2020版新一线高考生物（苏教版）一轮复习教学案：必修1第1单元第2讲　细胞中的大分子——糖类、脂质和核酸


第2讲　细胞中的大分子——糖类、脂质和核酸
[考纲展示]　1.糖类、脂质的种类和作用(Ⅱ)　2.核酸的结构和功能(Ⅱ)　3.实验：检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质　4.实验：观察DNA、RNA在细胞中的分布
考点一| 糖类和脂质


1．生物大分子的基本骨架——有机碳骨架
(1)概念：碳原子之间通过单键、双键或三键结合，形成不同长度的链状、分支链状或环状结构，这些结构称为有机物的碳骨架。
(2)组成：

2．细胞中的糖类
(1)元素组成：C、H、O。
(2)种类、存在及作用
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
脱氧核糖
C5H10O4
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
C12H22O11
植物细胞

麦芽糖
乳糖
动物细胞
多糖
水解后能够生成许多单糖的糖
淀粉
(C6H10O5)n
植物细胞
植物细胞中重要的储能物质
纤维素
植物细胞壁的主要组成成分
糖原
动物细胞
动物细胞中重要的储能物质
3.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N、P等元素。
(2)种类及功能(连线)
　　　 　　　





提示：①－d　②－e　③－c　④－a　⑤－b
[判断与表述]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(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。(√)
(6)脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分。(√)
2．思考回答(规范表述)
为什么花生种子在播种时，要播种的浅一些？
提示：花生种子中储存的脂肪较多，脂肪分子中氢原子的比例较高。花生种子萌发时，脂肪氧化消耗的氧气多，因此要播种的浅一些。

糖类和脂质的比较

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
联系


◎考法1　考查糖类和脂质的种类和作用
1．(2018·江苏高考)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
D　[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·临沂期中)下列关于糖类和脂质的叙述，正确的是(　　)
A．糖原、淀粉、蔗糖彻底水解的产物都是葡萄糖
B．相同质量的糖类中储存的能量比脂肪少
C．脂肪和性激素都属于生物体内的能源物质
D．某些无机盐是组成磷脂和纤维素的重要成分
B　[蔗糖的水解产物是葡萄糖和果糖，A项错误；性激素不是能源物质，C项错误；纤维素中不含有无机盐，D项错误。]
[归纳总结] 细胞中的能源物质及供能顺序
1．能源物质的3个“一”与1个“二”

2．能源物质的供能顺序：先由糖类氧化供能，当糖类供能不足时，依次由脂肪、蛋白质供能。正常情况下，蛋白质一般不供能，它只有在病理或衰老状态下才大量氧化供能。
◎考法2　考查糖类和脂质的特点及相互转化
3．(2018·成都市二模)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．两者在人体细胞内可以相互转化
C　[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，A正确；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，B正确；葡萄糖不能进入线粒体，C错误；两者在人体细胞内可以相互转化，即血糖(血浆中的葡萄糖)可以转化为脂肪，脂肪也能转化为血糖，D正确。]
4．(2018·潍坊二模)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：
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
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
考点二| 核酸的结构和功能


1．核酸的组成和结构
(1)组成元素：C、H、O、N、P。
(2)基本单位——核苷酸

核苷酸的组成成分：a.磷酸，b.五碳糖，c.含氮碱基。各成分的种类：b有2种，c有5种。
(3)核苷酸的种类
(4)核酸的结构层次

2．核酸的种类和功能
(1)分类：脱氧核糖核酸和核糖核酸。
(2)“三看”法快速区分DNA、RNA

(3)

[判断与表述]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(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)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。
(5)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。
(6)DNA一定有氢键，RNA一定没有氢键。(×)
提示：tRNA中也有氢键。
2．思考回答(规范表述)
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)。

1．不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质归纳
生物种类
核酸种类
碱基种类
核苷酸种类
遗传物质
细胞生物
DNA和RNA
5种
8种
DNA
病毒
DNA病毒
DNA
4种
4种
DNA
RNA病毒
RNA
4种
4种
RNA
2.归纳核酸的功能


◎考法　考查核酸的种类、组成分布和功能
[解题指导] DNA和RNA的比较
比较项目
核　酸
DNA
RNA
分布
细胞核(主要)、线粒体、叶绿体
细胞质(主要)
基本单位
核苷酸
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
化学成分
碱基
A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)
T(胸腺嘧啶)
U(尿嘧啶)
五碳糖
脱氧核糖
核　糖
磷酸
磷　酸
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
功能
细胞生物和某些病毒的遗传物质，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传递遗传信息(mRNA)，运输氨基酸(tRNA)，组成核糖体(rRNA)
1.下列有关核酸的叙述中，与事实不相符的是(　　)
A．碱基相同的核苷酸不一定相同
B．若核酸中出现碱基T或脱氧核糖，则必为DNA
C．原核生物的遗传物质是DNA或RNA
D．大肠杆菌和酵母菌的DNA不同，RNA也不同
C　[含有碱基A、G、C的核苷酸可能是对应的脱氧核苷酸或核糖核苷酸；碱基T和脱氧核糖是DNA中特有的成分；原核生物和真核生物的遗传物质均是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA；大肠杆菌和酵母菌的DNA和RNA均不相同。]
2．如图表示化合物a和m参与化合物b的构成情况，下列叙述不正确的是(　　)

A．若m为腺嘌呤，则b可能为腺嘌呤核糖核苷酸
B．在噬菌体、烟草花叶病毒体内b均为4种
C．若a为核糖，则ADP脱去一个磷酸后，可形成b
D．若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸可存在于HIV中
D　[图示b为核苷酸，m为含氮碱基，a为五碳糖。若m为腺嘌呤，则b为腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脱氧核苷酸，A项正确；病毒只含有一种核酸，其核苷酸种类均为4种，B项正确；若ATP或ADP水解可形成b，则a为核糖，C项正确；HIV的遗传物质是RNA，其基本单位为核糖核苷酸，故a应为核糖，D项错误。]
[归纳总结] DNA、RNA、ATP及核苷酸中“A”的含义

考点三| 检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质(实验)

1．实验原理
某些化学试剂能与生物组织中的有机化合物产生特定的颜色反应。
(1)还原糖的检测原理：还原糖中的醛基(—CHO)在加热条件下能将Cu(OH)2中的Cu2＋还原成Cu＋，从而生成砖红色的Cu2O沉淀，即还原糖＋斐林试剂→砖红色(水浴加热)。
(2)脂肪的检测原理：脂肪＋苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液→橘黄色(红色)。
(3)蛋白质的检测原理：肽键结构在碱性溶液中能与Cu2＋结合生成紫色络合物，即蛋白质＋双缩脲试剂→紫色。
2．实验流程
(1)检测还原糖的实验流程

(2)检测脂肪的实验流程
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液―→橘黄色(红色)
方法二：

(3)检测蛋白质的实验流程


1．区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”

2．三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
(1)唯一需要加热——还原糖检测，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。
(2)需要显微镜——脂肪检测。
(3)唯一使用酒精——脂肪的检测，实验用体积分数为50%的酒精洗去浮色。
3．实验中的三个注意点
(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。
(2)脂肪鉴定的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精。
(3)物质鉴定实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。

[解题指导] 实验中三个易错易混知识点
1．易忽略斐林试剂本身的颜色
非还原糖(如蔗糖)＋斐林试剂水浴加热后的现象不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。
2.易混淆双缩脲试剂和斐林试剂的作用
混合后加入——斐林试剂，且现配现用；分别加入——双缩脲试剂(先加A液，后加B液，且B液不能过量)。
3．误认为脂肪的鉴定必须使用显微镜
若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜，但若要观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜。
1．油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如图所示，将不同成熟阶段的种子制成匀浆后检测，结果正确的是(　　)


选项
取样时间
检测试剂
检测结果
A
第10天
斐林试剂
不显色
B
第20天
双缩脲试剂
不显色
C
第30天
苏丹Ⅲ试剂
橘黄色
D
第40天
碘液
蓝色
C　[A项，分析曲线可知，油菜种子在成熟过程中，可溶性糖和淀粉不断转化为脂肪储存起来。第10天时仍然存在较多的可溶性糖，可溶性糖中的还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下会出现砖红色沉淀。B项，蛋白质是生物体生命活动的体现者，在整个种子成熟过程中都能检测到蛋白质的存在。C项，在第30天时，脂肪含量较高，脂肪与苏丹Ⅲ试剂发生反应呈现橘黄色。D项，在第40天时，淀粉已经消耗殆尽，用碘液检测不会发生显色反应。]
2．将小麦种子分别置于20 ℃和30 ℃培养箱中培养4天，依次取等量的萌发种子分别制成提取液Ⅰ和提取液Ⅱ。取3支试管甲、乙、丙，分别加入等量的淀粉液，然后按如图加入等量的提取液和蒸馏水，水浴保温5分钟，立即在3支试管中加入等量斐林试剂摇匀并水浴加热，观察试管中的颜色。结果是(　　)

A．甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色
B．甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色
C．甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色
D．甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色
D　[本题考查可溶性还原糖的鉴定，意在考查考生的理解及实验分析能力。萌发的小麦种子可产生淀粉酶，能将淀粉分解成可溶性还原糖。在不同的温度条件下，产生淀粉酶的量不同，30 ℃时淀粉酶产生量大于20 ℃时，因此提取液Ⅱ中淀粉酶的量大于提取液Ⅰ，故乙试管中产生的还原糖多于甲试管，丙试管中无还原糖，因此用斐林试剂鉴定，甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色，即Cu(OH)2的颜色。]
考点四| 观察DNA和RNA在细胞中的分布(实验)

1．实验原理
(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同

(2)盐酸：改变细胞膜的通透性―→加速染色剂进入细胞；使染色质中的DNA与蛋白质分离―→有利于DNA与染色剂结合。
2．实验步骤

3．现象：细胞核部分被染成绿色；细胞质部分被染成红色。
4．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。

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 (　　)
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
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
D　[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·长沙模拟)如图表示观察DNA和RNA在细胞中的分布实验的基本实验步骤，对该基本步骤的叙述错误的是(　　)

A．①表示制片，首先应在洁净的载玻片上滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液
B．②表示解离，需要用质量分数为8%的盐酸处理烘干后的装片
C．③表示用缓水流冲洗，以免影响染色
D．④表示用甲基绿和吡罗红对标本先后进行染色
D　[染色时用甲基绿和吡罗红混合染色剂对标本进行染色，不是对标本进行先后染色。]
3．(2019·青州质检)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．口腔上皮细胞染色时先用甲基绿染液，再用吡罗红染液
B．用8%的盐酸处理的目的之一是使DNA与蛋白质分离，使DNA水解
C．酒精灯烘干时迅速杀死细胞，可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质和呈红色的细胞核
C　[口腔上皮细胞染色时使用甲基绿吡罗红混合染色剂，A错误；用8%的盐酸处理的目的之一是使DNA与蛋白质分离，但不能使DNA水解，B错误；酒精灯烘干载玻片，可迅速杀死细胞，这样可以防止细胞死亡时溶酶体对核酸的破坏，C正确；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，D错误。]
真题体验| 感悟高考　淬炼考能
1．(2018·江苏高考改编)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．脂质可参与生命活动的调节
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
B　[分布在内脏周围的脂肪具有缓冲和减压的作用，可以保护内脏器官，A正确；蛇毒中的磷脂酶具有专一性，只能催化磷脂分子的水解，不能催化蛋白质水解，B错误；脂质中的性激素具有调节生命活动的作用，C正确；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，D正确。]
2．(2017·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
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
B　[固醇在动物体内可转化成性激素，A正确；脂质包括脂肪、固醇和磷脂，其中脂肪、固醇由C、H、O三种元素构成，磷脂由C、H、O、N、P五种元素构成，糖类由C、H、O三种元素构成，B错误；脂肪与糖原都是细胞内储存能量的物质，C正确；胆固醇是细胞膜的组分，也参与血脂运输，D正确。]
3．(2017·江苏高考)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
B　[本题考查了糖类化合物的相关知识。葡萄糖、果糖和半乳糖都是由C、H、O三种化学元素组成的，A错误；淀粉、糖原和纤维素都是由葡萄糖单体聚合而成的多糖，B正确；蔗糖是非还原糖，C错误；蔗糖不是淀粉的水解产物，纤维素在C1酶和CX酶的作用下分解成纤维二糖，纤维二糖在葡萄糖苷酶的作用下最终水解成葡萄糖，D错误。]
4．(2015·全国卷Ⅰ)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
D　[ATP脱去两个磷酸基团后是构成RNA的基本单位之一，而RNA与DNA的组成元素相同，由此可看出，ATP与包括DNA在内的核酸的组成元素相同，A项正确。tRNA是由一条RNA链自身折叠形成的三叶草状结构，其下端有能与mRNA上的密码子进行碱基配对的三个连续碱基，这三个连续碱基构成了反密码子，B项正确。T2噬菌体的遗传物质是DNA，组成DNA的基本单位是四种脱氧核糖核苷酸，C项正确。细菌是原核生物，其细胞内只有核糖体一种细胞器，D项错误。]
5．(2014·全国卷Ⅱ)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
C　[转录主要发生在细胞核中，该过程需要RNA聚合酶的催化；植物细胞的线粒体和叶绿体中均含有DNA，均可发生DNA的复制； DNA分子中所含五碳糖是脱氧核糖，一条脱氧核苷酸链中磷酸和脱氧核糖之间通过磷酸二酯键连接；甲基绿吡罗红混合使用对细胞染色，甲基绿能使DNA呈现绿色，吡罗红能使RNA呈现红色。]
6．(2014·海南高考)下列关于脂质的叙述，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、内质网和高尔基体上合成
A　[脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分；维生素D和性激素属于固醇类物质；脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能多；蛋白质在核糖体上合成，在内质网和高尔基体上加工。]