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中小學教育資源及組卷應用平臺
第3節　細胞中的糖類和脂質
學有目標——課標要求必明 記在平時——核心語句必背
1.舉例說出糖類的種類和作用，闡明糖類既是細胞結構的重要組成成分，又是生命活動的主要能源物質。2.舉例說出脂質的主要種類和作用。3.舉例說出糖類和脂質的相互轉化。4.關注糖類、脂肪等的過量攝入對健康的影響，在改進自己膳食習慣的同時，向他人宣傳健康飲食的觀念。 1.糖類是主要的能源物質，也是細胞結構的重要組成成分。2.脂肪是細胞內良好的儲能物質，磷脂是構成生物膜的重要成分。3.膽固醇是參與構成動物細胞膜的重要成分，在人體內還參與血液中脂質的運輸；性激素促進人和動物生殖器官的發育和生殖細胞的形成；維生素D能促進人和動物腸道對鈣和磷的吸收。
[主干知識梳理]
一、細胞中的糖類
1．元素組成：一般由C、H、O三種元素組成。
2．主要作用：糖類是主要的能源物質。
3．分類
(1)單糖
①含義：不能水解的糖類。
②常見種類
(2)二糖：分布在植物中的二糖主要是蔗糖和麥芽糖；分布在動物中的二糖主要是乳糖。
(3)多糖
舉例 分布 功能
淀粉 植物細胞 儲存能量
纖維素 植物細胞 植物細胞壁的主要成分
糖原 動物細胞 儲存能量
幾丁質 甲殼動物和昆蟲 外骨骼的重要組成成分
二、細胞中的脂質
1．元素組成：脂肪、固醇含C、H、O，磷脂含C、H、O、N、P。相對于糖類，脂質分子中氧的含量低，氫的含量高。
2．分類和功能
分類 生理功能
脂肪 ①細胞內良好的儲能物質；②很好的絕熱體，有隔熱、保溫作用；③具有緩沖和減壓作用，可以保護內臟器官
磷脂 構成細胞膜、細胞器膜等生物膜的重要成分
固醇 膽固醇 ①構成動物細胞膜的重要成分；②參與血液中脂質的運輸
性激素 促進人和動物生殖器官的發育以及生殖細胞的形成
維生素D 能有效地促進人和動物腸道對鈣和磷的吸收
[邊角知識發掘]
1．下圖(教材P24 圖2 3拓展)為一個漢堡中的幾種多糖的組成，回答相關問題：
(1)淀粉、糖原和纖維素的基本單位都是葡萄糖。
(2)三種多糖具有不同的化學性質的原因是葡萄糖的連接方式不同。
2．在北京鴨育肥時，每天食用大量的玉米、谷類食物，沒有過多脂肪類食物的攝入，但卻導致體內大量脂肪堆積。請分析其中的原因。(教材P27旁欄思考)
提示：細胞中的糖類和脂質是可以相互轉化的。當攝入的糖類過多時，就可以大量轉變成脂肪儲存在皮下結締組織導致肥胖。而脂肪一般只在糖類代謝發生障礙，引起供能不足時，才會分解供能，而且不能大量轉化為糖類。
[教材問題提示]
(一)旁欄思考(教材P24)
在糖尿病病人的飲食中，米飯、饅頭等主食也需限量，是因為這些主食富含淀粉，淀粉經消化分解后生成的是葡萄糖。
(二)批判性思維(教材P25)
提示：除淀粉外的復雜糖類，如纖維素、果膠等，被稱為膳食纖維。膳食纖維大量存在于蔬菜、水果、海藻和糧食(特別是粗糧)等植物性食物中；它們既不能被腸道消化、吸收，也不能產生能量，只是腸道里的匆匆過客，最終混在食物殘渣里，隨著糞便一起排出體外。但膳食纖維能夠促進胃腸的蠕動和排空。所以，多吃一些富含膳食纖維的食物，排便就會通暢，并且減少患大腸癌的機會；還有利于降低過高的血脂和血糖等，從而有利于維護心腦血管的健康、預防糖尿病、維持正常體重等。由于膳食纖維具有如此重要的保健作用，因此一些科學家把它稱作人類的“第七類營養素”。
(三)思考·討論(教材P26)
1．提示：脂肪主要分布在人和動物體內的皮下、大網膜和腸系膜等部位。某些動物還在特定的部位儲存脂肪，如駱駝的駝峰。
2．提示：花生、油菜、大豆、向日葵、松、核桃、蓖麻等植物都含有較多的脂肪，這些植物的脂肪多儲存在它們的種子里。
3．提示：脂肪除了可以儲存大量能量，還具有隔熱、保溫和緩沖的作用，可以有效地保護動物和人體的內臟器官。
4．略。
新知探究一　細胞中的糖類的種類和作用
[在探究中學]
[任務驅動]　
1．觀察下面幾種常見的單糖結構式分析回答相關問題
(1)觀察上述單糖可以看出糖類分子都是由C、H、O三種元素構成的。
(2)核糖、脫氧核糖含有5個碳原子，稱為五碳糖；葡萄糖、果糖和半乳糖含有 6 個碳原子，稱為六碳糖。以上均是不能再水解的糖類，稱為單糖。單糖可以直接被小腸細胞吸收。
(3)人在患急性腸炎時，往往靜脈輸入葡萄糖，不能靜脈輸入蔗糖，原因是葡萄糖是生命活動所需要的主要能源物質，蔗糖不能被動物細胞吸收利用。
2．糖類之間的相互關系
不同的糖類之間可以相互轉化，請嘗試構建它們之間的相互轉化關系，并舉例說明。另外請從糖類的組成元素來分析糖類被徹底氧化分解后的產物是什么？
提示：
比如：蔗糖在蔗糖酶的作用下水解為果糖和葡萄糖，淀粉在淀粉酶的作用下水解為麥芽糖，最終水解為葡萄糖。徹底氧化分解的產物是CO2和H2O。
[師說重難]　
1．糖類分布圖
2．糖類的功能
(1)生命活動的主要能源物質：葡萄糖。
(2)細胞中的儲能物質：糖原、淀粉。
(3)參與構成細胞的物質：核糖、脫氧核糖、纖維素、幾丁質等。
[在應用中悟]
[典例1]　下列關于糖類化合物的敘述，正確的是(　　)
A．葡萄糖、果糖、半乳糖都是還原糖，但元素組成不同
B．淀粉、糖原、纖維素都是由葡萄糖聚合而成的多糖
C．蔗糖、麥芽糖、乳糖都可與斐林試劑反應生成磚紅色沉淀
D．蔗糖是淀粉的水解產物之一，麥芽糖是纖維素的水解產物之一
[解析]　葡萄糖、果糖、半乳糖都是單糖，都具有還原性，但其元素組成只有C、H、O三種，A項錯誤；糖原、纖維素和淀粉都是多糖，三者的基本單位都是葡萄糖，B項正確；蔗糖、麥芽糖、乳糖都是二糖，但是蔗糖沒有還原性，不能與斐林試劑反應生成磚紅色沉淀，C項錯誤；蔗糖不是淀粉的水解產物之一，麥芽糖不是纖維素的水解產物之一，D項錯誤。
[答案]　B
[典例2]　某生物體內能發生如下的反應：淀粉→麥芽糖→葡萄糖→糖原，則下面的分析錯誤的是(　　)
A．此生物一定是動物，因為能合成糖原
B．淀粉和糖原都屬于多糖
C．此生物一定是動物，因為能利用葡萄糖
D．糖類在生物體內的主要作用是提供能量
[解析]　糖類是生物體的主要能源物質，淀粉和麥芽糖分布于植物細胞，而糖原分布于動物細胞，合成糖原是動物細胞的特征。葡萄糖普遍分布于動植物細胞中，其氧化分解后為生物體提供能量。
[答案]　C
■易錯提醒
關于糖類物質的5個認識誤區
(1)不是所有的糖都有甜味，如纖維素沒有甜味。
(2)不是所有的糖都能和斐林試劑反應，如蔗糖、淀粉等都不能。
(3)不是所有的糖都是能源物質，如核糖、脫氧核糖、纖維素。
(4)二糖并不都是由葡萄糖組成的。一分子麥芽糖由兩分子葡萄糖組成；一分子蔗糖由一分子果糖和一分子葡萄糖組成；一分子乳糖由一分子半乳糖和一分子葡萄糖組成。
(5)并不是糖原都能水解為葡萄糖，糖原有肝糖原和肌糖原兩種，其中肝糖原能水解為葡萄糖。
[在訓練中評]
1．存在于RNA中而不存在于DNA中，存在于動物細胞質中而不存在于植物細胞質中的糖類物質分別是(　　)
A．核糖、糖原　　　　　 B．蔗糖、纖維素
C．脫氧核糖、麥芽糖 D．脫氧核糖、淀粉
解析：選A　核糖是核糖核酸(RNA)的組成成分，脫氧核糖是脫氧核糖核酸(DNA)的組成成分；糖原存在于動物細胞的細胞質中；蔗糖、淀粉、纖維素存在于植物細胞中。
2．下列關于生物體內糖類物質的敘述，正確的是(　　)
A．糖類都有甜味
B．單糖、二糖和多糖在細胞內可以相互轉化
C．糖類物質都是細胞內的能源物質
D．糖類物質都能與斐林試劑反應
解析：選B　單糖可以脫水縮合形成二糖和多糖，多糖和二糖也可以水解形成二糖或單糖。
3．(2020·廣東省實驗中學統考)玉米莖稈細胞中最重要的二糖和多糖分別是(　　)
①乳糖和葡萄糖　②乳糖和麥芽糖　③蔗糖和麥芽糖　④糖原和纖維素　⑤淀粉和纖維素
A．①④ B．②⑤
C．③④ D．③⑤
解析：選D　乳糖是動物二糖，①②錯誤；蔗糖和麥芽糖都是植物二糖，③正確；糖原是動物多糖，④錯誤；淀粉和纖維素都是植物多糖，⑤正確。因此玉米莖稈細胞中最重要的二糖和多糖分別是③⑤，故選D。
新知探究二　細胞中的脂質的種類和作用
[在探究中學]
[任務驅動]　
1．脂肪的元素組成及功能
資料1：與糖類類似，脂肪也由C、H、O三種元素組成，所不同的是脂肪含氧量遠遠少于糖類，而氫的含量更多。據分析，1 g脂肪氧化分解可釋放出約39 kJ的能量，1 g糖原氧化分解可釋放出約17 kJ的能量，但1 g脂肪在體內儲存所占的體積是1 g糖原的1/5。
由上述內容可知：
(1)脂肪的元素組成是C、H、O，與糖類相比，脂肪中氫的含量多，氧的含量少。
(2)脂肪是良好的儲能物質。
資料2：生活在海洋中的鯨、海豹等動物，皮下有厚厚的脂肪層，起保溫作用。另外，脂肪還廣泛分布在腸系膜、腹腔大網膜等處，對內臟器官起保護作用。
由上述內容可知脂肪還具有保溫、緩沖和減壓作用。
2．磷脂和固醇的功能
資料1：細胞膜的化學組成基本相同，主要由脂質、蛋白質和糖類組成。各成分含量分別約為50%、40%、2%～10%。膜脂質主要由磷脂和膽固醇構成，在大多數細胞的膜脂質中，磷脂占總量的70%以上，膽固醇不超過30%。膽固醇還參與血液中脂質的運輸，但過多攝入會在血管壁上沉積，造成血管阻塞，危及生命。
由上述資料和教材內容可知：
(1)磷脂是構成細胞膜和多種細胞器膜的主要成分。
(2)膽固醇是構成動物細胞膜的重要成分，另外，膽固醇還參與血液中脂質的運輸。
資料2：佝僂病，又叫骨軟化癥，是以維生素D缺乏導致鈣、磷代謝紊亂和臨床以骨骼的鈣化障礙為主要特征的疾病。預防和治療佝僂病均需補充維生素D并輔以鈣劑，防止骨骼畸形和復發。
由上述內容可知：維生素D能有效地促進人和動物腸道對鈣和磷的吸收。
[師說重難]　
脂質的種類及功能
[在應用中悟]
[典例1]　脂質在細胞中具有獨特的生物學功能，下列有關脂質物質的生物學功能中，屬于磷脂生物學功能的是(　　)
①生物膜的主要成分　②儲存能量的分子　③構成生物體表面的保護層　④很好的絕緣體，具有保溫作用
⑤具有生物學活性，對生命活動起調節作用
A．①③　　　　　　　 B．⑤
C．① D．②④
[解析]　磷脂是構成細胞膜、細胞器膜等生物膜的重要成分；脂肪具有儲能、緩沖、減壓和保溫等作用；構成生物體表面的保護層是脂肪的作用；性激素對生命活動具有調節作用。
[答案]　C
[典例2]　下列關于脂質的說法，錯誤的是(　　)
A．組成脂質的化學元素主要是C、H、O
B．過多攝入脂肪類食物又缺少運動，可導致肥胖
C．膽固醇是一種對人體有害無益的脂質
D．性激素能促進動物生殖器官的發育和生殖細胞的形成
[解析]　膽固醇是構成動物細胞膜的重要成分，在人體內還參與血液中脂質的運輸。但其對人體的作用是相對的，如過量攝入膽固醇，易引起高膽固醇血癥和血栓形成。
[答案]　C
■易錯提醒
辨清兩組易混概念
(1)脂肪≠脂質：脂肪只是脂質中的一種，脂質除了脂肪外，還包括磷脂和固醇等。
(2)膽固醇≠固醇：固醇和膽固醇雖然都是脂質，但其范圍不同，膽固醇是固醇中的一種。
[在訓練中評]
1．下列關于脂肪分子的說法，錯誤的是(　　)
A．脂肪含有大量的能量是由于其分子中氫的含量多，氧的含量少
B．脂肪分子不溶于水，而溶于脂溶性有機溶劑
C．脂肪有緩沖和減壓的作用
D．脂肪分子是構成細胞膜結構的主要成分
解析：選D　脂肪分子中氫的含量多，氧的含量少，所以脂肪所含能量多，A正確；脂肪為非極性分子，不溶于水，而溶于脂溶性有機溶劑，B正確；分布在內臟器官周圍的脂肪具有緩沖和減壓的作用，C正確；磷脂是構成細胞膜的主要成分，D錯誤。
2．(2020·廣州期中)在生物體中脂肪比糖類更適于作儲能物質的原因不包括(　　)
A．同質量的脂肪比糖類含能量多
B．必要時脂肪可直接氧化分解供能，也可轉化為糖類供能
C．脂肪不能被氧化分解，這樣有利于長期保存
D．脂肪在細胞中所占體積小
解析：選C　脂肪分子中氫的含量比葡萄糖的高，同質量的脂肪比糖類含能量多；必要時脂肪可直接氧化分解供能，也可轉化為糖類供能；脂肪疏水，而糖類親水，故前者在細胞中所占體積小。
3．最近媒體報道的“地溝油”事件，引起了公眾的關注。“地溝油”的主要成分是脂肪，但還含有許多致病、致癌的毒性物質。下列有關敘述正確的是(　　)
A．“地溝油”的主要成分的組成元素一定是C、H、O、N
B．“地溝油”的主要成分是生物體內的主要能源物質
C．“地溝油”的主要成分遇蘇丹Ⅲ染液可能呈現橘黃色
D．“地溝油”的主要成分的單體是甘油和脂肪酸
解析：選C　脂肪由C、H、O三種元素構成；脂肪的主要功能是作為儲能物質；脂肪的檢測是用蘇丹Ⅲ(Ⅳ)染液，呈現橘黃(紅)色；脂肪不是多聚體，沒有單體。
科學視野——海藻糖對生命的作用
海藻糖是由兩個葡萄糖分子構成的非還原糖，有3種異構體，并對多種生物活性物質具有非特異性保護作用。科學家們發現，沙漠植物卷葉柏在干旱時幾近枯死，遇水后卻又可以奇跡般復活；高山植物復活草能夠耐過冰雪嚴寒；一些昆蟲在高寒、高溫和干燥失水等條件下不凍結、不干死，就是它們體內的海藻糖創造的生命奇跡。海藻糖因此在科學界素有“生命之糖”的美譽。對許多生命體而言，海藻糖的有與無，意味著生命或者死亡。
[素養評價]
1．海藻糖是一種非還原性二糖，由兩個葡萄糖分子通過脫水縮合反應結合而成，是天然二糖中最穩定的。大量的研究表明，許多生物在冷凍、干燥、輻射、有毒物質等條件下表現出的抗逆耐受力與體內的海藻糖含量有直接的關系。以下對海藻糖有關屬性和功能的推測，錯誤的是(　　)
A．海藻糖的分子式是C12H22O11
B．海藻糖水解后形成兩分子單糖
C．海藻糖能與斐林試劑發生顏色反應
D．海藻糖不能被人體細胞直接吸收
解析：選C　據題意可知，兩個葡萄糖分子經過脫水縮合反應形成了1分子海藻糖和1分子水，因此海藻糖的分子式是C12H22O11；海藻糖是二糖，水解后形成兩分子單糖；海藻糖是一種非還原性二糖，不能與斐林試劑發生顏色反應；海藻糖是一種二糖，必須水解成單糖才能被人體細胞吸收。
2．科學家發現，一種叫“熊蟲”的動物，能耐受零下271 ℃的溫度冰凍數小時(這時它的代謝率幾乎降至0)，此時，它的體內會大量產生一種叫海藻糖的二糖。實驗證明“該動物體液中的海藻糖可以保護組織細胞，使組織細胞避免受到低溫造成的損傷”。為了驗證海藻糖對動物組織細胞具有上述作用，請你分析并設計實驗過程。
(1)實驗材料：①海藻糖；②細胞培養液及其他相關材料；③適量哺乳動物細胞。
(2)操作過程：
①取適量哺乳動物細胞，等分成甲、乙兩組，向甲組細胞中添加____________________________________________________，
向乙組細胞中添加等量的無海藻糖的培養液。
②將甲、乙兩組細胞均控制在________的條件下冰凍數小時。
③觀察并記錄兩組細胞的生活狀況。
(3)預期結果：該實驗結果有________種可能性，甲組：____________________；乙組：________________________________。
答案：(2)①一定量的含海藻糖的培養液　②－271 ℃
(3)1　細胞均生活良好　細胞均(或大部分)死亡
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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