1、第四课时 第3、4节 遗传信息的携带者核酸、细胞中的糖类和脂质1核酸的结构和功能 2.实验：观察DNA、RNA在细胞中的分布 3.糖类、脂质的种类和作用4实验：生物组织中还原糖、脂肪的鉴定实验考点一 核酸的结构组成和功能特性【回扣教材】1核酸的基本组成单位：_，其分子组成为_。2核酸的种类及比较核酸类别DNARNA基本单位核苷酸碱基A、C、G、TA、C、G、U五碳糖 脱氧核糖核糖化学成分磷酸 磷酸磷酸空间结构两条链一般为一条链核苷酸1分子五碳糖、1分子含氮碱基、1分子无机磷酸3核酸的功能：细胞内携带_的物质，控制_合成。【知识拓展】1.核酸的功能特性(1)构成 DNA 的是 4 种脱氧核苷酸,
2、但成千上万个脱氧核苷酸的排列顺序是多种多样的,DNA 分子具有多样性。(2)每个 DNA 分子的 4 种脱氧核苷酸的比率和排列顺序是特定的,其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表特定的遗传信息。(3)有些病毒只含有 RNA 一种核酸,其核糖核苷酸排列顺序也具有多样性。遗传信息蛋白质2不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况生物类别核酸核苷酸碱基遗传物质举例原核生物和真核生物含有DNA 和RNA 两种核酸85DNA细菌、人等只含DNA44DNA噬菌体病毒只含RNA44RNA烟草花叶病毒【典例精析】【例 1】(2015 新课标全国卷)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 tR
3、NA 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】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,其细胞内没有线粒体,D 项
4、错误。考点二 核酸与蛋白质【知识拓展】蛋白质和核酸的关系(1)核酸控制蛋白质的合成(2)DNA 多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系【总结提升】蛋白质和核酸两者均存在物种特异性,因此可以从分子水平上为生物进化、亲子鉴定、案件侦破等提供依据,但生物体内的水、无机盐、糖类、脂质、氨基酸、核苷酸等不存在物种的特异性。【典例精析】【例 2】如图所示为生物体内某些有机物的组成关系及其功能,其中 C、D、E1、E2 为小分子化合物,F、G、H、I、J 均为大分子化合物。请回答：(1)D 的基本元素组成为。(2)控制细胞遗传性状的物质是(填字母),构成它的单体是。(3)FGH 过程可以发生在、(填细胞结构
5、)中。(4)E1、E2 的区别是。图中 J 代表。【解析】由图可知 C 为核苷酸、D 为氨基酸、E1 为脱氧核苷酸、E2 为核糖核苷酸、F 为 DNA、G 为 mRNA、H 为蛋白质。E1、E2 的区别是碱基种类不同,五碳糖不同。控制细胞遗传性状的物质是 DNA,其基本组成单位是脱氧核苷酸。解答本题的关键是正确识别出 FGH 为中心法则的转录、翻译过程。转录和翻译过程可发生于细胞核、线粒体和叶绿体中。C、H、O、NF脱氧核苷酸细胞核线粒体叶绿体E1中有脱氧核糖,E2中有核糖；E1中有碱基T,而E2中有碱基U酶考点三“观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布”实验【知识拓展】一、实验原理DNA
6、主要分布于细胞核中,RNA 主要分布于细胞质中。甲基绿和吡罗红对 DNA、RNA 的亲和力不同：DNA甲基绿绿色；RNA吡罗红红色。利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色,可以显示DNA 和 RNA 在细胞中的分布。盐酸(HCl)能够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 与蛋白质分离,有利于 DNA 与染色剂结合。二、实验流程图取口腔上皮细胞载玻片上滴一滴0.9%的NaCl溶液 消毒牙签刮口腔内侧壁后涂在液滴上 载玻片在酒精灯上烘干 水解载玻片放入盛有30 mL 8%的盐酸的小烧杯中 大烧杯中加30温水 小烧杯放入大烧杯中保温5 min冲洗涂片：用蒸馏水的缓水流冲洗
7、载玻片 10 s 染色吸水纸吸去载玻片上的水分 用吡罗红、甲基绿染色剂2滴染色5 min 吸去多余染色剂，盖上盖玻片 观察低倍镜观察：选染色均匀、色浅区域，移至视野中央调清晰 高倍镜观察：调细准焦螺旋，观察细胞核、细胞质染色情况三、实验现象及相关结论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四、注意问题0.9%的 NaCl 溶液是为了保持口腔上皮细胞正常形态。DNA 主要存在于细胞核,少量存在于细胞质的叶绿体、线粒体中,RNA 主要存在于细胞质中,少数存在于细胞核中,即两个部位两种核酸都有分布,只是量的多少不同而已。选口腔上皮细
8、胞而不选植物叶肉细胞,是为了避免叶绿体中色素的干扰。【典例精析】【例 3】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()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B【解析】甲基绿和吡罗红对 DNA 和 RNA 的亲和力不同,所以不用分别加入,A 错误；用口腔上皮细胞而不用叶肉细胞是因为叶肉细胞会影响颜色的观察,C 错误；在8%的盐酸溶液
9、中水解的主要目的是改变细胞膜的通透性,使染色体中的 DNA 与蛋白质分离,有利于 DNA 与染色剂结合,D 错误。考点四 细胞中的糖类、脂质【回扣教材】一、细胞中的糖类1.组成元素：。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,可直接被细胞,如、果糖、核糖等。(2)：两分子脱水缩合而成,必须水解成单糖才能被吸收,常见种类有蔗糖、和乳糖。(3)：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,动物细胞中的。3.功能：细胞的物质,其中“生命的燃料”是指；是组成,如是构成植物细胞壁的成分。C、H、O再水解的糖吸收葡萄糖二糖单糖麦芽糖多糖淀粉、纤维素
10、糖原能源葡萄糖细胞壁的重要成分纤维素二、细胞中的脂质1.组成元素：主要由,有的还含有 P 和 N。2.分类：分为和固醇三类。3.功能(1)脂肪是细胞内良好的,还有等作用。(2)磷脂是构成的重要成分。(3)固醇类物质包括胆固醇、和维生素 D 等。胆固醇是构成的重要成分,在人体内还参与血液中的运输；性激素能促进人和动物的发育以及的形成；维生素 D 能有效地促进人和动物肠道对的吸收。C、H、O脂肪、磷脂储能物质保温细胞膜性激素细胞膜脂质生殖器官生殖细胞钙和磷【知识拓展】一、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
11、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.单糖中的葡萄糖、果糖及二糖中的麦芽糖是还原糖，可用斐林试剂鉴定，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,氧化分解产生能量。二、细胞的能源物质及能量供应细胞的能源物质细胞中的糖类、脂肪、蛋白质都含有大量的化学能,都可以氧化分解为生命活动供能,产物
12、中都有 CO2、H2O。(1)三大能源物质的供能顺序为：糖类脂肪蛋白质,这是由它们的生理功能所决定的。(2)主要的能源物质：糖类。为生物体提供所需能量的70%以上。(3)主要的储能物质：脂肪,含能量高。其他储能物质还有动物细胞中的糖原、植物细胞中的淀粉。(4)直接能源物质：ATP。【典例精析】【例 4】下列有关糖类和脂质的叙述,不正确的是()A.脂质中的磷脂是构成细胞膜的重要物质,所以细胞都含有磷脂B.植物细胞中的多糖主要是淀粉和纤维素,动物细胞中的多糖主要是乳糖和糖原C.固醇类物质在细胞的营养、调节和代谢中具有重要功能D.葡萄糖、核糖、脱氧核糖是动植物细胞共有的B【解析】磷脂是构成细胞膜的主
13、要成分,所有细胞都有细胞膜,A 正确；淀粉、纤维素、糖原都是多糖,乳糖是二糖,B 错误；固醇类物质包括胆固醇、性激素、维生素 D 等,它们在细胞的营养、调节和代谢中具有重要功能,C 正确；葡萄糖、核糖和脱氧核糖在动植物细胞中都存在,D 正确。考点五 生物组织中还原性糖、脂肪的鉴定【知识拓展】某些化学试剂能够使生物组织中的有机化合物产生特定的颜色反应。一、实验原理还原糖斐林试剂热水浴（50 65）砖红色沉淀脂肪苏丹染液镜检 橘黄色苏丹染液镜检 红色蛋白质双缩脲试剂紫色二、实验流程1.还原性糖的鉴定2.脂肪的鉴定【典例精析】【例 5】还原糖、脂肪、蛋白质和 RNA 四种有机物的鉴定实验中,选材或操
14、作正确的是()A.用斐林试剂检测胡萝卜汁中的还原糖B.向花生种子匀浆中滴加苏丹染液检测脂肪C.将双缩脲试剂 A 液与 B 液混合,摇匀后检测豆浆中的蛋白质D.常温条件下,核糖核酸与甲基绿作用,呈现绿色B【解析】用斐林试剂检测还原糖需要通过观察结果的砖红色颜色变化,而胡萝卜汁中本身含有红色色素会干扰结果的颜色,所以 A 错误。花生种子匀浆中含较多的脂肪,所以可以用苏丹染液检测脂肪,B 正确。双缩脲试剂 A液与 B 液必须先加 A 液,摇匀后,再加 B 液来检测豆浆中的蛋白质,C 错误。核糖核酸(RNA)与吡罗红亲和显红色；DNA 与甲基绿亲和显绿色,D 错误。课时练习四一、选择题(每小题只有一个
15、正确选项)1.下列各项中,不属于核酸功能的是()A.它是生物的遗传物质B.携带遗传信息,对生物的遗传有重要作用C.核酸分子的变化可能引起生物的变异D.贮存能量供应生命活动D【解析】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,故 A、B、C 项均不符合题意；贮存能量供应生命活动不是核酸的功能,D 项符合题意。2.以下关于 DNA 与 RNA 特点的比较,叙述正确的是()A.在细胞中分布的主要部位相同B.DNA 不含尿嘧啶,RNA 不含胸腺嘧啶C.DNA 和 RNA 都由两条核苷酸链组成D.DNA 和 RNA 在同种生物的不同细胞中含量相同B【解析】
16、DNA 主要分布在细胞核中,而 RNA 主要分布在细胞质中,A 错误；DNA 含有胸腺嘧啶,不含尿嘧啶,RNA 含有尿嘧啶,不含胸腺嘧啶,B 正确；DNA 一般是双链,RNA 一般是单链,C 错误；线粒体中也有 DNA,同种生物不同细胞中 DNA 和 RNA 的含量都不相同,D 错误。3下列各种生物中关于组成核酸的碱基、核苷酸、五碳糖种类的描述正确的是()AT4 噬菌体B烟草叶肉细胞C烟草花叶病毒D豌豆根毛细胞碱基5 种5 种4 种8 种核苷酸5 种8 种8 种8 种五碳糖1 种2 种2 种2 种B4.在下列四种化合物的化学组成中,“”中所对应的含义最接近的是()A.和 B.和 C.和 D.和
17、D【解析】据图中结构可知,是 ATP,A 代表的是腺苷(即一个腺嘌呤和一个核糖),所以圆圈中的是腺嘌呤核糖核苷酸,是核糖核苷酸,所以圆圈中是腺嘌呤,是一段 DNA 双链,所以圆圈中的是腺嘌呤脱氧核苷酸,是一段 RNA 单链,所以圆圈中的是腺嘌呤核糖核苷酸,故选D。5.下列对核酸的说法,正确的是()人体中含 A、C、T 这 3 种碱基的核苷酸共有 5 种 只要把 DNA 单链中的 T 换成 U 就是 RNA 了 老鼠细胞质中的遗传物质是 RNA 一种病毒同时含有DNA 和 RNA 原核细胞中既有 DNA,也有 RNA 只有 DNA 能携带遗传信息A.只有B.C.D.A【解析】人体内由 A 碱基参
18、与合成的核苷酸有 2 种,由 C 碱基参与合成的核苷酸有 2 种,由 T 碱基参与合成的核苷酸有 1 种,正确；DNA 的基本单位是脱氧核糖核苷酸,RNA的基本单位是核糖核苷酸,两者之间五碳糖也不同,不仅仅是碱基的区别,错误；老鼠的遗传物质是 DNA,错误；病毒只有一种核酸,要么是 DNA,要么是 RNA,错误；原核细胞具有细胞结构,细胞内既有 DNA,也有RNA,只有病毒的体内只含有一种核酸,正确；有些病毒的遗传物质是 RNA,也可以携带遗传信息,错误。6.下列关于生物体内有机物的叙述,正确的是()A.脂质不参与生命活动的调节B.核酸可控制细胞代谢过程和生物性状C.糖类不参与细胞识别和免疫调
19、节D.蛋白质是生物体主要的能源物质B【解析】有的脂质参与生命活动的调节,如性激素(属于固醇类)参与激素调节,A 错误；核酸是生物体储存遗传信息的物质,DNA 是主要的遗传物质,可控制细胞代谢和生物性状,B 正确；细胞识别主要与细胞表面的糖蛋白有关,糖蛋白是由多糖和蛋白质结合形成的,C 错误；生物体主要的能源物质是糖类,D 错误。7.果实在成熟过程中,要经过复杂的生化转变,才能使果实的色、香、味发生很大的变化。下图表示的是某品种苹果成熟期有机物含量的变化情况。请据图分析,下列说法错误的是()BA.由图可知,10 月的苹果要比 8 月甜B.在成熟苹果的细胞中,含量最多的有机物是果糖C.9 月,果糖
20、和蔗糖含量的增加可能是因为淀粉水解转变成可溶性糖D.有机酸被彻底氧化分解的产物是 CO2 和 H2O【解析】在苹果成熟期有机物含量不断变化,前期细胞中酸的含量较多,后期果糖含量较多,B 错误。8.下列关于脂质的说法,错误的是()A.胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分B.脂质具有构成生物膜、调节代谢等生物学功能C.使用苏丹染色,可使脂肪呈现橘黄色D.脂肪氧化分解提供能量比等质量糖类多,是主要能源物质D【解析】胆固醇是构成动物细胞膜的重要组成成分,此外胆固醇在人体内还参与血液中脂质的运输,A 正确；脂质中的磷脂是构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分,性激素能调节代谢,B 正确；脂肪可用苏丹染液(或苏丹
21、染液)鉴定,呈橘黄色(或红色),所以使用苏丹检测脂肪,预期显色结果是呈现橘黄色,C 正确；脂肪氧化分解提供能量比等质量糖类多,是主要的储能物质,D 错误。9.下列与核酸有关的说法正确的是()A.含 RNA 的生物一定含 DNAB.含 DNA 的生物一定含 RNAC.含 RNA 的细胞器一定含 DNAD.含 DNA 的活细胞一定含 RNAD【解析】含 RNA 的生物不一定含 DNA,如 RNA 病毒,A 错误；含 DNA 的生物不一定含 RNA,如噬菌体病毒,B 错误；含 RNA 的细胞器不一定含 DNA,如核糖体由RNA 和蛋白质构成,C 错误；活细胞内含有 DNA 和 RNA,故含 DNA
22、的活细胞一定含 RNA,D 正确。10.在生物组织中还原糖、油脂和蛋白质三种有机物的鉴定实验中,以下操作错误的是()A.只有油脂的鉴定需要使用显微镜B.用双缩脲试剂检测蛋白质时不需要加热C.使用斐林试剂需现配现用D.在还原糖的鉴定中,可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀D【解析】生物组织中还原糖、油脂和蛋白质的鉴定,是根据其与某种试剂产生特定的颜色反应进行的。在题目给出的选项中,还原糖的鉴定需要加斐林试剂,同时还要水浴加热,不能直接加热产生砖红色沉淀。11.下列关于实验操作步骤的叙述中,正确的是()A.用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液,可直接用于蛋白质的鉴定B.脂肪的鉴定需要显微镜才能看到
23、被苏丹染成橘黄色的脂肪颗粒C.鉴定可溶性还原糖时,要加入斐林试剂甲液摇匀后,再加入乙液D.用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂 A 液与 B 液要混合均匀后,再加入含样品的试管中,且必须现混现用B【解析】要注意不同鉴定实验之间的差别；斐林试剂与双缩脲试剂的异同,A 液、B 液的配制方法或使用顺序；脂肪的鉴定中,由于脂肪颗粒小且分散在细胞中,所以观察时需要借助于显微镜。二、非选择题12.下图的分子结构为某种核苷酸,已知分子结构式的右上角部分为腺嘌呤碱基。请仔细观察分析后回答下列问题：(1)该核苷酸的生物学名称为。其组成元素包括：。(2)该核苷酸是构成的基本原料。由该核苷酸构成的核酸含有种碱基；其特有的碱基
24、是。腺嘌呤核糖核苷酸C、H、O、N、P核糖核酸(RNA)4U(3)在“验证 DNA 和 RNA 的分布实验”中,将口腔上皮细胞浸到质量分数为 0.9%的 NaCl 溶液中的目的是。该实验材料也可以用植物细胞来做,但如果用植物细胞则要选择的细胞,是为了。【解析】(1)图中五碳糖是核糖,含氮碱基为腺嘌呤,因此该核苷酸的名称为腺嘌呤核糖核苷酸,其组成元素有C、H、O、N、P。(2)核苷酸是构成核酸的基本单位,构成 RNA 的碱基有 4 种,包括 A、C、G、U,而 DNA 含有的碱基为 A、T、C、G,故特有的为 U。(3)在验证 DNA 和 RNA 的分布实验中,需要加 0.9%的 NaCl 溶液
25、,来维持细胞的形态。该实验 DNA 与甲基绿染成绿色,RNA 与吡罗红染成红色,因此材料本身不能有颜色,否则会产生影响。维持细胞的正常形态,有利于观察浅颜色防止显色反应被遮蔽13.据药理研究,一种茅草的根内含有降血糖的因子及多种有益于健康的成分,某公司将它开发成一种保健饮料。该产品是否适用于糖尿病患者,生物学兴趣小组的同学以此作为研究课题。请你完成下面的实验鉴定报告。(1)实验目的：鉴定一种茅草的根是否含有还原性糖和淀粉。(2)实验原理：还原性糖可用试剂,淀粉可用来检测。(3)实验器材：一种茅草根、所需试剂、研钵、烧杯、试管、沙布、漏斗、酒精灯、试管夹、火柴、滴管等。(4)实验步骤：用研钵将一
26、种茅草根磨碎,过滤,取其滤液。取 A、B 两支试管,各加入 2 mL 滤液。往 A 试管中加入摇匀,放入盛有 50 60 温水的大烧杯中加热约 2 min。观察试管中的颜色变化。斐林碘液2 mL现配制的斐林试剂往 B 试管中加入,观察试管中的颜色变化。(5)可能出现的实验现象及分析：;2滴碘液如果A试管出现砖红色沉淀,说明这种茅草的根含有还原性糖；如果A试管没有砖红色沉淀,说明这种茅草的根不含还原性糖如果B试管出现蓝紫色,说明这种茅草的根含有淀粉；如果B试管没有出现蓝紫色,说明这种茅草的根不含淀粉【解析】(2)还原糖能与斐林试剂在水浴条件下生成砖红色沉淀；淀粉遇碘液变蓝。(4)斐林试剂需要现配现用,反应条件为 50 60 温水浴中加热；鉴定淀粉时需要加入碘液,常温下即可。(5)斐林试剂鉴定还原糖时若出现砖红色沉淀,说明茅草根含有还原糖,否则不含还原糖；淀粉遇碘变蓝,可以根据是否变蓝推测淀粉的有无。