[ID:11-4693992] [精]高考生物一轮复习 第4讲 细胞中的核酸、糖类和脂质(学生版+解析版)
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第4讲 细胞中的核酸、糖类和脂质(解析版) 《遗传信息的携带者—核酸》《细胞中的糖类和脂质》是人教版高中生物【生物】新人教版一《分子与细胞》第2章的教学内容,根据考纲最本节内容的定位以及本节内容在整本书中所处的地位,对其进行进一步的分析的解读,本讲主要学习细胞中核酸、糖类和脂质的种类和功能,本节内容连同本章其他章节是对细胞的物质组成的学习,是学习细胞结构和功能的基础。 本节内容的学习紧密联系生活,如平日膳食的主要食物,脂肪在人和动物体内的分布,纤维素的作用、胆固醇的作用等,学生都有一定的经验基础,利用学生的生活经验展开教学,将有助于增加教学内容的亲和力。但学生对于多糖的种类以及生物大分子以碳链为骨架不太容易理解,可以用比较形象的直观的图片等来帮助学生理解。进一步让学生认识到:碳是生命的核心元素。 遗传信息的携带者——核酸 1.核酸种类:生物体中的核酸有2种,DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)。 2.核酸结构 ?1?基本单位:(b)核苷酸?8种? (2)核酸的构成 3.核酸功能:核酸是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。 4.关于核酸相关列表 列表不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况 生物类别 核酸 核苷酸[来m] 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 5 DNA 细菌、人等 病毒[来源:学科网ZXXK][来源:学,科,网Z,X,X,K] 只含DNA 4[来源:学科网] 4 DNA 噬菌体 只含RNA 4 4 RNA 烟草花叶病毒 核酸(DNA与RNA)与蛋白质的异同点 项目 核酸 蛋白质 DNA RNA 元素 C、H、O、N、P C、H、O、N等 基本单位 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 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 决定结构多样性的因素   核苷酸的种类、数量及排列顺序 氨基酸的种类、数量、排列顺序及多肽链的空间结构 DNA、RNA、蛋白质的水解产物和代谢终产物的比较 项目 DNA RNA 蛋白质 基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 氨基酸 初步水解产物 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 多肽 彻底水解产物 脱氧核糖、含氮碱基和磷酸 核糖、含氮碱基和磷酸 氨基酸 代谢终产物 CO2、H2O、尿素和磷酸盐等 CO2、H2O和尿素 观察DNA和RNA在细胞中的分布 注:甲基绿和吡罗红要混合后使用,甲基绿和吡罗红和两种核酸都可以结合,相对而言甲基绿对DNA的亲和性更强,吡罗红对RNA的亲和性更强,因此染色后,细胞核(含DNA)呈现绿色,细胞质(含RNA)呈现红色。 二、细胞中的糖类——主要的能源物质 1.元素组成:C、H、O 特点: 大多数糖H:O=2:1 化学组成大多符合Cm(H2O)n → 碳水化合物 2.糖类的功能: 主要能源物质 组成生物体的重要成分 3.糖的种类和功能: 分类 概念 种类 分子式 分布 主要功能 单糖 不能水解的糖 五碳糖 核糖 (C5H10O5) 动、植物细胞 组成核酸的物质 组成RNA的成分 脱氧核糖 (C5H10O4) 组成DNA的成分 六碳糖 葡萄糖 (C6H12O6) 细胞中的重要能源物质 果糖 植物细胞 组成其他复杂化合物 半乳糖 动物细胞 二糖 水解后能够生成两分子单糖的糖 蔗糖 (葡萄糖+果糖) (C12H22O11) 植物细胞 储能物质,能水解成葡萄糖而供能 甘蔗、甜菜中含量丰富 麦芽糖 (葡萄糖+葡萄糖) 发芽的小麦、谷控中含量丰富,都能提供能量 乳糖 (葡萄糖+半乳糖) 动物细胞 人和动物的乳汁中含量丰富 多糖 水解后能够生成许多单糖的糖 淀粉 (C6H10O5)n 植物细胞 植物粮食作物的种子、变态根或茎等储藏器官中——储存能量 纤维素 植物细胞的细胞壁中,支持保护细胞 糖原 肝糖原 动物细胞 动物的肝脏中——储存能量调节血糖 肌糖原 动物的肌肉组织中——储存能量 4.糖类的转化: 单糖 二糖 多糖 5.分类 1)按归属分类: 2)按功能分类: 细胞生命活动的主要能源物质:葡萄糖 生物部分细胞中的储能物质:淀粉、糖原 参与细胞构成的物质:核糖、脱氧核糖、纤维素 3)按还原性分类: 还原性糖:单糖——葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖; 二糖——麦芽糖、乳糖 非还原糖:蔗糖、淀粉、纤维素、糖原等(多糖都不是还原性糖) 还原糖的检测 1)还原糖的鉴定步骤: 选材: 苹果:洗净、去皮、切块,取5g放如研钵中 制备组织样液 研磨成浆:加石英砂,加5 ml水研磨 注入组织样液2ml 过滤:将玻璃漏斗插入试管中,漏斗上垫一层纱布 加斐林试剂:2ml(由斐林试剂甲液和乙液充分混合而成,不能分别加入) 水浴加热:煮沸2min 观察溶液颜色变化:浅蓝色→棕色→砖红色。 结论:还原糖与斐林试剂在加热煮沸的过程中生成砖红色沉淀 2)实验成功的要点: ①还原糖的鉴定实验:选择含糖量较高、颜色为白色或近白色的植物组织,以苹果、梨为最好。 ②斐林试剂要两液混合均匀且现配现用。 斐林试剂的配制过程示意: 斐林试剂甲液( 0.1 g/ml的 NaOH 溶液) 斐林试剂乙液( 0.05 g/ml的 CuSO4 溶液) 三、细胞中的脂质 1.化学组成:C、H、O、(N、P) 2.特点:脂质与糖类相比,O含量较少,而H的含量较多。 3.化学性质: 脂质分子结构差异很大,但是都不溶于水,易溶于有机溶剂,如氯仿、丙酮、乙醚等。 4.脂质的分类、分布及功能 按功能分类 按化学本质分类 元素 组成 分布 功能 储能脂质 脂肪 C、H、O 动物:皮下、大网膜和肠系膜(固态)植物:花生、油菜、向日葵、松子、核桃、蓖麻等含有较高的脂肪储存在它们的种子里(液态) 1)细胞内良好的储能物质; 2)很好的绝热体,起保温作用; 3)缓冲和减压作用,可以保护内脏器官。 结构脂质 磷脂 C、H、O、N、P 人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆种子中 构成细胞膜、细胞器膜和核膜的主要成分 调节脂质 固醇 胆固醇 C、H、O有的含有N、P 功能:细胞膜的重要组成成分,参与血液中脂质的运输 性激素 功能:促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成,激发并维持第二性征 维生素D 功能:促进人和动物肠道对Ca和P的吸收。 5、脂肪的鉴定 1)脂肪的鉴定步骤: 取材:花生种子(浸泡3-4h),将子叶削成薄片 取理想薄片 在薄片上滴2-3滴苏丹Ⅲ染液(苏丹IV染液) 去浮色 制成临时装片 观察:先在低倍镜下,找到材料的脂肪滴,然后,转为高倍镜观察。 结论:细胞中的圆形脂肪小颗粒已经被染成橘黄色(红色)。 2)实验成功的要点: ①脂肪的鉴定实验:选择富含脂肪的种子,以花生种子为最好(实验前浸泡3h~4h)。 ②该试验成功的关键是获得只含有单层细胞理想薄片。 ③滴苏丹Ⅲ染液染液染色2-3min,时间不宜过长,以防细胞的其他部分被染色。 四、生物大分子以碳链为骨架 1.单体和多聚体 单体:是指组成生物大分子(多糖、蛋白质、核酸)的基本单位。 多聚体:单体连接而成的大分子物质,被称为单体的多聚体。 单体(基本单位) 多聚体(生物大分子) 单糖(葡萄糖) 多糖 氨基酸 蛋白质 核苷酸 核酸 ★每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,由许多单体连接成多聚体。 2、补充 主要能源物质:糖类? 动物细胞内的储能物质:糖原 ★在生物体中 重要能源物质:葡萄糖 植物细胞内的储能物质:淀粉 主要储能物质:脂肪 根本(最终)能源来源:太阳能 直接能源物质:ATP? 一、遗传信息的携带者——核酸 例1:(2017·营口模拟)如图中a、b和c构成了化合物m。下列叙述正确的是(  ) A.若c为腺嘌呤,则m为腺嘌呤脱氧核苷酸 B.禽流感病原体和幽门螺杆菌体内的m都为4种 C.ATP脱去两个磷酸基团,可形成m中的一种 D.b和c交替连接,构成遗传物质的基本骨架 【答案】C 【解析】题图为核苷酸模式图,a表示磷酸,b表示五碳糖,c表示含氮碱基,m表示核苷酸;若c表示腺嘌呤,b表示脱氧核糖,则m表示腺嘌呤脱氧核苷酸,若b表示核糖,则m表示腺嘌呤核糖核苷酸;禽流感病原体的核酸只有一种,而幽门螺杆菌体内的核酸有DNA和RNA两种,因此后者的m有8种;a和b交替连接,构成核酸的基本骨架。 变式训练1: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 【答案】D 【解析】HIV主要由RNA和蛋白质组成,根据图中信息可确认甲、a是蛋白质和氨基酸,乙、b是RNA和核糖核苷酸。HIV无细胞结构,只有侵入寄主细胞,利用寄主细胞的核糖体才能合成自身的蛋白质;RNA中含有U而不含T;氨基酸之间通过肽键“—NH—CO—”相连接。RNA是HIV的遗传物质。 二、细胞中的糖类 例2:(2016·石家庄模拟)如图是两种二糖的组成示意图,相关叙述正确的是(  ) A.图中M、N指代的物质分别是葡萄糖、果糖 B.图中M代表的物质也是纤维素和糖原的基本组成单位 C.因葡萄糖和果糖都是还原糖,故麦芽糖和蔗糖也是还原糖 D.细胞内的二糖以及单糖的作用只能是细胞呼吸供能的底物 【答案】B 【解析】麦芽糖是由两分子葡萄糖组成的,蔗糖是由一分子果糖和一分子葡萄糖组成的,故图中M、N指代的物质都是葡萄糖,A项错误;葡萄糖是纤维素和糖原的基本组成单位,B项正确;葡萄糖和果糖、麦芽糖都是还原糖,但蔗糖不是还原糖,C项错误;细胞内的二糖以及单糖的作用除了是细胞呼吸供能的底物外,有的还参与物质组成,如脱氧核糖是DNA的组成成分,核糖是RNA的组成成分,D项错误。 变式训练2:(2017·天津市和平区高三期末)如图表示糖类的化学组成和种类,则相关叙述正确的是( A ) A.④是植物细胞壁的主要成分,④的合成与高尔基体有关 B.①、②、③依次代表单糖、二糖、多糖,它们均可继续水解 C.①、②均属还原糖,在加热条件下与斐林试剂发生反应将产生砖红色沉淀 D.⑤为肌糖原,是植物细胞的贮能物质 【答案】A 【解析】④是纤维素,是植物细胞壁的主要成分,纤维素的合成与高尔基体有关,A正确;①、②、③依次代表单糖、二糖、多糖,单糖不可继续水解,B错误;①为单糖属还原糖,在加热条件下与斐林试剂发生反应将产生砖红色沉淀,②中蔗糖不是还原性糖,C错误;⑤为肌糖原,是动物细胞特有的贮能物质,植物细胞不含有,D错误。 三、细胞中的脂质 例3:(2017·广东省汕头市高考生物一模)磷脂是细胞的一种重要化合物,下列叙述中错误的是(  ) A.磷脂在滑面内质网中合成 B.磷脂是生物膜的主要成分之一 C.原核细胞能合成磷脂 D.所有细胞器都含有磷脂 【答案】D 【解析】磷脂属于脂质,合成场所是滑面内质网,A正确;磷脂是构成包括细胞膜在内的膜物质重要成分,B正确;磷脂是构成细胞膜的重要物质,所有细胞都有细胞膜,因此原核细胞能合成磷脂,C正确;中心体和核糖体属于无膜的细胞器,不含磷脂,D错误。 变式训练3:(2017·河南省安阳市高考生物一模)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 【答案】C 【解析】和糖类相比,人血红蛋白特有的组成元素是N和Fe,A错误;细胞膜上的糖类,有的与蛋白质结合形成糖蛋白,有的与脂质结合形成糖脂,B错误;细胞中糖类的合成需要酶的参与,催化糖类合成的酶为蛋白质,C正确;葡萄糖属于单糖,不能继续水解,可以直接参与细胞呼吸,D错误。 四、生物大分子以碳链为骨架 例4:(2017·湖南省岳阳市高考生物一模)下列关于生物大分子的结构和功能的叙述中,正确的是(   ) A.DNA 的主要合成场所是细胞核,RNA 的主要合成场所是细胞质 B.蛋白质的多样性只与氨基酸的种类、数目、排序有关 C.细胞核中的遗传物质主要是DNA,细胞质中的遗传物质主要是RNA D.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可能不同 【答案】D 【解析】DNA的主要合成场所是细胞核;RNA的合成要以DNA为模板,主要合成场所也是细胞核,A错误;蛋白质多样性与组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构等有关,B错误;细胞中的遗传物质是DNA,C错误;核酸中的遗传信息是指核酸中的核苷酸的排列顺序,相对分子量相同、碱基含量相同的核酸分子的核苷酸的排列顺序不一定相同,因此所携带的遗传信息不一定相同,D正确。 变式训练4:(湖南长沙联考)构成细胞的有机化合物及其组成元素如下表,下列叙述中正确的是(  ) 有机化合物 组成元素 甲 C、H、O 乙 C、H、O,很多种类还含有N和P 丙 C、H、O、N,很多种类还含有P、S 丁 C、H、O、N、P A.基因中不含甲类化合物 B.肺炎双球菌中有乙类化合物 C.叶绿体中不能形成丙类化合物 D.丁类化合物只存在细胞核中 【答案】B 【解析】本题考查组成细胞的元素及化合物,意在考查考生理解相关知识的要点,把握知识间内在联系,形成知识网络结构的能力。分析表中信息可知,甲有机物只含有C、H、O三种元素,最可能是糖类或脂肪,基因中含有糖类中的脱氧核糖,A错误;乙有机物含有C、H、O,很多种类还含有N和P,故乙是脂质,肺炎双球菌含有细胞膜,其成分中的磷脂含有C、H、O、N、P,B正确;丙有机物中含有C、H、O、N,很多种类还含有P、S,故丙是蛋白质,叶绿体中的DNA能控制合成少量的蛋白质,C错误;丁有机物含有C、H、O、N、P,故丁可能是核酸或ATP或磷脂,核酸或ATP既可以存在于细胞核中也可以存在于细胞质中,磷脂是包括核膜在内的各种生物膜的组成成分,D错误。 1.如图是人体细胞中两种重要有机物B、E的元素组成及相互关系图。关于此图的叙述不正确的是( B ) A.E→G发生的场所主要是细胞核,G→B发生的场所是细胞质 B.B的多种重要功能只与b的种类、数目和排列顺序有关 C.E中e的排列顺序决定了B中b的排列顺序 D.如果观察细胞中E和G的分布,需要用盐酸处理 【答案】B 【解析】由图分析可知,b是氨基酸,B是蛋白质,e是核苷酸,E是DNA,G是mRNA;B的功能还与多肽链的空间结构有关。 2.(2016·盘锦测试)根据表中分析,同质量的脂肪和糖类在氧化分解时存在差异,以下说法错误的是(   ) 物质 各元素比例 氧化分解时 C O 耗氧量 释放能量 产生的水 脂肪 75% 13% 较多 较多 X 糖类 44% 50% 较少 较少 Y A.相同质量条件下,脂肪比糖类在氧化分解时耗氧量多 B.脂肪中H的比例是12% C.相同质量的脂肪和糖类氧化分解时产生的水量XY;糖类和脂肪都是由C、H、O三种元素组成的,根据表中数据可知,脂肪中H的比例是1-75%-13%=12%,糖类中H的比例是1-44%-50%=6%。 3.(2017·上海金山区高三期末)反应式“A+H2O→B+C”中的A是糖类,B、C是分子结构不同的单糖。则A是(   ) A.蔗糖   B.麦芽糖  C.半乳糖  D.糖原 【答案】A 【解析】蔗糖是由1分子葡萄糖和1分子果糖脱水缩合形成的,A正确;麦芽糖是由2分子葡萄糖形成的,水解后形成的2个单糖相同,B错误;半乳糖属于单糖,不能水解,C错误;糖原是由葡萄糖形成的多糖,D错误。 4.(2017·福建省泉州市高考生物一模)下列有关细胞中化合物的叙述,正确的是(   ) A.tRNA分子存在由氢键连接而成的碱基对 B.磷脂分子的亲水性头部对头部排列形成双分子层 C.淀粉和糖原分子结构不同主要是由于它们的单体种类不同 D.胰岛素和血红蛋白分子结构不同主要是由于它们的单体连接方式不同 【答案】A 【解析】tRNA分子双链部分存在由氢键连接而成的碱基对,A正确;磷脂分子的疏水性尾部对尾部排列形成双分子层,B错误;淀粉和糖原的基本单位都是葡萄糖,它们的分子结构不同主要是由于葡萄糖的连接方式不同,C错误;胰岛素和血红蛋白分子结构不同,这是由于氨基酸的种类、数目、排列顺序以及多肽链的空间结构不同,D错误。 5.(2017·山东省泰安市高考生物一模)下列有关DNA的叙述,错误的是(  ) A.原核生物的遗传物质是DNA B.真核细胞中染色体是DNA的主要载体 C.减数分裂四分体时期1条染色体含有4个DNA分子 D.DNA的碱基排列顺序中蕴含了大量遗传信息 【答案】C 【解析】原核生物的遗传物质是DNA,A正确;真核细胞中染色体是DNA的主要载体,此外在线粒体和叶绿体中也含有少量的DNA,B正确;减数分裂四分体时期1条染色体含有2个DNA分子,一个四分体含有4个DNA分子,C错误;DNA的碱基排列顺序千变万化,因此其中蕴含了大量遗传信息,D正确。 6.磷脂是组成细胞膜的重要成分,这与磷脂分子的头部亲水、尾部疏水的性质有关。某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式贮存油,每个小油滴都由磷脂膜包被着,该膜最可能的结构是(   ) A.由单层磷脂分子构成,磷脂的尾部向着油滴内 B.由单层磷脂分子构成,磷脂的头部向着油滴内 C.由两层磷脂分子构成,结构与细胞膜完全相同 D.由两层磷脂分子构成,两层磷脂的头部在内侧 【答案】A 【解析】磷脂分子有截然不同的两端,一端亲水性(即能与有极性分子相容),一端疏水性(即能与非极性分子或对外整体不显极性分子相容)。磷脂分子可以构成单层膜,也可以构成双层膜。单层磷脂膜一侧具有亲水性(直接与水环境接触),一侧具有疏水性(与非极性物质接触,如油);双层磷脂膜是由两层单层磷脂膜的疏水侧在内部相互融合和亲水侧在外部两侧构成的,因此,双层磷脂膜的两侧都具有亲水性(直接与水环境接触)而没有疏水性的一侧了,如细胞膜;而包裹油滴的磷脂膜应该由单层磷脂分子构成,磷脂的尾部向着油滴内,A项正确,B、C、D项错误。 7.(2018·太原模拟)下列关于核酸的叙述正确的是(  ) A.核酸中磷酸与一个碱基和一个五碳糖相连 B.真核细胞中的RNA均分布在细胞质中 C.DNA的特异性主要与碱基数目、核苷酸的空间结构有关 D.DNA与RNA之间的碱基可以进行碱基互补配对 【答案】D 【解析】磷核酸中一个磷酸与一个或两个五碳糖相连;真核细胞中的RNA在细胞核和细胞质中都有分布,但主要分布在细胞质中;DNA的特异性主要与脱氧核苷酸(碱基)的排列顺序有关;转录过程中,DNA的一条链的碱基可以与RNA的碱基进行互补配对。 8.对组成细胞和生物体的有机物的描述,正确的是(  ) A.1分子ATP脱去两个磷酸基团可形成1分子腺嘌呤核糖核苷酸 B.性激素与生长激素都能与双缩脲试剂作用呈现紫色 C.细胞核内的核酸只含脱氧核糖,细胞质中的核酸只含核糖 D.葡萄糖、乳酸、氨基酸依次是光合作用、细胞呼吸、基因翻译的产物 【答案】A 【解析】1个ATP脱去两个磷酸基团后是腺苷和一个磷酸组成的腺嘌呤核糖核苷酸;双缩脲试剂遇蛋白质呈紫色,性激素是固醇;DNA主要存在于细胞核内,也有少量存在于细胞质中,RNA主要存在于细胞质内,也有少量存在于细胞核中,脱氧核糖存在于DNA中,核糖存在于RNA中;葡萄糖是光合作用的产物,乳酸是某些细胞无氧呼吸的产物,氨基酸是翻译的原料,多肽是翻译的产物。 9.下列有关组成细胞的元素和化合物的叙述,错误的是(  ) A.细胞中常见的元素有C、H、O、N等20多种,其中C是最基本的元素 B.蛋白质是细胞和生物体功能的重要体现者 C.脂质分子中氧的含量远远少于糖类,而氢的含量更多 D.豌豆叶肉细胞中的遗传物质含有5种碱基 【答案】D 【解析】细胞中常见的元素有20多种,碳链是生物大分子的基本骨架,所以C是最基本的元素;蛋白质是生命活动的体现者;脂质分子中含有烃链,所以氧的含量远远少于糖类,而氢的含量更多;豌豆叶肉细胞中的遗传物质是DNA,含有4种碱基。 10.下列说法错误的是(  ) A.肽键既可以在叶绿体内形成,也可以在线粒体内形成 B.氢键既可以在线粒体内形成,也可以在线粒体内断裂 C.高能磷酸键既可以在类囊体上形成,也可以在叶绿体基质中形成 D.磷酸二酯键既可以存在于DNA分子中,也可以存在于RNA分子中 【答案】C 【解析】叶绿体和线粒体内均可进行基因的表达,即合成蛋白质,故均存在肽键的形成;线粒体和叶绿体内都能进行复制和转录,因此存在氢键的形成和断裂;ATP中含有高能磷酸键,可在叶绿体类囊体上形成,在叶绿体基质中被消耗;DNA分子一般为双链结构,RNA分子一般为单链结构,两者均含有磷酸二酯键。 11.(2018·海口测评)下图①~⑥表示不同化学元素所组成的化合物,以下说法错误的是(  ) A.若②是细胞膜的脂质成分,则不具有物种的特异性 B.若图中⑤为过氧化氢酶,则①经脱水缩合形成⑤的过程发生在核糖体上 C.若②为多聚体,且能贮存生物的遗传信息,则②一定是DNA D.若④主要在人体肝脏和肌肉内合成,则④最可能是糖原 【答案】C 【解析】分析图形可知,若②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⑤为过氧化氢酶,则①为氨基酸,经脱水缩合形成蛋白质的过程发生在核糖体上;若②为多聚体,且能贮存生物的遗传信息,则②是DNA或RNA;若④主要在人体肝脏和肌肉内合成,则④最可能是糖原。 12.(2018·日照一模)右图中甲、乙、丙表示某动物细胞中的不同化合物,下列叙述正确的是(  ) A.核糖核苷酸是构成物质甲的单体 B.物质甲为该生物的主要遗传物质 C.可用苏丹Ⅲ染液来鉴定物质乙 D.物质丙构成生物膜的基本支架 【答案】D 【解析】综合分析可知甲、乙、丙分别代表脱氧核糖核酸、蛋白质、磷脂。构成物质甲的单体是脱氧核糖核苷酸;对于细胞生物而言,DNA就是生物的遗传物质,不能描述为主要的遗传物质;鉴定蛋白质应采用双缩脲试剂;磷脂双分子层是构成生物膜的基本支架。 13.(2017·大庆模拟)下图A、B、C、D表示生物大分子,请回答下列问题。 (1)请依次写出上图中X、Y所指的元素:______________。 (2)大分子物质A的中文名称及其彻底水解产物分别是__________和____________。若要观察A在细胞中的分布情况可选用试剂___________。 (3)B具有多样性,从b分析是由于______________。 (4)物质D为_________,其在细胞膜中的分布部位是____________。 (5)通常情况下,同一个人的肝细胞与骨骼肌细胞中A相同吗?_________,原因是__________________________________________________________________。 【答案】 (1)N、P,N (2)脱氧核糖核酸 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 甲基绿染液 (3)b种类、数量、排列顺序不同 (4)糖蛋白 细胞膜的外侧 (5)相同 因为同一个人的肝细胞与骨骼肌细胞都由同一个受精卵经有丝分裂而来 【解析】根据图示可知,A为DNA,B为蛋白质,C为糖类,D为糖蛋白。X元素为N、P,Y元素为N。(2)DNA彻底水解的产物为脱氧核糖、磷酸和4种碱基,观察DNA在细胞中的分布,选用的试剂是甲基绿染液。(3)蛋白质的多样性与氨基酸的种类、数量、排列顺序以及多肽的空间结构有关。(4)糖蛋白一般位于细胞膜外侧,具有保护、润滑、识别等功能。(5)人体不同的体细胞由一个受精卵分裂而来,它们的遗传物质DNA相同。 14.(2018·昆明模拟)糖类是生物体生命活动的主要能源物质,蛋白质是一切生命活动的体现者。如图1为糖类的概念图,图2是某种需要能量的蛋白质降解过程,科学家发现:一种被称为泛素的多肽在该过程中起重要作用。泛素激活酶E1将泛素分子激活,然后由E1将泛素交给泛素结合酶E2,最后在泛素连接酶E3的指引下将泛素转移到靶蛋白上,这一过程不断重复,靶蛋白就被绑上一批泛素分子。被泛素标记的靶蛋白很快就被送往细胞内一种被称为蛋白酶体的结构中进行降解。整个过程如图2所示。请分析回答: (1)如果某种单糖A为果糖,则它与葡萄糖缩合失去1分子水后形成的物质①是________。如果缩合反应形成的物质③作为植物细胞壁的主要组成成分,则物质③是________。 (2)如果某种单糖A与磷酸和碱基结合形成物质②,其中碱基是尿嘧啶,则形成的物质②是_______________;如果某种单糖A与磷酸和碱基结合形成物质④,其中的碱基是胸腺嘧啶,则某种单糖A是______ __。 (3)蛋白质在生物体内具有多种重要功能,根据图2材料可推测出蛋白质的一项具体功能是________________。泛素调节的蛋白质降解过程中所需能量主要来自________物质的氧化分解。 (4)细胞内E1、E2、E3在蛋白质降解过程中所起的作用不同,从分子水平上分析,其直接原因是_______________________________。 【答案】 (1)蔗糖 纤维素  (2)尿嘧啶核糖核苷酸 脱氧核糖 (3)具有催化作用 糖类  (4)各种酶的分子结构不同 【解析】(1)一分子果糖和一分子葡萄糖缩合形成的物质是蔗糖;植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,其中纤维素由多分子葡萄糖经过缩合反应形成。(2)尿嘧啶、磷酸和单糖A结合形成的物质是尿嘧啶核糖核苷酸,单糖A为核糖;胸腺嘧啶、磷酸和单糖A结合形成的物质是胸腺嘧啶脱氧核苷酸,单糖A为脱氧核糖。(3)图2中泛素激活酶参与蛋白质的降解过程,起催化作用,糖类是细胞中的主要能源物质。因此泛素调节的蛋白质降解过程中所需能量主要来自糖类物质的氧化分解。(4)细胞内不同蛋白质有不同的功能,从分子水平上分析,其直接原因是不同蛋白质的分子结构不同,决定了其功能不同。 15.胆固醇是人体内一种重要的脂质,既可在细胞内以乙酰CoA为原料合成,也可以LDL(一种脂蛋白)的形式进入细胞后水解形成。如图表示人体细胞内胆固醇的来源及调节过程。 请分析并回答下列问题: (1)胆固醇在细胞中合成的场所是__________,它是构成________结构的重要成分。 (2)血浆中的LDL与细胞膜上的受体结合,以________方式进入细胞,这一过程与细胞膜结构的__________特点有关。 (3)从图中分析可知,细胞内过多的胆固醇可作为信息,使细胞通过①________________________、②________________________和③_________________________三条途径调节胆固醇的含量,这种调节机制属于________调节。 (4)姜黄素是降脂中药姜黄的提取物,科学家为研究姜黄素的降脂机理,设计实验研究姜黄素对培养的小鼠吞噬细胞LDL受体的影响。 ①取小鼠的吞噬细胞用培养液制成细胞悬液,放入CO2培养箱中,在适宜的______________________条件下进行增殖培养。为避免代谢产物积累对细胞造成危害,应____________________。 ②分别用含姜黄素浓度为0.3、0.6、0.9 μg/mL的培养液培养吞噬细胞,对照组则用__________________培养,每组5个样本,每个样本中吞噬细胞数量为5.0×105。 ③培养2 d后,将样本经一系列处理,再分别用仪器测定每组的光密度值(光密度值与受体数量呈正相关)。 实验结果如下: 实验处理 对照组 实验组 姜黄素浓度(μg/mL) 0.3 0.6 0.9 光密度值 0.126 0.379 0.420 0.992 上述实验可以得出的结论是________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【答案】 (1)内质网 细胞膜  (2)胞吞 流动性  (3)①抑制LDL受体的合成 ②抑制乙酰CoA合成胆固醇 ③促进胆固醇以胆固醇酯的形式储存 (负)反馈  (4)①温度和pH 定期更换培养液 ②等量的不含姜黄素的培养液 ③姜黄素能够使吞噬细胞膜上的LDL受体数量增加,且姜黄素浓度与LDL受体数量呈正相关 【解析】(1)内质网是脂质合成的场所,胆固醇是细胞膜的重要成分。(2)LDL是大分子物质,大分子物质进入细胞的方式是胞吞,胞吞与细胞膜的流动性有关。(3)由图可知①过程是基因表达即合成LDL受体蛋白过程,根据胆固醇的来源与去向,当细胞中胆固醇含量过高时,可以抑制来源(①②),增加去向(③),这属于(负)反馈调节。(4)细胞培养时,需要适宜的温度和pH,定期更换培养液可以避免代谢产物积累。本实验是研究姜黄素的作用,故需要用不含姜黄素的培养液培养作为对照组。由实验结果可知,随姜黄素浓度的增加,光密度值增大,即受体的数量增加。 (m) (a) 脱水缩合 水解 脱水缩合 水解 组织样液2ml 蓝色 无色 加热2min 砖红色 刚配制斐 林试剂2ml 开水 斐林试剂 按一定比例混合均匀 制片 14 第4讲 细胞中的核酸、糖类和脂质(学生版) 《遗传信息的携带者—核酸》《细胞中的糖类和脂质》是人教版高中生物【生物】新人教版一《分子与细胞》第2章的教学内容,根据考纲最本节内容的定位以及本节内容在整本书中所处的地位,对其进行进一步的分析的解读,本讲主要学习细胞中核酸、糖类和脂质的种类和功能,本节内容连同本章其他章节是对细胞的物质组成的学习,是学习细胞结构和功能的基础。 本节内容的学习紧密联系生活,如平日膳食的主要食物,脂肪在人和动物体内的分布,纤维素的作用、胆固醇的作用等,学生都有一定的经验基础,利用学生的生活经验展开教学,将有助于增加教学内容的亲和力。但学生对于多糖的种类以及生物大分子以碳链为骨架不太容易理解,可以用比较形象的直观的图片等来帮助学生理解。进一步让学生认识到:碳是生命的核心元素。 遗传信息的携带者——核酸 1.核酸种类:生物体中的核酸有2种,DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)。 2.核酸结构 ?1?基本单位:(b)核苷酸?8种? (2)核酸的构成 3.核酸功能:核酸是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。 4.关于核酸相关列表 列表不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况 生物类别 核酸 核苷酸[来m] 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 5 DNA 细菌、人等 病毒[来源:学科网ZXXK][来源:学,科,网Z,X,X,K] 只含DNA 4[来源:学科网] 4 DNA 噬菌体 只含RNA 4 4 RNA 烟草花叶病毒 核酸(DNA与RNA)与蛋白质的异同点 项目 核酸 蛋白质 DNA RNA 元素 C、H、O、N、P C、H、O、N等 基本单位 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 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 决定结构多样性的因素   核苷酸的种类、数量及排列顺序 氨基酸的种类、数量、排列顺序及多肽链的空间结构 DNA、RNA、蛋白质的水解产物和代谢终产物的比较 项目 DNA RNA 蛋白质 基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 氨基酸 初步水解产物 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 多肽 彻底水解产物 脱氧核糖、含氮碱基和磷酸 核糖、含氮碱基和磷酸 氨基酸 代谢终产物 CO2、H2O、尿素和磷酸盐等 CO2、H2O和尿素 观察DNA和RNA在细胞中的分布 注:甲基绿和吡罗红要混合后使用,甲基绿和吡罗红和两种核酸都可以结合,相对而言甲基绿对DNA的亲和性更强,吡罗红对RNA的亲和性更强,因此染色后,细胞核(含DNA)呈现绿色,细胞质(含RNA)呈现红色。 二、细胞中的糖类——主要的能源物质 1.元素组成:C、H、O 特点: 大多数糖H:O=2:1 化学组成大多符合Cm(H2O)n → 碳水化合物 2.糖类的功能: 主要能源物质 组成生物体的重要成分 3.糖的种类和功能: 分类 概念 种类 分子式 分布 主要功能 单糖 不能水解的糖 五碳糖 核糖 (C5H10O5) 动、植物细胞 组成核酸的物质 组成RNA的成分 脱氧核糖 (C5H10O4) 组成DNA的成分 六碳糖 葡萄糖 (C6H12O6) 细胞中的重要能源物质 果糖 植物细胞 组成其他复杂化合物 半乳糖 动物细胞 二糖 水解后能够生成两分子单糖的糖 蔗糖 (葡萄糖+果糖) (C12H22O11) 植物细胞 储能物质,能水解成葡萄糖而供能 甘蔗、甜菜中含量丰富 麦芽糖 (葡萄糖+葡萄糖) 发芽的小麦、谷控中含量丰富,都能提供能量 乳糖 (葡萄糖+半乳糖) 动物细胞 人和动物的乳汁中含量丰富 多糖 水解后能够生成许多单糖的糖 淀粉 (C6H10O5)n 植物细胞 植物粮食作物的种子、变态根或茎等储藏器官中——储存能量 纤维素 植物细胞的细胞壁中,支持保护细胞 糖原 肝糖原 动物细胞 动物的肝脏中——储存能量调节血糖 肌糖原 动物的肌肉组织中——储存能量 4.糖类的转化: 单糖 二糖 多糖 5.分类 1)按归属分类: 2)按功能分类: 细胞生命活动的主要能源物质:葡萄糖 生物部分细胞中的储能物质:淀粉、糖原 参与细胞构成的物质:核糖、脱氧核糖、纤维素 3)按还原性分类: 还原性糖:单糖——葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖; 二糖——麦芽糖、乳糖 非还原糖:蔗糖、淀粉、纤维素、糖原等(多糖都不是还原性糖) 还原糖的检测 1)还原糖的鉴定步骤: 选材: 苹果:洗净、去皮、切块,取5g放如研钵中 制备组织样液 研磨成浆:加石英砂,加5 ml水研磨 注入组织样液2ml 过滤:将玻璃漏斗插入试管中,漏斗上垫一层纱布 加斐林试剂:2ml(由斐林试剂甲液和乙液充分混合而成,不能分别加入) 水浴加热:煮沸2min 观察溶液颜色变化:浅蓝色→棕色→砖红色。 结论:还原糖与斐林试剂在加热煮沸的过程中生成砖红色沉淀 2)实验成功的要点: ①还原糖的鉴定实验:选择含糖量较高、颜色为白色或近白色的植物组织,以苹果、梨为最好。 ②斐林试剂要两液混合均匀且现配现用。 斐林试剂的配制过程示意: 斐林试剂甲液( 0.1 g/ml的 NaOH 溶液) 斐林试剂乙液( 0.05 g/ml的 CuSO4 溶液) 三、细胞中的脂质 1.化学组成:C、H、O、(N、P) 2.特点:脂质与糖类相比,O含量较少,而H的含量较多。 3.化学性质: 脂质分子结构差异很大,但是都不溶于水,易溶于有机溶剂,如氯仿、丙酮、乙醚等。 4.脂质的分类、分布及功能 按功能分类 按化学本质分类 元素 组成 分布 功能 储能脂质 脂肪 C、H、O 动物:皮下、大网膜和肠系膜(固态)植物:花生、油菜、向日葵、松子、核桃、蓖麻等含有较高的脂肪储存在它们的种子里(液态) 1)细胞内良好的储能物质; 2)很好的绝热体,起保温作用; 3)缓冲和减压作用,可以保护内脏器官。 结构脂质 磷脂 C、H、O、N、P 人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆种子中 构成细胞膜、细胞器膜和核膜的主要成分 调节脂质 固醇 胆固醇 C、H、O有的含有N、P 功能:细胞膜的重要组成成分,参与血液中脂质的运输 性激素 功能:促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成,激发并维持第二性征 维生素D 功能:促进人和动物肠道对Ca和P的吸收。 5、脂肪的鉴定 1)脂肪的鉴定步骤: 取材:花生种子(浸泡3-4h),将子叶削成薄片 取理想薄片 在薄片上滴2-3滴苏丹Ⅲ染液(苏丹IV染液) 去浮色 制成临时装片 观察:先在低倍镜下,找到材料的脂肪滴,然后,转为高倍镜观察。 结论:细胞中的圆形脂肪小颗粒已经被染成橘黄色(红色)。 2)实验成功的要点: ①脂肪的鉴定实验:选择富含脂肪的种子,以花生种子为最好(实验前浸泡3h~4h)。 ②该试验成功的关键是获得只含有单层细胞理想薄片。 ③滴苏丹Ⅲ染液染液染色2-3min,时间不宜过长,以防细胞的其他部分被染色。 四、生物大分子以碳链为骨架 1.单体和多聚体 单体:是指组成生物大分子(多糖、蛋白质、核酸)的基本单位。 多聚体:单体连接而成的大分子物质,被称为单体的多聚体。 单体(基本单位) 多聚体(生物大分子) 单糖(葡萄糖) 多糖 氨基酸 蛋白质 核苷酸 核酸 ★每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,由许多单体连接成多聚体。 2、补充 主要能源物质:糖类? 动物细胞内的储能物质:糖原 ★在生物体中 重要能源物质:葡萄糖 植物细胞内的储能物质:淀粉 主要储能物质:脂肪 根本(最终)能源来源:太阳能 直接能源物质:ATP? 一、遗传信息的携带者——核酸 例1:(2017·营口模拟)如图中a、b和c构成了化合物m。下列叙述正确的是(  ) A.若c为腺嘌呤,则m为腺嘌呤脱氧核苷酸 B.禽流感病原体和幽门螺杆菌体内的m都为4种 C.ATP脱去两个磷酸基团,可形成m中的一种 D.b和c交替连接,构成遗传物质的基本骨架 变式训练1: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 二、细胞中的糖类 例2:(2016·石家庄模拟)如图是两种二糖的组成示意图,相关叙述正确的是(  ) A.图中M、N指代的物质分别是葡萄糖、果糖 B.图中M代表的物质也是纤维素和糖原的基本组成单位 C.因葡萄糖和果糖都是还原糖,故麦芽糖和蔗糖也是还原糖 D.细胞内的二糖以及单糖的作用只能是细胞呼吸供能的底物 变式训练2:(2017·天津市和平区高三期末)如图表示糖类的化学组成和种类,则相关叙述正确的是( A ) A.④是植物细胞壁的主要成分,④的合成与高尔基体有关 B.①、②、③依次代表单糖、二糖、多糖,它们均可继续水解 C.①、②均属还原糖,在加热条件下与斐林试剂发生反应将产生砖红色沉淀 D.⑤为肌糖原,是植物细胞的贮能物质 三、细胞中的脂质 例3:(2017·广东省汕头市高考生物一模)磷脂是细胞的一种重要化合物,下列叙述中错误的是(  ) A.磷脂在滑面内质网中合成 B.磷脂是生物膜的主要成分之一 C.原核细胞能合成磷脂 D.所有细胞器都含有磷脂 变式训练3:(2017·河南省安阳市高考生物一模)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 四、生物大分子以碳链为骨架 例4:(2017·湖南省岳阳市高考生物一模)下列关于生物大分子的结构和功能的叙述中,正确的是(   ) A.DNA 的主要合成场所是细胞核,RNA 的主要合成场所是细胞质 B.蛋白质的多样性只与氨基酸的种类、数目、排序有关 C.细胞核中的遗传物质主要是DNA,细胞质中的遗传物质主要是RNA D.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可能不同 变式训练4:(湖南长沙联考)构成细胞的有机化合物及其组成元素如下表,下列叙述中正确的是(  ) 有机化合物 组成元素 甲 C、H、O 乙 C、H、O,很多种类还含有N和P 丙 C、H、O、N,很多种类还含有P、S 丁 C、H、O、N、P A.基因中不含甲类化合物 B.肺炎双球菌中有乙类化合物 C.叶绿体中不能形成丙类化合物 D.丁类化合物只存在细胞核中 1.如图是人体细胞中两种重要有机物B、E的元素组成及相互关系图。关于此图的叙述不正确的是( B ) A.E→G发生的场所主要是细胞核,G→B发生的场所是细胞质 B.B的多种重要功能只与b的种类、数目和排列顺序有关 C.E中e的排列顺序决定了B中b的排列顺序 D.如果观察细胞中E和G的分布,需要用盐酸处理 2.(2016·盘锦测试)根据表中分析,同质量的脂肪和糖类在氧化分解时存在差异,以下说法错误的是(   ) 物质 各元素比例 氧化分解时 C O 耗氧量 释放能量 产生的水 脂肪 75% 13% 较多 较多 X 糖类 44% 50% 较少 较少 Y A.相同质量条件下,脂肪比糖类在氧化分解时耗氧量多 B.脂肪中H的比例是12% C.相同质量的脂肪和糖类氧化分解时产生的水量X 展开
  • 资料类型: 学案
  • 资料版本:人教版(新课程标准)
  • 适用地区:全国
  • 文件大小:7.49M
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