2019高考生物一輪復習 第04講 遺傳信息的攜帶者——核酸細胞中的糖類和脂質教案 新人教版必修1.doc

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第4講　遺傳信息的攜帶者——核酸　細胞中的糖類和脂質 　1．核酸的結構和功能(Ⅱ)　2．糖類、脂質的種類和作用(Ⅱ)　3．實驗：觀察DNA、RNA在細胞中的分布 　核酸的結構和功能 1．結構層次 DNA組成結構的“五、四、三、二、一” 五(五種元素)、四(四種單體)、三(三種小分子)、二(二條脫氧核苷酸長鏈)、一(一種雙螺旋結構)。 2．功能 (1)是細胞內攜帶遺傳信息的物質。 (2)在生物體的遺傳、變異和蛋白質的合成中具有重要作用。 突破1　學會辨析DNA和RNA結構與功能的異同 項目 脫氧核糖核酸 核糖核酸 簡稱 DNA RNA 基本單位 脫氧核糖核苷酸(4種) 核糖核苷酸(4種) 化學元素 C、H、O、N、P C、H、O、N、P 組成成分 磷酸 磷酸 堿基 A、C、G T U 五碳糖 脫氧核糖 核糖 空間結構 一般為規(guī)則的雙螺旋結構 一般為單鏈結構 功能 遺傳物質，攜帶遺傳信息，控制遺傳、變異和蛋白質合成 作為遺傳物質(如某些病毒)，傳遞遺傳信息(mRNA)，組成核糖體(rRNA)，運輸氨基酸(tRNA)，催化作用(某些酶) 突破2　不同生物含有的核酸、核苷酸及堿基種類的分析 生物類別 核酸 核苷酸 堿基 遺傳物質 舉例 原核生 物和真 核生物 含有DNA 和RNA 8種 5種 DNA 細菌、人等 病毒 只含DNA 4種 4種 DNA 噬菌體 只含RNA 4種 4種 RNA 煙草花 葉病毒 蛋白質與核酸的比較 項目 蛋白質 核酸 組成 元素 C、H、O、N等 C、H、O、N、P 單體的 結構 通式 1分子磷酸＋ 1分子五碳糖＋ 1分子含N堿基 連接 方式 形成 場所 細胞質內的核糖體上 細胞核、線粒體、 葉綠體等 內在 聯(lián)系 【感知考題】 下列關于核酸的敘述中，錯誤的是(　　) A．酵母菌的細胞核內含有DNA和RNA兩類核酸(2016全國乙，1B) B．tRNA 分子中含有一定數量的氫鍵(2014江蘇，1A) C．DNA 的兩條脫氧核苷酸鏈之間通過磷酸二酯鍵連接(2014江蘇，1D) D．DNA和RNA分子的堿基組成不完全相同(高考重慶卷改編) [解析]　DNA的兩條鏈之間通過氫鍵連接。 [答案]　C (1)如圖表示某大分子物質的基本單位。 該物質為核糖核苷酸，含有的堿基為A或G或C或U。(2)如圖表示某些重要化合物的元素組成和功能關系，據圖思考： ①圖中的X表示的元素是N和P，Y表示的元素是N。 ②圖中A是DNA，B是RNA，C是蛋白質，過程①②③分別是DNA的復制、轉錄和翻譯，單體a是脫氧核苷酸，b是核糖核苷酸，c是氨基酸。 高分點撥——類題通法 通過網絡法理清核酸與蛋白質的關系 [信息解讀] (1)染色體的主要成分是DNA和蛋白質，核糖體的主要成分是RNA和蛋白質，因此圖1中甲、乙、丙分別是DNA、RNA和蛋白質，a是核苷酸，b是氨基酸。 (2)圖2是通過結構中的化合物組成構建的概念圖，判斷的依據是染色體和細胞膜的物質組成。圖中甲、乙、丙分別是DNA、蛋白質和磷脂。 【跟進題組】 命題1　核苷酸的種類及核酸的結構與分布 1．下列有關DNA和RNA的敘述，不正確的是(　　) A．二者在原核細胞、真核細胞內都存在 B．二者都是細胞內的遺傳物質 C．二者都可攜帶遺傳信息 D．二者單體中的堿基共有5種 解析：選B。具有細胞結構的生物都含有DNA和RNA，A項正確；具有細胞結構的生物的遺傳物質都是DNA，某些病毒的遺傳物質是RNA，DNA和RNA都可以攜帶遺傳信息，B項錯誤、C項正確；二者單體都是核苷酸，DNA含A、T、C、G四種堿基，RNA含A、U、C、G四種堿基，堿基共有5種，D項正確。 2．(2017重慶一中高三月考)下列關于核酸、核苷酸的說法中，正確的是(　　) A．結核桿菌核糖體rRNA的合成與其核仁有關 B．轉錄產生的mRNA分子中至少有一個游離的磷酸基團和一個游離的羥基 C．吞噬細胞攝取流感病毒與抗體結合形成的沉淀并將其水解，可產生4種核苷酸 D．設法讓洋蔥根尖吸收含3H標記的尿嘧啶核糖核苷酸，只能在分生區(qū)細胞中檢測到放射性 解析：選C。結核桿菌是原核生物，細胞中沒有核仁，A錯誤；每個核糖分子上都含有羥基，因此轉錄產生的mRNA分子中至少有一個游離的磷酸基團，但含有多個游離的羥基，B錯誤；流感病毒的遺傳物質是RNA，水解的產物是四種核糖核苷酸，C正確；洋蔥根尖吸收3H標記的尿嘧啶核糖核苷酸用于轉錄形成mRNA，進而翻譯形成蛋白質，能在所有根尖細胞中檢測到放射性，D錯誤。 命題2　核酸與蛋白質的關系 3．(2017安徽合肥六校第一次聯(lián)考)如圖表示真核細胞某些結構的主要組成成分(圖中字母是元素符號)，下列敘述正確的是(　　) A．結構1功能的復雜程度主要是由圖中甲的種類和數量直接決定的 B．物質乙、丙的單體分別是氨基酸和核糖核苷酸 C．薩頓用類比推理的方法證明了基因在結構2上 D．結構2在有絲分裂時會呈現周期性的變化 解析：選D。結構1具有磷脂雙分子層和蛋白質，為生物膜，甲由C、H、O、N、P組成，為磷脂，是生物膜的基本支架，乙由C、H、O、N組成，為蛋白質，決定生物膜的功能，A錯誤；蛋白質的單體為氨基酸，結構2為染色體，主要成分為蛋白質和DNA，DNA的單體為脫氧核苷酸，B錯誤；薩頓用類比推理的方法提出了基因在染色體上，摩爾根利用假說—演繹法證明基因在染色體上，C錯誤；染色體在有絲分裂時會呈現周期性的變化，D正確。 4．若圖示中的各部分徹底水解，得到產物種類最多的以及種類一樣多的分別是(　　) A．①；②和③　　　　 B．②；③和④ C．②；①和③ D．④；①和② 解析：選C。此圖表示翻譯過程，②為核糖體，①為mRNA，③為tRNA，④是肽鏈。核糖體由蛋白質和rRNA組成，它們徹底水解的產物分別是20種氨基酸、磷酸和核糖以及4種含氮堿基；mRNA徹底水解得到磷酸、核糖、4種含氮堿基；tRNA徹底水解后得到磷酸、核糖、4種含氮堿基；多肽鏈徹底水解后得到20種氨基酸。因此，②徹底水解后得到的產物種類最多，①和③徹底水解后得到的產物種類一樣多。 DNA、RNA、蛋白質的水解產物和代謝終產物的比較 項目 DNA RNA 蛋白質 基本單位 脫氧核苷酸 核糖核苷酸 氨基酸 初步水 解產物 4種脫氧 核苷酸 4種核糖 核苷酸 多肽 徹底水 解產物 脫氧核糖、含氮堿基和磷酸 核糖、含氮堿 基和磷酸 氨基酸 代謝終產物 CO2、H2O、尿素和磷酸鹽等 CO2、H2O和尿素 　糖類、脂質的種類和作用[學生用書P18] 1．細胞中的糖類 類別 主要糖類 特點 舉例 功能 單糖 五碳糖 核糖 核糖核酸的組成成分 不能水解 脫氧核糖 脫氧核糖核酸 的組成成分 六碳糖 葡萄糖 主要的能源物質 果糖 提供能量 半乳糖 二糖 麥芽糖 提供能量 能水解生成兩 分子單糖 蔗糖 乳糖 多糖 淀粉 儲存能量的物質 水解后能夠生成許多單糖(自然界含量最多的糖) 纖維素 植物細胞壁 的主要成分 糖原 儲存能量和調節(jié)血糖 2.脂質的種類和功能[連一連] 脂肪是儲能物質，糖原也是人和動物的儲能物質；淀粉是植物的儲能物質。 1．(必修1 P33拓展題T2改編)在相同濃度的蔗糖和葡萄糖溶液中培養(yǎng)動物細胞，下列說法正確的是(　　) A．蔗糖和葡萄糖都能進入細胞，但進入速度一定不相等 B．蔗糖不能進入動物細胞，因為動物細胞細胞膜上沒有運輸蔗糖分子的載體蛋白 C．有氧呼吸第二階段利用的是丙酮酸，葡萄糖被分解為丙酮酸之后才能進入細胞 D．蔗糖和葡萄糖都是以主動運輸的方式進入細胞 答案：B 2．(深入追問)淀粉、糖原和纖維素的基本單位都是葡萄糖，為什么它們在化學性質上有很大差異？ 提示：三種多糖的基本單位都是葡萄糖，但葡萄糖連接的方式不同，使它們具有了不同的化學性質。 1．糖類與脂質的區(qū)別及聯(lián)系 名稱 項目 糖類 脂質 區(qū)別 化學組成和種類 合成 部位 細胞器：葉綠體、內質網、高爾基體； 器官：肝臟和肌肉 主要是內質網 生理作用 (1)主要的能源物質； (2)構成細胞結構，如糖被(細胞通訊、識別作用的基礎)、細胞壁(植物細胞壁的主要成分為纖維素和果膠)； (3)核酸的組成成分(如五碳糖) (1)生物體的儲能物質，如脂肪； (2)生物膜的重要組成成分，如磷脂、膽固醇； (3)調節(jié)細胞代謝和生殖，如性激素 聯(lián)系 糖類脂肪 2. 細胞內的能源物質種類及其分解放能情況 (1)主要能源物質：糖類。 (2)主要儲能物質：脂肪。除此之外，動物細胞中的糖原和植物細胞中的淀粉也是重要的儲能物質。 (3)直接能源物質：ATP。糖類、脂肪、蛋白質中的能量只有轉移到ATP中，才能被生命活動利用。 (4)能源物質為生命活動供能的過程 【感知考題】 (2017南京市聯(lián)考)下列關于糖類和脂質的敘述，錯誤的是(　　) A．纖維素由葡萄糖組成 B．葡萄糖可在葉綠體中合成 C．脂質不參與生命活動的調節(jié) D．膽固醇是構成細胞膜的重要成分，在人體內還參與血液中脂質的運輸 [解析]　性激素屬于脂質，參與調節(jié)生命活動。 [答案]　C (1)葡萄糖作為能源物質，其氧化分解的場所是細胞質基質。 (2)下列一定不含糖的物質或結構是⑥。 ①噬菌體?、贏TP?、勖浮、蹹NA?、轃煵莼ㄈ~病毒 ⑥胰島素 (3)下列物質中②④是構成細胞膜的成分。 ①脂肪?、诹字、坌约に亍、苣懝檀? (4)下列物質屬于生物大分子的是①②④。 ①胰島素?、谔窃、勖撗鹾塑账帷、芎颂呛怂? ⑤脂肪?、蘖字? 高分點撥——類題通法 高考?？嫉摹疤恰? (1)還原糖與非還原糖：還原糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麥芽糖，非還原糖包括蔗糖、多糖等。 (2)RNA、DNA、ATP中的糖依次為核糖、脫氧核糖、核糖。 (3)細胞壁中的糖：纖維素。 (4)細胞膜中的糖：糖蛋白、糖脂。 (5)病毒中的糖：核糖(RNA病毒)、脫氧核糖(DNA病毒)。 (6)血漿中的糖(葡萄糖)：血糖濃度為0.8～1.2 g/mL，高于1.6 g/mL可致糖尿病。 【跟進題組】 命題1　從組成和功能上考查糖類和脂質 1．(2017安徽六安一中高三月考) 漢堡包的制作原料有雞胸肉、面包、雞蛋、生菜等。下列說法正確的是(　　) A．生菜中的纖維素經消化分解可被人體吸收 B．面包中的淀粉進入口腔先被酶催化水解為麥芽糖 C．雞蛋中的化合物含量最少的是糖類，最多的是蛋白質 D．雞胸肉中含有的動物多糖——糖原可被人體直接吸收 解析：選B。纖維素在人體內不被消化分解，A錯誤；唾液中含有唾液淀粉酶，能把淀粉催化水解為麥芽糖，B正確；雞蛋中的化合物含量最少的不是糖類，最多的是水分，C錯誤；動物多糖——糖原必須被分解成葡萄糖后才能被人體吸收，D錯誤。 2．(2017青島高三模擬)下列關于細胞中脂質的說法，正確的是(　　) A．脂質存在于所有細胞中，是組成細胞和生物體的重要有機化合物 B．生物膜的組成成分包括磷脂、膽固醇和脂肪 C．含N元素的脂質包括膽固醇、性激素等 D．維生素A能有效地促進人體腸道對鈣和磷的吸收 解析：選A。脂質包括脂肪、磷脂和固醇等，其中磷脂是構成生物膜的重要成分，因此，脂質存在于所有細胞中，是組成細胞和生物體的重要有機化合物。生物膜中不含脂肪。膽固醇、性激素只含有C、H、O三種元素。維生素D能夠有效促進小腸對鈣和磷的吸收。 1．混淆糖的“水解”與“氧化分解” 多糖和二糖水解的終產物是其單體，如淀粉水解的產物是葡萄糖；氧化分解的終產物是CO2和H2O，即糖參與有氧呼吸后的最終產物。 2．不能全面掌握糖類和脂質的功能 (1)誤認為糖類都能提供能量。如纖維素、核糖和脫氧核糖，它們都不提供能量。 (2)誤認為脂質中只有磷脂才是構成生物膜的成分。膽固醇也是構成細胞膜的成分，特別是動物細胞膜。 命題2　依據信息考查糖類與脂肪的關系 3．(2017南昌二模)如圖是人體內葡萄糖轉化成脂肪的部分過程示意圖，下列有關敘述不正確的是(　　) A．長期偏愛高糖膳食的人，圖示過程會加強而導致體內脂肪積累 B．細胞質基質中有催化過程①的酶，該過程會產生少量[H]和ATP C．酒精是過程②產生的二碳化合物之一 D．在糖尿病患者體內，圖示過程減弱，脂肪分解增加 解析：選C。從圖示過程可以看出，葡萄糖可以轉化為脂肪，故長期攝取糖時，圖示過程會加強，A正確；細胞呼吸第一階段是在細胞質基質中完成的，其產物是丙酮酸、少量[H]和ATP，細胞質基質中有催化過程①的酶，B正確；圖示表示葡萄糖轉化為脂肪的過程，在此過程中糖代謝產生一種非常重要的二碳化合物，經復雜變化可以用于合成脂肪酸，而酒精是某些植物或酵母菌無氧呼吸產生的代謝產物，C錯誤；糖尿病患者因胰島B細胞受損導致胰島素分泌不足，或與胰島素結合的受體不敏感，致使葡萄糖氧化分解下降而使細胞供能不足，機體感覺饑餓，故體內脂肪、蛋白質分解增加，D正確。 命題3　對糖類、脂質、蛋白質及核酸共性的考查 4．(2015高考江蘇卷，1)下列關于淀粉、脂肪、蛋白質和核酸4種生物分子的敘述，正確的是(　　) A．都能被相應的酶水解 B．都是水溶性物質 C．都含C、H、O、N這4 種元素 D．都是人體細胞中的能源物質 解析：選A。A項，淀粉、脂肪、蛋白質和核酸都是細胞內的有機物，都可以被相應的酶水解成小分子物質。B項，脂肪是脂溶性物質，不溶于水。C項，淀粉和脂肪只含有C、H、O三種元素，蛋白質含有C、H、O、N等元素，核酸含有C、H、O、N、P。D項，核酸不能為人體生命活動提供能量，淀粉、脂肪和蛋白質都可為人體生命活動提供能量。 　根據元素的種類和功能推斷有機物的種類 5．(2017金溪一中一模)構成細胞的有機化合物及其組成元素如表，下列敘述中正確的是(　　) 有機化合物 組成元素 甲 C、H、O 乙 C、H、O、N、P 丙 C、H、O、N，很多種類還含有P、S 丁 C、H、O，很多種類還含有N和P A.細胞核中不含甲類化合物 B．細胞膜中不含乙類化合物 C．細胞質基質中不含丙類化合物 D．線粒體中不含丁類化合物 解析：選B。從元素組成分析，甲、乙、丙、丁分別為糖類、核酸、蛋白質和脂質。細胞核中含糖類化合物，細胞質基質中含蛋白質類化合物，線粒體膜中含脂質類化合物磷脂，A、C、D錯誤；細胞膜中不含核酸類化合物，B正確。 　(實驗3)觀察DNA和RNA在細胞中的分布[學生用書P20] 1．實驗原理 (1)甲基綠和吡羅紅對DNA和RNA的親和力不同：甲基綠＋DNA→綠色，吡羅紅＋RNA→紅色。 (2)鹽酸能改變細胞膜的通透性，加速染色劑進入細胞，同時可使染色質中的DNA與蛋白質分離，有利于DNA和染色劑結合。 2．實驗步驟 實驗成功的關鍵點 (1)選材：口腔上皮細胞、無色的洋蔥鱗片葉內表皮細胞。 (2)緩水流沖洗目的：防止載玻片上的細胞被沖走。 (3)幾種試劑在實驗中的作用 試劑 作用 質量分數為0.9%的NaCl溶液 保持口腔上皮細胞的正常生理狀態(tài) 質量分數為8%的鹽酸 ①改變細胞膜的通透性； ②使染色質中DNA與蛋白質分開 蒸餾水 ①配制染色劑；②沖洗載玻片 吡羅紅—甲基綠染液 吡羅紅使RNA呈紅色，甲基綠使DNA呈綠色 【感知考題】 (2017南京統(tǒng)考)在“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗中，下列說法正確的是(　　) A．染色時先用甲基綠染液，再用吡羅紅染液 B．用8%的鹽酸的目的之一是使DNA與蛋白質分離，使DNA水解 C．酒精燈烘干載玻片，可迅速殺死細胞，防止細胞死亡時溶酶體對核酸的破壞 D．用高倍顯微鏡可以比較清楚地看到呈綠色的細胞質和呈紅色的細胞核 [解析]　觀察DNA和RNA在細胞中的分布時，加入的染色劑是甲基綠吡羅紅混合染液，即兩種試劑是同時加 入的，A錯誤。加入鹽酸的目的是增大細胞膜的通透性，并使蛋白質和DNA分離便于染色，但不能使DNA水解，B錯誤。在高倍顯微鏡下可以觀察到呈綠色的細胞核和呈紅色的細胞質，D錯誤。 [答案]　C 不能用哺乳動物成熟的紅細胞觀察DNA和RNA分布的原因是哺乳動物成熟的紅細胞中沒有細胞核，沒有DNA。 高分點撥——類題通法 觀察DNA和RNA在細胞中分布的3個關鍵點 (1)應選擇口腔上皮細胞或無色的洋蔥鱗片葉內表皮細胞，不能用紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞或葉肉細胞，以防止顏色的干擾。 (2)吡羅紅甲基綠染液：混合使用，且現配現用。 (3)DNA和RNA在細胞核和細胞質中均有分布，只是量不同，故結論中強調“主要”而不能說“只”分布于細胞核或細胞質中。 【跟進題組】 1．(2017撫州模擬)觀察人口腔上皮細胞中DNA和RNA的分布實驗中，加入質量分數為8%的鹽酸的作用不包括(　　) A．促使細胞膜上蛋白質變性，有利于染色劑進入細胞 B．改變細胞膜的通透性，加速染色劑進入細胞 C．促使染色質中的DNA與蛋白質分離，有利于染色 D．促使染色質中的DNA解旋，有利于與染色劑結合 解析：選D。染色質中DNA的解旋要靠解旋酶的催化或溫度變化，不是實驗中鹽酸的作用，因此D項錯誤。 2．“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗，運用的原理是(　　) A．單獨利用甲基綠對細胞染色可顯示DNA在細胞中的分布從而推知RNA的分布 B．單獨利用吡羅紅對細胞染色可顯示RNA在細胞中的分布從而推知DNA的分布 C．同時利用甲基綠、吡羅紅對細胞染色，可同時顯示DNA、RNA在細胞中的分布 D．在細胞核、細胞質內可以分別提取DNA、RNA，由此說明DNA、RNA在細胞中的分布 解析：選C?！坝^察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗，其原理是利用甲基綠和吡羅紅對DNA和RNA的親和力不同，前者使DNA呈現綠色，后者使RNA呈現紅色。使用甲基綠和吡羅紅的混合染色劑對細胞染色，根據顏色變化觀察DNA和RNA的分布。 [核心體系構建] [填空]?、偌毎恕、诿撗鹾塑账帷、垭p螺旋結構 ④細胞質?、莺颂呛塑账帷、轈、H、O ⑦C、H、O?、嘀?、磷脂和固醇 [規(guī)范答題必備] 1.細胞內的核酸、核苷酸和堿基 (1)細胞內核苷酸有8種 (2)細胞內的核酸有2種 (3)細胞內的堿基有5種 2.糖類存在場所、組成及作用 (1)植物體內的二糖是蔗糖和麥芽糖。 (2)蔗糖、麥芽糖和乳糖都能水解產生葡萄糖。 (3)淀粉、纖維素和糖原的單體都是葡萄糖。 (4)作為儲能物質的糖類是淀粉和糖原。 (5)纖維素是植物細胞壁的重要成分。 3.脂質元素組成及合成場所 (1)脂肪和固醇類的元素組成是C、H、O。 (2)磷脂的元素組成是C、H、O、N、P。 4.核糖和核酸的元素組成 (1)核糖的元素組成是C、H、O。 (2)核酸的元素組成是C、H、O、N、P。