2022届高考生物一轮复习新人教版必修1第1单元细胞的分子组成第3讲细胞中的核酸糖类和脂质学案

第3讲细胞中的核酸、糖类和脂质考情研读·备考定位考点展示核心素养1.核酸的结构和功能。2．糖类、脂质的种类和作用。3．实验：观察DNA、RNA在细胞中的分布。1.生命观念——结构与功能观：核酸、糖类和脂质的结构与其具有的功能相适应。2．理性思维——比较与分类：比较DNA和RNA的异同，比较糖类和脂质的种类和作用。3．社会责任——健康生活：关注高血糖、高血脂类疾病，养成良好的习惯。4．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、结构和功能自主回顾·素养储备基础梳理1．核酸的结构层次2．DNA和RNA的组成成分(1)相同成分：含氮碱基A、G、C和磷酸。(2)不同成分eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(DNA：脱氧核糖、胸腺嘧啶T,RNA：核糖、尿嘧啶U))3．核酸的功能(1)核酸是细胞内携带遗传信息的物质。(2)核酸控制生物的遗传、变异和蛋白质的合成。思维辨析易错整合，判断正误。(1)DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接(×)(2)DNA和RNA的碱基组成相同，五碳糖不同(×)(3)细胞中的DNA一定有氢键，RNA一定没有氢键(×)(4)与DNA相比，RNA特有的化学物质组成是胸腺嘧啶(T)和脱氧核糖(×)(5)细胞中RNA的合成过程不会在细胞核外发生(×)延伸探究1．DNA指纹法在案件侦破工作中有重要的用途。为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息？你能说出DNA鉴定技术在其他方面的应用吗？[提示]DNA是主要的遗传物质，而每个人的遗传物质有所区别，因此DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息。DNA鉴定技术还可以运用在亲子鉴定上，在研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系等方面，也可以利用DNA鉴定技术。2．金鱼的遗传物质彻底水解可得到几种小分子物质？[提示]6种。3．生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示。其中X、Y代表元素，a、b、c是组成A、B、C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，请分析：(1)A、B、C分别表示DNA、RNA、蛋白质；a、b、c分别表示脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸。(2)人体细胞中的n共有5种，d共有8种。(3)d、e都能水解吗？(4)C具有多样性，从c的角度分析原因是氨基酸的种类、数目和排列顺序不同。A具有多样性的主要原因是a的排列顺序千变万化。[提示](3)d为核苷酸，能水解为m、f和n；e为氨基酸，不能水解。剖析难点·考点突破重难精讲1．比较DNA和RNA的差异分类脱氧核糖核酸(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，并控制蛋白质的生物合成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可作为酶，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2．归纳概括生物种类与核酸、核苷酸及碱基种类的关系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RNA5种8种DNA病毒DNA病毒DNA4种4种DNARNA病毒RNA4种4种RNA3．核酸与蛋白质的功能联系(1)DNA、RNA和蛋白质三者之间的关系(2)DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系■核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不同”精准命题〔典例剖析〕例1(2021·石家庄模拟)下图中甲是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述错误的是(B)A．如果甲中的m是U，则甲一定是丙的基本单位B．如果甲中的m是G，则甲一定是乙的基本单位C．如果甲中的a是脱氧核糖，则甲物质聚合成的大分子物质可以分布于线粒体和叶绿体中D．如果甲中的a是核糖，则甲物质聚合成的大分子物质主要分布于细胞质中[解析]甲是核苷酸，是乙和丙的基本单位，乙是DNA，丙是tRNA。如果甲中的m是G，则甲可能是脱氧核苷酸，也可能是核糖核苷酸，是DNA或RNA的基本单位，B错误。RNA主要分布于细胞质，DNA在细胞核、线粒体和叶绿体中都有分布，D正确。┃┃方法技巧►“三看法”判断DNA和RNA〔对应训练〕1．(2018·海南高考)下列与真核生物中核酸有关的叙述，错误的是(B)A．线粒体和叶绿体中都含有DNA分子B．合成核酸的酶促反应过程中不消耗能量C．DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键D．转录时有DNA双链解开和恢复的过程[解析]线粒体和叶绿体中都含有DNA和RNA两种核酸，A正确；酶通过降低化学反应的活化能实现其催化作用，但合成核酸的酶促反应过程中仍消耗能量，B错误；DNA通常由两条(脱氧)核苷酸链构成，RNA通常由一条(核糖)核苷酸链构成，同一条核苷酸链中的相邻核苷酸分子是通过磷酸二酯键连接的，C正确；DNA的解旋过程发生在DNA的复制和转录过程中，转录过程需要以DNA的一条链为模板，即在RNA聚合酶的催化下DNA双链解开，转录完成后双链恢复，D正确。2．(2021·天津模拟)下图是DNA和RNA的结构示意图，下列有关说法正确的是(D)A．甲型H1N1流感病毒有5种碱基和8种核苷酸B．主要存在于硝化细菌拟核中的核酸由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，没有核糖[解析]甲型H1N1流感病毒为RNA病毒，含有A、G、C、U4种碱基和4种核苷酸，A错误；主要存在于硝化细菌拟核中的核酸为DNA，含有A、G、C、T4种碱基，B错误；病毒只有一种核酸，DNA或RNA，C错误；DNA中含有的五碳糖为脱氧核糖，不是核糖，D正确。考点二糖类和脂质自主回顾·素养储备基础梳理1．细胞中的糖类(1)组成元素：仅由C、H、O构成。(2)种类和功能2．细胞中脂质的种类和功能思维辨析易错整合，判断正误。(1)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，麦芽糖的水解产物是葡萄糖(×)(2)糖原的组成单位是葡萄糖，主要功能是提供能量，与斐林试剂反应呈现砖红色(×)(3)糖类不参与细胞识别和免疫调节(×)(4)棉、麻的主要成分是纤维素(√)(5)脂肪酸和磷脂含有的元素相同(×)(6)脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能少(×)(7)膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的(×)(8)人体大脑活动的能量主要来自脂肪的有氧氧化(×)延伸探究1．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。2．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。剖析难点·考点突破重难精讲1．糖类和脂质分类分布图2．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、固醇等合成部位淀粉：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，如性激素相同质量的物质分解情况耗O2少，产H2O少，释放能量少耗O2多，产H2O多，释放能量多联系糖类脂肪3．能源物质的3个“一”与1个“二”■对糖类、脂肪功能的理解①糖类是生物体的主要能源物质a．糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质(70%)；b．淀粉和糖原分别是植物、动物细胞内的储能物质，而纤维素为结构物质，非储能物质。②糖类是细胞和生物体的重要结构成分a．五碳糖是构成核酸的主要成分；b．纤维素和果胶是植物细胞壁的主要成分；c．细菌的细胞壁主要由肽聚糖组成。③糖类是细胞通讯、识别作用的基础，也是细胞膜的成分，如在细胞膜上糖类常与蛋白质结合在一起构成糖蛋白。④糖类、脂肪、蛋白质三大有机物都储存有大量的化学能，当其氧化分解时，这些化学能就释放出来，供生命活动所利用，故三大有机物都是能源物质。三者供能顺序为糖类、脂肪、蛋白质。精准命题〔典例剖析〕例2(2019·海南卷，2)下列关于淀粉和纤维素的叙述，正确的是(C)A．淀粉是植物细胞壁的主要成分B．淀粉与纤维素中所含的元素不同C．分解淀粉与纤维素所需的酶不同D．纤维素是由果糖聚合而成的多糖[解析]植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，A错误；淀粉与纤维素中所含的元素均为C、H、O，B错误；分解淀粉的酶是淀粉酶，分解纤维素的酶是纤维素酶，C正确；纤维素是由葡萄糖聚合而成的多糖，D错误。故选C。┃┃技巧点拨►高考常考的“糖”(1)还原糖与非还原糖：还原糖包括葡萄糖、果糖、麦芽糖等，非还原糖包括蔗糖、多糖等(2)RNA、DNA、ATP中的糖依次为核糖、脱氧核糖、核糖(3)细胞壁中的糖：纤维素(4)细胞膜中的糖(与其他物质相结合)：糖蛋白、糖脂(5)病毒中的糖：核糖(RNA病毒)、脱氧核糖(DNA病毒)(6)血浆中的糖(葡萄糖)：血糖浓度为0.8～1.2g/L，高于1.6g/L可致尿糖〔对应训练〕3．(2018·江苏卷，2)脂质与人体健康息息相关，下列叙述错误的是(B)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[解析]B错：酶具有专一性，磷脂酶可将磷脂水解，不能催化膜蛋白水解。4．(2020·广东茂名模拟)下图为糖类概念图，下列说法不正确的是(C)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]若A为果糖，果糖＋葡萄糖→蔗糖，A正确；由单糖缩合而成的动物细胞中的储能物质是糖原，B正确；胸腺嘧啶只存在于DNA中，不存在于RNA中，构成DNA的单糖A为脱氧核糖，不是核糖，C错误；ATP脱去2个磷酸基团就是腺嘌呤核糖核苷酸，D正确。考点三实验：观察DNA、RNA在细胞中的分布自主回顾·素养储备基础梳理1．实验原理(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同：甲基绿＋DNA→_绿色；吡罗红＋RNA→_红色。(2)盐酸能改变细胞膜的_通透性，加速染色剂进入细胞，同时可使染色质中的DNA与_蛋白质分离，有利于DNA和染色剂结合。2．实验步骤eq\a\vs4\al(取口腔,上皮细,胞制片)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①载玻片上滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液,②消毒牙签刮口腔内侧壁，然后涂抹在液滴中,③载玻片在酒精灯上烘干))↓eq\a\vs4\al(水解)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①将载玻片放入盛有30mL质量分数为8%的盐,酸的小烧杯中,②大烧杯中加入30℃温水,③小烧杯放入大烧杯中保温5min))↓冲洗涂片：用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片10s↓eq\a\vs4\al(染色)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①用吸水纸吸去载玻片上的水分,②用吡罗红甲基绿染色剂2滴染色5min,③吸去多余染色剂，盖上盖玻片))↓观察eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①低倍镜观察：选择染色均匀、色泽浅的区域，移至,视野中央，将物像调清晰,②高倍镜观察：调细准焦螺旋，观察细胞核、细胞质,的染色情况))3．实验结论结论eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(→,\s\up7(DNA))主要分布于细胞核,\o(→,\s\up7(RNA))主要分布于细胞质))思维辨析判断下列说法的正误。(1)“观察DNA、RNA在细胞中的分布”只能选用口腔上皮细胞作为材料(×)(2)DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布(√)(3)盐酸的作用：改变膜的通透性便于染色剂进入；将染色体中的蛋白质与DNA分离，便于DNA染色(√)(4)可选用植物的叶肉细胞作为观察DNA和RNA在细胞中分布的实验材料(×)延伸探究1．甲基绿、吡罗红染色剂能否分开使用分别对DNA、RNA进行染色？[提示]不能。若分别使用，会使DNA和RNA都呈绿色或都呈红色。2．实验选材时，为何不选用紫色洋葱外表皮细胞或叶肉细胞？[提示]紫色洋葱外表皮细胞含紫色液泡，叶肉细胞含叶绿体，易对实验结果造成颜色干扰。3．不能用哺乳动物成熟红细胞观察DNA和RNA分布的原因是什么？[提示]哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核，没有DNA。4．根据人的口腔上皮细胞中DNA、RNA分布的状况，某同学得出的结论是“真核细胞的DNA主要分布于细胞核中，RNA主要分布于细胞质中”，你认为有何不妥？[提示]仅由人口腔上皮细胞实验得出的结论不带有普遍性，不能说明其他真核细胞中DNA、RNA的分布情况。剖析难点·考点突破重难精讲1．实验原理甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同。2．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能改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞②使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合蒸馏水①配制染色剂；②冲洗载玻片3．实验中的三点提醒(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)吡罗红甲基绿染液要混合使用，且现用现配。(3)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。精准命题例3碱性染料甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，且能把核仁染成紫红色。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(C)A．甲基绿吡罗红的作用有选择性，只能将细胞质中的RNA染成红色B．甲基绿吡罗红的作用有选择性，只能将细胞核中的DNA染成红色C．核仁能被甲基绿吡罗红染成红色，说明核仁中含有RNAD．代谢越旺盛的细胞中，核仁染色越浅[解析]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。利用甲基绿吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA、RNA在细胞中的分布。核仁能被甲基绿吡罗红染成红色，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。〔对应训练〕5．下列关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的说法正确的是(B)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B．盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞C．该实验用口腔上皮细胞而不用叶肉细胞，是因为叶肉细胞不含RNAD．盐酸有利于染色质中DNA与蛋白质分开，不利于DNA与染色剂结合[解析]本题主要考查观察DNA和RNA在细胞中的分布实验的原理。实验中加入质量分数为8%的盐酸的重要作用：一是改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；二是使染色体中的DNA和蛋白质分开，有利于染色，故B正确、D错误；甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，实验中应配成吡罗红甲基绿混合染液，故A错误；叶肉细胞中含有叶绿体，绿色会干扰实验结果，因此不用叶肉细胞做实验材料，故C错误。6．在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，下列说法正确的是(C)A．染色时先用甲基绿染液，再用吡罗红染液B．用8%的盐酸的目的之一是使DNA与蛋白质分离，使DNA水解C．酒精灯烘干载玻片，可迅速杀死细胞，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[解析]观察DNA和RNA在细胞中的分布时，加入的染色剂是甲基绿吡罗红混合染液，即两种试剂是同时加入的，A错误。加入盐酸的目的是增大细胞膜的通透性，并使蛋白质和DNA分离便于染色，但不能使DNA水解，B错误。在高倍显微镜下可以观察到呈绿色的细胞核和呈红色的细胞质，D错误。课末总结知识导图·思维缕析学科素养·核心释疑(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是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)因为脂肪不溶于水，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？因为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。探究高考·明确考向1．(2020·江苏卷，2)下列关于细胞中生物大分子的叙述，错误的是(B)A．碳链是各种生物大分子的结构基础B．糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子C．细胞利用种类较少的小分子脱水缩合成种类繁多的生物大分子D．细胞中生物大分子的合成需要酶来催化[解析]生物大分子都是以碳链为基本骨架，A正确；糖类中的单糖、二糖和脂质不属于生物大分子，B错误；细胞中利用种类较少的小分子(单体)脱水缩合成种类繁多的生物大分子(多聚体)，如许多氨基酸分子脱水缩合后通过肽键相连形成蛋白质，C正确；生物大分子的合成过程一般需要酶催化，D正确。故选B。2．(2020·天津卷，2)组成下列多聚体的单体的种类最多的是(A)A．血红蛋白 B．DNAC．淀粉 D．纤维素[解析]血红蛋白属于蛋白质，构成蛋白质的单体是氨基酸，约有20种；组成DNA的单体是脱氧核苷酸，有4种；组成淀粉和纤维素的单体是葡萄糖，所以单体种类最多的是血红蛋白。故选A。3．(2020·北京卷，1)下列组成细