第五讲 细胞中的糖类、脂质和蛋白质—2026年高一生物（初升高暑假衔接）教材讲义

生物学初高教材衔接——细胞中的糖类、脂质和蛋白质 初中阶段要求 高中阶段要求 衔接要点 1.食物中的营养物质分类 区分小分子物质（水、无机盐、维生素，无需消化直接被细胞吸收）和大分子有机物（糖类、蛋白质、脂质，需先分解为小分子有机物才能被细胞吸收） 2.三大供能物质核心认知 （1）相同点：都是组成细胞的重要有机物，都能为生命活动供能，被称为“三大供能物质” （2）不同点：糖类是主要的供能物质；脂质是人体重要的备用能源物质；蛋白质是建造和修复身体的重要原料，人体生长发育、受损细胞的修复和更新都离不开蛋白质 1.细胞中的糖类 掌握元素组成、分类体系、分布与功能、转化规律 2.细胞中的脂质 掌握元素组成、结构特点、分类与生理功能、糖脂转化规律 3.细胞中的蛋白质 掌握核心定位、功能分类、氨基酸结构、蛋白质结构多样性原因 4.掌握生物组织中糖类、脂肪、蛋白质的检测原理与规范操作 1.认知升级 从宏观的食物营养物质认知，升级到微观的细胞内有机物的元素组成、结构分类、功能特性的深度理解，建立从宏观到微观的生物学认知逻辑 2.思维转变 从单一的营养物质功能与食物来源的记忆，转向建立“结构与功能相适应”的核心生物学思维，理解有机物结构与功能的内在关联 3.能力构建 能运用初高衔接的知识解释生活中的生物学现象（如肥胖、糖类与脂肪的转化、营养补充等），掌握生物实验的基本逻辑，为高中生物的细胞代谢、遗传变异等核心内容奠定坚实的知识与思维基础 回顾初中 食物中的营养物质分为小分子物质（包含水、无机盐和维生素等，无需消化，直接被细胞吸收）和大分子有机物（包含糖类、蛋白质和脂质等，需先被分解成小分子有机物，需要消化，然后被细胞吸收） 1.糖类、脂质、蛋白质的作用 营养成分 糖类 脂质 蛋白质 主要功能 相同点 都是组成细胞的重要有机物，而且能为生命活动供能，被称为“三大供能物质” 不同点 主要的供能物质 人体重要的备用能源物质 是建造和修复身体的重要原料，人体的生长发育以及受损细胞的修复和更新，都离不开蛋白质 主要食物来源 谷类、根茎类等 花生、大豆、肥肉、核桃和各种食用油等 瘦肉、鱼、奶、蛋、豆类等 2.食物在消化道内的消化 衔接高中 一、细胞中的糖类 1.元素组成：C、H、O三种元素 2.功能：细胞中主要的能源物质 3.糖类的种类与作用 项目 概念 常见种类 分布 单糖 不能水解的糖 核糖 动植物 脱氧核糖 葡萄糖 二糖 水解后能够生成两个单糖分子的糖 蔗糖 植物 麦芽糖 乳糖 动物 多糖 水解后能够生成多个单糖分子的糖 淀粉 植物 纤维素 糖原 动物 几丁质 甲壳类动物和昆虫的外骨骼中 ※糖类的三种分类 （1）依据分布分类 注：大多数果糖存在于植物细胞中，大多数乳糖和半乳糖存在于动物细胞中。 （2）依据功能划分 ②生命活动的主要能源物质：葡萄糖 ③细胞中的储能物质：淀粉和糖原 （3）依据性质划分 ①还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖等 ②非还原糖：多糖、蔗糖等 4.糖类之间的转化 二、细胞中的脂质 1. 元素组成：主要是C、H、O，有的还含有P和N 2. 特点：与糖类相比，氧的含量少，而氢的含量更多 3. 分布：大量存在于某些植物的种子、果实及动物体的脂肪组织中 4. 种类和功能 种类 生理功能 脂肪 ①细胞内良好的储能物质 ②很好的绝热体，有隔热、保温作用 ③能缓冲和减压，可以保护内脏器官 磷脂 构成细胞膜和细胞器膜等的重要成分 固醇 胆固醇 ①构成动物细胞膜的重要成分 ②参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以及生殖细胞的形成 维生素D 能有效地促进人和动物肠道对钙、磷的吸收 5.糖类和脂质的转化 · 糖类和脂肪是可以相互转化的 （1）糖类转化为脂肪的过程：葡萄糖除供细胞利用外，多余的部分可以合成糖原储存起来；如果葡萄糖还有富余，就可以转变脂肪和某些氨基酸。 （2）脂肪转化为糖类的过程：食物中的脂肪被消化吸收后，可以在皮下结缔组织等处以脂肪组织的形式储存起来。而脂肪一般在糖类代谢发生障碍，引起功能不足时，才会分解供能，而且脂肪不能大量转化为糖类 · 糖类与脂质的转化示意图 三、细胞中的蛋白质 · 蛋白质的功能 1. 一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者 2. 蛋白质功能举例 功能 实例 作为结构蛋白 羽毛、肌肉、头发、蛛丝 催化作用 绝大多数酶 运输作用 载体蛋白、血红蛋白 调节作用 胰岛素、生长激素等蛋白质类激素 免疫作用 抗体 · 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 1. 氨基酸的结构 （1）结构通式 （2）结构特点 · 数量上：至少含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH） · 位置上：都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上 （3）各种氨基酸之间的区别在于R基的不同 2. 种类 （1）分类依据：能否在人体内合成 （2）种类 人体细胞不能合成的是必需的氨基酸（共8种） 人体细胞能合成的是非必需的氨基酸（共13种） ※组成生物体蛋白质的氨基酸的判断标准 （1）数量标准：至少有一个“—NH2”和一个“—COOH” “氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系，“氨基酸”代表了其分子结构中主要的部分——氨基（碱性）和羧基（酸性），分子结构中缺少其一，都不是氨基酸 （2） 位置标准：都有一个“—NH2”和一个“—COOH”连接在同一个碳原子（中心碳原子）上 · 蛋白质的结构及其多样性 1. 氨基酸的脱水缩合 （1）此生理过程的名称是脱水缩合 （2）写出字母代表的结构或名称：a：一个氨基；b：一个羧基 （3）判断产物H2O中原子的来源 · H：来自R1所在氨基酸的羧基和R2所在氨基酸的氨基 · O：来自R1所在氨基酸的羧基 四、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1. 斐林试剂与双缩脲试剂的比较 斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液 B液 成分 质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液 质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液 质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液 质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液 鉴定物质 还原糖 蛋白质 添加顺序 甲、乙两液等量混匀后立即使用 先加入A液1 mL，摇匀，再加入B液4滴，摇匀 反应条件 50～65 ℃温水浴加热 不需加热，摇匀即可 反应现象 蓝色→棕色→砖红色沉淀 浅蓝色→紫色 2. 实验原理分析 （1）鉴定还原糖，是新配制的Cu(OH)2与还原糖反应，Cu(OH)2被还原为Cu2O（砖红色） （2）检测蛋白质的原理是肽键在碱性环境中与Cu2＋反应生成紫色络合物，所以加入双缩脲试剂A液的目的是制造碱性环境 3. 检测生物组织中有机物的注意事项 （1）实验材料的选择 ①富含被检测的有机物，易出现明显实验现象 ②材料本身应为白色或近于白色，不干扰实验结果 （2）操作方面的注意事项 ①还原糖检测时，使用水浴加热，试管底部不要触及烧杯底部，以防受热不均匀 ②检测生物组织中的脂肪时，染色时间不宜过长，否则脂肪会溶解在酒精中，使橘黄色消失 ③蛋白质检测时，双缩脲试剂的加入顺序：先加A液，再加B液，而且B液不能过量。目的是先制造碱性环境。若先加B液或B液过量，会生成Cu(OH)2，干扰颜色反应 （3）有机物检测在操作步骤上的差异 ①加热——还原糖的检测需要加热，且为水浴加热 ②显微镜——若用花生种子切片为材料检测脂肪需要使用显微镜 ③试剂滴加顺序——先等量混合后再滴加的是斐林试剂，分别滴加的是双缩脲试剂 1.肥胖问题是全球热议的话题，有研究预测在全球年龄大于5岁的人群中，肥胖率将从2020年的38%迅速增加到2035年的51%。下列叙述错误的是（ ） A.淀粉和脂肪组成元素相同，但淀粉的氧含量比脂肪的低 B.摄入过量的糖类后，多余的糖类会在体内转化为脂肪 C.脂肪是细胞内良好的储能物质，其分解时可释放出更多的能量 D.脂肪一般只在糖类供能不足时，才会分解供能 2.糖原、淀粉、纤维素、几丁质都是多糖，其中糖原是动物多糖，淀粉和纤维素是植物多糖，几丁质是广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中的一种含氮多糖。下列相关叙述正确的是（ ） A.自然界中的糖类都是由C、H、O三种元素组成的 B.生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在 C.糖原是动物多糖，纤维素是植物多糖，组成二者的单体不同 D.糖原和几丁质都是动物体内的多糖，二者都是主要的储能物质 3.脂质是组成细胞和生物体的重要有机化合物。下列关于人体内脂质的叙述，错误的是（ ） A.人体内的脂肪可以由糖类大量转化而来 B.脂肪、磷脂和固醇的分子结构相似，通常都不溶于水 C.与糖类相比，脂质分子中氧的含量远远低于糖类，而氢的含量更高 D.胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输 4.脂质存在于所有的细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机物。下列关于脂质的叙述，正确的是（ ） A.脂质易溶于脂溶性有机溶剂，分子结构相似 B.性激素能促进人和动物生殖器官的发育，具有调节作用 C.大多数动物脂肪含有不饱和脂肪酸，是细胞内良好的储能物质 D.维生素D能促进人和动物肠道对钾和镁的吸收 5.海藻糖是由两个葡萄糖分子脱水缩合而成的非还原性二糖。下列说法正确的是（ ） A.海藻糖与斐林试剂在水浴加热条件下反应可产生砖红色沉淀 B.动物细胞中常见的二糖是麦芽糖和乳糖 C.组成海藻糖的化学元素与组成磷脂的化学元素相同 D.单体形成多聚体的过程中发生了脱水缩合反应 6.图中糖类、脂质的分类正确的是（ ） A. B. C. D. 7.胆固醇是合成固醇类激素和维生素D的底物，是人体细胞不可缺少的营养物质。在人体中，胆固醇可与载脂蛋白结合成低密度脂蛋白（LDL）进入血液，然后被运送到全身各处细胞。研究发现，通过食物摄入的膳食纤维能阻碍十二指肠对胆固醇的吸收，因此对预防心血管疾病的发生有一定的效果。下图是胆固醇的结构简式，下列叙述错误的是（ ） A.胆固醇在人体内还参与血液中脂质的运输 B.多食用膳食纤维含量高的食物可以缓解高胆固醇血症 C.若血液中胆固醇水平太低，可能使机体出现代谢紊乱和缺钙的症状 D.胆固醇与糖类、磷脂的组成元素相同 8.下列不属于构成生物体蛋白质的氨基酸的是（ ） A. B. C. D. 9.关于氨基酸，下列叙述错误的是（ ） A.人体细胞可利用代谢中间产物合成非必需氨基酸 B.某氨基酸的R基为-CH3，则它的分子式是C3H7ON C.氨基酸的R基不同决定了其化学性质不同 D.氨基酸排列顺序不同是引起蛋白质结构多样性的原因之一 10.蛋白质是生命活动的主要承担者。下列属于血红蛋白生理功能的是（ ） A.作为细胞内的储能物质 B.调节机体的生命活动 C.运输某些物质 D.催化细胞内的化学反应 11.人经常食用肉、蛋、奶及大豆制品等，一般就不会缺乏所需的氨基酸。下列关于人体中组成蛋白质的氨基酸的叙述错误的是（ ） A.各种氨基酸之间的区别在于R基的不同 B.氨基酸的组成元素都有C、H、O、N、S C.形成肽链的过程中，两个氨基酸相结合的方式叫作脱水缩合 D.每种氨基酸都至少有一个氨基和一个羧基并连在同一个碳原子上 12.下列有关蛋白质结构和功能多样性的说法不正确的是（    ） A.蛋白质结构多样性与肽链的空间结构无关 B.若蛋白质的空间结构改变，则蛋白质的功能一定改变 C.若某物质含有C、H、O、N等元素，且有催化作用，则可能是蛋白质 D.蛋白质结构多样性与氨基酸的种类、数量和排列顺序有关 13.下列不属于蛋白质分子多样性的原因是（ ） A.氨基酸的种类不同 B.氨基酸的数目不同 C.氨基酸的排列顺序不同 D.氨基酸的空间结构不同 14.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，这些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4cm。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_______其可将脂肪染成_______色。 15.请据图回答问题： （1）图中所示的由3个氨基酸构成的化合物是______，该化合物的形成过程被称作______。 （2）氨基酸的种类不同，是由于______不同。 （3）蛋白质具有多样性的原因是氨基酸的______不同，以及肽链盘曲折叠形成的______不同。 答案及解析 1.答案：A 解析：A（×）淀粉和脂肪组成元素相同，均为C、H、O，但淀粉的氧含量比脂肪的高；B（√）细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的，当摄入过多的糖类时，多余的糖类会转化为脂肪；C（√）脂肪是细胞内良好的储能物质，当生命活动需要时可以分解利用，和糖类相比，脂肪中的氢含量较高，氧含量较低，所以与糖类相比，等质量的脂肪在氧化分解时耗氧多，产生水多，释放出的能量多；D（√）脂肪一般只在糖类供能不足时，才会分解供能。 2.答案：B 解析：A（×）糖类分子一般是由C、H、O三种元素构成的，几丁质属于糖类，由题中信息可知，几丁质的元素组成为C、H、O、N；B（√）生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在；C（×）纤维素与糖原一样，是由许多葡萄糖连接而成的，组成二者的单体相同，都是葡萄糖；D（×）糖原是动物细胞的储能物质，几丁质是广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中的一种多糖，不储存能量。 3.答案：B 解析：A（√）细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的，糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪，而脂肪一般只在糖类供能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类；B（×）常见的脂质有脂肪、磷脂和固醇等，它们的分子结构差异很大，通常都不溶于水；C（√）脂质分子中氧的含量远远低于糖类，而氢的含量高于糖类；D（√）胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输。 4.答案：B 解析：脂质通常不溶于水，易溶于脂溶性有机溶剂，但它们的分子结构差异很大，A错误；大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸，是细胞内良好的储能物质，C错误；维生素D能促进人和动物肠道对钙和磷的吸收，D错误。 5.答案：D 解析：海藻糖是非还原性二糖，与斐林试剂在水浴加热条件下不能产生砖红色沉淀，A项错误；蔗糖、麦芽糖是植物细胞中常见的二糖，动物细胞中常见的二糖是乳糖，B项错误；组成海藻糖的化学元素是C、H、O，组成磷脂的化学元素是C、H、O、N、P，组成二者的化学元素不完全相同，C项错误；单体形成多聚体的过程中发生了脱水缩合反应，D项正确。 6.答案：A 解析：蔗糖不属于还原糖，葡萄糖、果糖不属于二糖，B错误；脂肪不包含固醇，C错误；固醇不属于生物大分子，D错误。 7.答案：D 解析：A、胆固醇是合成固醇类激素和维生素D的底物，在人体内参与血液中脂质的运输，A正确； B、通过食物摄入的膳食纤维能阻碍十二指肠对胆固醇的吸收，因此多食用膳食纤维含量高的食物可以缓解高胆固醇血症，B正确； C、维生素D可以促进对钙的吸收，胆固醇是合成维生素D的底物，因此若血液中胆固醇水平太低，可能使机体出现代谢紊乱和缺钙的症状，C正确； D、胆固醇的组成元素只有C、H、O，糖类的组成元素一般是C、H、O，几丁质还含有N，磷脂的组成元素是有C、H、O、N、P，元素组成不同，D错误。 故选D。 8.答案：D 解析：构成蛋白质的基本单位是氨基酸，构成生物体蛋白质的氨基酸的生物通式为 ，其结构特点为一个中央碳原子上通过共价键连接着四个基团，即一个氨基、一个羧基、一个H和一个R基团，根据氨基酸的生物通式可判断，D选项中的物质不是构成生物体蛋白质的氨基酸，而A、B、C选项中的物质是构成生物体蛋白质的氨基酸，D符合题意，A、B、C不符合题意。 9.答案：B 解析：A.生物体内能合成的氨基酸叫做非必需氨基酸。人体细胞可通过转氨基作用利用代谢中间产物合成非必需氨基酸，如谷丙转氨酶可催化相关反应，A正确； B、氨基酸分子式为C2H40O2N+R基，R基为-CH3时，分子式应为C3H7O2N，B错误； C、氨基酸的氨基和羧基是共性，R基的不同导致其化学性质差异（如极性、电荷等），C正确； D、蛋白质结构多样性包括氨基酸种类、数量、排列顺序及空间结构差异，即氨基酸排列顺序不同是引起蛋白质结构多样性的原因之一，D正确。 故选B。 10.答案：C 解析：A、血红蛋白不能作为细胞内的储能物质，A错误；B、调节机体的生命活动是激素（如胰岛素）的作用，B错误；C、血红蛋白可以运输氧气，C正确；D、酶具有催化作用，血红蛋白不是酶，不能催化细胞内的化学反应，D错误；故选C。 11.答案：B 解析：氨基酸是蛋白质的基本单位，其结构由氨基、羧基和R基连接在同一个碳原子上构成。不同氨基酸的R基不同，决定了氨基酸的种类。并非所有氨基酸都含有硫元素，只有部分氨基酸如半胱氨酸和胱氨酸含有硫。氨基酸通过脱水缩合形成肽键，连接成肽链。因此，选项B“氨基酸的组成元素都有C、H、O、N、S”是错误的。其他选项均符合氨基酸的结构和蛋白质合成的特点。 12.答案：A 解析：蛋白质的多样性与多肽的空间结构有关，A错误；结构决定功能，当蛋白质的空间结构改变时，功能也一定改变，B 正确；含有C、H、O、N等元素，具有催化作用的物质可能是蛋白质，C正确。 13.答案：D 解析：本题考查蛋白质的结构的相关知识。蛋白质具有多样性，是由于组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和多肽链的空间结构不同所致。 14.答案：（1）生物体内的储能物质；缓冲和减压 （2）保温 （3）促进人和动物肠道对钙和磷的吸收；固醇 （4）磷脂；参与构成细胞膜和多种细胞器膜 （5）苏丹Ⅲ染液；橘黄 解析：（1）材料一说明脂肪是生物体内的储能物质，可作为备用能源在动物冬眠时被分解利用；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）佝偻病是由幼儿缺少维生素D影响钙和磷的吸收引起的，材料三说明维生素D能够促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。维生素D、性激素及胆固醇均属于固醇类。 （4）材料中没有提到的一类脂质是磷脂，磷脂是构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分。 （5）脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。 15.答案：（1）三肽；脱水缩合 （2）R基（侧链基团） （3）种类、数目、排列顺序；空间结构 解析：本题考查蛋白质的结构及多样性。 （1）图中由3个氨基酸构成的化合物是三肽，是由氨基酸分子经脱水缩合反应形成的。 （2）构成蛋白质的基本单位是氨基酸，每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个R基，氨基酸的不同在于R基（侧链基团）的不同。 （3）蛋白质结构多样性的原因在于组成它的氨基酸种类、数目和排列顺序不同，以及肽链的盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同。 学科网（北京）股份有限公司 $