第2章 第3节 细胞中的糖类和脂质.docx

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第2章第3节细胞中的糖类和脂质

第3节　细胞中的糖类和脂质

[学习目标]　1.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。

2.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。

[素养要求]　1.生命观念：

能运用物质和能量观，分析糖类和脂质等在细胞生命活动中提供能量的物质。

2.科学思维：

能归纳不同物质的结构与功能上的区别与联系。

3.社会责任：

关注糖类、脂质等物质的过量摄入对健康的影响，在改进自己膳食行为的同时，向他人宣传有关的营养保健知识。

一、细胞中的糖类

1．元素组成和功能

（1）元素组成：

一般由C、H、O构成。

（2）功能：

细胞中主要的能源物质。

2．分类

（1）单糖

①含义：

不能水解的糖类。

②种类：

葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等，其中葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质。

（2）二糖

①含义：

由两分子单糖脱水缩合形成的糖。

②种类：

蔗糖在糖料作物甘蔗和甜菜里含量丰富；麦芽糖在发芽的小麦等谷粒中含量丰富；乳糖在人和动物乳汁中含量丰富。

（3）多糖

种类

淀粉

糖原

纤维素

几丁质（壳多糖）

基本单位

葡萄糖

葡萄糖

葡萄糖

－

作用

植物体内的储能物质

人和动物细胞的储能物质

构成植物细胞细胞壁的主要成分

甲壳类动物和昆虫的外骨骼的重要组成成分

分布

粮食作物的种子中，植物变态的茎或根及一些植物的果实中

主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中

植物的茎秆和枝叶及所有植物细胞的细胞壁

广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中

判断正误

（1）所有的糖都能和斐林试剂反应生成砖红色沉淀（　　）

（2）糖类都能为生命活动提供能量，细胞内的糖都是能源物质（　　）

（3）人和动物血液中葡萄糖含量低于正常时，肝糖原、肌糖原便会分解产生葡萄糖及时补充（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）×

探讨点　细胞中糖类的性质、功能及分布

1．细胞中的糖类按化学性质可分为还原糖和非还原糖，请分别列举。

（1）还原糖：

葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、核糖、脱氧核糖、半乳糖等。

（2）非还原糖：

蔗糖、淀粉、糖原、纤维素、几丁质等。

2．请将下列糖类按功能进行划分。

葡萄糖、核糖、脱氧核糖、淀粉、糖原、纤维素、几丁质

（1）细胞生命活动的主要能源物质：

葡萄糖。

（2）储能物质：

淀粉、糖原。

（3）结构物质：

核糖、脱氧核糖、纤维素、几丁质。

3．动植物体内的糖类的主要分布情况，请分别列举。

（1）动物细胞特有的糖类：

糖原、乳糖等。

（2）植物细胞特有的糖类：

蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素等。

（3）动植物细胞都有的糖类：

脱氧核糖、核糖、葡萄糖等。

4．淀粉、糖原、纤维素的基本单位都是葡萄糖，为什么它们在功能上有很大差异？

提示　三种多糖的基本单位都是葡萄糖，但葡萄糖的连接方式不同，造成三种多糖的结构不同，使它们具有了不同的功能。

5．糖尿病病人的饮食受到严格的限制，但受限制的并不仅仅是甜味食品，米饭和馒头等主食都需要定量摄取，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，从而使血糖升高。

核心归纳

　糖类相关总结

（1）①生物体的主要能源物质——糖类。

②细胞生命活动所需要的主要能源物质——葡萄糖。

③最常见的单糖——葡萄糖。

④生物体内绝大多数糖类的存在形式——多糖。

⑤最常见的多糖——淀粉等。

（2）关于糖类物质的三个误区

①不是所有的糖都有甜味，如纤维素没有甜味。

②不是所有的糖都能和斐林试剂反应，蔗糖、淀粉等非还原糖都不能。

③不是所有的糖都是能源物质，如核糖、脱氧核糖、纤维素。

1．下图表示糖类的化学组成和种类，下列相关叙述正确的是（　　）

A．①、②、③依次代表单糖、二糖、多糖，它们均可继续水解

B．①、②均是可被细胞直接吸收利用的小分子物质

C．④、⑤分别为纤维素、肌糖原，二者均储存能量，可作为储能物质

D．④是植物细胞壁的主要成分

答案　D

解析　①、②、③依次代表单糖、二糖、多糖，单糖不可继续水解，A错误；①单糖是可被细胞直接吸收利用的小分子物质，②二糖不是，B错误；④、⑤分别为纤维素、肌糖原，肌糖原可储存能量，可作为储能物质，纤维素是植物细胞壁的主要成分，不储存能量，C错误、D正确。

2．糖类是主要的能源物质，回答下列有关糖类的问题：

（1）葡萄糖是生命活动的主要能源物质，其可以口服，也可以通过静脉注射进入人体细胞，原因是。

（2）蔗糖、麦芽糖和乳糖均为生活中常见的（填“单”“二”或“多”）糖，其中属于非还原糖的是，其分子式为。

（3）淀粉、糖原和纤维素都属于多糖，它们的基本组成单位都是。

答案　

（1）葡萄糖是单糖，不能水解，可直接被细胞吸收

（2）二　蔗糖　C12H22O11

（3）葡萄糖

解析　

（1）葡萄糖是单糖，不能水解，可直接被细胞吸收，因此葡萄糖可以口服，也可以静脉注射。

（2）蔗糖、麦芽糖和乳糖均为二糖（C12H22O11），其中麦芽糖和乳糖是还原糖，蔗糖是非还原糖。

（3）淀粉、糖原和纤维素的基本组成单位都是葡萄糖。

二、细胞中的脂质

1．元素组成：

主要是C、H、O，有些还含有N、P。

相对于糖类，脂质分子中氧含量低，氢含量高。

2．性质：

脂质通常不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂。

3．分类和功能

分类

组成

生理功能

脂肪（三酰甘油）

三分子脂肪酸、一分子甘油

①细胞内良好的储能物质；

②很好的绝热体，有隔热、保温作用；

③具有缓冲和减压作用，可以保护内脏器官

磷脂

甘油、磷酸及其他衍生物

构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分

固醇

胆固醇

①构成动物细胞膜的重要成分；

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

能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收

4.糖类和脂质的相互转化

糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的。

糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪；而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍，引起供能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类。

判断正误

（1）苏丹Ⅲ染液可以将脂质染成橘黄色（　　）

（2）脂质存在于所有细胞中，脂肪只存在于动物的脂肪细胞中（　　）

（3）磷脂由C、H、O三种元素构成，是构成细胞膜的重要成分（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）×

1．“瘦人怕撞，胖人怕热”，请结合脂质的有关内容分析其中的原因。

提示　脂肪具有缓冲、减压和保温作用。

2．分析导致花生油是液态的，而猪油是固态的原因。

提示　植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸，在室温时呈液态；大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸，室温时呈固态。

3．为什么儿童晒太阳能预防佝偻病？

提示　日光中的紫外线能使皮肤表皮细胞中的胆固醇转变为维生素D（两者均为固醇类物质），而维生素D可促进肠道对钙、磷的吸收，在一定程度上可预防佝偻病的发生。

4．给家畜、家禽提供富含糖类的饲料，为什么会起到“肥育”的效果？

提示　细胞中的糖类和脂肪是可以相互转化的，动物从体外吸收的多余糖类可以在体内转变成脂肪。

5．请结合课本P26图2－6脂肪分子式，回答下列问题：

（1）相同质量的糖类和脂肪相比，在元素组成上有以下特点：

脂肪和糖类的组成元素都是C、H、O，但是脂肪的氢含量高，氧含量低。

（2）与糖原相比，脂肪是良好的储能物质的原因是：

①与糖类相比，脂肪分子中氧含量远远低于糖类，氢含量更高，所以等质量的糖类和脂肪彻底氧化分解时，脂肪消耗的氧气多，产生的水多，释放的能量多。

②单位质量的脂肪体积比糖原小很多，有利于储藏。

核心归纳

1．细胞中脂质的种类与功能归纳

2．葡萄糖与脂肪的比较

项目

葡萄糖

脂肪

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

能量多少

氧化分解释放能量少

氧化分解释放能量多

功能

主要的能源物质

良好的储能物质

3．（2020·陕西延安一中高一期中）下列关于脂质的叙述正确的是（　　）

A．磷脂由C、H、O、N四种元素组成，是构成细胞膜和多种细胞器膜的主要成分

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．大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸，饱和脂肪酸的熔点较高，容易凝固

D．胆固醇会引起人心血管类疾病，应该不要摄入

答案　C

解析　磷脂由C、H、O、N、P五种元素组成，是构成细胞膜和多种细胞器膜的主要成分，A错误；性激素的化学本质是脂质，对维持生物体的生殖过程起着重要的调节作用，B错误；胆固醇是构成动物细胞膜的成分，还参与人体血液中脂质的运输，应该适量摄入，D错误。

4．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。

分布在动物内脏器官周围的脂肪还具有和的作用。

（2）材料二说明脂肪具有作用。

（3）材料三说明维生素D能够。

该物质属于脂质中的类物质，该类型物质除维生素D外，还包括。

答案　

（1）细胞内良好的储能物质　缓冲　减压　

（2）保温　（3）有效促进人和动物肠道对钙和磷的吸收　固醇　胆固醇和性激素

解析　

（1）材料一说明脂肪是生物体内的储能物质，可作为备用能源在动物冬眠时进行分解供能，动物内脏器官周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用。

（2）材料二说明脂肪具有保温的作用。

（3）材料三说明维生素D能够促进人和动物对钙和磷的吸收，维生素D和性激素及胆固醇均属于固醇类。

题组一　细胞中的糖类

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

答案　A

解析　葡萄糖属于单糖，可被细胞直接吸收；蔗糖、麦芽糖、乳糖属于二糖，只有水解形成单糖才能被细胞吸收利用。

2．体操运动员的肌肉很是令人羡慕，青翠欲滴的菠菜也让人赏心悦目。

他们的细胞共有的糖是（　　）

①糖原　②淀粉　③蔗糖　④乳糖　⑤核糖　⑥葡萄糖

A．②④B．④⑤C．⑤⑥D．①⑥

答案　C

解析　糖原为动物所特有的多糖，①错误；淀粉为植物所特有的多糖，②错误；蔗糖为植物所特有的二糖，③错误；菠菜中无乳糖，④错误；动、植物细胞内都含有核糖，⑤正确；葡萄糖为单糖，是动、植物细胞生命活动所需要的主要能源物质，⑥正确。

故选C项。

3．下列关于几丁质的叙述，正确的是（　　）

①可用于处理含重金属离子的废水　②被一些科学家称为人类的“第七类营养素”　③是各种动物骨骼的组成成分之一　④可用于制作食品添加剂和人造皮肤

A．①②B．③④C．①④D．②③

答案　C

4．（2021·河南洛阳高一月考）某同学在烈日下参加足球比赛时突然晕倒，医生根据情况判断，立即给他做静脉滴注处理。

请推测，这种情况下最合理的注射液应该是（　　）

A．生理盐水B．氨基酸溶液

C．葡萄糖溶液D．葡萄糖生理盐水

答案　D

5．多糖是生物体内重要的化合物。

下列有关说法正确的是（　　）

A．糖类中的淀粉、纤维素、糖原都是由葡萄糖脱水缩合而成

B．人类膳食离不开纤维素，因为它能为人体生命活动提供能量

C．动物乳汁中的乳糖和植物细胞中的纤维素都属于多糖

D．肌糖原主要储存在肌肉，血糖浓度低时可以水解补充血糖

答案　A

解析　人体内没有消化纤维素的酶，纤维素不能为人体生命活动提供能量，但能促进肠道蠕动，B错误；乳糖属于二糖，C错误；肌糖原不能水解成葡萄糖补充血糖浓度，D错误。

题组二　细胞中的脂质

6．（2020·重庆一中月考）某同学日常锻炼时经常会出现抽搐现象，医生建议他补充Ca，但他补充了Ca之后，抽搐现象并未消失，你认为其原因可能是（　　）

A．缺乏生理盐水B．缺乏葡萄糖

C．缺乏维生素DD．缺乏蛋白质

答案　C

解析　当人体血钙浓度较低时，就会出现抽搐现象，但补充Ca之后，抽搐现象并未消失，其原因可能是该同学对Ca的吸收不好，而维生素D可以促进Ca、P的吸收，故其可能缺乏维生素D。

7．体脂率是指人体内脂肪重量在人体总体重中所占的比例，正常成年人的体脂率分别是男性15%～18%和女性25%～28%。

体脂率应保持在正常范围，这是因为（　　）

①脂肪能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收　②脂肪是细胞内良好的储能物质　

③脂肪是一种很好的绝热体，起到保温作用　④脂肪是构成细胞膜和细胞器膜的重要成分　⑤脂肪还具有缓冲和减压的作用，可以保护内脏器官

A．①②③B．②③⑤

C．③④⑤D．②④⑤

答案　B

解析　维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收，①错误；脂肪是细胞内良好的储能物质，②正确；脂肪是一种很好的绝热体，起到保温作用，③正确；磷脂是构成细胞膜和细胞器膜等生物膜的重要成分，④错误；脂肪还具有缓冲和减压的作用，可以保护内脏器官，⑤正确。

综上所述，②③⑤正确，故选B。

8．下列关于脂质的相关叙述，正确的是（　　）

A．脂质遇苏丹Ⅲ染液都呈现橘黄色

B．脂肪酸是构成脂肪的基本结构之一，所有的脂肪酸都有一个长的碳氢链，且碳氢链中总有双键

C．脂肪一般不能大量转化为糖类

D．动物在准备度过缺少食物的冬季之前，要吃大量的食物，这些食物在体内主要转变成糖原储存

答案　C

解析　只有脂肪遇苏丹Ⅲ染液呈现橘黄色，A错误；饱和脂肪酸不含有双键，B错误；脂肪是良好的储能物质，动物在准备度过缺少食物的冬季之前，要吃大量的食物，这些食物在体内主要转变成脂肪储存，D错误。

9．下列有关细胞中糖类和脂质的叙述，正确的是（　　）

A．核糖和脱氧核糖也能为细胞提供能量

B．原核细胞中不含磷脂

C．胆固醇在人体内可以参与血液中脂质的运输

D．构成脂质的主要化学元素为C、H、O、N、P五种

答案　C

解析　脱氧核糖和核糖不能为细胞提供能量，A错误；磷脂是构成细胞膜的重要成分，细胞都含有细胞膜，所以原核细胞也含有磷脂，B错误；胆固醇是动物细胞膜的组成成分，在人体内可以参与血液中脂质的运输，C正确；构成脂质的主要化学元素为C、H、O三种，D错误。

10．（2021·沙坪坝区重庆八中高一期末）中国科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖。

青蒿素是一种脂质类物质，主要用于治疗疟疾。

下列有关脂质的叙述中错误的是（　　）

A．动物细胞中脂肪不能转化成糖类

B．磷脂是所有细胞不可缺少的脂质

C．脂质分子中氧的含量远远低于糖类

D．某些固醇能促进生殖细胞的形成

答案　A

解析　动物细胞中糖类与脂肪可以相互转化，A错误。

11．下列关于动植物体内糖类、脂质的叙述，正确的是（　　）

A．核糖、葡萄糖、脱氧核糖是动植物体内共有的单糖

B．半乳糖、果糖、蔗糖均为二糖

C．糖类和脂质都是生物体的主要能源物质

D．固醇只包括脂肪、性激素、维生素D

答案　A

解析　蔗糖是二糖，果糖和半乳糖是单糖，B错误；糖类是主要的能源物质，脂质包括脂肪、磷脂和固醇等，其中脂肪是良好的储能物质，C错误；固醇包括胆固醇、性激素和维生素D等，D错误。

12．（2020·天津高一期中）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．上述关于糖类的转化不可能发生在同一生物体内，因为淀粉和麦芽糖是植物特有的糖类，而糖原是动物特有的糖类

D．糖类在生物体内的主要作用是提供能量

答案　C

解析　在动物的消化道内淀粉能被水解成麦芽糖，并进一步形成葡萄糖而被吸收，葡萄糖在肝脏或肌肉细胞中可合成糖原，C错误。

13．下图是生物细胞中某种有机分子的结构式，下列相关叙述错误的是（　　）

A．这种物质在室温下往往成固体形态

B．这种物质水解能产生合成磷脂的物质

C．构成脂肪的脂肪酸的种类和分子长短相同

D．人体皮下组织中含有丰富的这类物质

答案　C

解析　图中为脂肪分子，该脂肪含有的是饱和脂肪酸，在室温下往往成固体形态，A正确；脂肪水解能产生甘油和脂肪酸，甘油是合成磷脂的物质之一，B正确；脂肪酸的种类和分子长短不相同，C错误；人体皮下组织中含有丰富的脂肪，D正确。

14．根据表中同质量的脂肪和糖类在彻底氧化分解时的差异进行分析，以下说法错误的是（　　）

物质

部分元素的比例

氧化分解

C

O

最终产物

产生的水量

脂肪

75%

13%

CO2、H2O

X

糖类

44%

50%

CO2、H2O

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X＜Y

D．脂肪中H的比例较高，氧化分解时释放的能量较多

答案　C

解析　根据元素守恒，脂肪和糖类氧化分解时H的去向是生成水，脂肪中H的比例大，生成水多，即X>Y，C错误。

15．如图是人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图。

下列有关叙述错误的是（　　）

A．图中X代表的物质是甘油

B．长期偏爱高糖膳食的人，图示过程会加强，从而导致体内脂肪积累

C．北京鸭的育肥就是利用了图示转化过程

D．糖类可以转化为脂肪，但脂肪不能转化为糖类

答案　D

解析　脂肪一般在糖类代谢发生障碍，引起供能不足时，也能转化为糖类，D错误。

16．下图是油菜种子在发育和萌发过程中糖类和脂肪的变化曲线。

下列分析正确的是（　　）

A．同质量的可溶性糖和脂肪氧化分解释放的能量相同

B．种子萌发过程中需要更多的氮元素用以合成脂肪

C．开花后可溶性糖含量下降，可用于转化形成脂肪

D．种子萌发时，细胞中的有机物总量不变

答案　C

17．如图分别表示动植物细胞中糖类和脂质的种类与关系，请回答：

（1）若甲图表示植物细胞中糖类的种类与关系图解。

则a部分对应的糖是。

（2）若乙图中①为良好的储能物质，则②表示，其主要功能是。

（3）动物细胞中某种脂质可以促进生殖器官的发育，则其应对应乙图中（填序号）。

答案　

（1）麦芽糖　

（2）磷脂　构成细胞膜和细胞器膜的重要成分　（3）④

解析　

（1）a为植物细胞中含有的二糖，且具有还原性，应为麦芽糖。

（2）乙图中②为磷脂，主要功能是构成细胞膜及细胞器膜的重要成分。

（3）性激素可促进生殖器官的发育，对应乙图中的④。

18．某研究小组测定小麦种子成熟过程中相关物质干重的百分含量，结果如图所示。

请回答：

（1）在小麦种子成熟过程中，种子中淀粉含量的变化趋势是。

（2）试分析，在6～20天内小麦种子中淀粉含量上升的原因是。

（3）在上述定量测定之前，研究小组进行了还原糖含量变化的预测实验，请填写实验原理，完成实验步骤，并写出初步的实验结论。

Ⅰ.实验原理：

还原糖，颜色深浅与还原糖含量成正比。

Ⅱ.实验步骤：

①取三份等量的分别发育至6、12、18天的小麦种子，各加入适量蒸馏水，研碎、提取、定容后离心得到还原糖制备液；

②取3支试管，编号A、B、C，分别加入等量的上述还原糖制备液；

③在上述试管中加入；

④将3支试管放入盛有50～65℃温水的大烧杯中加热约2min，观察颜色变化。

Ⅲ.预期实验结果：

。

答案　

（1）先增加后保持稳定　

（2）还原糖不断转化成淀粉　（3）Ⅰ.与斐林试剂在水浴加热条件下产生砖红色沉淀　Ⅱ.③等量且适量的现配的斐林试剂　Ⅲ.A试管中砖红色沉淀颜色最深，其次是B试管，C试管中砖红色沉淀颜色最浅

解析　

（1）由图可知，成熟的小麦种子中含量最多的有机物是淀粉，在种子成熟过程中，种子中淀粉含量的变化趋势是先增加后保持稳定。

（2）由图可知，在种子成熟的6～20天内，还原糖含量逐渐减少，淀粉含量逐渐增加，蛋白质的含量基本不变，故推测在种子发育过程中，还原糖转化成了淀粉。

（3）鉴定还原糖的原理：

还原糖可以与斐林试剂在水浴加热条件下产生砖红色沉淀，颜色深浅与还原糖含量成正比。

本实验的自变量为不同成熟期的种子，因变量为还原糖的多少，可用斐林试剂来检测，通过观察砖红色沉淀的颜色深浅来反映还原糖的多少。