高考生物一轮复习专题1.4遗传信息的携带者 核酸精讲（含解析）

这是一份高考生物一轮复习专题1.4遗传信息的携带者 核酸精讲（含解析），共11页。试卷主要包含了核酸的组成、结构与功能，糖类、脂质的种类和作用，实验，9%的NaCl溶液等内容，欢迎下载使用。
遗传信息的携带者——核酸 细胞中的糖类和脂质

1.核酸的组成、结构与功能
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
近年高考中，核酸分子的结构和功能，糖类、脂肪、核酸的鉴定是高考命题的热点。在高考中各种化合物的功能常与代谢、调节、遗传等知识进行综合考查。

知识点一 核酸的组成、结构与功能
1．核酸的结构层次

2．DNA和RNA的组成成分比较
(1)相同成分：含氮碱基A、G、C和磷酸。
(2)不同成分
【特别提醒】ATP、核苷酸、DNA、RNA中“A”的辨析


3．核酸的功能与分布
(1)
(2)
4．生物大分子以碳链为骨架
生物大分子(多聚体)
基本单位(单体)
多糖
单糖
蛋白质
氨基酸
核酸
核苷酸
【归纳总结】
(1)同种生物不同细胞中DNA一般相同，由于基因的选择性表达，mRNA不完全相同，蛋白质种类和含量也不完全相同。
(2)核酸与蛋白质在不同生物体中具有物种的特异性，因而可以从分子水平上，通过分析核酸、蛋白质的相似程度来推断物种亲缘关系的远近。
(3)RNA作为遗传物质的前提是生物体内不存在DNA。当RNA作为遗传物质时，由于RNA单链结构不稳定，容易发生突变。生物体内的少数RNA具有催化功能。
【知识拓展】
1．核酸与蛋白质的比较
项目
核酸
蛋白质
DNA
RNA
元素
C、H、O、N、P
C、H、O、N等
组成单位
核苷酸
氨基酸
形成场所
主要在细胞核中复制产生
主要在细胞核中转录生成
核糖体
检测试剂
甲基绿(绿色)
吡罗红(红色)
双缩脲试剂(紫色)
分子结构
一般为规则的双螺旋结构
一般为单链结构
氨基酸→多肽→蛋白质
结构多样性的决定因素
核苷酸的种类、数量及排列顺序
氨基酸的种类、数量、排列顺序以及多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别
2.DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系

3．核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不同”

知识点二 糖类、脂质的种类和作用
1．细胞中的糖类
(1)组成元素：仅由C、H、O元素构成。
(2)种类和功能

2．细胞中的脂质

3．糖类和脂质的比较
比较项目
糖类
脂质
区别
元素组成
C、H、O
C、H、O、(N、P)
种类
单糖、二糖、多糖等
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
糖类和脂肪相互转化
知识点三 观察DNA和RNA在细胞中的分布
1．实验原理
(1)DNA主要分布在细胞核中，RNA大部分存在于细胞质中。
(2)甲基绿和吡罗红对DNA、RNA的亲和力不同。利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色，可显示DNA和RNA在细胞中的分布情况。DNA＋甲基绿→绿色；RNA＋吡罗红→红色。
(3)盐酸作用：改变细胞膜的通透性→加速染色剂进入细胞；使染色质中的DNA与蛋白质分离→有利于DNA与染色剂结合。
2．实验步骤


3．实验注意问题
(1)选材：口腔上皮细胞、无色的洋葱表皮细胞，不能用紫色洋葱表皮细胞或叶肉细胞，防止颜色的干扰。
(2)缓水流冲洗目的：防止玻片上的细胞被冲走。
(3)几种试剂在实验中的作用
①0.9%的NaCl溶液(生理盐水)：保持口腔上皮细胞正常形态。
②蒸馏水：a.配制染色剂；b.冲洗载玻片。
③甲基绿和吡罗红染液：混合使用且现配现用。
(4)DNA和RNA在细胞核和细胞质中都有分布，只是量的多少不同。故结论中强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。

考点一 核酸组成、结构与功能分析
【典例1】 (2019·江西上饶一中一模)下列说法正确的是(　　)
A．叶肉细胞中碱基、核苷酸、五碳糖种类分别是5种、8种和2种
B．大肠杆菌细胞中含有碱基A、T、G、C的核苷酸共4种
C．组成核酸的基本单位是核糖核苷酸
D．DNA与RNA的不同点只在于五碳糖和碱基的不同
【答案】A
【解析】叶肉细胞中碱基、核苷酸、五碳糖种类分别是5种、8种和2种，A正确；大肠杆菌细胞中既含有DNA，又含有RNA，故含有碱基A、T、G、C的核苷酸共7种，B错误；组成核酸的基本单位是核苷酸，C错误；DNA与RNA的不同点除了五碳糖和碱基的不同外，还有结构的不同，DNA一般是双链，RNA一般是单链，D错误。
【方法技巧】“三看法”快速确认DNA、RNA

【变式1】 (2019·河北石家庄高三模拟)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(　　)

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可以分布于细胞核和细胞质中
【答案】B
【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。
考点二 核酸与蛋白质的关系分析
【典例2】（2019江苏卷·1）下列关于细胞内蛋白质和核酸的叙述，正确的是
A．核酸和蛋白质的组成元素相同
B．核酸的合成需要相应蛋白质的参与
C．蛋白质的分解都需要核酸的直接参与
D．高温会破坏蛋白质和核酸分子中肽键
【答案】B
【解析】核酸的组成元素是C、H、O、N、P，而蛋白质的主要组成元素C、H、O、N，A错误；核酸包括DNA和RNA，两者的合成都需要相关酶的催化，而这些酶的化学本质是蛋白质，B正确；蛋白质的分解需要蛋白酶的参与，而蛋白酶的本质是蛋白质，因此蛋白质的分解不需要核酸的直接参与，C错误；高温会破坏蛋白质分子的空间结构，但是不会破坏肽键，且核酸分子中不含肽键，D错误。
【特别提醒】
（1）DNA、RNA与蛋白质的关系

(2)DNA多样性、蛋白质多样性的因果关系

(3)核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不完全相同”
　
【变式2】(2019·河北秦皇岛一中质检)分析HIV的化学组成，得到下图所示组成关系，相关叙述正确的是(　　)

A．a→甲的过程在HIV的核糖体上完成
B．乙彻底水解可产生磷酸、核糖和A、G、T、C四种碱基
C．a与a之间通过“—NH—COOH—”相连接
D．HIV的遗传信息储存在大分子乙中
【答案】D
【解析】首先由图中HIV联想到RNA和蛋白质，然后推出甲、乙两种物质分别是蛋白质和RNA，a、b是构成甲、乙的小分子物质，所以a、b可能是氨基酸和核糖核苷酸，最后根据元素组成再确认甲、a分别是蛋白质和氨基酸，乙、b分别是RNA和核糖核苷酸。HIV无细胞结构，只有侵入宿主细胞，利用宿主细胞的核糖体才能合成自身的蛋白质，A错误；RNA中含有U而不含T，B错误；氨基酸之间通过肽键“—NH—CO—”相连接，C错误；乙(RNA)是HIV的遗传物质，D正确。
考点三 辨析糖类、脂质的种类与功能
【典例3】（2019浙江4月选考·7）脂质在细胞中具有独特的生物学功能。下列叙述正确的是
A．油脂可被苏丹Ⅲ染液染成紫色
B．磷脂主要参与生命活动的调节
C．胆固醇使动物细胞膜具有刚性
D．植物蜡是细胞内各种膜结构的组成成分
【答案】C
【解析】苏丹Ⅲ染液用于检验细胞中的油脂，油脂可被苏丹Ⅲ染液染成橙黄色，在显微镜的观察下呈现橙黄色的小液滴，A选项错误；磷脂是细胞内各种膜结构的重要成分，单位膜的基本骨架为脂双层，由磷脂参与构成，B选项错误；胆固醇安插在质膜的结构中，为质膜的结构提供稳定性，使细胞膜具有刚性，C选项正确；植物蜡对植物细胞起保护作用，不是膜结构的组成成分，D选项错误。
【归纳总结】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、半乳糖、乳糖、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)植物细胞壁中的糖：纤维素。
(4)细胞膜中的糖：糖蛋白、糖脂。
(5)病毒中的糖：RNA病毒含核糖，DNA病毒含脱氧核糖。
【变式3】（2018年江苏卷）下列关于糖类的叙述，正确的是
A. 单糖可以被进一步水解为更简单的化合物
B. 构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为果糖
C. 细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关，与糖链无关
D. 糖类是大多数植物体干重中含量最多的化合物
【答案】D
【解析】本题考查糖类的种类和作用。单糖是最简单的糖类，不能水解为更简单的糖类，A错误；淀粉、纤维素和糖原都属于多糖，它们的单体都是葡萄糖，B错误；细胞识别与细胞膜外侧的糖蛋白有关，而糖蛋白是由蛋白质和多糖组成的，C错误；植物利用空气中的二氧化碳和水为原料，通过叶绿体合成糖类等有机物，即光合作用的产物主要是糖类，且细胞壁的结构成分也是糖类，因此大多数植物体干重中含量最多的化合物是糖类，D正确。
考点四 辨析细胞内的生物大分子
【典例4】 (2019·江苏徐州一中模拟)单体的排列顺序不同是许多生物大分子具有差异性的原因之一，下列选项中与此无关的是(　　)
A．糖原、淀粉和纤维素之间的差异
B．细胞膜上不同载体蛋白之间的差异
C．mRNA、rRNA和tRNA之间的差异
D．同一条染色体上不同基因之间的差异
【答案】A
【解析】糖原、淀粉和纤维素都是由葡萄糖构成的大分子有机物，只是三种化合物的葡萄糖数量和连接方式不同，A错误。
【易错辨析】大分子物质的“水解产物”与“氧化分解产物”
物质初步水解的产物还可继续水解，而彻底水解是指在水解酶作用下，水解为不能再被水解的最小物质分子，如淀粉初步水解产物为麦芽糖等，彻底水解产物为葡萄糖；蛋白质的初步水解产物为多肽等，彻底水解产物为氨基酸；核酸的初步水解产物为核苷酸等；彻底水解产物为磷酸、五碳糖、碱基。彻底氧化分解的产物不能再氧化分解，不彻底氧化分解的产物还可以继续氧化分解，如葡萄糖不彻底分解(无氧分解)产物是乳酸或酒精，仍含有大量能量，还可以再彻底分解为二氧化碳和水再释放能量。蛋白质在动物体内彻底分解产物是二氧化碳、水和尿素。脂肪水解产物是甘油和脂肪酸；氧化分解产物是CO2和H2O。
【变式4】(2019·浙江诸暨中学模拟)如图是细胞内几种有机物及其功能的关系图，m1、m2、m3、m4分别是有机物M1、M2、M3、M4的组成成分。下列说法正确的是(　　)

A．相同质量的M1和M2被彻底氧化分解，则M1的耗氧量多
B．M3具有物质运输、催化、调节、免疫等多种功能
C．m3和m4之间的区别主要是五碳糖和碱基的种类不同
D．在HIV体内，将M4彻底水解，得到5种碱基，2种五碳糖
【答案】B
【解析】由题图可知，M1和M2分别是糖类和脂肪，与脂肪相比，糖类分子中的H元素含量少，氧化分解过程中消耗的氧气少，A项错误；由题图可知，M3是蛋白质，具有物质运输、催化、调节、免疫等多种功能，B项正确；m3是蛋白质的基本组成单位氨基酸，m4是核酸的基本组成单位核苷酸，五碳糖和碱基的种类不同是脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸的区别，不是氨基酸和核苷酸的区别，C项错误；在HIV体内，将M4彻底水解，得到4种碱基，1种五碳糖，D项错误。
考点五 考查DNA和RNA在细胞中的分布
【典例5】(2019·安徽安庆一中模拟)在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，下列说法正确的是(　　)
A．染色时甲基绿和吡罗红要分别使用
B．可选择容易获取的绿色植物叶肉细胞进行观察
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染色体和呈红色的RNA分子
【答案】C
【解析】在配制染色剂时首先将甲基绿吡罗红混合溶解，最后得到的染色剂中既有甲基绿，又有吡罗红，A项错误；绿色植物叶肉细胞中含有叶绿素，不是理想的观察材料，B项错误；酒精灯烘干临时装片的目的是杀死并固定细胞，否则口腔上皮细胞在死亡时，溶酶体中的水解酶会破坏细胞内的结构，包括DNA、RNA等，C项正确；染色体是由DNA和蛋白质组成的，此实验中使用盐酸是使DNA和蛋白质分离，甲基绿染液只能使DNA分子着色，所以观察不到呈绿色的染色体，D项错误。
【易错警示】观察DNA和RNA在细胞中分布的3个“易错点”
(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：混合使用，且现配现用。
(3)DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布，只是量不同，故结论中强调“主要”，而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。　
【变式5】(2019·四川树德中学模拟)在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，正确的操作顺序以及将口腔上皮细胞置于8%的盐酸溶液中水解的主要目的是(　　)
①染色 '②水解 '③冲洗涂片 '④取口腔上皮细胞制片 ⑤观察
A．④①②③⑤，使细胞中的DNA水解成脱氧核苷酸
B．④②①③⑤，使细胞中物质全部水解
C．④⑤①③②，利用盐酸改变细胞壁的通透性，加速染色剂进入细胞
D．④②③①⑤，使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合
【答案】D
【解析】该实验的完整步骤是取口腔上皮细胞制片→水解→冲洗涂片→染色→观察。其中用盐酸水解口腔上皮细胞的目的有两个：改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。综上所述，D项正确。