学年高考生物人教版解题核心整合必修一讲义第2章 组成细胞的分子 24 Word版含答案Word格式文档下载.docx
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【素养达成】
1.概述糖类的种类和作用。
(生命观念)
2.举例说出脂质的种类和作用。
3.结合四大有机物的结构组成,理解生物大分子以碳链为骨架。
(科学思维)
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?
它们在生命活动中有哪些作用呢?
探究点一 细胞中糖类的组成、分类和功能
【师问导学】
结合葡萄糖和蔗糖的结构分析:
1.为什么将糖类称为“碳水化合物”?
糖类分子都是由C、H、O三种元素构成的,多数糖类分子中H、O原子的比例是2:
1,类似于水分子。
2.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?
葡萄糖是还原糖,蔗糖不是还原糖。
蔗糖水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖。
3.下图是一个汉堡中的几种多糖的组成,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上有很大差异?
三种多糖的基本单位都是葡萄糖,但葡萄糖连接的方式不同,使它们具有了不同的化学性质。
4.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?
不是。
如核糖、脱氧核糖、纤维素等均不是能源物质。
5.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?
CO2和H2O。
【智涂笔记】
[特别提醒] 1.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:
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、乳糖、半纤维素、果胶质等。
2.可以根据糖的种类来判断生物种类
(1)若细胞内含有糖原或乳糖,则为动物细胞;
(2)若细胞内含有麦芽糖、蔗糖、淀粉或纤维素,则为植物细胞;
(3)若生物体内只有核糖或脱氧核糖,则为病毒。
【师说核心】
细胞中的糖类
1.功能:
生物体进行生命活动的主要能源物质。
2.组成元素:
只有C、H、O三种元素。
3.分类、分布及功能(依据:
水解情况)
种类
特点
常见种类
分布
功能
单糖
不能水解,可直接被细胞吸收
五碳糖
核糖
(C5H10O5)
动植物细胞
组成RNA
脱氧核糖
(C5H10O4)
组成DNA
六碳糖
(C6H12O6)
葡萄糖
细胞中主要的能源物质
果糖
植物细胞
半乳糖
动物细胞
二糖
(C12H22O11)
水解后能够生成两分子单糖,必须水解成单糖才能被细胞吸收
蔗糖
(蔗糖→葡萄糖+果糖)
甜菜、甘蔗、水果等植物细胞中,可用以加工红糖、白糖、冰糖
能水解成单糖而供能
麦芽糖
(麦芽糖→葡萄糖+葡萄糖)
发芽的小麦等植物细胞中
乳糖
(乳糖→葡萄糖+半乳糖)
人和动物的乳汁中
多糖
(C6H10O5)n
水解后能够生成许多单糖,必须水解成单糖才能被细胞吸收,自然界中含量最多
淀粉
(淀粉→许多葡萄糖)
玉米、小麦、水稻、马铃薯、山药等植物细胞中
植物细胞中重要的储能物质
纤维素
(纤维素→许多葡萄糖)
植物细胞壁
植物细胞壁的主要成分
糖原
(糖原→许多葡萄糖)
肝糖原
主要存在于人和动物的肝脏和肌肉中
糖原是人和动物细胞中重要的储能物质
肝糖原可调节血糖含量
肌糖原可为肌肉供能
肌糖原
单糖、二糖、多糖的转化关系
供能
[拓展深化] 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、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:
核糖、脱氧核糖、蔗糖、淀粉、糖原、纤维素等。
(3)按分布分:
【检测反馈】
1.存在于RNA而不存在于DNA中,存在于动物细胞质而不存在于植物细胞质中的糖类物质分别是( )
A.核糖、糖原 B.蔗糖、纤维素
C.脱氧核糖、麦芽糖D.脱氧核糖、淀粉
核糖是核糖核酸的组成成分,主要存在于动植物细胞的细胞质内;
脱氧核糖是脱氧核糖核酸的组成成分,主要存在于动植物细胞的细胞核内。
糖原存在于动物细胞的细胞质中;
蔗糖、淀粉、纤维素存在于植物细胞中。
A
2.下列关于生物体内糖类物质的叙述,正确的是( )
A.麦芽糖在动植物细胞中都能检测到
B.单糖、二糖和多糖在细胞内可以相互转化
C.糖类物质都是细胞内的能源物质
D.糖类物质在细胞内不能储存
动物细胞不含有麦芽糖;
核糖、脱氧核糖、纤维素不是能源物质,肌糖原和肝糖原能暂时储存。
B
3.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
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。
C
4.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
单糖是不能水解的糖,如核糖、葡萄糖、果糖,而乳糖属于二糖。
5.大肠杆菌、玉米、噬菌体、酵母菌都具有的糖是( )
A.纤维素B.淀粉
C.糖原D.脱氧核糖
纤维素和淀粉是玉米的组成成分,糖原是动物细胞才有的多糖,脱氧核糖是DNA的组成成分,大肠杆菌、玉米、噬菌体和酵母菌都含有DNA,都含有脱氧核糖。
D
探究点二 细胞中的脂质、生物大分子
1.分析有关脂质的几个问题:
(1)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?
(2)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?
(1)与性激素有关,化学本质是脂质。
(2)脂肪是动物体内主要的储能物质,所以能量主要存在于脂肪中。
2.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。
①脂肪的元素组成是C、H、O,固醇类物质还含有N元素,而磷脂中还含有P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。
(2)磷脂和固醇
材料 细胞膜的化学组成基本相同,主要由脂质、蛋白质和糖类组成。
各成分含量分别约为50%、40%、2%~10%。
膜脂质主要由磷脂、胆固醇构成。
在大多数细胞的膜脂质中,磷脂占总量的70%以上,胆固醇不超过30%。
胆固醇还参与血液中脂质的运输,但过多摄入会在血管壁上沉积,造成血管阻塞,危及生命。
据材料分析,细胞膜中含有哪些脂质类物质?
(1)②a.由于脂肪中含碳和氢量比糖类多,因此在氧化分解时的耗氧量要比糖类多,释放出来的能量也多,产生的水也多。
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。
(2)磷脂是构成细胞膜和细胞器膜的主要成分,胆固醇也是细胞膜的重要成分。
[特别提醒] 各种不同脂质的元素组成不完全相同,脂肪只含有C、H、O,磷脂含有C、H、O、N、P,固醇只含有C、H、O。
[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。
(3)生物大分子≠多聚体,生物大分子是分子量达到上万或更多的有机分子,多聚体是由许多单体连接而成的。
多聚体都是生物大分子,生物大分子不一定是多聚体。
1.分布及作用:
存在于所有细胞中,是组成细胞和生物体的重要有机化合物。
主要是C、H、O,有些脂质还含有P、N。
(特点:
脂质分子中C、H多O少,而糖类则相反,C、H少O多)
3.化学性质:
分子结构差异很大,通常不溶于水,而溶于脂溶性有机溶剂,如丙酮、氯仿、乙醚等。
4.种类、分布及功能
生理功能及分布
脂肪
(储能脂质)
①组成:
甘油+脂肪酸→脂肪
②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。
“胖人怕热”c.能缓冲和减压,可以保护内脏器官。
“瘦人怕撞”
③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,使细胞膜在低温条件下仍能保持一定的流动性。
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
①促进人和动物生殖器官的生长发育以及生殖细胞的形成
②激发并维持第二性征及雌性动物的性周期
维生素D
能有效促进人和动物肠道对Ca、P的吸收,调节Ca、P代谢
1.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
脂质主要包括脂肪、磷脂、固醇(如性激素)三类。
2.细胞中脂质的作用不包括( )
A.性激素的主要成分
B.储能的主要物质
C.酶的主要成分
D.生物膜的主要成分
脂质主要包括脂肪、磷脂和固醇。
脂肪是细胞代谢所需能量的主要储存形式,磷脂是构成生物膜的主要成分,性激素属于固醇,能促进生物的生殖等。
探究点三 生物大分子以碳链为骨架
科学家说“碳是生命的核心元素”,“没有碳,就没有生命”。
阅读教材,结合下面的材料,谈谈你对这句话的理解。
1.像多糖、蛋白质、核酸等生物大分子都是由许多基本的组成单位连接而成的,这些基本单位称为单体,这些生物大分子称为单体的多聚体。
2.每个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,由许多单体连接成多聚体。
[易混辨析] 大分子物质的初步水解产物和彻底水解产物
物质
初步水解产物
彻底水解产物
DNA
脱氧核苷酸
脱氧核糖、碱基、磷酸
RNA
核糖核苷酸
核糖、碱基、磷酸
蛋白质
多肽
氨基酸
单体(基本单位、小分子)
多聚体(生物大分子)
核苷酸
核酸
脱氧(核糖)核苷酸
脱氧核糖核酸(DNA)
核糖核酸(RNA)
甘油、脂肪酸
单体
多聚体
正是由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用,科学家才说“碳是生命的核心元素”,“没有碳,就没有生命”
1.下列叙述中,错误的是( )
A.多聚体水解后的产物是它的单体
B.脂肪彻底氧化分解后的产物是CO2和H2O,所以CO2和H2O是脂肪的单体
C.淀粉和纤维素的单体都是单糖
D.DNA和RNA单体的分子组成不同
生物大分子都是由许多基本的组成单位连接而成的,这些基本单位称为单体,因此这些生物大分子又称为单体的多聚体。
蛋白质的单体是氨基酸,淀粉和纤维素等多糖的单体是单糖,核酸的单体是核苷酸。
脂肪的氧化产物不是生物大分子的单体。
2.唾液淀粉酶能将淀粉分解为麦芽糖,再在麦芽糖酶的作用下进一步分解为葡萄糖,对此下列说法不正确的是( )
A.麦芽糖是淀粉的单体
B.葡萄糖是淀粉的单体
C.该过程是水解反应
D.淀粉是一种多聚体
淀粉是一种多聚体,其单体是葡萄糖,麦芽糖可以进一步的水解,不是其基本单位,也就不是单体;
多聚体可以水解成单体。
【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和生殖细胞的形成;
维生素D能促进小肠对钙和磷的吸收。
6.脂质分子中氧的含量少于糖类,而氢的含量则多于糖类。
►问题探讨·
教材P30
1.提示:
不一样。
2.提示:
糖类。
►旁栏思考题·
教材P31~32
糖尿病人饮食中,米饭、馒头等主食也需限量,是因为其中富含淀粉,淀粉经消化分解后生成的是葡萄糖。
熊在冬眠前大量取食获得的营养有相当多的部分转化为脂肪储存,既可御寒,也供给冬眠中生命活动所需的能量。
►思考与讨论·
教材P32
脂肪主要分布在人和动物体内的皮下和肠系膜部位。
某些动物还在特定的部位储存脂肪,如骆驼的驼峰。
花生、油菜、向日葵、松子、核桃、蓖麻等植物都含有较高的脂肪,这些植物的脂肪多储存在它们的种子里。
3.提示:
脂肪除了可以储存大量能量外,还具有隔热、保温和缓冲的作用,可以有效地保护动物和人体的内脏器官。
4.提示:
略
►练习·
教材P33
基础题
(1)√ 磷脂是构成细胞膜的重要成分,也是构成各种细胞器膜的重要成分。
(2)×
植物细胞壁中含有纤维素,但动物细胞中不含纤维素。
C 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”。
C 常见的多糖是纤维素、淀粉和糖原,植物细胞中存在较多的多糖有纤维素、淀粉,蔗糖和麦芽糖为二糖。
C 构成糖原、淀粉和纤维素的单体是葡萄糖。
5.提示:
C 人和动物皮下良好的储能物质是脂肪;
糖原虽然也是人和动物细胞的储能物质,但主要分布在肝脏和肌肉中;
淀粉是植物细胞的主要储能物质;
蛋白质一般不作为储能物质,它是生命活动的主要承担者。
拓展题
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。
葡萄糖是不能水解的糖类,它不需要消化,可以直接进入细胞内,因此葡萄糖可以口服也可以静脉注射;
但是蔗糖只能口服而不可以静脉注射,因为蔗糖是二糖,必须经过消化作用分解成两分子单糖后才能进入细胞。
蔗糖经过口服后,可以在消化道内消化分解,变成单糖后被细胞吸收。
课后分层检测案6 细胞中的糖类和脂质
授课提示:
对应学生用书138页
【基础巩固练】
1.用水解法研究下列物质,水解终产物不都是葡萄糖的是( )
①淀粉 ②蔗糖 ③乳糖 ④麦芽糖
A.①② B.②③
C.③④D.①④
淀粉、麦芽糖、纤维素和糖原的单体都是葡萄糖,水解终产物均只有葡萄糖一种产物;
蔗糖是由葡萄糖和果糖形成的二糖,乳糖是由葡萄糖和半乳糖形成的二糖。
2.下列关于糖的叙述中,正确的是( )
A.葡萄糖和果糖分子均有还原性
B.葡萄糖和麦芽糖均可被水解
C.构成纤维素的单体是葡萄糖和果糖
D.乳糖可以被小肠上皮细胞直接吸收
葡萄糖为单糖,不能再水解;
乳糖为二糖,必须水解后方能被吸收;
构成纤维素的基本单位为葡萄糖。
3.植物细胞和动物细胞中储存能量的糖类依次是( )
A.纤维素和糖原
B.麦芽糖和乳糖
C.淀粉和糖原
D.葡萄糖和纤维素
植物细胞中储存能量的物质是淀粉,动物细胞中储存能量的物质是糖原。
纤维素也是多糖,但是它是构成植物细胞壁的成分,很多时候不能被生物体所利用。
葡萄糖、麦芽糖、乳糖等都是能源物质,但不是储能物质。
4.某植物体内可以完成下列反应式:
(其中◇、○代表不同的单糖),则◇——○代表的二糖可能是( )
◇——○+水
◇+○
A.麦芽糖B.乳糖
C.蔗糖D.乳糖和蔗糖
麦芽糖水解后产生两分子葡萄糖,乳糖水解后产生一分子半乳糖和一分子葡萄糖,蔗糖水解后产生一分子葡萄糖和一分子果糖。
而乳糖是动物所特有的二糖。
5.下列脂质中,不能对生物体的正常代谢活动起调节作用的是( )
A.胆固醇B.性激素C.维生素DD.脂肪
常见的脂质有脂肪、磷脂和固醇等。
脂肪是主要的储能物质,因此被称为储能脂;
磷脂是构成细胞膜等生物膜的主要成分,因此被称为结构脂;
固醇包括胆固醇、性激素和维生素D等,它们对于维持生物体正常的新陈代谢起着重要的调节功能,所以又被称为功能脂。
6.下列物质的化学组成中,没有基本组成单位的是( )
A.淀粉和纤维素B.蛋白质
C.DNA和RNAD.甘油
淀粉和纤维素的基本组成单位是葡萄糖,蛋白质的基本组成单位是氨基酸,DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,RNA的基本组成单位是核糖核苷酸。
甘油是小分子物质,没有基本组成单位。
7.组成核酸分子的单体是( )
A.五碳糖B.五碳糖、含氮碱基、磷酸
C.核苷酸D.DNA和RNA
组成生物大分子的基本单位称为单体,组成核酸的基本单位是核苷酸。
8.分析图中所示生物体内4种有机物的组成及功能,回答下列问题:
(1)图中表示糖类的是__________,__________在动物细胞中指糖原。
(2)图中__________指的是甘油和脂肪酸。
(3)图中__________指的是核苷酸。
(4)写出C的结构简式:
______________________________。
(5)上述所有化合物的共同组成元素为__________。
糖类是主要的能源物质,包括单糖、二糖和多糖,多糖和二糖的基本单位是单糖,元素组成是C、H、O;
脂肪是生物体储存能量的物质,是由脂肪酸和甘油脱水缩合而成的,元素组成是C、H、O;
蛋白质是生物体的结构物质,是生命活动的体现者,基本单位是氨基酸,元素组成是C、H、O、N;
核酸是生物的遗传物质,基本单位是核苷酸,元素组成是C、H、O、N、P。
(1)A和E E
(2)B (3)D(4)CHRH2NCOOH (5)C、H、O
【能力提升练】
9.下图是两种二糖的组成示意图,相关叙述正确的是( )
A.图中M、N指代的物质分别是葡萄糖、果糖
B.图中M代表的物质也是纤维素和糖原的基本组成单位
C.因葡萄糖和果糖都是还原糖,故麦芽糖和蔗糖也是还原糖
D.细胞内的二糖以及单糖的作用只能是细胞呼吸供能的底物
麦芽糖由两分子葡萄糖组成,蔗糖由1分子葡萄糖和1分子果糖组成,故M、N均为葡萄糖;
麦芽糖为还原糖,但蔗糖为非还原糖;
单糖中的核糖、脱氧核糖均不作为能源物质,故不属细胞呼吸供能的底物。
10.下列关于“地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来”的原因的叙述,错误的是( )
A.碳元素在生物体内含量最多
B.碳原子含有四个价电子
C.碳原子之间能以共价键结合
D.许多含碳有机物能连成链或环
碳元素是组成生物体的主要成分之一,但并非含量最多,在生物体内含量最多的元素是氧。
但由于碳原子的四个价电子可与许多原子结合,也可以与其他碳原子以共价键的形式形成不同长度的链状或环状结构,从而构成有机物的基本骨架,所以碳是构成细胞的最基本元素。
11.如图为糖的分类示意图,下列相关叙述正确的是( )
A.糖原、淀粉和纤维素是细胞中的储能物质
B.糖类不参与细胞识别
C.动植物细胞中的多糖都是贮能物质
D.枯枝落叶中的纤维素经微生物分解可产生葡萄糖
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