2021届高考生物新人教版一轮复习学案：第1单元细胞及其分子组成第4讲核酸、糖类和脂质

第4讲　核酸、糖类和脂质

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)核酸的功能—

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。

1．核酸和蛋白质的比较

2.DNA、蛋白质和生物多样性的关系

(1)生物多样性的根本原因是基因的多样性。

(2)生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性。

1．不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质归纳

2.归纳核酸的功能

3．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)。

考查核酸的种类、结构、分布和功能

1．如图是DNA和RNA组成的结构示意图。下列有关说法正确的是(　　)

A．人体细胞中都有5种碱基和8种核苷酸

B．硝化细菌的遗传物质由5种碱基构成

C．病毒中也有上述两种核酸

D．DNA彻底水解得到的产物中有脱氧核糖，而没有核糖

D　[人体的成熟红细胞没有细胞核和细胞器(即无DNA)；硝化细菌的遗传物质是DNA，含有T、A、C、G 4种碱基；病毒中只有DNA或RNA；核糖是组成RNA的成分，不会在DNA的水解产物中出现。综上所述，D项正确。]

2．(2019·重庆一模)下列有关核酸的分布情况的叙述，正确的是(　　)

A．核酸是遗传信息的携带者，生物中的核酸只分布在细胞内

B．细胞内的DNA都分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中

C．原核细胞的细胞器中只含有RNA，不含有DNA

D．利用健那绿染液和吡罗红染色剂，可以观察DNA和RNA在细胞中的具体分布情况

C　[病毒含有DNA或RNA一种核酸，是一种没有细胞结构的生物，A错误；真核细胞内的DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中，B错误；原核细胞只有核糖体一种细胞器，核糖体的主要成分是rRNA和蛋白质，不含DNA，C正确；利用甲基绿和吡罗红染色剂，可以观察DNA和RNA在细胞中的具体分布情况，D错误。]

核酸和蛋白质的综合考查

3．(2019·大同模拟)蛋白质和核酸是细胞内重要的大分子物质，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．蛋白质中的氮元素主要存在于肽键中，核酸中的氮元素存在于碱基中

D　[蛋白质在核糖体上合成，A错误；内质网的成分为磷脂和蛋白质，没有核酸，B错误；合成核酸需要酶参与，该类酶的化学成分为蛋白质，C错误；核酸中氮元素存在于碱基中，蛋白质中的氮元素主要存在于肽键中，D正确。]

糖类和脂质的种类和作用

1．细胞中的糖类

(1)元素组成：C、H、O。

(2)种类、存在及作用

2.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

3．生物大分子以碳链为骨架

(1)生物大分子是由许多基本组成单位连接而成的，这些基本单位称为单体。每一个单体都以若干个碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。常见的多聚体是多糖、蛋白质和核酸等，相应的单体是单糖、氨基酸和核苷酸等。

(2)生命的核心元素是碳。

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．胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，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。 (√)

糖类和脂质的比较

1．组成细胞的六种化合物，哪些有物种的特异性？哪些没有物种的特异性？

提示：蛋白质、核酸具有物种的特异性，因而可以从分子水平上区分不同物种的亲缘关系。糖类、脂质、水、无机盐则没有物种特异性。

2．油料作物种子如花生、蓖麻在播种时，播种的深度相对较浅，从物质代谢的角度分析，可能的原因是什么？

提示：油料作物种子含脂肪较多，种子萌发时消耗的氧气量相对较大。

3．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。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，简要写出实验思路并预期实验结果及结论。

提示：实验思路：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。预期实验结果和结论：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。

考查糖类和脂质的种类和作用

1．(2019·日照期中)下列有关糖类和脂质的叙述，正确的是(　　)

A．动植物细胞中所含有的单糖种类相同

B．蔗糖的水解产物是构成纤维素的单体

C．磷脂和胆固醇都是构成动物细胞膜的成分

D．脂质是以碳链为骨架的生物大分子

C　[动植物细胞中所含有的单糖种类不同，植物细胞中含有果糖，动物细胞中含有半乳糖，A项错误；蔗糖的水解产物是葡萄糖和果糖，构成纤维素的单体是葡萄糖，B项错误；多糖、蛋白质、核酸是以碳链为骨架的生物大分子，脂质不属于生物大分子，D项错误。]

2．(2019·丰台区期末)糖类和脂质与人体健康息息相关，下列叙述错误的是(　　)

A．糖类是细胞生命活动的主要能源物质   

B．分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲作用

C．维生素D能促进人体肠道对钙和磷的吸收   

D．素食者主要通过分解植物中的纤维素获得能量

D　[糖类是细胞生命活动的主要能源物质，A正确；分布在内脏器官周围的脂肪在机体内脏受到外力冲击时具有缓冲作用，B正确；维生素D属于脂质，能促进人体肠道对钙和磷的吸收，C正确；人体消化道中没有分解纤维素的酶，不能分解纤维素，D错误。]

考查糖类和脂质的特点及转化

3．(2019·成都模拟)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．科研人员将某油料作物种子置于条件适宜的环境中培养，定期检测种子萌发过程中(含幼苗)的脂肪含量和干重，结果如图所示。以下叙述正确的是(　　)

A．c点幼苗开始进行光合作用

B．导致ab段种子干重增加的主要元素是C

C．ab段种子干重增加说明光合速率一定大于呼吸速率

D．在种子萌发初期，脂肪转化为糖可导致有机物的总量增加

D　[油料作物种子含有较多的脂肪，种子萌发初期脂肪转变为糖类，糖类与脂肪相比，含有较多的O原子，故导致有机物的总量增加，导致ab段种子干重增加的主要元素是O，B项、C项错误，D项正确；糖类经过呼吸作用，氧化分解，释放能量，导致种子干重减少，当c点时种子干重再次增加，说明光合速率大于呼吸速率，而不是幼苗开始进行光合作用，A项错误。]

生物大分子的综合考查

5．多糖、核酸、蛋白质等生物大分子都是由许多单体连接而成的，因而被称为单体的多聚体。下列有关单体与多聚体的叙述，错误的是(　　)

A．单体进入细胞的方式都是被动运输  

B．单体连接成多聚体都需要消耗能量

C．单体和多聚体都以碳链为基本骨架  

D．组成多聚体的单体有些能发生水解

A　[多糖、核酸、蛋白质的单体分别是葡萄糖、核苷酸和氨基酸，它们进入细胞的方式是主动运输或被动运输。组成核酸的单体能够发生水解。]

6．(2019·湖北八校联考)肌糖原和肌动蛋白是人体肌肉细胞的两种大分子物质，下列有关说法错误的是(　　)

A．肌糖原的单体是葡萄糖，肌动蛋白的单体是氨基酸

B．肌糖原和肌动蛋白的合成都需要ATP水解供能

C．肌糖原和肌动蛋白在肌肉细胞内合成场所不同

D．肌糖原和肌动蛋白的合成都需要以RNA为模板

D　[肌糖原是多糖，多糖的单体是葡萄糖，肌动蛋白是蛋白质，组成蛋白质的单体是氨基酸，A正确；肌糖原和肌动蛋白的合成都是吸能反应，都需要ATP水解供能，B正确；肌动蛋白在肌细胞中的核糖体上合成，肌糖原在肌细胞的细胞质中合成，故二者在肌肉细胞内合成场所不同，C正确；肌糖原的合成不需要以RNA为模板，D错误。]

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．在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，下列叙述正确的是(　　)

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染色剂

B．盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞

C．观察染色情况时，先用低倍镜观察，选择染色浓、色泽深的区域

D．高倍镜下可清晰看到呈绿色的染色体和呈红色的RNA分子

B　[甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，染色时是将甲基绿和吡罗红混合加入，A项错误；盐酸处理细胞的目的是改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的DNA和蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合，B项正确；观察时应选择染色均匀、色泽浅的区域进行观察，C项错误；高倍镜下只能观察到细胞质呈红色，细胞核呈绿色，看不到染色体和RNA分子，D项错误。]

2．(2019·长沙市模拟)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，而不是对标本进行先后染色。]

1.DNA一般是双链结构，某些病毒中存在单链的DNA；RNA中的碱基也能相互配对形成氢键构成双链，如tRNA。

2．DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布，只是量不同，故强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。

3．糖类是主要的能源物质。但并非所有的糖都是能源物质，如核糖、脱氧核糖、纤维素参与细胞结构组成，不提供能量。

4．还原性糖包括葡萄糖、果糖和麦芽糖，非还原糖包括蔗糖、多糖。

5．构成细胞膜的脂质不仅有磷脂，还有胆固醇。

1.脱氧核糖核酸，简称DNA；分布场所：真核细胞的细胞核、线粒体、叶绿体，原核细胞的拟核、质粒。

2．核糖核酸，简称RNA；主要分布场所：细胞质。

3．糖类是主要的能源物质，大致可以分为单糖、二糖和多糖。其中葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质。

4．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。

5．脂质包括脂肪、磷脂和固醇等，其中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。

真题体验| 感悟高考　淬炼考能

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

B　[真核细胞染色体和染色质主要由DNA和蛋白质组成，因此都存在DNA—蛋白质复合物，A正确；原核细胞的拟核含一个裸露的环状DNA分子，该DNA的复制及转录都需要酶催化，故拟核中存在由DNA和酶构成的DNA—蛋白质复合物，B错误；DNA复制需要DNA聚合酶的作用，DNA聚合酶的化学本质是蛋白质，故复合物中参与DNA复制的蛋白质可能是DNA聚合酶，C正确；如果复合物中正在进行RNA的合成，则复合物中含有RNA聚合酶，因为核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键需要RNA聚合酶的催化，D正确。]

2．(2018·江苏高考改编)下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是(　　)

A．原核细胞和真核细胞中RNA聚合酶识别RNA并与之结合

B．真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成

C．肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质

D．原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与

D　[原核细胞和真核细胞中RNA聚合酶催化RNA的合成，RNA的合成以DNA为模板，因此RNA聚合酶与DNA结合，A错误；真核细胞中的DNA和RNA的合成主要发生在细胞核中，此外线粒体和叶绿体中也能合成DNA和RNA，B错误；肺炎双球菌的体内转化实验证明了转化因子的存在，体外转化实验证明了其遗传物质是DNA，C错误；真核细胞和原核细胞中基因的表达过程都包括转录和翻译两个过程，都需要DNA和RNA的参与，D正确。]

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

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，糖原由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。]

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。]