第二节 生物大分子以碳链为骨架
第1课时 碳骨架、糖类与脂质
1．说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成，它们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。 4．检测生物组织中的油脂。 1．通过解释碳骨架的形成，认知碳元素的重要性。(生命观念) 2．解释细胞中的糖类与脂质的种类、分布、功能，形成物质功能观及归纳与概括的思维方法。(生命观念、科学思维) 3．通过检测生物组织中的油脂实验，厘清实验的原理与步骤。(科学思维、科学探究)
·碳骨架的形成
碳元素存在于所有的生物体内，是生命系统中的核心元素。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。
·有机物的结构基础
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。
·生物大分子
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。蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子。
一、糖类是细胞的主要能源物质
1．含量与组成
(1)含量
糖类物质是地球上含量最多的一类有机物，我们所吃主食中的主要成分就属于糖类。
(2)元素组成
大多数糖类由C、H、O三种元素组成，多数糖分子中氢原子和氧原子之比为2∶1，类似水分子，故糖类旧称为“碳水化合物”。
2．种类与功能
(1)单糖
可被细胞直接吸收利用的小分子物质。例如，葡萄糖(C6H12O6)是细胞内主要的单糖，是细胞生命活动的主要能源物质；脱氧核糖是细胞遗传物质——DNA分子的重要组成物质。此外，常见的单糖还有果糖、半乳糖、核糖等。
(2)二糖
由2个单糖分子脱水缩合形成。例如，蔗糖分子由葡萄糖和果糖组成。常见的二糖还有麦芽糖和乳糖，前者由2分子葡萄糖组成，后者由1分子葡萄糖和1分子半乳糖组成。
(3)多糖
由多个单糖分子通过特定的共价键连在一起形成的，其中淀粉、糖原和纤维素是比较重要的多糖。淀粉是稻米、面粉等食物的主要成分；纤维素是木材和棉花的主要成分；糖原储藏在人的肝脏和肌肉中，分别称为肝糖原和肌糖原。淀粉和糖原分别是植物、动物体内重要的储能物质；纤维素是植物体的结构多糖，是植物细胞壁的主要成分。
二、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
脂质主要由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。常见的脂质有油脂、磷脂和固醇等。
2．物理特性
脂质通常不溶于水，而溶于有机溶剂，如丙酮、乙醚、四氯化碳等。
3．种类与作用
(1)油脂
①组成
人和动物体内的脂肪、植物中的油统称为油脂。油脂由甘油和脂肪酸组成。甘油是一种简单糖类的衍生物；脂肪酸则是长的碳氢链，一端是羧基(—COOH)。很多生物中的油脂是能量的主要储存形式。
②特点
由于油脂的不亲水性，油脂作为储能物质时不必携带多余的水。
③其他功能
脂肪除作为能量储备外，还是抗低温的保温层。此外，人和动物的皮下和腹腔脂肪组织还起到防震作用。
(2)磷脂、固醇
磷脂、固醇是细胞的必要组分。磷脂是细胞各种膜结构的重要成分。固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等，其中胆固醇也是构成细胞膜的重要成分，但血液中胆固醇过多则可能引发心脑血管疾病；维生素D可促进人和动物对钙和磷的吸收等。
三、活动 检测生物组织中的油脂
1．检测原理
各种生物组织和细胞中，有机化合物含量各不相同。对于某些有机化合物，可以使用指示剂染色后在显微镜下进行检测。苏丹Ⅲ染液能使细胞中的油脂呈橙黄色。
2．方法步骤
(1)材料处理
①将一粒种子剥去种皮，取一片子叶，用左手捏住。
②右手持刀片，将子叶的一端切出一个平面。
③将双面刀片的刃口平放在子叶的平面上，轻压刀片，同时从前向后拖动刀片，均匀用力，将子叶切成厚度为1～2 mm 的薄片。
④将切好的薄片置于培养皿内的清水中，挑选最薄的切片，用毛笔将它放到载玻片中央。
(2)染色
用吸水纸吸去材料表面的清水，再用滴管将苏丹Ⅲ染液滴在切片上，静置2～3 min，使切片染色。用吸水纸吸去多余的染液，再在切片上滴加1～2滴50%的酒精溶液，洗去多余的染料。
(3)制片
用吸水纸吸去酒精溶液，再在切片上滴加1～2滴清水，盖上盖玻片，制成临时装片。
(4)观察
将临时装片放在显微镜的载物台上，在低倍物镜下找到已染色的材料，移动装片，将切片最薄的部分移到显微镜视野的中心。转动转换器，使高倍物镜对准通光孔，调整细准焦螺旋，观察被染色(橙黄色)的脂肪颗粒。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．糖类和脂质是两类最重要的生物大分子。 ( )
2．单糖是可被细胞直接吸收利用的小分子物质。 ( )
3．葡萄糖是生命活动的主要储能物质。 ( )
4．蔗糖、淀粉、糖原和纤维素是比较重要的多糖。 ( )
5．1 g油脂在体内完全氧化产生的能量，与1 g糖或蛋白质基本相当。 ( )
6．脂质是一类不溶于水的有机物，具有多种生物学功能。 ( )
提示：1．× 蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子。
2．√
3．× 葡萄糖是细胞生命活动的主要能源物质。
4．× 蔗糖是二糖。
5．× 1 g油脂在体内完全氧化将产生39 kJ的能量，而1 g糖或蛋白质只产生17 kJ的能量。
6．√
糖的种类、分布和功能
下图表示糖类的化学组成和种类，据图讨论下列问题：
(1)①②③代表糖的种类依次是什么？它们都可继续水解吗？
提示：①②③分别是单糖、二糖和多糖。单糖不能再水解，二糖和多糖可继续水解。
(2)④⑤分别代表什么物质？各有什么功能？
提示：④⑤分别为纤维素、肌糖原。前者是构成植物细胞壁的主要成分，后者储存能量。
1．人体摄入的糖类，有的能被细胞直接吸收，有的必须要经过水解后才能被细胞吸收，下列糖类中，能直接被细胞吸收的是( )
A．葡萄糖 B．蔗糖
C．麦芽糖 D．乳糖
A [葡萄糖属于单糖，可被细胞直接吸收，A正确；蔗糖、麦芽糖和乳糖属于二糖，只有水解形成单糖才能被细胞吸收利用，BCD错误。]
2．水稻和小麦的细胞中含有丰富的多糖，这些多糖是( )
A．淀粉和糖原 B．淀粉和纤维素
C．糖原和纤维素 D．蔗糖和麦芽糖
B [糖原是动物多糖，植物没有，A、C错误；水稻和小麦的细胞为植物细胞，植物细胞中的多糖是淀粉和纤维素，B正确；蔗糖和麦芽糖是植物二糖，不是多糖，D错误。]
集合法区分糖的分布
脂质的种类、分布和功能
1．细胞中的脂质种类与功能的归纳
2．糖类与油脂的比较
项目 糖类 油脂
相同 元素组成 C、H、O
作用 氧化分解，释放能量
不同 元素含量 C、H比例较低 C、H比例较高
试分析细胞中的脂肪被称为良好的储能物质的原因有哪些。
提示：(1)脂肪中碳、氢元素的含量比糖类多，因此在氧化分解时耗氧量比糖类多，释放的能量也多，产生的水也多。
(2)单位质量的脂肪体积比糖原小很多，有利于储藏。
1．下列关于脂质的叙述，正确的是( )
A．胆固醇是植物细胞膜的组成成分
B．性激素和油脂属于固醇类物质
C．维生素D可参与人体血液中脂质的运输
D．血液中胆固醇过多易造成血管堵塞
D [胆固醇是动物细胞膜的组成成分，A错误；脂质包括固醇、磷脂和油脂，性激素属于固醇，B错误；胆固醇可参与人体血液中脂质的运输，C错误；人体内胆固醇长期过高，会沉积在血管壁，导致血管堵塞，久而久之会造成动脉粥样硬化，D正确。]
2．糖尿病患者应当控制油脂的摄入，肥胖患者也应当减少糖类的摄入，原因是糖类和油脂间可以发生转化。下列说法正确的是( )
A．糖类和油脂相互转化后，元素组成发生了变化
B．相同质量的油脂和糖原氧化分解时，前者耗氧多，释放的能量较多
C．油脂不溶于水，不可水解
D．油脂是良好的储能物质，是大脑所需能量的主要来源
B [糖类和油脂都是由C、H、O三种元素组成，没有变化，A错误；相同质量的油脂和糖原氧化分解时，由于油脂的碳氢含量更高，因此耗氧多，释放的能量较多，B正确；油脂有疏水性，不易溶于水，可水解，C错误；葡萄糖是大脑所需能量的主要来源，D错误。]
(1)脂质中并非只有磷脂参与构成细胞膜，胆固醇也是构成动物细胞膜的重要成分。
(2)油脂中只含C、H、O，而磷脂中含C、H、O、N、P。
(3)固醇、胆固醇、脂质和油脂四者的关系：脂质包含油脂、固醇和磷脂，胆固醇是固醇的一种。
检测生物组织中的油脂
检测生物组织中的油脂实验操作
实验问题分析
(1)检测油脂时，浸泡花生等材料的目的是使材料软化，便于徒手切片的制作。浸泡时间要适宜，浸泡的时间过长或过短都会增加徒手切片的难度。
(2)制作切片时，切割的损伤，会造成一些细胞的破裂，因此显微镜下观察时会在细胞间观察到脂肪颗粒。
(3)观察花生子叶切片时，一部分细胞清楚，另一部分较模糊的原因：切片标本厚薄不均匀。
(4)用苏丹Ⅲ染液染色2～3 min。若时间太短，染色浅，不易观察；若时间太长，油脂溶于苏丹Ⅲ染液中，影响观察。
1．下列关于“检测生物组织中的油脂”活动的叙述，正确的是( )
A．制片时需用刀片将花生子叶片切成薄片
B．可用清水洗去多余的苏丹Ⅲ染液
C．苏丹Ⅲ染液能使细胞中的油脂呈紫红色
D．转换到高倍物镜后再将切片最薄的部分移到视野的中心
A [检测生物组织中的油脂实验中，制片时需用刀片将花生子叶切成薄片，最好形成单层细胞，A正确；可用50%的酒精洗去多余的苏丹Ⅲ染液，B错误；苏丹Ⅲ染液能使细胞中的油脂呈橙黄色，苏丹Ⅳ染液能使细胞中的油脂呈红色，C错误；转换到高倍镜前应在低倍镜下将切片最薄的部分移到视野的中心，D错误。]
2．以花生子叶为实验材料进行油脂的检测时，制作临时装片的步骤是( )
①盖上盖玻片 ②切子叶薄片 ③苏丹Ⅲ染液染色 ④滴清水 ⑤用50%酒精洗去浮色 ⑥用吸水纸吸取多余染液
A．④②①③⑥⑤ B．②④③⑥⑤①
C．④②③⑥⑤① D．②③⑥⑤④①
D [制作花生子叶装片时，先将②花生子叶切成薄片，然后用③苏丹Ⅲ染液染色，⑥用吸水纸吸取多余染液，再利用⑤50%酒精洗去浮色，最后④滴清水，①盖上盖玻片，先在低倍镜下观察，再换高倍镜进行观察。综上所述，ABC不符合题意，D符合题意。]
1．骆驼，被称为“沙漠之舟”，极能忍饥耐渴。骆驼可以在没有水的条件下生存2周，没有食物可生存一个月之久。骆驼都有一个或者两个高耸的驼峰，食物充足时，骆驼便在驼峰里以脂肪的形式储存许多营养；食物匮乏时，驼峰里储存的脂肪可分解成身体所需养分，供骆驼维持生命。另外，骆驼的胃里有许多瓶子形状的小泡泡，用来储存水。骆驼可骑乘、驮运、拉车、犁地等，是沙漠戈壁地区的人民和地质勘探者、考古工作者不可缺少的伙伴。
2．人们常说，“增肥容易，减肥难”，下面是细胞中某些物质的相互转化关系图。
通过阅读材料，理解糖类和脂肪在生命活动中的重要作用，并能结合生活实际，掌握两者之间的转化关系，以解释相关的生活问题，养成良好的生活习惯，培养生命观念、科学思维素养。
(1)驼峰中储存的脂肪作为储能物质的主要优点是什么？(生命观念)
提示：单位质量脂肪储能多；不亲水，作为储能物质不必携带多余的水。
(2)饮食中刻意避免脂肪的摄入是否一定可以减肥？(科学思维)
提示：不一定。大量摄入糖类、蛋白质等物质也会在体内转化为脂肪。
(3)结合所学知识试从物质转化的角度分析“增肥容易，减肥难”的原因。(科学思维)
提示：糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪，但是脂肪一般只在糖类代谢出现障碍，引起供能不足时才会分解供能，而且不能大量转化为糖类，所以“增肥容易，减肥难”。
(4)驼峰中的脂肪在氧化分解时，也会为骆驼提供一定量的水，查阅资料阐述其原理。(科学思维)
提示：脂肪中含氢量高，氧化分解时会生成更多的水。
[课堂小结]
1．碳元素存在于所有的生物体内，是生命系统中的核心元素。
2．单糖是可被细胞直接吸收利用的小分子物质。例如，葡萄糖是细胞内主要的单糖，是细胞生命活动的主要能源物质；脱氧核糖是细胞遗传物质——DNA分子的重要组成物质。此外，常见的单糖还有果糖、半乳糖、核糖等。
3．二糖由2个单糖分子脱水缩合形成。例如，蔗糖分子由葡萄糖和果糖组成。常见的二糖还有麦芽糖和乳糖，前者由2分子葡萄糖组成，后者由1分子葡萄糖和1分子半乳糖组成。
4．多糖是由多个单糖分子通过特定的共价键连在一起形成的，其中淀粉、糖原和纤维素是比较重要的多糖。
5．油脂由甘油和脂肪酸组成。很多生物中的油脂是能量的主要储存形式，还是抗低温的保温层。此外，人和动物的皮下和腹腔脂肪组织还起到防震作用。
6．磷脂、固醇是细胞的必要组分。磷脂是细胞各种膜结构的重要成分。固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等，其中胆固醇也是构成细胞膜的重要成分，但血液中胆固醇过多则可能引发心脑血管疾病；维生素D可促进人和动物对钙和磷的吸收等。
1．蔗糖是由什么单糖脱水缩合而成( )
A．核糖与葡萄糖 B．葡萄糖与葡萄糖
C．葡萄糖与果糖 D．果糖与半乳糖
C [核糖是组成RNA的组成成分，A错误；葡萄糖与葡萄糖脱水缩合形成麦芽糖，B错误；葡萄糖与果糖脱水缩合形成蔗糖，C正确；果糖与半乳糖脱水缩合形成乳糖，D错误。]
2．下列关于糖类的叙述，错误的是( )
A．糖类的结构单元是单糖
B．核糖的分子式是C6H12O6
C．葡萄糖是生物体内最重要的单糖
D．淀粉、纤维素水解后产生许多个葡萄糖分子
B [单糖是不能被水解的糖，可直接被细胞吸收利用，二糖和多糖的结构单元都是单糖，A正确；核糖是五碳糖，其分子式是C5H10O5，B错误；动植物细胞都含有葡萄糖，葡萄糖是生物体内最重要的单糖，是细胞的主要能源物质，C正确；淀粉、纤维素均为多糖，水解后产生许多个葡萄糖分子，D正确。]
3．下列关于油脂的叙述，不正确的是( )
A．含有C、H、O三种元素
B．是构成细胞膜的重要物质
C．是细胞内主要的储能物质
D．易被苏丹Ⅲ染液染成橙黄色
B [油脂的组成元素只有C、H、O三种，A正确；脂质中的磷脂是构成细胞膜的重要物质，胆固醇还参与构成动物细胞膜，B错误；油脂是细胞内的主要储能物质，C正确；油脂能被苏丹Ⅲ染液染成橙黄色，D正确。]
4．下列关于脂质的说法，错误的是( )
A．脂质都不能调节生物的生命活动
B．脂质具有保温、减压等生物学功能
C．脂质存在于所有细胞中
D．油脂氧化分解时提供的能量比等质量的糖类多
A [脂质中的固醇可以调节生物的生命活动，A错误；脂质中的油脂具有保温、减压等生物学功能，B正确；所有细胞的细胞膜的主要成分中都含有磷脂，C正确；与糖类相比，油脂的C、H比例较高，因此油脂氧化分解时提供的能量比等质量的糖类多，D正确。]
5．大多数植物种子的储藏物质以油脂(油)为主，并储存在细胞的油体中。种子萌发时，油脂水解生成脂肪酸和甘油，然后脂肪酸和甘油分别在多种酶的催化下形成葡萄糖，最后转变成蔗糖，并转运至胚轴供给胚生长和发育，如下图所示：
(1)大多数植物种子以储藏油脂为主，这是因为与糖类相比，油脂是更好的____________物质。
(2)为了观察植物种子中的油脂，常用苏丹Ⅲ染液对种子切片染色，然后在______________下观察，可见____________的脂肪颗粒。
(3)油料种子萌发真叶长出之后，干重________________________，原因是____________________________________________________________________。
解析：(1)大多数植物种子以储藏油脂为主，这是因为与糖类相比，相同质量的油脂彻底氧化分解释放出的能量比糖类多，因此油脂是更好的储能物质。(2)油脂可被苏丹Ⅲ染液染色成橙黄色，因此观察植物种子中的油脂，常用苏丹Ⅲ染液对种子切片染色，在显微镜下观察，可见橙黄色的脂肪颗粒。(3)真叶长出后，可进行光合作用制造有机物，使其干重增加。
答案：(1)储能 (2)显微镜 橙黄色 (3)增加 真叶通过光合作用制造了有机物
课时分层作业(2) 碳骨架、糖类与脂质
题组一 碳骨架
1．碳元素是构成细胞的最基本元素，对此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 [细胞中的水分子中不含碳元素，A、C错误；在自然界中含量最为丰富的元素是氧元素，B错误；碳链构成了生物大分子的基本骨架，因此碳元素是构成细胞的最基本元素，D正确。]
题组二 糖的种类、分布和功能
2．生物体内的糖类绝大多数以什么形式存在( )
A．脱氧核糖 B．葡萄糖
C．二糖 D．多糖
D [糖类分为单糖、二糖和多糖，生物体内的糖类大多数以多糖的形式存在。]
3．下列属于红薯中多糖的是( )
A．蔗糖、麦芽糖 B．果糖、糖原
C．葡萄糖、纤维素 D．淀粉、纤维素
D [蔗糖和麦芽糖属于植物细胞中的二糖，A错误；果糖属于单糖，糖原属于动物细胞中的多糖，B错误；葡萄糖属于单糖，C错误；存在于植物体内的多糖是淀粉和纤维素，D正确。]
4．下列关于糖类的叙述正确的是( )
A．蔗糖和麦芽糖水解的产物都是2分子葡萄糖
B．动植物细胞都具有的单糖是葡萄糖、脱氧核糖和核糖
C．细胞中的糖类都能为细胞的生命活动提供能量
D．草食性动物有发达的消化器官，能直接分解纤维素
B [蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖，A错误；葡萄糖、脱氧核糖、核糖是动植物细胞共有的糖，B正确；不是所有的糖类都能为细胞生命活动提供能量，如核糖、纤维素等，C错误；草食性动物有发达的消化器官，依靠瘤胃中的某些微生物分解纤维素，D错误。]
5．糖类是细胞生命活动的主要能源物质，动植物细胞中都含有的糖类是( )
A．葡萄糖 B．乳糖
C．麦芽糖 D．糖原
A [葡萄糖是动植物细胞中都含有的糖类，A项正确；乳糖是动物细胞内特有的糖类，B项不正确；麦芽糖是植物细胞中特有的糖类，C项不正确；糖原是动物细胞中特有的糖类，D项不正确。]
6．下列关于糖类的叙述正确的是( )
A．纤维素是不能被水解的糖
B．DNA中的糖是脱氧核糖
C．糖类都属于生物大分子
D．糖原和淀粉都是动物细胞中贮存的糖
B [单糖是不能被水解的糖，而纤维素属于多糖，可以水解为单糖，A错误；脱氧核糖是细胞遗传物质——DNA分子的重要组成物质，B正确；单糖和二糖都不属于生物大分子，C错误；糖原和淀粉分别是动物和植物细胞中贮存的糖，D错误。]
7．有学者研究了小麦种子中各种糖类含量的变化，欲为科学调控小麦种子萌发提供理论依据。测定结果见下图。请回答相关问题。
小麦种子萌发过程中各种糖类含量变化
(1)植物体内的糖类按照是否能够水解及水解产物主要分为____________________三类。
(2)根据上图检测结果分析：
①小麦种子萌发12 h后，还原糖的量__________；发生这一变化可能与____的水解迅速增加密切相关。
②种子萌发20 h后，蔗糖含量下降，推测其水解成了__________。
解析：(1)植物体内的糖类按照是否能够水解及水解产物分为单糖、二糖、多糖，其中单糖是不能水解的糖。
(2)根据题图检测结果分析：
①小麦种子萌发12 h后，还原糖的量逐渐增加；发生这一变化与种子萌发12 h后(细胞)呼吸增强，使淀粉(总糖)水解迅速增加密切相关。
②种子萌发20 h后，蔗糖含量下降的原因是蔗糖水解成单糖。
答案：(1)单糖、二糖、多糖 (2)逐渐增加 淀粉 单糖(或葡萄糖和果糖)
题组三 脂质的种类、分布和功能
8．大雁体内主要的储能物质和减少热量散失的物质分别是( )
A．糖原和油脂 B．油脂和蛋白质
C．油脂和糖原 D．油脂和油脂
D [油脂为主要的储能物质，生物体内减少热量散失的物质也为油脂，D正确。]
9．脂质不具有的生物学功能是( )
A．构成生物膜 B．调节生理代谢
C．储存能量 D．携带遗传信息
D [磷脂双分子层是构成生物膜的基本骨架，A不符合题意；固醇中的性激素能调节细胞代谢，B不符合题意；油脂中C、H的比例高，氧化分解释放的能量多，属于良好的储能物质，C不符合题意；核酸是遗传信息携带者，D符合题意。]
10．下列关于脂质的叙述，正确的是( )
A．脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分
B．维生素D和性激素不属于固醇类物质
C．油脂比相同质量的多糖彻底氧化产能少
D．脂质中的油脂有保温、缓冲、减压、免疫和催化作用
A [脂质中的磷脂是构成细胞膜的重要成分，A正确；维生素D和性激素属于固醇类物质，B错误；油脂比相同质量的多糖彻底氧化产能多，C错误；起催化作用的是酶，其本质是蛋白质或者RNA，不是脂肪，D错误。]
题组四 糖类与脂质的关系
11．北京烤鸭是北京传统特色美食。饲喂北京鸭时，主要以玉米、谷类和菜叶为饲料，使其肥有，这样烤出的鸭子外观饱满，皮层酥脆，外焦里嫩，北京烤鸭通常的食用方法是取一张用小麦粉制作的荷叶饼，用筷子挑一点甜面酱，抹在荷叶饼上，夹几片烤鸭片盖在上面，放上几根葱条、黄瓜条或萝卜条，将荷叶饼卷起食用。请回答下列问题；
(1)北京鸭食用玉米、谷类和菜叶能迅速育肥的原因是______________________
____________________________________________________________________。
(2)请写出一张鸭肉卷饼中含有的糖类和脂质_____________________________
__________________________________________________________(各写一种)。
(3)如何检测鸭皮下脂肪组织的脂肪细胞含有大量的脂肪颗粒？
实验思路：将鸭皮下脂肪组织制成临时装片，滴加________，并用体积分数为50%的________洗去浮色，在________下观察，会看到脂肪细胞中被染成________的脂肪颗粒。
[解析](1)北京鸭食用玉米、谷类和菜叶能迅速育肥的原因是玉米、谷物等是富含糖类的食物，多余的糖类在鸭体内转变成了脂肪。
(2)一张鸭肉卷饼中至少包括了三类多糖，它们是糖原、淀粉、纤维素。包括的脂质有脂肪、磷脂和胆固醇等。
(3)若将鸭皮下脂肪组织制成临时装片，滴加苏丹Ⅲ染液，并用体积分数为50%的酒精洗去浮色，在显微镜下观察，会看到脂肪细胞中被染成橙黄色的脂肪颗粒。
[答案](1)玉米、谷物等食物中的大量的糖转化成了脂肪 (2)糖原(淀粉或纤维素)、脂肪(磷脂或胆固醇) (3)苏丹Ⅲ染液 酒精 显微镜 橙黄色
12．某生物能发生如下反应：淀粉→麦芽糖→葡萄糖→糖原，则下面的说法错误的是( )
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．此生物是植物，因为能利用淀粉
D．糖类在生物体内的主要作用是提供能量
C [糖原是动物细胞特有的多糖，该生物可以合成糖原，因此一定是动物，A正确；淀粉是植物多糖，糖原是动物多糖，B正确；动物和植物都可以利用淀粉，淀粉可以在动物消化道内被水解成葡萄糖而被动物细胞利用，C错误；糖类是主要能源物质，可以为生命活动提供能量，D正确。]
13．据报道，科学家对千余名中小学生实验表明，饭后吃一些巧克力，下午1～2节课打瞌睡者才2%，而对照者(不吃巧克力)却高达11%。许多研究人员研究证实，只要适量摄入糖对人体是有益的。这是因为( )
A．糖类物质都是能源物质，可以为人体提供能量
B．糖类是直接能源物质，为细胞的生命活动提供能量
C．葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质
D．人和动物血液中葡萄糖低于正常含量时，可用脂肪代替
C [糖类物质不都是能源物质，如纤维素不能作为能源物质，A错误；ATP是直接的能源物质，糖类是主要的能源物质，B错误；葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质，C正确；人体血液中葡萄糖低于正常含量时，糖原可分解产生葡萄糖，油脂可转化为葡萄糖，但脂肪不能直接代替糖类供能，D错误。]
14．根据题表分析同质量的脂肪和糖类在氧化分解时的差异，以下说法错误的是( )
物质 各元素比例 氧化分解时
C O 耗氧量 释放能量 产生的水
脂肪 75% 13% 较多 较多 X
糖类 44% 50% 较少 较少 Y
A．相同质量条件下，脂肪比糖类在氧化分解时耗氧量多
B．脂肪中的H的比例是12%
C．相同质量的脂肪和糖类氧化分解时产生的水量XD．脂肪中H的比例较高，所以释放的能量较多
C [糖类和脂肪均只由C、H、O三种元素所构成，因此脂肪中的H的比例是12%，相同质量条件下，脂肪氧化分解耗氧量、产水量、产能量均最多，原因是其成分中C、H原子比例特别高，所以C选项错误。]
易错点 不能围绕实验的题目，找出自变量和因变量而进行对照设置
15．人们发现注射“瘦素”后，人的食欲会下降，从而起到控制体重的作用。
(1)肥胖是体内油脂过多引起的，检测油脂的试剂是____________，呈现的颜色是____________，实验中会用到50%的酒精，其作用是____________。
(2)某学校生物兴趣小组为了探究“瘦素”能否控制动物的食欲以及能否起到减肥作用，请利用下列材料帮他们完成下列实验设计。
材料用具：一定量的“瘦素”注射液、生理盐水、大鼠若干只。其他所需条件均满足。
实验步骤：
第一步：选取生长状况基本相同的大鼠若干只，随机平均分为两组，并编号甲、乙。
第二步：甲组每天注射__________________，乙组每天注射__________________。
第三步：两组大鼠在____________的条件下分别饲养一段时间。
第四步：一段时间后，观察大鼠的食欲状况，称重并统计各组大鼠的体重。
解析：(1)检测油脂的试剂是苏丹Ⅲ染液，呈现的颜色是橙黄色，用50%的酒精洗去浮色。(2)实验设计时应遵循等量对照原则和单一变量原则，此实验的自变量为是否注射“瘦素”，因变量是大鼠的食欲和体重变化。所以甲组每天注射一定量的“瘦素”溶液，乙组每天注射等量的生理盐水。然后两组大鼠在相同且适宜的条件下分别饲养一段时间。
答案：(1)苏丹Ⅲ染液 橙黄色 洗去浮色 (2)一定量的“瘦素”溶液 等量的生理盐水 相同且适宜
18/18第二节 生物大分子以碳链为骨架
第1课时 碳骨架、糖类与脂质
1．说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成，它们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。 4．检测生物组织中的油脂。 1．通过解释碳骨架的形成，认知碳元素的重要性。(生命观念) 2．解释细胞中的糖类与脂质的种类、分布、功能，形成物质功能观及归纳与概括的思维方法。(生命观念、科学思维) 3．通过检测生物组织中的油脂实验，厘清实验的原理与步骤。(科学思维、科学探究)
·碳骨架的形成
________存在于所有的生物体内，是生命系统中的核心元素。碳原子间可以共用电子形成________，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。
·有机物的结构基础
组成生物体的有机物都是以________作为结构基础的，主要包括糖类、________、蛋白质和________。
·生物大分子
许多有机物的相对分子量__________，所以称为生物大分子。__________是两类最重要的生物大分子。
一、糖类是细胞的主要能源物质
1．含量与组成
(1)含量
糖类物质是地球上________的一类有机物，我们所吃主食中的主要成分就属于糖类。
(2)元素组成
大多数糖类由________三种元素组成，多数糖分子中氢原子和氧原子之比为2∶1，类似水分子，故糖类旧称为“________”。
2．种类与功能
(1)单糖
可被细胞__________的小分子物质。例如，葡萄糖(C6H12O6)是细胞内主要的单糖，是细胞生命活动的__________；脱氧核糖是细胞遗传物质——________分子的重要组成物质。此外，常见的单糖还有__________、________、核糖等。
(2)二糖
由________分子脱水缩合形成。例如，蔗糖分子由________和________组成。常见的二糖还有麦芽糖和乳糖，前者由2分子________组成，后者由1分子________和1分子________组成。
(3)多糖
由________分子通过特定的________连在一起形成的，其中淀粉、糖原和纤维素是比较重要的多糖。________是稻米、面粉等食物的主要成分；________是木材和棉花的主要成分；糖原储藏在人的肝脏和肌肉中，分别称为________和________。________和________分别是植物、动物体内重要的储能物质；________是植物体的结构多糖，是植物________的主要成分。
二、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
脂质主要由__________三种元素组成，其中________原子较糖类多，而______原子较糖类少。有些脂质还含有________和______等元素。常见的脂质有________、________和固醇等。
2．物理特性
脂质通常不溶于________，而溶于______，如丙酮、乙醚、四氯化碳等。
3．种类与作用
(1)油脂
①组成
人和动物体内的________、植物中的______统称为油脂。油脂由甘油和脂肪酸组成。甘油是一种简单糖类的________；脂肪酸则是长的________，一端是羧基(—COOH)。很多生物中的油脂是______的主要储存形式。
②特点
由于油脂的不亲水性，油脂作为储能物质时不必携带__________。
③其他功能
脂肪除作为能量储备外，还是__________。此外，人和动物的皮下和腹腔脂肪组织还起到________。
(2)磷脂、固醇
磷脂、固醇是细胞的________组分。磷脂是细胞各种________的重要成分。固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等，其中胆固醇也是构成________的重要成分，但血液中胆固醇过多则可能引发________疾病；维生素D可促进人和动物对________的吸收等。
三、活动 检测生物组织中的油脂
1．检测原理
各种生物组织和细胞中，有机化合物含量各不相同。对于某些有机化合物，可以使用________染色后在________下进行检测。__________能使细胞中的油脂呈________。
2．方法步骤
(1)材料处理
①将一粒种子剥去______，取一片______，用左手捏住。
②右手持刀片，将子叶的一端切出一个平面。
③将双面刀片的刃口平放在子叶的平面上，轻压刀片，同时________刀片，均匀用力，将子叶切成厚度为1～2 mm的薄片。
④将切好的薄片置于培养皿内的清水中，挑选最薄的切片，用毛笔将它放到___________________________________________________________________。
(2)染色
用吸水纸吸去材料表面的清水，再用滴管将__________滴在切片上，静置2～3 min，使切片染色。用吸水纸吸去多余的染液，再在切片上滴加________________________，洗去多余的染料。
(3)制片
用吸水纸吸去__________，再在切片上滴加__________，盖上盖玻片，制成临时装片。
(4)观察
将临时装片放在显微镜的载物台上，在低倍物镜下找到__________，移动装片，将切片__________移到显微镜视野的中心。转动转换器，使高倍物镜对准通光孔，调整细准焦螺旋，观察________________________。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．糖类和脂质是两类最重要的生物大分子。 ( )
2．单糖是可被细胞直接吸收利用的小分子物质。 ( )
3．葡萄糖是生命活动的主要储能物质。 ( )
4．蔗糖、淀粉、糖原和纤维素是比较重要的多糖。 ( )
5．1 g油脂在体内完全氧化产生的能量，与1 g糖或蛋白质基本相当。 ( )
6．脂质是一类不溶于水的有机物，具有多种生物学功能。 ( )
糖的种类、分布和功能
下图表示糖类的化学组成和种类，据图讨论下列问题：
(1)①②③代表糖的种类依次是什么？它们都可继续水解吗？
(2)④⑤分别代表什么物质？各有什么功能？
1．人体摄入的糖类，有的能被细胞直接吸收，有的必须要经过水解后才能被细胞吸收，下列糖类中，能直接被细胞吸收的是( )
A．葡萄糖 B．蔗糖
C．麦芽糖 D．乳糖
2．水稻和小麦的细胞中含有丰富的多糖，这些多糖是( )
A．淀粉和糖原 B．淀粉和纤维素
C．糖原和纤维素 D．蔗糖和麦芽糖
集合法区分糖的分布
脂质的种类、分布和功能
1．细胞中的脂质种类与功能的归纳
2．糖类与油脂的比较
项目 糖类 油脂
相同 元素组成 C、H、O
作用 氧化分解，释放能量
不同 元素含量 C、H比例较低 C、H比例较高
试分析细胞中的脂肪被称为良好的储能物质的原因有哪些。
1．下列关于脂质的叙述，正确的是( )
A．胆固醇是植物细胞膜的组成成分
B．性激素和油脂属于固醇类物质
C．维生素D可参与人体血液中脂质的运输
D．血液中胆固醇过多易造成血管堵塞
2．糖尿病患者应当控制油脂的摄入，肥胖患者也应当减少糖类的摄入，原因是糖类和油脂间可以发生转化。下列说法正确的是( )
A．糖类和油脂相互转化后，元素组成发生了变化
B．相同质量的油脂和糖原氧化分解时，前者耗氧多，释放的能量较多
C．油脂不溶于水，不可水解
D．油脂是良好的储能物质，是大脑所需能量的主要来源
(1)脂质中并非只有磷脂参与构成细胞膜，胆固醇也是构成动物细胞膜的重要成分。
(2)油脂中只含C、H、O，而磷脂中含C、H、O、N、P。
(3)固醇、胆固醇、脂质和油脂四者的关系：脂质包含油脂、固醇和磷脂，胆固醇是固醇的一种。
检测生物组织中的油脂
检测生物组织中的油脂实验操作
实验问题分析
(1)检测油脂时，浸泡花生等材料的目的是使材料软化，便于徒手切片的制作。浸泡时间要适宜，浸泡的时间过长或过短都会增加徒手切片的难度。
(2)制作切片时，切割的损伤，会造成一些细胞的破裂，因此显微镜下观察时会在细胞间观察到脂肪颗粒。
(3)观察花生子叶切片时，一部分细胞清楚，另一部分较模糊的原因：切片标本厚薄不均匀。
(4)用苏丹Ⅲ染液染色2～3 min。若时间太短，染色浅，不易观察；若时间太长，油脂溶于苏丹Ⅲ染液中，影响观察。
1．下列关于“检测生物组织中的油脂”活动的叙述，正确的是( )
A．制片时需用刀片将花生子叶片切成薄片
B．可用清水洗去多余的苏丹Ⅲ染液
C．苏丹Ⅲ染液能使细胞中的油脂呈紫红色
D．转换到高倍物镜后再将切片最薄的部分移到视野的中心
2．以花生子叶为实验材料进行油脂的检测时，制作临时装片的步骤是( )
①盖上盖玻片 ②切子叶薄片 ③苏丹Ⅲ染液染色 ④滴清水 ⑤用50%酒精洗去浮色 ⑥用吸水纸吸取多余染液
A．④②①③⑥⑤ B．②④③⑥⑤①
C．④②③⑥⑤① D．②③⑥⑤④①
1．骆驼，被称为“沙漠之舟”，极能忍饥耐渴。骆驼可以在没有水的条件下生存2周，没有食物可生存一个月之久。骆驼都有一个或者两个高耸的驼峰，食物充足时，骆驼便在驼峰里以脂肪的形式储存许多营养；食物匮乏时，驼峰里储存的脂肪可分解成身体所需养分，供骆驼维持生命。另外，骆驼的胃里有许多瓶子形状的小泡泡，用来储存水。骆驼可骑乘、驮运、拉车、犁地等，是沙漠戈壁地区的人民和地质勘探者、考古工作者不可缺少的伙伴。
2．人们常说，“增肥容易，减肥难”，下面是细胞中某些物质的相互转化关系图。
通过阅读材料，理解糖类和脂肪在生命活动中的重要作用，并能结合生活实际，掌握两者之间的转化关系，以解释相关的生活问题，养成良好的生活习惯，培养生命观念、科学思维素养。
(1)驼峰中储存的脂肪作为储能物质的主要优点是什么？(生命观念)
(2)饮食中刻意避免脂肪的摄入是否一定可以减肥？(科学思维)
(3)结合所学知识试从物质转化的角度分析“增肥容易，减肥难”的原因。(科学思维)
(4)驼峰中的脂肪在氧化分解时，也会为骆驼提供一定量的水，查阅资料阐述其原理。(科学思维)
[课堂小结]
1．碳元素存在于所有的生物体内，是生命系统中的核心元素。
2．单糖是可被细胞直接吸收利用的小分子物质。例如，葡萄糖是细胞内主要的单糖，是细胞生命活动的主要能源物质；脱氧核糖是细胞遗传物质——DNA分子的重要组成物质。此外，常见的单糖还有果糖、半乳糖、核糖等。
3．二糖由2个单糖分子脱水缩合形成。例如，蔗糖分子由葡萄糖和果糖组成。常见的二糖还有麦芽糖和乳糖，前者由2分子葡萄糖组成，后者由1分子葡萄糖和1分子半乳糖组成。
4．多糖是由多个单糖分子通过特定的共价键连在一起形成的，其中淀粉、糖原和纤维素是比较重要的多糖。
5．油脂由甘油和脂肪酸组成。很多生物中的油脂是能量的主要储存形式，还是抗低温的保温层。此外，人和动物的皮下和腹腔脂肪组织还起到防震作用。
6．磷脂、固醇是细胞的必要组分。磷脂是细胞各种膜结构的重要成分。固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等，其中胆固醇也是构成细胞膜的重要成分，但血液中胆固醇过多则可能引发心脑血管疾病；维生素D可促进人和动物对钙和磷的吸收等。
1．蔗糖是由什么单糖脱水缩合而成( )
A．核糖与葡萄糖 B．葡萄糖与葡萄糖
C．葡萄糖与果糖 D．果糖与半乳糖
2．下列关于糖类的叙述，错误的是( )
A．糖类的结构单元是单糖
B．核糖的分子式是C6H12O6
C．葡萄糖是生物体内最重要的单糖
D．淀粉、纤维素水解后产生许多个葡萄糖分子
3．下列关于油脂的叙述，不正确的是( )
A．含有C、H、O三种元素
B．是构成细胞膜的重要物质
C．是细胞内主要的储能物质
D．易被苏丹Ⅲ染液染成橙黄色
4．下列关于脂质的说法，错误的是( )
A．脂质都不能调节生物的生命活动
B．脂质具有保温、减压等生物学功能
C．脂质存在于所有细胞中
D．油脂氧化分解时提供的能量比等质量的糖类多
5．大多数植物种子的储藏物质以油脂(油)为主，并储存在细胞的油体中。种子萌发时，油脂水解生成脂肪酸和甘油，然后脂肪酸和甘油分别在多种酶的催化下形成葡萄糖，最后转变成蔗糖，并转运至胚轴供给胚生长和发育，如下图所示：
(1)大多数植物种子以贮藏油脂为主，这是因为与糖类相比，油脂是更好的__________物质。
(2)为了观察植物种子中的油脂，常用苏丹Ⅲ染液对种子切片染色，然后在__________下观察，可见____________的脂肪颗粒。
(3)油料种子萌发真叶长出之后，干重____________，原因是___________________________________________________________________。
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