第2章 组成细胞的分子
第3节 遗传信息的携带者——核酸
细胞中的糖类和脂质
【高考新动向】
1、核酸的结构和功能
2、糖类、脂质的种类和作用
3、观察DNA、RNA在细胞中的分布
【考纲全景透析】
一、核酸
1、核酸的结构
（1）组成核酸的化学元素：C、H、O、N和P。
（2）基本单位——核苷酸：
①组成：由含氮碱基、五碳糖、磷酸三种小分子组成。
②DNA和RNA在化学组成上的区别
五 碳 糖
含 氮 碱 基
DNA
脱氧核糖
A、T、G、C
RNA
核糖
A、U、G、C
2、种类
脱氧核糖核酸即DNA，主要存在于细胞核内；核糖核酸即RNA，主要存在于细胞质内。
3、核酸的分布
①DNA主要存在于细胞核中，另外线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA；原核细胞的DNA位于拟核中
RNA主要分布于细胞质中。
②观察DNA和RNA在细胞中分布实验中，利用甲基绿和吡罗红两种染色剂，前者使DNA呈现绿色，后者使RNA呈现红色，从而显示DNA和RNA在细胞中的分布。
4、核酸的功能
核酸是遗传信息的携带者，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。
二、细胞中的糖类
1、组成元素
只有C、H和O三种元素
2、分类、相互关系、特点及实例
（1）单糖：不能被水解，可直接被吸收。最常见的是葡萄糖，另外比较常见还有果糖、核糖和脱氧核糖等。葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质。
（2）二糖：由两分子单糖缩合而成，必需水解为单糖才能被细胞吸收。最常见的是蔗糖，还有麦芽糖以及人和动物乳汁中的乳糖。
（3）多糖：由多个单糖缩合而成，是生物体内糖绝大多数的存在形式，必需水解为单糖后才可被吸收。最常见的是淀粉，作为植物细胞内的储能物质存在于细胞中。另外还有糖原作为动物细胞的储能物质存在于动物细胞中，纤维素是构成植物细胞壁的主要成分。多糖的基本单位都是葡萄糖。
（4）单糖脱水缩合生成二糖，二糖脱水缩合形成多糖；多糖水解形成二糖，二糖水解成单糖。
3、功能
（1）细胞中的主要能源物质，如葡萄糖是“生命的燃料”。
（2）组成生物体的重要成分，如纤维素是构成细胞壁的成分。
三、细胞质中的脂质
1、元素组成
主要由C、H、O，有的还含有P和N
2、种类和功能
（1）脂肪：生物体内良好的储能物质，还有保温、缓冲和减压减少摩擦的作用
（2）磷脂：构成细胞膜和细胞器膜的重要成分
（3）固醇：①胆固醇：构成细胞膜的重要成分，参与血液中脂质的运输
②性激素：促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成
③维生素D：促进人和动物肠道对钙和磷的吸收
【热点难点全析】
一、DNA与RNA的比较
比较项目[高考资源网 ]
核酸
DNA
RNA
基本单位
核苷酸
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
两条链构成规则双螺旋
通常为单链
含氮碱基
A(腺嘌呤)、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）
T（胸腺嘧啶）
U（尿嘧啶）
五碳糖
脱氧核糖
核糖
磷酸
磷酸
二、核酸与蛋白质的区别与联系
1.区别
核酸
蛋白质
DNA
RNA
元素
C、H、O、N、P
C、H、O、N等
分子结构
一般为规则的双螺旋
一般为单链结构
氨基酸→多肽→蛋白质
连接方式
结构多样性
核苷酸的数量及排列顺序
氨基酸的种类、数量、排列顺序及多肽链空间结构不同
形成场所
主要在细胞核复制产生
主要在细胞核转录生成
核糖体
检测试剂
甲基绿（绿色）
吡罗红（红色）
双缩脲试剂（紫色）
主要功能
(1)遗传信息的携带者，决定生物性状，遗传信息的改变提供生物进化原材料
(2)某些RNA具催化作用
结构物质：血红蛋白、肌纤蛋白等
功能物质：(1)运输——血红蛋白、载体；(2)催化——酶(多数)；(3)免疫——抗体；(4)调节——胰岛素、生长激素
能源物质：氧化放能，产物有尿素、CO2和H2O等
2.联系
（1）DNA指导蛋白质的合成
（2）DNA多样性与蛋白质多样性的关系
拓展：DNA和蛋白质均存在物种特异性，可作为鉴别不同物种的依据；由于基因选择性表达，不同细胞中核DNA相同，但mRNA和蛋白质不同。
【例】(2012·河北衡水调研)由1分子磷酸、1分子碱基和1分子a构成了化合物b，如图所示，则下列叙述不正确的是( )
A．组成化合物b的元素有C、H、O、N、P五种
B．a属于不能水解的糖，是构成生物体的重要成分
C．若a为核糖，则由b组成的核酸主要分布在细胞质
D．幽门螺杆菌体内含化合物m共四种
【解】选D。由1分子磷酸、1分子碱基和1分子a五碳糖组成了核苷酸b，是核酸的基本组成单位，由C、H、O、N、P五种元素组成。a可代表核糖，也可代表脱氧核糖。幽门螺杆菌体内含有核糖核酸和脱氧核糖核酸，共含有A、T、C、G、U五种碱基。
三、“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验分析
1、实验原理：（1）利用甲基绿和吡罗红两种染色剂，前者使DNA呈现绿色，后者使RNA呈现红色，从而显示DNA和RNA在细胞中的分布。（2）盐酸可改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。
2、实验流程:取口腔上皮细胞制片→水解→冲洗涂片→染色→观察。
3、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
4、几种液体在实验中的作用
（1）0.9%NaCl溶液：保持口腔上皮细胞正常形态。
（2）8%盐酸：①改变细胞膜等的通透性；②使染色体中DNA与蛋白质分开。
（3）蒸馏水：①配制染色剂；②冲洗载玻片。
5、该实验不宜选用绿色植物叶肉细胞和其他有颜色的细胞作为实验材料，因为它能干扰颜色观察。
【例】 在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”时，将盛有盐酸和载玻片的小烧杯放在大烧杯中保温5 min。
(1)水浴加热的目的是___________；保温时间过短则_________，过长则____________。
(2)换用高倍物镜前应移动_________，将目标移至视野中央；换用高倍镜后视野变________，若想观察清楚可以__________或_____________。
(3)根据人的口腔上皮细胞中DNA、RNA分布的状况，某同学得出的结论是“真核细胞的DNA主要分布于细胞核中，RNA主要分布于细胞质中”，你认为有何不妥？ _______________________________。
【解】此题考查“DNA和RNA的分布”实验中的操作步骤及显微镜的有关操作等。使用高倍显微镜的方法：取镜、安放和对光后，首先在低倍镜下观察，找到物像，移至视野中央。然后转动转换器，换成高倍镜观察，转动细准焦螺旋，直到看清为止。
答案：(1)使受热均匀 水解不彻底，染色不充分 水解过度，不易制片观察
(2)载玻片 暗 换用大光圈 反光镜用凹面镜
(3)仅由人口腔上皮细胞实验得出的结论不带有普遍性，不能说明其他真核细胞中DNA、RNA的分布情况
四、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
脂肪、磷脂、固醇
合成部位
叶绿体、内质网、高尔基体、肝脏和肌肉
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。
①生物体的储能物质；
②生物膜的重要组成成分；
③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CO2、H2O，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是糖类的2倍多。
4、并非所有的糖都是能源物质，如核糖、纤维素不能提供能量；脂肪是主要的储能物质，但不构成膜结构，磷脂和胆固醇均参与膜结构的组成。
【例】下列动、植物糖类、脂肪的分类与比较正确的是( )
【解】选A.B项中蔗糖不属于还原糖，葡萄糖、果糖不属于二糖。C项中脂肪不能包含固醇。D项中固醇属于小分子物质。
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