学案：细胞中的核酸糖类和脂质

1、现象结论绿色明显集中且接近细胞中央DNA主要分布于细胞核中绿色周围的红色范围较广RNA广泛分布于细胞质中成。根据五碳糖的不同，可以将核苷酸分成脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。2每个核酸分子是由数十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链， RNA是由核糖核苷酸连接而成。 在绝大多数生物的体细胞中，DNA由两条脱氧核苷酸链构成， RNA自主梳理、核酸的作用及分类 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，绝大多数生物的遗传信息贮存在DNA分子中， 部分病毒的遗传信息直接贮存在 RNA中，如 HIV、SARS病毒。核酸包括两

2、大类： 核糖核酸、 脱氧核糖核酸， DNA可为案件的侦破提供证据， 是因为每个人的脱氧核 苷酸序列是不同的。 互动探究 1 有人说生物的遗传物质是 DNA和 RNA，正确吗？为什么？ 提示 不正确。对于某一具体生物体而言，遗传物质只能是核酸中的一种，绝大多数生物体的遗 传物质是 DNA，只有少数病毒的遗传物质是 RNA。二、观察 DNA和 RNA在细胞中的分布1原理：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呈绿色，吡罗红使RNA呈红色。 盐酸能改变细胞膜的通透性， 加速染色剂进入细胞， 同时使染色质中的 DNA与蛋白质分 离，有利于 DNA与染色剂结合。 互动探

3、究 2 有人说 DNA存在于细胞核中， RNA存在于细胞质中，对吗？ 提示 不对，真核细胞的 DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体内也含有DNA； RNA主要分布在细胞质中，在细胞核中也存在。三、核酸的化学结构1核酸的基本组成单位是核苷酸，一个核苷酸是由一分子含氨碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组 由一条 核糖核苷酸链构成。 互动探究 3 DNA分子在结构和功能上的差异在哪里？DNA都是双链、 RNA都是单链吗？ 提示 不同的 DNA分子，其脱氧核苷酸的数量及排列顺序是不同的，DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序就是遗传信息，不同的 DNA分子所含有的遗传信息是不同的，在结构和功能上都具有多样性

4、。 在绝大多数生物的体细胞中， DNA是双链， RNA是单链，但在个别生物体内也发现有单链DNA存在，有的 RNA也部分呈双链结构，如 tRNA 中就有些双链区域。要点归纳、 DNA与 RNA的比较类别核酸DNARNA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两条链一般为一条链二、“观察 DNA和 RNA在细胞中的分布”实验分析1实验原理甲基绿 吡罗红 甲基绿和吡罗红对 DNA、RNA的亲和力不同： DNA 绿色； RNA 红色。利用甲基绿、吡罗红 混合染色剂将细胞染色，可

5、以显示DNA和 RNA在细胞中的分布。2实验现象及相关结论3. 几种液体在实验中的作用(1) 0.9%NaCl 溶液：保持口腔上皮细胞正常形态。(2) 8% 盐酸：改变细胞膜等的通透性；使染色质中DNA与蛋白质分开。(3) 蒸馏水：配制染色剂；冲洗载玻片。 特别提示 (1) 该实验中选用植物细胞材料时，应注意选用无色的细胞，实验效果明显。(2) 不能用哺乳动物的红细胞作为实验材料，因为红细胞没有细胞核，无法观察DNA和 RNA的分布。感悟拓展1蛋白质和核酸的区别和联系(1) 区别蛋白质核酸基本元素C、H、O、NC、H、O、N、P基本单位分子结构氨基酸多肽链空间结构蛋白质分子DNA：双螺旋结构R

6、NA：一般是单链多样性氨基酸的数量、 种类、 排列次序 以及空间结构的不同， 使蛋白质 具有多样性核苷酸的数量、排列次序的不同，而呈多样性主要功能结构物质：蛋白质是细胞中重要 的结构物质， 如血红蛋白、 肌纤 蛋白功能物质：血红蛋白的携 氧，肌纤维蛋白的收缩， 酶的催 化，载体的运输，抗体的免疫， 蛋白质激素的调节等。核酸是生物的遗传物质，对生物的遗传变异和蛋 白质的生物合成有极其 重要的作用。(2) 联系蛋白质和核酸之间的关系如下图： 说明 该图解体现了中心法则的五个方面；生物多样性的直接原因是蛋白质多样性； 根本原因是 DNA多样性 ( 不能说核酸多样性，因为核酸只 有两种 ) ；同一生物

7、不同部位细胞形态功能不同的根本原因是基因选择性表达(mRNA不同) 。典例导悟1 在“观察 DNA和 RNA在细胞中的分布”实验中，加入8%盐酸的目的不包括 ( )A改变细胞膜通透性，加速染色剂进入细胞B使染色质中的 DNA与蛋白质分离C杀死细胞，有利于 DNA与染色剂结合 D 水解 DNA由 DNA分子蕴藏的信息所支配合成的 RNA在完全水解后，得到的化学物质是( )A氨基酸、葡萄糖、碱基B 氨基酸、核苷酸、葡萄糖C核糖、碱基、磷酸D 脱氧核糖、碱基、磷酸自主梳理1组成元素： C、 H、O。2分类及特点：根据是否能水解及水解成单糖的数量分为：(1) 单糖：不能水解，可直接被细胞吸收，如葡萄糖

8、、果糖、核糖等。(2) 二糖： 两分子单糖脱水缩合而成， 必须水解成单糖才能被吸收， 常见种类有蔗糖、 麦芽糖和乳糖。(3) 多糖：多个单糖脱水缩合而成，水解成单糖后才可被吸收。常见的种类有植物细胞中的 淀 粉 和 纤维素，动物细胞中的糖原。3功能：细胞的主要能源物质，其中“生命的燃料”是指葡萄糖；组成生物体的重要成分，如纤维感悟拓展素是构成植物细胞壁的成分。种类分子式分布生理功能单糖五碳糖核糖C5H10O5动植物细胞五碳糖是构成核酸的重要物质六碳糖脱氧核糖C5H10O4葡萄糖是细胞的主要能源物质C6H12O6葡萄糖二糖蔗糖C12H22O11植物细胞能水解成葡萄糖麦芽糖乳糖C12H22O11动

9、物细胞淀粉植物细胞淀粉是植物细胞中储存能量的物质多糖(C6H10O5) n纤维素纤维素是细胞壁的组成成分之一糖原动物细胞糖原是动物细胞中储存能量的物质0.1%，是人体主要)细胞的重要能源物质存在于动物乳汁而不存在于肝脏细胞的糖类脱氧核糖、葡萄糖、葡萄糖、乳糖脱氧核糖、纤维素、葡萄糖、糖原自主梳理 互动探究 糖类都是能源物质吗？ 提示 糖类是细胞中非常重要的一类有机化合物，其作用主要有以下几个方面：(1) 作为生物体的结构成分：植物的根、茎、叶含有大量的纤维素、半纤维素和果胶物质等，这些物 质是构成植物细胞壁的主要成分。肽聚糖是细菌细胞壁的结构物质。昆虫和甲壳动物的外骨骼也是 糖类，称为多糖。(

10、2) 作为生物体的主要能源物质：糖类在生物体内( 或细胞内 ) 通过生物氧化释放出能量， 供给生命活动的需要。生物体内作为能源储存的糖类有淀粉、糖原等。(3) 在生物体内转变为其他物质：有些糖类是重要的中间代谢产物，糖类通过这些中间产物为合成其 他生物分子如氨基酸、核苷酸、脂肪酸分别提供碳骨架。(4) 作为细胞识别的信息分子： 糖蛋白是一类在生物体内分布极广的复合糖。 它们的糖链可能起着信 息分子的作用。细胞识别、免疫、代谢调控、受精作用、个体发育、癌变、衰老、器官移植等都与 核蛋白的糖链有关。要点归纳 糖类的种类及功能糖类分布及关系辨析(1) 糖类物质按其归属分类 动植物细胞共有的糖：核糖、

11、脱氧核糖、葡萄糖。 动物细胞特有的糖：糖原、乳糖。植物细胞特有的糖：果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素。(2) 按糖类物质的功能分类 生物细胞生命活动的主要能源物质：葡萄糖。 生物细胞中的储能物质：淀粉、糖原。参与生物细胞构成的物质：核糖、脱氧核糖、纤维素。(3) 单糖、二糖、多糖的关系重要的单糖有葡萄糖和五碳糖，葡萄糖为白色晶体，易溶于水，人体血糖浓度为的是能源物质，五碳糖分为核糖和脱氧核糖，为环状结构。典例导悟2 下列关于糖类物质相关表述正确的是(存在于 DNA而不存在 RNA的糖类 存在于叶绿体而不存在于线粒体的糖类 A核糖、纤维素、葡萄糖、糖原 C核糖、葡萄糖、脱氧核糖、糖原下列关于糖类

12、的叙述，正确的是 ( )A核糖存在于 RNA分子中 B核糖、半乳糖含六个碳原子，属于单糖C糖类是人体的主要储能物质D人体过剩的葡萄糖可以转变成淀粉储存于肝脏或肌肉中一、细胞中的脂质1组成元素：主要有 C、H、 O，有的还含有 P 和 N。2分类：分脂肪、磷脂和固醇三类。3功能(1) 脂肪是细胞内良好的储能物质，还有保温、缓冲和减压等作用。(2) 磷脂是构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分。(3) 固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素 D 等。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； 性激素能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成；维生素 D 能有效地促进人和动物肠道对

13、钙和磷的吸收。二、生物大分子以碳链为骨架 多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子，都是由许多的基本组成单位连接而成的，这些基本单位称为 单体，这些生物大分子又称为单体的多聚体。组成多糖的单体是单糖，组成蛋白质的单体是氨基酸， 组成核酸的单体是核苷酸。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。 所以说“碳 是生命的核心元素” ，“没有碳，就没有生命” 。要点归纳脂质的种类及功能种类生理功能元素组成脂肪储存能量、氧化分解释放能量维持体温恒定C、H、O 有些还含有 N、P等类脂磷脂是构成细胞膜、线粒体膜、叶绿体膜等膜结构的重要成分糖脂固醇类胆固醇动物的重要成分，代谢失

14、调会引起心血管方面疾病。也是构成细胞膜的重要成分性激素促进性器官的发育和两性生殖细胞的形成，激发并维持雌雄性动物第二性征出现肾上腺皮质激素控制糖类和无机盐的代谢，增强机体防御能力维生素 D促进人体对钙、磷的吸收和利用醛固酮保 Na 排 K感悟拓展糖类和脂质的比较比较项目糖类脂质区别元素组成C、H、OC、H、 O(N、P)种类单糖、二糖、多糖脂肪、磷脂、固醇合成部位叶绿体、内质网、高尔基体、肝脏和肌肉主要是内质网生理作用主要的能源物质构成细胞结构， 如糖被、 细胞壁核酸的组成成分生物体的储能物质生物膜的重要组成成分调节新陈代谢和生殖联系糖类 脂肪1. 单糖的葡萄糖、果糖及二糖的麦芽糖是还原糖，可

15、用斐林试剂鉴定，多糖不具还原性。2多糖中的纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，而原核细胞的细胞壁不含纤维素，是由肽聚糖构 成的，因此能否被纤维素酶除去细胞壁，是区分植物细胞和原核细胞的依据之一。3糖类和脂肪均由 C、H、O 三种元素组成，氧化分解产生 CO2、H2O，同时释放能量。但脂肪中氢的 含量远远高于糖类，所以同质量的脂肪储存的能量是糖类的 2 倍多。典例导悟3 单位质量的脂肪与糖类相比，其所含元素与氧化时耗氧量的特点是前者 ( )A含 C、H 多，氧化时耗氧多B含 C、H多，氧化时耗氧少C含 C、H 少，氧化时耗氧多D含 C、H少，氧化时耗氧少高等动物之所以表现出第二性征，就化学成分而言

16、，是由于何种物质作用的结果A脂质B 糖原 C 蛋白质D葡萄糖自主梳理 检测原理是利用某些化学试剂与生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。 1还原糖与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀。2淀粉遇碘变蓝。3脂肪被苏丹染液染成橘黄色，或被苏丹染液染成红色。 4蛋白质与双缩脲试剂作用产生紫色反应。要点归纳1实验原理及目的要求 根据某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应，尝试用化学试剂检测 生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。2实验流程归纳(1) 选材制备组织样液显色反应。(2) 脂肪的检测还可利用显微镜观察法，实验流程为：取材切片制片观察。3实验材料的选择(1) 可溶性还原糖

17、的鉴定实验中，最理想的实验材料是还原糖含量较高的生物组织(或器官 )，而且组织的颜色较浅，易于观察。可选用苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜等。(2) 脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选富含脂肪的生物组织，若利用显微镜观察，则最好选择花生 种子。如果是新鲜花生种子，可不必浸泡，浸泡后效果反而不好；如果是干种子，需浸泡34h 最适宜切片 ( 浸泡时间短，不容易切片；浸泡时间过长，组织太软，切下的薄片不易成形)。(3) 蛋白质的鉴定实验，最好选用富含蛋白质的生物组织。植物材料常用大豆，且浸泡1 2d，适于研磨，动物材料常用鸡卵清蛋白。4实验操作中的注意事项(1) 在鉴定可溶性还原糖的实验中， 加热试管中的

18、溶液时， 应该用试管夹夹住试管上部， 放入盛 50 65温水的大烧杯中加热。注意试管底部不要接触烧杯底部；斐林试剂不稳定易变性，应现用现配。(2) 还原糖、蛋白质的鉴定实验中，在加相应试剂鉴定之前，要留出一部分组织样液，以便与鉴定后的样液颜色作对比，增强实验的说服力。(3) 在蛋白质的鉴定实验中，如果用蛋清稀释液作为实验材料，一定要稀释到一定程度，否则，与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上，使反应不彻底，试管也不易洗刷干净。感悟拓展斐林试剂与双缩脲试剂比较斐林试剂双缩脲试剂甲液乙液A液B液成分0.1g/mLNaOH溶液0.05g/mLCuSO4 溶液0.1g/mLNaOH 溶液0.01g/

19、mLCuSO4 溶液鉴定物质可溶性还原糖蛋白质添加顺序甲乙两液等量混匀后立即使用先加入 A液 1 mL，摇匀，再加入 B液 4滴，摇匀反应条件水浴 50 65加热不需加热，摇匀即可反应现象样液变砖红色样液变紫色 提示 斐林试剂与双缩脲试剂可以从以下几个方面比较(1) 浓度不同。 斐林试剂中 CuSO4溶液浓度为 0.05g/mL ，双缩脲试剂中 CuSO4溶液浓度为 0.01g/mL 。(2) 原理不同。斐林试剂的实质是新配制的Cu(OH)2 溶液；双缩脲试剂实质是碱性环境中的Cu2。(3) 使用方法不同。 斐林试剂是先将 NaOH溶液与 CuSO4溶液混合后再使用； 双缩脲试剂是先加入 Na

20、OH 溶液，再滴加 CuSO4溶液。典例导悟4 下列关于实验鉴定还原糖、脂肪和蛋白质操作的叙述中，正确的是( )A鉴定还原糖的斐林试剂甲液与乙液，可直接用于蛋白质的鉴定B鉴定脂肪的存在，可用显微镜观察是否有被染成橘黄色或红色的颗粒C鉴定可溶性还原糖时，先加入斐林试剂甲液摇匀后，再加入乙液D鉴定蛋白质时，双缩脲试剂 A液与 B 液要混合均匀后再加入含样液的试管中在下列四支试管中分别加入一些物质，甲试管：豆浆；乙试管：氨基酸溶液 ；丙试管：牛奶和蛋白酶；丁试管：人血液中的红细胞和蒸馏水。上述四支试管中加入双缩脲试剂振荡后，有紫色反应的是 （ ）A甲、丁 B 甲、乙、丁 C 甲、乙、丙 D 甲、丙、

21、丁命题热点 1 蛋白质和核酸的组成、结构及功能【例 1】下图为人体的两种重要化合物 A与 B的化学组成关系，相关叙述中正确的是（多选 ） （）Aa 的种类约有 20 种， b的种类有 8种Ba 的结构通式表示为CB 是人的遗传物质DA的种类在神经细胞与表皮细胞中相同，B则不同命题热点 2 有机化合物的综合考查（2） 完善以下实验设计，并回答问题。探究 A 动物蛋白质对小鼠生长的影响资料：饲料中的蛋白含量一般低于20%；普通饲料可维持小鼠正常生长； A 动物蛋白质有可能用于饲料生产。一、研究目的：探究 A 动物蛋白对小鼠生长的影响。二、饲料：1. 基础饲料：基本无蛋白质的饲料；2. 普通饲料： （ 含 12%植物蛋白 ） ：基础饲料植物蛋白；3. 试验饲料：基础饲料 A 动物蛋白。三、实验分组：实验组号 小鼠数例 2】实验测得甲、 乙、 丙三种植物的干种子中三大类有机物的含量如图所示，有关论述错误的是A形成同等质量的种子，甲需要矿质元素的数量最少B种子中有机物最终都来自光合作用C