂質的種類和作用非選擇題2009年全國Ⅱ2008年廣東卷糖類、脂質的種類和作用自主梳理一、核酸的作用及分類核酸是細胞內

的物質，在生物體的、

和

中具有極其重要的作用，絕大多數(shù)生物的遺傳信息貯存在DNA分子中，部分病毒的遺傳信息直接貯存在RNA中，如HIV、SARS病毒。攜帶遺傳信息遺傳變異蛋白質的生物合成核酸包括兩大類：

、

，DNA可為案件的偵破提供證據(jù)，是因為每個人的脫氧核苷酸序列是不同的?；犹骄?

有人說生物的遺傳物質是DNA和RNA，正確嗎？為什么？提示不正確。對于某一具體生物體而言，遺傳物質只能是核酸中的一種，絕大多數(shù)生物體的遺傳物質是DNA，只有少數(shù)病毒的遺傳物質是RNA。核酸核酸脫氧核糖核酸二、觀察DNA和RNA在細胞中的分布1．原理：甲基綠和吡羅紅兩種染色劑對DNA和RNA的親和力不同，甲基綠使DNA呈

色，吡羅紅使RNA呈

色。鹽酸能改變

的通透性，加速

進入細胞，同時使染色質中的

與

分離，有利于DNA與染色劑結合。2．方法步驟：(略)互動探究2

有人說DNA存在于細胞核中，RNA存在于細胞質中，對嗎？綠紅細胞膜染色劑DNA蛋白質提示不對，真核細胞的DNA主要分布在細胞核中，線粒體、葉綠體內也含有的DNA；RNA主要分布在細胞質中，在細胞核中也存在。三、核酸的化學結構1．核酸的基本組成單位是核苷酸，一個核苷酸是由一分子

、一分子

和一分子

組成。根據(jù)五碳糖的不同，可以將核苷酸分成

和。2．每個核酸分子是由數(shù)十個乃至億個

連接而成的長鏈。DNA是由脫氧核苷酸連接而成的長鏈，RNA是由核糖核苷酸連接而成。在絕大多數(shù)生物的體細胞中，DNA由

脫氧核苷酸鏈構成，RNA由

核糖核苷酸鏈構成。含氨堿基五碳糖磷酸脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸核苷酸兩條一條互動探究3

DNA分子在結構和功能上的差異在哪里？DNA都是雙鏈、RNA都是單鏈嗎？提示不同的DNA分子，其脫氧核苷酸的數(shù)量及排列順序是不同的，DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序就是遺傳信息，不同的DNA分子所含有的遺傳信息是不同的，在結構和功能上都具有多樣性。在絕大多數(shù)生物的體細胞中，DNA是雙鏈，RNA是單鏈，但在個別生物體內也發(fā)現(xiàn)有單鏈DNA存在，有的RNA也部分呈雙鏈結構，如tRNA中就有些雙鏈區(qū)域。要點歸納一、DNA與RNA的比較類別核酸DNARNA基本單位核苷酸脫氧核苷酸核糖核苷酸化學成分堿基A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鳥嘌呤)T(胸腺嘧啶)U(尿嘧啶)五碳糖脫氧核糖核糖磷酸磷酸空間結構兩條鏈一般為一條鏈二、“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗分析1．實驗原理甲基綠和吡羅紅對DNA、RNA的親和力不同：DNA

利用甲基綠、吡羅紅混合染色劑將細胞染色，可以顯示DNA和RNA在細胞中的分布。

2．實驗現(xiàn)象及相關結論現(xiàn)象結論綠色明顯集中且接近細胞中央DNA主要分布于細胞核中綠色周圍的紅色范圍較廣RNA廣泛分布于細胞質中3.幾種液體在實驗中的作用(1)0.9%NaCl溶液：保持口腔上皮細胞正常形態(tài)。(2)8%鹽酸：①改變細胞膜等的通透性；②使染色體中DNA與蛋白質分開。(3)蒸餾水：①配制染色劑；②沖洗載玻片。特別提示(1)該實驗中選用植物細胞材料時，應注意選用無色的細胞，實驗效果明顯。(2)不能用哺乳動物的紅細胞作為實驗材料，因為紅細胞沒有細胞核，無法觀察DNA和RNA的分布。感悟拓展1．蛋白質和核酸的區(qū)別和聯(lián)系(1)區(qū)別蛋白質核酸基本元素C、H、O、NC、H、O、N、P基本單位蛋白質核酸分子結構氨基酸→多肽鏈→空間結構→蛋白質分子DNA：雙螺旋結構RNA：一般是單鏈多樣性氨基酸的數(shù)量、種類、排列次序以及空間結構的不同，使蛋白質具有多樣性核苷酸的數(shù)量、排列次序的不同，而呈多樣性蛋白質核酸主要功能結構物質：蛋白質是細胞中重要的結構物質，如血紅蛋白、肌纖蛋白功能物質：血紅蛋白的攜氧，肌纖維蛋白的收縮，酶的催化，載體的運輸，抗體的免疫，蛋白質激素的調節(jié)等。核酸是生物的遺傳物質，對生物的遺傳變異和蛋白質的生物合成有極其重要的作用。(2)聯(lián)系蛋白質和核酸之間的關系如下圖：說明①該圖解體現(xiàn)了中心法則的五個方面；②生物多樣性的直接原因是蛋白質多樣性；根本原因是DNA多樣性(不能說核酸多樣性，因為核酸只有兩種)；同一生物不同部位細胞形態(tài)功能不同的根本原因是基因選擇性表達(mRNA不同)。 1在“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗中，加入8%鹽酸的目的不包括 (

)A．改變細胞膜通透性，加速染色劑進入細胞B．使染色體中的DNA與蛋白質分離C．殺死細胞，有利于DNA與染色劑結合D．水解DNA解析

DNA主要分布于細胞核中，要使染色成功必須先用鹽酸殺死細胞，以改變細胞膜通透性；此外鹽酸還能使染色體中的DNA與蛋白質分離，有利于DNA與染色劑結合；而水解DNA需利用DNA水解酶，鹽酸不能破壞DNA的分子結構。答案

D由DNA分子蘊藏的信息所支配合成的RNA在完全水解后，得到的化學物質是 (

)A．氨基酸、葡萄糖、堿基B．氨基酸、核苷酸、葡萄糖C．核糖、堿基、磷酸D．脫氧核糖、堿基、磷酸答案

C解析

核酸是一類高分子化合物，其基本組成單位是核苷酸，一個核苷酸是由一分子含氮堿基、一分子五碳糖和一分子磷酸組成的。一個核苷酸分子完全水解后得到一分子含氮堿基、一分子五碳糖和一分子磷酸。DNA和RNA的不同點之一是組成核苷酸的五碳糖不同，組成DNA的核苷酸中，五碳糖為脫氧核糖，而組成RNA的核苷酸中，五碳糖為核糖。因此，A、B、D都不是應選答案。自主梳理1．組成元素：

。C、H、O2．分類及特點：根據(jù)是否能

及水解成

的數(shù)量分為：(1)單糖：不能

,可

被細胞吸收,如

糖、果糖、核糖等。(2)二糖：兩分子

脫水縮合而成，必須水解成單糖才能被吸收，常見種類有

、

和乳糖。(3)多糖：多個

脫水縮合而成，水解成單糖后才可被吸收。常見的種類有植物細胞中的

和

，動物細胞中的

。水解單糖水解直接葡萄單糖蔗糖麥芽糖單糖淀粉纖維素糖原3．功能：細胞的主要能源物質，其中“生命的燃料”是指

；組成生物體的重要成分，如

是構成植物細胞壁的成分。葡萄糖纖維素互動探究糖類都是能源物質嗎？提示糖類是細胞中非常重要的一類有機化合物，其作用主要有以下幾個方面：(1)作為生物體的結構成分：植物的根、莖、葉含有大量的纖維素、半纖維素和果膠物質等，這些物質是構成植物細胞壁的主要成分。肽聚糖是細菌細胞壁的結構多糖。昆蟲和甲殼動物的外骨骼也是糖類，稱為多糖。(2)作為生物體的主要能源物質：糖類在生物體內(或細胞內)通過生物氧化釋放出能量，供給生命活動的需要。生物體內作為能源儲存的糖類有淀粉、糖原等。(3)在生物體內轉變?yōu)槠渌镔|：有些糖類是重要的中間代謝產物，糖類通過這些中間產物為合成其他生物分子如氨基酸、核苷酸、脂肪酸分別提供碳骨架。(4)作為細胞識別的信息分子：糖蛋白是一類在生物體內分布極廣的復合糖。它們的糖鏈可能起著信息分子的作用。細胞識別、免疫、代謝調控、受精作用、個體發(fā)育、癌變、衰老、器官移植等都與核蛋白的糖鏈有關。要點歸納糖類的種類及功能種類分子式分布生理功能單糖五碳糖核糖C5H10O5動植物細胞五碳糖是構成核酸的重要物質脫氧核糖C5H10O4六碳糖葡萄糖C6H12O6葡萄糖是細胞的主要能源物質種類分子式分布生理功能二糖蔗糖C12H22O11植物細胞能水解成葡萄糖麥芽糖乳糖C12H22O11動物細胞多糖淀粉(C6H10O5)n植物細胞淀粉是植物細胞中儲存能量的物質纖維素纖維素是細胞壁的組成成分之一糖原動物細胞糖原是動物細胞中儲存能量的物質感悟拓展糖類分布及關系辨析(1)糖類物質按其歸屬分類動植物細胞共有的糖：核糖、脫氧核糖、葡萄糖。動物細胞特有的糖：糖原、乳糖。植物細胞特有的糖：果糖、蔗糖、麥芽糖、淀粉、纖維素。(2)按糖類物質的功能分類生物細胞生命活動的主要能源物質：葡萄糖。生物細胞中的儲能物質：淀粉、糖原。參與生物細胞構成的物質：核糖、脫氧核糖、纖維素。(3)單糖、二糖、多糖的關系重要的單糖有葡萄糖和五碳糖，葡萄糖為白色晶體，易溶于水，人體血糖濃度為0.1%，是人體主要的是能源物質，五碳糖分為核糖和脫氧核糖，為環(huán)狀結構。 2下列關于糖類物質相關表述正確的是 (

)①存在于DNA而不存在RNA的糖類②細胞的重要能源物質③存在于葉綠體而不存在于線粒體的糖類④存在于動物乳汁而不存在于肝臟細胞的糖類A．核糖、纖維素、葡萄糖、糖原B．脫氧核糖、葡萄糖、葡萄糖、乳糖C．核糖、葡萄糖、脫氧核糖、糖原D．脫氧核糖、纖維素、葡萄糖、糖原解析

構成DNA的是脫氧核糖，構成RNA的是核糖；細胞最常利用的重要能源物質是葡萄糖；葡萄糖可以在葉綠體中合成，但葡萄糖不能在線粒體中進行氧化分解(必須先分解成丙酮酸后才能進入)；在動物乳汁中的是乳糖。答案

B下列關于糖類的敘述，正確的是 (

)A．核糖存在于RNA分子中B．核糖、半乳糖含六個碳原子，屬于單糖C．糖類是人體的主要儲能物質D．人體過剩的葡萄糖可以轉變成淀粉儲存于肝臟或肌肉中答案

A解析

B中核糖含五個碳原子；C中糖類是主要能源物質，主要儲能物質應為脂肪；D中人體不含淀粉，應含糖原。自主梳理一、細胞中的脂質1．組成元素：主要由C、H、O，有的還含有

和

。2．分類：分

、磷脂和

三類。PN脂肪固醇3．功能(1)

是細胞內良好的儲能物質，還有保溫、緩沖和減壓等作用。(2)磷脂是構成

和多種

膜的重要成分。(3)

類物質包括膽固醇、

激素和

等。①膽固醇是構成

的重要成分，在人體內還參與血液中

的運輸；②

能促進人和動物生殖器官的發(fā)育以及生殖細胞的形成；③

能有效地促進人和動物腸道對鈣和磷的吸收。脂肪細胞膜細胞器固醇性維生素D細胞膜脂質性激素維生素D二、生物大分子以碳鏈為骨架多糖、蛋白質、核酸都是生物大分子，都是由許多的基本組成單位連接而成的，這些基本單位稱為

，這些生物大分子又稱為單體的

。組成多糖的單體是，組成蛋白質的單體是

，組成核酸的單體是。每一個單位都以若干個相連的

構成的

為基本骨架，由許多單體連接成

。所以說“

是生命的核心元素”，“沒有碳，就沒有生命”。單體多聚體單糖氨基酸核苷酸碳原子碳鏈多聚體碳要點歸納脂質的種類及功能種類生理功能元素組成脂肪①儲存能量、氧化分解釋放能量②維持體溫恒定C、H、O有些還含有N、P等類脂磷脂是構成細胞膜、線粒體膜、葉綠體膜等膜結構的重要成分糖脂種類生理功能元素組成固醇類膽固醇動物的重要成分，代謝失調會引起心血管方面疾病。也是構成細胞膜的重要成分C、H、O有些還含有N、P等性激素促進性器官的發(fā)育和兩性生殖細胞的形成，激發(fā)并維持雌雄性動物第二性征出現(xiàn)腎上腺皮質激素控制糖類和無機鹽的代謝，增強機體防御能力維生素D促進人體對鈣、磷的吸收和利用醛固酮保Na＋排K＋感悟拓展糖類和脂質的比較比較項目糖類脂質區(qū)別元素組成C、H、OC、H、O(N、P)種類單糖、二糖、多糖脂肪、磷脂、固醇合成部位葉綠體、內質網、高爾基體、肝臟和肌肉主要是內質網生理作用①主要的能源物質②構成細胞結構，如糖被、細胞壁③核酸的組成成分①生物體的儲能物質②生物膜的重要組成成分③調節(jié)新陳代謝和生殖聯(lián)系1.單糖的葡萄糖、果糖及二糖的麥芽糖是還原糖，可用斐林試劑鑒定，多糖不具還原性。2．多糖中的纖維素是構成植物細胞壁的主要成分，而原核細胞的細胞壁不含纖維素，是由肽聚糖構成的，因此能否被纖維素酶除去細胞壁，是區(qū)分植物細胞和原核細胞的依據(jù)之一。3．糖類和脂肪均由C、H、O三種元素組成，氧化分解產生CO2、H2O，同時釋放能量。但脂肪中氫的含量遠遠高糖類，所以同質量的脂肪儲存的能量是糖類的2倍多。 3單位質量的脂肪與糖類相比，其所含元素與氧化時耗氧量的特點是前者 (

)A．含C、H多，氧化時耗氧多B．含C、H多，氧化時耗氧少C．含C、H少，氧化時耗氧多D．含C、H少，氧化時耗氧少解析

本題考查的是組成有機物的元素比例與需氧量的關系，脂肪和淀粉雖然都是含C、H、O三種元素的化合物，但兩者分子中C、H與O元素的比例不同，脂肪分子中含C、H的比例特別高。在有氧呼吸中產生的還原性氫要比淀粉水解形成的葡萄糖再進行有氧呼吸產生的還原性氫多，而還原性氫與氧結合生成水，產生大量的ATP。由于脂肪產生的能量比等量的淀粉產生的能量多一倍，因而需氧量也是脂肪比淀粉多。答案

A高等動物之所以表現(xiàn)出第二性征，就化學成分而言，是由于何種物質作用的結果 (

)A．脂質 B．糖原C．蛋白質 D．葡萄糖答案

A自主梳理檢測原理是利用某些化學試劑與生物組織中的有關有機化合物產生特定的

。1．還原糖與斐林試劑發(fā)生作用，生成

沉淀。2．淀粉遇碘變

。3．脂肪被蘇丹Ⅲ染液染成

，或被蘇丹Ⅳ染液染成

色。4．蛋白質與

試劑作用產生

反應。顏色反應磚紅色藍橘黃色紅雙縮脲紫色要點歸納1．實驗原理及目的要求根據(jù)某些化學試劑能夠使生物組織中的有關有機化合物產生特定的顏色反應，嘗試用化學試劑檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質。2．實驗流程歸納(1)選材→制備組織樣液→顯色反應。(2)脂肪的檢測還可利用顯微鏡觀察法，實驗流程為：取材→切片→制片→觀察。3．實驗材料的選擇(1)可溶性還原糖的鑒定實驗中，最理想的實驗材料是還原糖含量較高的生物組織(或器官)，而且組織的顏色較淺，易于觀察?？蛇x用蘋果、梨、白色甘藍葉、白蘿卜等。(2)脂肪的鑒定實驗中，實驗材料最好選富含脂肪的生物組織，若利用顯微鏡觀察，則最好選擇花生種子。如果是新鮮花生種子，可不必浸泡，浸泡后效果反而不好；如果是干種子，需浸泡3～4h最適宜切片(浸泡時間短，不容易切片；浸泡時間過長，組織太軟，切下的薄片不易成形)。(3)蛋白質的鑒定實驗，最好選用富含蛋白質的生物組織。植物材料常用大豆，且浸泡1～2d，適于研磨，動物材料常用雞卵清蛋白。4．實驗操作中的注意事項(1)在鑒定可溶性還原糖的實驗中，加熱試管中的溶液時，應該用試管夾夾住試管上部，放入盛50～65℃溫水的大燒杯中加熱。注意試管底部不要接觸燒杯底部；斐林試劑不穩(wěn)定易變性，應現(xiàn)用現(xiàn)配。(2)還原糖、蛋白質的鑒定實驗中，在加相應試劑鑒定之前，要留出一部分組織樣液，以便與鑒定后的樣液顏色作對比，增強實驗的說服力。(3)在蛋白質的鑒定實驗中，如果用蛋清稀釋液作為實驗材料，一定要稀釋到一定程度，否則，與雙縮脲試劑發(fā)生反應后會粘在試管的內壁上，使反應不徹底，試管也不易洗刷干凈。感悟拓展斐林試劑與雙縮脲試劑比較斐林試劑雙縮脲試劑甲液乙液A液B液成分0.1g/mLNaOH溶液0.05g/mLCuSO4溶液0.1g/mLNaOH溶液0.01g/mLCuSO4溶液鑒定物質可溶性還原糖蛋白質添加順序甲乙兩液等量混勻后立即使用先加入A液1mL，搖勻，再加入B液4滴，搖勻反應條件水浴50～65℃加熱不需加熱，搖勻即可反應現(xiàn)象樣液變磚紅色樣液變紫色提示斐林試劑與雙縮脲試劑可以從以下幾個方面比較(1)濃度不同。斐林試劑中CuSO4溶液濃度為0.05g/mL，雙縮脲試劑中CuSO4溶液濃度為0.01g/mL。(2)原理不同。斐林試劑的實質是新配制的Cu(OH)2溶液；雙縮脲試劑實質是堿性環(huán)境中的Cu2＋。(3)使用方法不同。斐林試劑是先將NaOH溶液與CuSO4溶液混合后再使用；雙縮脲試劑是先加入NaOH溶液，再滴加CuSO4溶液。 4下列關于實驗鑒定還原糖、脂肪和蛋白質操作的敘述中，正確的是 (

)A．鑒定還原糖的斐林試劑甲液與乙液，可直接用于蛋白質的鑒定B．鑒定脂肪的存在，可用顯微鏡觀察是否有被染成橘黃色或紅色的顆粒C．鑒定可溶性還原糖時，先加入斐林試劑甲液搖勻后，再加入乙液D．鑒定蛋白質時，雙縮脲試劑A液與B液要混合均勻后再加入含樣液的試管中解析

斐林試劑的甲液、乙液要混合后使用，而雙縮脈試劑則先用A液，搖勻后再加B液，不能混合，而且所用CuSO4溶液濃度不同；脂肪的鑒定用蘇丹Ⅲ染液(染成橘黃色)或蘇丹Ⅳ染液(染成紅色)，需要用顯微鏡觀察組織細胞內是否有顯色顆粒。答案

B在下列四支試管中分別加入一些物質，甲試管：豆?jié){；乙試管：氨基酸溶液；丙試管：牛奶和蛋白酶；丁試管：人血液中的紅細胞和蒸餾水。上述四支試管中加入雙縮脲試劑振蕩后，有紫色反應的是 (

)A．甲、丁 B．甲、乙、丁C．甲、乙、丙 D．甲、丙、丁答案

D解析

雙縮脲試劑可與蛋白質發(fā)生紫色反應，但不能與氨基酸發(fā)生紫色反應。甲試管中的豆?jié){中含有蛋白質；丙試管中的蛋白酶能把牛奶中的蛋白質分解，但剩余的蛋白酶仍是蛋白質；丁試管中紅細胞吸水漲破后會釋放出血紅蛋白等蛋白質；而乙試管中沒有蛋白質。命題熱點1蛋白質和核酸的組成、結構及功能【例1】下圖為人體的兩種重要化合物A與B的化學組成關系，相關敘述中正確的是(多選) (

)A．a的種類約有20種，b的種類有8種B．a的結構通式表示為C．B是人的遺傳物質D．A的種類在神經細胞與表皮細胞中相同，B則不同答案

BC解析

根據(jù)圖解可知：由N和C、H、O四種元素組成的小分子化合物是氨基酸，其種類約有20種，由氨基酸構成蛋白質(A)；由C、H、O和N、P組成小分子化合物是脫氧核苷酸(人染色體的主要成分是DNA和蛋白質，所以排除b是核糖核苷酸的可能)，其種類有4種，由脫氧核苷酸再形成DNA(B)。人體不同功能的細胞，其蛋白質的種類可以不同，但核DNA相同。命題熱點2有機化合物的綜合考查【例2】實驗測得甲、乙、丙三種植物的干種子中三大類有機物的含量如圖所示，有關論述錯誤的是 (

)A．形成同等質量的種子，甲需要礦質元素的質量數(shù)最少B．種子中有機物最終都來自光合作用C．萌發(fā)時，三種種子中酶的種類、含量不同D．同樣質量的三種種子在動物體內水解后丙形成的含氮物質最多答案

D解析

由坐標直方圖可知：甲、乙、丙三種植物干種子中三大類有機物的含量是不同的，甲主要是淀粉，乙含蛋白質豐富，丙含脂肪最多；淀粉、脂肪由C、H、O三種化學元素組成，不含礦質元素，蛋白質主要由C、H、O、N四種化學元素組成，甲種子含有蛋白質最少，所以形成種子時所需要的礦質元素數(shù)量最少。植物種子中貯藏的有機物最終都來源于植物的光合作用。植物種子中含有的有