資源簡介

第2章 組成細胞的分子（1）細胞中的糖類、脂質和蛋白質—2023-2024學年初升高生物學人教版（2019）精準鏈接
知識銜接
回顧初中
一、細胞中的物質：
（1）無機物：分子較小，一般不含碳，如水、無機鹽、氧等。
（2）有機物：分子較大，一般含有碳，如糖類、脂質、蛋白質和核酸等。
二、食物中的營養物質
1.食物中含有六大類營養物質：糖類、脂肪、蛋白質、水、無機鹽、維生素等。
2.最重要的供能物質：糖類。
3.貯備能源物質：脂肪。
4.維生素
（1）特點：不是構成細胞的主要原料，不能為人體提供能量。人體每天對它們的需要量很小，但很重要。
（2）常見種類及缺乏癥
4.構成組織細胞的基本物質：蛋白質，建造和修復身體的重要原料，人體的生長發育以及受損細胞的修復和更新，都離不開它。
銜接高中
一、細胞中的糖類
1.元素組成：C、H、O三種元素。
2.功能：細胞中主要的能源物質。
3.糖類的種類與作用
項目 概念 常見種類 分布
單糖 不能水解的糖 核糖 動植物
脫氧核糖
葡萄糖
二糖 水解后能夠生成兩個單糖分子的糖 蔗糖 植物
麥芽糖
乳糖 動物
多糖 水解后能夠生成多個單糖分子的糖 淀粉 植物
纖維素
糖原 動物
幾丁質 甲殼類動物和昆蟲的外骨骼中
※糖類的三種分類
（1）依據分布分類
注：大多數果糖存在于植物細胞中，大多數乳糖和半乳糖存在于動物細胞中。
（2）依據功能劃分
②生命活動的主要能源物質：葡萄糖。
③細胞中的儲能物質：淀粉和糖原。
（3）依據性質劃分
還原糖：葡萄糖、果糖、麥芽糖等。
非還原糖：多糖、蔗糖等。
糖類之間的轉化
二、細胞中的脂質
1. 元素組成：主要是 ，有的還含有P和N。
2. 特點：與糖類相比，氧的含量 ，而氫的含量更 。
3. 分布：大量存在于某些植物的種子、果實及動物體的脂肪組織中。
4. 種類和功能
種類 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能緩沖和減壓，可以保護內臟器官
磷脂 構成細胞膜和細胞器膜等的重要成分
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、磷的吸收
糖類和脂質的轉化
糖類和脂肪是可以相互轉化的
（1）糖類轉化為脂肪的過程：葡萄糖除供細胞利用外，多余的部分可以合成 儲存起來；如果葡萄糖還有富余，就可以轉變脂肪和某些糖原。
（2）脂肪轉化為糖類的過程：食物中的脂肪被消化吸收后，可以在皮下結締組織等處以脂肪組織的形式儲存起來。而脂肪一般在糖類代謝發生障礙，引起功能不足時，才會分解供能，而且氨基酸不能轉化為糖類。
糖類與脂質的轉化示意圖：
三、細胞中的蛋白質
蛋白質的功能
1. 一切生命活動都離不開蛋白質，蛋白質是生命活動的主要承擔者。
2. 蛋白質功能舉例：
功能 實例
作為結構蛋白 羽毛、肌肉、頭發、蛛絲
催化作用 絕大多數酶
運輸作用 載體蛋白、血紅蛋白
調節作用 胰島素、生長激素等蛋白質類激素
免疫作用 抗體
蛋白質的基本組成單位——氨基酸
氨基酸的結構
（1）結構通式
（2）結構特點
數量上：至少含有一個氨基（—NH2）和一個羧基（—COOH）。
位置上：都有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上。
（3）各種氨基酸之間的區別在于R基的不同。
2. 種類
（1）分類依據：能否在人體內合成。
（2）種類
人體細胞不能合成的是必需的氨基酸（共8種）。
人體細胞能合成的是非必需的氨基酸（共13種）。
※組成生物體蛋白質的氨基酸的判斷標準
（1）數量標準：至少有一個“—NH2”和一個“—COOH”。
“氨基酸”這一名詞與其分子結構有對應關系，“氨基酸”代表了其分子結構中主要的部分——氨基（堿性）和羧基（酸性），分子結構中缺少其一，都不是氨基酸。如：
H2N—CH2—CH2OH 缺少—COOH
HOOC—CH2—CH2—COOH 缺少—NH2
位置標準：都有一個“—NH2”和一個“—COOH”連接在同一個碳原子（中心碳原子）上。
蛋白質的結構及其多樣性
1. 氨基酸的脫水縮合
（1）此生理過程的名稱是脫水縮合。
（2）寫出字母代表的結構或名稱：a-一個氨基；b-一個羧基。
（3）判斷產物H2O中原子的來源。
H：來自R1所在氨基酸的羧基和R2所在氨基酸的R基。
O：來自R1所在氨基酸的羧基。
四、檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質
1. 斐林試劑與雙縮脲試劑的比較
斐林試劑 雙縮脲試劑
甲液 乙液 A液 B液
成分 質量濃度為0.1 g/mL的NaOH溶液 質量濃度為0.05 g/mL的CuSO4溶液 質量濃度為0.1 g/mL的NaOH溶液 質量濃度為0.01 g/mL的CuSO4溶液
鑒定物質 還原糖 蛋白質
添加順序 甲、乙兩液等量混勻后立即使用 先加入A液1 mL，搖勻，再加入B液4滴，搖勻
反應條件 50～65 ℃溫水浴加熱 不需加熱，搖勻即可
反應現象 藍色→棕色→磚紅色沉淀 淺藍色→紫色
實驗原理分析
鑒定還原糖，是新配制的Cu(OH)2與還原糖反應，Cu(OH)2被還原為Cu2O（磚紅色）。
檢測蛋白質的原理是肽鍵在堿性環境中與Cu2＋反應生成紫色絡合物，所以加入雙縮脲試劑A液的目的是制造堿性環境。
檢測生物組織中有機物的注意事項
（1）實驗材料的選擇
富含被檢測的有機物，易出現明顯實驗現象。
材料本身應為白色或近于白色，不干擾實驗結果。
（2）操作方面的注意事項
還原糖檢測時，使用水浴加熱，試管底部不要觸及燒杯底部，以防受熱不均勻。
檢測生物組織中的脂肪時，染色時間不宜過長，否則脂肪會溶解在酒精中，使橘黃色消失。
蛋白質檢測時，雙縮脲試劑的加入順序：先加A液，再加B液，而且B液不能過量。目的是先制造堿性環境。若先加B液或B液過量，會生成Cu(OH)2，干擾顏色反應。
（3）有機物檢測在操作步驟上的差異
加熱——還原糖的檢測需要加熱，且為水浴加熱。
顯微鏡——若用花生種子切片為材料檢測脂肪需要使用顯微鏡。
試劑滴加順序——先等量混合后再滴加的是斐林試劑，分別滴加的是雙縮脲試劑。
習題鞏固
1.2021年我國科學家首次實現了從二氧化碳到淀粉的人工合成，人工合成的淀粉與天然淀粉的分子結構組成一致，人工淀粉的基本單位是( )
A. 核糖 B. 葡萄糖 C. 麥芽糖 D. 脫氧核糖
2.糖類是主要的能源物質。下列有關糖類的敘述，正確的是( )
A.細胞中的糖類分為單糖、二糖和蔗糖
B.麥芽糖常被形容為“生命的燃料”
C.脫氧核糖是DNA的組成成分
D.纖維素是植物細胞壁的主要成分，能為人體提供大量能量
3.下列關于人體脂質的敘述,正確的是( )
A. 組成脂肪與糖原的元素種類不同
B. 磷脂水解的終產物為甘油和脂肪酸
C. 性激素屬于固醇類物質,能維持人體第二性征
D. 維生素D是構成骨骼的主要成分,缺乏維生素D會影響骨骼發育
4.下列有關細胞中脂質的敘述，錯誤的是( )
A.脂肪、磷脂、固醇都屬于脂質
B.維生素D能促進人體腸道吸收Ca和P
C.膽固醇是構成各種生物膜的重要成分
D.細胞中的糖類和脂質可以相互轉化
5.甘露糖是一種單糖，分子式為C6H12O6，在人體代謝過程中起重要作用。下列敘述正確的是( )
A.甘露糖可以再水解為更簡單的糖
B.1g甘露糖徹底氧化釋放的能量遠多于1g油脂
C.甘露糖和油脂的元素組成相同
D.可用雙縮脲試劑檢驗甘露糖是否具有還原性
6.食物中的纖維素可以促進腸蠕動，利于腸道排空，但它在人體內不能被消化。下列相關敘述不正確的是( )
A.纖維素屬于多糖，人體不能合成催化纖維素分解的物質
B.纖維素可以直接水解為葡萄糖為人體提供所需的能量
C.多吃富含纖維素的蔬菜可防止便秘的發生
D.糖尿病患者可以常吃富含纖維素的粗糧
7.下列不屬于生物體內蛋白質功能的是( )
A.是構成肌肉、蛛絲、頭發等的主要成分
B.催化細胞內化學反應
C.調節機體的生命活動
D.是細胞代謝的主要能源物質
8.蛋白質是生命活動的主要承擔者，下列關于蛋白質功能的敘述及舉例正確的是( )
A.調節機體生命活動，如性激素促進生殖器官發育
B.構成細胞和生物體，如組成肌細胞的肌動蛋白
C.有些蛋白質有免疫功能，如胃蛋白酶能催化蛋白質的水解
D.有些蛋白質能進行物質的運輸，如膽固醇參與血液中脂質的運輸
9.某蛋白質分子由一條α鏈和一條β鏈組成，其中α鏈由21個氨基酸組成，β鏈由30個氨基酸組成。該蛋白質分子中肽鍵的數目是( )
A. 48個 B. 49個 C. 50個 D. 51個
10.血紅蛋白分子含有兩條α肽鏈和兩條β肽鏈，其空間結構如圖甲所示；圖乙表示β肽鏈一端的部分氨基酸序列。請分析回答：
(1)圖乙所示結構含有____________種氨基酸，①的名稱是____________。
(2)血紅蛋白是由574個氨基酸組成的，氨基酸經過____________過程形成4條多肽鏈，該過程中形成____________個肽鍵。
(3)若兩條β肽鏈完全相同，則圖甲所示的血紅蛋白至少含有__________個羧基。
(4)據圖分析，蛋白質分子的多樣性是由________________________不同導致的。
(5)若圖甲血紅蛋白某一處的谷氨酸被纈氨酸取代，就可能形成聚合成纖維狀的異常血紅蛋白，則由其參與組成的紅細胞運輸氧的能力將______(填“不變”或“減弱”)。
答案以及解析
1.答案：B
解析：不管是人工合成的還是天然的淀粉，都是由葡萄糖經過縮合形成的多聚體。
故選：B。
2.答案：C
解析：A、細胞中的糖類分為單糖、二糖和多糖，A錯誤；B、葡萄糖常被形容為“生命的燃料”，B錯誤；C、脫氧核糖是DNA的組成成分，C正確；D、纖維素是植物細胞壁的主要成分，不能為人體細胞提供能量，D錯誤。故選C。
3.答案：C
解析：脂肪和糖原的元素組成都是 C、H、O,A錯誤；
脂肪水解的終產物是甘油和脂肪酸,磷脂水解的終產物除甘油和脂肪酸外,還有磷酸、膽堿或乙醇胺等,B錯誤；
性激素屬于固醇類物質,能夠激發并維持人體第二性征,C正確；
維生素D并不是構成骨骼的主要成分,但是能夠促進消化道對鈣和磷的吸收,有助于骨骼發育,缺乏維生素D會影響骨骼發育,D錯誤。
4.答案：C
解析：A、脂質包括磷脂、脂肪和固醇三類物質，A正確；B、維生素D能促進人體腸道對鈣磷的吸收，調節鈣磷的平衡，B正確；C、膽固醇是構成動物細胞膜的重要成分，C錯誤；D、細胞中的糖類和脂質可以相互轉化，但轉化程度有明顯差異，D正確。故選C。
5.答案：C
解析：A、由題干知，甘露糖是一種單糖，單糖不能再水解，A錯誤；
B、與糖類相比，等質量脂質中含有的C、H含量高，氧的含量低，因而在氧化分解時消耗的氧氣更多，釋放的能量也更多，B錯誤；
C、甘露糖和油脂的元素組成都是C、H、O，C正確；
D、可用斐林試劑檢驗甘露糖是否具有還原性，D錯誤。
故選C。
6.答案：B
解析：由題意可知，人體不能消化纖維素，說明人體不能合成催化纖維素分解的物質，纖維素也不能為人體提供所需的能量，B錯誤。
7.答案：D
解析：許多蛋白質是構成細胞和生物體結構的重要物質，如構成肌肉、蛛絲、頭發等；部分蛋白質具有催化功能，如酶；部分蛋白質具有調節機體生命活動的作用，如胰島素：細胞代謝的主要能源物質是糖類，不是蛋白質。
8.答案：B
解析：性激素、膽固醇屬于脂質，不屬于蛋白質，A、D錯誤；有些蛋白質具有免疫功能，如抗體可幫助人體抵御抗原的侵害，胃蛋白酶催化蛋白質的水解體現的是催化功能，C錯誤。
9.答案：B
解析：該蛋白質由一條α鏈和一條β鏈組成，α鏈有21個氨基酸，α鏈有30個氨基酸，該蛋白質分子中肽鍵的數目=氨基酸數目-肽鏈數=21+30-2=49個。
故選：B。
10.答案：(1)3；氨基
(2)脫水縮合；570
(3)8
(4)氨基酸的數目、種類、排列
順序及肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結構
(5)減弱
解析：（1）由圖乙可知,①為氨基,②③④⑤為R基,其中④⑤相同,說明圖乙所示結構含3種氨基酸。
（2）血紅蛋白是由4條多肽鏈、574個氨基酸組成的,氨基酸經脫水縮合過程形成的肽鍵數=574-4=570(個)。
（3）游離的羧基數=肽鏈數+R基中的羧基數,圖乙表示β肽鏈一端的部分氨基酸序列,由圖可知,該β肽鏈的R基中至少含有2個游離的羧基,2條相同的β肽鏈的R基中至少含有4個游離的羧基,即血紅蛋白中羧基數至少為4(肽鏈數)+4(R基中的羧基數)=8(個)。
（4）可從兩個角度理解蛋白質分子的多樣性,一是氨基酸角度,包括氨基酸的種類、數目和排列順序,二是多肽鏈的角度,即肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結構。
（5）如果血紅蛋白某一處的谷氨酸被纈氨酸取代,可能形成異常的血紅蛋白,由它參與組成的紅細胞就會扭曲成鐮刀狀,運輸氧的能力會大為削弱(減弱)。
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