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苏教版 (2019)必修1《分子与细胞》第二节 细胞中的糖类和脂质学案设计
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这是一份苏教版 (2019)必修1《分子与细胞》第二节 细胞中的糖类和脂质学案设计，共13页。学案主要包含了碳链是形成生物大分子的骨架等内容，欢迎下载使用。
一、碳链是形成生物大分子的骨架
1．生物大分子
一般来说，生物体内合成的相对分子质量超过10_000的有机化合物被称为生物大分子。
2．多糖、蛋白质和核酸是生物大分子，它们都是由许多基本组成单位(单体)连接而成的。
3．有机化合物的碳骨架
构成生物大分子单体的碳原子之间是通过单键或双键相连接的，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。
4．碳骨架结构的排列和长短决定了有机物的基本性质。
二、糖类是细胞的重要结构成分和主要能源物质
1．单糖
(1)种类和功能
(2)特点：不能水解。
2．二糖
(1)含义：二糖是由两分子单糖结合而成的。
(2)常见的二糖及其水解
1分子麦芽糖eq \(――→,\s\up10(水解))2分子葡萄糖。
1分子蔗糖eq \(――→,\s\up10(水解))1分子葡萄糖＋1分子果糖。
1分子乳糖eq \(――→,\s\up10(水解))1分子葡萄糖＋1分子半乳糖。
3．多糖
(1)植物细胞中的多糖主要是淀粉和纤维素，动物细胞中的多糖主要是糖原，它们水解的最终产物都是葡萄糖。
(2)淀粉
①形成：在植物体内，由CO2和H2O经光合作用而形成。
②作用：许多植物体内重要的能源物质。
③在种子萌发或生长发育时，植物细胞能将淀粉分解为小分子的糖类物质。
④鉴别：淀粉＋稀碘液→蓝色。
(3)糖原
①结构：分子结构与支链淀粉相似。
②类型：动物的肝细胞中含有肝糖原，肌细胞中含有肌糖原。
③作用：动物体内重要的能源物质。
(4)纤维素
①水解：纤维素可水解产生纤维二糖，它是由两分子葡萄糖组成的。
②作用：纤维素是植物细胞壁的主要成分，细胞壁对植物细胞有支持和保护作用。
4．糖的还原性
(1)具有还原性的糖：单糖、麦芽糖、乳糖等。
(2)还原糖的鉴定：
还原糖＋斐林试剂eq \(―――――→,\s\up10(水浴加热))砖红色沉淀。
(3)非还原糖：淀粉、蔗糖等，它们与斐林试剂不会产生砖红色沉淀。
5．糖类的作用
(1)细胞的重要结构成分。
(2)生物体维持生命活动的主要能源物质。
(3)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。
三、脂质在维持细胞结构和功能中的作用
1．脂质是生物体的重要组成成分，对维持细胞结构和功能有重要作用。脂质主要由C、H、O三种元素组成。脂质一般不溶于水。
2．脂肪
(1)分布：或多或少地存在于几乎所有的动物细胞和植物细胞中。
(2)水解产物：甘油和脂肪酸。
(3)作用：细胞内重要的储能物质。
3．磷脂分子
(1)分布：人和动物的脑、肝脏以及大豆种子中，含有丰富的磷脂。
(2)作用：构成细胞质膜的重要物质。
4．固醇类分子
(1)类型：固醇类分子包括胆固醇、性激素和维生素D等。
(2)胆固醇是合成其他固醇类物质的原料，也是构成动物细胞质膜的成分之一。
(3)性激素能促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成。
(4)维生素D能促进人和动物对钙和磷的吸收。
(5)蜡也是一类脂质，比脂肪的疏水性更强。它们通常分布于生物体的表面，具有保护作用。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．多糖、脂质、蛋白质和核酸都是生物大分子。( )
2．麦芽糖、蔗糖、乳糖水解后都能得到葡萄糖。( )
3．淀粉和纤维素都是植物细胞内储存能量的多糖。( )
4．糖原是人和动物细胞的储能物质，都分布在肝脏中。( )
5．磷脂和胆固醇都是构成细胞质膜的重要成分。( )
6．磷脂是所有细胞必不可少的脂质。( )
7．各种脂质的元素组成均为C、H、O、P。( )
8．脂质通常不溶于水，而溶于有机溶剂。( )
9．细胞中的糖类可以转化成脂肪，脂肪不能转化为糖类。( )
提示：1.× 脂质不属于生物大分子。
2．√
3．× 纤维素不能储存能量。
4．× 肌肉中也有糖原。
5．√ 6.√
7．× 脂肪和固醇都只含C、H、O，磷脂中除C、H、O外，还含有P，甚至N。
8．√
9．× 细胞中的糖类和脂肪是可以相互转化的。
糖类是细胞的重要结构成分和主要能源物质
1．糖类的种类和主要功能
2.三个角度对糖进行分类
关于糖类物质的三个误区
(1)不是所有的糖都甜，如纤维素没有甜味。
(2)不是所有的糖都能和斐林试剂反应，蔗糖、淀粉等都不能。
(3)不是所有的糖都是能源物质，如核糖、脱氧核糖、纤维素。
实践应用：1.糖尿病人的饮食受到严格的限制，但受限制的并不仅仅是甜味食品，米饭和馒头等主食为什么也需要定量摄取？
提示：米饭、馒头等主食富含淀粉，淀粉经消化分解后可以生成葡萄糖，进而使血糖升高。
2．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？
提示：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。
1．(多选)如图是两种二糖的组成示意图，下列相关叙述不正确的是( )
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能源物质
ACD [麦芽糖是由两分子葡萄糖组成的，蔗糖是由一分子果糖和一分子葡萄糖组成的，故图中M、N指代的物质都是葡萄糖，A错误；葡萄糖是纤维素和糖原的基本组成单位，B正确；葡萄糖和果糖、麦芽糖都是还原糖，但蔗糖不是还原糖，C错误；单糖中的核糖和脱氧核糖不是能源物质，脱氧核糖是DNA的组成成分，核糖是RNA的组成成分，D错误。]
2．如图表示糖类的化学组成和种类，下列相关叙述正确的是( )
A．①②③依次代表单糖、二糖、多糖，它们均可继续水解
B．①②均属于还原糖，在加热条件下与斐林试剂发生反应将产生砖红色沉淀
C．④⑤分别为纤维素、肌糖原，二者均储存能量，可作为储能物质
D．④是植物细胞壁的主要成分，使用纤维素酶可将其破坏
D [图示中①②③依次代表单糖、二糖、多糖，其中单糖不能继续水解；②中蔗糖不属于还原糖；纤维素不属于储能物质；用纤维素酶可破坏细胞壁。]
脂质在维持细胞结构和功能中的作用
1．脂质的组成元素
脂质主要由C、H、O三种元素组成，有的脂质含有P和N。
2．脂质的特点
(1)脂质分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量多于糖类。
(2)不同的脂质分子结构差异很大，通常都不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂，如丙酮、乙醚、氯仿等。
3．脂质的分类、分布和功能
实践应用：熊在入冬之前要吃大量的食物，在体内转化为脂肪储存起来，冬眠时，进行分解，维持生命活动。生活在南极寒冷环境中的企鹅，体内脂肪可厚达4 cm。
(1)上述材料体现了脂肪的哪些生理作用？
(2)依据脂肪的功能，试分析“胖子怕热、瘦子怕撞”的原因。
提示：(1)脂肪是生物体内的储能物质，具有保温作用。
(2)胖子脂肪含量较多，脂肪是很好的绝热体，具有保温作用，导致胖子热量不易散失，故胖子怕热；瘦子脂肪含量较少，脂肪具有缓冲和减压的作用，故瘦子怕撞。
1．脂质与人体健康息息相关，下列叙述错误的是( )
A．分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲作用
B．蛇毒中的磷脂酶因水解红细胞质膜蛋白而导致溶血
C．不同食物中的脂肪所含有的脂肪酸种类不同
D．胆固醇既是细胞质膜的成分之一，也是合成其他固醇类物质的原料
B [人体内的脂肪有储存能量、保温及缓冲作用，A项正确；蛇毒中的磷脂酶因水解红细胞质膜上的磷脂，使细胞质膜破裂，B项错误；不同食物中的脂肪所含有的脂肪酸种类和含量不一样，C项正确；胆固醇既是细胞质膜的成分之一，也是合成其他固醇类物质的原料，D项正确。]
2．下列有关脂质的叙述错误的是( )
A．脂质分子中氧的含量少于糖类，而氢的含量更多
B．脂质中的脂肪有保温、缓冲、减压、免疫和催化作用
C．磷脂在人和动物的脑、卵细胞、肝脏等中含量丰富
D．脂质通常不溶于水，而溶于丙酮等脂溶性有机溶剂
B [糖类和脂质相比较，脂质分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量多于糖类，A正确；脂肪不具有免疫和催化作用，B错误；磷脂是构成细胞质膜的重要成分，在动物的脑、卵细胞、肝脏及大豆种子中含量丰富，C正确；脂质通常不溶于水，而溶于丙酮等脂溶性有机溶剂，D正确。]
检测生物组织中的糖类、探究植物细胞是否含有脂肪
1．鉴定淀粉
(1)实验原理：在淀粉溶液中加入稀碘液，碘分子与淀粉结合产生变色反应，溶液变成蓝色。
(2)实验步骤：
取材分组：取3支洁净的试管，编号为A、B、C备用
↓
制备溶液：分别用20 mL清水溶解1 g葡萄糖、1 g蔗糖和1 g淀粉，制成溶液备用
↓
鉴定：分别向A、B、C试管中加入3 mL葡萄糖溶液、蔗糖溶液和淀粉溶液，各滴入等量的稀碘液
↓
结果：淀粉溶液变蓝色，葡萄糖溶液、蔗糖溶液不变蓝
2．鉴定还原糖
(1)实验原理
①唾液中含有唾液淀粉酶，在淀粉酶的作用下，淀粉水解产生麦芽糖。麦芽糖是一种还原糖。
②葡萄糖、麦芽糖等可溶性还原糖与斐林试剂反应，会产生砖红色沉淀。淀粉和蔗糖等非还原糖与斐林试剂则不发生砖红色沉淀反应。
③斐林试剂可由质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液按1∶1的比例混合配制而成。
(2)实验步骤
分组编号：取四支洁净的试管编号为1、2、3、4备用
↓
鉴定：
↓
结果：4号试管产生砖红色沉淀
(3)实验操作注意问题及原因分析
①斐林试剂现配现用，且NaOH溶液、CuSO4溶液应先混合，再添加。
原因：斐林试剂很不稳定。
②一般不用酒精灯直接加热，而是隔水加热。直接加热反应过快而影响观察效果。
③加热时试管底部不能接触烧杯底部，直接接触会造成受热不均匀，导致试管破裂。
(4)实验结果的提醒
溶液颜色变化：浅蓝色→棕色→砖红色(沉淀)。开始时的浅蓝色是Cu(OH)2的颜色，后来的棕色是浅蓝色和砖红色的混合色，最后Cu2＋全部转化成Cu2O，溶液呈现砖红色。
3．尝试检测核桃种子子叶细胞中的脂肪
(1)实验原理：苏丹Ⅲ染色液可将脂肪染成橘黄色。
(2)实验步骤
取材：核桃种子(浸泡3～4 h)，将子叶削成薄片
↓
制片eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(①取片：取最理想的薄片（厚薄均匀）,②染色：在薄片上滴2～3滴苏丹Ⅲ染色液, （染色2～3 min）,③去浮色：用体积分数为50%的乙醇溶液洗去浮色,④制片：制成临时装片))
↓
观察：在低倍镜下寻找到已着色的圆形小颗粒，然后用高倍镜观察
↓
结果：圆形小颗粒呈橘黄色(说明有脂肪存在)
(3)实验操作注意问题及原因分析
①核桃种子浸泡时间不能过长，也不能过短。时间过长，组织较软，切片不易成形；过短则不易切片。
②切片时，要尽可能薄且均匀，切片厚会导致观察不清楚。
③用乙醇溶液洗去浮色，且速度要快。
原因：a.不洗去浮色，会影响橘黄色脂肪颗粒的观察。
b．速度要快，否则乙醇溶液(脂溶性溶剂)会将核桃细胞中的脂肪颗粒溶解成油滴。
(4)实验结果提醒
①用显微镜观察染色的核桃种子，看到橘黄色颗粒，说明生物组织中含有脂肪。
②观察核桃种子切片时，一部分细胞清楚，另一部分较模糊的原因可能是切片标本厚薄不均匀。
1．在生物组织中的还原糖、脂肪的鉴定实验中，下列有关对实验材料选择的叙述错误的是( )
A．用斐林试剂鉴定葡萄糖时需水浴加热
B．核桃种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的理想材料
C．用苏丹Ⅲ染液鉴定核桃种子时，需用50%的乙醇溶液洗去浮色
D．甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等，都含有较多糖且近于白色，因此可以用于还原糖的鉴定
D [甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等含有较多的蔗糖，蔗糖不是还原糖，它们不能用作还原糖鉴定的实验材料，D项错误。]
2．洋葱在欧美被誉为“蔬菜皇后”，其肥大的鳞茎中含糖类8.5%，每100 g含维生素A 5 mg、维生素C 9.3 mg、钙(Ca)45 mg、磷(P)50 mg、铁(Fe)8 mg，以及18种氨基酸，是不可多得的保健食品。那么洋葱肥大的鳞茎中所含有的糖类是淀粉还是可溶性还原糖？某生物学兴趣小组的同学以此作为研究课题，请你帮助他们完成下面的实验研究报告。
(1)实验目的：探究洋葱肥大的鳞茎中所含的糖是淀粉还是可溶性还原糖。
(2)实验原理：淀粉可用________来检测，可溶性还原糖可用________试剂来检测。
(3)实验器材：洋葱、所需试剂和仪器等(略)。
(4)实验步骤：
Ⅰ.鉴定可溶性还原糖：
①制备洋葱组织样液，取样液2 mL注入试管；
②_________________________________________________；
③观察颜色变化。
Ⅱ.鉴定淀粉：
①制备洋葱组织样液，取样液2 mL注入试管；
②__________________________________________________；
③观察颜色变化。
(5)预期实验结果与结论：
①若步骤Ⅰ出现____________，步骤Ⅱ出现________，说明洋葱鳞茎中所含的糖类既有还原糖又有淀粉。
②若步骤Ⅰ______________，步骤Ⅱ________，说明洋葱鳞茎中所含的糖类只有还原糖而没有淀粉。
③若_______________，说明洋葱鳞茎中________________。
[解析] (1)(2)淀粉遇到稀碘液后变蓝色，还原糖遇到斐林试剂在水浴加热条件下出现砖红色沉淀。(4)(5)鉴定还原糖实验，首先制备组织样液，然后取2 mL样液，加入2 mL斐林试剂在水浴条件下加热，观察试管中是否会出现砖红色沉淀。若出现砖红色沉淀，说明组织样液中含有还原糖；若不出现砖红色沉淀，说明组织样液中不含有还原糖。鉴定淀粉实验中，制备组织样液，然后取出2 mL样液，加入2滴碘液后，观察试管中是否出现蓝色。若出现蓝色，说明组织样液中含有淀粉；若不出现蓝色，说明组织样液中不含有淀粉。
[答案] (2)稀碘液 斐林
(4)Ⅰ.②加入新制备的斐林试剂2 mL混合均匀，在50～65 ℃条件下隔水加热2 min Ⅱ.②加入2滴稀碘液
(5)①砖红色沉淀 蓝色 ②出现砖红色沉淀 不出现蓝色 ③步骤Ⅰ不出现砖红色沉淀，步骤Ⅱ出现蓝色 没有还原糖只有淀粉
[课堂小结]
1．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
B [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；肌糖原和肝糖原在细胞内能暂时储存。]
2．下列关于糖的叙述正确的是( )
A．糖类都具有甜味
B．乳糖可以被小肠上皮细胞直接吸收利用
C．淀粉作为植物体内的储能物质存在于植物细胞中
D．用甜菜提取液做还原糖的鉴定实验可以观察到砖红色沉淀
C [并不是所有的糖类都具有甜味，A错误；乳糖属于二糖，二糖不能被细胞直接吸收，B错误；淀粉作为植物体内的储能物质存在于植物细胞中，C正确；甜菜提取液中的糖主要是蔗糖，蔗糖不是还原糖，不与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，D错误。]
3．(多选)下列关于脂质的叙述正确的是( )
A．脂质中，只有磷脂参与细胞质膜的构成
B．脂肪只存在于脂肪细胞中
C．某些脂质可调节动物的生命活动
D．等质量的脂肪彻底氧化分解释放的能量比多糖多
CD [胆固醇也可参与动物细胞质膜的构成，A错误；脂肪普遍存在于各种细胞中，B错误；某些脂质可调节动物的生命活动，如性激素，C正确；等质量的脂肪彻底氧化分解释放的能量比多糖多，D正确。]
4．下列哪项不是细胞内的脂质具有的功能( )
A．细胞内良好的储能物质
B．是构成细胞质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
D [脂质包括脂肪、磷脂和固醇类。脂肪是细胞内良好的储能物质，同时也具有一定的保温作用，A项、C项正确；磷脂是构成细胞质膜等生物膜的重要成分，B项正确；催化体内能源物质分解不属于脂质的功能，D项错误。]
5．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，在体内转化为脂肪储存起来，冬眠时，进行分解作用，维持生命活动。
材料二：生活在南极寒冷环境中的企鹅，体内脂肪可厚达4 cm。
材料三：幼儿晒太阳，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)材料一说明脂肪是________________，分布在动物内脏器官周围的脂肪还具有_____________________________________的作用。
(2)材料二说明脂肪具有________的作用。
(3)材料三说明维生素D具有______________________________的作用，维生素D、性激素和胆固醇都属于________类的脂质。
(4)材料中没有提到的一类脂质是________，其主要作用是____________________________________________________________。
(5)鉴定脂肪所用的试剂是________________，发生的颜色反应是________。
[解析] (1)材料一说明脂肪是细胞内重要的储能物质，可作为备用能源；动物内脏器官周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用。(2)材料二说明脂肪具有保温的作用。(3)材料三说明维生素D能够促进人和动物对钙和磷的吸收，维生素D、性激素和胆固醇均属于固醇类的脂质。(4)材料中没有提到的一类脂质是磷脂，其主要作用是构成细胞质膜的重要物质。(5)鉴定脂肪所用的试剂是苏丹Ⅲ染色液，发生的颜色反应是橘黄色。
[答案] (1)细胞内重要的储能物质 减少摩擦，缓冲外界压力 (2)保温 (3)促进人和动物对钙和磷的吸收 固醇 (4)磷脂 构成细胞质膜的重要物质 (5)苏丹Ⅲ染色液 橘黄色
课标内容要求
核心素养对接
1．概述糖类的种类和作用。
2．举例说出脂质的种类和作用。
3．检测生物组织中的糖类和脂肪。
1．生命观念——物质与能量观：糖类和脂质作为能源物质的特点。
2．科学思维——归纳与概括：对比分析糖类和脂质的种类、作用及相互关系。
3．科学探究——通过检测生物组织中的糖类和对植物细胞中是否含有脂肪的探究，领悟科学研究的方法，并习得相关操作技能。
4．社会责任——结合糖尿病、高血脂等疾病了解糖类和脂质与人体健康的关系。
类别
举例
功能
单糖
五碳糖
核糖
核糖核酸的组成成分
脱氧核糖
脱氧核糖核酸的组成成分
六碳糖
葡萄糖
主要能源物质
果糖
提供能量
半乳糖
提供能量
分类
概念
种类
分子式
主要分布
主要功能
单糖
不能水解的糖
五碳糖
核糖
C5H10O5
动植物细胞
RNA的成分
脱氧核糖
C5H10O4
DNA的成分
六碳糖
葡萄糖
C6H12O6
细胞生命活动所需要的主要能源物质
果糖
植物细胞
提供能量
半乳糖
动物细胞
二糖
由两分子单糖结合而成的糖
蔗糖
C12H22O11
植物细胞
能水解成单糖而供能
麦芽糖
乳糖
动物细胞
多糖
水解后能够生成许多单糖的糖
淀粉
(C6H10O5)n
植物细胞
植物细胞中重要的储能物质
纤维素
植物细胞壁的主要组成成分
糖原
肝糖原
动物肝脏
储存能量，调节血糖
肌糖原
动物肌肉
氧化分解时为肌肉收缩提供能量
分类依据
种类
按归属
动植物细胞共有的糖
核糖、脱氧核糖、葡萄糖
主要存在于动物细胞中的糖
乳糖、糖原
按归属
主要存在于植物细胞中的糖
蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素
按功能
细胞中主要能源物质
葡萄糖
细胞中储能物质
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
葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖、乳糖
非还原糖
蔗糖、淀粉、糖原、纤维素
按化学本质分类
元素组成
功能及分布
脂肪
C、H、O
①主要功能：细胞内重要的储能物质；很好的绝热体，起保温作用；缓冲和减压作用，可以保护内脏器官
②分布：几乎所有的动物细胞和植物细胞中
③水解产物：甘油和脂肪酸
磷脂
C、H、O、N、P
①主要功能：是构成细胞质膜的重要物质
②主要分布：人和动物的脑、肝脏以及大豆的种子中
固醇
胆固醇
C、H、O
构成动物细胞质膜的成分之一，合成其他固醇类物质的原料
性激素
能促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成
维生素D
促进人和动物对钙、磷的吸收
蜡
C、H、O
①比脂肪的疏水性更强
②通常分布于生物体表面，具有保护作用
知识网络构建
核心语句背诵
1.碳链是形成生物大分子的骨架，多糖、蛋白质和核酸都是单体连接而成的生物大分子。
2.糖类既是细胞的重要结构成分，又是生物体维持生命活动的主要能源物质。
3.糖类由C、H、O三种元素组成。根据结构的不同，可以将糖类分为单糖、二糖和多糖。
4.单糖和麦芽糖、乳糖等二糖是还原糖，与斐林试剂发生反应，会产生砖红色沉淀(Cu2O)。淀粉、蔗糖等是非还原糖，与斐林试剂不会产生砖红色沉淀。
5.脂质主要由C、H、O三种元素组成。一般不溶于水。包括脂肪、磷脂、固醇类分子和蜡等。
6.脂肪可用苏丹Ⅲ染色液鉴定，颜色为橘黄色。磷脂是构成细胞质膜的重要物质，所有的细胞都含有磷脂。
一、碳链是形成生物大分子的骨架
1．生物大分子
一般来说，生物体内合成的相对分子质量超过10_000的有机化合物被称为生物大分子。
2．多糖、蛋白质和核酸是生物大分子，它们都是由许多基本组成单位(单体)连接而成的。
3．有机化合物的碳骨架
构成生物大分子单体的碳原子之间是通过单键或双键相连接的，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。
4．碳骨架结构的排列和长短决定了有机物的基本性质。
二、糖类是细胞的重要结构成分和主要能源物质
1．单糖
(1)种类和功能
(2)特点：不能水解。
2．二糖
(1)含义：二糖是由两分子单糖结合而成的。
(2)常见的二糖及其水解
1分子麦芽糖eq \(――→,\s\up10(水解))2分子葡萄糖。
1分子蔗糖eq \(――→,\s\up10(水解))1分子葡萄糖＋1分子果糖。
1分子乳糖eq \(――→,\s\up10(水解))1分子葡萄糖＋1分子半乳糖。
3．多糖
(1)植物细胞中的多糖主要是淀粉和纤维素，动物细胞中的多糖主要是糖原，它们水解的最终产物都是葡萄糖。
(2)淀粉
①形成：在植物体内，由CO2和H2O经光合作用而形成。
②作用：许多植物体内重要的能源物质。
③在种子萌发或生长发育时，植物细胞能将淀粉分解为小分子的糖类物质。
④鉴别：淀粉＋稀碘液→蓝色。
(3)糖原
①结构：分子结构与支链淀粉相似。
②类型：动物的肝细胞中含有肝糖原，肌细胞中含有肌糖原。
③作用：动物体内重要的能源物质。
(4)纤维素
①水解：纤维素可水解产生纤维二糖，它是由两分子葡萄糖组成的。
②作用：纤维素是植物细胞壁的主要成分，细胞壁对植物细胞有支持和保护作用。
4．糖的还原性
(1)具有还原性的糖：单糖、麦芽糖、乳糖等。
(2)还原糖的鉴定：
还原糖＋斐林试剂eq \(―――――→,\s\up10(水浴加热))砖红色沉淀。
(3)非还原糖：淀粉、蔗糖等，它们与斐林试剂不会产生砖红色沉淀。
5．糖类的作用
(1)细胞的重要结构成分。
(2)生物体维持生命活动的主要能源物质。
(3)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。
三、脂质在维持细胞结构和功能中的作用
1．脂质是生物体的重要组成成分，对维持细胞结构和功能有重要作用。脂质主要由C、H、O三种元素组成。脂质一般不溶于水。
2．脂肪
(1)分布：或多或少地存在于几乎所有的动物细胞和植物细胞中。
(2)水解产物：甘油和脂肪酸。
(3)作用：细胞内重要的储能物质。
3．磷脂分子
(1)分布：人和动物的脑、肝脏以及大豆种子中，含有丰富的磷脂。
(2)作用：构成细胞质膜的重要物质。
4．固醇类分子
(1)类型：固醇类分子包括胆固醇、性激素和维生素D等。
(2)胆固醇是合成其他固醇类物质的原料，也是构成动物细胞质膜的成分之一。
(3)性激素能促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成。
(4)维生素D能促进人和动物对钙和磷的吸收。
(5)蜡也是一类脂质，比脂肪的疏水性更强。它们通常分布于生物体的表面，具有保护作用。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．多糖、脂质、蛋白质和核酸都是生物大分子。( )
2．麦芽糖、蔗糖、乳糖水解后都能得到葡萄糖。( )
3．淀粉和纤维素都是植物细胞内储存能量的多糖。( )
4．糖原是人和动物细胞的储能物质，都分布在肝脏中。( )
5．磷脂和胆固醇都是构成细胞质膜的重要成分。( )
6．磷脂是所有细胞必不可少的脂质。( )
7．各种脂质的元素组成均为C、H、O、P。( )
8．脂质通常不溶于水，而溶于有机溶剂。( )
9．细胞中的糖类可以转化成脂肪，脂肪不能转化为糖类。( )
提示：1.× 脂质不属于生物大分子。
2．√
3．× 纤维素不能储存能量。
4．× 肌肉中也有糖原。
5．√ 6.√
7．× 脂肪和固醇都只含C、H、O，磷脂中除C、H、O外，还含有P，甚至N。
8．√
9．× 细胞中的糖类和脂肪是可以相互转化的。
糖类是细胞的重要结构成分和主要能源物质
1．糖类的种类和主要功能
2.三个角度对糖进行分类
关于糖类物质的三个误区
(1)不是所有的糖都甜，如纤维素没有甜味。
(2)不是所有的糖都能和斐林试剂反应，蔗糖、淀粉等都不能。
(3)不是所有的糖都是能源物质，如核糖、脱氧核糖、纤维素。
实践应用：1.糖尿病人的饮食受到严格的限制，但受限制的并不仅仅是甜味食品，米饭和馒头等主食为什么也需要定量摄取？
提示：米饭、馒头等主食富含淀粉，淀粉经消化分解后可以生成葡萄糖，进而使血糖升高。
2．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？
提示：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。
1．(多选)如图是两种二糖的组成示意图，下列相关叙述不正确的是( )
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能源物质
ACD [麦芽糖是由两分子葡萄糖组成的，蔗糖是由一分子果糖和一分子葡萄糖组成的，故图中M、N指代的物质都是葡萄糖，A错误；葡萄糖是纤维素和糖原的基本组成单位，B正确；葡萄糖和果糖、麦芽糖都是还原糖，但蔗糖不是还原糖，C错误；单糖中的核糖和脱氧核糖不是能源物质，脱氧核糖是DNA的组成成分，核糖是RNA的组成成分，D错误。]
2．如图表示糖类的化学组成和种类，下列相关叙述正确的是( )
A．①②③依次代表单糖、二糖、多糖，它们均可继续水解
B．①②均属于还原糖，在加热条件下与斐林试剂发生反应将产生砖红色沉淀
C．④⑤分别为纤维素、肌糖原，二者均储存能量，可作为储能物质
D．④是植物细胞壁的主要成分，使用纤维素酶可将其破坏
D [图示中①②③依次代表单糖、二糖、多糖，其中单糖不能继续水解；②中蔗糖不属于还原糖；纤维素不属于储能物质；用纤维素酶可破坏细胞壁。]
脂质在维持细胞结构和功能中的作用
1．脂质的组成元素
脂质主要由C、H、O三种元素组成，有的脂质含有P和N。
2．脂质的特点
(1)脂质分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量多于糖类。
(2)不同的脂质分子结构差异很大，通常都不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂，如丙酮、乙醚、氯仿等。
3．脂质的分类、分布和功能
实践应用：熊在入冬之前要吃大量的食物，在体内转化为脂肪储存起来，冬眠时，进行分解，维持生命活动。生活在南极寒冷环境中的企鹅，体内脂肪可厚达4 cm。
(1)上述材料体现了脂肪的哪些生理作用？
(2)依据脂肪的功能，试分析“胖子怕热、瘦子怕撞”的原因。
提示：(1)脂肪是生物体内的储能物质，具有保温作用。
(2)胖子脂肪含量较多，脂肪是很好的绝热体，具有保温作用，导致胖子热量不易散失，故胖子怕热；瘦子脂肪含量较少，脂肪具有缓冲和减压的作用，故瘦子怕撞。
1．脂质与人体健康息息相关，下列叙述错误的是( )
A．分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲作用
B．蛇毒中的磷脂酶因水解红细胞质膜蛋白而导致溶血
C．不同食物中的脂肪所含有的脂肪酸种类不同
D．胆固醇既是细胞质膜的成分之一，也是合成其他固醇类物质的原料
B [人体内的脂肪有储存能量、保温及缓冲作用，A项正确；蛇毒中的磷脂酶因水解红细胞质膜上的磷脂，使细胞质膜破裂，B项错误；不同食物中的脂肪所含有的脂肪酸种类和含量不一样，C项正确；胆固醇既是细胞质膜的成分之一，也是合成其他固醇类物质的原料，D项正确。]
2．下列有关脂质的叙述错误的是( )
A．脂质分子中氧的含量少于糖类，而氢的含量更多
B．脂质中的脂肪有保温、缓冲、减压、免疫和催化作用
C．磷脂在人和动物的脑、卵细胞、肝脏等中含量丰富
D．脂质通常不溶于水，而溶于丙酮等脂溶性有机溶剂
B [糖类和脂质相比较，脂质分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量多于糖类，A正确；脂肪不具有免疫和催化作用，B错误；磷脂是构成细胞质膜的重要成分，在动物的脑、卵细胞、肝脏及大豆种子中含量丰富，C正确；脂质通常不溶于水，而溶于丙酮等脂溶性有机溶剂，D正确。]
检测生物组织中的糖类、探究植物细胞是否含有脂肪
1．鉴定淀粉
(1)实验原理：在淀粉溶液中加入稀碘液，碘分子与淀粉结合产生变色反应，溶液变成蓝色。
(2)实验步骤：
取材分组：取3支洁净的试管，编号为A、B、C备用
↓
制备溶液：分别用20 mL清水溶解1 g葡萄糖、1 g蔗糖和1 g淀粉，制成溶液备用
↓
鉴定：分别向A、B、C试管中加入3 mL葡萄糖溶液、蔗糖溶液和淀粉溶液，各滴入等量的稀碘液
↓
结果：淀粉溶液变蓝色，葡萄糖溶液、蔗糖溶液不变蓝
2．鉴定还原糖
(1)实验原理
①唾液中含有唾液淀粉酶，在淀粉酶的作用下，淀粉水解产生麦芽糖。麦芽糖是一种还原糖。
②葡萄糖、麦芽糖等可溶性还原糖与斐林试剂反应，会产生砖红色沉淀。淀粉和蔗糖等非还原糖与斐林试剂则不发生砖红色沉淀反应。
③斐林试剂可由质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液按1∶1的比例混合配制而成。
(2)实验步骤
分组编号：取四支洁净的试管编号为1、2、3、4备用
↓
鉴定：
↓
结果：4号试管产生砖红色沉淀
(3)实验操作注意问题及原因分析
①斐林试剂现配现用，且NaOH溶液、CuSO4溶液应先混合，再添加。
原因：斐林试剂很不稳定。
②一般不用酒精灯直接加热，而是隔水加热。直接加热反应过快而影响观察效果。
③加热时试管底部不能接触烧杯底部，直接接触会造成受热不均匀，导致试管破裂。
(4)实验结果的提醒
溶液颜色变化：浅蓝色→棕色→砖红色(沉淀)。开始时的浅蓝色是Cu(OH)2的颜色，后来的棕色是浅蓝色和砖红色的混合色，最后Cu2＋全部转化成Cu2O，溶液呈现砖红色。
3．尝试检测核桃种子子叶细胞中的脂肪
(1)实验原理：苏丹Ⅲ染色液可将脂肪染成橘黄色。
(2)实验步骤
取材：核桃种子(浸泡3～4 h)，将子叶削成薄片
↓
制片eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(①取片：取最理想的薄片（厚薄均匀）,②染色：在薄片上滴2～3滴苏丹Ⅲ染色液, （染色2～3 min）,③去浮色：用体积分数为50%的乙醇溶液洗去浮色,④制片：制成临时装片))
↓
观察：在低倍镜下寻找到已着色的圆形小颗粒，然后用高倍镜观察
↓
结果：圆形小颗粒呈橘黄色(说明有脂肪存在)
(3)实验操作注意问题及原因分析
①核桃种子浸泡时间不能过长，也不能过短。时间过长，组织较软，切片不易成形；过短则不易切片。
②切片时，要尽可能薄且均匀，切片厚会导致观察不清楚。
③用乙醇溶液洗去浮色，且速度要快。
原因：a.不洗去浮色，会影响橘黄色脂肪颗粒的观察。
b．速度要快，否则乙醇溶液(脂溶性溶剂)会将核桃细胞中的脂肪颗粒溶解成油滴。
(4)实验结果提醒
①用显微镜观察染色的核桃种子，看到橘黄色颗粒，说明生物组织中含有脂肪。
②观察核桃种子切片时，一部分细胞清楚，另一部分较模糊的原因可能是切片标本厚薄不均匀。
1．在生物组织中的还原糖、脂肪的鉴定实验中，下列有关对实验材料选择的叙述错误的是( )
A．用斐林试剂鉴定葡萄糖时需水浴加热
B．核桃种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的理想材料
C．用苏丹Ⅲ染液鉴定核桃种子时，需用50%的乙醇溶液洗去浮色
D．甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等，都含有较多糖且近于白色，因此可以用于还原糖的鉴定
D [甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等含有较多的蔗糖，蔗糖不是还原糖，它们不能用作还原糖鉴定的实验材料，D项错误。]
2．洋葱在欧美被誉为“蔬菜皇后”，其肥大的鳞茎中含糖类8.5%，每100 g含维生素A 5 mg、维生素C 9.3 mg、钙(Ca)45 mg、磷(P)50 mg、铁(Fe)8 mg，以及18种氨基酸，是不可多得的保健食品。那么洋葱肥大的鳞茎中所含有的糖类是淀粉还是可溶性还原糖？某生物学兴趣小组的同学以此作为研究课题，请你帮助他们完成下面的实验研究报告。
(1)实验目的：探究洋葱肥大的鳞茎中所含的糖是淀粉还是可溶性还原糖。
(2)实验原理：淀粉可用________来检测，可溶性还原糖可用________试剂来检测。
(3)实验器材：洋葱、所需试剂和仪器等(略)。
(4)实验步骤：
Ⅰ.鉴定可溶性还原糖：
①制备洋葱组织样液，取样液2 mL注入试管；
②_________________________________________________；
③观察颜色变化。
Ⅱ.鉴定淀粉：
①制备洋葱组织样液，取样液2 mL注入试管；
②__________________________________________________；
③观察颜色变化。
(5)预期实验结果与结论：
①若步骤Ⅰ出现____________，步骤Ⅱ出现________，说明洋葱鳞茎中所含的糖类既有还原糖又有淀粉。
②若步骤Ⅰ______________，步骤Ⅱ________，说明洋葱鳞茎中所含的糖类只有还原糖而没有淀粉。
③若_______________，说明洋葱鳞茎中________________。
[解析] (1)(2)淀粉遇到稀碘液后变蓝色，还原糖遇到斐林试剂在水浴加热条件下出现砖红色沉淀。(4)(5)鉴定还原糖实验，首先制备组织样液，然后取2 mL样液，加入2 mL斐林试剂在水浴条件下加热，观察试管中是否会出现砖红色沉淀。若出现砖红色沉淀，说明组织样液中含有还原糖；若不出现砖红色沉淀，说明组织样液中不含有还原糖。鉴定淀粉实验中，制备组织样液，然后取出2 mL样液，加入2滴碘液后，观察试管中是否出现蓝色。若出现蓝色，说明组织样液中含有淀粉；若不出现蓝色，说明组织样液中不含有淀粉。
[答案] (2)稀碘液 斐林
(4)Ⅰ.②加入新制备的斐林试剂2 mL混合均匀，在50～65 ℃条件下隔水加热2 min Ⅱ.②加入2滴稀碘液
(5)①砖红色沉淀 蓝色 ②出现砖红色沉淀 不出现蓝色 ③步骤Ⅰ不出现砖红色沉淀，步骤Ⅱ出现蓝色 没有还原糖只有淀粉
[课堂小结]
1．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
B [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；肌糖原和肝糖原在细胞内能暂时储存。]
2．下列关于糖的叙述正确的是( )
A．糖类都具有甜味
B．乳糖可以被小肠上皮细胞直接吸收利用
C．淀粉作为植物体内的储能物质存在于植物细胞中
D．用甜菜提取液做还原糖的鉴定实验可以观察到砖红色沉淀
C [并不是所有的糖类都具有甜味，A错误；乳糖属于二糖，二糖不能被细胞直接吸收，B错误；淀粉作为植物体内的储能物质存在于植物细胞中，C正确；甜菜提取液中的糖主要是蔗糖，蔗糖不是还原糖，不与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，D错误。]
3．(多选)下列关于脂质的叙述正确的是( )
A．脂质中，只有磷脂参与细胞质膜的构成
B．脂肪只存在于脂肪细胞中
C．某些脂质可调节动物的生命活动
D．等质量的脂肪彻底氧化分解释放的能量比多糖多
CD [胆固醇也可参与动物细胞质膜的构成，A错误；脂肪普遍存在于各种细胞中，B错误；某些脂质可调节动物的生命活动，如性激素，C正确；等质量的脂肪彻底氧化分解释放的能量比多糖多，D正确。]
4．下列哪项不是细胞内的脂质具有的功能( )
A．细胞内良好的储能物质
B．是构成细胞质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
D [脂质包括脂肪、磷脂和固醇类。脂肪是细胞内良好的储能物质，同时也具有一定的保温作用，A项、C项正确；磷脂是构成细胞质膜等生物膜的重要成分，B项正确；催化体内能源物质分解不属于脂质的功能，D项错误。]
5．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，在体内转化为脂肪储存起来，冬眠时，进行分解作用，维持生命活动。
材料二：生活在南极寒冷环境中的企鹅，体内脂肪可厚达4 cm。
材料三：幼儿晒太阳，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)材料一说明脂肪是________________，分布在动物内脏器官周围的脂肪还具有_____________________________________的作用。
(2)材料二说明脂肪具有________的作用。
(3)材料三说明维生素D具有______________________________的作用，维生素D、性激素和胆固醇都属于________类的脂质。
(4)材料中没有提到的一类脂质是________，其主要作用是____________________________________________________________。
(5)鉴定脂肪所用的试剂是________________，发生的颜色反应是________。
[解析] (1)材料一说明脂肪是细胞内重要的储能物质，可作为备用能源；动物内脏器官周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用。(2)材料二说明脂肪具有保温的作用。(3)材料三说明维生素D能够促进人和动物对钙和磷的吸收，维生素D、性激素和胆固醇均属于固醇类的脂质。(4)材料中没有提到的一类脂质是磷脂，其主要作用是构成细胞质膜的重要物质。(5)鉴定脂肪所用的试剂是苏丹Ⅲ染色液，发生的颜色反应是橘黄色。
[答案] (1)细胞内重要的储能物质 减少摩擦，缓冲外界压力 (2)保温 (3)促进人和动物对钙和磷的吸收 固醇 (4)磷脂 构成细胞质膜的重要物质 (5)苏丹Ⅲ染色液 橘黄色
课标内容要求
核心素养对接
1．概述糖类的种类和作用。
2．举例说出脂质的种类和作用。
3．检测生物组织中的糖类和脂肪。
1．生命观念——物质与能量观：糖类和脂质作为能源物质的特点。
2．科学思维——归纳与概括：对比分析糖类和脂质的种类、作用及相互关系。
3．科学探究——通过检测生物组织中的糖类和对植物细胞中是否含有脂肪的探究，领悟科学研究的方法，并习得相关操作技能。
4．社会责任——结合糖尿病、高血脂等疾病了解糖类和脂质与人体健康的关系。
类别
举例
功能
单糖
五碳糖
核糖
核糖核酸的组成成分
脱氧核糖
脱氧核糖核酸的组成成分
六碳糖
葡萄糖
主要能源物质
果糖
提供能量
半乳糖
提供能量
分类
概念
种类
分子式
主要分布
主要功能
单糖
不能水解的糖
五碳糖
核糖
C5H10O5
动植物细胞
RNA的成分
脱氧核糖
C5H10O4
DNA的成分
六碳糖
葡萄糖
C6H12O6
细胞生命活动所需要的主要能源物质
果糖
植物细胞
提供能量
半乳糖
动物细胞
二糖
由两分子单糖结合而成的糖
蔗糖
C12H22O11
植物细胞
能水解成单糖而供能
麦芽糖
乳糖
动物细胞
多糖
水解后能够生成许多单糖的糖
淀粉
(C6H10O5)n
植物细胞
植物细胞中重要的储能物质
纤维素
植物细胞壁的主要组成成分
糖原
肝糖原
动物肝脏
储存能量，调节血糖
肌糖原
动物肌肉
氧化分解时为肌肉收缩提供能量
分类依据
种类
按归属
动植物细胞共有的糖
核糖、脱氧核糖、葡萄糖
主要存在于动物细胞中的糖
乳糖、糖原
按归属
主要存在于植物细胞中的糖
蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素
按功能
细胞中主要能源物质
葡萄糖
细胞中储能物质
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
葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖、乳糖
非还原糖
蔗糖、淀粉、糖原、纤维素
按化学本质分类
元素组成
功能及分布
脂肪
C、H、O
①主要功能：细胞内重要的储能物质；很好的绝热体，起保温作用；缓冲和减压作用，可以保护内脏器官
②分布：几乎所有的动物细胞和植物细胞中
③水解产物：甘油和脂肪酸
磷脂
C、H、O、N、P
①主要功能：是构成细胞质膜的重要物质
②主要分布：人和动物的脑、肝脏以及大豆的种子中
固醇
胆固醇
C、H、O
构成动物细胞质膜的成分之一，合成其他固醇类物质的原料
性激素
能促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成
维生素D
促进人和动物对钙、磷的吸收
蜡
C、H、O
①比脂肪的疏水性更强
②通常分布于生物体表面，具有保护作用
知识网络构建
核心语句背诵
1.碳链是形成生物大分子的骨架，多糖、蛋白质和核酸都是单体连接而成的生物大分子。
2.糖类既是细胞的重要结构成分，又是生物体维持生命活动的主要能源物质。
3.糖类由C、H、O三种元素组成。根据结构的不同，可以将糖类分为单糖、二糖和多糖。
4.单糖和麦芽糖、乳糖等二糖是还原糖，与斐林试剂发生反应，会产生砖红色沉淀(Cu2O)。淀粉、蔗糖等是非还原糖，与斐林试剂不会产生砖红色沉淀。
5.脂质主要由C、H、O三种元素组成。一般不溶于水。包括脂肪、磷脂、固醇类分子和蜡等。
6.脂肪可用苏丹Ⅲ染色液鉴定，颜色为橘黄色。磷脂是构成细胞质膜的重要物质，所有的细胞都含有磷脂。
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