内容正文:
第二节 生物大分子以碳链为骨架
课程目标
知能目标
素养目标
1.概述糖类有多种类型,它们既是细胞的重要结构成分,又是生命活动的主要能源物质
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
3.概述蛋白质的结构和功能
4.解释蛋白质分子结构多样性与功能复杂性的关系
5.认同蛋白质是生命活动的主要承载者
6.概述核酸由核苷酸聚合而成,是储存与传递遗传信息的生物大分子
7.检测生物组织中的油脂
8.尝试用化学试剂检测生物组织中的糖类
9.尝试用化学试剂检测生物组织中的蛋白质
1.生命观念——认同生命的物质性和生物界的统一性
2.科学思维——对比分析糖类和脂质的种类、作用及相互关系
3.科学探究——能够设计实验完成糖类和蛋白质的检测,提高实验操作与分析能力
4.社会责任——从蛋白质功能多样性角度明确蛋白质与人体健康的关系。认同DNA和RNA在生命遗传信息传递中的作用,对生产、生活中的相关问题做出正确的解释
第1课时 糖类和脂质
(见学生用书P5)
知识点一 有机物
小思考:生命系统中的核心元素是生物体内含量最高的元素吗?
【答案】不是,碳是生命系统的核心元素,这是因为碳链是生物大分子的基本骨架。而生物体内含量最高的元素是O。
知识点二 糖类是细胞的主要能源物质
1.元素组成__C、H、O__。
2.种类、分布及功能
项目
概念
常见种类
分布
主要功能
单糖
不能水解的糖
(可被细胞直接
吸收利用的小
分子物质)
__核糖__
动、植物
细胞
组成RNA的物质
脱氧
核糖
组成DNA的物质
葡萄糖
细胞的主要
__能源__物质
二糖
水解后能够生成 __2__个单糖分子的糖
蔗糖
_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
成许多个单糖
分子的糖
__淀粉__
植物
细胞
植物细胞中的储能物质
纤维素
植物__细胞壁__的基本组成成分
__糖原__
动物
细胞
动物细胞中的储能物质
小思考:某商家宣传其生产的某种食品时,称“该食品由纯天然谷物制成,不含任何糖类,糖尿病患者可放心食用”。你认为这种宣传是否科学?说出你的理由。
【答案】不科学。谷物的主要成分是淀粉,是一种多糖,淀粉经消化分解后可以生成葡萄糖,从而使血糖升高。
知识点三 脂质是一类不溶于水的有机物,具有多种生物学功能
1.元素组成:主要是__C、H、O__,有些脂质还含有__P和N__,其中__氢原子__较糖类多,而__氧原子__较糖类少。
2.化学性质:脂质分子结构差异很大,通常都不溶于水,而溶于__有机溶剂__。
3.脂质的种类及功能
种类
功能
油脂
①作为__储能__物质
②作为__抗低温__的保温层
③还能起到__防震__作用
磷脂
细胞__各种膜__结构的重要成分
固
醇
胆固醇
构成__细胞膜__的重要成分,血液中其含量过多则可能引发__心脑血管__疾病
性激素
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__钙和磷__的吸收
小思考:熊入冬之前要吃大量的食物。熊冬眠时靠体内的什么物质提供能量以维持基本的生命活动?
【答案】油脂。油脂是储能物质,同质量的油脂所含的能量是糖类所含能量的2倍以上。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)碳原子间相互作用,可形成长长的碳链。( √ )
(2)葡萄糖属于单糖,它是细胞生命活动所需要的主要能源物质。( √ )
(3)多糖种类不同的原因是所含的单糖种类不同。( × )
(4)只要不摄入胆固醇,体内就不会有胆固醇。( × )
(5)质量相同的糖类和油脂被彻底分解时,油脂耗氧较多。( √ )
2.情境分析
体育运动需要消耗大量的能量。研究者做了以下观察:让自行车运动员连续5天进行大强度的训练,尽量消耗肌糖原;之后,在相同的环境下,进行“运动能力与糖摄入量关系”的研究,结果如下表。
分组
观测时间
运动强度
维持运动时间
高糖膳
食组
连续3天
尽力蹬车
50.2~80.2 min
低糖膳
食组
连续3天
尽力蹬车
31.8~51.4 min
(1)人体内主要的能源物质是什么?
【答案】糖类。
(2)分析表中数据可知,哪种膳食可以增加运动能力?为什么?
【答案】高糖膳食。因为这样的饮食提高了肌糖原的储备,保证运动过程中能量的供应。
(3)大量运动训练后,运动员血液中的脂肪酸含量增加,说明运动过程中除消耗糖类外,还消耗什么物质?为什么?
【答案】油脂。油脂分解的产物是甘油和脂肪酸。
(4)运动员可以进食高糖膳食,而糖尿病病人的饮食受到严格的限制,不仅限制甜味食品摄入,而且对于米饭、馒头等主食也要定量,为什么?
【答案】米饭、馒头的主要成分是淀粉,食用后经消化分解成葡萄糖,再被吸收,使病人血糖浓度更高,加重病情。
(见学生用书P7)
类型一 糖类拓展
1.有关糖类的误区辨析
误区
辨析
所有的糖都是还原糖
葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖等是还原糖。蔗糖、淀粉、糖原、纤维素等不具有还原性
糖类就是能源物质
并非所有的糖类都是能源物质,如纤维素是细胞壁的组成成分
所有的糖都能被人体直接吸收
人体一般吸收的是单糖,纤维素不能被人体消化吸收。其他的糖一般在被水解之后才能被吸收
“糖类水解”=“糖类氧化分解”
多糖和二糖水解的终产物是单糖,糖氧化分解的终产物是CO2和H2O,即糖参与需氧呼吸后的最终产物是CO2和H2O
能源物质都是糖类
油脂一般是储能物质,但在某些情况下也能被氧化分解,充当能源物质角色
所有的糖都有甜味,非糖物质没有甜味
多糖(如淀粉等)没有甜味,无糖可乐中添加了具有甜味的非糖物质,如山梨醇等
淀粉、纤维素和糖原种类不同的原因是组成多糖的单糖种类不同
淀粉、纤维素和糖原都是由葡萄糖组成的,它们不同的原因是单糖之间的连接方式导致空间结构不同
2.糖类的组成及联系
典例 下列关于糖类的叙述,正确的是( A )
A.单糖、二糖和多糖在细胞内可以相互转化
B.葡萄糖、果糖、蔗糖均为还原糖
C.淀粉、糖原和纤维素都是细胞内的能源物质
D.糖类中氢、氧原子个数比均为2∶1
【解析】单糖可以脱水缩合形成二糖和多糖,多糖可以水解形成二糖或单糖,二糖可水解成单糖,A正确;蔗糖为非还原糖,B错误;淀粉是植物细胞的储能物质,糖原是动物细胞的储能物质,纤维素是植物细胞壁的成分之一,纤维素不是能源物质,C错误;糖类中氢、氧原子个数比不都为2∶1,如脱氧核糖(C5H10O4),D错误。
2024·平湖中学高一对于低血糖病人来说,医生会静脉注射质量分数为50%的某单糖溶液。下列叙述正确的是( B )
A.此单糖可能是葡萄糖,也可能是核糖
B.主要原因是给病人较快供给能源物质
C.此单糖可水解成较小分子糖使细胞更容易吸收
D.注射较高浓度的糖主要是为了尽快维持血浆的酸碱平衡
【解析】此单糖是作为能源物质的葡萄糖,而核糖是参与构成RNA的单糖,A错误;低血糖病人血糖低于正常水平,可导致低血糖昏迷甚至发生生命危险,静脉注射质量分数为50%的葡萄糖溶液是为了提高血糖浓度,以便给病人较快供给能源物质,B正确;单糖是最简单的糖,不能再被继续水解,C错误;注射较高浓度的葡萄糖主要是为了尽快提高血糖水平,血浆的酸碱平衡是依靠无机盐来维持的,D错误。
类型二 脂质拓展
1.脂质的种类及作用
2.油脂是机体主要的储能物质的原因:油脂的体积比较小,但所含的能量比较多。
3.油脂氧化分解释放能量比较多的原因:所含H的比例比较高,而能量的释放与H的氧化有关。
4.有关脂质的误区辨析
误区
辨析
脂质中只有磷脂才是构成生物膜的成分
胆固醇也是构成动物细胞膜的成分
所有脂质的元素组成都是C、H、O、N、P
油脂、固醇的元素组成只有C、H、O
脂质没有调节生命活动的作用
脂质中的性激素具有调节生命活动的作用
典例 食物中的油、人和动物体内的脂肪统称为油脂。下列叙述正确的是( A )
A.油脂是良好的储能物质
B.油脂溶于水和有机溶剂
C.人和动物体的皮下脂肪对动物有害无益
D.油脂通过水解可释放大量能量
【解析】 油脂中H多O少,氧化分解时能释放大量的能量,因此油脂是良好的储能物质,A正确;油脂不溶于水,B错误;人和动物体的皮下脂肪对动物起到缓冲和减压的作用,可以保护内脏器官,C错误;油脂的水解产物是甘油和脂肪酸,氧化分解时才释放大量能量,D错误。
下列关于脂质的叙述,正确的是( A )
A.脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分
B.维生素D和性激素不属于固醇类物质
C.油脂比相同质量的多糖彻底氧化产能少
D.油脂包括脂质、磷脂和固醇
【解析】脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分,A正确;维生素D和性激素属于固醇类物质,B错误;油脂分子含H量比糖类多,因此油脂比相同质量的多糖彻底氧化产能多,C错误;脂质包括油脂、磷脂和固醇等,D错误。
类型三 糖类和油脂的比较
比较项目
油脂
糖类
相同点
元素组成
都含有C、H、O三种元素
氧化分解终产物
都是二氧化碳和水
不同点
相同质量时,C、H元素所占比例
高
低
在相同质量,彻底氧化分解时
释放能量
多
少
产生的水
多
少
消耗的
氧气
多
少
主要功能
储能物质
能源物质
典例 糖尿病患者应控制油脂的摄入,肥胖患者也应当减少糖类的摄入,原因是细胞内的糖类和油脂之间能相互转化。下列有关叙述正确的是( B )
A.糖类和油脂相互转化后,元素种类发生变化
B.糖类转化为油脂后,油脂中H的含量增多
C.相同质量的油脂储存的能量比糖类多,氧化时耗氧少
D.油脂转化为糖类后,机体防震的能力增强
【解析】油脂和糖类的组成元素都是C、H、O,二者之间相互转化后元素种类不变,A错误;糖类转化为油脂后,油脂中H的含量增多,B正确;相同质量的油脂储存的能量比糖类多,氧化时消耗的氧气也多,C错误;油脂具有防震的功能,油脂转化为糖类后会减弱机体防震的能力,D错误。
2024·舟山中学高一油菜种子在发育成熟和后期萌发过程中,均会发生糖类和油脂的相互转化,下列叙述错误的是( D )
A.糖类和油脂都具有相同的化学元素组成
B.干重相同的糖类和油脂中,所储存的能量油脂多于糖类
C.种子发育成熟过程中,糖类可更多地转变成油脂,且无须氮元素参与
D.种子后期萌发时油脂转变为糖类,说明糖是种子生命活动中的唯一能源物质
【解析】糖类和油脂的元素组成都是C、H、O,具有相同的化学元素组成,A正确;与糖类相比,油脂分子中的氢含量多,氧含量少,氧化分解时产生的能量多,因此干重相同的糖类和油脂中,所储存的能量油脂多于糖类,B正确;糖类和油脂之间可以相互转化,糖类和油脂的元素组成都是C、H、O,不含N元素,因此油菜种子发育成熟过程中,糖类可更多地转变成油脂,且无须氮元素参与,C正确;种子萌发时,油脂转变为糖类,说明糖类是种子生命活动中的主要能源物质,但不是唯一的能源物质,D错误。
课堂检测
1.下图表示一种常见的生物大分子的水解反应,下列化合物能发生此种反应的有( A )
①糖原 ②淀粉 ③纤维素 ④油脂
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
【解析】①糖原属于多糖,单体是葡萄糖,可以发生题图所示的反应;②淀粉属于多糖,单体是葡萄糖,可以发生题图所示的反应;③纤维素属于生物大分子,单体是葡萄糖,可以发生题图所示的反应;④油脂不属于生物大分子,且其单体有两种,分别是甘油和脂肪酸,与题图所示反应不符。
2.2024·永嘉中学高一用糖制作的小吃种类繁多,如红糖凉糕、龙须糖(麦芽糖制成)、冰糖葫芦、冰糖雪梨等,老少皆宜、深受大家喜爱。下列关于糖类的说法,正确的是( C )
A.麦芽糖水解后的产物不全是葡萄糖
B.糖类均易溶于水,故可做成多种美食
C.有些糖的功能不是充当能源物质角色
D.糖类只含C、H、O,是活细胞中含量最多的化合物
【解析】麦芽糖水解后的产物全是葡萄糖,A错误;糖类不都易溶于水,如糖类中的纤维素不溶于水,B错误;纤维素属于糖类,其没有充当能源物质的作用,是构成细胞壁的组成成分,C正确;糖类只含C、H、O,但不是活细胞中含量最多的化合物,活细胞中含量最多的化合物是水,D错误。
3.2024·杭州学军中学高一下列关于糖类的叙述,错误的是( C )
A.葡萄糖不能水解成更简单的糖
B.果糖和葡萄糖的分子式都是C6H12O6
C.1分子蔗糖是由2分子葡萄糖组成的
D.淀粉和纤维素的基本单位都是葡萄糖
【解析】葡萄糖是单糖,是不能被水解的糖,A正确;葡萄糖和果糖都是六碳糖,二者的分子式都是C6H12O6,B正确;1分子蔗糖由1分子葡萄糖和1分子果糖组成,C错误;淀粉和纤维素都是由葡萄糖聚合形成的多聚体,D正确。
4.常见的脂质有很多种,分别具有不同的功能。下列关于脂质的叙述,错误的是( C )
A.油脂由脂肪酸和甘油组成
B.磷脂分子至少都含有C、H、O、P等元素
C.胆固醇是各种细胞膜的重要成分
D.维生素D可促进人和动物对钙和磷的吸收
【解析】油脂由脂肪酸和甘油组成,A正确;磷脂分子至少含有C、H、O、P元素,B正确;胆固醇是动物细胞膜的重要成分,C错误;维生素D可促进人和动物对钙和磷的吸收,D正确。
5.生物大分子在生物体的生命活动中具有重要的作用。碳原子本身的化学性质,使它能够通过化学键连接成链或环,从而形成各种生物大分子。可以说,地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的。以上事实可以说明( D )
A.碳元素组成各种各样的化合物
B.碳元素比其他元素重要
C.碳元素是各种大分子中含量最多的元素
D.碳元素是最基本的元素
【解析】碳原子连接成的碳链是生物大分子的骨架,没有碳元素就没有有机化合物,就没有生物;碳元素在细胞干重中含量最多,在鲜重中仅次于氧元素,所以碳元素是最基本的元素。
6.2024·杭十四中高一下列关于脂质和糖类的叙述,正确的是( D )
A.所有脂类物质都由C、H、O、N、P等元素构成
B.等质量的葡萄糖和油脂完全燃烧,产生的CO2、H2O和能量完全相同
C.脂质和糖类均只由C、H、O三种元素组成
D.葡萄糖易溶于水,而所有的脂质均不溶于水
【解析】油脂只含有C、H、O三种元素,A错误;等质量的葡萄糖和油脂完全燃烧,油脂释放的能量多,B错误;糖类只由C、H、O三种元素组成,脂质的组成元素有C、H、O,有些还含有N、P,C错误;葡萄糖易溶于水,而所有的脂质为脂溶性,均不溶于水,D正确。
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