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高一生物（2019人教版）必修1同步教案
2.3　细胞中的糖类和脂质
学习目标 素养目标
1．举例说出糖类的种类和作用，阐明糖类既是细胞结构的重要组成成分，又是生命活动的主要能源物质。 2．举例说出脂质的主要种类和作用。 3．举例说出糖类和脂质的相互转化。 4．关注糖类、脂肪等的过量摄入对健康的影响。 1．生命观念————认知不同类型的物质其作用不同 2．社会责任————理解细胞中与能量供给有关的物质，关注身体健康。
分点突破（一）细胞中的糖类
基础·落实
1．元素组成：由C、H、O三种元素组成。
2．主要作用：糖类是主要的能源物质。
3．分类
(1)单糖
①含义：不能水解的糖类。
②常见种类
(2)二糖：分布在植物中的二糖主要是蔗糖和麦芽糖；分布在动物中的二糖主要是乳糖。
(3)多糖
举例 分布 功能
淀粉 植物细胞 储存能量
纤维素 植物细胞 植物细胞壁的主要成分
糖原 动物细胞 储存能量
几丁质 甲壳动物和昆虫 外骨骼的重要组成成分
深化·认知
一、在“思考探究”中解惑
1．如图表示糖类的化学组成和种类，据图思考讨论：
(1)①②③代表糖的种类依次是什么？它们都可继续水解吗？
提示：①②③分别是单糖、二糖和多糖；单糖不能再水解。
(2)④⑤分别代表什么物质？各有什么功能？
提示：分别为纤维素、肌糖原；前者是构成植物细胞细胞壁的主要成分，后者储存能量。
2．糖原、淀粉和纤维素都是由葡萄糖组成的，为什么特性不同？几丁质及其衍生物在医药、化工等方面的用途有哪些？
提示：因为组成糖原、淀粉和纤维素的葡萄糖分子之间的连接方式不同。用于废水处理；用于制作食品的包装纸和食品添加剂；用于制作人造皮肤等。
二、在“系统思维”中提能
1．糖类分布图
2．糖类的功能
(1)生物体的主要能源物质，如葡萄糖氧化分解释放能量。
(2)生物体重要的结构物质，如纤维素是植物细胞细胞壁的组成成分。
(3)细胞中储存能量的物质，如植物的淀粉、动物的糖原等。
应用·评价
1．(2021·江苏淮安高一期中)糖画是一种传统民间手工艺，俗称“糖倒人儿”。用料一般是红、白糖加入少量饴糖(主要是麦芽糖)。下列关于糖类的叙述错误的是(　　)
A．红、白糖的主要成分是蔗糖，可以被进一步水解为更简单的化合物
B．饴糖溶液中加入斐林试剂后，水浴加热会形成砖红色沉淀
C．细胞中的糖类只能合成糖原
D．植物细胞中常见的二糖有蔗糖和麦芽糖
解析：C　红、白糖的主要成分是蔗糖，可以被进一步水解为单糖，A正确；饴糖主要是麦芽糖，麦芽糖具有还原性，故饴糖溶液中加入斐林试剂后，水浴加热会形成砖红色沉淀，B正确；细胞中的糖类在适宜条件下也可转化为脂肪，C错误；植物细胞中常见的二糖是蔗糖和麦芽糖，动物细胞中常见的二糖是乳糖，D正确。
2．(2021·天津高一期末)若“淀粉—麦芽糖—葡萄糖—糖原”表示某生物体内糖类的某些转化过程，则下列说法正确的是(　　)
①在动物的肝脏细胞中，可发生葡萄糖与糖原的相互转化过程
②此生物一定是植物，因为它含有淀粉和麦芽糖
③淀粉和糖原都是储存能量的多糖，麦芽糖是二糖
④上述关于糖的转化不可能发生在同一生物体内，因为淀粉和麦芽糖是植物特有的糖，而糖原是动物特有的糖
A．①③④ B．①②④
C．①③ D．②③
解析：C　在动物的肝脏细胞中，葡萄糖可以合成肝糖原，肝糖原也可分解为葡萄糖，因此可发生葡萄糖与糖原的相互转化过程，①正确；此生物能将淀粉分解为麦芽糖进而分解为葡萄糖，然后用葡萄糖合成糖原，该生物一定是动物，②错误；淀粉和糖原都是储存能量的多糖，麦芽糖是二糖，③正确；上述关于糖的转化可能发生在同一生物体内，淀粉作为食物被吃到动物的消化道内，在消化道中被分解为麦芽糖进而分解为葡萄糖，葡萄糖被肠道吸收后运送到全身各处，在肝脏、肌肉等处可以用于合成糖原，④错误。
3．说到糖，每个人的第一感觉是甜。下列关于糖类的说法，正确的是(　　)
A．糖类都是为细胞生命活动提供能量的重要物质或储能物质，如纤维素
B．某品牌无糖饼干没有甜味，属于无糖食品
C．人血液中的葡萄糖低于正常含量时，肝糖原可分解补充血糖
D．组成蔗糖、麦芽糖的单糖都是葡萄糖
解析：C　纤维素可参与构成植物细胞壁，不能为生命活动提供能量或储存能量，A错误；饼干的主要成分是淀粉，淀粉属于多糖，B错误；人血液中的葡萄糖低于正常含量时，肝糖原可分解成葡萄糖，补充血糖，C正确；组成蔗糖的单糖是葡萄糖和果糖，D错误。
特别提醒
(1)并不是所有的糖类都是能源物质，核糖、脱氧核糖、纤维素不能氧化分解提供能量，只是生物体的组成成分。
(2)并不是所有的糖类都有甜味，细胞中的单糖、二糖一般有甜味，而多糖如淀粉、糖原、纤维素则没有甜味。
(3)肝糖原可水解为葡萄糖，补充生物体内的血糖，肌糖原不能补充血糖。
分点突破(二)　细胞中的脂质
基础·落实
1．脂质的元素组成：主要是C、H、O，有些脂质还含有N、P。
2．脂质的化学性质：脂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。
3．脂质的特点：与糖类不同，脂质分子中 氧 的含量远远低于糖类，而 氢 的含量更高。
4．脂质的分类及功能
5．糖类和脂质的关系
(1)糖类在供应充足时，可以大量转化为脂肪和某些氨基酸。
(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，而且不能大量转化为糖类。
深化·认知
一、在“思考探究”中解惑
1．导致公鸡出现“大红冠子花外衣”的主要物质是什么？其化学本质是哪一类？主要作用是什么？
提示：雄激素；固醇类；促进生殖器官发育和生殖细胞的形成，激发并维持第二性征。
2．俗语说“瘦人怕撞，胖人怕热”，请结合脂质的有关内容分析其中的原因。
提示：脂肪具有缓冲、减压和保温作用。
二、在“系统思维”中提能
1．植物细胞和动物细胞中都含有脂肪。
2．脂肪≠脂质，脂肪只是脂质的一种，除了脂肪，脂质还包括磷脂和固醇等。
3．胆固醇≠固醇，固醇和胆固醇虽然都属于脂质，但其范围不同，胆固醇是固醇的一种。
4．胆固醇可以通过代谢转化为维生素D和性激素
5．磷脂和胆固醇都是动物细胞膜的重要组成成分。
6．脂质中只有脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。
应用·评价
1．下列关于脂质的叙述，正确的是(　　)
A．磷脂由C、H、O三种元素组成，是构成细胞膜的重要成分
B．性激素的化学本质是蛋白质，对维持生物体生殖过程起重要的调节作用
C．脂肪只存在于动物的脂肪细胞中，而其他部位和植物细胞中没有
D．脂质存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物
解析：D　磷脂是由C、H、O、N、P五种元素组成的，它是构成细胞膜的重要成分；性激素的化学本质是固醇，属于脂质；脂肪不仅存在于动物细胞中，在植物细胞中也有，如花生种子；脂质存在于所有细胞中，因为磷脂是构成细胞膜的重要成分。
特别提醒
(1)脂质中并非只有磷脂参与构成细胞膜，胆固醇也是构成动物细胞膜的重要成分。
(2)脂肪中只含C、H、O，而磷脂中含C、H、O、N、P。
2．(2021·江苏扬州高一期中)奶茶近年来已经成为街头巷尾的热门饮料，奶茶中既含有糖分，如葡萄糖、麦芽糖和蔗糖，也含有一定量的脂质等物质。下列有关叙述不正确的是(　　)
A．奶茶中的葡萄糖是人体细胞的能源物质
B．可用斐林试剂在水浴加热条件下区分葡萄糖和麦芽糖
C．在对奶茶提取物之一的脂肪进行检测时可以不使用显微镜
D．脂肪在人体细胞中氧化分解时释放的能量比同质量糖类多
解析：B　葡萄糖是人体细胞的主要的能源物质，A正确；葡萄糖和麦芽糖均为还原糖，两者均可与斐林试剂在水浴加热条件下产生砖红色沉淀，故无法区分，B错误；脂肪的检测和观察实验中，可以直接向奶茶中滴加苏丹Ⅲ进行检测，不需要用显微镜进行观察，C正确；同质量的脂肪中氢的比例高于糖类，氧的比例低于糖类，氧化分解时释放的能量比糖类多，D正确。
网络构建(一图串尽主干知识)
［课时跟踪检测］
［基础巩固练］
知识点一　细胞中的糖类
1．（2021·江苏淮安高一期中）近年，“XX冰城”“COXX”等奶茶店遍布大街小巷，中学生也是奶茶店的消费主力军。奶茶中含有高浓度果糖、淀粉、乳化剂、甜味剂、咖啡因等化学成分。关于奶茶描述不正确的是(　　)
A．饮用奶茶后，可产生饱腹感，也可以为人体细胞提供一定的能量
B．“不甜”的奶茶中由于不含糖类，可代替白开水大量饮用
C．长期饮用奶茶有一定的“上瘾”风险
D．长期饮用奶茶等高糖饮品不仅会导致体内脂肪过度囤积，还提高了得糖尿病的风险
解析：B　奶茶中含有高浓度果糖、淀粉等物质，饮用奶茶后，可产生饱腹感，经过消化和吸收后可为人体细胞提供一定的能量，A正确；“不甜”的奶茶中虽不含果糖或含量少，但仍含有淀粉等糖类，不可代替白开水大量饮用，B错误；奶茶中含有咖啡因等化学成分，长期饮用奶茶有一定的“上瘾“风险，C正确；糖类可大量转化为脂肪，长期饮用奶茶等高糖饮品不仅会导致体内脂肪过度囤积，还大大提高了得糖尿病的风险，D正确。
2．（2022·山东日照高一检测）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
解析：C　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。
3．下列哪组糖类能分别对应以下叙述(　　)
①存在于核糖体中的糖类
②是细胞主要能源物质的糖类
③存在于动物细胞中而不存在于植物细胞中的糖类
A．核糖、葡萄糖、糖原 B．脱氧核糖、核糖、乳糖
C．核糖、脱氧核糖、纤维素 D．脱氧核糖、葡萄糖、麦芽糖
解析：A　①核糖体由RNA和蛋白质组成，RNA中含有核糖；②葡萄糖是细胞的主要能源物质；③存在于动物细胞而不存在于植物细胞中的糖类有乳糖和糖原。
4．某同学经常出现肌肉抽搐，在医生指导下补充钙后肌肉抽搐现象没有得到改善。该同学经常肌肉抽搐的原因最可能是体内缺少(　　)
A．无机盐 B．葡萄糖
C．维生素D D．糖原
解析：C　经常出现肌肉抽搐的最可能原因是血液中钙含量太低，一种原因是食物中缺少钙，另一种原因是食物不缺少钙但不能有效吸收食物中的钙。根据题目信息“在医生指导下补充钙后肌肉抽搐现象没有得到改善”，说明血液中钙含量太低的原因是食物不缺少钙但不能有效吸收食物中的钙，而维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。所以，该同学经常肌肉抽搐的原因最可能是体内缺少维生素D。
知识点二　细胞中的脂质
5．（2021·江苏常州高一期中）如图是人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图。下列有关叙述不正确的是(　　)
A．葡萄糖和脂肪的元素组成相同
B．长期偏爱高糖膳食的人，图示过程会加强，从而导致体内脂肪积累
C．若物质X能与脂肪酸结合生成脂肪，则X代表甘油
D．糖类可以转化为脂肪，脂肪不能转化为糖类
解析：D　葡萄糖和脂肪的元素组成都是C、H、O，故它们的元素组成相同，A正确；从图示过程可以看出，葡萄糖可以转化为脂肪，故长期摄入大量的糖，图示过程会加强，从而导致体内脂肪积累，B正确；脂肪是由甘油和脂肪酸组成的，若物质 X 能与脂肪酸结合生成脂肪，则 X 代表甘油，C正确；糖类可以大量转化为脂肪，脂肪也可以转化为糖类，但不能大量转化，D错误。
6．（2021·湖南长沙高一月考）下列哪项不是细胞内的脂质具有的功能(　　)
A．维持高等动物第二性征
B．是构成细胞膜等生物膜的重要物质
C．减少体内热量散失，维持体温恒定
D．催化体内能源物质分解，利于机体抵御寒冷天气
解析：D　A项指性激素的功能，性激素属于脂质中的固醇；B项指脂质中的磷脂的功能；C项指脂质中的脂肪的功能；酶具有催化作用，而酶的本质是蛋白质或RNA，脂质没有催化功能。
7．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
解析：B　脂质主要包括脂肪、磷脂、固醇（如性激素）三类。
8．（2021·江苏徐州高二检测）低密度脂蛋白（LDL）是一种转运胆固醇进入全身组织的脂蛋白颗粒，家族性高胆固醇患者中LDL的数值异常增高。如图为LDL结构示意图，下列分析正确的是(　　)
A．胆固醇到达全身组织后，在全身组织中可用于合成脂质激素
B．LDL表面蛋白与细胞受体结合并识别后才能完成胆固醇的运输
C．将LDL膜平铺于空气—水界面时其表面积是LDL球面积的两倍
D．组成LDL的各种物质都属于以碳链为基本骨架的大分子物质
解析：B　激素是由专门的内分泌腺产生的，据此可推测，胆固醇到达全身组织后，不会在全身组织都用于合成脂质激素，A错误；LDL是一种脂蛋白，属于大分子物质，其转运进入细胞的方式为胞吞，该过程中，LDL表面蛋白与细胞受体结合并识别后才能完成胆固醇的转运，B正确；图中显示，LDL表面是磷脂单分子层，因此，将LDL膜平铺于空气—水界面时其表面积不会是LDL球面积的两倍，而应该与LDL球面积差不多，C错误；图中显示，组成LDL的物质为蛋白质、磷脂和胆固醇，其中蛋白质属于以碳链为基本骨架的大分子物质，而磷脂和胆固醇不是，D错误。
［素养提升练］
9．(多选)（2021·江苏盐城高一期中）苏轼描述月饼的诗句有“小饼如嚼月，中有酥和饴”。有关叙述错误的是(　　)
A．检测“饴”是否为还原糖，可将其溶解后滴加斐林试剂并作水浴加热处理
B．可用苏丹Ⅲ染液对“小饼”中是否含有脂肪进行检测
C．月饼中的糖类均可被人体细胞直接吸收，用于合成多糖或转变成脂肪和某些氨基酸
D．糖类和脂质是细胞的重要能源物质，多食“小饼”等富含糖与脂质的食品有益健康
解析：CD　还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下会产生砖红色沉淀，故检测“饴”是否为还原糖，可将其溶解后滴加斐林试剂并作水浴加热处理，A正确；脂肪可用苏丹Ⅲ染液检测，呈橘黄色，B正确；月饼中的糖类有单糖、二糖和多糖，其中单糖可被人体直接吸收，二糖和多糖需要水解为单糖才能被人体吸收，C错误；糖类和脂质是细胞的重要能源物质，但多食“小饼”等富含糖与脂质的食品会影响健康，食用过多的高糖高脂食品会导致高血压、高血糖等疾病，D错误。
10．（多选）糖类和脂肪是人体主要的能源物质，随运动强度的变化，人体内脂肪与糖类供能比例的变化如图所示，有关叙述正确的是(　　)
A．脂肪是构成细胞膜的基本支架
B．糖类和脂肪代谢的最终产物相同
C．高强度运动不利于减肥
D．中等强度运动消耗的糖类和脂肪的质量相等
解析：BC　磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架，A错误；糖类和脂肪代谢的最终产物都是二氧化碳和水，B正确；分析曲线图可知，运动强度越高，脂肪供能比例越低，糖类供能比例越高，说明高强度运动不利于减肥，C正确；分析曲线图可知，中等强度运动，糖类和脂肪的供能比例相等，D错误。
11．(多选)（2022·河北邯郸高一月考）根据下表分析同质量的脂肪和糖类在氧化分解时的差异，以下说法正确的是(　　)
物质 各元素比例 氧化分解时
C O 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 Y
A．同质量下，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．X＜Y
D．脂肪中H的比例较高，所以释放能量较多
解析：ABD　脂肪中含C、H、O三种元素，H的比例为12%，比糖类高，氧化分解时，H与O结合生成水，并释放大量的能量，所以X>Y。
12．(多选)哺乳期婴儿所需能量的20%由乳汁中的乳糖提供。正常情况下，一分子乳糖能在小肠内被水解成一分子半乳糖和一分子葡萄糖，后经小肠黏膜吸收。下列判断错误的是(　　)
A．乳糖属于多糖
B．半乳糖和葡萄糖均为单糖
C．乳汁属人体内环境的组成成分
D．半乳糖是细胞内最重要的能源物质
解析：ACD　由题干信息“一分子乳糖能在小肠内被水解成一分子半乳糖和一分子葡萄糖，后经小肠黏膜吸收”可知，乳糖为二糖，半乳糖和葡萄糖均为单糖。乳汁直接分泌到体外，不属于人体内环境的组成成分。葡萄糖是细胞内最重要的能源物质。
13．分析糖类和脂肪的组成元素种类和含量，结果如表，分析表中的各项数据回答：
含量 成分
C H O
物质 糖类 44% 6% 50%
脂肪 75% 12% 13%
(1)糖类和脂肪在化学组成上的相同点是
。
(2)1 g糖原氧化分解释放出约17 kJ的能量，而1 g脂肪可以放出约39 kJ的能量。可能的原因是
。
解析：(1)由表中数据可以看出，糖类和脂肪都是由C、H、O三种元素组成。(2)由表中数据可以看出脂肪分子中氧的含量远远低于糖类，而碳和氢的含量远远高于糖类。糖类和脂肪氧化分解的产物都是二氧化碳和水，因此，脂肪完全氧化分解需要消耗更多的氧气，产生更多的二氧化碳和水，因此释放的能量多。
答案：(1)都是由C、H、O三种元素组成　(2)脂肪中C、H两种元素含量高，而O含量低，完全氧化分解需要消耗更多的氧气，产生更多的二氧化碳和水，因此释放的能量多
14．如表是某同学在做几个实验时所列举的实验材料、实验条件和观察内容，据此回答问题：
组别 材料 实验条件 观察内容
A 苹果匀浆 斐林试剂、水浴加热 颜色反应
B 浸泡过的花生种子 清水、苏丹Ⅲ染液、50%酒精溶液 细胞中着色的小颗粒
C 豆浆 双缩脲试剂A液和B液 颜色反应
(1)上述实验中，需要使用显微镜进行观察的是 (填实验组别字母)。
(2)A组实验的颜色反应是 。B组实验中50%的酒精的作用是 。
(3)在做A组实验的过程中，为什么不使用甘蔗匀浆
。
(4)在C组实验操作中双缩脲试剂A液为 ，B液为 。某同学在做C组实验的过程中，材料选择使用了苹果匀浆，由此产生的实验现象是
。
解析：(1)只有脂肪检测实验中需要使用显微镜进行观察。(2)A组实验利用斐林试剂检测还原糖会产生砖红色(沉淀)。脂肪检测实验中50%的酒精的作用是洗去浮色。(3)甘蔗匀浆中还原糖比例低，实验效果差（或材料中含蔗糖较高，蔗糖不具有还原性），因此不使用甘蔗匀浆检测还原糖。(4)双缩脲试剂A液为0.1 g·mL-1的NaOH，B液为0.01 g·mL-1的CuSO4。某同学在做蛋白检测实验的过程中，材料选择使用了苹果匀浆，苹果匀浆中也含有少量的蛋白质，因此也可以观察到紫色反应。
答案：(1) B　(2)产生砖红色(沉淀) 　洗去浮色　(3)甘蔗匀浆中还原糖比例低，实验效果差（或材料中含蔗糖较高，蔗糖不具有还原性）　(4)0.1 g·mL-1的 NaOH　0.01 g·mL-1的CuSO4　产生紫色反应
15．某研究小组测定小麦种子成熟过程中相关物质干重的百分含量，结果如下图所示。请回答：
(1)在小麦种子成熟过程中，种子中淀粉含量的变化趋势是 。
(2)试分析，在6～20天内小麦种子中淀粉含量上升的原因是
。
(3)在上述定量测定之前，研究小组进行了还原糖含量变化的预测实验，请填写实验原理，完成实验步骤，并写出初步的实验结论。
实验原理：还原糖 ，颜色深浅与还原糖含量成正比。
(4)实验步骤：
①取三份等量的分别发育至6、12、18天的小麦种子，各加入适量蒸馏水，研碎、提取、定容后离心得到还原糖制备液；
②取3支试管，编号A、B、C，分别加入 等量的上述还原糖制备液；
③在上述试管中加入 ；
④将三只试管放入盛有50～65 ℃温水的大烧杯中加热约2分钟，观察颜色变化。
(5)预期结果：
。
解析：(1)由图可知，成熟的小麦种子中含量最多的有机物是淀粉，在种子成熟过程中，种子中淀粉含量的变化是先增加后保持稳定。(2)由图可知，在种子成熟的6～20天内，还原糖含量逐渐减少，淀粉含量逐渐增加，蛋白质的含量基本不变，故可知在种子发育过程中，还原糖转化成了淀粉。(3)检测还原糖的原理：还原糖可以与斐林试剂在水浴加热条件下产生砖红色沉淀，颜色深浅与还原糖含量成正比。(4)本实验的自变量为不同成熟期的种子，因变量为还原糖的多少，可用斐林试剂来检测，通过观察砖红色沉淀的颜色深浅来反映还原糖的多少。实验设计如下：①取三份等量的分别发育至6、12、18天的小麦种子，各加入适量蒸馏水，研碎、提取、定容后离心得到还原糖制备液；②取3支试管，编号A、B、C，分别加入等量的上述还原糖制备液；③在上述试管中加入等量且适量的现配的斐林试剂；④将三只试管放入盛有50～65 ℃温水的大烧杯中加热约2分钟，观察颜色变化。(5)预期实验结果为A试管中砖红色沉淀颜色最深，其次是B试管，C试管中砖红色沉淀颜色最浅。
答案：(1)先增加后保持稳定　(2)还原糖不断转化成淀粉　(3)与斐林试剂在水浴加热条件下产生砖红色沉淀　(4)等量且适量的现配的斐林试剂　(5)A试管中砖红色沉淀颜色最深，其次是B试管，C试管中砖红色沉淀颜色最浅

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