高中生物 第二章 细胞的化学组成 第二节 细胞中的生物大分子第1课时细胞中的生物大分子练习 苏教版必修.docx

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第二节　细胞中的生物大分子

第1课时　生物大分子的基本骨架、糖类与脂质的种类和功能

目标导航

　1.结合教材P13，说出生物大分子以碳链为骨架。

2.结合教材P14～15，概述糖类的种类、功能和检测方法。

3.结合教材P16～17，举例说出脂质的种类、功能和检测方法。

一、生物大分子的基本骨架（阅读P13）

1.碳原子之间可以通过单键相结合，也可以通过双键或三键相结合，形成不同长度的链状、分支链状、环状结构，这些结构称为有机物的碳骨架。

2.碳骨架的结构、长短以及与碳骨架相连接的原子团，决定了有机化合物的基本性质。

二、糖类的种类和功能（阅读P14～15）

1.元素组成：

由C、H、O三种元素组成。

2.种类

3.功能

（1）生物体维持生命活动的主要能量来源。

（2）生物体重要的结构物质。

（3）与蛋白质等物质结合形成的复杂化合物，能参与细胞识别、细胞间物质运输和免疫功能的调节等生命活动。

4.糖类的鉴定

单糖、麦芽糖、乳糖是还原性糖，它们与斐林试剂反应可以产生砖红色沉淀，蔗糖、淀粉是非还原性糖，它们不能发生上述颜色反应。

三、脂质的种类和功能（阅读P16～17）

1.脂质的元素组成：

主要由C、H、O三种元素组成。

2.种类和功能

（1）类脂：

类脂中的磷脂是构成细胞膜的重要物质。

（2）脂肪：

是细胞内重要的储能物质。

（3）固醇：

包括维生素D、性激素和胆固醇等，在细胞的营养、代谢中具有重要功能。

一、生物大分子的基本骨架

1.生物大分子的结构层次

2.生物大分子结构图示

1.为何说“碳元素是生命的核心元素”？

答案　碳原子的4个价电子可与许多原子结合，也可以与其他碳原子以共价键的形式形成不同长度的链状、分支链状或环状结构，从而构成有机物的基本骨架。

由于碳原子在形成生物大分子中的重要作用，所以说“碳是生命的核心元素”。

2.上图中的淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖，为什么它们在化学性质上有很大差异？

答案　三种多糖的基本单位都是葡萄糖，但葡萄糖连接的方式不同，使它们具有了不同的化学性质。

3.碳骨架是如何决定有机化合物的基本性质的？

答案　是通过碳骨架的结构、长短以及与碳骨架相连接的原子团，决定了有机化合物的基本性质的。

1.生物大分子在生物体的生命活动中具有重要的作用。

碳原子本身的化学性质，使它能够通过化学键连接成链或环，从而形成各种生物大分子。

以上事实可以说明（　　）

A.C元素能组成各种各样的化合物

B.C元素是最基本的元素

C.C元素是各种大分子中含量最多的元素

D.C元素比其他元素重要

问题导析

（1）在组成生物体的化学元素中，C是一种主要元素，它能够通过化学键连接成链或环，从而形成各种生物大分子，如蛋白质、核酸，这些化合物是生物体生命活动的物质基础。

如果没有碳元素，肯定不会形成这些生物大分子，也就不会表现出各种生命活动。

（2）C元素是基本元素，但并不是所有化合物都含C元素。

（3）C元素在生物体内有重要作用，但并不能排除其他元素的重要性。

答案　B

一题多变

下列不属于构成生物大分子的碳骨架的是（　　）

答案　D

解析　碳原子在构成生物大分子时，先以共价键形式形成直链、分支或环状的基本骨架，称为碳骨架。

D项不是多个碳原子之间形成的骨架结构，不是碳骨架。

二、糖类的种类、功能和鉴定

1.糖类的化学组成和种类

2.糖类的不同分类

（1）按化学性质

（2）按功能分

①

②糖类是主要的能源物质，如蔗糖、葡萄糖、淀粉和糖原等。

生物体能量供应主要来自糖类物质的氧化分解。

③细胞的储能物质：

淀粉、糖原。

④其他功能：

如糖类与蛋白质结合形成糖蛋白，参与细胞识别、细胞间物质运输和免疫功能的调节等生命活动。

3.鉴定生物组织中的糖类

鉴定

物质

淀粉

还原性糖

实验

原理

淀粉与碘液反应，呈现蓝色

还原性糖与斐林试剂作用，生成砖红色沉淀

实验

材料

蔗糖、淀粉

蔗糖、淀粉

实验

方法

①取2支试管，编号A和B

②称取蔗糖和淀粉各2g，分别溶解在100mL清水中

③量取3mL蔗糖溶液和淀粉溶液，分别注入2支试管中

④向2支试管中滴入等量的稀碘液，观察颜色变化

①取3支试管，编号C、D和E

②量取3mL蔗糖和淀粉溶液，分别注入2支试管中，再滴加1mL清水

③向第3支试管中加入淀粉溶液3mL后，滴入稀释的唾液1mL

④向3支试管中分别加入2mL斐林试剂，水浴加热，观察颜色变化

实验

结果

A管不变蓝，B管变为蓝色

C、D管不出现砖红色沉淀，E管出现砖红色沉淀

设计

思路

利用某些化学试剂能与生物组织中的有机物产生特定的颜色

反应的原理，根据产生颜色的不同，来鉴定有关物质的存在

对照

方法

相互对照

1.糖类是主要的能源物质，是不是意味着所有的糖类都是能源物质？

答案　不是。

如核糖、脱氧核糖等均不是能源物质。

2.糖类主要由C、H、O三种元素组成的，对吗？

答案　不对，糖类只由（而不是“主要”）C、H、O三种元素组成。

3.糖尿病患者的饮食会受到严格限制，受限制的并不仅仅是甜味食品，米饭和馒头等主食都需定量摄取，试分析其原因。

答案　米饭和馒头等主食的主要成分为淀粉，淀粉是一种多糖，消化水解后生成的是葡萄糖。

2.下列有关糖类的化学组成和功能的叙述中，正确的是（　　）

①淀粉、纤维素和糖原的基本单位均为葡萄糖

②麦芽糖、乳糖、蔗糖的组成中均有葡萄糖

③葡萄糖、果糖均为还原性糖，由二者缩合而成的蔗糖也具有还原性

④多糖都是动植物细胞内的储能物质

A.①②B.①③

C.②④D.③④

问题导析

（1）淀粉、纤维素和糖原等多糖的基本单位是葡萄糖。

（2）麦芽糖是由2分子葡萄糖脱水缩合而成，乳糖是由1分子葡萄糖和1分子半乳糖脱水缩合而成，蔗糖是由1分子葡萄糖和1分子果糖脱水缩合而成。

（3）蔗糖不具有还原性。

（4）多糖中的纤维素是植物细胞壁的组成成分，不属于植物细胞的储能物质。

答案　A

一题多变

动、植物体内都有的糖是（　　）

A.葡萄糖、核糖和脱氧核糖

B.蔗糖和麦芽糖

C.糖原和纤维素

D.肝糖原和肌糖原

答案　A

三、脂质的种类、功能和鉴定

1.脂质的种类和功能

种类

生理功能

脂肪

细胞内主要的储能物质

磷脂

构成细胞膜的重要物质

固

醇

类

胆固醇

（1）构成动物细胞的成分之一

（2）参与血液中脂质的运输

性激素

促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成

维生素D

能促进人和动物肠道对Ca、P的吸收

2.洋葱根尖细胞中是否含有脂肪

（1）研究原理：

脂肪易被苏丹Ⅲ染色液染成橘黄色。

（2）研究目的：

尝试鉴定脂肪。

（3）研究过程

①确定课题阶段

a.提出问题：

洋葱根尖细胞是否含有脂肪？

b.分析问题：

植物体没有专门的脂肪组织，但植物种子中含有。

若根尖细胞中含有脂肪，则会被苏丹Ⅲ染成橘黄色。

若无则不变。

c.确定课题：

鉴定洋葱根尖细胞是否含有脂肪。

②实验体验阶段

分组实验。

取根尖细胞，用质量浓度为1mol/L的盐酸进行解离（使细胞分离开来，便于观察）。

再用苏丹Ⅲ染色液染色。

一段时间后，用体积分数为50%的乙醇洗去浮色，用显微镜进行观察。

③研究总结、成果表达和交流阶段

小组相互交流所观察到的现象，从而确定洋葱根尖细胞中含有脂肪。

结论：

洋葱的根尖细胞中含有脂肪。

1.脂肪和糖类的元素组成都是C、H、O，为什么脂肪是良好的储能物质？

答案　

（1）由于脂肪中含氢量比糖类多，因此在氧化分解时的耗氧量要比糖类多，释放出来的能量也多，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。

2.黑熊在冬眠前要大量的进食，为冬眠积聚能量，这些能量主要储存在哪种成分中？

答案　脂肪是动物体内主要的储能物质。

3.儿童晒太阳会预防佝偻病（骨骼发育不全），原理是什么？

答案　在人的表皮细胞中有胆固醇，在日光中的紫外线照射下能转变成维生素D，维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收，促进骨骼的发育。

4.有人认为：

“血脂过高，会在血管壁上形成沉积，造成血管堵塞，危及生命，脂类物质还是不摄入为好。

”你赞同这种观点吗？

答案　不赞同。

因为脂类物质在细胞的营养、调节和代谢中具有重要功能。

3.下面是关于脂质的叙述，其中正确的是（　　）

A.磷脂由C、H、O三种元素组成，是构成膜的主要成分

B.性激素的化学本质是蛋白质，对维持生物体的生殖过程起着重要的调节作用

C.脂肪只存在于动物的脂肪细胞中，而其他部位和植物细胞中没有

D.企鹅体内的脂肪有减少热量散失、维持体温恒定的作用

问题导析

（1）除C、H、O三种元素外，磷脂还含有N、P。

（2）性激素的化学本质是固醇。

（3）脂肪分布在动物和植物中。

（4）脂肪是生物体的储能物质，同时还可以起到保温的作用。

答案　D

一题多变

连一连：

1.下列关于“地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的”原因的叙述，

错误的是（　　）

A.碳元素在生物体内含量最多

B.有机物的基本骨架是碳链

C.有机物由许多基本结构单位连接而成

D.碳原子间可通过单键、双键或三键相结合

答案　A

解析　生物体内含量最多的元素是氧。

2.下列有关糖类的叙述中不正确的是（　　）

A.蔗糖和乳糖水解的产物中都有葡萄糖

B.葡萄糖是细胞中重要的能源物质

C.淀粉和糖原是各种生物体的储备能源物质

D.纤维素是植物细胞壁主要成分

答案　C

解析　蔗糖水解产物为葡萄糖和果糖，乳糖水解产物为半乳糖和葡萄糖，A对。

淀粉是植物细胞内重要储能物质，糖原是动物细胞内重要储能物质，所以C错。

3.下列动植物糖类、脂质的分类与比较正确的是（　　）

答案　A

解析　还原性糖不包括蔗糖，葡萄糖、果糖是单糖；脂肪和固醇之间是并列关系，不是包含关系；固醇不是生物大分子。

4.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.熟苹果汁中含糖类不含有淀粉

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

答案　C

解析　青苹果汁遇碘溶液显蓝色，说明青苹果汁中含有淀粉；熟苹果能与斐林试剂发生反应，说明熟苹果中含有还原性糖，还原性糖和淀粉都是糖类；进一步推测青苹果变成为熟苹果时，发生了淀粉水解为还原性糖的过程。

5.

根据下列生物学事实回答问题：

材料一　熊在入冬之前要吃大量的食物，在体内转化为脂肪储存起来，冬眠时，进行分解利用，维持生命活动。

材料二　生活在南极寒冷环境中的企鹅，体内脂肪可厚达4cm。

材料三　幼儿常晒太阳，可以使皮肤表皮细胞内的胆固醇转化为维生素D，预防佝偻病。

（1）材料一说明脂肪是________________。

（2）材料二说明脂肪具有________作用。

（3）材料三说明维生素D具有________________________________。

该物质属于________类物质，除此之外，该类物质还包括________和________等。

答案　

（1）良好的储能物质　

（2）保温　（3）促进人和动物肠道对钙和磷的吸收　固醇　胆固醇　性激素

解析　脂肪以其体积小储能多而成为动物体内主要的储能物质。

同时以其良好的弹性、绝缘隔热的特点，可以进行缓冲、减压、保温。

皮肤中的胆固醇在紫外线照射下转化成的维生素D可以促进人体小肠对Ca、P的吸收，它属于固醇。

基础巩固

1.下列关于生物体内糖类物质的叙述，正确的是（　　）

A.麦芽糖在动植物细胞中都能检测到

B.糖类物质在细胞内不能储存

C.糖类物质都是细胞内的能源物质

D.单糖、二糖和多糖在细胞内可以相互转化

答案　D

解析　麦芽糖是植物的二糖；糖原和淀粉分别是动物、植物细胞内的储存能量的物质；纤维素、核糖和脱氧核糖等不能为生命活动提供能量。

只有D正确。

2.用苏丹Ⅲ染色液检测脂肪时，脂肪颗粒被染成橘黄色，但要立即观察，否则脂肪颗粒将被溶解。

能够溶解脂肪的是（　　）

A.染液中的苏丹Ⅲ粉B.染液中的酒精

C.颜色反应产生的热量D.颜色反应中的生成物

答案　B

解析　脂肪不溶于水，易溶于酒精等有机溶剂。

染液中的苏丹Ⅲ粉是染色剂，不是用来溶解脂肪的。

3.下列关于脂质的叙述，错误的是（　　）

A.有些固醇类物质是构成细胞膜的成分

B.有些脂质能激发和维持动物第二性征

C.磷脂是细胞膜的主要成分，它的基本组成单位是甘油和脂肪酸

D.性激素在动物生殖细胞的形成中具有重要作用

答案　C

解析　胆固醇是构成细胞膜的成分。

性激素能激发和维持第二性征，促进生殖细胞的形成。

脂肪是由甘油和脂肪酸组成的。

4.下列说法中不正确的是（　　）

A.脂质只含有C、H、O三种元素

B.各类脂质都有一个特性，就是不溶于水

C.植物细胞中也存在脂肪

D.所有构成生物体的细胞中都存在磷脂

答案　A

解析　分析四个选项，脂质除含有C、H、O外，有的还含有N、P等，故A错；各类脂质在化学组成上和化学结构上的差别较大，但是都有一个特性，就是不溶于水，而溶于有机溶剂，故B正确；脂肪并不是只有动物才有的，故C正确；细胞有细胞膜等生物膜结构，不管哪种生物膜都是由蛋白质和磷脂等组成的，故D正确。

5.东北虎主要分布在我国长白山、小兴安岭等地；华南虎主要分布于我国长江流域以南地区。

根据我们学过的知识判断，东北虎与其生存环境相适应，与华南虎相比，下列物质含量所占比例较高的是（　　）

A.脂肪B.糖原

C.蛋白质D.核酸

答案　A

解析　东北虎生活在寒冷环境中，与之相适应的是其体内脂肪较多，因为脂肪除了具有储能作用外，还是很好的绝热体，具有很好地保持体内热量的作用。

6.下列叙述中，哪些是淀粉、纤维素和糖原的共同特征（　　）

A.都是生物体内储存能量的主要物质

B.都含有C、H、O、N四种元素

C.基本组成单位都是五碳糖

D.基本组成单位都是六碳糖

答案　D

解析　生物体内储存能量的主要物质是脂肪，所以A不符合；淀粉、纤维和糖原的组成元素是C、H、O，无N元素，所以B错误；淀粉、纤维素和糖原的水解最终产物都是葡萄糖，而葡萄糖为六碳糖，所以C错误、D正确。

巩固提升

7.如图表示一个反应过程，图中的黑球表示两个相同的单糖，则图中的A、B可分别表示（　　）

A.淀粉、葡萄糖B.麦芽糖、葡萄糖

C.蔗糖、果糖D.乳糖、葡萄糖

答案　B

解析　解答本题需明确以下知识点：

题目中黑球表示两个相同的单糖，判断为二糖，而淀粉为多糖。

麦芽糖由两分子葡萄糖脱水缩合而成，蔗糖则是由1分子的葡萄糖和1分子的果糖脱水缩合形成，不符合两个相同的单糖的条件。

8.下列各项作为鉴定生物组织中还原性糖的理想材料是（　　）

A.韭菜B.甘蔗

C.菠菜D.梨

答案　D

解析　鉴定生物组织中还原性糖的实验，最理想的实验材料是含糖量较高的生物组织（或器官），而且组织的颜色较浅或近于白色。

因此韭菜、菠菜的叶片中叶绿素的含量较多，颜色较深，对于鉴定时的颜色反应具有掩盖作用，导致实验现象不明显，所以不是理想的实验材料。

甘蔗中富含蔗糖，蔗糖不是还原性糖。

只有梨符合条件。

9.下列选项表示对多糖的功能进行分类的是（　　）

答案　C

解析　糖原是动物细胞的储能物质，淀粉是植物细胞的储能物质，二者功能一致。

纤维素是植物细胞壁的组成成分，是结构物质。

10.某生物体内能发生如下的反应：

淀粉→麦芽糖→葡萄糖→糖原，则下面的说法不正确的是（　　）

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.此生物一定是动物，因为能利用葡萄糖

D.糖类在生物体内的主要作用是提供能量

答案　C

解析　由题干中提供的信息可以看出，最终的结果是得到糖原，而糖原只有动物体才有可能合成，故A正确；淀粉是植物体内的多糖，糖原是动物体内的多糖，故B正确；不管是动物还是植物都有葡萄糖且都能利用葡萄糖，故C选项的理由不合理；糖类是生物体的主要能源物质，故D正确。

11.根据下表中的实验结果回答下面的问题（已知蔗糖酶可将蔗糖分解为基本结构单位）。

项目

鉴定反应

实验结果

实验一

葡萄糖溶液＋斐林试剂

砖红色

实验二

蔗糖溶液＋斐林试剂

无反应

实验三

蔗糖溶液（加入蔗糖酶）→产物＋斐林试剂

砖红色

（1）取等量的葡萄糖和蔗糖溶液，分别加入等量的斐林试剂，用小火加热2～3min后，两者颜色反应不同，这表明斐林试剂可用来鉴别________。

（2）蔗糖溶液用蔗糖酶处理后，与斐林试剂发生砖红色的颜色反应，这个事实说明___________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

答案　

（1）葡萄糖

（2）蔗糖被蔗糖酶分解后的产物中含有葡萄糖

12.通常情况下，正常人的尿液中没有葡萄糖。

当一次食用大量糖时，尿液中是否有葡萄糖存在？

试运用对照的方法设计实验方案进行鉴定。

提供如下材料及用具：

斐林试剂（甲、乙）、试管、大烧杯、酒精灯等。

实验步骤：

（1）取3支试管分别标号1、2、3。

（2）在1号和2号试管内各加入2mL正常人的尿液，3号试管内加入2mL大量食糖者的尿液。

2号试管内加入少量的葡萄糖。

（3）__________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

（4）__________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

结果分析：

1号试管_____________________________________________________________

_____________________________________________________________________；

2号试管_____________________________________________________________

_____________________________________________________________________；

3号试管_____________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

答案　实验步骤：

（3）向3支试管分别加入刚配制的斐林试剂2mL，振荡试管，使溶液混合均匀

（4）将这3支试管放入盛有水的大烧杯中，用酒精灯加热，水温维持在50～65℃2min左右。

在加热过程中随时仔细观察试管中溶液颜色的变化

结果分析：

不出现砖红色沉淀　出现砖红色沉淀　若不出现砖红色沉淀，则说明该尿液中不含葡萄糖；若出现砖红色沉淀，则说明该尿液中含葡萄糖

解析　实验的原理为颜色反应，斐林试剂与还原性糖在水浴加热时生成砖红色沉淀。

斐林试剂要注意现配现用，待测样液加入斐林试剂后，要隔水加热观察颜色变化。

走进高考

13.（2014·海南卷，2）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.脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能少

D.脂质在核糖体、内质网和高尔基体上合成

答案　A

解析　脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分，A正确。

维生素D和性激素属于固醇类物质，B错误。

脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能多，C错误。

蛋白质在核糖体、内质网和高尔基体上合成，D错误。

14.（2013·海南卷，23）关于糖分解代谢的叙述，错误的是（　　）

A.甜菜里的蔗糖经水解可产生葡萄糖和果糖

B.乳汁中的乳糖经水解可产生葡萄糖和半乳糖

C.发芽小麦种子中的麦芽糖经水解可产生果糖

D.枯枝落叶中的纤维素经微生物分解可产生葡萄糖

答案　C

解析　蔗糖、乳糖、麦芽糖都是二糖。

蔗糖经水解可产生葡萄糖和果糖，乳糖经水解可产生葡萄糖和半乳糖，麦芽糖水解的产物全部为葡萄糖。

纤维素是多糖，经含纤维素酶的微生物分解可产生葡萄糖。

15.（2013·上海卷，2改编）下图表示细胞中一种常见的水解反应。

下列化合物能发生此种反应的有（　　）

①淀粉　②纤维素　③脂肪

A.①②B.①③C.②③D.①②③

答案　A

解析　脂肪由甘油和脂肪酸组成。