核酸、糖类和脂质

第5讲 核酸、糖类和脂质

知识点一 核酸的结构、功能与分布

知识点二 细胞中的糖类和脂质

1．细胞中糖的种类、分布及功能

2．细胞中脂质的种类和功能

知识点三 观察DNA和RNA在细胞中的分布(实验)

1．必明关于脂质的三个结论

(1)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。

(2)磷脂是构成生物膜的主要成分，是脂质的一种。

(3)固醇包括胆固醇、性激素和维生素D。

2．明辨糖类和脂质功能的两个易误点

(1)误认为糖类都能提供能量。如纤维素是组成细胞壁的成分，核糖和脱氧核糖是组成核酸的成分，它们都不提供能量。

(2)误认为脂质中只有磷脂才是构成生物膜的成分。胆固醇也是构成细胞膜的成分，特别是动物细胞膜。

3．必记RNA与ATP的两种关系

(1)元素组成都是C、H、O、N、P。 (2)AMP(ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分)是组成RNA的基本单位之一，如图所示：

4．巧记DNA组成结构的“五、四、三、二、一”

核酸的结构、组成、功能

[过程体验]

1．判断正误

(1)DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接(×)

(2)DNA和RNA分子的碱基组成相同(×)

(3)细胞中的DNA一定有氢键，RNA一定没有氢键(×)

(4)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同(×)

(5)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质(×)

(6)真核生物以DNA为遗传物质，部分原核生物以RNA为遗传物质(×)

2．比较 DNA和RNA的异同点

比较 项目 核酸

DNA RNA

基本

单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸

分布 细胞核(主要)、

线粒体、叶绿体 细胞质(主要)

空间

结构 由两条脱氧核苷酸长链构成，呈现规则的双螺旋结构 由一条核糖核苷酸链构成

化学

成分 碱基 A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)

T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶)

五碳糖 脱氧核糖 核糖 磷酸

3.不同生物的核酸、核苷酸、碱基及遗传物质

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 DNA和

RNA均有 8 5 DNA 细菌、

人等

病毒 只含DNA 4 4 DNA 噬菌体

只含RNA 4 4 RNA HIV病毒

[系统认知]

1．DNA、RNA、ATP及核苷酸中“A”的含义辨析

2．DNA、蛋白质和生物多样性的关系

(1)生物多样性的根本原因是DNA的多样性。

(2)生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性。

3．必明关于核酸的两组概念

(1)脱氧核糖≠脱氧核苷酸≠脱氧核糖核酸：脱氧核糖是一种五碳糖，脱氧核苷酸是脱氧核糖核酸的基本组成单位，脱氧核糖核酸即DNA。

(2)核糖≠核糖核苷酸≠核糖核酸：核糖是一种五碳糖，核糖核苷酸是核糖核酸的基本组成单位，核糖核酸即RNA。

[题点全练]

1．如图为生物体内某种有机大分子的基本组成单位的模式图，下列相关叙述正确的是( )

A．由1、2、3结合而成的基本单位，在人体中共有4种

B．若2为脱氧核糖，则3有4种，分别是A、U、C、G

C．在HIV中可以检测到的3有5种

D．若3为T，则该有机小分子是胸腺嘧啶脱氧核苷酸

解析：选D 1是磷酸、2是五碳糖、3是碱基，1、2、3结合形成的化合物是核苷酸，人体内的核酸有DNA和RNA两种，故人体内的核苷酸有8种；脱氧核糖是脱氧核苷酸的组成成分，组成脱氧核苷酸的碱基有4种，分别是A、T、C、G；HIV的核酸是RNA，碱基有4种，分别是A、U、C、G；T是脱氧核苷酸特有的碱基，所以若3为T，则该核苷酸是胸腺嘧啶脱氧核苷酸。

2．(2017·黄冈模拟)流行性出血热是由汉坦病毒(一种RNA病毒)引起的，以鼠类为主要传染源的自然疫源性疾病。那么在人类患者、鼠类、汉坦病毒这几种生物体内，碱基种类及组成遗传物质的核苷酸种类数依次是( )

A．8、5、4和8、8、4 B．5、5、4和8、4、4

C．5、5、4和4、4、4 D．5、4、4和8、4、8

解析：选C 人类患者和鼠类均为真核生物，其碱基种类有5种，即A、T、G、C、U，遗传物质都是DNA，所以构成遗传物质的核苷酸种类只有4种；汉坦病毒是一种RNA病毒，在它体内只有一种核酸也就是它的遗传物质RNA，其碱基种类和遗传物质的核苷酸种类都是4种。

[探规寻律] “两看”法判断DNA和RNA

糖类、脂质的种类和作用

[过程体验]

1．将细胞中糖类按照不同分类标准进行分类

(1)糖类的不同分类标准

①还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖；

②非还原糖：淀粉、纤维素、糖原、蔗糖。

(2)细胞生命活动的主要能源物质是葡萄糖，储能物质是淀粉、糖原，参与细胞构成的物质是核糖、脱氧核糖、纤维素。 (3)动植物细胞共有的糖：核糖、脱氧核糖、葡萄糖；动物细胞特有的糖：糖原、乳糖、半乳糖，植物细胞特有的糖：果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素。

2．据构成生物体重要成分的四种有机物图示回答问题

(1)A指葡萄糖，E在动物中指糖原，在植物中主要指淀粉。

(2)F指脂肪，它是由B(脂肪酸和甘油)形成的。

(3)C指氨基酸，C形成G的过程称为脱水缩合。

(4)D指核苷酸，D聚合形成的物质H是核酸，对细胞生物而言，该物质是DNA，主要分布在细胞核或拟核中。

[系统认知]

1．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)，与糖类相比，脂质含氢多，含氧少

种类 单糖、二糖、多糖 脂肪、磷脂、固醇

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

联系 糖类脂肪

2.细胞中的能源物质

(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。脂肪、蛋白质除正常代谢中产生部分能量供生命活动利用外，一般不供能，只有在病理状态或衰老状态下才大量氧化供能。

(2)主要的能源物质是糖类。它为生物体提供所需能量的70%以上。

(3)主要的储能物质是脂肪。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)直接能源物质是ATP。

(5)能源物质为生命活动供能的过程：

能源物质――→氧化放能热能散失ATP中的化学能――→水解供能生命活动

[题点全练]

1．(2016·苏、锡、常、镇四市调研)下列关于细胞内有机物的叙述中，正确的是( )

A．蛋白质分子只有在细胞内才能发挥功能

B．核糖通过氧化分解为细胞的生命活动提供主要能量

C．脂肪分子中含氧比例小于糖类，是细胞内良好的储能物质

D．DNA空间结构为双螺旋结构，是一切生物的遗传物质

解析：选C 只要有适宜的条件蛋白质分子就可以发挥功能，A错误；一般情况下，核糖不为细胞的生命活动提供能量，B错误；脂肪分子中含氧比例小于糖类，含氢比例多于糖类，是细胞内良好的储能物质，C正确；DNA空间结构为双螺旋结构，是一切细胞生物和DNA病毒的遗传物质，D错误。

2．(2017·海口模拟)下列关于脂质的叙述，错误的是( )

A．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

C．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

D．性激素在动物细胞的减数分裂中具有重要作用

解析：选C 脂质包括脂肪、磷脂和固醇，固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D。胆固醇是构成动物细胞膜的成分；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重要作用；脂肪是由甘油和脂肪酸组成的。

观察DNA和RNA在细胞中的分布(实验)

[过程体验]

请回答下列关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验操作中的一些问题：

(1)把取出的口腔上皮细胞放入0.9%的生理盐水中，而不是放入蒸馏水中，原因是人体内细胞在生理盐水中能维持细胞的正常形态和生命活动，而蒸馏水会使细胞吸水涨破。

(2)水解时加入8%盐酸的目的是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。 (3)根据人口腔上皮细胞中DNA和RNA的分布状况，某同学得出的结论是“真核细胞的DNA分布在细胞核中，RNA分布在细胞质中”，你认为有何不妥？

提示：真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。

[系统认知]

几种试剂在实验中的作用

试剂 作用

质量分数为0.9%的NaCl溶液 保持口腔上皮细胞的正常形态

质量分数为8%的盐酸 ①改变细胞膜的通透性

②使染色质中DNA与蛋白质分开

蒸馏水 ①配制染色剂；②冲洗载玻片

[题点全练]

1．碱性染料甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，且能把核仁染成紫红色。通过染色实验，可对细胞中的DNA和RNA进行定位、定性和定量分析。下列对于有关实验的叙述正确的是( )

A．吡罗红甲基绿的作用有选择性，只能将细胞质中的RNA染成红色

B．吡罗红甲基绿的作用有选择性，只能将细胞核中的DNA染成红色

C．核仁能被吡罗红甲基绿染成紫红色，说明核仁中含有RNA

D．代谢越旺盛的细胞中，核仁染色越浅

解析：选C 甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿能使DNA呈现绿色，吡罗红能使RNA呈现红色。利用吡罗红甲基绿混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。核仁能被吡罗红甲基绿染成紫红色，说明核仁中含有RNA。代谢越旺盛的细胞中核仁越大，染色越深。

2．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RNA

D．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

解析：选B 实验中加入质量分数为8%的盐酸的作用：一是改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；二是使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合；甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，实验中应配成吡罗红甲基绿染色剂；叶肉细胞中含有叶绿体，绿色会干扰实验结果，因此不用叶肉细胞作实验材料。