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第2章 组成细胞的分子
第2章 组成细胞的分子
细胞中的糖类和脂质
[拓宽教材]
1．(必修1 P31图2－31改编)下图为一个汉堡中的几种多糖的组成。下列有关叙述错误的是( )
A．三种多糖的元素组成都是C、H、O
B．三种多糖的基本单位都是葡萄糖
C．三种多糖因葡萄糖的连接方式不同，使它们具有了不同的化学性质
D．三种多糖都是细胞中的储能物质
答案：D
2．(必修1 P32“思考与讨论”改编)分析资料回答下列问题：
资料1：与糖类类似，脂肪也由C、H、O三种元素组成，所不同的是脂肪含氧量远远少于糖类，而H的含量更多。据分析，1 g脂肪氧化分解可释放出约39 kJ的能量，1 g糖原氧化分解可释放出约17 kJ的能量，但1 g脂肪在体内储存所占的体积是1 g糖原的1/5。
资料2：生活在海洋中的鲸、海豹等动物，皮下有厚厚的脂肪层，起保温作用。另外，脂肪还广泛分布在肠系膜、腹腔大网膜等处，对内脏器官起保护作用。
(1)脂肪的元素组成是C、H、O，与糖类相比，脂肪中氢的含量________，氧的含量________。
(2)由资料1可知脂肪是良好的________。
(3)由资料2可知脂肪还具有________、缓冲和减压作用。
答案：(1)多 少 (2)储能物质 (3)保温
[精练好题]
3．(2019·江西宜春九中期中)近年来有关脂质的研究备受关注。脂质组学(Lipidomics)作为一个全新的领域，正吸引越来越多的科学家投入研究。下列关于脂质的叙述，正确的是( )
A．所有的细胞中都含有脂质
B．性激素、维生素D、抗体都属于脂质
C．有些脂质可以参与血液中糖类的运输
D．脂质都可以作为生物体内的储能物质
答案：A
4．(2019·福建龙岩高一期末)下列有关糖类的叙述，错误的是( )
A．常见的单糖有果糖、核糖、葡萄糖等，它们可以被人体直接吸收
B．糖类物质均可作为细胞内生命活动的能源物质
C．葡萄糖、果糖都可以与斐林试剂反应产生砖红色沉淀
D．小鼠肝细胞中含有葡萄糖和糖原
答案：B
5．亳州“古井贡酒”生产发酵中需用到麦芽浆，对萌发、带有小芽的大麦充分研磨后，过滤得到组织样液。在组织样液中加入下列试剂后振荡均匀，有关实验现象及结论的叙述，不正确的是( )
A．加入苏丹Ⅲ染液，溶液呈橘黄色，证明发芽的大麦中含有脂肪
B．加入斐林试剂并水浴加热，溶液呈砖红色，说明发芽的大麦中含有麦芽糖
C．加入碘液，溶液呈蓝色，说明发芽的大麦中含有淀粉
D．如果发芽的大麦中含有蛋白质，那么加入双缩脲试剂，溶液会呈紫色
答案：B
6．(2019·郑州一中高一期中)下列选项中符合右图所示类别关系的是( )
A．Ⅰ为脱氧核糖核酸、Ⅱ为核糖核酸、Ⅲ为核酸
B．Ⅰ为淀粉、Ⅱ为糖原、Ⅲ为纤维素
C．Ⅰ为固醇、Ⅱ为胆固醇、Ⅲ为维生素D
D．Ⅰ为原核生物、Ⅱ为细菌、Ⅲ为酵母菌
解析：选C。核酸包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)，A错误；淀粉、糖原、纤维素均属于多糖，且三者间没有交集，B错误；固醇包括胆固醇、维生素D和性激素等，且胆固醇和维生素D间没有交集，C正确；真菌属于真核生物，D错误。
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细胞中的糖类和脂质
1．下列物质的溶液能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀的是( )
①葡萄糖 ②淀粉 ③蔗糖
④麦芽糖 ⑤果糖 ⑥纤维素
A．①④⑤ B．②③④
C．①⑤⑥ D．①②④
解析：选A。葡萄糖、麦芽糖和果糖是还原糖，能与斐林试剂在水浴加热(50～65 ℃)条件下发生反应生成砖红色沉淀；淀粉、纤维素和蔗糖属于非还原糖，不能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀。
2．下列物质中，动物细胞内不具有的是( )
A．葡萄糖 B．糖原
C．核糖 D．纤维素
解析：选D。在动、植物细胞中都含有葡萄糖、核糖和脱氧核糖；植物细胞中特有的糖是果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉和纤维素等；动物细胞中特有的糖是乳糖和糖原等。
3．存在于RNA而不存在于DNA中，存在于动物肌肉而不存在于动物肝脏中，存在于动物细胞质而不存在于植物细胞质中的糖分别是( )
A．核糖、肌糖原、糖原
B．脱氧核糖、核糖、纤维素
C．核糖、脱氧核糖、麦芽糖
D．脱氧核糖、肌糖原、淀粉
解析：选A。核糖是RNA的组成成分，主要存在于动、植物细胞的细胞质中；脱氧核糖是DNA的组成成分，主要存在于动植物细胞的细胞核中；动物肌肉中含有肌糖原，动物肝脏中含有肝糖原；糖原存在于动物细胞的细胞质中。
4．(2019·遵义四中高一期中)海藻糖是一种非还原性二糖，由两个葡萄糖分子通过脱水缩合反应而成，是天然二糖中最稳定的。大量的研究表明，许多生物在冷冻、干燥、辐射、有毒物质等条件下表现出的抗逆耐受力与体内的海藻糖含量有直接的关系。以下对海藻糖有关属性和功能的推测，错误的是( )
A．海藻糖的分子式是C12H22O11
B．海藻糖水解后形成两分子单糖
C．海藻糖能与斐林试剂发生颜色反应
D．海藻糖不能被人体细胞直接吸收
解析：选C。据题意可知：两个葡萄糖分子经过脱水缩合反应形成了1分子海藻糖和1分子水，因此海藻糖的分子式是C12H22O11，A正确；海藻糖是二糖，水解后形成两分子单糖，B正确；海藻糖是一种非还原性二糖，不能与斐林试剂发生颜色反应，C错误；海藻糖是一种二糖，必须水解成单糖才能被细胞吸收，D正确。
5．(2019·山西榆社中学高一期中)糖类的元素组成和种类如下图所示，下列相关叙述正确的是( )
A．脱氧核糖含O，参与RNA的构成
B．①→②→③过程均有水产生
C．③与斐林试剂在水浴加热条件下均可产生砖红色沉淀
D．动植物细胞中都含有④所代表的糖类
答案：B
6．纤维素被称为第七营养素，食物中的纤维素虽然不能为人体提供能量，但能促进肠道蠕动、吸附排出有害物质。从纤维素的化学成分看，它是一种( )
A．二糖 B．多糖
C．氨基酸 D．脂肪
解析：选B。纤维素是组成植物细胞壁的一种重要的多糖。
7．下列所述的生物学功能，脂质不具有的是( )
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
解析：选D。按脂质的功能可把脂质分为结构脂质(如磷脂)、储能脂质(如脂肪)、功能脂质(如胆固醇、性激素、维生素D)。磷脂是构成生物膜的重要成分，固醇类中的性激素能调节生理代谢，脂肪能储存能量。携带遗传信息的是核酸。
8．下列是动、植物细胞中糖类、脂肪的分类与比较，正确的是( )
解析：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，两者是并列关系，同属于脂质。D项中固醇属于小分子物质。
9．人体内磷脂的重要生理作用是( )
A．细胞各种膜结构的组成物质
B．参与血液中脂质的运输
C．氧化分解为机体提供能量
D．有效地促进人和动物对钙和磷的吸收
解析：选A。因为磷脂是构成细胞膜和细胞器膜的重要成分，所以一般不能氧化分解提供能量。参与血液中脂质运输的是胆固醇。维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
10．淀粉、淀粉酶、控制淀粉酶合成的基因(DNA片段)都是多聚体，它们的单体依次是( )
A．葡萄糖、蛋白质、DNA
B．蔗糖、氨基酸、核糖核苷酸
C．葡萄糖、氨基酸、脱氧核苷酸
D．麦芽糖、多肽、核苷酸
解析：选C。组成淀粉的基本单位是葡萄糖；组成蛋白质的基本单位是氨基酸，淀粉酶的本质是蛋白质，因而它的单体是氨基酸；控制淀粉酶合成的基因是DNA片段，它的单体是脱氧核苷酸。
11．(2019 ·山东临沂高一期中)青苹果汁遇碘溶液显蓝色，熟苹果能与斐林试剂发生反应，这说明( )
A．青苹果汁中含有淀粉不含糖类
B．熟苹果汁中含有糖类不含淀粉
C．苹果转熟时淀粉水解为单糖
D．苹果转熟时单糖聚合成淀粉
解析：选C。淀粉也属于糖类，是植物中的多糖，A错误；淀粉、还原糖都属于糖类，熟苹果中可能同时含有淀粉和还原糖等糖类，B错误；苹果转熟时，淀粉水解转化为单糖，单糖具有还原性，与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，C正确；分析题干信息可知，苹果转熟时淀粉水解转化为单糖，不是单糖聚合为淀粉，D错误。
12．下图表示细胞中一种常见的水解反应，下列化合物中能发生此种反应的有( )
①糖原 ②淀粉 ③纤维素
A．①②③ B．①②
C．①③ D．②③
解析：选A。图示过程为大分子物质水解为单体，①～③中糖原、淀粉、纤维素均属于大分子物质，其组成单位均为葡萄糖，故A正确。
13．下图所示的图解表示构成细胞的元素、化合物，a、b、c、d代表不同的小分子物质，请分析回答下列问题：
(1)物质a是________，在动物细胞内，与物质A作用最相似的物质是________。若物质A在动物、植物细胞中均可含有，并且作为细胞内最理想的储能物质，不仅含能量多而且体积较小，则A是________。
(2)物质b是________，其分子结构的特点是______________________________。若某种B分子由n个b分子(平均相对分子质量为m)组成的2条链构成，则该B分子的相对分子质量大约为________________________________________________________。
(3)物质c在人体细胞中共有________种，分子中____________的不同决定了c的种类不同。
(4)物质d是________，d和________、________都属于固醇类物质。
解析：B和C是组成染色体的主要成分，染色体主要由DNA和蛋白质组成，结合元素组成可判断C是DNA，则c是脱氧核苷酸，人体内脱氧核苷酸有4种。动物的第二性征由性激素激发并维持。
答案：(1)葡萄糖 糖原 脂肪 (2)氨基酸 至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上 mn－18(n－2)
(3)4 含氮碱基 (4)性激素 胆固醇 维生素D
14．糖类是生物体生命活动的主要能源物质，蛋白质是一切生命活动的体现者。请据图分析回答下列问题：
(1)如果某种单糖A为果糖，则它与葡萄糖缩合失去1分子水后形成的物质是__________。如果某种单糖A经缩合反应形成的物质可作为动物细胞中储存能量的物质，则该储能物质是________；如果缩合反应形成的物质作为植物细胞壁的组成成分之一，则形成的物质是______________。
(2)如果某种单糖A与磷酸和碱基结合形成某物质，其中碱基是尿嘧啶，则形成的物质名称为______________________；如果某种单糖A与磷酸和碱基结合形成某物质，其中的碱基是胸腺嘧啶，则某种单糖A是________________。
(3)由比较长的肽链断裂为短肽的过程中，必须断裂的化学键的结构简式为__________，新形成的氨基和羧基中的氢和氧来自______，所需能量主要由____(填物质)提供。蛋白质功能具有多样性，从分子水平上分析，直接原因是______________________________。
解析：(1)一分子果糖与一分子葡萄糖形成的是蔗糖分子；动物细胞中的储能物质是糖原；植物细胞壁中的纤维素是多糖。(2)尿嘧啶只存在于RNA中，所以由单糖A与磷酸和尿嘧啶形成的物质只能是尿嘧啶核糖核苷酸；同理由单糖A与磷酸和胸腺嘧啶形成的物质只能是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，此时的单糖是脱氧核糖。(3)由比较长的肽链断裂为短肽的过程中，必须断裂的化学键是肽键，其结构简式为—NH—CO—，其中的氢和氧来自水分子。蛋白质功能多样性的直接原因是各种蛋白质的分子结构不同。
答案：(1)蔗糖 糖原 纤维素
(2)尿嘧啶核糖核苷酸 脱氧核糖
(3)—NH—CO— 水 糖类 各种蛋白质的分子结构不同
15．(2019·北京西城区高一期末)植物的生长发育和产量在很大程度上取决于种子质量。糖类是生命活动的主要能源物质，能为植物生长、发育提供必需的能量，是一切生命活动的基础。有学者研究了小麦种子中还原糖和总糖含量的变化，为科学调控小麦种子萌发提供理论依据。
实验方法和步骤：将新鲜的、经过筛选的小麦种子放入培养箱中，小麦种子吸水4小时后开始萌芽，至44小时，进入幼苗生长阶段。各种糖含量的测定在小麦种子吸水4小时后开始，之后每隔4小时测定一次，持续到44小时为止。
测定结果：见下图。
请回答下列问题：
(1)植物体内的糖类按照是否能够水解分为________三类。
(2)检测还原糖可用________试剂，此试剂与还原糖反应在________条件下生成________。
(3)根据上图检测结果分析：
①小麦种子萌发12小时后，还原糖的量________。
②种子萌发20小时后，蔗糖含量下降的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)单糖、二糖、多糖
(2)斐林 (水浴)加热 砖红色沉淀
(3)①逐渐增加 ②蔗糖分解成果糖和葡萄糖(蔗糖分解生成还原糖)
16．科学家发现，一种叫“熊虫”的动物，能耐受零下271 ℃的温度冰冻数小时(这时它的代谢率几乎降至0)，此时，它的体内会大量产生一种叫海藻糖的二糖。实验证明“该动物体液中的海藻糖可以保护组织细胞，使组织细胞避免受到低温造成的损伤”。为了验证海藻糖对动物组织细胞具有上述作用，请你分析并设计实验过程。
(1)实验材料：海藻糖，细胞培养液及其他相关材料，适量哺乳动物细胞。
(2)操作过程：
①取适量哺乳动物细胞，等分成甲、乙两组，向甲组细胞中添加_____________________，向乙组细胞中添加等量的无海藻糖的培养液。
②将甲、乙两组细胞均控制在________的条件下冰冻数小时。
③观察并记录两组细胞的生活状况。
(3)预期结果：该实验结果有________种可能性，甲组：________________________；乙组：________________________。
答案：(2)①一定量的含海藻糖的培养液
②－271 ℃
(3)1 细胞均生活良好 细胞均(或大部分)死亡
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