生物必修1《分子与细胞》第3节 细胞中的糖类和脂质导学案

这是一份生物必修1《分子与细胞》第3节 细胞中的糖类和脂质导学案，共14页。

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。
素养达成
设疑激趣
肥胖被预测为21世纪的流行病和人类健康的第一杀手，肥胖会引起高血压、冠心病、脂肪肝、糖尿病等，因此，在日常饮食中，不少人对糖类和脂质是唯恐避之不及，更有一些爱美人士因害怕变胖，而把糖类和脂质视为天敌。
糖类和脂质有哪些种类？它们在生命活动中又有哪些作用呢？
夯基提能·分层突破——互动·探究·智涂
探究点一 细胞中糖类的组成、分类和功能
1.(教材P24图2­3)下图为植物体和动物体内多糖的分子组成，回答相关问题：
(1)淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是______。
(2)三种多糖具有不同的化学性质的原因是________________________________________________________________________。
2．观察下面几种常见的单糖结构式和二糖的组成，分析回答相关问题。
(1)观察上述单糖可以看出糖类分子都是由________三种元素构成的。
(2)从组成上分析二糖和单糖有什么关系？
(3)葡萄糖和蔗糖都是还原糖吗？蔗糖水解产物中只有葡萄糖吗？
(4)人在患急性肠炎时，往往静脉输入葡萄糖，不能静脉输入蔗糖，原因是什么？
3．糖类是主要的能源物质，是不是意味着所有的糖类都是能源物质？
4．从糖类的元素组成上分析糖类彻底氧化分解的产物是什么？
[特别提醒] 关于糖类物质的几个误区
(1)大多数糖类分子中H∶O＝2∶1，并非所有的糖类分子中都是如此，如脱氧核糖。
(2)分子中H∶O＝2∶1的物质不一定是糖类，如甲醛(CH2O)、乙酸(C2H4O2)等。
(3)五碳糖参与核酸构成，纤维素是植物细胞壁的组分(结构物质)，它们不能为生命活动提供能量。
(4)不是所有的糖都能和斐林试剂反应，蔗糖、淀粉等都不能。
麦芽糖、葡萄糖、果糖和乳糖属于还原糖，能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀。
(5)有甜味的物质不一定是糖类，如糖精、乙二醇、甘油等；糖类并不一定都有甜味，如淀粉、纤维素等。
(6)并不是糖原都能水解为葡萄糖，糖原有肝糖原和肌糖原两种，其中肝糖原能水解为葡萄糖。
1.糖类组成图
2．糖类分布图
3．糖类的作用
(1)生命活动的主要能源物质：葡萄糖。
(2)细胞中的储能物质：糖原、淀粉。
(3)参与构成细胞的物质：核糖、脱氧核糖、纤维素、几丁质。
4．糖类的其他分类情况
(1)按功能分
①能源糖类：葡萄糖(细胞主要能源物质)、淀粉(植物细胞储能物质)、糖原(动物细胞储能物质)等。
②结构糖类：核糖(RNA组分)、脱氧核糖(DNA组分)、纤维素(植物细胞壁组分)、糖被中的多糖等。
(2)按化学性质分
①还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖和乳糖等，可与斐林试剂在水浴加热的情况下反应，产生砖红色沉淀。
②非还原糖：蔗糖、淀粉、糖原、纤维素等。
1．(合格考)下列物质中，不属于单糖的是( )
A．核糖B．葡萄糖
C．乳糖D．果糖
2．[2022·桂林检测](合格考)下列有关糖类的生理功能的叙述，错误的是( )
A．核糖和脱氧核糖是核酸的组成成分之一
B．葡萄糖是主要的能源物质
C．淀粉和糖原是各种生物体的储能物质
D．纤维素是植物细胞壁的主要成分
3．(等级考)中医视红薯为良药，明代李时珍《本草纲目》记有“甘薯补虚，健脾开胃，强肾阴”，红薯细胞和人体细胞共有的糖是( )
①核糖 ②淀粉 ③蔗糖 ④乳糖 ⑤糖原
⑥葡萄糖
A．①⑥B．②④
C．③④⑤D．④⑤⑥
4．(等级考)(不定项) 糖类是细胞结构的重要组成物质，下列有关细胞中糖类的说法，不正确的是( )
A.糖类是主要的能源物质，因此糖类是细胞中含量最多的化合物
B．果糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质，常被形容为“生命的燃料”
C．植物细胞中最常见的二糖是蔗糖和乳糖，最常见的多糖是淀粉和纤维素
D．几丁质也是一种多糖，可用于废水处理、人造皮肤、制作食品包装纸等
5．(不定项)下列关于糖类化合物的叙述，不正确的是( )
A．葡萄糖、果糖、半乳糖都是还原糖，但元素组成不同
B．淀粉、糖原、纤维素都是由葡萄糖聚合而成的多糖
C．蔗糖、麦芽糖、乳糖都可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀
D．蔗糖是淀粉的水解产物之一，麦芽糖是纤维素的水解产物之一
探究点二 细胞中的脂质
脂质是指一类在化学组成和分子结构上差异很大，不溶于水而易溶于乙醚、氯仿等脂溶性有机溶剂的有机物。结合教材内容，分析下面材料并回答问题。
1．脂肪
材料 与糖类类似，脂肪也由C、H、O三种元素组成，所不同的是脂肪中氧的含量远远少于糖类，而H的含量更多。据分析，1g脂肪氧化分解可释放出约39kJ的能量，1g糖原氧化分解可释放出约17kJ的能量，但1g脂肪在体内储存所占的体积是1g糖原的1/5。
下图为一种脂肪分子的结构式：
(1)脂肪的元素组成是________，磷脂中还含有______等元素。
(2)与糖原相比，为什么脂肪是良好的储能物质？
(3)分析材料，并归纳脂肪的其他功能。
(4)黑熊在冬眠前要大量地进食，为冬眠积聚能量，这些能量主要储存在哪种成分中？
2．磷脂和固醇
材料 维生素D又被称为“阳光维生素”，经常晒太阳会使人体内的胆固醇转化成维生素D。16～19世纪终年不见阳光的“雾都”伦敦，很多工业区随处都可以看到方颅、肋串珠、鸡胸或漏斗胸，出现O形或X形腿的小孩。
(1)细胞膜中含有哪些脂质类物质？
(2)维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。它与________和________同属于脂质中的固醇类物质。
(3)公鸡有鲜艳的羽毛，鸣叫嘹亮，这与公鸡体内的哪种物质直接有关，其化学本质是什么？
[易混辨析]
(1)脂肪≠脂质，脂肪只是脂质中的一种，脂质除了脂肪外，还包括磷脂和固醇等。
(2)胆固醇≠固醇，固醇和胆固醇虽然都是脂质，但其范围不同，胆固醇是固醇中的一种。
[名师提醒]
脂肪的结构
(1)脂肪：脂肪是由三分子脂肪酸和一分子甘油发生反应而形成的酯，即三酰甘油(又称甘油三酯)。其中甘油的分子比较简单，而脂肪酸的种类和分子长短却不相同。
(2)脂肪酸：大多数动物脂肪含饱和脂肪酸(长链上相邻的碳原子之间以单键连接)，室温时呈固态。植物脂肪大多含不饱和脂肪酸(长链中存在双键)，室温时呈液态，如食用油。
1.脂质的元素组成及分类
2．种类、分布及功能
1．(合格考)生物体进行生命活动的主要能源物质和细胞内良好的储能物质分别是( )
A．蛋白质、脂肪
B．糖类、脂肪
C．脂肪、糖类
D．糖类、蛋白质
2．(合格考)脂肪的化学组成不同于糖类的主要特点是( )
A．主要由C、H、O三种元素组成
B．分子中氢原子所占比例高
C．分子中氧原子所占的比例高
D．有的脂质物质中含有N、P
3．(合格考)某些保健品中含有一定量的性激素(或性激素类似物)，对青少年的发育会造成不良影响。从化学成分上分析，性激素属于( )
A．糖类B．脂质
C．蛋白质D．核酸
4．(等级考)(不定项)某些动物在准备度过缺少食物的冬季之前，要吃大量的食物，这些食物在体内会转变为肪脂储存起来。下列叙述不正确的是( )
A．相同质量的糖类所含能量是脂肪的2倍
B．脂肪是构成细胞内各种膜结构的重要成分
C．多食用高脂食物有助于减少心脑血管疾病
D．脂肪分子由一个甘油和三个脂肪酸经脱水形成
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1.[2022·北海中学二模]在动物细胞和植物细胞中作为储能物质的多糖分别是( )
A．葡萄糖、淀粉B．几丁质、麦芽糖
C．乳糖、纤维素D．糖原、淀粉
2．某动物体可以完成下列反应式(其中◇、○代表不同的单糖)，其中◇—○代表的二糖可能是( )
◇—○＋水eq \(――→,\s\up7(酶))◇＋○
A．麦芽糖B．乳糖
C．蔗糖D．乳糖或蔗糖
3．以下属于玉米籽粒中储能物质的是( )
①脂肪 ②淀粉 ③糖原
A．①和②B．②
C．①和③D．①、②和③
4．目前，瘦成“一道闪电”受到许多人的追捧，但是脂肪也是人体重要的营养物质，人体内脂肪的生理功能包括( )
①缓冲、减压和保护内脏 ②良好的储能物质 ③生物膜的重要成分 ④对生命活动具有调节作用 ⑤促进人体肠道对钙磷的吸收 ⑥保温作用
A．②③⑥B．①②⑥
C．③④⑤D．①②③④⑤⑥
5．科研人员测定了芒果果实生长发育过程中淀粉、可溶性糖等物质的含量变化，如下图所示：
(1)葡萄糖、果糖和蔗糖属于可溶性糖，其中________能与斐林试剂发生作用，生成________色沉淀。
(2)据图可知，芒果果实发育至青熟期间(40～120天)________________含量增加明显；果实青熟采收后至完熟阶段，蔗糖含量快速升高，最可能的原因是________________________________________________________________________，进而转化为蔗糖。
疑难解答·名师指津——释疑·解惑·教材
问题探讨
1．提示：糖类是细胞生命活动所需要的主要能源物质。
2．提示：这说明细胞可以将葡萄糖转化为脂肪。
练习与应用
一、概念检测
1．(1)√ (2)× (3)×
2．C
二、拓展应用
1．(1)减少甜味食品摄入，如含蔗糖(白砂糖、绵白糖、冰糖、红糖)、葡萄糖和果糖等的食物。减少油炸食品和肥肉的摄入。
(2)①少食多餐，切忌暴饮暴食。②食物种类多样化，保证营养均衡。③避免或尽量减少油炸、油煎、油焖、糖醋、腌制、酱汁等高油高糖高盐食品。④避免或尽量少吃零食，学会观看食物配料表，食品添加剂多的食物尽量避免，合理搭配营养素比例。⑤烹调方式尽量选择煮、蒸、炖、烩等少油方式。
2．糖类是生物体主要利用的能源物质，尤其是大脑和神经所利用的能量必须由糖类来供应。而脂肪是生物体内最好的储备能源，脂肪是非极性化合物，可以以无水的形式储存在体内。虽然糖原也是动物细胞内的储能物质，但它是极性化合物，是高度的水合形式，在机体内储存时所占的体积相当于同等重量的脂肪所占体积的4倍左右。因此脂肪是一种很“经济”的储备能源。与糖类氧化相比，在生物细胞内脂肪的氧化速率比糖类慢，而且需要消耗大量氧气，此外，糖类氧化分解既可以在有氧条件下进行，也可以在无氧条件下进行，所以对于生物体的生命活动而言，糖类和脂肪都可以作为储备能源，但是糖类是生物体生命活动利用的主要能源物质。
第3节 细胞中的糖类和脂质
夯基提能·分层突破
探究点一
【师问导学】
1．(1)葡萄糖 (2)葡萄糖的连接方式不同
2．(1)C、H、O
(2)二糖由两分子单糖脱水缩合而成，分子式为C12H22O11。
(3)葡萄糖是还原糖，蔗糖不是还原糖。一分子蔗糖水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖。
(4)葡萄糖是生命活动所需要的主要能源物质，蔗糖不能被动物细胞吸收利用。
3．不是。如核糖、脱氧核糖、纤维素等均不是能源物质。
4．CO2和H2O。
【随堂检测】
1．解析：单糖是不能水解的糖，如核糖、葡萄糖、果糖，而乳糖属于二糖。
答案：C
2．解析：核糖和脱氧核糖是核酸的组成成分之一，核糖是RNA的组成成分，脱氧核糖是DNA的组成成分；生物体主要通过氧化分解葡萄糖获得能量，所以葡萄糖是主要的能源物质；淀粉是植物体内的储能物质，糖原是动物体内的储能物质；纤维素是构成植物细胞壁的主要成分。
答案：C
3．解析：核糖、葡萄糖是动植物细胞共有的单糖，①⑥正确；淀粉是植物细胞特有的多糖，②错误；蔗糖是植物细胞特有的二糖，③错误；乳糖是动物细胞特有的二糖，④错误；糖原是动物细胞特有的多糖，⑤错误。
答案：A
4．解析：细胞内含量最多的化合物是水，A错误；葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质，常被形容为“生命的燃料”，B错误；乳糖是动物细胞内的二糖，C错误；几丁质也是一种多糖，可用于废水处理、人造皮肤、制作食品包装纸等，D正确。
答案：ABC
5．解析：葡萄糖、果糖、半乳糖都是单糖，都具有还原性，且糖类的元素组成只有C、H、O三种，A错误；糖原、纤维素和淀粉都是多糖，三者的基本单位都是葡萄糖，B正确；蔗糖、麦芽糖、乳糖都是二糖，但是蔗糖没有还原性，不能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，C错误；淀粉的初步水解产物是麦芽糖，彻底水解产物是葡萄糖，纤维素的初步水解产物是纤维二糖，彻底水解产物是葡萄糖，D错误。
答案：ACD
探究点二
【师问导学】
1．(1)C、H、O N、P (2)a.由于脂肪中碳和氢含量比糖类多，因此在氧化分解时释放出来的能量也多。b.单位质量的脂肪体积比糖原小很多，有利于储藏。 (3)脂肪除是细胞内良好的储能物质外，还具有保温、缓冲和减压作用。 (4)能量主要存在于脂肪中。
2．(1)磷脂是构成细胞膜和细胞器膜的主要成分，胆固醇也是动物细胞膜的重要成分。 (2)胆固醇 性激素 (3)与雄激素有关，化学本质是脂质中的固醇。
【随堂检测】
1．解析：糖类是主要的能源物质，脂肪是细胞内良好的储能物质。
答案：B
2．解析：脂肪含氢量高，含氧量低，所以彻底氧化可以释放更多能量。
答案：B
3．解析：脂质主要包括脂肪、磷脂、固醇，其中固醇又包括胆固醇、性激素、维生素D。
答案：B
4．解析：相同质量的脂肪所含能量比糖类多，A错误；脂质包括脂肪、磷脂、固醇，其中磷脂是构成细胞内各种膜结构的重要成分，B错误；多食用高脂食物容易引起心脑血管疾病，C错误；脂肪也称甘油三酯，由一个甘油和三个脂肪酸经脱水形成，D正确。
答案：ABC
高效课堂·实践运用
1．解析：动物细胞中储存能量的多糖是糖原，植物细胞中储存能量的多糖是淀粉。
答案：D
2．解析：图示二糖分子水解后产生的单糖分子不相同，符合此条件的二糖有乳糖和蔗糖。一分子乳糖水解后产生一分子葡萄糖和一分子半乳糖；一分子蔗糖水解后产生一分子葡萄糖和一分子果糖。
答案：D
3．解析：脂肪是动植物细胞都存在的储能物质，淀粉是植物特有的储能物质，糖原是动物细胞特有的储能物质。所以玉米籽粒中储能物质有淀粉和脂肪。
答案：A
4．解析：脂肪可以缓冲、减压和保护内脏器官，①正确；脂肪是细胞内的储能物质，②正确；磷脂是生物膜的重要成分，③错误；脂质中的性激素具有生物活性，对生命活动具有调节作用，脂肪没有调节作用，④错误；维生素D能促进人和动物肠道对钙和磷的吸收，⑤错误；脂肪是良好的绝热体，有保温作用，⑥正确。
答案：B
5．解析：(1)斐林试剂能与可溶性还原糖在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀，葡萄糖、果糖和蔗糖中属于可溶性还原糖的是葡萄糖和果糖，因此葡萄糖和果糖能与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀。(2)据图可知，芒果果实发育至青熟期间(40～120天)淀粉和果糖的含量增加明显；果实青熟采收后至完熟阶段，蔗糖含量快速升高，此时淀粉含量快速下降，因此蔗糖含量升高的最可能的原因是淀粉分解，进而转化为蔗糖。
答案：(1)葡萄糖、果糖 砖红 (2)淀粉、果糖 淀粉分解种类
生理功能及分布
脂肪
(储能脂质)
①功能：a.细胞内良好的储能物质。(主要功能)
b.很好的绝热体，有绝热、保温作用。
c.能缓冲和减压，可以保护内脏器官。
②分布：动物的皮下、肠系膜、大网膜及内脏周围
磷脂
(结构脂质)
①功能：细胞膜、细胞器膜等生物膜的重要成分
②分布：人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆种子等
固醇(功能脂质)
胆固醇
功能：①动物细胞膜的重要成分。②参与血液中脂质的运输。③阳光(紫外线)照射下可转化为维生素D
性激素
功能：促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成
维生素D
功能：能有效地促进人和动物肠道对Ca和P的吸收
网
络
建
构
主
干
落
实
1.糖类是生物体内主要的能源物质。
2．蔗糖、麦芽糖、淀粉和纤维素只分布于植物细胞中，乳糖和糖原只分布于动物细胞中。
3．脂肪具有储能、保温、缓冲和减压的作用。
4．磷脂是构成细胞膜的重要成分。
5．胆固醇参与构成动物细胞膜，参与血液中脂质的运输；性激素促进生殖器官的发育及生殖细胞的形成；维生素D能促进肠道对钙和磷的吸收。
6．脂肪分子中氧的含量少于糖类，而氢的含量则多于糖类。