第二节 细胞中的糖类和脂质
[学习目标] 1.说出碳链是形成生物大分子的骨架。2.概述糖类有多种类型,阐述糖类是细胞的重要结构成分和主要能源物质。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。4.使用稀碘液、斐林试剂、苏丹Ⅲ染色液鉴定生物组织中的淀粉、还原糖和脂肪。
一、碳链是形成生物大分子的骨架
1.碳原子的结构和特点
(1)碳原子的结构
(2)碳原子特点:碳原子外层的四个电子可与其他原子结合,即通过与其他原子共用电子对,形成共价键。
2.生物大分子
(1)定义:一般来说,生物体内合成的相对分子质量超过10 000的有机化合物被称为生物大分子。
(2)特点:多糖、蛋白质和核酸是生物大分子,它们都是由许多基本组成单位(单体)连接而成的。
3.碳骨架
(1)有机化合物的碳骨架:构成生物大分子的单体的碳原子之间是通过单键或双键相连接的,形成了不同长度的分支状、链状或环状结构,这些结构被称为有机化合物的碳骨架。
(2)有机物的基本性质:碳骨架结构的排列和长短决定了有机物的基本性质。
(3)碳是组成有机化合物的核心元素。
二、糖类是细胞的重要结构成分和主要能源物质
1.元素组成:一般由C、H、O三种元素组成。
2.分类和分布
单糖 五碳糖 核糖、脱氧核糖
六碳糖 葡萄糖、果糖、半乳糖
二糖 植物特有 麦芽糖(葡萄糖+葡萄糖)、 蔗糖(葡萄糖+果糖)
动物特有 乳糖(葡萄糖+半乳糖)
多糖 植物特有 淀粉、纤维素
动物特有 糖原
3.糖类的功能
(1)纤维素是植物细胞壁的主要成分。
(2)淀粉是许多植物体内重要的能源物质,糖原是动物体内的重要能源物质。
(3)葡萄糖不仅是构成二糖和多糖的主要单体,还是细胞中能量代谢的关键单糖。
(4)糖蛋白和糖脂在细胞免疫、细胞识别、信息传递等生命活动中发挥重要作用。
总之,糖类既是细胞的重要结构成分,又是生物体维持生命活动的主要能源物质。
4.糖类的还原性
还原糖:单糖、麦芽糖、乳糖等,它们与斐林试剂会发生反应,产生砖红色沉淀。
非还原糖:淀粉、蔗糖等,它们与斐林试剂不会产生砖红色沉淀。
5.活动:检测生物组织中的糖类
(1)鉴定淀粉。
①实验原理:在淀粉溶液中加入稀碘液,碘分子与淀粉结合产生变色反应,溶液变成蓝色。
②实验步骤。
取材分组:取三支洁净的试管,编号为A、B、C,备用
制备溶液:分别用20 mL清水溶解1 g葡萄糖、1 g蔗糖和1 g淀粉,制成溶液备用
鉴定:分别向A、B、C试管中加入3 mL葡萄糖溶液、蔗糖溶液和淀粉溶液,各滴入等量的稀碘液
结果:淀粉溶液变蓝色,葡萄糖溶液、蔗糖溶液不变蓝
(2)鉴定还原糖。
①实验原理。
a.唾液中含有唾液淀粉酶,在淀粉酶的作用下,淀粉水解产生麦芽糖。麦芽糖是一种还原糖。
b.葡萄糖、麦芽糖等可溶性还原糖与斐林试剂反应,会产生砖红色沉淀。淀粉和蔗糖等非还原糖与斐林试剂则不发生砖红色沉淀反应。
c.斐林试剂可由质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液按 1∶1的比例混合配制而成。
②实验步骤。
三、脂质在维持细胞结构和功能中的作用
1.元素组成:脂质主要由C、H、O三种元素组成。
2.脂质的种类和功能
种类 功能
脂肪 脂肪是细胞内重要的储能物质(脂肪分子的水解产物是甘油和脂肪酸)
磷脂 是构成细胞质膜的重要物质
固 醇 类 胆固醇 是合成其他固醇类物质的原料,也是构成动物细胞质膜的成分之一
性激素 能促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成
维生 素D 能促进人和动物对钙和磷的吸收
3.探究植物细胞是否含有脂肪
(1)实验原理:苏丹Ⅲ染色液可将脂肪染成橘黄色。
(2)实验步骤。
取材:核桃种子(浸泡3~4 h),将子叶削成薄片
制片
观察:在低倍镜下寻找到已着色的圆形小颗粒,然后用高倍镜观察
结果:圆形小颗粒呈橘黄色(说明有脂肪存在)
判断正误
(1)细胞中的糖类都是能源物质。( )
【答案】 ×
【提示】 细胞中的糖类不都是能源物质,如纤维素是组成植物细胞壁的成分,不能提供能量。
(2)生物大分子的每一个单体都以碳链为骨架。( )
【答案】 √
(3)蔗糖和乳糖的水解产物都是葡萄糖。( )
【答案】 ×
【提示】 蔗糖的水解产物是果糖和葡萄糖,乳糖的水解产物是半乳糖和葡萄糖。
(4)脂质中只有磷脂参与了细胞质膜的构成。( )
【答案】 ×
【提示】 脂质中的胆固醇也是构成动物细胞质膜的重要成分。
(5)磷脂由胆固醇、脂肪酸和磷酸等组成。( )
【答案】 ×
【提示】 磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的。
任务一 分析糖类的分类 、功能及糖类之间的相互转化
探究1 分析细胞中糖类的分类和功能
下图表示糖类的种类。
(1)①②③④代表的糖的种类依次是什么 ①能否再水解
【提示】 ①②③④分别代表单糖、二糖、多糖和纤维素。①单糖不能再水解。
(2)葡萄糖可以口服和注射,但蔗糖只能口服而不能注射的主要原因是什么
【提示】 葡萄糖是单糖,可直接被细胞吸收利用;蔗糖是二糖,细胞无法直接吸收,且血浆中没有分解蔗糖的酶,消化道中有分解蔗糖的酶。
(3)当人体血液中葡萄糖低于正常含量时,肝糖原便分解成葡萄糖及时补充,由此说明糖原属于哪种功能性物质
【提示】 储能物质。
(4)既然人类很难消化纤维素,为什么一些科学家还将纤维素等其他糖类称为人类的“第七类营养素”呢
【提示】 人类虽然很难消化纤维素,但是纤维素能够刺激胃肠蠕动,改善胃肠环境,有利于人体健康。
探究2 分析糖类之间的相互转化
下图表示食物中的淀粉转化为人体细胞中的糖的过程。
(1)糖尿病患者的饮食受到严格的限制,但受限制的不仅仅是甜味食品,米饭、馒头等主食也需要定量摄取,为什么
【提示】 米饭、馒头等主食富含淀粉,淀粉经消化分解后可以生成葡萄糖,进而使血糖浓度升高。
(2)淀粉、糖原和纤维素都是由葡萄糖脱水缩合而成的,那为什么它们在化学性质上有很大差异呢
【提示】 它们的化学性质不同主要是由于葡萄糖的连接方式不同,及其所形成的碳骨架的空间结构不同。
核心归纳
1.糖类的其他三种分类标准
(1)依据糖类在动植物细胞中的分布。
(2)依据糖类的功能分类。
①能源糖类:葡萄糖(细胞生命活动所需要的主要能源物质)、淀粉(植物细胞的储能物质)、糖原(动物细胞的储能物质)。
②结构糖类:核糖(RNA的组成成分)、脱氧核糖(DNA的组成成分)、纤维素(植物细胞壁的组成成分)。
(3)依据化学性质划分。
①还原糖:葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖等。
②非还原糖:蔗糖、淀粉、糖原、纤维素等。
2.糖类之间的相互转化
典型例题
1.糖类是构成细胞的重要组成物质,下列有关细胞中糖类的说法,正确的是( )
[A]糖类是主要的能源物质,因此糖类是细胞中含量最多的化合物
[B]淀粉是植物细胞壁的主要成分
[C]糖类与蛋白质结合形成的糖蛋白在细胞识别中发挥重要作用
[D]葡萄糖在人体细胞内可以合成各种多糖
【答案】 C
【解析】 细胞中含量最多的化合物是水;纤维素是植物细胞壁的主要成分;葡萄糖在人体细胞内可以转化为肝糖原和肌糖原,但不能合成纤维素和淀粉等植物多糖。
2.(2025·连云港期中)“淀粉→麦芽糖→葡萄糖→糖原”,这是某生物体内糖类的某些变化。下列相关说法错误的是( )
[A]此生物一定是植物,因为能合成糖原
[B]淀粉和糖原都属于多糖
[C]此过程涉及淀粉的水解和糖原的合成
[D]麦芽糖为二糖,葡萄糖为单糖
【答案】 A
【解析】 糖原是动物细胞特有的多糖。在动物的消化道内能将淀粉水解成麦芽糖,麦芽糖水解成葡萄糖,然后吸收,并在肝脏细胞和肌细胞中合成糖原。
任务二 分析脂质的种类及功能
资料1 沙漠炎热缺水,骆驼和别的动物不一样,它有高高的驼峰储藏大量的脂肪,当它又渴又饿的时候,脂肪会慢慢分解,变成它需要的营养和水。
资料2 维生素D又被称为“阳光维生素”,经常晒太阳会使人体内的胆固醇转化成维生素D,16~19世纪终年不见阳光的很多工业区随处都可以看到方颅、肋骨串珠、鸡胸或漏斗胸和出现O形或X形腿的小孩。
(1)资料1说明脂肪具有什么作用
【提示】 脂肪是细胞内的储能物质。
(2)佝偻病患者对钙、磷吸收大大减弱,请分析资料2 中维生素D能够起到预防佝偻病的原因。
【提示】 维生素D能有效促进人肠道对钙和磷的吸收,因此可预防佝偻病的发生。
(3)依据脂质的种类及功能,某同学提出:“所有细胞都含有脂质”,请你评价该说法是否合理 说出你的理由。
【提示】 合理。所有细胞都含有细胞质膜,磷脂是构成细胞质膜的重要物质,磷脂属于脂质,所以所有细胞都含有脂质。
(4)高胆固醇可以导致多种疾病,那么在饮食中是否应避免含胆固醇的食物 为什么
【提示】 不是。应该进食低胆固醇的食物,而不是不含胆固醇,因为胆固醇是合成其他固醇类物质的原料。
核心归纳
细胞中脂质的种类和功能
典型例题
3.(2025·徐州期中)下列关于脂质的叙述,错误的是( )
[A]脂肪是细胞内重要的储能物质
[B]磷脂和胆固醇是构成植物细胞质膜的重要成分
[C]维生素D能促进人体对钙和磷的吸收
[D]性激素能促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成
【答案】 B
【解析】 胆固醇是构成动物细胞质膜的重要成分,植物细胞质膜不含胆固醇。
4.(多选)生物体内的维生素D主要通过以下途径来合成,也可以从动物肝脏、鱼、蛋黄、牛奶等食物中获取。下列相关叙述正确的有( )
胆固醇7-脱氢胆固醇维生素D
[A]胆固醇是合成其他固醇类物质的原料
[B]磷脂、维生素D、胆固醇都属于固醇类物质
[C]胆固醇属于大分子物质
[D]过度防晒可能会影响维生素D的合成
【答案】 AD
【解析】 性激素、维生素D、胆固醇都属于固醇类物质,磷脂不属于固醇类物质;胆固醇是小分子物质;由题图可知,一定量的紫外线可以促进维生素D的合成,因此过度防晒可能会影响维生素D的合成。
任务三 检测生物组织中的糖类和脂质
探究1 检测生物组织中的糖类
某同学进行了相关物质的检测实验,所用的材料、实验试剂和观察内容如下表所示。
组别 材料 实验试剂 观察内容
A 甘薯匀浆 稀碘液 颜色反应
B 苹果匀浆 斐林试剂
(1)在甘薯匀浆中加入稀碘液后搅拌,出现的颜色变化是什么
【提示】 甘薯匀浆会变成蓝色。
(2)实验材料是实验成败的关键,西瓜汁中含有丰富的还原糖,能用西瓜汁替代苹果匀浆吗 说明理由。
【提示】 不能。还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下反应生成砖红色沉淀,西瓜汁的颜色会干扰实验结果的观察。
探究2 探究植物细胞是否含有脂肪
某同学欲探究洋葱根尖细胞是否含有脂肪,实验过程如下图所示。
取材→切片→染色→去浮色→吸去酒精→制片→观察
(1)检测生物组织中的脂肪时,染色时间不宜过长,原因是什么
【提示】 染色时间过长,脂肪会溶解到染色剂中。
(2)检测生物组织中的脂肪时,经染色后,为什么用体积分数为50%的乙醇溶液洗去浮色而不是清水
【提示】 苏丹Ⅲ染色液易溶于乙醇而不溶于水,因此不能换成清水。
核心归纳
检测生物组织中的还原糖时的实验操作注意事项
(1)斐林试剂很不稳定,应现配现用,且NaOH溶液、CuSO4溶液应先混合,再添加。
(2)一般不用酒精灯直接加热,而是隔水加热。
(3)加热时试管底部不能接触烧杯底部,直接接触会造成受热不均匀,导致试管破裂。
典型例题
5.(2025·泰州期中)下列可用于检测麦芽糖的试剂及反应呈现的颜色是( )
[A]苏丹Ⅲ染色液,橘黄色
[B]斐林试剂,砖红色
[C]稀碘液,蓝色
[D]双缩脲试剂,紫色
【答案】 B
【解析】 麦芽糖为还原糖,鉴定还原糖需要用斐林试剂,两者在水浴条件下生成砖红色沉淀。
6.某同学进行生物组织中的脂肪检测实验时,观察到了预期的实验现象。下列分析错误的是( )
[A]位于两个细胞之间的脂肪滴可能是切片时将细胞切破,脂肪释放到细胞外
[B]用白色的花生种子作为实验材料,可以防止材料本身颜色对实验颜色观察造成干扰
[C]用苏丹Ⅲ染色液染色应尽可能延长时间,使得染色更深,便于观察
[D]实验者在操作时,不小心使苏丹Ⅲ沾染皮肤,可用体积分数为50%的乙醇溶液冲洗
【答案】 C
【解析】 用苏丹Ⅲ染色液染色,时间不能太长,否则染色过深,会影响观察;苏丹Ⅲ易溶于乙醇,故实验者在操作时,不小心使苏丹Ⅲ沾染皮肤,可以用体积分数为50%的乙醇溶液冲洗。
随堂检测
1.(2024·镇江期中)“碳是有机化合物的核心元素”,对此观点最有说服力的解释是( )
[A]碳在细胞的各种化合物中含量最多
[B]碳在自然界中含量最为丰富
[C]在细胞的各种化合物中都含有碳
[D]碳链构成了有机物的基本骨架
【答案】 D
【解析】 在细胞的各种化合物中,碳不一定是含量最多的元素,如水中不含碳元素;自然界中含量最为丰富的元素是氧。
2.(2025·无锡月考)下列选项中,属于动植物细胞共有的糖类的是( )
[A]葡萄糖、淀粉、果糖
[B]葡萄糖、核糖、脱氧核糖
[C]淀粉、脱氧核糖、乳糖
[D]麦芽糖、果糖、乳糖
【答案】 B
【解析】 淀粉、果糖是植物细胞特有的糖类;淀粉是植物细胞特有的糖类,乳糖是动物细胞特有的糖类;麦芽糖和果糖是植物细胞特有的糖类,乳糖是动物细胞特有的糖类。
3.某些糖尿病直接或间接与长期超标摄入糖类有关,糖尿病病人的饮食受到严格的限制,米饭、馒头、甜味食品都需要适当限量。很多动物性食物中胆固醇的含量丰富,如果摄入过多会在血管壁上形成沉积,造成血管堵塞。下列叙述正确的是( )
[A]米饭中的主要有机物是淀粉
[B]糖尿病病人不需要控制淀粉类食物的摄入
[C]动物体中的主要储能物质是胆固醇
[D]摄入胆固醇过多与引发心脑血管疾病无关
【答案】 A
【解析】 米饭、馒头中的主要有机物是淀粉;淀粉类食物经消化、吸收会导致血糖浓度升高,糖尿病病人需要控制淀粉类食物的摄入;动物体中的主要储能物质是脂肪;摄入胆固醇过多会在血管壁上形成沉积,导致血管堵塞,容易引发心脑血管疾病。
4.(2025·无锡月考)淀粉、糖原和纤维素都是多糖。下列说法错误的是( )
[A]人体不能消化纤维素,因此食物中的纤维素对人体不起作用
[B]当人体血糖含量低于正常值时,肝糖原可以分解产生葡萄糖及时进行补充
[C]纤维素是植物细胞壁的主要成分,水解后可以产生葡萄糖
[D]这三种多糖的基本单位都是葡萄糖,组成元素是C、H、O
【答案】 A
【解析】 人体虽然不能消化纤维素,但是纤维素能够刺激胃肠蠕动,改善胃肠环境,有利于人体健康。
5.(多选)下列说法错误的有( )
[A]西瓜汁含有大量的糖,常被用于还原糖的鉴定
[B]甘蔗中的糖不可以用斐林试剂检测
[C]使用斐林试剂鉴定还原糖时,应先加入NaOH溶液,再加入CuSO4溶液
[D]脂肪检测中使用体积分数为50%的乙醇溶液的目的是提取核桃种子中的脂肪颗粒
【答案】 ACD
【解析】 西瓜汁是红色的,会干扰实验结果的观察,不能用于还原糖的鉴定;甘蔗中的糖主要是蔗糖,不属于还原糖,不能用斐林试剂检测;使用斐林试剂鉴定还原糖时,应先将NaOH溶液和CuSO4溶液等量混合;脂肪检测中使用体积分数为50%的乙醇溶液的目的是洗去浮色,便于观察被染色的脂肪颗粒。
食物被人体消化吸收后通过一系列代谢来提供营养,具体途径如下图所示。长期大量摄入糖类很容易导致肥胖,肥胖容易形成脂肪肝。经检测,某患者肝脏B超明显“亮肝”(脂肪明显沉积),且血液中低密度脂蛋白胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇含量异常,前者主要将血液中某些脂质运进肝脏再清除出血液,后者主要将肝脏的某些脂质运出送往全身储藏。
(1)上述资料表明胆固醇的功能是参与血液中脂质的运输。预测该患者的血液中高密度脂蛋白含量低于(填“高于”或“低于”)正常水平。
(2)甲同学要减肥,制订了高蛋白、高淀粉、低脂的减肥餐,乙同学根据图示信息,评价该方案无效,你认为乙同学的判断依据是什么
【提示】 因为高淀粉食物消化产生的葡萄糖和高蛋白食物消化产生的氨基酸在体内均可通过中间产物转化为脂肪,无法达到减肥的目的。
课时作业
(时间:30分钟 分值:55分)
第1~8题每题3分,第9~10题每题6分,共计36分。
基础对点练
知识点1 碳链是形成生物大分子的骨架
1.(2025·无锡月考)生物大分子在生命活动中具有重要作用,构成生物大分子骨架的元素是( )
[A]C [B]H [C]O [D]N
【答案】 A
【解析】 碳链是形成生物大分子的骨架,因此,构成生物大分子骨架的元素是C。
2.(2025·徐州期中)下列关于生物大分子的叙述,错误的是( )
[A]糖类、蛋白质、核酸是生物大分子
[B]生物大分子都是由许多单体连接而成的
[C]脂肪是细胞内重要的储能物质,其不属于生物大分子
[D]碳骨架结构的排列和长短决定了有机物的基本性质
【答案】 A
【解析】 生物大分子主要包括多糖、蛋白质和核酸,糖类中的单糖、二糖不属于生物大分子,脂肪不属于生物大分子。
知识点2 糖类是细胞的重要结构成分和主要能源物质
3.(2025·盐城期中)香蕉可作为人体运动时的补给品,香蕉体内含有的多糖是( )
[A]葡萄糖 [B]麦芽糖
[C]乳糖 [D]淀粉
【答案】 D
【解析】 香蕉体内含有的多糖有淀粉和纤维素等。
4.(2025·徐州期中)糖类是细胞的主要能源物质。下列关于糖类的叙述正确的是( )
[A]单糖可以进一步水解为更简单的化合物
[B]蔗糖、麦芽糖、乳糖的水解产物相同
[C]动植物体内的多糖存在差异,但都能为生物体供能
[D]淀粉、纤维素、糖原的结构不同,但它们的基本单位相同
【答案】 D
【解析】 单糖不能再进行水解。蔗糖的水解产物是葡萄糖和果糖,麦芽糖的水解产物是葡萄糖,乳糖的水解产物是葡萄糖和半乳糖,蔗糖、麦芽糖、乳糖的水解产物不完全相同。植物体内的多糖有淀粉和纤维素,淀粉能为生物体供能,纤维素是构成植物细胞壁的成分,不能供能;动物体内的多糖是糖原,能为生物体供能。淀粉、纤维素、糖原的结构不同,但它们的基本单位相同,都是葡萄糖。
5.(2025·苏州期中改编)糖类是生物体的重要构成物质和能源物质。下列关于糖类的叙述正确的是( )
[A]乳糖是动物细胞中特有的二糖,可以被动物细胞直接吸收
[B]所有糖类都是生物体的能源物质
[C]在细胞质膜上糖类均与蛋白质结合形成糖蛋白
[D]糖类是自然界最丰富的有机物
【答案】 D
【解析】 乳糖是动物细胞中特有的二糖,必须水解为单糖才能被动物细胞吸收;糖类中的核糖、脱氧核糖、纤维素不能作为能源物质;细胞质膜上有些糖类与蛋白质结合形成糖蛋白,还有些糖类与脂质结合形成糖脂。
知识点3 脂质在维持细胞结构和功能中的作用
6.用PET技术对大脑皮层的高级功能进行定位研究时,常用葡萄糖制备放射性示踪剂,而不用脂质。下列关于葡萄糖和脂质的叙述,错误的是( )
[A]大脑皮层细胞都含有磷脂分子
[B]葡萄糖和脂质分子都只含有C、H、O
[C]维生素D能促进人和动物肠道对钙和磷的吸收
[D]选葡萄糖作示踪剂与大脑皮层细胞的主要能源物质是葡萄糖有关
【答案】 B
【解析】 磷脂分子是构成细胞质膜的重要物质,人和动物的脑中含有丰富的磷脂;葡萄糖含有C、H、O三种元素,组成脂质的化学元素主要是C、H、O,有的脂质还含有P和N;维生素D可以促进肠道对钙和磷的吸收,缺乏维生素D有可能患佝偻病或骨质疏松症;葡萄糖是细胞内的主要能源物质,所以选葡萄糖作示踪剂。
7.(2025·连云港月考)脂质分子的结构示意图如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
[A]丙为固醇类分子,是细胞中重要的代谢调节物质
[B]甲为磷脂分子,是组成细胞质膜的主要成分
[C]乙分子不溶于水,甲分子和丙分子溶于水
[D]乙为脂肪分子,是细胞内的重要储能物质
【答案】 D
【解析】 丙为磷脂分子,是组成细胞质膜的主要成分;甲为固醇类分子,是细胞中重要的代谢调节物质,如性激素具有调节作用;甲(固醇类)、乙(脂肪)和丙(磷脂)都不溶于水。
知识点4 检测生物组织中的糖类和脂肪
8.下列关于有机物鉴定实验的叙述正确的是( )
[A]为检测待测样液中是否含有葡萄糖,可以使用斐林试剂检测
[B]向新榨的苹果匀浆中加入新配制的斐林试剂并水浴加热,出现无色到砖红色的变化
[C]为使检测糖尿病患者尿液中还原糖结果更可信,应取等量的含有蔗糖的蒸馏水溶液作为对照组
[D]用苏丹Ⅲ染色液对花生子叶切片进行染色处理后制成装片,在显微镜下观察,可以看到橘黄色的脂肪颗粒
【答案】 D
【解析】 使用斐林试剂能检测待测样液中是否含有还原糖,但不能确定是否为葡萄糖;新配制的斐林试剂为蓝色,与苹果匀浆水浴加热后,出现由蓝色到砖红色的变化;蔗糖不具有还原性,不能用含有蔗糖的蒸馏水溶液作为对照组。
综合提升练
9.(多选)(2025·南京期中)人体内的脂肪细胞主要分为白色脂肪细胞和棕色脂肪细胞。每个成年人体内,大约含有300亿个白色脂肪细胞,而棕色脂肪细胞很少,零星散布在白色脂肪组织中,但居住于寒冷地区的人群通过冬泳可诱导产生较多的棕色脂肪细胞。下列有关说法错误的有( )
[A]组成脂肪的化学元素有C、H、O、N、P
[B]人体白色脂肪细胞中含量最多的化合物是蛋白质
[C]脂肪是动物细胞中的良好储能物质,而植物细胞中不含脂肪
[D]棕色脂肪细胞增加,可能有利于人体在寒冷环境中维持正常体温
【答案】 ABC
【解析】 组成脂肪的化学元素有C、H、O;人体白色脂肪细胞中含量最多的化合物是水;动植物细胞中都含有脂肪;依据题干信息,居住于寒冷地区的人群通过冬泳可诱导产生较多的棕色脂肪细胞,由此可推测棕色脂肪细胞增加,可能有利于人体在寒冷环境中维持正常体温。
10.(多选)(2025·徐州期中)棉花纤维由纤维细胞形成。蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累,在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成。研究人员用普通棉花品系培育了SUT含量高的品系F,检测两品系植株开花后纤维细胞中的蔗糖含量,结果如下图所示。下列说法正确的有( )
[A]纤维素的基本组成单位是葡萄糖和果糖
[B]曲线甲表示普通棉花纤维细胞中的蔗糖含量
[C]品系F纤维细胞加厚期为开花后9~12 d,普通棉花纤维细胞加厚期为开花后15~18 d
[D]提高SUT的含量会使纤维细胞加厚期提前
【答案】 CD
【解析】 纤维素的基本组成单位是葡萄糖;品系F的膜蛋白SUT含量高,对蔗糖的运输增加,分析曲线可知,曲线甲的蔗糖含量的最高值大于乙,故曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量;根据题意,蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累,在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成,因此蔗糖含量下降期就是纤维细胞的加厚期,因此曲线甲中品系F纤维细胞加厚期为开花后9~12 d,曲线乙中普通棉花纤维细胞加厚期为开花后15~18 d;曲线甲蔗糖含量下降的时间早于曲线乙,故提高SUT的含量会使纤维细胞加厚期提前。
11.(10分)(2025·盐城月考)进行生物组织中可溶性还原糖、脂肪的鉴定实验时,需根据实验要求选择不同的实验材料。请根据下表所列材料回答问题。
各种可供实验的材料
柑橘 甘蔗 黄豆 核桃 种子 大米 梨 西瓜
(1)原理:根据生物组织中的有机物与某些化学试剂所产生的颜色反应,鉴定生物组织中某种有机物的存在。如将上表材料中的 制成匀浆,其中的淀粉遇碘变成
色。
(2)表中适合用于鉴定可溶性还原糖的理想材料是 ,理由是该组织细胞
。鉴定中所用的药品和方法: (填序号),最后经 操作后才能观察到 。
①0.1 g/mL的NaOH溶液 ②0.1 g/mL的NaCl溶液 ③0.01 g/mL的CuSO4溶液
④0.05 g/mL 的CuSO4溶液 ⑤分别使用 ⑥混合后使用
(3)表中适合用于鉴定脂肪的理想材料是 ,鉴定时需将材料切片,并制成临时装片。过程中要用到体积分数为50%的乙醇溶液,作用是 。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)大米 蓝
(2)梨 富含还原糖且材料无色 ①④⑥(2分) 水浴加热 砖红色沉淀
(3)核桃种子 洗去浮色
【解析】 (1)大米中富含淀粉,将大米制成匀浆,其中的淀粉遇碘变成蓝色。(2)检测组织中还原糖利用的是颜色反应,所以所选的材料中应富含还原糖且材料无色或为白色,因此表中适合于鉴定可溶性还原糖的理想材料是梨。还原糖与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀,鉴定还原糖时,先将质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液等量混合,摇匀后加入待测样液,所以鉴定中所用的药品和方法为①④⑥,然后还要经水浴加热操作后才能观察到砖红色沉淀。(3)脂肪可以被苏丹Ⅲ染色液染成橘黄色,核桃种子富含脂肪,因此题表中适合用于鉴定脂肪的理想材料是核桃种子。用苏丹Ⅲ染色液染色时,常用体积分数为50%的乙醇溶液洗去浮色。
12.(9分)(2025·泰州月考)脂质是细胞内重要的化合物,肝脏对生物体的脂质代谢具有重要调节作用。小鼠属于夜行性动物(夜晚活动,白天休息)。研究发现,与小鼠生物钟相关的R蛋白参与脂肪代谢过程,该蛋白主要在肝脏细胞中呈周期性的含量变化。R蛋白的作用机理如图1所示。
(1)脂质中有效促进小鼠肠道对钙和磷吸收的是 。
(2)夜间,小鼠的R蛋白增加将 (填“促进”或“抑制”)小鼠肝脏脂肪的合成,以保证 。
(3)为研究影响R蛋白含量的其他因素,研究者将 小鼠随机平均分为四组,分别进行如下处理,10周后进行相关检测,结果如图2所示。
(4)由结果可知,高脂饮食时,R蛋白含量不同的原因包括 、
及运动连续性。
(5)脂肪在肝脏细胞中堆积过多会引发脂肪肝,影响人体健康。结合本实验研究结果,提出预防脂肪肝的合理建议: 。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)维生素D
(2)抑制 小鼠有足够能量供夜晚使用(2分)
(3)生长状况一致的健康
(4)是否运动 运动强度
(5)低脂饮食或若高脂饮食则需要进行高强度间歇运动(2分)
【解析】 (1)脂质中有效促进小鼠肠道对钙和磷吸收的是维生素D。(2)由图1可知,R蛋白的含量与脂肪的合成速率成反比。夜间,小鼠的R蛋白增加将抑制小鼠肝脏脂肪的合成。这是为了保证小鼠有足够能量供夜晚使用。(3)为了控制无关变量对实验结果的影响,实验过程中选取的小鼠应生长状况一致且健康。(4)由图2数值可知,高脂饮食时,R蛋白含量不同的原因包括是否运动、运动强度以及运动连续性等。(5)由题意可知,R蛋白增加,将抑制小鼠肝脏脂肪的合成,所以为预防脂肪肝,需要使R蛋白含量较高,结合图2可知,低脂饮食或若高脂饮食则需要进行高强度间歇运动都会使R蛋白含量升高,从而抑制脂肪的合成。因此预防脂肪肝的合理建议是:低脂饮食或若高脂饮食则需要进行高强度间歇运动。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第二节 细胞中的糖类和脂质
课时作业
(时间:30分钟 分值:55分)
第1~8题每题3分,第9~10题每题6分,共计36分。
基础对点练
知识点1 碳链是形成生物大分子的骨架
1.(2025·无锡月考)生物大分子在生命活动中具有重要作用,构成生物大分子骨架的元素是( )
[A]C [B]H [C]O [D]N
【答案】 A
【解析】 碳链是形成生物大分子的骨架,因此,构成生物大分子骨架的元素是C。
2.(2025·徐州期中)下列关于生物大分子的叙述,错误的是( )
[A]糖类、蛋白质、核酸是生物大分子
[B]生物大分子都是由许多单体连接而成的
[C]脂肪是细胞内重要的储能物质,其不属于生物大分子
[D]碳骨架结构的排列和长短决定了有机物的基本性质
【答案】 A
【解析】 生物大分子主要包括多糖、蛋白质和核酸,糖类中的单糖、二糖不属于生物大分子,脂肪不属于生物大分子。
知识点2 糖类是细胞的重要结构成分和主要能源物质
3.(2025·盐城期中)香蕉可作为人体运动时的补给品,香蕉体内含有的多糖是( )
[A]葡萄糖 [B]麦芽糖
[C]乳糖 [D]淀粉
【答案】 D
【解析】 香蕉体内含有的多糖有淀粉和纤维素等。
4.(2025·徐州期中)糖类是细胞的主要能源物质。下列关于糖类的叙述正确的是( )
[A]单糖可以进一步水解为更简单的化合物
[B]蔗糖、麦芽糖、乳糖的水解产物相同
[C]动植物体内的多糖存在差异,但都能为生物体供能
[D]淀粉、纤维素、糖原的结构不同,但它们的基本单位相同
【答案】 D
【解析】 单糖不能再进行水解。蔗糖的水解产物是葡萄糖和果糖,麦芽糖的水解产物是葡萄糖,乳糖的水解产物是葡萄糖和半乳糖,蔗糖、麦芽糖、乳糖的水解产物不完全相同。植物体内的多糖有淀粉和纤维素,淀粉能为生物体供能,纤维素是构成植物细胞壁的成分,不能供能;动物体内的多糖是糖原,能为生物体供能。淀粉、纤维素、糖原的结构不同,但它们的基本单位相同,都是葡萄糖。
5.(2025·苏州期中改编)糖类是生物体的重要构成物质和能源物质。下列关于糖类的叙述正确的是( )
[A]乳糖是动物细胞中特有的二糖,可以被动物细胞直接吸收
[B]所有糖类都是生物体的能源物质
[C]在细胞质膜上糖类均与蛋白质结合形成糖蛋白
[D]糖类是自然界最丰富的有机物
【答案】 D
【解析】 乳糖是动物细胞中特有的二糖,必须水解为单糖才能被动物细胞吸收;糖类中的核糖、脱氧核糖、纤维素不能作为能源物质;细胞质膜上有些糖类与蛋白质结合形成糖蛋白,还有些糖类与脂质结合形成糖脂。
知识点3 脂质在维持细胞结构和功能中的作用
6.用PET技术对大脑皮层的高级功能进行定位研究时,常用葡萄糖制备放射性示踪剂,而不用脂质。下列关于葡萄糖和脂质的叙述,错误的是( )
[A]大脑皮层细胞都含有磷脂分子
[B]葡萄糖和脂质分子都只含有C、H、O
[C]维生素D能促进人和动物肠道对钙和磷的吸收
[D]选葡萄糖作示踪剂与大脑皮层细胞的主要能源物质是葡萄糖有关
【答案】 B
【解析】 磷脂分子是构成细胞质膜的重要物质,人和动物的脑中含有丰富的磷脂;葡萄糖含有C、H、O三种元素,组成脂质的化学元素主要是C、H、O,有的脂质还含有P和N;维生素D可以促进肠道对钙和磷的吸收,缺乏维生素D有可能患佝偻病或骨质疏松症;葡萄糖是细胞内的主要能源物质,所以选葡萄糖作示踪剂。
7.(2025·连云港月考)脂质分子的结构示意图如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
[A]丙为固醇类分子,是细胞中重要的代谢调节物质
[B]甲为磷脂分子,是组成细胞质膜的主要成分
[C]乙分子不溶于水,甲分子和丙分子溶于水
[D]乙为脂肪分子,是细胞内的重要储能物质
【答案】 D
【解析】 丙为磷脂分子,是组成细胞质膜的主要成分;甲为固醇类分子,是细胞中重要的代谢调节物质,如性激素具有调节作用;甲(固醇类)、乙(脂肪)和丙(磷脂)都不溶于水。
知识点4 检测生物组织中的糖类和脂肪
8.下列关于有机物鉴定实验的叙述正确的是( )
[A]为检测待测样液中是否含有葡萄糖,可以使用斐林试剂检测
[B]向新榨的苹果匀浆中加入新配制的斐林试剂并水浴加热,出现无色到砖红色的变化
[C]为使检测糖尿病患者尿液中还原糖结果更可信,应取等量的含有蔗糖的蒸馏水溶液作为对照组
[D]用苏丹Ⅲ染色液对花生子叶切片进行染色处理后制成装片,在显微镜下观察,可以看到橘黄色的脂肪颗粒
【答案】 D
【解析】 使用斐林试剂能检测待测样液中是否含有还原糖,但不能确定是否为葡萄糖;新配制的斐林试剂为蓝色,与苹果匀浆水浴加热后,出现由蓝色到砖红色的变化;蔗糖不具有还原性,不能用含有蔗糖的蒸馏水溶液作为对照组。
综合提升练
9.(多选)(2025·南京期中)人体内的脂肪细胞主要分为白色脂肪细胞和棕色脂肪细胞。每个成年人体内,大约含有300亿个白色脂肪细胞,而棕色脂肪细胞很少,零星散布在白色脂肪组织中,但居住于寒冷地区的人群通过冬泳可诱导产生较多的棕色脂肪细胞。下列有关说法错误的有( )
[A]组成脂肪的化学元素有C、H、O、N、P
[B]人体白色脂肪细胞中含量最多的化合物是蛋白质
[C]脂肪是动物细胞中的良好储能物质,而植物细胞中不含脂肪
[D]棕色脂肪细胞增加,可能有利于人体在寒冷环境中维持正常体温
【答案】 ABC
【解析】 组成脂肪的化学元素有C、H、O;人体白色脂肪细胞中含量最多的化合物是水;动植物细胞中都含有脂肪;依据题干信息,居住于寒冷地区的人群通过冬泳可诱导产生较多的棕色脂肪细胞,由此可推测棕色脂肪细胞增加,可能有利于人体在寒冷环境中维持正常体温。
10.(多选)(2025·徐州期中)棉花纤维由纤维细胞形成。蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累,在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成。研究人员用普通棉花品系培育了SUT含量高的品系F,检测两品系植株开花后纤维细胞中的蔗糖含量,结果如下图所示。下列说法正确的有( )
[A]纤维素的基本组成单位是葡萄糖和果糖
[B]曲线甲表示普通棉花纤维细胞中的蔗糖含量
[C]品系F纤维细胞加厚期为开花后9~12 d,普通棉花纤维细胞加厚期为开花后15~18 d
[D]提高SUT的含量会使纤维细胞加厚期提前
【答案】 CD
【解析】 纤维素的基本组成单位是葡萄糖;品系F的膜蛋白SUT含量高,对蔗糖的运输增加,分析曲线可知,曲线甲的蔗糖含量的最高值大于乙,故曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量;根据题意,蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累,在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成,因此蔗糖含量下降期就是纤维细胞的加厚期,因此曲线甲中品系F纤维细胞加厚期为开花后9~12 d,曲线乙中普通棉花纤维细胞加厚期为开花后15~18 d;曲线甲蔗糖含量下降的时间早于曲线乙,故提高SUT的含量会使纤维细胞加厚期提前。
11.(10分)(2025·盐城月考)进行生物组织中可溶性还原糖、脂肪的鉴定实验时,需根据实验要求选择不同的实验材料。请根据下表所列材料回答问题。
各种可供实验的材料
柑橘 甘蔗 黄豆 核桃 种子 大米 梨 西瓜
(1)原理:根据生物组织中的有机物与某些化学试剂所产生的颜色反应,鉴定生物组织中某种有机物的存在。如将上表材料中的 制成匀浆,其中的淀粉遇碘变成
色。
(2)表中适合用于鉴定可溶性还原糖的理想材料是 ,理由是该组织细胞
。鉴定中所用的药品和方法: (填序号),最后经 操作后才能观察到 。
①0.1 g/mL的NaOH溶液 ②0.1 g/mL的NaCl溶液 ③0.01 g/mL的CuSO4溶液
④0.05 g/mL 的CuSO4溶液 ⑤分别使用 ⑥混合后使用
(3)表中适合用于鉴定脂肪的理想材料是 ,鉴定时需将材料切片,并制成临时装片。过程中要用到体积分数为50%的乙醇溶液,作用是 。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)大米 蓝
(2)梨 富含还原糖且材料无色 ①④⑥(2分) 水浴加热 砖红色沉淀
(3)核桃种子 洗去浮色
【解析】 (1)大米中富含淀粉,将大米制成匀浆,其中的淀粉遇碘变成蓝色。(2)检测组织中还原糖利用的是颜色反应,所以所选的材料中应富含还原糖且材料无色或为白色,因此表中适合于鉴定可溶性还原糖的理想材料是梨。还原糖与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀,鉴定还原糖时,先将质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液等量混合,摇匀后加入待测样液,所以鉴定中所用的药品和方法为①④⑥,然后还要经水浴加热操作后才能观察到砖红色沉淀。(3)脂肪可以被苏丹Ⅲ染色液染成橘黄色,核桃种子富含脂肪,因此题表中适合用于鉴定脂肪的理想材料是核桃种子。用苏丹Ⅲ染色液染色时,常用体积分数为50%的乙醇溶液洗去浮色。
12.(9分)(2025·泰州月考)脂质是细胞内重要的化合物,肝脏对生物体的脂质代谢具有重要调节作用。小鼠属于夜行性动物(夜晚活动,白天休息)。研究发现,与小鼠生物钟相关的R蛋白参与脂肪代谢过程,该蛋白主要在肝脏细胞中呈周期性的含量变化。R蛋白的作用机理如图1所示。
(1)脂质中有效促进小鼠肠道对钙和磷吸收的是 。
(2)夜间,小鼠的R蛋白增加将 (填“促进”或“抑制”)小鼠肝脏脂肪的合成,以保证 。
(3)为研究影响R蛋白含量的其他因素,研究者将 小鼠随机平均分为四组,分别进行如下处理,10周后进行相关检测,结果如图2所示。
(4)由结果可知,高脂饮食时,R蛋白含量不同的原因包括 、
及运动连续性。
(5)脂肪在肝脏细胞中堆积过多会引发脂肪肝,影响人体健康。结合本实验研究结果,提出预防脂肪肝的合理建议: 。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)维生素D
(2)抑制 小鼠有足够能量供夜晚使用(2分)
(3)生长状况一致的健康
(4)是否运动 运动强度
(5)低脂饮食或若高脂饮食则需要进行高强度间歇运动(2分)
【解析】 (1)脂质中有效促进小鼠肠道对钙和磷吸收的是维生素D。(2)由图1可知,R蛋白的含量与脂肪的合成速率成反比。夜间,小鼠的R蛋白增加将抑制小鼠肝脏脂肪的合成。这是为了保证小鼠有足够能量供夜晚使用。(3)为了控制无关变量对实验结果的影响,实验过程中选取的小鼠应生长状况一致且健康。(4)由图2数值可知,高脂饮食时,R蛋白含量不同的原因包括是否运动、运动强度以及运动连续性等。(5)由题意可知,R蛋白增加,将抑制小鼠肝脏脂肪的合成,所以为预防脂肪肝,需要使R蛋白含量较高,结合图2可知,低脂饮食或若高脂饮食则需要进行高强度间歇运动都会使R蛋白含量升高,从而抑制脂肪的合成。因此预防脂肪肝的合理建议是:低脂饮食或若高脂饮食则需要进行高强度间歇运动。
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第二节 细胞中的
糖类和脂质
1.说出碳链是形成生物大分子的骨架。2.概述糖类有多种类型,阐述糖类是细胞的重要结构成分和主要能源物质。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。4.使用稀碘液、斐林试剂、苏丹Ⅲ染色液鉴定生物组织中的淀粉、还原糖和脂肪。
一、碳链是形成生物大分子的骨架
1.碳原子的结构和特点
(2)碳原子特点:碳原子外层的四个电子可与其他原子结合,即通过与其他原子共用电子对,形成共价键。
2.生物大分子
(1)定义:一般来说,生物体内合成的相对分子质量超过10 000的
被称为生物大分子。
(2)特点:多糖、蛋白质和核酸是生物大分子,它们都是由许多
连接而成的。
有机化合物
基本组成单位
(单体)
3.碳骨架
(1)有机化合物的碳骨架:构成生物大分子的单体的碳原子之间是通过
或 相连接的,形成了不同长度的 结构,这些结构被称为有机化合物的碳骨架。
(2)有机物的基本性质:碳骨架结构的 决定了有机物的基本性质。
(3)碳是组成有机化合物的核心元素。
单键
双键
分支状、链状或环状
排列和长短
二、糖类是细胞的重要结构成分和主要能源物质
1.元素组成:一般由 三种元素组成。
2.分类和分布
C、H、O
单糖 五碳糖 核糖、脱氧核糖
六碳糖 、果糖、半乳糖
二糖 植物特有 (葡萄糖+葡萄糖)、蔗糖(葡萄糖+ )
动物特有 乳糖(葡萄糖+ )
多糖 植物特有 淀粉、
动物特有
葡萄糖
麦芽糖
果糖
半乳糖
纤维素
糖原
3.糖类的功能
(1)纤维素是植物细胞壁的主要成分。
(2)淀粉是许多植物体内重要的能源物质,糖原是动物体内的重要能源物质。
(3)葡萄糖不仅是构成二糖和多糖的主要单体,还是细胞中能量代谢的关键单糖。
(4)糖蛋白和糖脂在细胞免疫、细胞识别、信息传递等生命活动中发挥重要作用。
总之,糖类既是细胞的重要结构成分,又是生物体维持生命活动的主要能源物质。
4.糖类的还原性
还原糖: 、 、 等,它们与斐林试剂会发生反应,产生 。
非还原糖: 、 等,它们与斐林试剂不会产生 。
单糖
麦芽糖
乳糖
砖红色沉淀
淀粉
蔗糖
砖红色沉淀
5.活动:检测生物组织中的糖类
(1)鉴定淀粉。
①实验原理:在淀粉溶液中加入 ,碘分子与淀粉结合产生变色反应,溶液变成 色。
稀碘液
蓝
②实验步骤。
取材分组:取三支洁净的试管,编号为A、B、C,备用
淀粉溶液变蓝色,葡萄糖溶液、蔗糖溶液不变蓝
制备溶液:分别用20 mL清水溶解1 g葡萄糖、1 g蔗糖和1 g淀粉,制成溶液备用
鉴定:分别向A、B、C试管中加入3 mL葡萄糖溶液、蔗糖溶液和淀粉溶液,
各滴入等量的稀碘液
结果:
(2)鉴定还原糖。
①实验原理。
a.唾液中含有 ,在淀粉酶的作用下,淀粉水解产生麦芽糖。麦芽糖是一种 糖。
b.葡萄糖、麦芽糖等 糖与斐林试剂反应,会产生 。淀粉和蔗糖等 糖与斐林试剂则不发生 反应。
c.斐林试剂可由质量浓度为 溶液和质量浓度为
溶液按 1∶1的比例混合配制而成。
唾液淀粉酶
还原
可溶性还原
砖红色沉淀
非还原
砖红色沉淀
0.1 g/mL的NaOH
0.05 g/mL的CuSO4
②实验步骤。
砖红色沉淀
三、脂质在维持细胞结构和功能中的作用
1.元素组成:脂质主要由 三种元素组成。
C、H、O
2.脂质的种类和功能
种类 功能
脂肪 脂肪是细胞内重要的 物质(脂肪分子的水解产物是甘油和脂肪酸)
磷脂 是构成 的重要物质
固
醇
类 胆固醇 是合成其他固醇类物质的原料,也是构成动物 的成分之一
性激素 能促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成
维生素D 能促进人和动物对 的吸收
储能
细胞质膜
细胞质膜
钙和磷
3.探究植物细胞是否含有脂肪
(1)实验原理:苏丹Ⅲ染色液可将脂肪染成 。
橘黄色
(2)实验步骤。
取材:核桃种子(浸泡3~4 h),将子叶削成薄片
观察:在低倍镜下寻找到已着色的圆形小颗粒,然后用高倍镜观察
结果: (说明有脂肪存在)
圆形小颗粒呈橘黄色
判断正误
(1)细胞中的糖类都是能源物质。( )
【提示】 细胞中的糖类不都是能源物质,如纤维素是组成植物细胞壁的成分,不能提供能量。
(2)生物大分子的每一个单体都以碳链为骨架。( )
×
√
(3)蔗糖和乳糖的水解产物都是葡萄糖。( )
【提示】 蔗糖的水解产物是果糖和葡萄糖,乳糖的水解产物是半乳糖和葡
萄糖。
×
(4)脂质中只有磷脂参与了细胞质膜的构成。( )
×
【提示】 脂质中的胆固醇也是构成动物细胞质膜的重要成分。
(5)磷脂由胆固醇、脂肪酸和磷酸等组成。( )
×
【提示】 磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的。
任务一 分析糖类的分类 、功能及糖类之间的相互转化
探究1 分析细胞中糖类的分类和功能
下图表示糖类的种类。
(1)①②③④代表的糖的种类依次是什么 ①能否再水解
【提示】 ①②③④分别代表单糖、二糖、多糖和纤维素。①单糖不能再水解。
(2)葡萄糖可以口服和注射,但蔗糖只能口服而不能注射的主要原因是什么
【提示】 葡萄糖是单糖,可直接被细胞吸收利用;蔗糖是二糖,细胞无法直接吸收,且血浆中没有分解蔗糖的酶,消化道中有分解蔗糖的酶。
(3)当人体血液中葡萄糖低于正常含量时,肝糖原便分解成葡萄糖及时补充,由此说明糖原属于哪种功能性物质
【提示】 储能物质。
(4)既然人类很难消化纤维素,为什么一些科学家还将纤维素等其他糖类称为人类的“第七类营养素”呢
【提示】 人类虽然很难消化纤维素,但是纤维素能够刺激胃肠蠕动,改善胃肠环境,有利于人体健康。
探究2 分析糖类之间的相互转化
下图表示食物中的淀粉转化为人体细胞中的糖的过程。
(1)糖尿病患者的饮食受到严格的限制,但受限制的不仅仅是甜味食品,米饭、馒头等主食也需要定量摄取,为什么
【提示】 米饭、馒头等主食富含淀粉,淀粉经消化分解后可以生成葡萄糖,进而使血糖浓度升高。
(2)淀粉、糖原和纤维素都是由葡萄糖脱水缩合而成的,那为什么它们在化学性质上有很大差异呢
【提示】 它们的化学性质不同主要是由于葡萄糖的连接方式不同,及其所形成的碳骨架的空间结构不同。
「核心归纳」
1.糖类的其他三种分类标准
(1)依据糖类在动植物细胞中的分布。
(2)依据糖类的功能分类。
①能源糖类:葡萄糖(细胞生命活动所需要的主要能源物质)、淀粉(植物细胞的储能物质)、糖原(动物细胞的储能物质)。
②结构糖类:核糖(RNA的组成成分)、脱氧核糖(DNA的组成成分)、纤维素(植物细胞壁的组成成分)。
(3)依据化学性质划分。
①还原糖:葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖等。
②非还原糖:蔗糖、淀粉、糖原、纤维素等。
2.糖类之间的相互转化
「典型例题」
1.糖类是构成细胞的重要组成物质,下列有关细胞中糖类的说法,正确的是( )
[A]糖类是主要的能源物质,因此糖类是细胞中含量最多的化合物
[B]淀粉是植物细胞壁的主要成分
[C]糖类与蛋白质结合形成的糖蛋白在细胞识别中发挥重要作用
[D]葡萄糖在人体细胞内可以合成各种多糖
C
【解析】 细胞中含量最多的化合物是水;纤维素是植物细胞壁的主要成分;葡萄糖在人体细胞内可以转化为肝糖原和肌糖原,但不能合成纤维素和淀粉等植物多糖。
2.(2025·连云港期中)“淀粉→麦芽糖→葡萄糖→糖原”,这是某生物体内糖类的某些变化。下列相关说法错误的是( )
[A]此生物一定是植物,因为能合成糖原
[B]淀粉和糖原都属于多糖
[C]此过程涉及淀粉的水解和糖原的合成
[D]麦芽糖为二糖,葡萄糖为单糖
A
【解析】 糖原是动物细胞特有的多糖。在动物的消化道内能将淀粉水解成麦芽糖,麦芽糖水解成葡萄糖,然后吸收,并在肝脏细胞和肌细胞中合成糖原。
任务二 分析脂质的种类及功能
资料1 沙漠炎热缺水,骆驼和别的动物不一样,它有高高的驼峰储藏大量的脂肪,当它又渴又饿的时候,脂肪会慢慢分解,变成它需要的营养和水。
资料2 维生素D又被称为“阳光维生素”,经常晒太阳会使人体内的胆固醇转化成维生素D,16~19世纪终年不见阳光的很多工业区随处都可以看到方颅、肋骨串珠、鸡胸或漏斗胸和出现O形或X形腿的小孩。
(1)资料1说明脂肪具有什么作用
【提示】 脂肪是细胞内的储能物质。
(2)佝偻病患者对钙、磷吸收大大减弱,请分析资料2 中维生素D能够起到预防佝偻病的原因。
【提示】 维生素D能有效促进人肠道对钙和磷的吸收,因此可预防佝偻病的发生。
(3)依据脂质的种类及功能,某同学提出:“所有细胞都含有脂质”,请你评价该说法是否合理 说出你的理由。
【提示】 合理。所有细胞都含有细胞质膜,磷脂是构成细胞质膜的重要物质,磷脂属于脂质,所以所有细胞都含有脂质。
(4)高胆固醇可以导致多种疾病,那么在饮食中是否应避免含胆固醇的食物 为什么
【提示】 不是。应该进食低胆固醇的食物,而不是不含胆固醇,因为胆固醇是合成其他固醇类物质的原料。
「核心归纳」
细胞中脂质的种类和功能
「典型例题」
3.(2025·徐州期中)下列关于脂质的叙述,错误的是( )
[A]脂肪是细胞内重要的储能物质
[B]磷脂和胆固醇是构成植物细胞质膜的重要成分
[C]维生素D能促进人体对钙和磷的吸收
[D]性激素能促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成
B
【解析】 胆固醇是构成动物细胞质膜的重要成分,植物细胞质膜不含胆固醇。
4.(多选)生物体内的维生素D主要通过以下途径来合成,也可以从动物肝脏、鱼、蛋黄、牛奶等食物中获取。下列相关叙述正确的有( )
AD
[A]胆固醇是合成其他固醇类物质的原料
[B]磷脂、维生素D、胆固醇都属于固醇类物质
[C]胆固醇属于大分子物质
[D]过度防晒可能会影响维生素D的合成
【解析】 性激素、维生素D、胆固醇都属于固醇类物质,磷脂不属于固醇类物质;胆固醇是小分子物质;由题图可知,一定量的紫外线可以促进维生素D的合成,因此过度防晒可能会影响维生素D的合成。
任务三 检测生物组织中的糖类和脂质
探究1 检测生物组织中的糖类
某同学进行了相关物质的检测实验,所用的材料、实验试剂和观察内容如下表所示。
组别 材料 实验试剂 观察内容
A 甘薯匀浆 稀碘液 颜色反应
B 苹果匀浆 斐林试剂
(1)在甘薯匀浆中加入稀碘液后搅拌,出现的颜色变化是什么
【提示】 甘薯匀浆会变成蓝色。
(2)实验材料是实验成败的关键,西瓜汁中含有丰富的还原糖,能用西瓜汁替代苹果匀浆吗 说明理由。
【提示】 不能。还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下反应生成砖红色沉淀,西瓜汁的颜色会干扰实验结果的观察。
探究2 探究植物细胞是否含有脂肪
某同学欲探究洋葱根尖细胞是否含有脂肪,实验过程如下图所示。
取材→切片→染色→去浮色→吸去酒精→制片→观察
(1)检测生物组织中的脂肪时,染色时间不宜过长,原因是什么
【提示】 染色时间过长,脂肪会溶解到染色剂中。
(2)检测生物组织中的脂肪时,经染色后,为什么用体积分数为50%的乙醇溶液洗去浮色而不是清水
【提示】 苏丹Ⅲ染色液易溶于乙醇而不溶于水,因此不能换成清水。
「核心归纳」
检测生物组织中的还原糖时的实验操作注意事项
(1)斐林试剂很不稳定,应现配现用,且NaOH溶液、CuSO4溶液应先混合,再添加。
(2)一般不用酒精灯直接加热,而是隔水加热。
(3)加热时试管底部不能接触烧杯底部,直接接触会造成受热不均匀,导致试管破裂。
「典型例题」
5.(2025·泰州期中)下列可用于检测麦芽糖的试剂及反应呈现的颜色是( )
[A]苏丹Ⅲ染色液,橘黄色
[B]斐林试剂,砖红色
[C]稀碘液,蓝色
[D]双缩脲试剂,紫色
B
【解析】 麦芽糖为还原糖,鉴定还原糖需要用斐林试剂,两者在水浴条件下生成砖红色沉淀。
6.某同学进行生物组织中的脂肪检测实验时,观察到了预期的实验现象。下列分析错误的是( )
[A]位于两个细胞之间的脂肪滴可能是切片时将细胞切破,脂肪释放到细胞外
[B]用白色的花生种子作为实验材料,可以防止材料本身颜色对实验颜色观察造成干扰
[C]用苏丹Ⅲ染色液染色应尽可能延长时间,使得染色更深,便于观察
[D]实验者在操作时,不小心使苏丹Ⅲ沾染皮肤,可用体积分数为50%的乙醇溶液冲洗
C
【解析】 用苏丹Ⅲ染色液染色,时间不能太长,否则染色过深,会影响观察;苏丹Ⅲ易溶于乙醇,故实验者在操作时,不小心使苏丹Ⅲ沾染皮肤,可以用体积分数为50%的乙醇溶液冲洗。
思维导图
随堂检测
1.(2024·镇江期中)“碳是有机化合物的核心元素”,对此观点最有说服力的解释是( )
[A]碳在细胞的各种化合物中含量最多
[B]碳在自然界中含量最为丰富
[C]在细胞的各种化合物中都含有碳
[D]碳链构成了有机物的基本骨架
D
【解析】 在细胞的各种化合物中,碳不一定是含量最多的元素,如水中不含碳元素;自然界中含量最为丰富的元素是氧。
2.(2025·无锡月考)下列选项中,属于动植物细胞共有的糖类的是( )
[A]葡萄糖、淀粉、果糖
[B]葡萄糖、核糖、脱氧核糖
[C]淀粉、脱氧核糖、乳糖
[D]麦芽糖、果糖、乳糖
B
【解析】 淀粉、果糖是植物细胞特有的糖类;淀粉是植物细胞特有的糖类,乳糖是动物细胞特有的糖类;麦芽糖和果糖是植物细胞特有的糖类,乳糖是动物细胞特有的糖类。
3.某些糖尿病直接或间接与长期超标摄入糖类有关,糖尿病病人的饮食受到严格的限制,米饭、馒头、甜味食品都需要适当限量。很多动物性食物中胆固醇的含量丰富,如果摄入过多会在血管壁上形成沉积,造成血管堵塞。下列叙述正确的是( )
[A]米饭中的主要有机物是淀粉
[B]糖尿病病人不需要控制淀粉类食物的摄入
[C]动物体中的主要储能物质是胆固醇
[D]摄入胆固醇过多与引发心脑血管疾病无关
A
【解析】 米饭、馒头中的主要有机物是淀粉;淀粉类食物经消化、吸收会导致血糖浓度升高,糖尿病病人需要控制淀粉类食物的摄入;动物体中的主要储能物质是脂肪;摄入胆固醇过多会在血管壁上形成沉积,导致血管堵塞,容易引发心脑血管疾病。
4.(2025·无锡月考)淀粉、糖原和纤维素都是多糖。下列说法错误的是( )
[A]人体不能消化纤维素,因此食物中的纤维素对人体不起作用
[B]当人体血糖含量低于正常值时,肝糖原可以分解产生葡萄糖及时进行
补充
[C]纤维素是植物细胞壁的主要成分,水解后可以产生葡萄糖
[D]这三种多糖的基本单位都是葡萄糖,组成元素是C、H、O
A
【解析】 人体虽然不能消化纤维素,但是纤维素能够刺激胃肠蠕动,改善胃肠环境,有利于人体健康。
5.(多选)下列说法错误的有( )
[A]西瓜汁含有大量的糖,常被用于还原糖的鉴定
[B]甘蔗中的糖不可以用斐林试剂检测
[C]使用斐林试剂鉴定还原糖时,应先加入NaOH溶液,再加入CuSO4溶液
[D]脂肪检测中使用体积分数为50%的乙醇溶液的目的是提取核桃种子中的脂肪颗粒
ACD
【解析】 西瓜汁是红色的,会干扰实验结果的观察,不能用于还原糖的鉴定;甘蔗中的糖主要是蔗糖,不属于还原糖,不能用斐林试剂检测;使用斐林试剂鉴定还原糖时,应先将NaOH溶液和CuSO4溶液等量混合;脂肪检测中使用体积分数为50%的乙醇溶液的目的是洗去浮色,便于观察被染色的脂肪颗粒。
联系实际 迁移应用
食物被人体消化吸收后通过一系列代谢来提供营养,具体途径如下图所示。长期大量摄入糖类很容易导致肥胖,肥胖容易形成脂肪肝。经检测,某患者肝脏B超明显“亮肝”(脂肪明显沉积),且血液中低密度脂蛋白胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇含量异常,前者主要将血液中某些脂质运进肝脏再清除出血液,后者主要将肝脏的某些脂质运出送往全身储藏。
(1)上述资料表明胆固醇的功能是 。预测该患者的血液中高密度脂蛋白含量 (填“高于”或“低于”)正常水平。
(2)甲同学要减肥,制订了高蛋白、高淀粉、低脂的减肥餐,乙同学根据图示信息,评价该方案无效,你认为乙同学的判断依据是什么
参与血液中脂质的运输
【提示】 因为高淀粉食物消化产生的葡萄糖和高蛋白食物消化产生的氨基酸在体内均可通过中间产物转化为脂肪,无法达到减肥的目的。
低于
