資源簡介

第二節　生物大分子以碳鏈為骨架
課時1　糖類與脂質的種類及功能
1.說出細胞中C、H、O、N、P、S等元素以碳鏈為骨架形成復雜的生物大分子。
2.概述糖類有多種類型,它們既是細胞的重要結構成分,又是生命活動的主要能源物質。
3.舉例說出不同種類的脂質對維持細胞結構和功能有重要作用。
1.運用列表法比較糖類、脂質的種類及功能,培養科學思維能力。
2.基于對糖類及脂質本質的認知,解答與糖類和脂質相關的人類健康問題。
一、碳骨架
1.碳骨架的形成
(1)碳原子間可以共用電子形成共價鍵,從而由很多碳原子串起長長的直鏈結構、支鏈結構或環狀結構,共同形成碳骨架。
(2)骨架中的碳還可以與其他原子,如H、O、N、S、P等通過共用電子相連接。
2.生物大分子
(1)組成生物體的有機物都是以碳骨架作為結構基礎的,主要包括糖類、脂質、蛋白質和核酸。許多有機物的相對分子量以萬至百萬計,所以稱為生物大分子。
(2)兩類最重要的生物大分子是蛋白質和核酸。
二、糖類是細胞的主要能源物質
1.元素組成
大多數糖類由C、H、O三種元素組成。
2.種類及功能
種類 單糖 二糖 多糖
特征 可被細胞直接吸收利用的小分子物質 由2個單糖分子脫水縮合形成 由多個單糖分子通過特定的共價鍵連在一起形成
種類 及 功能 ①葡萄糖(細胞生命活動的主要能源物質); ②脫氧核糖(DNA分子的重要組成物質); ③其他單糖,如果糖、半乳糖、核糖等 ①蔗糖(由葡萄糖和果糖組成); ②麥芽糖(由2分子葡萄糖組成); ③乳糖(由葡萄糖和半乳糖組成) ①淀粉(米、面等的主要成分,植物體內重要的儲能物質); ②纖維素(木材和棉花的主要成分,是植物細胞壁的主要成分); ③糖原(包括肝糖原和肌糖原,是動物體內重要的儲能物質)
1.所有的糖類都是能源物質嗎
提示:并非所有的糖類都是能源物質。如核糖、脫氧核糖一般不作為能源物質,纖維素作為植物細胞壁的主要成分。
2.糖尿病人的飲食受到嚴格的限制,米飯和饅頭等主食都需要定量攝入,試分析原因。
提示:米飯、饅頭等主食富含淀粉,淀粉經消化后生成葡萄糖,被人體吸收從而使血糖升高,因此需要定量攝入。
三、脂質是一類不溶于水的有機物,具有多種生物學功能
1.元素組成
主要由C、H、O三種元素組成,其中氫原子較糖類多,而氧原子較糖類少。有些脂質還含有N和P等元素。
2.特性
通常不溶于水,而溶于有機溶劑。
3.種類及功能
種類 功能
油脂(由甘油 和脂肪酸組成) ①作為儲能物質;②作為抗低溫的保溫層;③還能起到防震作用
磷脂 細胞各種膜結構的重要成分
固醇 膽固醇 構成細胞膜的重要成分,血液中含量過多則可能引發心腦血管疾病
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 促進人和動物對鈣和磷的吸收等
1.俗話說“瘦人怕撞,胖人怕熱”,請結合脂肪的有關知識分析其中的原因。
提示:脂肪具有儲存能量、防震、保溫的作用。瘦人的脂肪較少,緩沖外界壓力的能力弱,因此怕撞;胖人的脂肪較多,散熱慢,因此怕熱。
2.某幼兒家庭食物中并不缺鈣,但其身體明顯表現出缺鈣癥狀,這是由該幼兒體內缺什么引起的 判斷的依據是什么
提示:維生素D。維生素D能有效地促進人和動物對鈣和磷的吸收,缺乏維生素D也會造成體內缺鈣。
[自主學習檢測]——教材基礎熟記于心
1.二糖均由兩分子葡萄糖縮合而成。(　×　)
提示:二糖中的麥芽糖是由兩分子葡萄糖縮合而成,但蔗糖是一分子葡萄糖和一分子果糖縮合而成,乳糖是一分子葡萄糖和一分子半乳糖縮合而成。
2.淀粉、糖原、纖維素都是由葡萄糖聚合而成的多糖。(　√　)
3.不是只有動物細胞中才含有脂肪,植物細胞中也含有。(　√　)
4.葡萄糖是生物體內最重要的單糖。(　√　)
5.稻米和木材的主要成分均為淀粉。(　×　)
提示:木材的主要成分為纖維素。
6.脂質中的膽固醇是各種膜的重要組成成分。(　×　)
提示:膽固醇是構成人和動物細胞膜的重要成分。
7.油脂主要含有C、H、O三種元素,同等質量的油脂釋放的熱量比糖類多。(　×　)
提示:油脂僅由C、H、O三種元素組成。
8.膽固醇過多可能引發心腦血管疾病,因此膽固醇對于身體而言有害。(　×　)
提示:膽固醇是構成細胞膜的重要成分,但血液中膽固醇過多可能會引發心腦血管疾病,對身體有害。
任務一　糖的種類及功能
[任務突破]
列表總結糖的種類、分布及功能
種類 分布 功能
單 糖 五碳糖 核糖 動、植物 細胞 組成RNA的成分
脫氧核糖 組成DNA的成分
六碳糖 葡萄糖 最重要的能源物質
果糖 植物細胞 能源物質
二 糖 麥芽糖(2分子葡萄糖) 植物細胞 能水解成單糖 而供能
蔗糖(1分子葡萄糖+1分子果糖) 植物(甘蔗、甜菜中含量豐富)
乳糖(1分子葡萄糖+1分子半乳糖) 動物(乳汁)
多 糖 淀粉(基本單位:葡萄糖) 植物(糧食作物的種子、變態莖或根等) 儲存能量
纖維素(基本單位:葡萄糖) 植物(植物細胞的細胞壁中) 支持保護細胞
糖原 (基本 單位: 葡萄 糖) 肝糖原 動物(動物 的肝臟中) 儲存能量, 調節血糖
肌糖原 動物(動 物的肌肉 組織中) 儲存能量
[遷移應用]
[典例1] 下列關于糖類及其生理作用的敘述中,正確的是(　C　)
A.纖維素是組成動物細胞壁的主要成分之一
B.糖類物質都是細胞內的能源物質
C.葡萄糖和核糖是植物細胞和動物細胞內都含有的單糖
D.發芽小麥種子中的1分子麥芽糖經水解可產生1分子果糖和1分子葡萄糖
解析:纖維素是構成植物細胞壁的主要成分之一;脫氧核糖、核糖和纖維素等在生物體內是不供能的,不屬于能源物質;葡萄糖是動植物細胞內主要的能源物質,核糖是RNA的組成成分,RNA在動植物細胞內都有分布,因此葡萄糖和核糖是植物細胞和動物細胞內都含有的單糖;發芽小麥種子中的1分子麥芽糖經水解可產生2分子葡萄糖。
任務二　探究脂質的種類及功能
[任務突破1]
運用概念圖厘清脂質的種類及生理功能
[遷移應用]
[典例2-1] (2022·綠谷聯盟高一月考)食物中的脂質含量影響著人體健康,有關脂質的敘述,錯誤的是(　A　)
A.脂質是一類不溶于水的有機物,氫原子較糖類少
B.維生素D屬于固醇類物質,可以促進動物對鈣的吸收
C.油脂不親水,作為儲能物質時不必攜帶多余的水
D.膽固醇是構成細胞膜的重要成分,血液中膽固醇過多會引發心腦血管疾病
解析:脂質是一類不溶于水的有機物,氫原子較糖類多;維生素D能促進人和動物對鈣、磷的吸收;油脂作為儲能物質時不必攜帶多余的水,是細胞內良好的儲能物質;膽固醇是構成細胞膜的重要成分,在血液中膽固醇過多會引發心腦血管疾病。
[任務突破2]
運用列表法比較糖類與脂質
項目 糖類 脂質
元素 組成 C、H、O C、H、O(N、P)
種類 單糖、二糖、多糖 油脂、磷脂、固醇等
生理 作用 ①主要的能源物質;②構成細胞結構,如糖蛋白、細胞壁;③核酸的組成成分之一,如核糖、脫氧核糖 ①生物體的儲能物質,如油脂;②構成細胞中各種膜結構的重要物質,如磷脂;③調節新陳代謝和生殖,如性激素
放能 比較 油脂和糖類相比,油脂中C、H比例較糖類高(或O原子比例較糖類低),故同質量油脂耗氧量與釋放熱量均比糖類多
[遷移應用]
[典例2-2] (2022·精誠聯盟高一聯考)奶茶近年來已經成為街頭巷尾的熱門飲料,奶茶中既含有糖分如葡萄糖、麥芽糖和蔗糖等,也含有一定量的脂質等物質。下列有關敘述錯誤的是(　D　)
A.使奶茶有甜味的物質不一定是糖類
B.脂肪在人體細胞中氧化分解時釋放的能量比同質量糖類多
C.人體內的脂質和糖類可相互轉化
D.奶茶中的蔗糖和脂質屬于生物大分子
解析:使奶茶有甜味的物質不一定是糖類,如糖精有甜味但是非糖物質;脂肪與糖類比較,氫含量高,氧含量低,所以與同質量的糖類相比,氧化分解釋放的能量更多;糖類、脂質之間在一定條件下是可以相互轉化的;奶茶中蔗糖屬于二糖,二糖不屬于生物大分子,脂質也不是生物大分子。
基礎達標練
1.(2022·溫州高一期中)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(　B　)
A.核糖 B.葡萄糖
C.麥芽糖 D.脫氧核糖
解析:核糖是RNA的成分之一;葡萄糖是淀粉的基本單位;麥芽糖是
二糖,由兩分子葡萄糖組成;脫氧核糖是DNA的成分之一。
2.(2022·精誠聯盟高一10月聯考)脂質不具有的功能是(　D　)
A.作為能源物質儲存起來
B.構成質膜等生物膜
C.參與生命活動的調節
D.催化物質的分解
解析:脂質中的脂肪能作為能源物質儲存起來;脂質中的磷脂是構成生物膜的重要成分,因此脂質具有構成質膜等生物膜的功能;脂質中的性激素能參與生命活動的調節;脂質不具有催化物質分解的功能。
3.(2022·綠谷聯盟高一月考)下列有關人體內磷脂的敘述,正確的是(　C　)
A.氧化分解為機體提供能量
B.磷脂由甘油和脂肪酸組成
C.作為構成細胞內各種膜的重要成分
D.作為合成性激素的原料
解析:磷脂作為生物膜的組成成分,不會發生氧化分解為機體提供能量;由甘油和脂肪酸構成的是油脂不是磷脂;磷脂是生物膜的重要組成成分;性激素屬于固醇類物質,磷脂不可作為合成性激素的原料。
4.下列關于動、植物糖類、脂質的分類與比較正確的是(　A　)
解析:由糖類的分類和分布可知,動、植物細胞共有的糖是葡萄糖、
核糖、脫氧核糖,動物細胞特有的糖是乳糖和糖原,植物細胞特有的糖是麥芽糖、蔗糖、淀粉和纖維素;葡萄糖和果糖是單糖;油脂與固醇是并列關系同屬于脂質;固醇不是生物大分子。
5.下列關于糖類物質對應正確的是(　B　)
①存在于DNA而不存在于RNA的糖類;②植物細胞主要的能源物質;③存在于動物乳汁而不存在于肝臟細胞的糖類。
A.核糖、纖維素、肌糖原
B.脫氧核糖、葡萄糖、乳糖
C.核糖、葡萄糖、糖原
D.脫氧核糖、纖維素、糖原
解析:①存在于DNA而不存在于RNA的糖類是脫氧核糖;②植物細胞
主要的能源物質是葡萄糖;③存在于動物乳汁而不存在于肝臟細胞的糖類是乳糖。
6.(2022·杭州“六縣九校”聯盟期中)中國是世界上最早種植水稻的國家。我國科學家袁隆平因在世界上首次育成秈型雜交水稻,被譽為“雜交水稻之父”。水稻細胞中含有的多糖是(　A　)
A.淀粉和纖維素
B.淀粉和糖原
C.糖原和纖維素
D.蔗糖和麥芽糖
解析:淀粉和纖維素是植物細胞中的多糖;糖原是動物多糖,水稻不含有;蔗糖和麥芽糖屬于二糖。
7.“淀粉→麥芽糖→葡萄糖→糖原”,這是某生物體內糖類的某些
變化。下列說法錯誤的是(　C　)
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.麥芽糖為二糖,葡萄糖為單糖
解析:糖原是動物細胞特有的多糖,因此生物體內若能合成糖原,該生物一定是動物;淀粉和糖原都是由葡萄糖脫水縮合形成的多糖;葡萄糖是動、植物細胞共有的糖,不能通過生物體能否利用葡萄糖判斷該生物是動物還是植物;麥芽糖是由2分子葡萄糖脫水縮合形成的二糖,葡萄糖是不能水解的糖,為單糖。
8.(2022·綠谷聯盟高一月考)中國是世界上最早制糖的國家之一,關于糖的敘述,錯誤的是(　C　)
A.脫氧核糖是單糖,不能水解
B.糖原是葡萄糖通過共價鍵連在一起形成的
C.稻米的主要成分是淀粉,口感不甜,不是糖
D.纖維素是結構多糖,是植物細胞壁的主要成分
解析:并非所有的糖類都是甜的,如稻米的主要成分是淀粉,淀粉屬于多糖。
9.糖類和脂質是生物體的能源物質,下列與二者相關的描述正確的是(　B　)
A.糖類和脂質都是生物大分子
B.糖類和脂質的構成元素不完全相同
C.糖類都是細胞的能源物質
D.油脂由于攜帶大量的水而適于作為儲能物質
解析:糖類中的多糖屬于生物大分子,而脂質不屬于生物大分子;大多數糖類的組成元素是C、H、O,脂質的組成元素主要是C、H、O,有的含N、P;纖維素屬于多糖,其是植物細胞壁的組成成分,不作為能源物質;油脂作為儲能物質時不必攜帶多余的水。
10.當前“減肥”和“瘦身”成了人們的熱門話題,下列關于減肥的
說法不正確的是(　D　)
A.肥胖是由于脂肪在體內積累過多,為了減肥,我們要少吃油膩的
食物
B.由于糖類較易轉變成脂肪,為了減肥,我們要少吃容易吸收的可溶性糖
C.脂肪可以在體內氧化放能,為了減肥,我們要多運動,以增強脂肪的消耗
D.為了輕松減肥,最好每天只吃含維生素豐富、含油脂較少的水果、蔬菜
解析:肥胖的原因是體內積累脂肪過多,為了減肥,應該少吃油膩食物,減少脂肪的攝入;由于糖類較易轉變成脂肪,為了減肥,要少吃容易吸收的可溶性糖;脂肪可以在體內氧化放能,為了減肥,我們要多運動,以增強脂肪的消耗;為了減肥,不能只吃含維生素較豐富而含油脂較少的水果和蔬菜,也要適當補充蛋白質等,做到均衡飲食。
11.如圖表示某生物體內具有的兩種化合物的結構簡式,請據圖回答問題。
(1)麥芽糖和蔗糖分別屬于　　　　、　　　　(填“單糖”“二糖”或“多糖”),組成元素均是　　　　。
(2)人體內不含有的化合物是　　 　　(填字母代號),二者水解后共有的糖是　　　　。
(3)生物體內含有的多糖物質有　　　,它們是由　　　(填字母代號)的水解產物　　　　組成的。
(4)生活中常吃的白糖、冰糖、紅糖等就是由　　 (填字母代號)加工而來的,該糖水解的產物是　　　　。
解析:A為麥芽糖,由兩分子葡萄糖縮合形成;B為蔗糖,由1分子葡萄糖和1分子果糖縮合形成;生物體內的多糖有淀粉、糖原、纖維素,它們的基本組成單位都是葡萄糖。二糖由2個單糖分子脫水縮合形成,蔗糖分子由葡萄糖和果糖組成,生活中常吃的白糖、冰糖、紅糖等就是由蔗糖加工而來的。
答案:(1)二糖　二糖　C、H、O　(2)A、B　葡萄糖　(3)淀粉、糖原、纖維素　A　葡萄糖　(4)B 葡萄糖和果糖
12.如圖為細胞內兩種有機物的組成,依據主要功能,分析回答下列
問題。
(1)A是指　　　　 ;C在動物中是指　　　 　,在植物中主要是指　　　　。
(2)在以A作為結構單位的有機大分子中,除了(1)中涉及的外,
還有　　　 　是植物細胞壁的重要成分。
(3)D是指　　 　　,它是由　　 　　和　　 　　組成的,除此之外,脂質還包括　　　和固醇等。
解析:由題圖可知,A、B是結構單位。由A組成的有機大分子是能源物質,說明A是葡萄糖。葡萄糖組成的有機大分子在動物中是糖原,在植物中有纖維素和淀粉,其中淀粉是能源物質,纖維素是植物細胞壁的主要成分;B組成的有機物是儲能物質,說明D是油脂。油脂由甘油和脂肪酸組成,除了油脂之外,脂質還包括磷脂和固醇等。
答案:(1)葡萄糖　糖原　淀粉　
(2)纖維素
(3)油脂　甘油　脂肪酸　磷脂
綜合提升練
13.(2022·綠谷聯盟高一月考) 如圖是二糖的組成示意圖,相關敘述正確的是(　C　)
A.若圖中M為葡萄糖,則圖示物質為蔗糖
B.若圖中M為果糖,則圖示物質有還原性
C.若圖中M為葡萄糖,則圖示物質合成過程稱為脫水縮合
D.若圖中M為半乳糖,則圖示物質存在于動植物細胞中
解析:蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖組成的,麥芽糖是由2分子葡萄糖組成的,因此若圖中M為葡萄糖,則圖示物質為麥芽糖,是經脫水縮合形成的;若圖中M為果糖,則圖示物質是蔗糖,蔗糖屬于非還原糖;若圖中M為半乳糖,則圖示物質是乳糖,乳糖只存在于動物
細胞中。
14.如圖是油菜種子在發育和萌發過程中糖類和油脂的變化曲線。
下列分析正確的是(　A　)
A.種子形成時,可溶性糖更多地轉變為油脂
B.種子萌發時,油脂轉變為可溶性糖,說明可溶性糖是油菜種子主要的儲能物質
C.可溶性糖和脂質的化學元素的組成完全相同
D.種子發育過程中,由于可溶性糖更多地轉變為油脂,種子需要的N增加
解析:圖甲中隨著開花后天數的增加,油脂含量上升而可溶性糖的含量下降,可以判斷種子形成的過程中,可溶性糖更多地轉變成了油脂;圖乙中隨著萌發天數的增加,油脂含量下降而可溶性糖的含量上升,可以判斷種子萌發的過程中,油脂更多地轉化成了可溶性糖,說明油脂是油菜種子的主要儲能物質;可溶性糖和油脂的組成元素相同,都是C、H、O,而脂質中的磷脂組成元素為C、H、O、N、P;種子發育過程中,由于可溶性糖更多地轉變為油脂,而油脂的組成元素為C、H、O,無法說明種子需要的N增加。
15.科學家發現一種叫“熊蟲”的動物,能耐受-271 ℃冰凍數小時
(這時它的代謝率幾乎降至0)。此時,它們的體內會大量產生一種叫做海藻糖的二糖。實驗證明該動物體液中的海藻糖可以使組織細胞避免因低溫而造成的損傷。為探究海藻糖對普通哺乳動物組織細胞是否也具有上述保護作用,某興趣小組設計了如下實驗,請將其補充完整。
(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。
為了確保實驗的科學性和準確性,從化學組成及生理功能看,該細胞應具有
　的特點。
(2)操作過程:
①取適量哺乳動物細胞,等分成甲、乙兩組(以甲組為實驗組),向甲組細胞中添加
,
向乙組細胞中添加　 。
②
　。
③觀察并記錄兩組細胞的生活狀況。
(3)預期結果及相應結論:
該實驗結果會有　　 　　種可能性,如果實驗結果是　
　　　　　　　　　　　,則說明該海藻糖在低溫下對普通哺乳動物組織細胞具有保護作用。
解析:(1)為了消除細胞自身產生海藻糖對實驗結果的影響,選用的
作為實驗材料的細胞應不能合成海藻糖,也不含有海藻糖。
(2)實驗的自變量是細胞培養液中是否含有海藻糖;因變量是低溫
條件下細胞的活性。按照實驗設計的單一變量原則和對照原則,設計實驗步驟。
(3)可能的結果及結論是如果甲、乙兩組細胞均大部分死亡,說明該海藻糖在低溫下對普通哺乳動物組織細胞不具有保護作用;假如甲組細胞均生活良好,乙組細胞均(或大部分)死亡,則說明該海藻糖在低溫下對普通哺乳動物組織細胞具有保護作用。
答案:(1)自身不含海藻糖且不能合成海藻糖
(2)①含一定濃度的海藻糖的細胞培養液　等量的不含海藻糖的細胞培養液　②將甲、乙兩組細胞均控制在-271 ℃的條件下冰凍數小時
(3)2　甲組細胞均生活良好,乙組細胞均(或大部分)死亡

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