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第一章第二节 细胞中的糖类和脂质
内容索引0102基础落实•必备知识全过关重难探究•能力素养全提升
课程标准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。
基础落实•必备知识全过关
知识点一碳链是形成生物大分子的骨架1.碳原子的结构和结合方式(2)结合方式①一个碳原子与一个氢原子通过共用电子形成共价键,碳原子外层的另外三个电子也可以与形成共价键。②碳原子之间也可以共用电子对,形成键或键等。由于碳原子之间共用电子对,多个碳原子之间会形成长长的或结构。质子中子电子两个其他原子C-CC=C碳链环状
2.生物大分子与碳骨架(1)一般来说,生物体内合成的相对分子质量超过的有机化合物被称为生物大分子。是生物大分子,它们都是由许多基本组成单位()连接而成的。(2)构成这些单体的碳原子之间是通过或相连接的,形成了不同长度的分支状、链状或环状结构,这些结构被称为有机化合物的。碳骨架结构的决定了有机物的基本性质。10000多糖、蛋白质和核酸单体单键双键碳骨架排列和长短
知识点二糖类是细胞的重要结构成分和主要能源物质1.糖类的种类和功能(1)元素组成:。(2)种类①根据的不同,将糖类分为、和。C、H、O结构单糖二糖多糖核糖和脱氧核糖葡萄糖、果糖和半乳糖
单糖麦芽糖、蔗糖、乳糖生物大分子单糖纤维素和淀粉糖原
②根据是否有,将糖类分为和。糖类鉴定试剂现象还原糖(如单糖、麦芽糖、乳糖)沉淀非还原糖(淀粉、蔗糖等)沉淀还原性还原糖非还原糖斐林试剂产生砖红色不产生砖红色
(3)功能①糖类既是细胞的重要,又是生物体维持生命活动的主要物质。②糖类能与结合形成糖蛋白,与结合形成糖脂,糖蛋白和糖脂在细胞免疫、细胞识别、信息传递等生命活动中发挥重要作用。结构成分能源蛋白质脂质
2.检测生物组织中的糖类(1)实验原理淀粉、蔗糖是非还原糖,它们与斐林试剂不发生颜色反应,淀粉遇稀碘液后变为;在淀粉酶的作用下,淀粉水解产生麦芽糖,麦芽糖与斐林试剂在隔水加热条件下反应,生成。(2)实验步骤和现象①鉴定淀粉类别A管B管C管糖溶液/mL3(蔗糖溶液)3(淀粉溶液)3(葡萄糖溶液)稀碘液/滴222颜色变化蓝色砖红色沉淀不变蓝变蓝不变蓝
②鉴定还原糖类别1号管2号管3号管4号管糖溶液/mL3(蔗糖溶液)3(淀粉溶液)3(葡萄糖溶液)3(淀粉溶液)清水/mL111—稀释的唾液/mL———1斐林试剂/mL2222颜色变化无颜色变化无颜色变化产生砖红色沉淀产生砖红色沉淀
(3)结果与分析葡萄糖和淀粉的水解产物能与斐林试剂反应产生沉淀;既不与稀碘液发生反应,也不与斐林试剂发生反应。【特别提醒】1.斐林试剂要现用现配。2.使用斐林试剂时需要进行隔水加热。砖红色蔗糖分子
知识点三脂质在维持细胞结构和功能中的作用1.脂质的种类和功能(1)元素组成:主要由三种元素组成。(2)种类和功能种类功能脂肪细胞内重要的磷脂构成的重要物质固醇类胆固醇是合成其他物质的原料,也是构成动物的成分之一性激素能促进人和动物维生素D能促进人和动物对的吸收蜡通常分布于生物体的表面,具有作用C、H、O储能物质细胞质膜固醇类细胞质膜生殖器官的发育及生殖细胞的形成钙和磷保护
2.探究植物细胞是否含有脂肪(1)实验原理:脂肪可被苏丹Ⅲ染色液染成橘黄色。(2)实验过程:制作洋葱鳞片叶内表皮细胞和核桃种子的子叶细胞临时装片,用染色,用体积分数为50%的乙醇溶液洗去浮色。(3)实验结果:在光学显微镜下能够观察到的脂肪颗粒。苏丹Ⅲ染色液橘黄色
结论语句辨一辨(1)所有的糖类都是能源物质。()(2)所有的糖类都可以用斐林试剂鉴定。()(3)蔗糖和乳糖水解的产物都是葡萄糖。()(4)淀粉可以用斐林试剂鉴定并呈现蓝色。隔水加热条件下,蔗糖与斐林试剂发生反应生成砖红色沉淀。()(5)脂肪、磷脂都可参与细胞质膜的构成。()(6)储能物质只有脂肪。()××××××
重难探究•能力素养全提升
主题一糖类的种类和功能情境探究下面列举了动植物体中常见的糖类,请回答有关问题。①核糖②葡萄糖③脱氧核糖④半乳糖⑤糖原⑥乳糖⑦果糖⑧纤维素⑨淀粉⑩麦芽糖⑪蔗糖1.上述糖类中,属于单糖的是,属于二糖的是,属于多糖的是。2.请在下列集合图中完成动植物体内糖类的主要分布情况(填写序号即可)。①②③④⑦⑥⑩⑪⑤⑧⑨⑦⑧⑨⑩⑪①②③④⑤⑥
3.糖类是主要的能源物质,但并非所有的糖类都是能源物质,请你列举出生物体内不属于能源物质的糖类,并说出它们分别有什么作用。4.淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖,为什么它们在化学性质和功能上差别很大?答案核糖、脱氧核糖和纤维素不属于能源物质。核糖和脱氧核糖分别参与RNA和DNA的构成;纤维素是植物细胞壁的组成成分。答案葡萄糖连接方式的不同,导致三者在结构和性质上存在差异。
方法突破1.从三个角度对糖类进行分类分类依据种类按归属动植物细胞共有的糖类核糖、脱氧核糖、葡萄糖主要存在于动物细胞中的糖类乳糖、半乳糖、糖原主要存在于植物细胞中的糖类蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素、果糖按功能细胞中的主要能源物质葡萄糖细胞中的储能物质淀粉、糖原细胞的结构物质核糖、脱氧核糖、纤维素按是否具有还原性还原糖单糖、麦芽糖、乳糖非还原糖蔗糖、淀粉、糖原、纤维素
【误区警示】关于糖类的误区(1)不是所有的糖类都有甜味,如淀粉、纤维素等没有甜味。(2)不是所有的糖类都能与斐林试剂反应,只有还原糖才可以。(3)不是所有的糖类都是能源物质,如核糖、脱氧核糖、纤维素等不是能源物质。(4)不是所有糖原都能水解为葡萄糖以提高血糖浓度。只有肝糖原能水解为葡萄糖,肌糖原不能。
2.糖类的功能
探究应用1.下列关于糖类的叙述,正确的是()A.葡萄糖和果糖均具有还原性B.葡萄糖和麦芽糖可被水解C.构成纤维素的单糖是葡萄糖和果糖D.乳糖是植物细胞中的多糖A解析常见的还原糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖等。葡萄糖属于单糖,不可以被水解;一分子麦芽糖水解产生两分子葡萄糖。纤维素是由葡萄糖聚合形成的大分子多糖。乳糖是二糖,主要存在于动物细胞中。
2.下列哪项描述的是淀粉、纤维素和糖原的共同特征?()A.都是细胞内储存能量的主要物质B.都含C、H、O、N4种元素C.基本组成单位都是葡萄糖D.高等动、植物细胞中均有分布C解析纤维素不是细胞的储能物质;三种多糖的组成元素都是C、H、O;淀粉和纤维素是植物细胞特有的多糖,糖原是动物细胞特有的多糖。
3.下列有关糖类生理作用的叙述,错误的是()A.核糖和脱氧核糖是核酸的组成成分B.糖类是主要的能源物质C.淀粉是各种生物体储备的能源物质D.纤维素是植物细胞壁的主要成分C解析淀粉只是植物细胞的储能物质。
4.糖类是细胞的主要组成成分之一。下列叙述错误的是()A.植物细胞壁的主要成分纤维素是多糖B.糖原是人和动物细胞的储能物质C.麦芽糖、乳糖和蔗糖均是二糖,也是还原糖D.葡萄糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀C解析植物细胞壁的主要成分之一是纤维素,纤维素属于多糖,A项正确;糖原是人和动物细胞中特有的多糖,属于储能物质,B项正确;麦芽糖、乳糖和蔗糖均是二糖,其中蔗糖不是还原糖,C项错误;葡萄糖属于可溶性还原糖,其能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀,D项正确。
5.粗粮、蔬菜、水果等食物中含有的纤维素又叫膳食纤维,被一些科学家称为“第七类营养素”。下列有关纤维素的叙述,错误的是()A.植物细胞壁的主要成分之一是纤维素,纤维素不溶于水B.纤维素可储存能量,膳食纤维能为人和腐生细菌的生长提供能量C.膳食纤维可促进肠道蠕动,有利于肠道中有害物质的排出D.淀粉与纤维素均由葡萄糖连接而成,但葡萄糖的连接方式不同B
解析纤维素是植物细胞壁的主要成分之一,对细胞起支持和保护的作用,不溶于水,A项正确;人体细胞中缺乏分解纤维素的酶,因此,膳食纤维不能为人的生长发育提供能量,但一些腐生细菌可分解纤维素,B项错误;膳食纤维被称为“第七类营养素”,被人体摄入后可以促进肠道蠕动,抑制肠道中有害细菌的活动,同时也有利于肠道中有害物质的排出,C项正确;淀粉和纤维素都是由葡萄糖经过脱水缩合而形成的多聚体,但由于葡萄糖排列方式不同,因此淀粉和纤维素具有不同的空间结构进而具有不同的功能,D项正确。
主题二脂质的种类和功能情境探究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,这些食物在体内转化为脂肪储存起来。冬眠时,脂肪氧化分解,提供能量,以维持生命活动。材料二生活在南极寒冷环境中的企鹅,体内脂肪厚度可以达到4cm。材料三幼儿经常晒太阳,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、二说明脂肪具有什么作用?答案材料一说明脂肪是生物体内的储能物质;材料二说明脂肪具有保温作用。2.材料三说明维生素D有什么作用?答案维生素D能有效地促进人的肠道对钙和磷的吸收。3.细胞内重要的储能物质为什么是脂肪而不是糖类?答案等质量的情况下,脂肪中C、H的比例更高,氧化分解释放的能量更多,因此脂肪是细胞内重要的储能物质。
方法突破1.四种与能量有关的物质(1)葡萄糖:主要的能源物质。(2)脂肪:细胞内重要的储能物质。(3)淀粉:植物细胞内重要的能源物质。(4)糖原:动物细胞内重要的能源物质。
2.糖类和脂肪的代谢特点(1)共同点:都含有大量的化学能,都可以氧化分解为生命活动供能,产物都是CO2、H2O。(2)不同点:①糖类中氧的相对含量多,碳、氢的相对含量少,氧化分解时需氧少,释放的能量少;②脂肪中氧的相对含量少,碳、氢的相对含量多,氧化分解时需氧多,释放的能量也多。3.糖类和脂肪的转化(1)在供应充足的情况下,糖类可以大量转化为脂肪。(2)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,并且脂肪不能大量转化为糖类。
【误区警示】关于脂质的误区(1)脂肪不等同于脂质:脂肪只是脂质中的一种,脂质除了脂肪外,还包括磷脂和固醇类等。(2)胆固醇不等同于固醇类:胆固醇是固醇类中的一种,除此之外固醇类还包括性激素和维生素D等。
探究应用1.不同的脂质具有不同的化学元素组成和生理功能。下列关于脂质的描述,正确的是()①组成元素为C、H、O、N②脂肪的组成元素与糖类相同③储存能量④保护作用⑤储存遗传信息⑥是细胞质膜的成分⑦具有生物活性,调节生物体的生命活动A.①②③⑤⑥⑦B.②③④⑥⑦C.①③④⑥⑦D.②③④⑤⑥B解析脂质主要由C、H、O三种元素组成;储存遗传信息是核酸的功能。
2.下列关于脂质的叙述,错误的是()A.大豆种子中含有丰富的磷脂B.性激素属于固醇类物质C.胆固醇是构成植物细胞质膜的重要成分D.脂肪是细胞内的储能物质C解析大豆种子中磷脂含量丰富,A项正确;性激素属于固醇类物质,B项正确;胆固醇是构成动物细胞质膜的重要成分,C项错误;脂肪是细胞内重要的储能物质,可以储存能量,D项正确。
3.根据表中同质量的脂肪和糖类在氧化分解时的差异分析,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XY。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%。
4.下列关于细胞内糖类和脂质的叙述,错误的是()A.蔗糖、麦芽糖和乳糖这三种二糖的水解产物都是葡萄糖B.糖类是生命活动的主要能源物质C.等质量的脂肪与糖类相比,脂肪氧化分解释放的能量更多D.磷脂是所有细胞必不可少的脂质A解析蔗糖的水解产物是葡萄糖和果糖,麦芽糖的水解产物是葡萄糖,乳糖的水解产物是葡萄糖和半乳糖,A项错误;糖类是生命活动的主要能源物质,B项正确;脂肪中氧的含量少于糖类,而氢的含量更高,等质量的脂肪与糖类相比,脂肪氧化分解释放更多能量,C项正确;磷脂是构成细胞质膜的重要成分,是所有细胞必不可少的脂质,D项正确。
5.下列关于糖类和脂质的叙述,错误的是()A.胆固醇、性激素、维生素D都属于脂质B.纤维素、淀粉和糖原都是植物细胞特有的多糖C.植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸,在室温下一般呈液态D.细胞中糖类和脂质可以相互转化,但是二者之间的转化程度不同B解析胆固醇、性激素、维生素D都属于脂质,A项正确;糖原不是植物细胞特有的多糖,B项错误;植物脂肪大多含不饱和脂肪酸,室温下呈液态,C项正确;细胞中糖类和脂质可以相互转化,糖类可以大量转化为脂肪,而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍时才少量转化为糖类,D项正确。
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