高中生物苏教版分子与细胞第2章细胞的化学组成 第二章2

第3课时糖类、脂质的种类和功能[目标导读]1.阅读教材P13并结合图2－3，理解生物大分子的基本骨架。2.阅读教材P14～15内容，概述糖类的种类和功能。3.结合教材P15的边做边学，尝试设计糖类的鉴定实验。4.阅读教材P16～17内容，结合P17图2－7、图2－8、图2－9，举例说出脂质的种类和功能。5.通过教材P16的课题研究，尝试鉴定脂肪。[重难点击]1.糖类和脂质的种类和作用。2.设计检测生物组织中糖类和脂肪的实验。一生物大分子的基本骨架科学家说“碳是生命的核心元素”，“没有碳，就没有生命”。阅读教材P13内容，结合下列物质中的碳骨架，然后思考：1．观察上图，能够看出碳原子之间可以通过单键、双键或三键相结合，形成不同长度的链状、分支链状或环状结构，这些结构称为有机物的碳骨架。2．观察下面的蛋白质分子中肽链结构图，完善下列内容。蛋白质分子的肽链是以氨基酸为基本单位的碳骨架构成的，它的碳骨架呈链状结构。3．组成生物体的最重要的有机化合物有糖类、脂质、蛋白质和核酸。决定这些有机化合物基本性质的因素有碳骨架的结构、长短以及与碳骨架相连接的原子团。归纳提炼碳原子有四个外层电子，能和别的原子形成四个强的共价键，因而它能互相连接成不同长度的链状、分支链状或环状结构，这些结构称为有机物的碳骨架。可以说，地球上的生命就是在碳元素的基础上建立起来的，因此说“碳是生命的核心元素”。活学活用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．碳原子含有4个价电子C．碳原子之间能以共价键结合D．许多含碳有机物能连接成链或环问题导析(1)生物体内含量最多的元素是O，其次是C、H、N。(2)碳原子的4个价电子可与其他碳原子结合，也可与其他原子结合，进而形成链状或环状结构。答案A解析碳元素是组成生物体的主要成分之一，并非含量最多，在生物体内含量最多的元素是氧元素；碳原子的最外层电子是4个，碳原子可形成4个共价电子，这4个共价电子可以与许多原子结合，也可与其他碳原子形成共价键；碳原子以共价键的形式形成链状或环状结构，从而构成有机物的基本碳骨架。二糖类的种类和功能糖类是生物体内主要的能源物质，生物体内含有很多种糖。请阅读教材P14～15内容，分析下面材料，完成下列问题。1．观察下面几种常见的单糖结构式，结合教材P14内容思考：(1)观察上图可以看出单糖分子都是由C、H、O三种元素构成的。(2)上图中核糖和脱氧核糖含有5个碳原子称为五碳糖，葡萄糖、果糖和半乳糖等含有6个碳原子称为六碳糖，五碳糖和六碳糖均是不能再水解的糖类，称为单糖。单糖可直接被细胞吸收。小贴士1核糖和脱氧核糖在动植物细胞中都有分布。2葡萄糖分布在动植物细胞中，是生命活动所需要的主要能源物质，常被称为“生命的燃料”。3果糖分布于植物细胞中，半乳糖分布于动物细胞中，果糖和半乳糖都可以被氧化分解提供能量。2．观察几种二糖水解的产物示意图，结合教材P14内容思考：1分子麦芽糖水解产生2分子葡萄糖；1分子蔗糖水解产生1分子葡萄糖和1分子果糖；1分子乳糖水解产生1分子葡萄糖和1分子半乳糖。可见，二糖是由两分子单糖组成的。小贴士1发芽的小麦等谷粒中麦芽糖含量丰富。2在甜菜和甘蔗里蔗糖含量丰富。3在人和动物乳汁里乳糖含量丰富。3．结合教材P14图2－5，回答问题。(1)植物细胞中的多糖主要有哪些？各有何作用？答案植物细胞中的多糖主要是纤维素和淀粉，其中纤维素是植物细胞壁的主要成分，它们形成的网状纤维结构对植物细胞有保护作用；其中淀粉是植物细胞中储存能量的物质。(2)动物细胞的多糖主要有哪些？其主要作用是什么？答案动物细胞中的多糖主要是糖原，糖原是动物细胞中储存能量的物质。(3)纤维素、淀粉、糖原的最终水解产物是什么？答案葡萄糖。(4)除此之外，糖类还有什么功能？答案糖类还能与蛋白质等结合形成复杂的化合物，参与细胞识别、细胞间物质运输和免疫调节等生命活动。(5)结合教材P15“边做边学”内容，思考完善下列内容：根据是否具有还原性，将糖类分为还原性糖和非还原性糖。实验中常用斐林试剂来检测还原性糖的存在，单糖、麦芽糖、乳糖等是还原性糖，它们与斐林试剂发生反应，产生砖红色沉淀。淀粉、蔗糖等是非还原性糖，它们与斐林试剂不会产生砖红色沉淀。小贴士并非所有的糖类都是能源物质，少数糖是细胞内的结构物质，不能为细胞的生命活动提供能量，如纤维素参与植物细胞壁的构成，脱氧核糖和核糖参与核酸的构成。4．鉴定生物组织中的糖类(1)实验原理①还原性糖有单糖、麦芽糖、乳糖等，而淀粉和蔗糖是非还原性糖，但是淀粉可在淀粉酶的作用下水解成麦芽糖。②还原性糖与斐林试剂反应，在水浴加热的条件下会产生砖红色沉淀。淀粉遇碘变蓝色。(2)实验过程和结论①淀粉的鉴定a．过程和结果试剂试管A试管B质量分数为2%的淀粉溶液3mL质量分数为2%的蔗糖溶液3mL稀碘液2滴2滴颜色变化变蓝不变蓝b.结论：淀粉能与碘液呈现蓝色的颜色反应。c．思考：上述实验中淀粉溶液和蔗糖溶液的质量分数相同，取样量及滴加的碘液量也相同，其目的是排除无关变量对实验的干扰。②还原性糖的鉴定a．过程和结果操作顺序项目试管C试管D试管E1质量分数为2%的淀粉溶液3mL3mL2质量分数为2%的蔗糖溶液3mL3清水1mL1mL4唾液1mL537℃温水保温5min5min5min6斐林试剂2mL2mL2mL7隔水加热2min2min2min8颜色反应没有砖红色没有砖红色有砖红色b.结论：淀粉在唾液中的淀粉酶作用下分解为还原性糖。c．思考：用斐林试剂鉴定还原性糖实验中出现的颜色变化及原因是什么？答案因加入的斐林试剂中含Cu2＋，故溶液呈浅蓝色，加热后，部分Cu2＋被还原为砖红色的Cu2O，因二者混合故呈现棕色，随着反应的继续进行，Cu(OH)2被全部还原为Cu2O，故而出现砖红色的沉淀。归纳总结活学活用2．判断下列关于糖类的叙述的正误。(1)构成纤维素的基本单位是葡萄糖和果糖()(2)葡萄糖和麦芽糖可被水解，蔗糖和乳糖水解的产物都是葡萄糖()(3)细胞中的糖类可以分为3类，其中可以被消化道直接吸收的是单糖，完全由葡萄糖缩合而成的二糖是麦芽糖，乳糖可以被小肠上皮细胞直接吸收()(4)糖原代谢的最终产物是葡萄糖()(5)葡萄糖和果糖分子均有还原性()(6)淀粉可以用斐林试剂鉴定并呈现蓝色。水浴加热条件下，蔗糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀()(7)糖类都是生物体生命活动的能源物质()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)×解析(1)构成纤维素的基本单位是葡萄糖；(2)葡萄糖不能被水解，麦芽糖可被水解，蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖，乳糖水解的产物是葡萄糖和半乳糖；(3)乳糖是二糖，水解成葡萄糖和半乳糖，才可以被小肠上皮细胞直接吸收；(4)糖原水解的最终产物是葡萄糖，而代谢的最终产物是CO2和H2O；(6)淀粉和蔗糖为非还原性糖，不能用斐林试剂鉴定，淀粉只能用碘液鉴定呈现蓝色。(7)并非所有的糖都是生物体生命活动的能源物质，如核糖、脱氧核糖、纤维素是结构物质。三脂质的种类和作用脂质也是细胞中一种重要的有机物，在某些方面有着其他有机物不能替代的作用。1．阅读教材P16～17内容，完成下面的思考：(1)生物体中的脂质主要由C、H、O三种元素组成，另外有些脂质还含有N、P。(2)生物体中的脂质包括脂肪、类脂和固醇，其中固醇类包括胆固醇、性激素和维生素D等，不同脂质在化学组成和化学结构上有很大的差异，但都不溶于水。(3)结合教材P17图2－7、图2－8、图2－9，请完成下列示意图连线：(4)请将所列各种脂质和对应的功能用线连起来2．下表是糖类和脂肪的组成元素的比较，据表回答：含量成分CHO物质脂肪75%12%13%糖类44%6%50%(1)糖类和脂肪在元素组成上的相同点是都由C、H、O组成。(2)糖类和脂肪在元素组成上的不同点是脂肪中C、H两种元素所占比例高，含O少；糖类中含O多，含C、H少。小贴士1g糖原氧化分解释放出约17kJ的能量，而1g脂肪可以放出约39kJ的能量。其原因是脂肪中氧的含量远少于糖类，而碳和氢的含量更多，因此脂肪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。因此，脂肪是细胞内重要的储能物质。3．结合教材P16“课题研究”，分析回答“洋葱根尖细胞中脂肪的鉴定”中的问题。(1)实验原理：脂肪易被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。(2)过程①取根尖细胞，用1mol/L的盐酸进行解离(使细胞分离开来，便于观察)。②再用苏丹Ⅲ染液染色。③一段时间后，用50%乙醇溶液漂洗，目的是洗去浮色。④用吸水纸吸取乙醇，再滴加1～2滴蒸馏水，加盖玻片，制作成临时装片。⑤在制作的临时装片上再加一块载玻片，用手指轻压，使根组织细胞分散开。⑥取下载玻片，将临时装片放在显微镜下观察：在低倍镜下找到根尖组织，如果发现物像偏右上方，应将装片向右上方移动，将物像调至视野中央再换高倍镜观察，并调节细准焦螺旋使物像清晰。(3)预测结果和结论：在装片中观察到橘黄色的颗粒，说明洋葱的根尖细胞中含有脂肪。eq\x(小贴士注意事项：安全使用实验试剂；解离时间不宜过长；镜检时：先低倍镜后高倍镜。)归纳提炼1．脂质的种类、功能和分布

种类功能分布脂肪①主要的储能物质②保温③缓冲和减压，保护内脏器官①某些植物的种子、果实②动物体的脂肪组织磷脂构成细胞膜、细胞器膜、核膜的重要成分①动物的脑、卵②大豆的种子固醇胆固醇①构成细胞膜的重要成分②参与人体血液中脂质的运输动物性食物中含量丰富性激素促进生殖器官的发育、生殖细胞的形成、激发和维持第二性征及雌性动物的性周期由动物的性腺分泌，进入血液、组织液维生素D促进人和动物肠道对钙、磷的吸收①动物的卵黄②人体表皮细胞中的胆固醇，经日光照射，转变成维生素D2.脂肪的鉴定除苏丹Ⅲ染液外也可用苏丹Ⅳ染液，其可将脂肪染成红色。活学活用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答案D解析磷脂应含有P；性激素的化学本质是固醇；在动物的一般组织中都有脂肪的分布，此外，脂肪也可以分布在植物中；脂肪是生物体的储能物质，同时还可以起到保温的作用。

当堂检测1．用水解法研究下列物质，水解终产物不都是葡萄糖的是()①淀粉②蔗糖③乳糖④麦芽糖A．①②B．②③ C．③④ D．①④答案B解析淀粉、麦芽糖、纤维素和糖原的单体都是葡萄糖，水解终产物均只有葡萄糖一种产物；蔗糖是由葡萄糖和果糖形成的二糖，乳糖是由葡萄糖和半乳糖形成的二糖。2．媒体报道的“地沟油”事件，引起了公众的关注。“地沟油”的主要成分是脂质，但还有许多致病、致癌的毒性物质。下列有关叙述正确的是()A．“地沟油”的主要成分的组成元素一定是C、H、O、NB．“地沟油”的主要成分是生物体内主要的能源物质C．“地沟油”的主要成分遇苏丹Ⅲ染液可能呈现橘黄色D．“地沟油”的主要成分可引起动物细胞内的糖原减少答案C解析“地沟油”的主要成分为脂质，主要由C、H、O三种元素构成，其主要功能是作为储能物质，A、B错误；脂质与糖原含量的多少无直接关系，D错误。3．唾液淀粉酶能将淀粉分解为麦芽糖，再在麦芽糖酶的作用下进一步分解为葡萄糖，下列说法不正确的是()A．麦芽糖是淀粉的单体B．葡萄糖是淀粉的单体C．该过程是水解反应D．淀粉是一种多聚体答案A解析淀粉是一种多聚体，其单体是葡萄糖，麦芽糖可以进一步的水解，不是基本单位，也就不是单体；多聚体可以水解成单体。4．糖类和脂质是细胞中两种重要的有机物，相关的叙述错误的是()A．组成脂质的化学元素主要是C、H、O，有些脂质还含有N和PB．糖类中的淀粉、纤维素和糖原的基本单位都是葡萄糖C．淀粉和脂肪水解的终产物是二氧化碳和水D．质量相同的糖类和脂肪被彻底分解时，糖类耗氧少答案C解析组成脂质的化学元素主要是C、H、O，有些脂质如磷脂还含有N和P；葡萄糖是淀粉、纤维素和糖原的基本单位；淀粉水解的终产物是葡萄糖，脂肪水解的终产物是甘油和脂肪酸；因脂肪中C、H的比例比糖类中的高，故质量相同的糖类和脂肪氧化分解时脂肪的耗氧量多，产能也多。5．回答下列问题：(1)组成细胞的几种生物大分子，其主要功能依次是：能源物质、结构物质、遗传物质，则组成它们的单体分别是__________、氨基酸、核苷酸。每个单体都以若干个相连的________原子构成的，以________为基本骨架。有许多单体连接成多聚体，所以说________是生命的核心元素。(2)从科学角度讲，一日三餐应以________________为主食，理由是__________________。(3)对于经常参加长跑等运动的人来说，运动前常大量进食面条、土豆和米饭等食物，这样就能使体内的________得到充分储备，有利于延长耐久力。(4)请分析糖尿病患者体重下降的原因：___________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)单糖碳碳链碳(2)淀粉类食物糖类是主要的能源物质(3)糖原(4)糖尿病患者由于大量的糖从尿液中排出，能量供应不足，就从储备的蛋白质和脂肪中获得能量，因而体重下降40分钟课时作业基础过关知识点一生物大分子的基本骨架1．下列有关生物大分子基本骨架的描述中，不正确的是()A．生物大分子是以碳链为基本骨架的B．碳骨架是碳碳之间通过共价键相结合形成的链状、分支状或环状的结构C．碳骨架的碳碳之间的共价键可以是单键、双键或三键D．生物大分子的基本性质仅由碳骨架的排列和长短决定答案D解析决定生物大分子基本性质的不仅是碳骨架的排列和长短，还与碳骨架相连接的某些含氧、氢、硫、磷的原子团有关。2．下列关于碳元素的说法，错误的是()A．碳原子之间可以形成共价键B．碳元素在活细胞中含量最多，所以是生物体的核心元素C．碳原子之间可以形成直链、支链和环状结构D．碳骨架的结构排列和长短等因素决定了一些重要有机化合物的性质答案B解析氧元素是活细胞中含量最多的元素。碳元素成为生物体的核心元素并不是因为它的含量，而是因为由碳原子结构决定的生物大分子都是依靠碳骨架建立起来的。知识点二糖类的种类及功能3．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，由二者结合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．②④ D．③④答案A解析淀粉、纤维素和糖原等多糖的基本组成单位是葡萄糖，故①正确。麦芽糖是由2分子葡萄糖结合而成，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，故②正确。蔗糖不具有还原性，故③错误；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，故④错误。4．下列有关糖类生理作用的叙述中，错误的是()A．糖原是各种生物体的储能物质B．葡萄糖是细胞内重要的能源物质C．脱氧核糖是组成DNA的成分D．纤维素是植物细胞壁的主要成分答案A5．在剖开的小麦种子上滴加碘液；在可溶性淀粉溶液中注入新鲜的淀粉酶溶液后加入新制的斐林试剂并隔水加热。两者的实验现象分别是()A．都变蓝B．都变成砖红色C．前者变蓝，后者变成砖红色D．前者变成砖红色，后者变蓝答案C解析小麦种子富含淀粉，遇碘液显蓝色；淀粉在淀粉酶作用下，水解为麦芽糖，麦芽糖是还原性糖，与斐林试剂反应呈砖红色。知识点三脂质的种类和功能6．脂质在细胞中具有独特的生物学功能。下面是有关脂质的生物学功能，其中属于磷脂的生物学功能的是()A．是构成细胞膜的重要成分物质B．是储能分子，具有保温作用C．构成生物体表面的保护层D．具有生物活性，对生命活动起调节作用答案A解析磷脂是构成细胞膜的重要成分物质，脂肪具有储能和保温等作用，固醇类物质对生命活动具有调节作用，构成植物体表面保护层的是蜡质，属于脂质但不是磷脂，如植物体的果实、叶片等的表面中有蜡质。7．在还原性糖、脂肪的鉴定实验中，最佳的一组实验材料是()①甘蔗的茎②油菜籽③花生种子④梨⑤甜菜的块根⑥豆浆⑦鸡蛋清A．④② B．⑤②C．①② D．④③答案D解析注意题中“最佳”一词。甘蔗的茎、甜菜的块根中含量较多的是蔗糖，不是还原性糖；油菜籽中虽含脂肪较多，但太小，操作不方便。8．下列哪些糖类物质能分别对应：①属于二糖且可用斐林试剂鉴定的糖类；②存在于植物细胞中而不存在于动物细胞中的糖类()A．蔗糖、纤维素 B．麦芽糖、淀粉C．蔗糖、淀粉 D．麦芽糖、糖原答案B解析二糖有麦芽糖、乳糖、蔗糖等，可溶性还原糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖等。仅存在于植物细胞内的糖：单糖有果糖，二糖有蔗糖、麦芽糖，多糖有淀粉、纤维素等。能力提升9．根据表中分析，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CO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YA.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<YD．脂肪中H的比例较高，所以释放的能量较多答案C解析脂肪与糖类相比，C/O比值大，相同质量条件下，氧化分解耗氧量多，相应产生的水也多，即X>Y。糖类和脂肪都是由C、H、O三种元素组成的，根据表中数据可知，脂肪中H的比例是1－75%－13%＝12%，糖类中H的比例是1－44%－50%＝6%。10．下列对多糖功能的分类正确的是()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。11．下图表示细胞中由C、H、O三种元素组成的某种化合物的形成过程，据图完成问题：eq\x(化学元素C、H、O)→eq\x(单体A)eq\o(→,\s\up7(缩合))eq\x(B)(1)A是指__________，除了脱氧核糖、核糖外，还有________、________和________。(2)若B是由两个单体A缩合而成的化合物，则B称为________。植物细胞中最重要的是________和____________，人和动物乳汁中含量最丰富的是________。(3)若B是由大量单体A缩合而成的化合物，则B称为____________。在人和动物的肝脏中是指__________，在马铃薯块茎中主要是指____________，能形成高等植物细胞壁的是____________。答案(1)单糖葡萄糖果糖半乳糖(2)二糖蔗糖麦芽糖乳糖(3)多糖肝糖原淀粉纤维素解析由单体A只由C、H、O三种元素组成，并且可以继续缩合可知，A是单糖。若B由两个单体A组成，即为二糖；若B由大量单体A组成，即为多糖。12．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，该类物质除维生素D之外还包括________和________等。答案(1)生物体内的储能物质缓冲减压(2)保温(3)促进人和动物对钙和磷的吸收固醇胆固醇性激素解析脂肪是细胞内良好的储能物质，需要时可以分解利用。另外，脂肪还可起到保温、缓冲和减压的作用。维生素D能有效促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。

个性拓展13．“瘦素”是最近由英国研究人员发现的人体中一种重要激素，它能控制人的食欲。注射“瘦素”后，人的食欲会下降，从而对人体是否发胖起到至关重要的作用。请回答下列问题：(1)肥胖是由体内脂肪过多引起的，检验脂肪的试剂是________________，颜色反应是________________。(2)在“5·12汶川大地震”后期的救援中，从废墟下救出的生还者女性较男性多。其原因在于女性皮下脂肪厚，在没有食物和饮水的条件下，女性的生存期限会比男性长。请从脂肪的元素组成及主要作用角度分析出现上述现象的原