内容正文:
第3讲 细胞中的糖类和脂质
【课标要求】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。
考点一 细胞中的糖类
[提醒] ①单糖可不经消化直接被吸收,而二糖、多糖必须经消化水解成单糖后才能被吸收。
②构成淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖分子,但是葡萄糖的数量和连接方式不同。
③水解≠氧化分解:多糖水解的终产物是其单体,如淀粉水解的终产物是葡萄糖。糖氧化分解的终产物是CO2和H2O等。
【正误辨析】 ////////////////////////////
(1)生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在。(√)
(2)糖原的主要功能是提供能量,其与斐林试剂反应呈现砖红色。(×)
提示:糖原是人和动物细胞的储能物质,且糖原是非还原糖,不会与斐林试剂反应。
(3)人和动物血液中葡萄糖含量低于正常值时,肝糖原、肌糖原便会分解产生葡萄糖及时补充。(×)
提示:人和动物血液中葡萄糖含量低于正常值时,只有肝糖原会分解产生葡萄糖及时补充。
1.(2024·河南新乡一模)某小伙因长期每日喝至少4杯奶茶而住进ICU,经诊断他患有糖尿病等疾病。奶茶中的奶可能来源于牛奶、奶粉或者奶精。奶精是用水、氢化植物油和若干种添加剂制成的。下列叙述错误的是( )
A.“无糖奶茶”中也可能含有糖类物质
B.牛奶中的乳糖属于二糖,不能被人体细胞直接吸收
C.长期以奶茶代替水来饮用可能会导致糖摄入超标,引发肥胖等健康问题
D.长时间处于饥饿状态导致体内糖代谢发生障碍时,人体可以将纤维素消化成能直接吸收的葡萄糖
解析:选D。“无糖奶茶”中的牛奶、鲜奶油、茶叶等物质中仍含有天然糖分,因此“无糖奶茶”中也可能含有糖类物质,A正确;二糖一般要水解成单糖才能被细胞吸收,牛奶中的乳糖属于二糖,不能被人体细胞直接吸收,B正确;长期以奶茶代替水来饮用可能会导致糖摄入超标,多余的糖类会转化为脂肪囤积起来,引发肥胖等健康问题,C正确;人体内缺乏分解纤维素的酶,故纤维素在人体内不能被消化吸收,D错误。
2.(多选)(2024·山东聊城一模)棉花纤维由纤维细胞形成。蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累,在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成。研究人员用普通棉花品系培育了SUT表达水平高的品系F,检测两品系植株开花后纤维细胞中的蔗糖含量,结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.纤维素可作为纤维细胞的能源物质
B.曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量
C.15~18 d曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成
D.提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期延后
解析:选AD。纤维素构成纤维细胞的结构,不可作为纤维细胞的能源物质,A错误;品系F的膜蛋白SUT表达水平高,且SUT会把蔗糖转运进纤维细胞积累,由图可知,在开花早期,曲线甲表示的蔗糖含量大于曲线乙,故曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量,B正确;由题干可知,在纤维细胞的加厚期,蔗糖被大量水解参与纤维素的合成,故15~18 d曲线乙下降的原因是蔗糖被水解参与纤维素的合成,而曲线甲下降比曲线乙要早,可以说明提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期提前,C正确,D错误。
考点二 细胞中的脂质
1.细胞中的脂质
[深挖教材](必修1 P26“楷体文字、正文”)若脂肪酸长链中的碳原子之间都以单键连接,则为饱和脂肪酸,熔点较高;若脂肪酸长链中碳原子之间存在双键,则为不饱和脂肪酸,熔点较低。植物脂肪大多数含有不饱和脂肪酸,在室温时呈液态,而大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸,室温时呈固态。
[提醒] ①磷脂是所有细胞必不可少的脂质,脂肪不参与生物膜的构成。
②脂肪不是生物大分子,但脂肪也是以碳链为骨架的。
③与糖类相比,脂肪中C、H含量高,而O含量低,故脂肪氧化分解释放的能量多,需要O2多,产生的H2O多。
2.细胞中糖类与脂质的关系
(1)糖可以大量转化为脂肪,如家禽、家畜用谷类育肥。
(2)脂肪不能大量转化为糖类。一般只在糖类代谢发生障碍,供能不足时才会分解供能。
【正误辨析】 ////////////////////////////
(1)脂肪水解的产物不能用于合成磷脂。(×)
提示:脂肪水解后产生脂肪酸和甘油,是合成磷脂的原料。
(2)血液中的葡萄糖进入人体脂肪组织细胞可转变为甘油三酯。(√)
(3)磷脂水解的终产物为甘油和脂肪酸。(×)
提示:甘油和脂肪酸是脂肪水解的终产物。
(4)维生素D是构成骨骼的主要成分,缺乏维生素D会影响骨骼发育。(×)
提示:CaCO3是构成骨骼的重要成分。
1.胆固醇与人体健康
近年来发现,许多心血管疾病与胆固醇有关。由此对胆固醇“功”和“过”的讨论成为社会热点。胆固醇在血液中以与脂蛋白结合的形式运输,脂蛋白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。医学研究表明,动脉粥样硬化发病率与血液中低密度脂蛋白超标密切相关,而高密度脂蛋白偏高,可能对血管有保护作用。
在动物细胞中,胆固醇还是细胞膜的重要成分。胆固醇分子主要位于磷脂双分子层的疏水环境中,具有一个很小的亲水基团,与磷脂头部连接(如图)。胆固醇对细胞膜中磷脂分子的活动具有双重调节作用。一方面,胆固醇通过与磷脂脂肪酸链相互作用,限制其运动、增加其有序性;另一方面,也能将磷脂分子分隔开以增强其运动性。
(1)在人体内,胆固醇的“功”与“过”分别是对血管有保护作用和提高动脉粥样硬化发病率。
(2)下表是张某体检单部分数据,据表推断,张某的血脂偏高。做出这一判断的依据是低密度脂蛋白(LDL)的数值超过参考值。
检测项目
结果
参考值
LDL/(mmol/L)
4.00
2.50~3.37
HDL/(mmol/L)
0.97
1.04~1.6
(3)根据资料文本和图中的相关信息判断,胆固醇在细胞膜中的调节作用与细胞膜的结构特性有关。
(4)根据资料和上表信息,你对表中数据所反映的身体状况有何生活建议:减少膳食中胆固醇含量过高食物比例,尽量少吃低密度脂蛋白含量高的食物。
2.种子萌发过程中的物质变化
蓖麻种子的胚乳呈白色,脂肪含量为种子的70%。为探究该植物种子萌发过程中的物质变化,某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养,定期检查萌发种子(含幼苗)的脂肪、蔗糖、葡萄糖的含量和干重,结果如图所示。
(1)种子中储存的脂肪大多含有哪种脂肪酸?
提示:不饱和脂肪酸。
(2)据图2可知,导致种子萌发初期干重增加的主要元素是什么?请从脂肪和糖类的元素组成及比例角度分析其原因。
提示:主要元素是氧元素。原因是脂肪不断转变成糖类,而糖类分子中氧的含量远高于脂肪。
(3)相比于淀粉类作物种子,种植油料作物种子时要播种浅一些还是深一些?为什么?
提示:要播种浅一些。因为脂肪中氧的含量远远低于糖类,而氢的含量更高,等质量的脂肪与糖类氧化分解时,脂肪释放的能量更多,需要的O2更多,因此油料作物种子需要播种浅一点便于吸收O2。
[深化理解]
种子形成和萌发过程中糖类和脂质的变化
时期
非油料作物种子(如小麦)
油料作物种子
(如大豆)
种子形成时
可溶性糖(还原糖)→淀粉
糖类→脂肪
种子萌发时
淀粉→可溶性糖(还原糖)
脂肪→甘油、脂肪酸→糖类
题组一 细胞中的脂质
1.(2024·山东枣庄二模)下表为两种降低血液中胆固醇的药物及其作用机理。下列关于胆固醇的叙述,正确的是( )
药物名称
作用机理
PCSK9抑制剂
增加肝脏重复利用胆固醇的能力
依折麦布
抑制胆固醇的吸收
A.胆固醇是形成动脉粥样斑块的原料,在血液中含量越少越好
B.增加水的摄入量可增加胆固醇在血液中的溶解度以加快代谢
C.PCSK9抑制剂可增加胆固醇的利用以降低血液中胆固醇的含量
D.依折麦布主要抑制小肠的功能,降低对营养物质的消化和吸收
解析:选C。胆固醇是形成动脉粥样斑块的原料,但是胆固醇还是组成动物细胞膜的重要成分并参与血液中脂质的运输,不是在血液中含量越少越好,A错误;胆固醇属于脂质,不溶于水,因此增加水的摄入量不能增加胆固醇在血液中的溶解度,B错误;PCSK9抑制剂的作用机理是增加肝脏重复利用胆固醇的能力,通过增加胆固醇的利用以降低血液中胆固醇的含量,C正确;依折麦布主要抑制小肠对胆固醇的吸收,不影响对其他营养物质的消化和吸收,D错误。
题组二 细胞中糖类和脂质的关系
2.(多选)运动时,人体内脂肪与糖类的供能比例如图。下列说法错误的是( )
A.相比于等质量脂肪,糖类氧化分解需要消耗更多的氧
B.当糖类代谢出现障碍时,脂肪可以大量转化为糖类
C.中强度运动时,人体消耗的脂肪与糖类的量相等
D.相比于高强度运动,低强度运动更有助于人体进行减脂
解析:选ABC。与糖类相比,脂肪中含有的H多O少,所以相比于等质量糖类,脂肪氧化分解需要消耗更多的氧,A错误;当糖类代谢出现障碍引起供能不足时,脂肪可以分解供能,但不能大量转化为糖类,B错误;与糖类相比,相同质量的脂肪中含氢更多,氧化释放的能量较多,故中强度运动时,脂肪与糖类供能比例虽然相等,但人体消耗的脂肪与糖类的量不相等,消耗的糖类更多,C错误;相比于高强度运动,低强度运动脂肪供能比例更大,会消耗更多的脂肪,更有助于人体进行减脂,D正确。
【高考真题·感悟试做】
考向一 细胞中的糖类
1.(2023·新课标卷)葡萄糖是人体所需的一种单糖。下列关于人体内葡萄糖的叙述,错误的是( )
A.葡萄糖是人体血浆的重要组成成分,其含量受激素的调节
B.葡萄糖是机体能量的重要来源,能经自由扩散通过细胞膜
C.血液中的葡萄糖进入肝细胞可被氧化分解或转化为肝糖原
D.血液中的葡萄糖进入人体脂肪组织细胞可转变为甘油三酯
解析:选B。葡萄糖是人体血浆的重要组成成分,血液中的糖称为血糖,血糖含量受胰岛素、胰高血糖素等激素的调节,A正确;葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质,是机体能量的重要来源,葡萄糖通过细胞膜进入红细胞的方式是协助扩散,进入其他细胞一般通过主动运输,B错误;血糖浓度升高时,在胰岛素作用下,血糖被组织细胞摄取并氧化分解,在肝细胞和骨骼肌细胞内合成糖原,被脂肪组织转变为甘油三酯,C、D正确。
考向二 细胞中的脂质
2.(2024·甘肃高考)甘肃陇南的“武都油橄榄”是中国国家地理标志产品,其果肉呈黄绿色,子叶呈乳白色,均富含脂肪。由其生产的橄榄油含有丰富的不饱和脂肪酸,可广泛用于食品、医药和化工等领域。下列叙述错误的是( )
A.不饱和脂肪酸的熔点较低,不容易凝固,橄榄油在室温下通常呈液态
B.苏丹Ⅲ染液处理油橄榄子叶,在高倍镜下可观察到橘黄色的脂肪颗粒
C.油橄榄种子萌发过程中有机物的含量减少,有机物的种类不发生变化
D.脂肪在人体消化道内水解为脂肪酸和甘油后,可被小肠上皮细胞吸收
解析:选C。植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸的熔点较低,不容易凝固,橄榄油含有丰富的不饱和脂肪酸,因此在室温下通常呈液态,A正确;油橄榄子叶富含脂肪,脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,因此用苏丹Ⅲ染液处理油橄榄子叶可以在高倍镜下观察到橘黄色的脂肪颗粒,B正确;油橄榄种子萌发过程中由于细胞呼吸的消耗,有机物的总量减少,但由于发生了有机物的转化,故有机物的种类增多,C错误;脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯,可在人体消化道内被水解为脂肪酸和甘油,并被小肠上皮细胞吸收,D正确。
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