2020版一轮复习生物通用版学案：第一单元第五讲核酸、糖类与脂质
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第五讲核酸、糖类与脂质
知识体系——定内容
核心素养——定能力
生命观念
通过比较DNA与RNA、糖类与脂质的组成和功能，建立起辩证统一的观念和生命的物质性观念
科学思维
通过归纳生物种类与碱基、核苷酸种类的关系，培养学生对知识归纳总结的能力；通过分析蛋白质与核酸的关系图和多聚体的连接模式图，培养学生的图文转换能力
科学探究
通过“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验，掌握显微观察类实验的操作技能
考点一 核酸的组成、结构和功能[重难深化类]
1．图析核酸的结构层次
2．比较DNA和RNA的差异(填表)
分类
脱氧核糖核酸(DNA)
核糖核酸(RNA)
组成单位
成分
碱基
共有
A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)
特有
T(胸腺嘧啶)
U(尿嘧啶)
五碳糖
脱氧核糖
核糖
磷酸
磷酸
功能
是主要的遗传物质，携带和复制遗传信息，并决定蛋白质的生物合成
①对于RNA病毒：是RNA病毒的遗传物质；②mRNA：传递遗传信息；③tRNA：运输氨基酸；④rRNA：组成核糖体；⑤极少数RNA可作为，具有催化功能
存在
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
主要存在于细胞质中
3.观察DNA和RNA在细胞中的分布
(1)实验原理：甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同。
,中的分布)
(2)实验现象：细胞核被染成绿色，细胞质呈现红色。
(3)实验结论
[基础自测]
1．判断下列叙述的正误
(1)培养基中的32P经宿主细胞摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中(2017·全国卷Ⅱ，T2C)(√)
(2)可用甲基绿和吡罗红对细胞染色，观察核酸的分布(2016·全国卷Ⅰ，T2④)(√)
(3)核酸是生物体内储存遗传信息的物质(√)
(2013·江苏卷，T1C)
(4)DNA和RNA的碱基组成相同(2013·重庆卷，T1B)(×)
(5)组成DNA和ATP的元素种类不同(×)
(6)DNA和RNA中的五碳糖相同 (×)
(7)DNA和RNA的核苷酸之间的连接方式不同(×)
(8)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质(×)
2．据核酸结构层次概念图完成下列问题
(1)D是核苷酸，一分子D是由一分子A含氮碱基、一分子B五碳糖和一分子C磷酸组成的。
(2)根据B的不同，D可分为E脱氧核苷酸和F核糖核苷酸两类。
(3)G和H在化学组成上的差异是五碳糖和含氮碱基不同。
(4)在大肠杆菌体内，A有种，D有种，E有种。
(5)在真核细胞内，G主要分布于细胞核，H主要分布于细胞质，可用甲基绿、吡罗红混合染色剂显示它们的存在位置，其中G与甲基绿作用呈现绿色，H与吡罗红作用呈现红色。
1．“三看法”判断DNA和RNA
2．列表法比较核酸、蛋白质的水解产物和氧化分解产物
比较项目
DNA
RNA
蛋白质
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
氧化分解产物
CO2、H2O、尿素和磷酸盐等
CO2、H2O和尿素
3．比较法区分生物体中核苷酸种类与碱基种类
病毒
细胞生物
[对点落实]
1．(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
解析：选D ATP脱去两个磷酸基团后成为构成RNA的基本单位之一，而RNA与DNA的组成元素相同，因此ATP与DNA的组成元素相同。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。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。控制细菌性状的基因位于拟核和质粒DNA上，细菌无线粒体。
2．(2019·营口模拟)下图中的a、b、c、d分别代表人体内的四种大分子化合物，下列有关说法错误的是( )
A．分子c的种类约有61种，只含三个碱基，分子量比b小得多
B．b、c、d的合成离不开化合物a，这四种大分子化合物的主要合成场所相同
C．b、c、d三种化合物能同时存在于同一个细胞器中
D．a、b彻底水解后可得到四种不同的化合物，四种相同的化合物
解析：选A 由图示可知，a、b、c、d分别代表DNA、mRNA、tRNA、rRNA。每个tRNA含有三个与密码子结合的游离碱基，并不是只含三个碱基；密码子有64种，其中三个终止密码子不对应tRNA，故理论上分子c的种类约有61种。b、c、d都是以a的一条链为模板，经转录产生的，a的合成是DNA的复制过程，转录和DNA复制主要在细胞核中进行。翻译时，b、c、d三种化合物能同时存在于同一个核糖体中。a、b彻底水解后可得到四种不同的化合物是核糖、脱氧核糖、胸腺嘧啶、尿嘧啶，四种相同的化合物是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、磷酸。
3．在人体内，HIV与特异性抗体结合后产生沉淀，被吞噬细胞摄取后彻底水解可得到( )
A．20种氨基酸、5种含氮碱基
B．20种氨基酸、4种脱氧核糖
C．多种氨基酸、1种核糖
D．多种氨基酸、4种核糖核苷酸
解析：选C HIV的成分是蛋白质和RNA，抗体的成分是蛋白质，HIV与特异性抗体结合后产生沉淀，被吞噬细胞摄取后彻底水解可得到多种氨基酸、1种核糖。
[归纳拓展]
联系法巧记RNA与ATP的两种关系
(1)元素组成都是C、H、O、N、P。
(2)AMP(ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分)是组成RNA的基本单位之一，如图所示：
蛋白质与核酸的关系图解
[典型图示]
[问题设计]
(1)图1中由A、B、C三种大分子之间的关系可推断A为DNA、B为RNA、C为蛋白质，甲是DNA复制、乙是转录、丙是翻译；单体a、b、c分别为脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸；元素X为N、P，Y为N(N、S)。
(2)染色体的主要成分是DNA和蛋白质，核糖体的主要成分是RNA和蛋白质，因此图2中甲、乙、丙依次是DNA、RNA和蛋白质，a(b)是核苷酸，c是氨基酸。
[对点落实]
4．如图为C、H、O、N、P等元素构成大分子物质甲～丙及结构丁的示意图。下列相关叙述错误的是( )
A．若图中物质甲能与碘液发生蓝色反应，则单体3为葡萄糖
B．若图中丁是一种细胞器，则单体1为氨基酸，单体2为核糖核苷酸
C．若图中丁能被碱性物质染成深色，则物质丙可控制物质乙的合成
D．物质甲、乙、丙为生物大分子，都有物种特异性
解析：选D 若物质甲能与碘液发生蓝色反应，则其为淀粉，单体3为淀粉的组成单位——葡萄糖；若图中丁是一种细胞器，由核酸和蛋白质构成，则其是核糖体，单体1为氨基酸，单体2为核糖核苷酸；若图中丁能被碱性物质染成深色，则丁为染色体(质)，物质丙为DNA，物质乙为蛋白质，DNA可控制蛋白质的合成；物质甲是多糖，没有物种特异性。
5．图中甲、乙、丙表示生物大分子，①②③表示生理过程。下列分析错误的是( )
A．a、b、c共有的元素为C、H、O、N
B．a与b的区别只是含有的五碳糖不同
C．通过②③过程核酸控制蛋白质的合成
D．同一生物不同细胞中的丙有差异
解析：选B 根据图示可判断，甲代表DNA，乙代表RNA，丙代表蛋白质，①代表DNA的复制，②代表转录，③代表翻译，单体a、b、c分别代表脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸。核酸的组成元素是C、H、O、N、P，氨基酸的主要组成元素是C、H、O、N；a与b的区别除了五碳糖不同，碱基种类上也有差别；通过转录和翻译可合成蛋白质，进而控制生物性状；由于基因的选择性表达，同一生物不同细胞中合成的蛋白质有差异。
[类题通法]
解答蛋白质与核酸关系图的两个关注点
(1)分析此类问题要借助基因表达中遗传信息的流动，明确DNA、RNA和蛋白质的关系：
(2)解答此类问题要明确蛋白质和核酸的元素组成，此外还要明确染色体、核糖体等结构的化学组成。
染色体→蛋白质＋DNA→C、H、O、N、P
核糖体→蛋白质＋RNA→C、H、O、N、P
T2噬菌体→蛋白质＋DNA→C、H、O、N、P等
→蛋白质＋RNA→C、H、O、N、P等
观察DNA和RNA在细胞中的分布
1．明确实验操作步骤
2．记住实验中试剂的作用
试剂
作用
甲基绿
使DNA呈现绿色
吡罗红
使RNA呈现红色
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改变细胞膜的通透性；②使染色质中的DNA与蛋白质分离
蒸馏水
①配制染色剂；②冲洗载玻片
3．辨析实验中的三个易错点
(1)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)吡罗红甲基绿染液：混合使用，且现配现用。
(3)DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布，只是量不同，故结构中强调“主要”，而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。
[对点落实]
6．(2019·湘中名校联考)在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，正确的操作顺序以及将口腔上皮细胞放入8%的盐酸溶液中水解的主要目的是( )
①染色 ②水解 ③涂片 ④取口腔上皮细胞 ⑤观察
A．④①②③⑤；使细胞中的DNA水解成脱氧核苷酸
B．④②①③⑤；使细胞中的物质全部水解
C．④⑤①③②；利用盐酸改变细胞壁的通透性，加速染色剂进入细胞
D．④③②①⑤；使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合
解析：选D “观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，正确的操作顺序是：④取口腔上皮细胞→③制作装片→②用盐酸水解→冲洗装片→①用甲基绿和吡罗红混合染色剂进行染色→⑤观察；放入8%的盐酸溶液中水解的主要目的是使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。
7．碱性染料甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，且能把核仁染成红色。通过染色实验，可对细胞中的DNA和RNA进行定位、定性和定量分析。下列对于有关实验的叙述正确的是( )
A．吡罗红甲基绿的作用有选择性，只能将细胞质中的RNA染成红色
B．吡罗红甲基绿的作用有选择性，只能将细胞核中的DNA染成红色
C．核仁能被吡罗红甲基绿染成红色，说明核仁中含有RNA
D．代谢越旺盛的细胞中，核仁染色越浅
解析：选C 甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿能使DNA呈现绿色，吡罗红能使RNA呈现红色。利用甲基绿和吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。核仁能被吡罗红甲基绿染成红色，说明核仁中含有RNA。代谢越旺盛的细胞中核仁越大，染色越深。
考点二 糖类和脂质的种类和作用[基础识记类]
1．细胞中糖的种类、分布及作用
2．细胞中脂质的种类和作用
[基础自测]
1．判断下列叙述的正误
(1)纤维素由葡萄糖组成(2013·广东卷，T1C)(√)
(2)葡萄糖在线粒体中合成(2013·广东卷，T1A)(×)
(3)糖类不参与细胞识别和免疫调节(×)
(2013·江苏卷，T1D)
(4)葡萄糖和麦芽糖可被水解(×)
(5)棉、麻的主要成分是纤维素(2012·上海卷，T17B)(√)
(6)脂质不参与生命活动的调节(2013·江苏卷，T1A)(×)
(7)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(√)
2．按要求对下列各种糖进行分类(填字母)
A．核糖 B．脱氧核糖 C．葡萄糖 D．果糖 E．半乳糖
F．蔗糖 G．麦芽糖 H．乳糖 I．淀粉 J．纤维素 K．糖原
(1)只分布于植物细胞的是D_F_G_I_J；
(2)只分布于动物细胞的是E_H_K；
(3)能与斐林试剂在加热条件下生成砖红色沉淀的是A_B_C_D_E_G_H；
(4)RNA和ATP中都含有的糖是；
(5)在植物细胞高尔基体中合成的糖是；
(6)在动物细胞肝脏和肌肉中合成的糖是；
(7)细胞生命活动所需要的主要能源物质是。
3．连线脂质的种类、功能及元素组成
4．学透教材、理清原因、规范答题用语专练
(1)呼吸熵是物质氧化分解时释放CO2与消耗O2的比值，糖类的呼吸熵等于1，而脂肪的呼吸熵却小于1，请从糖和脂肪的元素组成方面分析原因：_________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：脂肪分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量却比糖类多，因此等质量的脂肪与糖相比，脂肪氧化分解时消耗的O2多于产生的CO2
(2)等质量的脂肪比糖类含能量多，为什么却不是生物体利用的主要能源物质？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。(至少答出两点)
提示：脂肪不溶于水，脂肪氧化分解慢，且消耗大量氧气；糖类在有氧和无氧时都能进行氧化分解
(3)膳食中为什么要限制高胆固醇类食物的摄入？__________________________
________________________________________________________________________。
提示：饮食中如果摄入过多的胆固醇，就会在血管壁上形成沉积，造成血管堵塞
1．集合图法归纳脂质种类的从属关系
2．比较法助记糖类和脂质的关系
比较项目
糖类
脂质
区别
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
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
联系
糖类脂肪
[对点落实]
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
解析：选D 单糖是糖类水解形成的最终产物，不可以再水解；构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为葡萄糖；细胞膜上糖蛋白的糖链起着信息分子的作用；按干重计，糖类占植物体的85%～90%，故大多数植物体干重中含量最多的化合物是糖类。
2．下面为糖类概念图，有关说法错误的是( )
A．若某种单糖A为果糖，则物质①是蔗糖
B．若③是动物细胞中的储能物质，则③是糖原
C．若构成物质②的碱基有胸腺嘧啶，则某种单糖A为核糖
D．若④是腺嘌呤核糖核苷酸，则它可作为ATP的组成部分
解析：选C 由概念图可知物质①表示二糖，某种单糖A为果糖，它与葡萄糖缩合失去1分子水后形成的物质①为蔗糖；由概念图可知物质③表示多糖，若物质③是动物细胞中储能物质，则物质③为糖原；由概念图可知物质②表示核苷酸，若构成物质②的碱基有胸腺嘧啶，则某种单糖A为脱氧核糖；由概念图可知物质④表示核苷酸，若④是腺嘌呤核糖核苷酸，则它可作为ATP的组成部分。
3．(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
解析：选B 胆固醇是高等动物细胞的重要组分，参与细胞膜的组成，也参与血脂的运输，在动物体内还可转化成性激素。糖原属于糖类，只有C、H、O三种元素。脂肪与糖原都属于储能物质。
4.下列概念除哪项外，均可用右图来表示( )
A．①表示固醇，②～④分别表示脂质、磷脂、性激素
B．①表示核糖核苷酸，②～④分别表示含氮碱基、核糖、磷酸
C．①表示糖类，②～④分别表示单糖、二糖、多糖
D．①表示双层膜的细胞结构，②～④分别表示线粒体、叶绿体、细胞核
解析：选A 固醇包括胆固醇、性激素和维生素D；核糖核苷酸由含氮碱基、核糖、磷酸组成；糖类包括单糖、二糖、多糖；细胞中含有双层膜的结构有线粒体、叶绿体、细胞核。
课堂一刻钟
1．(2018·全国卷Ⅰ)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( )
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
破题障碍——不会迁移
如果能结合选项明确DNA－蛋白质复合物是DNA和蛋白质永久或暂时形成的结构，解答本题的障碍便会被扫除。由选项C、D可知复制和转录时DNA聚合酶、RNA聚合酶都会和模板DNA形成暂时的DNA－蛋白质复合物，运用此知识可以判断选项B的正误。
解析：选B 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RNA聚合酶的参与，故该DNA－蛋白质复合物中含有RNA聚合酶。
2．(2018·江苏高考)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．摄入过多的反式脂肪酸会增加动脉硬化的风险
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
易错探因——张冠李戴
磷脂酶能水解磷脂而不能水解蛋白质。
解析：选B 脂肪具有缓冲、减压的作用；酶具有专一性，磷脂酶可将磷脂水解，但不能催化膜蛋白水解；反式脂肪酸是一类对人体健康不利的脂肪酸，人摄入过多会增加动脉硬化的风险；动物细胞的细胞膜中含少量胆固醇，人体内的胆固醇还能参与血液中脂质的运输。
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
易错探因——原理不明
斐林试剂用于检测还原糖，蔗糖是非还原糖，不能与斐林试剂反应。
解析：选B 葡萄糖、果糖、半乳糖都是单糖，都具有还原性，而糖类的元素组成只有C、H、O三种；糖原、纤维素和淀粉都是多糖，三者的基本单位都是葡萄糖；蔗糖、麦芽糖、乳糖都是二糖，但是蔗糖没有还原性，不能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀；淀粉水解不能产生蔗糖，纤维素的水解产物是葡萄糖。
4．(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
易错探因——审题不细
DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖是通过磷酸二酯键连接的，而连接两条链的化学键才是氢键。
解析：选C 细胞核中发生的转录过程是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，需要RNA聚合酶的参与；植物细胞中DNA复制的场所有细胞核(主要)、线粒体和叶绿体；DNA中含有的五碳糖是脱氧核糖，且双链DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖之间是通过磷酸二酯键连接的；甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色，利用甲基绿、吡罗红混合染色剂对细胞进行染色，可以观察DNA和RNA在细胞中的分布。
5．(2013·海南高考)甲(ATGG)是一段单链DNA 片段，乙是该片段的转录产物，丙(A－P～P～P)是转录过程中的一种底物。下列叙述错误的是( )
A．甲、乙、丙的组分中均有糖
B．甲、乙共由6 种核苷酸组成
C．丙可作为细胞内的直接能源物质
D．乙的水解产物中含有丙
解题关键——灵活迁移
此题考查的知识要迁移交汇到RNA和ATP的关系。ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一。
解析：选D 由题意可知，甲、乙、丙分别为DNA、RNA和ATP。甲中含脱氧核糖，乙、丙中含核糖；甲中含三种脱氧核苷酸，乙中含三种核糖核苷酸；丙(ATP)是细胞内的直接能源物质；丙在水解脱去两个磷酸基团后为腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位，但乙的水解产物中不含丙。
[学情考情·了然于胸]
一、明考情·知能力——找准努力方向
考查知识
1.核酸的结构与功能，其中核酸的结构是高频考点，也是难点。
2.糖类和脂质的种类和生理功能，其中糖类和脂质的生理功能是易错点。
3.观察DNA和RNA在细胞中的分布，主要考查实验的原理。
考查能力
1.识记能力：主要考查对糖类、脂质和核酸的种类以及生理功能的识记。
2.推理能力：通过信息给予形式，结合题干和选项内容推导相关知识。
3.迁移应用能力：借助转录和翻译，综合考查核酸与ATP等知识。
二、记要点·背术语——汇总本节重点
1．核酸
(1)核酸分脱氧核糖核酸(简称DNA)和核糖核酸(简称RNA)两类。
(2)DNA和RNA的区别：DNA含脱氧核糖和碱基T；RNA含核糖和碱基U。
(3)细胞生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。
2．糖类
(1)糖类是主要的能源物质，大致可以分为单糖、二糖和多糖等几类。其中葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质。
(2)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。
3．脂质
(1)脂质包括脂肪、磷脂和固醇等。
(2)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。
(3)以碳链为基本骨架的糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物，是构成生命大厦的基本框架，因此说“碳是生命的核心元素”。
[课下达标检测]
一、选择题
1．下列关于菠菜叶肉细胞中有关化合物组成、结构和功能的叙述，正确的是( )
A．DNA是主要的遗传物质
B．tRNA分子中只含有三个碱基
C．每个ADP分子中含有两个高能磷酸键
D．C、H、O、N是组成酶所必需的元素
解析：选D 菠菜叶肉细胞中既有DNA又有RNA，但只有DNA是遗传物质；一个tRNA分子中含有多个碱基，其中一端相邻的三个碱基构成反密码子；每个ADP分子中含有一个高能磷酸键；酶的本质是蛋白质或RNA，二者的基本组成元素都含有C、H、O、N。
2.(2019·成都模拟)核酸和蛋白质是细胞内重要的生物大分子。下列叙述错误的是( )
A．RNA聚合酶的识别位点位于DNA上
B．血红蛋白参与血液中氧气的运输
C．抗体的合成需要DNA和RNA的参与
D．DNA和蛋白质是核糖体的组成成分
解析：选D RNA聚合酶识别位于DNA上的启动子，并启动转录过程；红细胞中的血红蛋白能够运输氧气；在蛋白质的合成过程中，需要通过转录和翻译两个过程，所以抗体的合成需要DNA和RNA的参与；核糖体是无膜的细胞器，由RNA和蛋白质构成，分为附着核糖体和游离核糖体。
3．核糖体RNA(rRNA)在核仁中通过转录形成，其与核糖核蛋白组装成核糖体前体，核糖体前体通过核孔进入细胞质中进一步成熟，成为翻译的场所。翻译时rRNA催化肽键的形成。下列相关叙述错误的是( )
A．rRNA的合成需要以DNA为模板
B．rRNA的合成及核糖体的形成与核仁有关
C．翻译时，rRNA的碱基与tRNA上的反密码子互补配对
D．rRNA可降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能
解析：选C rRNA是以DNA的一条链为模板转录形成的，因此rRNA的合成需要以DNA为模板；核仁与某种RNA(rRNA)的合成及核糖体的形成有关；翻译时，mRNA的碱基与tRNA上的反密码子互补配对；rRNA能催化肽键的形成，可见其具有催化功能，即可降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能。
4．下列物质或结构中含有糖类的是( )
①RNA ②染色体 ③脂肪 ④淀粉酶
A．①② B．③④
C．②③ D．②④
解析：选A RNA分子由核糖核苷酸组成，而一分子核糖核苷酸由一分子含氮碱基、一分子核糖和一分子磷酸基团组成，因此含有糖类；染色体由DNA和蛋白质组成，DNA中含有脱氧核糖；脂肪由甘油和脂肪酸组成，淀粉酶属于蛋白质，二者均不含糖类。
5．下列有关糖类的叙述，正确的是( )
A．糖类由C、H、O三种元素组成，只能为生物体提供能源
B．质粒、叶绿体、线粒体、ATP和RNA中都含有核糖
C．淀粉、糖原、纤维素和麦芽糖彻底水解后的产物相同
D．蔗糖储存于肌肉细胞中，能及时补充人体所需能量
解析：选C 糖类由C、H、O三种元素组成，可以为细胞提供能量，作为能源物质，也可以作为细胞的结构物质，如构成植物细胞壁的成分之一的纤维素是多糖；质粒的化学本质是DNA，含有的糖是脱氧核糖，不含核糖；淀粉、糖原、纤维素和麦芽糖彻底水解后的产物都是葡萄糖；蔗糖是植物细胞的二糖，肌肉细胞没有蔗糖。
6．(2019·镇江模拟)哺乳期婴儿所需能量的20%由乳汁中的乳糖提供。正常情况下，一分子乳糖能在小肠内被水解成一分子半乳糖(分子式C6H12O6)和一分子葡萄糖，后经小肠黏膜吸收。下列判断正确的是( )
A．乳糖属于多糖
B．半乳糖和葡萄糖均为单糖
C．乳汁属人体内环境的组成成分
D．半乳糖是细胞内最重要的能源物质
解析：选B 由题干信息“一分子乳糖能在小肠内被水解成一分子半乳糖(分子式C6H12O6)和一分子葡萄糖，后经小肠黏膜吸收”可知，乳糖为二糖，半乳糖和葡萄糖均为单糖。乳汁直接分泌到体外，不属于人体内环境的组成成分。葡萄糖是细胞内最重要的能源物质。
7．异色瓢虫是一种有益的变温动物，越冬期间体内甘油、葡萄糖的含量会增多。下列有关异色瓢虫在越冬期间的推断，错误的是( )
A．体内甘油、葡萄糖含量增多，可防止冻伤，有利于抗寒
B．因气温较低，异色瓢虫有氧呼吸增强，消耗的葡萄糖和氧气增多
C．体内自由水与结合水的比值会下降，相关酶活性也下降
D．细胞膜的结构特点和功能特性都会不同程度地减弱
解析：选B 体内甘油、葡萄糖含量增多，自由水相对减少，可防止冻伤，有利于抗寒；由题意可知，异色瓢虫是一种变温动物，气温降低，异色瓢虫有氧呼吸会减弱；越冬期间，外界温度低，体内自由水与结合水的比值会下降，相关酶活性也下降；越冬期间，外界温度低，瓢虫的体温也降低，分子运动速率减慢，则细胞膜的结构特点和功能特性都会不同程度地减弱。
8．下列关于遗传信息的携带者——核酸的叙述，正确的是( )
A．在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，用质量分数为8%的盐酸处理的口腔上皮细胞仍是活细胞，只是其膜的通透性增强
B．在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，需将两滴吡罗红和甲基绿染液先后滴在载玻片上
C．与甲基绿发生结合的核酸分子只分布在细胞核中
D．核酸在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有重要作用
解析：选D 在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，要想染色成功，必须先烘干将细胞杀死，再用质量分数为8%的盐酸处理，改变细胞膜的通透性。所用的染色剂是吡罗红甲基绿混合染色剂，即混合后才能使用，其中甲基绿易与DNA结合使之呈现绿色，结果发现DNA主要分布在细胞核中，也有少量DNA分布在线粒体或叶绿体中。
9．多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子，在一定的条件下均可水解。下列相关叙述错误的是( )
A．1分子淀粉或纤维素可水解形成多个葡萄糖
B．1条多肽链可水解形成多个多种氨基酸
C．1个RNA分子可水解形成4种核糖核苷酸
D．1个双链DNA分子可水解形成2条脱氧核苷酸链
解析：选D 淀粉、糖原、纤维素都是由葡萄糖聚合形成的多聚体；多肽链由氨基酸脱水缩合形成；RNA初步水解产物为4种核糖核苷酸；1个双链DNA分子初步水解形成4种脱氧核苷酸。
10．日本研究人员发现人类和小白鼠的软骨细胞中富含“miR140”分子，这是一种微型单链核糖核酸。与正常小鼠比较，不含“miR140”分子的实验鼠软骨的损伤程度要严重得多。下列关于“miR140”的叙述错误的是( )
A．“miR140”分子中一定含有糖类物质
B．“miR140”分子对生命活动有重要作用
C．“miR140”分子中含有两个游离的磷酸基团
D．“miR140”分子不是人和小鼠的遗传物质
解析：选C 由题意可知，“miR140”分子为单链RNA，故分子中含有核糖；与正常小鼠比较，不含“miR140”分子的实验鼠软骨的损伤程度要严重得多，说明“miR140”分子对生命活动有重要作用；“miR140”分子中只含有一个游离的磷酸基团；人和小鼠的遗传物质是DNA，“miR140”分子为RNA，故不是人和小鼠的遗传物质。
11．(2019·运城康杰中学模拟)载脂蛋白A1(apoA1)是一种血浆蛋白，主要在肝脏合成，基本功能是运载脂类物质，其含量下降会导致胆固醇在血管中堆积，形成动脉粥样硬化，下列有关叙述错误的是( )
A．胆固醇可以参与构成细胞膜
B．apoA1比多肽的空间结构更复杂
C．动脉管壁细胞的内环境是组织液
D．apoA1可通过囊泡在细胞内运输
解析：选C 胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分；apoA1的化学本质是蛋白质，多肽链经过盘曲、折叠才能形成具有一定空间结构的蛋白质，因此apoA1比多肽的空间结构更复杂；动脉管壁细胞的内环境是组织液和血浆；apoA1是一种血浆蛋白，属于分泌蛋白，其分泌过程需要借助细胞内的囊泡来运输。
12．生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如下图所示。其中X、Y代表元素，a、b、c是组成甲、乙、丙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。据图分析正确的是( )
A．人体细胞中单体a、b的结构可用d表示，人体中d的种类有4种
B．大肠杆菌细胞内单体c的结构可用e表示，e的种类约有20种
C．a、b是生物体内遗传信息的携带者，丙是生命活动的主要承担者
D．甲、乙的多样性由d中的n充分体现，丙的多样性由e中的R充分体现
解析：选B 根据甲、乙、丙的关系可判断甲、乙、丙分别为DNA、RNA、蛋白质，则a、b分别为脱氧核苷酸、核糖核苷酸，其结构可用d表示，人体中d的种类有8种；大肠杆菌细胞内单体c(氨基酸)的结构可用e表示，e的种类约有20种；DNA或RNA是生物体内遗传信息的携带者；甲、乙的多样性由d中的n(碱基)排列顺序决定，R基决定氨基酸种类，丙的多样性由氨基酸种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构决定。
二、非选择题
13．2016年9月3日，四川最长寿老人付素清走完了119岁生命历程。有科学家对其身体基因进行检测后，发现她的钙、磷代谢调节能力、叶酸利用能力都非常好，不容易骨折，患心血管疾病的几率也很低，超过一半的中国人脂质代谢能力都不如付素清。请结合材料回答下列问题：
(1)脂质是细胞中重要的化合物，其中，________是最常见的脂质，也是细胞内良好的储能物质，除此之外，还具有____________、____________和____________的功能。而其中的______是构成细胞膜的主要成分。
(2)饮食中过多地摄入________，会在血管壁上形成沉积，造成血管堵塞。
(3)脂质与多糖、蛋白质、核酸都是细胞中重要的有机化合物，其中后三者是生物大分子，生物大分子以________为骨架，它们都是由许多基本的组成单位连接而成，这些基本的单位称为单体。
(4)组成蛋白质的单体的结构通式是：________________。
(5)糖类和脂质都可作为能源，相同质量的脂质和糖类彻底氧化分解，耗氧量较多的是________。
解析：(1)脂质是细胞中重要的化合物，脂肪是最常见的脂质，是良好的储能物质，还具有缓冲压力、减少摩擦、保温作用。磷脂是构成细胞膜的主要成分。(2)摄入胆固醇过多，会在血管壁上形成沉积，造成血管堵塞。(3)生物大分子以碳链为骨架，由许多单体连接而成。(4)组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。(5)脂肪中含氢多，因此相同质量的脂质和糖类彻底氧化分解，耗氧量较多的是脂质。
答案：(1)脂肪 缓冲压力 减少摩擦 保温 磷脂
(2)胆固醇 (3)碳链 (4) (5)脂质
14．(2018·乐山联考)下图是细胞内三类生物大分子的组成及功能图示，请据图回答：
(1)元素X、Y依次是________。
(2)某单体A中含有2个羧基和1个氨基，其中一个羧基位于R基，另一个羧基____________________________；生物大分子D除可行使上述功能外，还具有____________________________(写出两项即可)功能，该类物质在功能上具有多样性的直接原因是________________________。
(3)单体C是________，若物质M可被吡罗红甲基绿染色剂染成绿色，则与N相比M特有的组成成分是____________________。由D加N构成的结构或生物有________________(写出两项即可)。
(4)若B是葡萄糖，那么在植物细胞中特有的E有__________，B、E能用斐林试剂进行鉴定的是________(填字母)。
解析：(1)根据图中D的功能可推知D是蛋白质，组成蛋白质的元素主要有C、H、O、N，故元素X表示N；核酸是细胞内携带遗传信息的物质，故F表示核酸，其组成元素包括C、H、O、N、P，所以元素Y表示P。(2)单体A是氨基酸，构成蛋白质的每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。因此，若该氨基酸中含有2个羧基和1个氨基，一个羧基位于R基，则另一个羧基和氨基连在同一个碳原子上；生物大分子D是蛋白质，蛋白质除可行使上述功能外，还具有免疫、调节、运输等功能；蛋白质分子结构具有多样性，直接决定了蛋白质具有多种多样的功能。(3)由前面分析可知，生物大分子F是核酸，其单体C是核苷酸；若物质M可被吡罗红甲基绿染色剂染成绿色，则物质M是DNA、N是RNA。与RNA相比，DNA特有的组成成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶(T)。由D(蛋白质)加N(RNA)构成的结构或生物有核糖体、HIV、烟草花叶病毒等。(4)若B是葡萄糖，那么E是多糖，植物细胞特有的多糖是淀粉和纤维素。
答案：(1)N、P (2)和氨基连在同一个碳原子上 免疫、调节、运输 蛋白质结构具有多样性 (3)核苷酸 脱氧核糖和胸腺嘧啶 核糖体、HIV、烟草花叶病毒等 (4)淀粉、纤维素 B
15. 一些哺乳动物在入冬前要大量进食，这些食物可在体内转变为脂肪。
(1)脂肪是细胞内良好的________物质，在脂肪细胞中以大小不一的脂滴存在，可推测包裹脂滴的是外被蛋白和________单分子层。
(2)科研人员在哺乳动物体内发现了细胞内含有大量线粒体的棕色脂肪组织，其线粒体内膜含有U蛋白，使得H＋可以通过U蛋白回流至线粒体基质，减少线粒体内膜上ATP的合成。因此，棕色脂肪细胞被激活时，线粒体有氧呼吸释放的能量中________能所占比例明显增大。
(3)科研人员对冬眠动物在寒冷环境中棕色脂肪组织的变化进行了实验研究，结果如下图所示。
据上述结果分析，寒冷环境诱导棕色脂肪细胞数量________，动物由冬眠状态转为清醒状态时，__________________________迅速升高，________量迅速增加，使体温迅速恢复到正常水平。
(4)机体内，棕色脂肪细胞间含有丰富的交感神经末梢，交感神经兴奋后分泌的去甲肾上腺素能提高代谢率。科研人员用大鼠进行实验研究，结果如下图所示。
结果表明，随寒冷刺激的持续时间延长，机体维持体温恒定所需能量来源的变化是：__________________________________________________________。寒冷刺激后注射去甲肾上腺素诱导的机体产热显著强于寒冷刺激前，请你提出一种可能的作用机制解释此现象：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)脂肪是细胞内良好的储能物质，在脂肪细胞中以大小不一的脂滴存在，由于脂肪属于疏水性物质，所以可推测包裹脂滴的是由磷脂单分子层(磷脂疏水的尾部朝向内，亲水的头部朝向外侧)和脂滴相关蛋白(与脂滴的生成、转运和降解有关)组成的膜。(2)已知棕色脂肪细胞中H＋可以通过U蛋白回流至线粒体基质，减少线粒体内膜上ATP的合成。而且细胞呼吸过程中氧化分解有机物释放的能量一部分以热能形式散失，另一部分用于合成ATP。因此，棕色脂肪细胞被激活时，线粒体有氧呼吸释放的能量中热能所占比例明显增大。(3)据图示结果分析可知，寒冷环境诱导棕色脂肪细胞数量增加；动物由冬眠状态转为清醒状态时，棕色脂肪细胞活性迅速升高，产热量迅速增加，使体温迅速恢复到正常水平。(4)据图示结果分析可知，随寒冷刺激的持续时间延长，机体维持体温恒定所需能量来源的变化是由骨骼肌战栗供能为主逐渐转变为消耗棕色脂肪供能为主；寒冷刺激后注射去甲肾上腺素诱导的机体产热显著强于寒冷刺激前，可能的作用机制是棕色脂肪细胞是去甲肾上腺素的靶细胞，寒冷刺激前，动物体内棕色脂肪含量有限，寒冷刺激使棕色脂肪细胞的数量增加，寒冷刺激后再注射去甲肾上腺素的效果明显(或寒冷刺激使棕色脂肪细胞对去甲肾上腺素的敏感性增加；寒冷刺激使棕色脂肪细胞去甲肾上腺素受体增加或活性增强)。
答案：(1)储能 磷脂 (2)热 (3)增加 棕色脂肪细胞活性 产热 (4)由骨骼肌战栗供能为主逐渐转变为消耗棕色脂肪供能为主 棕色脂肪细胞是去甲肾上腺素的靶细胞，寒冷刺激前，动物体内棕色脂肪含量有限，寒冷刺激使棕色脂肪细胞的数量增加，寒冷刺激后再注射去甲肾上腺素的效果明显(或寒冷刺激使棕色脂肪细胞对去甲肾上腺素的敏感性增加；寒冷刺激使棕色脂肪细胞去甲肾上腺素受体增加或活性增强)
