2021新高考生物人教版一轮学案：必修部分模块1第1单元第3讲　细胞中的核酸、糖类和脂质

第3讲　细胞中的核酸、糖类和脂质▌考纲研读备考定位▌考纲要求核心素养1.概述核酸的结构和功能。2.概述糖类的种类和作用。3.举例说出脂质的种类和作用。1.生命观念——结构与功能观：核酸、糖类和脂质的结构与其具有的功能相适应。2.理性思维——比较与分类：比较DNA和RNA的异同，比较糖类和脂质的种类和作用。3.社会责任——健康生活：关注高血糖、高血脂类疾病，养成良好的习惯。考点一　核酸的结构和功能ZI ZHU XUE XI TAN JIU TI SHENG自主学习·探究提升 1．核酸的结构层次2．核酸的功能与分布(3)比较DNA和RNA在组成上的区别：①DNA特有的物质：脱氧核糖、胸腺嘧啶(T)。②RNA特有的物质：核糖、尿嘧啶(U)。巧学妙记：DNA组成结构的“五、四、三、二、一”五种元素，四种单体，三种小分子，两条脱氧核苷酸长链，一种双螺旋结构。易错整合，判断正误。(1)线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶(2018·全国卷Ⅰ，1D)(　×　)(2)DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键(2017·全国卷Ⅲ，2B)(　√　)(3)mRNA从细胞核到细胞质的过程不属于胞吐(全国卷Ⅱ，3B)(　√　)(4)蛋白质的分解都需要核酸的直接参与(2019·江苏卷，1D)( 　×　 )(5)植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制(全国卷Ⅱ，5B)(　√　)(6)DNA有氢键，RNA没有氢键(全国卷Ⅱ，1A)(　×　)1．说出细菌、噬菌体、烟草花叶病毒内核酸、核苷酸、碱基、遗传物质的种类。[提示]对于体内核酸、核苷酸、碱基、遗传物质的种类，细菌分别是2种(DNA和RNA)、8种、5种、1种(DNA)；噬菌体分别是1种(DNA)、4种、4种、1种(DNA)；烟草花叶病毒分别是1种(RNA)、4种、4种、1种(RNA)。2．金鱼的遗传物质彻底水解可得到几种小分子物质？[提示]6种。3．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X、Y代表元素，a、b、c是组成A、B、C三种生物大分子的单体，这三种单体的结构可用d或e表示，请分析：(1)A、B、C分别表示DNA、RNA、蛋白质；a、b、c分别表示脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸。(2)人体细胞中的n共有5种，d共有8种。(3)d、e都能水解吗？(4)C具有多样性，从c的角度分析原因是氨基酸的种类、数目和排列顺序不同。A具有多样性的主要原因是a的排列顺序千变万化。[提示](3)d为核苷酸，能水解为m、f和n；e为氨基酸，不能水解。KAO DIAN TU PO POU XI NAN DIAN考点突破·剖析难点 1．蛋白质与核酸的比较项目核酸蛋白质DNARNA组成元素C、H、O、N、PC、H、O、N等组成单位脱氧核苷酸核糖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(紫色反应)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、排列顺序及多肽链形成的空间结构功能携带遗传信息，控制性状①作为遗传物质(有些病毒)②作为酶，具有催化功能③传递遗传信息(mRNA)，运输氨基酸(tRNA)，组成核糖体(rRNA)生命活动的承担者(①结构蛋白②调节作用③催化作用④运输作用⑤免疫功能)联系2．核酸与蛋白质的功能联系(1)DNA、RNA和蛋白质三者之间的关系(2)DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系　　■核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不同”　例1　(2019·山西太原高三期末)下列关于碱基的叙述，错误的是(　D　)A．在核酸中，起配对作用的部分是含氮碱基B．由 A、T、G、C、U 共 5 种含氮碱基组成的核苷酸都具有环状结构C．在 RNA 中，尿嘧啶取代了胸腺嘧啶D．碱基还参与构成一些生命必需物质如 ATP、蛋白质等[解析]　在核酸中，起配对作用的部分是含氮碱基，遵循碱基互补配对原则，A正确；由 A、T、G、C、U 共5种含氮碱基组成的核苷酸都具有环状结构，即其中的五碳糖和含氮碱基均具有环状结构，B正确；在RNA中，尿嘧啶取代了胸腺嘧啶，RNA含有的碱基是A、G、C、U，C正确；碱基还参与构成一些生命必需物质如 ATP等，蛋白质的组成中没有含氮碱基，D错误。技巧点拨“三看”法快速确认DNA、RNA〔对应训练〕1．(2019·河北衡水中学高三期中)不同生物含有的核酸种类不同，原核生物和真核生物同时含有DNA和RNA；病毒体内含有DNA或RNA。下表表示各种生物中核酸、核苷酸、碱基种类数，其中错误的是(　A　)选项ABCD生物(细胞)烟草叶肉细胞烟草花叶病毒T4噬菌体豌豆根毛细胞核酸2112核苷酸2448碱基5445[解析]　烟草叶肉细胞含有DNA和RNA，故含有的碱基、核苷酸种类为5种、8种，A错误；烟草花叶病毒为RNA病毒，只含有RNA，因此含有的碱基、核苷酸种类为4种、4种，B正确；T4噬菌体为DNA病毒，只含有DNA，因此含有的碱基、核苷酸种类为4种、4种，C正确；豌豆根毛细胞含有DNA和RNA，故含有的碱基、核苷酸种类为5种、8种，D正确。2．(不定项选择题)(2019·皖东名校第二次联考)下列有关核酸的叙述正确的是( AC )A．含有DNA的活细胞一定含有RNA，含有RNA的生物不一定含有DNAB．DNA和RNA在物质组成上五碳糖与含氮碱基均不同C．脱氧核糖核苷酸与核糖核苷酸在细胞中都有4种D．DNA与蛋白质形成的复合物一定是染色体或染色质[解析]　含有DNA的活细胞一定含有RNA，含有RNA的生物不一定含有DNA，如RNA病毒不含有DNA，A正确；DNA和RNA在物质组成上五碳糖不同，前者含有脱氧核糖，后者含有核糖，含氮碱基也有所不同，DNA含有碱基T，RNA含有碱基U，但不是都不同，B正确；脱氧核糖核苷酸与核糖核苷酸在细胞中各有4种，C错误；DNA与蛋白质形成的复合物不一定是染色体或染色质，如DNA复制过程中DNA聚合酶与DNA结合，D错误。考点二　糖类和脂质ZI ZHU XUE XI TAN JIU TI SHENG自主学习·探究提升 1．细胞中的糖类(1)组成元素：仅由C、H、O构成。(2)种类和功能2．细胞中脂质的种类和功能易错整合，判断正误。(1)固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输(2018·全国卷Ⅱ，2B)(　×　)(2)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成(2017·海南卷，5A)(　×　)(3)人体大脑活动的能量主要来自脂肪的有氧氧化(2017·海南卷，5B)(　×　)(4)膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的(全国卷Ⅱ，1D)(　×　)(5)脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能少(　×　)1．淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖，为什么它们在化学性质上有很大差异？[提示]三种多糖的基本单位都是葡萄糖，但葡萄糖连接的方式不同，使它们具有了不同的化学性质。2．脂肪是细胞内良好的储能物质的原因[提示]相对于糖类、蛋白质，脂肪中C、H的比例高，而O比例低，故在氧化分解时，单位质量的脂肪较糖类、蛋白质消耗的氧气多，产生的水多，产生的能量也多。3．以糖类为例说明水解与氧化分解的区别[提示]①多糖和二糖水解的终产物是其单体，如淀粉水解的产物是葡萄糖，蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖。②糖类氧化分解的终产物是CO2和H2O，即糖参与有氧呼吸后的最终产物。KAO DIAN TU PO POU XI NAN DIAN考点突破·剖析难点 1．糖类和脂质分类分布图2.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脂肪3．能源物质的3个“一”与1个“二”4．常见生物大分子的种类及组成单位生物大分子基本单位元素组成多糖葡萄糖C、H、O蛋白质氨基酸C、H、O、N等核酸核苷酸C、H、O、N、P5．常见有机物的“水解产物”和“氧化分解产物”的辨析物质消化(水解)产物氧化分解产物淀粉葡萄糖CO2＋H2O脂肪甘油＋脂肪酸CO2＋H2O蛋白质氨基酸CO2＋H2O＋尿素DNA酶氨基酸CO2＋H2O＋尿素　　■对糖类、脂肪功能的理解①糖类是生物体的主要能源物质a．糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质(70%)；b．淀粉和糖原分别是植物、动物细胞内的储能物质，而纤维素为结构物质，非储能物质。②糖类是细胞和生物体的重要结构成分a．五碳糖是构成核酸的主要成分；b．纤维素和果胶是植物细胞壁的主要成分；c．细菌的细胞壁主要由肽聚糖组成。③糖类是细胞通讯、识别作用的基础，也是细胞膜的成分，如在细胞膜上糖类常与蛋白质结合在一起构成糖蛋白。④糖类、脂肪、蛋白质三大有机物都储存有大量的化学能，当其氧化分解时，这些化学能就释放出来，供生命活动所利用，故三大有机物都是能源物质。三者供能顺序为糖类、脂肪、蛋白质。　例2　(2019·河北衡水高三生物)下列物质或结构中含有糖类的是(　A　)①ATP　②DNA　③染色体　④细胞膜　⑤脂肪　⑥淀粉酶A．①②③④  B．①③④⑥C．①②③⑥  D．②③④⑥[解析]　①ATP由三分子磷酸基团、一分子核糖和一分子腺嘌呤组成，故①正确；②DNA分子是由脱氧核苷酸组成的，一分子脱氧核苷酸由一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖和一分子磷酸基团组成，故②正确；③染色体由DNA和蛋白质组成，DNA中含有脱氧核糖，故③正确；④细胞膜由磷脂、蛋白质和少量的糖类组成，故④正确；⑤脂肪由甘油和脂肪酸组成，故⑤错误；⑥淀粉酶是蛋白质，无糖类，故⑥错误。故选A。技巧点拨高考常考的“糖”(1)还原糖与非还原糖：还原糖包括葡萄糖、果糖、麦芽糖等，非还原糖包括蔗糖、多糖等(2)RNA、DNA、ATP中糖依次为核糖、脱氧核糖、核糖(3)细胞壁中的糖：纤维素(4)细胞膜中的糖(与其他物质相结合)：糖蛋白、糖脂(5)病毒中的糖：核糖(RNA病毒)、脱氧核糖(DNA病毒)(6)血浆中的糖(葡萄糖)：血糖浓度为0.8～1.2 g/L，高于1.6 g/L可致尿糖〔对应训练〕3．(2019·河北衡水高三生物)下图表示某油料植物种子萌发过程中的物质变化，下列叙述错误的是(　B　)A．种子萌发过程中脂肪可能会转化为蔗糖和葡萄糖B．将种子匀浆与斐林试剂混合后会出现砖红色沉淀C．脂肪、蔗糖和葡萄糖都由C、H、O三种元素组成D．葡萄糖氧化分解释放的能量大部分以热能形式散失[解析]　据题图可知，种子萌发过程中，脂肪含量减少，而蔗糖与葡萄糖含量增多，因此在此过程中脂肪可能会转化为蔗糖和葡萄糖，A正确；将种子匀浆与斐林试剂混合水浴加热后会出现砖红色沉淀，B错误；脂肪、蔗糖和葡萄糖的组成元素都是C、H、O，C正确；有氧呼吸过程中释放的能量大部分以热能形式散失，一部分转移到ATP中，1 mol葡萄糖彻底氧化分解产生的能量为2 870 kJ，其中转移到ATP中的能量是1 161 kJ，其余部分以热能形式散失，D正确。4．(2019·三湘名校教育联盟高三第一次大联考)糖类是构成细胞的重要成分。下列关于糖类的说法，不正确的是(　C　)A．糖类的基本组成元素是C、H、OB．糖类是生物体的主要能源物质C．糖原、淀粉都是动物细胞内的多糖D．纤维素是构成植物细胞壁的主要成分[解析]　糖类的基本组成元素是C、H、O，A正确。糖类是生物体的主要能源物质，B正确；淀粉指植物细胞内的多糖，C错误；纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，D正确。故选C。  课末总结 1．〔思维导图〕2．〔简答题常考长句分析〕(1)呼吸熵是物质氧化分解时释放CO2与消耗O2的比值，糖类的呼吸熵等于1，而脂肪的呼吸熵却小于1，请从糖和脂肪的元素组成方面分析原因是脂肪分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量却比糖类多，因此等质量的脂肪与糖相比，脂肪氧化分解时消耗的O2多于产生的CO2。(2)等质量的脂肪比糖类含能量多，为什么却不是生物体利用的主要能源物质？(至少答出两点)因为脂肪不溶于水，脂肪氧化分解慢，且消耗大量氧气；糖类在有氧和无氧时都能进行氧化分解。(3)膳食中为什么要限制高胆固醇类食物的摄入？因为饮食中如果摄入过多的胆固醇，就会在血管壁上形成沉积，造成血管堵塞。3．〔探究高考·明确考向〕1．(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(　B　)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[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是C、H、O、N，故核酸和蛋白质的组成元素不完全相同，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。2．(2019·海南卷，2)下列关于淀粉和纤维素的叙述，正确的是(　C　)A. 淀粉是植物细胞壁的主要成分B. 淀粉与纤维素中所含的元素不同C. 分解淀粉与纤维素所需的酶不同D. 纤维素是由果糖聚合而成的多糖[解析]　植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，A错误；淀粉与纤维素中所含的元素均为C、H、O，B错误；分解淀粉的酶是淀粉酶，分解纤维素的酶是纤维素酶，C正确；纤维素是由葡萄糖聚合而成的多糖，D错误。故选C。3．(2018·江苏卷，1)下列关于糖类的叙述，正确的是(　D　)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[解析]　A错：单糖是糖类水解形成的最终产物，其不可以再水解。B错：构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为葡萄糖。C错：细胞膜上糖蛋白的糖链起着信息分子的作用。D对：按干重计，糖类占植物体的85%～90%，故大多数植物体干重中含量最多的化合物是糖类。4．(2018·江苏卷，2)脂质与人体健康息息相关，下列叙述错误的是(　B　)A．分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲作用B．蛇毒中的磷脂酶因水解红细胞膜蛋白而导致溶血C．摄入过多的反式脂肪酸会增加动脉硬化的风险D．胆固醇既是细胞膜的重要组分，又参与血液中脂质的运输[解析]　B错：酶具有专一性，磷脂酶可将磷脂水解，不能催化膜蛋白水解。5．(2017·海南卷，3)关于哺乳动物体内脂质与糖类的叙述，错误的是(　B　)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[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，只有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。