1、第 4 讲遗传信息的携带者核酸细胞中的糖类和脂质一、核酸的结构和功能一、核酸的结构和功能1结构结构(1)核酸的基本组成单位是核苷酸，其中核酸的基本组成单位是核苷酸，其中DNA的基的基本组成单位是本组成单位是 ，RNA的基本组成单位的基本组成单位是是 。(2)一个核苷酸是由一分子一个核苷酸是由一分子 、一分、一分子子 和一分子磷酸组成的。和一分子磷酸组成的。主干知识整合脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸含氮的碱基含氮的碱基五碳糖五碳糖(3)DNA和和RNA在化学组在化学组成上的区别是成上的区别是DNA含含有有 ，而而RNA则含有则含有 。2功能：功能：是细胞内携带是细胞内携带 的物质，在生
2、物的的物质，在生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成中有重要作用。遗传、变异和蛋白质的生物合成中有重要作用。脱氧核糖和胸腺嘧啶脱氧核糖和胸腺嘧啶核糖和尿嘧啶核糖和尿嘧啶遗传信息遗传信息【特别提醒】脱氧核苷酸和核糖核苷酸的区别是五碳糖不同。脱氧核苷酸和核糖核苷酸的区别是五碳糖不同。DNA和和RNA都可携带遗传信息，但具体到某一种生物都可携带遗传信息，但具体到某一种生物时，其遗传物质只能是其中的一类。时，其遗传物质只能是其中的一类。二、细胞中的糖类和脂质二、细胞中的糖类和脂质1糖类糖类(1)元素组成：元素组成：C、H、O。(2)分类、相互关系、特点及实例分类、相互关系、特点及实例葡萄糖葡萄糖果糖果糖单
3、糖单糖麦芽糖麦芽糖乳糖乳糖淀粉、纤维素淀粉、纤维素糖原糖原(3)生理功能生理功能细胞中的主要细胞中的主要 ，如葡萄糖是如葡萄糖是“生命的燃料生命的燃料”。组成生物体的重要成分，组成生物体的重要成分，如如 是构成细胞壁的成分。是构成细胞壁的成分。2脂质脂质(1)元素组成：主要是元素组成：主要是C、H、O三种元素，有些还含三种元素，有些还含有有P和和N。能源物质能源物质纤维素纤维素(2)种类及功能种类及功能 种类种类生理功能生理功能脂肪脂肪细胞内良好的细胞内良好的 保温、缓冲和减压作用保温、缓冲和减压作用磷脂磷脂构成构成 的重要成分的重要成分固固醇醇胆固醇胆固醇构成细胞膜的重要成分构成细胞膜的重要
4、成分参与血液中参与血液中脂质脂质的运输的运输性激素性激素促进促进 的发育和的发育和 的形成的形成维生素维生素D促进肠道对促进肠道对 的吸收的吸收储能物质储能物质生物膜生物膜生殖器官生殖器官生殖细胞生殖细胞钙和磷钙和磷【特别提醒】脂肪与糖类的元素组成相同，都只含脂肪与糖类的元素组成相同，都只含C、H、O三三种元素，但脂肪中氧的含量低于糖类，氢的含量高于糖种元素，但脂肪中氧的含量低于糖类，氢的含量高于糖类。类。考点一：DNA与与RNA的比较的比较高频考点突破分类分类脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸核糖核酸(RNA)组成单位组成单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸成成分分磷酸磷酸H
5、3PO4H3PO4五碳糖五碳糖脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖含氮碱基含氮碱基A、G、C、TA、G、C、U结构结构规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构常为单链常为单链功功能能能进行复制、转录过能进行复制、转录过程，从而实现遗传信程，从而实现遗传信息的传递，是主要的息的传递，是主要的遗传物质遗传物质作为遗传物质：只在作为遗传物质：只在RNA病病毒中毒中参与蛋白质合成：传递遗传参与蛋白质合成：传递遗传信息信息(mRNA)，组成核糖体，组成核糖体(rRNA)，运输氨基酸，运输氨基酸(rRNA)催化作用：酶的一种催化作用：酶的一种存在存在主要存在于细胞核，主要存在于细胞核，少量在线粒体和叶绿少量在线粒体和叶绿体中
6、体中主要存在于细胞质中主要存在于细胞质中【对位训练】1(2012盐城调研盐城调研)甲学者将甲学者将HIV病毒的遗传物质病毒的遗传物质彻底水解后得到彻底水解后得到A、B、C三种化合物，乙学者将组成三种化合物，乙学者将组成T2噬菌体的遗传物质彻底水解后得到了噬菌体的遗传物质彻底水解后得到了A、B、D三种化合三种化合物。你认为物。你认为C、D两种化合物分别指的是两种化合物分别指的是A尿嘧啶、胸腺嘧啶尿嘧啶、胸腺嘧啶B胸腺嘧啶、尿嘧啶胸腺嘧啶、尿嘧啶C核糖、脱氧核糖核糖、脱氧核糖 D尿嘧啶、腺嘌呤尿嘧啶、腺嘌呤解析解析HIV病毒的遗传物质是病毒的遗传物质是RNA，彻底水解后，彻底水解后得到的核糖、碱基
7、、磷酸；得到的核糖、碱基、磷酸；T2噬菌体的遗传物质是噬菌体的遗传物质是DNA，彻底水解后得到的脱氧核糖、碱基、磷酸。，彻底水解后得到的脱氧核糖、碱基、磷酸。C、D分别是核糖和脱氧核糖。分别是核糖和脱氧核糖。答案答案C 2(2011泰兴模拟泰兴模拟)下列化合物的组成中，含有胸下列化合物的组成中，含有胸腺嘧啶的是腺嘧啶的是AATP BtRNACmRNA DDNA解析解析胸腺嘧啶是胸腺嘧啶是DNA所特有的碱基，所特有的碱基，ATP中含有中含有的碱基是腺嘌呤。的碱基是腺嘌呤。答案答案D1肽键和磷酸二酯键的形成肽键和磷酸二酯键的形成 考点二：蛋白质与核酸蛋白质与核酸(1)两种化学键的形成都伴随着两种化
8、学键的形成都伴随着H2O生成，都是吸能反生成，都是吸能反应，都消耗应，都消耗ATP。(2)肽键的断裂需要蛋白酶或肽酶；磷酸二酯键的形成肽键的断裂需要蛋白酶或肽酶；磷酸二酯键的形成需需DNA聚合酶或聚合酶或DNA连接酶连接酶(片段连接片段连接)，断裂需，断裂需DNA水解酶水解酶或限制酶。或限制酶。(3)肽键形成场所肽键形成场所核糖体；磷酸二酯键形成场所核糖体；磷酸二酯键形成场所细细胞核、叶绿体、线粒体等。胞核、叶绿体、线粒体等。2蛋白质与核酸的关系蛋白质与核酸的关系(1)生物多样性的直接原因是蛋白质多样性；根本原因生物多样性的直接原因是蛋白质多样性；根本原因是是DNA多样性多样性(不能说核酸多样
9、性，因为核酸有两种不能说核酸多样性，因为核酸有两种)；同一；同一生物不同部位细胞形态功能不同的根本原因是基因的选择性生物不同部位细胞形态功能不同的根本原因是基因的选择性表达表达(转录形成的转录形成的mRNA不同不同)。(2)蛋白质、核酸的结构及种类具有物种差异性，因而蛋白质、核酸的结构及种类具有物种差异性，因而可以从分子水平上，通过分析不同物种的核酸和蛋白质来区可以从分子水平上，通过分析不同物种的核酸和蛋白质来区分或判断不同物种间的亲缘关系，也可用于刑事案件的侦破分或判断不同物种间的亲缘关系，也可用于刑事案件的侦破或亲子鉴定。生物体内的水、无机盐、糖类、脂质、氨基酸或亲子鉴定。生物体内的水、无
10、机盐、糖类、脂质、氨基酸等则不具有物种差异性。等则不具有物种差异性。【对位训练】3如图是人体细胞中两种重要有机物如图是人体细胞中两种重要有机物B、E的元素的元素组成及相互关系图，关于此图的叙述不正确的是组成及相互关系图，关于此图的叙述不正确的是A细胞核中能发生细胞核中能发生EG的过程的过程BB具有多种重要功能是由于具有多种重要功能是由于b的种类、数目、排列次的种类、数目、排列次序及所形成化合物的空间结构不同序及所形成化合物的空间结构不同CE具有多样性的根本原因是具有多样性的根本原因是B的排列顺序不同的排列顺序不同DE是人的遗传物质是人的遗传物质解析解析从图中可以看出从图中可以看出b、e、B，E
11、分别是氨基酸，脱分别是氨基酸，脱氧核苷酸、蛋白质、氧核苷酸、蛋白质、DNA，EG表示转录过程，能发生在表示转录过程，能发生在细胞核中，细胞核中，E具有多样性的根本原因是具有多样性的根本原因是e的排列次序不同。的排列次序不同。答案答案C 4(2012南京市高三质量检测南京市高三质量检测)生物体的生命活动都有共同的物质基生物体的生命活动都有共同的物质基础，图示中础，图示中a、b为有机小分子物质，为有机小分子物质，甲、乙、丙代表有机大分子物质，已甲、乙、丙代表有机大分子物质，已知核糖体是由知核糖体是由RNA和蛋白质构成的。和蛋白质构成的。则相关叙述正确的是则相关叙述正确的是A在人体细胞内，在人体细胞
12、内，a共有共有5种种Bb在细胞核中经缩合反应合成丙在细胞核中经缩合反应合成丙C区分甲与乙的依据是组成它们的五碳糖不同区分甲与乙的依据是组成它们的五碳糖不同D在某人的神经细胞和肝细胞中，甲一般不同，在某人的神经细胞和肝细胞中，甲一般不同，丙一般相同丙一般相同解析解析染色体的主要成分是染色体的主要成分是DNA和蛋白质，核糖和蛋白质，核糖体的主要成分是体的主要成分是RNA和蛋白质，据此可推断甲是和蛋白质，据此可推断甲是DNA，乙是乙是RNA，丙是蛋白质，丙是蛋白质，a是核苷酸，在人体细胞内有是核苷酸，在人体细胞内有8种，种，b是氨基酸。氨基酸脱水缩合形成蛋白质在核糖体是氨基酸。氨基酸脱水缩合形成蛋白
13、质在核糖体中进行。在人神经细胞和肝细胞中，中进行。在人神经细胞和肝细胞中，DNA一般相同，而一般相同，而蛋白质不同。蛋白质不同。DNA和和RNA的分类依据是根据组成它们的的分类依据是根据组成它们的五碳糖不同。五碳糖不同。答案答案C考点三：糖类和脂质的比较糖类和脂质的比较 名称名称项目项目糖类糖类脂质脂质区区别别元素组成元素组成C、H、OC、H、O(N、P)种类种类单糖、二糖、多糖单糖、二糖、多糖脂肪、磷脂、固醇脂肪、磷脂、固醇合成合成部位部位叶绿体、内质网、高尔基叶绿体、内质网、高尔基体、肝脏和肌肉体、肝脏和肌肉主要是内质网主要是内质网与能与能量关系量关系主要的能源物质动物细胞主要的能源物质动
14、物细胞中糖原、植物细胞中的淀中糖原、植物细胞中的淀粉是重要的储能物质粉是重要的储能物质脂肪是主要的储能物质脂肪是主要的储能物质区区别别与细胞与细胞膜关系膜关系糖被的重要组成成分糖被的重要组成成分磷脂双分子层是细胞膜的磷脂双分子层是细胞膜的基本骨架，胆固醇是动物基本骨架，胆固醇是动物细胞膜的组成成分细胞膜的组成成分生理生理作用作用主要的能源物质主要的能源物质构成细胞结构，如糖被、构成细胞结构，如糖被、细胞壁细胞壁核酸的组成成分核酸的组成成分生物体的储能物质生物体的储能物质生物膜的重要组成成分生物膜的重要组成成分调节新陈代谢和生殖调节新陈代谢和生殖联系联系【特别提醒】(1)单糖中的葡萄糖、果糖及二
15、糖中的麦芽糖是还单糖中的葡萄糖、果糖及二糖中的麦芽糖是还原糖，可用斐林试剂鉴定，多糖不具有还原性。原糖，可用斐林试剂鉴定，多糖不具有还原性。(2)糖类和脂肪均由糖类和脂肪均由C、H、O三种元素组成，氧化三种元素组成，氧化分解产生分解产生CO2、H2O，同时释放能量。但脂肪中氢的含，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比糖类量远远高于糖类，所以同质量的脂肪储存的能量比糖类多。多。【对位训练】5下列有关淀粉、纤维素和糖原的共同特征的叙述，下列有关淀粉、纤维素和糖原的共同特征的叙述，正确的是正确的是A都是细胞内储存能量的主要物质都是细胞内储存能量的主要物质B都是由都
16、是由C、H、O、N 4种元素组成种元素组成C基本组成单位都是五碳糖基本组成单位都是五碳糖D D基本组成单位都是六碳糖基本组成单位都是六碳糖 解析解析淀粉和糖原分别为植物细胞、动物细胞淀粉和糖原分别为植物细胞、动物细胞中储存能量的物质，纤维素虽然也属于多糖，但主要中储存能量的物质，纤维素虽然也属于多糖，但主要是用来构成细胞壁的。它们的元素组成有且只有是用来构成细胞壁的。它们的元素组成有且只有C、H、O三种。三种。答案答案D6下列关于脂质的有关叙述，错误的是下列关于脂质的有关叙述，错误的是A有些固醇类物质是构成细胞膜的成分有些固醇类物质是构成细胞膜的成分B有些脂质能激发和维持动物第二性征有些脂质能
17、激发和维持动物第二性征C磷脂是细胞膜的主要成分，它的基本组成单位是甘磷脂是细胞膜的主要成分，它的基本组成单位是甘油和脂肪酸油和脂肪酸D性激素在动物减数分裂中具有重要作用性激素在动物减数分裂中具有重要作用解析解析胆固醇是构成细胞膜的成分。性激素能激发和胆固醇是构成细胞膜的成分。性激素能激发和维持第二性征，促进生殖细胞的形成，故在减数分裂中具有维持第二性征，促进生殖细胞的形成，故在减数分裂中具有重要作用。脂肪是由甘油和脂肪酸组成的。重要作用。脂肪是由甘油和脂肪酸组成的。答案答案C1实验原理实验原理甲基绿和吡罗红对甲基绿和吡罗红对DNA、RNA的亲和力不同：的亲和力不同：DNA 绿色；绿色；RNA
18、红色。利用甲红色。利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和和RNA在细胞中的分布。在细胞中的分布。考点四：观察观察DNA和和RNA在细胞中的分布在细胞中的分布甲基绿甲基绿吡罗红吡罗红2方法步骤方法步骤3现象及其结论现象及其结论 现象现象结论结论绿色明显集中且接近细胞绿色明显集中且接近细胞中央中央DNA主要分布于细主要分布于细胞核中胞核中绿色周围的红色范围较广绿色周围的红色范围较广RNA广泛分布于细广泛分布于细胞质中胞质中【对位训练】7请据以下实验分析回答有关问题：请据以下实验分析回答有关问题：(一一)实验过程：实验过程：(1)切取洋葱根
19、尖切取洋葱根尖2 mm3 mm，浸在质量分数为，浸在质量分数为8%的的盐酸中，在盐酸中，在30 的条件下水解的条件下水解10 min。(2)用清水冲洗根尖，再将其放入吡罗红甲基绿染色剂用清水冲洗根尖，再将其放入吡罗红甲基绿染色剂中染色中染色10 min。(3)取出根尖，放在载玻片上，用镊子尖捣碎，放上盖取出根尖，放在载玻片上，用镊子尖捣碎，放上盖玻片，再放上载玻片，用手指轻压载坡片，以分散细胞。玻片，再放上载玻片，用手指轻压载坡片，以分散细胞。(4)取下盖玻片上面的载玻片，镜检。取下盖玻片上面的载玻片，镜检。(二二)根据以上实验，回答问题：根据以上实验，回答问题：(1)在显微镜下会看到根尖细胞
20、中的在显微镜下会看到根尖细胞中的_被染成绿色，被染成绿色，原因是原因是_；_被染成红色，原因是被染成红色，原因是_。(2)通过该实验能得到什么结论？通过该实验能得到什么结论？_。(3)用人的血液制作血涂片观察红细胞，能看到上述现象用人的血液制作血涂片观察红细胞，能看到上述现象吗？为什么？吗？为什么？_。解析解析(1)DNA主要分布在细胞核中，主要分布在细胞核中，RNA主要分布在主要分布在细胞质中。甲基绿可使细胞质中。甲基绿可使DNA呈绿色，吡罗红可使呈绿色，吡罗红可使RNA呈红呈红色，因此有色，因此有DNA和和RNA分布的结构被吡罗红甲基绿染色剂分布的结构被吡罗红甲基绿染色剂染色后会呈现出相应
21、的颜色。染色后会呈现出相应的颜色。(2)通过颜色反应可推知通过颜色反应可推知DNA主要分布于细胞核中，主要分布于细胞核中，RNA主要分布于细胞质中。主要分布于细胞质中。(3)洋葱根尖细胞有细胞核，而人成熟红细胞无细胞核，洋葱根尖细胞有细胞核，而人成熟红细胞无细胞核，也无也无RNA的合成，所以不能看到相应的颜色反应。的合成，所以不能看到相应的颜色反应。答案答案(1)细胞核甲基绿使细胞核中的细胞核甲基绿使细胞核中的DNA呈现呈现绿色细胞质吡罗红使细胞质中的绿色细胞质吡罗红使细胞质中的RNA呈现红色呈现红色(2)DNA主要分布于细胞核中，主要分布于细胞核中，RNA主要存在于细主要存在于细胞质中胞质中
22、(3)不能，因为人的成熟红细胞中无细胞核不能，因为人的成熟红细胞中无细胞核答题技能培养方法体验原核生物及真核生物的判断【典例】在生物体内，某些重要化合物的元素组成在生物体内，某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示。其中和功能关系如图所示。其中X、Y代表元素，代表元素，A、B、C是是生物大分子，据图分析不正确的是生物大分子，据图分析不正确的是 A人体中，单体人体中，单体b的种类有的种类有4种种B导致地球上生物多种多样的根本原因是导致地球上生物多种多样的根本原因是A具有具有多样性多样性C遵循碱基互补配对原则过程的只有图中的遵循碱基互补配对原则过程的只有图中的D图中图中A和和C是组成染色体的主要
23、的成分是组成染色体的主要的成分【解析】【解析】由图示可知由图示可知分别指分别指DNA的复制、的复制、转录和翻译过程，由此推出，生物大分子转录和翻译过程，由此推出，生物大分子A、B、C分别分别是是DNA、RNA和蛋白质，和蛋白质，X、Y代表的元素分别是代表的元素分别是N、P和和N。单体。单体b是是RNA的基本组成单位，由的基本组成单位，由4种核糖核苷酸种核糖核苷酸组成。组成。DNA分子的多样性是地球上生物多样性的根本原分子的多样性是地球上生物多样性的根本原因。图示中都遵循碱基互补配对原则，染色体的因。图示中都遵循碱基互补配对原则，染色体的主要成分是主要成分是DNA和蛋白质。和蛋白质。【答案答案】
24、C【体验感悟】【体验感悟】正确理解蛋白质和正确理解蛋白质和DNA的关系，的关系，首先要从二者的元素组成、基本单位、结构和功能等了首先要从二者的元素组成、基本单位、结构和功能等了解区别，然后通过基因的表达过程了解两者的内在联系，解区别，然后通过基因的表达过程了解两者的内在联系，同时在相关的图解中能准确判断物质和过程的名称。计同时在相关的图解中能准确判断物质和过程的名称。计算时要注意碱基与氨基酸的换算。算时要注意碱基与氨基酸的换算。【典例1】由由1分子磷酸、分子磷酸、1分子碱基和分子碱基和1分子化合物分子化合物a构成了构成了化合物化合物b，如图所示，下列有关，如图所示，下列有关叙述正确的是叙述正确
25、的是 易误警示一、对核酸的组成成分不清楚A若若m为腺嘌呤，则为腺嘌呤，则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸B若若a为核糖，则为核糖，则b为为DNA的基本组成单位的基本组成单位C若若m为尿嘧啶，则为尿嘧啶，则DNA中肯定不含中肯定不含bD在人体和甲型在人体和甲型H1N1流感病毒内流感病毒内b都有都有8种种【尝试解答尝试解答】_【常见错误常见错误】错选错选A或或D。C【错因分析】【错因分析】错选错选A项和项和D项的原因主要是：项的原因主要是：易错易错选项选项错因分析错因分析A项项对核酸相关知识掌握不牢。错误地认为对核酸相关知识掌握不牢。错误地认为m为腺为腺嘌呤，则嘌呤，则b肯定为腺嘌呤
26、脱氧核苷酸，忽略了肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸，忽略了化合物化合物a可能为脱氧核糖，也可能为核糖可能为脱氧核糖，也可能为核糖D项项忽略了选项中的关键信息。该选项的关键信息忽略了选项中的关键信息。该选项的关键信息是是“人和甲型人和甲型H1N1流感病毒流感病毒”，人体内有，人体内有DNA和和RNA，其基本组成单位共有，其基本组成单位共有8种；甲型种；甲型H1N1流感病毒内只有流感病毒内只有RNA，其基本组成单位，其基本组成单位只有只有4种种【典例2】下列图中动植物糖类、脂质的分类与比较下列图中动植物糖类、脂质的分类与比较正确的是正确的是 二、脂肪与脂质、脂质与磷脂、固醇与胆固醇 关系易于混淆【解析】【解
27、析】还原糖不包括蔗糖，葡萄糖不属于二还原糖不包括蔗糖，葡萄糖不属于二糖；固醇和油脂都是脂质的一种；固醇不属于生物大糖；固醇和油脂都是脂质的一种；固醇不属于生物大分子。分子。【答案答案】A【纠错笔记】有的同学经常把脂肪和脂质混淆，认为二者是相有的同学经常把脂肪和脂质混淆，认为二者是相同的，或者认为脂肪包括脂质，这些看法都是错误的。同的，或者认为脂肪包括脂质，这些看法都是错误的。脂肪只是脂质中的一类物质，脂质除包括脂肪以外，还脂肪只是脂质中的一类物质，脂质除包括脂肪以外，还包括磷脂和固醇。脂肪元素组成只有包括磷脂和固醇。脂肪元素组成只有C、H、O三种，三种，脂质的元素组成除脂质的元素组成除C、H、O外，有的还有外，有的还有N、P。磷脂。磷脂是构成生物膜的主要成分，是脂质的一种。固醇包括胆是构成生物膜的主要成分，是脂质的一种。固醇包括胆固醇、性激素和维生素固醇、性激素和维生素D。点击此处进入知能达标训练
