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第4讲细胞中的核酸、糖类和脂质[考纲要求]1.核酸的结构和功能(Ⅱ)。2.糖类、脂质的种类和作用(Ⅱ)。3.实验：观察DNA、RNA在细胞中的分布。考点01核酸的组成、结构与功能一有关本考点备考基础点再熟悉1．核酸的结构层次2．核酸分子的多样性和特异性(1)多样性：构成DNA分子的脱氧核苷酸虽然只有4种，但成千上万个脱氧核苷酸的排列顺序是极其多样的，所以DNA分子具有多样性。(2)特异性：每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的比例和排列顺序是特定的，其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的遗传信息。3．核酸的功能和分布遗传信息遗传变异蛋白质合成细胞核细胞质4．不同生物的核酸、核苷酸及碱基的归纳二深度思考几个相关问题1．RNA和DNA的区别主要体现在五碳糖、含N碱基及空间结构三个方面，你能否具体说明？答案：三个方面为：(1)五碳糖方面——DNA含“脱氧核糖”()，RNA含核糖()。(2)含N碱基方面——DNA有“T”无“U”，RNA有“U”无“T”。(3)空间结构方面——DNA一般为规则的双螺旋结构，RNA一般为单链。2．下面的图1、图2均涉及蛋白质、核酸元素组成及其内在关系，请仔细辨析并解读。图1图2(1)图1中由A、B、C三种大分子之间的关系可推断A为________、B为________、C为________，甲是________，乙是________，丙是________；单体a、b、c分别为____________、____________和________；元素X为________，Y为________。(2)染色体的主要成分是__________________，核糖体的主要成分是______________________，因此图2中甲、乙、丙分别是________、________和________，a是________，b是________。DNARNA蛋白质DNA复制转录翻译脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸N、PNDNA和蛋白质RNA和蛋白质DNARNA蛋白质核苷酸氨基酸一历年高考有关本考点的命题1．[2015·全国卷Ⅱ]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解析：DNA与ATP都由C、H、O、N、P五种元素组成，A正确。一个tRNA分子中只有一个反密码子，B正确。T2噬菌体的核酸是DNA，它的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，C正确。控制细菌性状的基因位于拟核和质粒DNA上，细菌无线粒体，D错误。[高考题延伸思考]探究1DNA与RNA(母题变式)DNA与RNA在分子组成上的区别是DNA含有__________________，RNA含有________________。探究2病毒中的核酸(母题变式)病毒只含有________种核酸，根据其含有核酸的不同，分为两种：________病毒和________病毒，T2噬菌体属于________病毒。脱氧核糖和胸腺嘧啶核糖和尿嘧啶一DNARNADNA探究3三看法判断DNA和RNA(方法总结)RNADNADNARNADNARNA2.[2017·上海卷]同学们用下图所示的4种卡片分两组搭建DNA模型。有一组的卡片中有20个T和40个C；另一组同学有20个A和40个G。两组所取的卡片都恰好够搭建模型，这两组同学搭建的DNA模型最可能()A．长度一样，顺序也一样B．长度一样，顺序不一样C．长度不一样，顺序一样D．长度不一样，顺序也不一样B解析：根据题意可知，两组同学的卡片总数相等，因此搭建的DNA模型长度一样；由于两组的卡片中碱基类型不同，并且构建模型时卡片随机排列，因此搭建的DNA模型顺序不一样，故B项正确。3．[2017·浙江卷]与DNA分子相比，RNA分子特有的碱基是()A．鸟嘌呤(G)B．胞嘧啶(C)C．尿嘧啶(U)D．腺嘌呤(A)解析：DNA有A、T、C、G四种碱基，RNA有A、U、C、G四种碱基，故选C。C4．[2014·课标全国卷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C解析：本题考查核酸的结构、代谢、分布和鉴定。RNA聚合酶参与转录过程中DNA的解旋和mRNA的合成。植物细胞的线粒体和叶绿体属于半自主性细胞器，内部含有DNA，能够进行复制、转录和翻译。双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过磷酸二酯键连接的。甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色，二者常用于观察核酸在细胞内的分布。5．[2013·课标全国卷Ⅱ]关于DNA和RNA的叙述，正确的是()A．DNA有氢键，RNA没有氢键B．一种病毒同时含有DNA和RNAC．原核细胞中既有DNA，也有RNAD．叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNAC解析：本题考查核酸的结构、种类和存在部位。DNA为双链，两条链间以氢键连接，RNA为单链，但也有双链区域，如tRNA三叶草构象，双链区域也含氢键；病毒是非细胞生物，只含有DNA或RNA一种核酸；细胞生物都含有DNA和RNA；线粒体、叶绿体为半自主性细胞器，具有DNA，核糖体含rRNA和蛋白质。6．[2014·广东卷]以下细胞结构中，RNA是其结构组分的是()A．液泡B．核糖体C．高尔基体D．溶酶体B解析：核糖体由rRNA和蛋白质构成，B正确，A、C、D错误。二近期各地市有关本考点的命题1．[2018·河南安阳一模]下列有关RNA或DNA的叙述，正确的是()A．RNA病毒侵入人体细胞后RNA和蛋白质组装成病毒的核糖体B．利用酶的专一性可探究某未知病毒的遗传物质是DNA还是RNAC．双链DNA中碱基数目等于磷酸二酯键数目D．鱼体内的遗传物质初步水解后可得到8种核苷酸B解析：病毒没有细胞结构，故没有核糖体，A错误。由于酶具有专一性，利用DNA酶或RNA酶可探究某未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA，B正确。双链DNA中磷酸与脱氧核糖之间通过磷酸二酯键交替连接，故脱氧核糖数目＝磷酸二酯键数目＋2，又脱氧核糖数目＝碱基数目，因此碱基数目＝磷酸二酯键数目＋2，C错误。鱼体内同时含有DNA和RNA，但其遗传物质是DNA，故鱼体内的遗传物质初步水解产物是4种脱氧核苷酸，D错误。2．[2018·四川成都一模]下列有关核酸的叙述，正确的是()A．核仁与三种RNA的合成及核糖体的形成有关B．DNA、RNA被彻底水解后得到的产物有12种C．细菌细胞中不存在既含有蛋白质又含有核酸的结构D．核酸与磷脂含有相同的元素D解析：核仁只与rRNA的合成有关，因rRNA参与核糖体的形成，故核仁与核糖体的形成有关，A错误。DNA、RNA被彻底水解后可得到小分子的五碳糖(共2种)、含氮碱基(共5种)和磷酸(1种)，即彻底水解后的产物共有8种，B错误。细菌中含有核糖体，核糖体是由核酸和蛋白质构成的结构，C错误。核酸和磷脂都由C、H、O、N、P五种元素组成，D正确。3．如图表示化合物a和m参与化合物b的构成情况，下列叙述不正确的是()A．若m为腺嘌呤，则b可能为腺嘌呤核糖核苷酸B．在噬菌体、烟草花叶病毒体内b均为4种C．若a为核糖，则ADP脱去一个磷酸后，可形成bD．若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸可存在于HIV中D解析：图示b为核苷酸，m为含氮碱基，a为五碳糖。若m为腺嘌呤，则b为腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脱氧核苷酸，A项正确；病毒只含有一种核酸(DNA或RNA)，其核苷酸种类均为4种，B项正确；若ADP水解可形成b，则a为核糖，C项正确；HIV的遗传物质是RNA，其基本单位为核糖核苷酸，故a应为核糖，D项错误。4．[2018·山东聊城期中]甲图表示某些重要化合物的元素组成和功能关系，乙图表示甲图中某物质的分子结构式。下列叙述中正确的是()甲乙CA．乙图表示的物质是甲图中的单体aB．甲图中的X表示的元素是N，Y表示的元素是N和PC．C由m个氨基酸构成，含n条肽链，其中有z个环状多肽，则完全水解C共需水分子(m－n＋z)个D．甲图中过程①②③的碱基配对方式完全相同解析：由题图分析知，乙图表示某种核糖核苷酸的结构简式，对应于甲图中的单体b，A错误；由题图分析知，甲图中的X表示的元素是N、P，Y表示的元素是N，B错误；题图中的C是蛋白质，由m个氨基酸构成，含n条肽链，其中有z个环状多肽，该蛋白质中含有的肽键数＝氨基酸数－链状肽链数＝m－(n－z)＝m－n＋z(个)，所以该蛋白质完全水解共需要的水分子数＝肽键数＝m－n＋z(个)，C正确；甲图中的①为DNA复制过程，该过程中的碱基互补配对方式为A—T、T—A、C—G、G—C，②为转录过程，该过程中的碱基互补配对方式为A—U、T—A、C—G、G—C，③为翻译过程，该过程中的碱基互补配对方式为A—U、U—A、C—G、G—C，碱基配对的方式不完全相同，D错误。1．辨析DNA、RNA、ATP及核苷酸中“A”的含义2．不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况3.DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系4．列表比较核酸和蛋白质的区别与联系考点02细胞中的糖类和脂质一有关本考点备考基础点再熟悉1．细胞中的糖类核糖脱氧核糖淀粉纤维素C、H、O蔗糖麦芽糖果糖2．脂质的种类和功能脂肪磷脂胆固醇性激素维生素D3.糖类与脂质的比较拓展提升(1)糖类和脂肪均由C、H、O三种元素组成，氧化分解时均产生CO2、H2O，同时释放能量。但脂肪中氢的含量远远高于糖类，所以同质量的脂肪和糖类氧化分解，脂肪耗氧量多，放能多，产生水多。(2)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。二深度思考几个相关问题1．下列哪类物质或结构一定不含糖？①噬菌体②ATP③酶④DNA⑤烟草花叶病毒⑥胰岛素提示：①④中含脱氧核糖，②⑤中含核糖，③可能为核酸，则该酶含核糖(为RNA)，⑥的化学本质为蛋白质，一定不含糖。2．生物膜中的“脂质”就是指的“磷脂”，对吗？提示：构成生物膜的脂质并非只有磷脂。磷脂是构成生物膜的基本骨架，胆固醇也是构成动物细胞膜的成分。3．糖类是否均可作为“能源物质”？提示：糖类并非都能提供能量，纤维素是组成植物细胞壁的成分，核糖和脱氧核糖是组成核酸的成分，它们都不提供能量。一历年高考有关本考点的命题1．[2017·海南卷]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解析：胆固醇是高等动物细胞的重要组分，它与长链脂肪酸形成的胆固醇酯是血浆脂蛋白(参与血脂运输)及细胞膜的重要组分；胆固醇是动物组织中其他固醇类化合物如胆汁醇、性激素、肾上腺皮质激素、维生素D3等的前体，A、D正确。糖原属于糖类，只由C、H、O三种元素组成，B错误。脂肪与糖原都属于储能物质，C正确。[高考题延伸思考]探究1题干信息变式(母题变式)脂肪与糖原都是细胞内的储能物质，它们氧化分解时___________(脂肪/糖原)消耗O2多、释放能量多？原因是______________________________________________。脂肪脂肪分子中氧的含量少于糖类，而氢的含量多于糖类探究2选项信息变式(母题变式)胆固醇有害无益，是吗？原因是____________________________________________________________________________________________。不是；胆固醇是高等动物细胞膜的重要组成成分，在人体内还参与血液中脂质的运输2．[2017·江苏卷]下列关于糖类的叙述，正确的是()A．葡萄糖是细胞生命活动的直接能源B．多糖是由许多单糖连接而成的多聚体C．淀粉是动植物细胞内重要的储能物质D．纤维素可以作为植物细胞