第二章 第3节 糖类和脂质是细胞的结构成分和能源物质(无答案)-高中生物学合格考学案等级考预备（新教材必修 第2版）

· 39 · 第 3 节 糖类和脂质是细胞的结构成分和能源物质 一、糖类既是能源物质也是结构成分 1．糖概述及种类：糖类参与细胞组成，是生命活动的主要能源物质，一般来说，机体所需能量的 70% 以上是由食物中的糖提供的。糖类的组成元素为 C、H、O，分单糖、双糖、多糖三类，常用通式 Cn(H2O)m表 示（脱氧核糖例外）。 （1）单糖：是不能水解的最简单的糖类，如葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖。 ①葡萄糖和果糖：都含 6个碳原子的己糖，分子式都是 C6H12O6，但结构式不同，在化学上叫做同分异 构体，结构式如下图所示： 葡萄糖 果糖 核糖 脱氧核糖 ②核糖（C5H10O5）和脱氧核糖（C5H10O4）：含有 5个碳原子的戊糖，两者都是构成生物遗传物质（DNA或 RNA）的重要组成成分，结构式如右上图所示，它们之间相差一个氧原子。 （2）双糖（二糖）：由 2个单糖分子脱水缩合而得的糖，分子式是 C12H22O11。常见的是含有 2个单糖单 位的双糖，如植物细胞内的蔗糖、麦芽糖（由 2分子葡萄糖构成），动物细胞内的乳糖（葡萄糖＋半乳 糖），蔗糖的形成见下图： 葡萄糖 果糖 蔗糖 纤维素 （3）多糖：是由多个（10 个以上）葡萄糖缩聚而成的链状大分子，分子式是(C6H10O5)n。与单糖、双 糖不同，一般不溶于水，从而构成贮藏形式的糖，如高等植物细胞内的淀粉，高等动物细胞内的糖原。 纤维素是植物中最普遍的结构多糖。有些多糖与蛋白质或脂质结合在一起形成糖蛋白或者糖脂，存在于 细胞膜外侧，起到信息识别的作用。 ①淀粉：植物体内储存形式的糖，以不溶于水的颗粒状储存在叶绿体、块根、块茎、种子中。淀粉 也是人类主要的糖类来源。淀粉遇碘液呈蓝色，因此可以用碘液检测淀粉的存在。 ②糖原：存在于动物体内，不溶于水，是动物体内糖类的储存形式。食物中的淀粉在消化道中被水 解成葡萄糖，经吸收后经血液运输至肝脏和肌肉内合成糖原。 ③纤维素：不溶于水，构成植物细胞壁的主要成分，它使细胞壁具有韧性。多数动物不能消化分解 纤维素，所以我们吃下的纤维素只能原样排泄出来，毫无变化。有些动物如牛、马或白蚁能消化纤维 素，因为它们的消化管中寄生着能水解纤维素的微生物。 注：蔗糖、麦芽糖、乳糖、果糖等都具有甜味，但是糖并不都具有甜味，如淀粉、纤维素和糖原，也并非所有具有甜 消 化 C6H12O6 肝糖原 淀粉 葡萄糖 肝细胞 肌细胞 组织细胞 吸收 血浆 消化道 葡萄糖（血糖） 血糖 C6H12O6 肌糖原 C6H12O6 氧化分解 组织液 · 40 · 太阳能 d a 多糖脂肪 葡萄糖 ATP 问题：箭头上的字母代表哪些生理过程？ b c e a： b： c： d： e： 味的物质都是糖，如甘油、糖精、甘露醇、木糖醇都具有甜味，但不是糖。 问题：多糖分别在细胞内的什么细胞器上合成的？糖尿病人的饮食受到严格的限制，受限制的并不 仅仅是甜味食品，米饭和馒头等主食都需定量摄取。为什么？ 2. 糖类总结 种类 分布 功能 单糖：不能水解 的最简单的糖类 五碳糖 核糖 细胞中都有 组成 RNA 的成分 脱氧核糖 细胞中都有 组成 DNA 的成分 六碳糖 葡萄糖 细胞中都有 主要的能源物质 果糖 植物细胞 提供能量 半乳糖 动物细胞 提供能量 双糖：由 2 个单糖分 子脱水缩合而得的糖 麦芽糖 发芽的种子中含量丰富 提供能量 蔗糖 甘蔗、甜菜中含量丰富 提供能量 乳糖 动物乳汁中含量丰富 提供能量 多糖：由许多个葡 萄糖经脱水缩合形成 淀粉 叶绿体、块根、块茎、种子 储存能量 纤维素 植物细胞细胞壁 支持保护细胞 糖原 肝糖原 动物的肝脏 储存能量 肌糖原 动物的肌肉 3. 还原糖的鉴定：葡萄糖、麦芽糖、果糖能与班氏试剂反应，最终产生砖红色沉淀。蔗糖、淀粉分 子结构中不含醛基，不属于还原糖。 4. 与能源相关的一组概念：生物体内糖类、脂质和蛋 白质等有机物都可作为生命活动的能源物质，其中： 主要能源物质：糖类。 储备能源物质：脂肪、淀粉和糖原。 最终能源物质：太阳光。 直接能源物质：ATP。 例 1 医生给低血糖休克病人在静脉内注射 5%的葡萄糖溶液，其目的主要是（ ）。 A. 供给全面营养 B. 供给能量 C. 维持细胞的渗透压 D. 供给水分 例 2 反应式“A＋H2O→B＋C”中的 A是糖类，B、C是分子结构不同的单糖，则 A是（ ）。 A．蔗糖 B．麦芽糖 C．纤维素 D．糖原 例 3 人体中有甲、乙两种糖类物质，当人处于饥饿状态时，通常会将甲水解为乙供身体所需；当人进 食后，通常会将乙脱水缩合成甲储存起来。则这两种糖类物质分别是（ ）。 A．甲：葡萄糖；乙：肌糖原 B．甲：麦芽糖；乙：葡萄糖 C．甲：肝糖原；乙：葡萄糖 D．甲：果糖；乙：麦芽糖 例 4 存在于 RNA中而不存在于 DNA，存在于叶绿体而不存在于线粒体，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、葡萄糖、糖原 B．脱氧核糖、葡萄糖、纤维素 C．核糖、脱氧核糖、糖原 D．脱氧核糖、核糖、淀粉 例 5 某生物体内能发生如下的反应：淀粉→麦芽糖→葡萄糖→糖原。下列说法中不正确的是（ ）。 A. 此生物一定是动物，因为能合成糖原 B. 淀粉和糖原都属于细胞内的储能物质 C. 此生物一定是动物，因为能利用葡萄糖 D. 糖类在生物体内的主要作用是提供能量 · 41 · 例 6 以下的代谢过程中，在高等动物、植物体内都可以发生的是（ ）。 A．葡萄糖→糖原 B．葡萄糖→淀粉 C．葡萄糖→脂肪 D．葡萄糖→纤维素 例 7 有关糖类的下列叙述中正确的是（ ）。 A. 糖类是有甜味的物质 B. 由 C、H、O三种元素组成的有机物属于糖类 C. 糖类物质又叫碳水化合物，其分子式都用 Cn(H2O)m的通式表示 D. 糖类一般是多羟基醛或多羟基酮以及水解能产生它们的物质 例 8 右图是两种双糖的组成示意图，下列相关叙述中正确的是（ ）。 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．细胞内的双糖以及单糖的作用只能是细胞呼吸供能的底物 例 9 下列叙述中，淀粉、纤维素和糖原的共同特征是（ ）。 A. 都是细胞内储存能量的主要物质 B. 都含有 C、H、O、N四种元素 C. 基本的组成单位都是五碳糖 D. 基本组成单位都是六碳糖 例 10 糖类是生物体最重要的能源物质，下列关于糖类的叙述中正确的是（ ）。 A．葡萄糖可水解为单糖 B．麦芽糖是动物细胞特有的双糖 C．肌糖原不能分解供能 D．纤维素由多个葡萄糖缩合而成 例 11 右图所示为一种多糖的结构，关于该多糖的下列说法中正确的是（ ）。 A．普遍存在于动植物细胞中 B．图中所示多糖为麦芽糖 C．由多个葡萄糖脱水缩合而成 D．经班氏试剂鉴定呈砖红色 例 12 糖原(C6H10O5)n是一种相对分子质量比淀粉更大的多糖，主要存在于肝脏和肌肉中，所以又叫动 物淀粉或肝糖。下列关于糖原的叙述中正确的是（ ）。 A. 糖原与淀粉、纤维素互为同分异构体 B. 肌糖原不能水解成葡萄糖 C. 糖原水解的最终产物是葡萄糖 D. 糖原具有还原性，能发生还原糖特有的反应 例 13 在生物体中糖类不仅是维持生命活动所需能量的主要来源，也是（ ）。 A. 绝大多数生物化学反应的介质 B. 细胞内携带遗传信息的物质 C. 组成生物体结构的基本原料 D. 含量最多的化合物 例 14 棉、麻和真丝是很多纺织品的原料，它们都来自于生物体，其组成成分主要是（ ）。 A．纤维素和脂肪 B．纤维素和蛋白质 C．淀粉和蛋白质 D．淀粉和脂肪 例 15 棉子糖是一种由半乳糖、果糖和葡萄糖结合而成的三糖，不具有还原性。下列叙述中错误的是 （ ）。 A. 棉子糖和蔗糖的水解产物不完全相同 B. 棉子糖由三分子单糖脱水缩合而成 C. 棉子糖的水解产物是还原糖 D. 棉子糖与班氏试剂反应可产生黄红色沉淀 例 16 嫩玉米汁能与班氏试剂产生黄红色沉淀，成熟的玉米遇碘液显蓝黑色，这说明（ ）。 A. 嫩玉米中只含还原糖不含淀粉 B. 成熟玉米中只含淀粉不含还原糖 C. 玉米转熟时淀粉水解为还原糖 D. 玉米转熟时还原糖合成淀粉 果 糖 葡 萄 糖 麦芽糖 蔗糖 M N · 42 · 二、脂质对维持细胞结构与功能有重要作用 脂质俗称脂类，是生物体内一大类重要的有机化合物，由 C、H、O三种元素组成，有的（如磷脂） 含有 N、P等元素，不溶于水，但溶于乙醚、苯、氯仿和石油醚等有机溶剂。 1. 脂肪（C、H、O） （1）结构：也叫中性脂，一个脂肪分子是由一个甘油分子中的三个羟基分别与三个脂肪酸末端羧基 脱水连成酯键形成的。脂肪酸中碳元素和碳元素之间均以单键连接，称为饱和脂肪酸，常温时呈固态， 称为（动物）脂；若是由双键连接，就是不饱和脂肪酸，常温时呈液态，称为（植物）油。用苏丹Ⅲ可 把脂肪染成橘红色。 ②功能：在植物中主要存在于干种子当中，动物则主要存在于皮下、肝脏和肚子等部位。脂肪是动 植物细胞中的贮能物质，相同质量的脂肪释放的能量大约是相同质量糖的两倍。当动物体内糖类过剩 时，首先转化成糖原，然后转化成脂肪。在植物体内就主要转化成淀粉，有的也能转化成脂肪。在机体 表面的脂类有防止机械损伤和水分过度散失的作用。 2. 磷脂（C、H、O、N、P）：参与细胞结构特别是膜结构的形成，是脂类中的结构大分子。由亲水 的头部和疏水的尾部组成，组成细胞膜的双分子层。当磷脂分子被水包围时便会排列成为双层分子的膜 或微团。 3. 固醇（C、H、O） （1）概述：主要包括胆固醇、植物固醇和酵母固醇等。在动物全身组织中，脑及神经组织中最为丰富， 在内脏和皮下的脂肪中含量也很高。胆固醇可从食物中摄取，也可在肝脏和小肠中合成。 （2）胆固醇的作用：动物中胆固醇是人体细胞不可缺少的营养物质。大部分胆固醇被转化为胆汁酸， 并随胆汁排入肠腔，有助于油脂和脂溶性维生素的消化吸收。胆固醇还是合成某些激素的前体物质，如肾 上腺皮质激素、性激素。有的固醇类化合物在紫外线作用下会变成维生素 D。胆固醇还是构成动物细胞膜 的重要组成成分。 饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸 甘油 O CH2-0-C-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 CH -0-C-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 CH2-0-C-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 O O 甘油 脂肪酸 含氮碱基 磷酸 O CH2-0-C-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 CH2-0-C-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 CH2 O CH2-CH2-O-P-O- CH3 CH3-N ＋ -CH3 OH · 43 · （3）胆固醇与人体健康：肝是体内胆固醇合成和转化的主要场所。正常情况下，人体内胆固醇的合 成与转化处于相对稳定状态。胆固醇在血液中以与脂蛋白结合的形式运输，主要包括低密度脂蛋白 （LDL）和高密度脂蛋白（HDL）。低密度脂蛋白能将胆固醇由肝脏运输到全身组织细胞，而高密度脂蛋白 则将组织细胞中多余的胆固醇运输到肝脏。血液中胆固醇偏高与心血管疾病的发生明显相关。如在动脉 粥样硬化这种疾病中，多余的胆固醇沉积在动脉的内壁上，使管腔变小，最终可能形成凝块，阻塞动 脉，引起心肌梗死或中风。 种类 功能 脂肪 ①细胞内良好的储能物质 ②是一种很好的绝热体，皮下的脂肪层起到保温作用 ③分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲和减压作用，保护内脏器官 类脂 磷脂 构成细胞膜、线粒体膜、叶绿体膜等多种膜结构的重要成分 固醇类 胆固醇 构成动物细胞膜的重要成分，在人体内参与血液中脂质的运输 性激素 促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成，激发并维持第二性征 维生素 D 促进人和动物肠道对钙和磷的吸收 例 17 以下关于人体的物质基础的叙述正确的是（ ）。 A．人体中含量最多的有机物是葡萄糖 B．脂肪、糖原均是人体的储能物质 C．DNA和 RNA都是人体的遗传物质 D．蛋白质是人体主要的能源物质 例 18 下列关于脂肪的叙述中，正确的是（ ）。 A. 1分子脂肪是由 1分子脂肪酸和 3分子甘油组成的 B. 组成脂肪的甘油含有 3个羟基，每个羟基连接一个脂肪酸 C. 动物脂肪一般含有饱和脂肪酸，碳链间含双键 D. 植物脂肪一般呈固态，动物脂肪一般呈液态 例 19 下面关于脂质的叙述，正确的是（ ）。 A. 磷脂由 C、H、O三种元素组成，是构成液泡膜的主要成分 B. 性激素的化学本质是蛋白质，对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. 企鹅体内的脂肪有减少热量散失，维持体温恒定的作用 例 20 维持高等动物第二性征的物质属于（ ）。 A. 核酸 B. 糖类 C. 蛋白质 D. 脂类 例 21 在生物体中脂肪比糖类更适于做储能物质的原因不包括（ ）。 A. 同质量的脂肪比糖类含能量多 B. 必要时脂肪可直接氧化分解供能，也可转化为糖类供能 C. 脂肪不能被氧化分解，这样有利于长期保存 D. 脂肪疏水，而糖类亲水，故前者在细胞中占体积小 脂肪 磷脂 胆固醇 固醇 性激素 维生素 D 储能物质、保温、保护内脏器官 C、H、O、N、P 生物膜的组成成分 脂 质 参与脂质运输、动物细胞膜的成分 调节生命活动 促进钙、磷的吸收 · 44 · 例 22 “地沟油”的主要成分是脂肪，但还含有许多致病、致癌的毒性物质。下列有关叙述中正确的是 （ ）。 A．“地沟油”的主要成分的组成元素一定是 C、H、O、N B．“地沟油”的主要成分是生物体内的主要能源物质 C．“地沟油”的主要成分遇苏丹Ⅲ染液呈现橘黄色 D．“地沟油”的主要成分参与细胞核内染色质组成 E．“地沟油”的主要成分可引起细胞糖蛋白减少 例 23 脂质在细胞中具有独特的生物学功能，下面有关脂质的生物学功能中，属于磷脂的生物学功能的 是（ ）。 ①是生物膜的重要成分 ②是贮存能量的分子 ③构成生物体表面的保护层 ④是很好的绝缘体，具有保温作用 ⑤具有生物学活性，对生命活动起调节作用 A. ①③ B. ⑤ C. ① D. ②④ 例 24 以下关于胆固醇功能的叙述中正确的是（ ）。 A．胆固醇能参与组成植物细胞膜 B．胆固醇会引起动脉粥样硬化，要尽量避免摄入 C．胆固醇是合成甲状腺激素的原料 D．胆固醇能转变为维生素 D，有助于钙、磷的吸收 例 25 下列生物大分子中，空间结构及功能多样性最高的是（ ）。 A. 蛋白质 B. DNA C. 甘油三酯 D. 纤维素 例 26 下列动植物糖类、脂肪的分类及比较，其中正确的是（ ）。 例 27 脂质体是一种人工膜（右图），由磷脂和胆固醇组成，可用作转基因研究或制备药物。下列叙述 中不正确的是（ ）。 A．脂质体表面交联抗体，靶向给药 B．防止免疫系统识别脂质体，需用某些化学物质修饰 C．甲为脂溶性药物，乙为水溶性药物 D．脂质体能与细胞膜融合，胞吞进入细胞内 例 28 右图表示不同化学元素所组成的化合物，下列有关叙述中错误的是（ ）。 A. 化合物①可能是细胞膜中的受体 B. 化合物②可以是甘油三酯 C. ②也可以是胆固醇 D. 在人体细胞核中，化合物③就是 DNA 动 物 细 胞 核糖 脱氧核糖 葡萄糖 糖原 乳糖 淀粉 麦芽糖 纤维素 植 物 细 胞 蔗糖 果糖 葡萄糖 还原糖 双 糖 固醇 性激素 脂肪 生物大分子 淀粉 固醇 纤维素 A B C D 药物乙 抗体 药物甲 N C、H、O N、P ① ② ③ · 45 · 例 29 生命科学常用下图示表示微观物质的结构，图 1～3分别表示植物细胞中常见的三种有机物，则 图 1～3可分别表示（ ）。 A. 多肽、RNA、淀粉 B. DNA、RNA、纤维素 C. DNA、蛋白质、糖原 D. 蛋白质、核酸、糖原 例 30 下图是油菜种子在萌发过程中，糖类和脂肪的变化曲线。下列分析正确的是（ ）。 A．干重相等的可溶性糖和脂肪，所贮存的能量大致相同 B．种子萌发时，由于可溶性糖更多地转变为脂肪，种子需要的 N元素增加 C．种子萌发时，脂肪酶的活性很高 D．种子萌发时，生命活动的直接能源物质是可溶性糖在 例 31 下图所示的图解为构成细胞的元素、化合物及其作用，a、b、c、d、e代表不同的小分子物 质，A、B、C、E代表不同的大分子物质，下列分析不正确的是（ ）。 A．在动物细胞内与 A作用最相近的物质是糖原 B．物质 d的化学本质是固醇 C．e和 c的区别是空间结构不同 D．在人体细胞中物质 e共有 4种 例 32 同一图形可以对应不同的概念关系，以下四组中不能用右下图形表示的是（ ）。 1 2 3 A 还原糖 麦芽糖等还原性双糖 双糖 B 原核细胞 光合原核细胞 能光合作用细胞 C 酶 蛋白质类酶 蛋白质 D 脂质 P、S 蛋白质 图 1 图 2 图 3 脂肪 可溶性糖 0 10 17 22 29 萌发天数 50 40 30 20 10 干 重 百 分 比 C、H、O a A 植物细胞内 的储能物质 d N、P N B b C b c E b e 核糖体的 主要成分 促进生殖器官发育，激发 并维持雌雄动物第二性征 1 2 3