浙科版（2019）生物必修一 第一章第二节课时1　糖类与脂质的种类及功能学案（有解析）

第二节　生物大分子以碳链为骨架
课时1　糖类与脂质的种类及功能
1.说出细胞中C、H、O、N、P、S等元素以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。
2.概述糖类有多种类型,它们既是细胞的重要结构成分,又是生命活动的主要能源物质。
3.举例说出不同种类的脂质对维持细胞结构和功能有重要作用。
1.运用列表法比较糖类、脂质的种类及功能,培养科学思维能力。
2.基于对糖类及脂质本质的认知,解答与糖类和脂质相关的人类健康问题。
一、碳骨架
1.碳骨架的形成
(1)碳原子间可以共用电子形成共价键,从而由很多碳原子串起长长的直链结构、支链结构或环状结构,共同形成碳骨架。
(2)骨架中的碳还可以与其他原子,如H、O、N、S、P等通过共用电子相连接。
2.生物大分子
(1)组成生物体的有机物都是以碳骨架作为结构基础的,主要包括糖类、脂质、蛋白质和核酸。许多有机物的相对分子量以万至百万计,所以称为生物大分子。
(2)两类最重要的生物大分子是蛋白质和核酸。
二、糖类是细胞的主要能源物质
1.元素组成
大多数糖类由C、H、O三种元素组成。
2.种类及功能
种类 单糖 二糖 多糖
特征 可被细胞直接吸收利用的小分子物质 由2个单糖分子脱水缩合形成 由多个单糖分子通过特定的共价键连在一起形成
种类 及 功能 ①葡萄糖(细胞生命活动的主要能源物质); ②脱氧核糖(DNA分子的重要组成物质); ③其他单糖,如果糖、半乳糖、核糖等 ①蔗糖(由葡萄糖和果糖组成); ②麦芽糖(由2分子葡萄糖组成); ③乳糖(由葡萄糖和半乳糖组成) ①淀粉(米、面等的主要成分,植物体内重要的储能物质); ②纤维素(木材和棉花的主要成分,是植物细胞壁的主要成分); ③糖原(包括肝糖原和肌糖原,是动物体内重要的储能物质)
1.所有的糖类都是能源物质吗
提示:并非所有的糖类都是能源物质。如核糖、脱氧核糖一般不作为能源物质,纤维素作为植物细胞壁的主要成分。
2.糖尿病人的饮食受到严格的限制,米饭和馒头等主食都需要定量摄入,试分析原因。
提示:米饭、馒头等主食富含淀粉,淀粉经消化后生成葡萄糖,被人体吸收从而使血糖升高,因此需要定量摄入。
三、脂质是一类不溶于水的有机物,具有多种生物学功能
1.元素组成
主要由C、H、O三种元素组成,其中氢原子较糖类多,而氧原子较糖类少。有些脂质还含有N和P等元素。
2.特性
通常不溶于水,而溶于有机溶剂。
3.种类及功能
种类 功能
油脂(由甘油 和脂肪酸组成) ①作为储能物质;②作为抗低温的保温层;③还能起到防震作用
磷脂 细胞各种膜结构的重要成分
固醇 胆固醇 构成细胞膜的重要成分,血液中含量过多则可能引发心脑血管疾病
性激素 促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成
维生素D 促进人和动物对钙和磷的吸收等
1.俗话说“瘦人怕撞,胖人怕热”,请结合脂肪的有关知识分析其中的原因。
提示:脂肪具有储存能量、防震、保温的作用。瘦人的脂肪较少,缓冲外界压力的能力弱,因此怕撞;胖人的脂肪较多,散热慢,因此怕热。
2.某幼儿家庭食物中并不缺钙,但其身体明显表现出缺钙症状,这是由该幼儿体内缺什么引起的 判断的依据是什么
提示:维生素D。维生素D能有效地促进人和动物对钙和磷的吸收,缺乏维生素D也会造成体内缺钙。
[自主学习检测]——教材基础熟记于心
1.二糖均由两分子葡萄糖缩合而成。(　×　)
提示:二糖中的麦芽糖是由两分子葡萄糖缩合而成,但蔗糖是一分子葡萄糖和一分子果糖缩合而成,乳糖是一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合而成。
2.淀粉、糖原、纤维素都是由葡萄糖聚合而成的多糖。(　√　)
3.不是只有动物细胞中才含有脂肪,植物细胞中也含有。(　√　)
4.葡萄糖是生物体内最重要的单糖。(　√　)
5.稻米和木材的主要成分均为淀粉。(　×　)
提示:木材的主要成分为纤维素。
6.脂质中的胆固醇是各种膜的重要组成成分。(　×　)
提示:胆固醇是构成人和动物细胞膜的重要成分。
7.油脂主要含有C、H、O三种元素,同等质量的油脂释放的热量比糖类多。(　×　)
提示:油脂仅由C、H、O三种元素组成。
8.胆固醇过多可能引发心脑血管疾病,因此胆固醇对于身体而言有害。(　×　)
提示:胆固醇是构成细胞膜的重要成分,但血液中胆固醇过多可能会引发心脑血管疾病,对身体有害。
任务一　糖的种类及功能
[任务突破]
列表总结糖的种类、分布及功能
种类 分布 功能
单 糖 五碳糖 核糖 动、植物 细胞 组成RNA的成分
脱氧核糖 组成DNA的成分
六碳糖 葡萄糖 最重要的能源物质
果糖 植物细胞 能源物质
二 糖 麦芽糖(2分子葡萄糖) 植物细胞 能水解成单糖 而供能
蔗糖(1分子葡萄糖+1分子果糖) 植物(甘蔗、甜菜中含量丰富)
乳糖(1分子葡萄糖+1分子半乳糖) 动物(乳汁)
多 糖 淀粉(基本单位:葡萄糖) 植物(粮食作物的种子、变态茎或根等) 储存能量
纤维素(基本单位:葡萄糖) 植物(植物细胞的细胞壁中) 支持保护细胞
糖原 (基本 单位: 葡萄 糖) 肝糖原 动物(动物 的肝脏中) 储存能量, 调节血糖
肌糖原 动物(动 物的肌肉 组织中) 储存能量
[迁移应用]
[典例1] 下列关于糖类及其生理作用的叙述中,正确的是(　C　)
A.纤维素是组成动物细胞壁的主要成分之一
B.糖类物质都是细胞内的能源物质
C.葡萄糖和核糖是植物细胞和动物细胞内都含有的单糖
D.发芽小麦种子中的1分子麦芽糖经水解可产生1分子果糖和1分子葡萄糖
解析:纤维素是构成植物细胞壁的主要成分之一;脱氧核糖、核糖和纤维素等在生物体内是不供能的,不属于能源物质;葡萄糖是动植物细胞内主要的能源物质,核糖是RNA的组成成分,RNA在动植物细胞内都有分布,因此葡萄糖和核糖是植物细胞和动物细胞内都含有的单糖;发芽小麦种子中的1分子麦芽糖经水解可产生2分子葡萄糖。
任务二　探究脂质的种类及功能
[任务突破1]
运用概念图厘清脂质的种类及生理功能
[迁移应用]
[典例2-1] (2022·绿谷联盟高一月考)食物中的脂质含量影响着人体健康,有关脂质的叙述,错误的是(　A　)
A.脂质是一类不溶于水的有机物,氢原子较糖类少
B.维生素D属于固醇类物质,可以促进动物对钙的吸收
C.油脂不亲水,作为储能物质时不必携带多余的水
D.胆固醇是构成细胞膜的重要成分,血液中胆固醇过多会引发心脑血管疾病
解析:脂质是一类不溶于水的有机物,氢原子较糖类多;维生素D能促进人和动物对钙、磷的吸收;油脂作为储能物质时不必携带多余的水,是细胞内良好的储能物质;胆固醇是构成细胞膜的重要成分,在血液中胆固醇过多会引发心脑血管疾病。
[任务突破2]
运用列表法比较糖类与脂质
项目 糖类 脂质
元素 组成 C、H、O C、H、O(N、P)
种类 单糖、二糖、多糖 油脂、磷脂、固醇等
生理 作用 ①主要的能源物质;②构成细胞结构,如糖蛋白、细胞壁;③核酸的组成成分之一,如核糖、脱氧核糖 ①生物体的储能物质,如油脂;②构成细胞中各种膜结构的重要物质,如磷脂;③调节新陈代谢和生殖,如性激素
放能 比较 油脂和糖类相比,油脂中C、H比例较糖类高(或O原子比例较糖类低),故同质量油脂耗氧量与释放热量均比糖类多
[迁移应用]
[典例2-2] (2022·精诚联盟高一联考)奶茶近年来已经成为街头巷尾的热门饮料,奶茶中既含有糖分如葡萄糖、麦芽糖和蔗糖等,也含有一定量的脂质等物质。下列有关叙述错误的是(　D　)
A.使奶茶有甜味的物质不一定是糖类
B.脂肪在人体细胞中氧化分解时释放的能量比同质量糖类多
C.人体内的脂质和糖类可相互转化
D.奶茶中的蔗糖和脂质属于生物大分子
解析:使奶茶有甜味的物质不一定是糖类,如糖精有甜味但是非糖物质;脂肪与糖类比较,氢含量高,氧含量低,所以与同质量的糖类相比,氧化分解释放的能量更多;糖类、脂质之间在一定条件下是可以相互转化的;奶茶中蔗糖属于二糖,二糖不属于生物大分子,脂质也不是生物大分子。
基础达标练
1.(2022·温州高一期中)2021年我国科学家首次实现了从二氧化碳到淀粉的人工合成,人工合成的淀粉与天然淀粉的分子结构组成一致,人工淀粉的基本单位是(　B　)
A.核糖 B.葡萄糖
C.麦芽糖 D.脱氧核糖
解析:核糖是RNA的成分之一;葡萄糖是淀粉的基本单位;麦芽糖是
二糖,由两分子葡萄糖组成;脱氧核糖是DNA的成分之一。
2.(2022·精诚联盟高一10月联考)脂质不具有的功能是(　D　)
A.作为能源物质储存起来
B.构成质膜等生物膜
C.参与生命活动的调节
D.催化物质的分解
解析:脂质中的脂肪能作为能源物质储存起来;脂质中的磷脂是构成生物膜的重要成分,因此脂质具有构成质膜等生物膜的功能;脂质中的性激素能参与生命活动的调节;脂质不具有催化物质分解的功能。
3.(2022·绿谷联盟高一月考)下列有关人体内磷脂的叙述,正确的是(　C　)
A.氧化分解为机体提供能量
B.磷脂由甘油和脂肪酸组成
C.作为构成细胞内各种膜的重要成分
D.作为合成性激素的原料
解析:磷脂作为生物膜的组成成分,不会发生氧化分解为机体提供能量;由甘油和脂肪酸构成的是油脂不是磷脂;磷脂是生物膜的重要组成成分;性激素属于固醇类物质,磷脂不可作为合成性激素的原料。
4.下列关于动、植物糖类、脂质的分类与比较正确的是(　A　)
解析:由糖类的分类和分布可知,动、植物细胞共有的糖是葡萄糖、
核糖、脱氧核糖,动物细胞特有的糖是乳糖和糖原,植物细胞特有的糖是麦芽糖、蔗糖、淀粉和纤维素;葡萄糖和果糖是单糖;油脂与固醇是并列关系同属于脂质;固醇不是生物大分子。
5.下列关于糖类物质对应正确的是(　B　)
①存在于DNA而不存在于RNA的糖类;②植物细胞主要的能源物质;③存在于动物乳汁而不存在于肝脏细胞的糖类。
A.核糖、纤维素、肌糖原
B.脱氧核糖、葡萄糖、乳糖
C.核糖、葡萄糖、糖原
D.脱氧核糖、纤维素、糖原
解析:①存在于DNA而不存在于RNA的糖类是脱氧核糖;②植物细胞
主要的能源物质是葡萄糖;③存在于动物乳汁而不存在于肝脏细胞的糖类是乳糖。
6.(2022·杭州“六县九校”联盟期中)中国是世界上最早种植水稻的国家。我国科学家袁隆平因在世界上首次育成籼型杂交水稻,被誉为“杂交水稻之父”。水稻细胞中含有的多糖是(　A　)
A.淀粉和纤维素
B.淀粉和糖原
C.糖原和纤维素
D.蔗糖和麦芽糖
解析:淀粉和纤维素是植物细胞中的多糖;糖原是动物多糖,水稻不含有;蔗糖和麦芽糖属于二糖。
7.“淀粉→麦芽糖→葡萄糖→糖原”,这是某生物体内糖类的某些
变化。下列说法错误的是(　C　)
A.此生物一定是动物,因为能合成糖原
B.淀粉和糖原都属于多糖
C.此生物一定是动物,因为能利用葡萄糖
D.麦芽糖为二糖,葡萄糖为单糖
解析:糖原是动物细胞特有的多糖,因此生物体内若能合成糖原,该生物一定是动物;淀粉和糖原都是由葡萄糖脱水缩合形成的多糖;葡萄糖是动、植物细胞共有的糖,不能通过生物体能否利用葡萄糖判断该生物是动物还是植物;麦芽糖是由2分子葡萄糖脱水缩合形成的二糖,葡萄糖是不能水解的糖,为单糖。
8.(2022·绿谷联盟高一月考)中国是世界上最早制糖的国家之一,关于糖的叙述,错误的是(　C　)
A.脱氧核糖是单糖,不能水解
B.糖原是葡萄糖通过共价键连在一起形成的
C.稻米的主要成分是淀粉,口感不甜,不是糖
D.纤维素是结构多糖,是植物细胞壁的主要成分
解析:并非所有的糖类都是甜的,如稻米的主要成分是淀粉,淀粉属于多糖。
9.糖类和脂质是生物体的能源物质,下列与二者相关的描述正确的是(　B　)
A.糖类和脂质都是生物大分子
B.糖类和脂质的构成元素不完全相同
C.糖类都是细胞的能源物质
D.油脂由于携带大量的水而适于作为储能物质
解析:糖类中的多糖属于生物大分子,而脂质不属于生物大分子;大多数糖类的组成元素是C、H、O,脂质的组成元素主要是C、H、O,有的含N、P;纤维素属于多糖,其是植物细胞壁的组成成分,不作为能源物质;油脂作为储能物质时不必携带多余的水。
10.当前“减肥”和“瘦身”成了人们的热门话题,下列关于减肥的
说法不正确的是(　D　)
A.肥胖是由于脂肪在体内积累过多,为了减肥,我们要少吃油腻的
食物
B.由于糖类较易转变成脂肪,为了减肥,我们要少吃容易吸收的可溶性糖
C.脂肪可以在体内氧化放能,为了减肥,我们要多运动,以增强脂肪的消耗
D.为了轻松减肥,最好每天只吃含维生素丰富、含油脂较少的水果、蔬菜
解析:肥胖的原因是体内积累脂肪过多,为了减肥,应该少吃油腻食物,减少脂肪的摄入;由于糖类较易转变成脂肪,为了减肥,要少吃容易吸收的可溶性糖;脂肪可以在体内氧化放能,为了减肥,我们要多运动,以增强脂肪的消耗;为了减肥,不能只吃含维生素较丰富而含油脂较少的水果和蔬菜,也要适当补充蛋白质等,做到均衡饮食。
11.如图表示某生物体内具有的两种化合物的结构简式,请据图回答问题。
(1)麦芽糖和蔗糖分别属于　　　　、　　　　(填“单糖”“二糖”或“多糖”),组成元素均是　　　　。
(2)人体内不含有的化合物是　　 　　(填字母代号),二者水解后共有的糖是　　　　。
(3)生物体内含有的多糖物质有　　　,它们是由　　　(填字母代号)的水解产物　　　　组成的。
(4)生活中常吃的白糖、冰糖、红糖等就是由　　 (填字母代号)加工而来的,该糖水解的产物是　　　　。
解析:A为麦芽糖,由两分子葡萄糖缩合形成;B为蔗糖,由1分子葡萄糖和1分子果糖缩合形成;生物体内的多糖有淀粉、糖原、纤维素,它们的基本组成单位都是葡萄糖。二糖由2个单糖分子脱水缩合形成,蔗糖分子由葡萄糖和果糖组成,生活中常吃的白糖、冰糖、红糖等就是由蔗糖加工而来的。
答案:(1)二糖　二糖　C、H、O　(2)A、B　葡萄糖　(3)淀粉、糖原、纤维素　A　葡萄糖　(4)B 葡萄糖和果糖
12.如图为细胞内两种有机物的组成,依据主要功能,分析回答下列
问题。
(1)A是指　　　　 ;C在动物中是指　　　 　,在植物中主要是指　　　　。
(2)在以A作为结构单位的有机大分子中,除了(1)中涉及的外,
还有　　　 　是植物细胞壁的重要成分。
(3)D是指　　 　　,它是由　　 　　和　　 　　组成的,除此之外,脂质还包括　　　和固醇等。
解析:由题图可知,A、B是结构单位。由A组成的有机大分子是能源物质,说明A是葡萄糖。葡萄糖组成的有机大分子在动物中是糖原,在植物中有纤维素和淀粉,其中淀粉是能源物质,纤维素是植物细胞壁的主要成分;B组成的有机物是储能物质,说明D是油脂。油脂由甘油和脂肪酸组成,除了油脂之外,脂质还包括磷脂和固醇等。
答案:(1)葡萄糖　糖原　淀粉　
(2)纤维素
(3)油脂　甘油　脂肪酸　磷脂
综合提升练
13.(2022·绿谷联盟高一月考) 如图是二糖的组成示意图,相关叙述正确的是(　C　)
A.若图中M为葡萄糖,则图示物质为蔗糖
B.若图中M为果糖,则图示物质有还原性
C.若图中M为葡萄糖,则图示物质合成过程称为脱水缩合
D.若图中M为半乳糖,则图示物质存在于动植物细胞中
解析:蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖组成的,麦芽糖是由2分子葡萄糖组成的,因此若图中M为葡萄糖,则图示物质为麦芽糖,是经脱水缩合形成的;若图中M为果糖,则图示物质是蔗糖,蔗糖属于非还原糖;若图中M为半乳糖,则图示物质是乳糖,乳糖只存在于动物
细胞中。
14.如图是油菜种子在发育和萌发过程中糖类和油脂的变化曲线。
下列分析正确的是(　A　)
A.种子形成时,可溶性糖更多地转变为油脂
B.种子萌发时,油脂转变为可溶性糖,说明可溶性糖是油菜种子主要的储能物质
C.可溶性糖和脂质的化学元素的组成完全相同
D.种子发育过程中,由于可溶性糖更多地转变为油脂,种子需要的N增加
解析:图甲中随着开花后天数的增加,油脂含量上升而可溶性糖的含量下降,可以判断种子形成的过程中,可溶性糖更多地转变成了油脂;图乙中随着萌发天数的增加,油脂含量下降而可溶性糖的含量上升,可以判断种子萌发的过程中,油脂更多地转化成了可溶性糖,说明油脂是油菜种子的主要储能物质;可溶性糖和油脂的组成元素相同,都是C、H、O,而脂质中的磷脂组成元素为C、H、O、N、P;种子发育过程中,由于可溶性糖更多地转变为油脂,而油脂的组成元素为C、H、O,无法说明种子需要的N增加。
15.科学家发现一种叫“熊虫”的动物,能耐受-271 ℃冰冻数小时
(这时它的代谢率几乎降至0)。此时,它们的体内会大量产生一种叫做海藻糖的二糖。实验证明该动物体液中的海藻糖可以使组织细胞避免因低温而造成的损伤。为探究海藻糖对普通哺乳动物组织细胞是否也具有上述保护作用,某兴趣小组设计了如下实验,请将其补充完整。
(1)实验材料:
①海藻糖;②细胞培养液及其他相关材料;③适量哺乳动物细胞。
为了确保实验的科学性和准确性,从化学组成及生理功能看,该细胞应具有
　的特点。
(2)操作过程:
①取适量哺乳动物细胞,等分成甲、乙两组(以甲组为实验组),向甲组细胞中添加
,
向乙组细胞中添加　 。
②
　。
③观察并记录两组细胞的生活状况。
(3)预期结果及相应结论:
该实验结果会有　　 　　种可能性,如果实验结果是　
　　　　　　　　　　　,则说明该海藻糖在低温下对普通哺乳动物组织细胞具有保护作用。
解析:(1)为了消除细胞自身产生海藻糖对实验结果的影响,选用的
作为实验材料的细胞应不能合成海藻糖,也不含有海藻糖。
(2)实验的自变量是细胞培养液中是否含有海藻糖;因变量是低温
条件下细胞的活性。按照实验设计的单一变量原则和对照原则,设计实验步骤。
(3)可能的结果及结论是如果甲、乙两组细胞均大部分死亡,说明该海藻糖在低温下对普通哺乳动物组织细胞不具有保护作用;假如甲组细胞均生活良好,乙组细胞均(或大部分)死亡,则说明该海藻糖在低温下对普通哺乳动物组织细胞具有保护作用。
答案:(1)自身不含海藻糖且不能合成海藻糖
(2)①含一定浓度的海藻糖的细胞培养液　等量的不含海藻糖的细胞培养液　②将甲、乙两组细胞均控制在-271 ℃的条件下冰冻数小时
(3)2　甲组细胞均生活良好,乙组细胞均(或大部分)死亡