2024年高中生物新教材同步必修第一冊 第2章 第2節(jié)　細胞中的無機物含答案

2024年高中生物新教材同步必修第一冊第2章第2節(jié)細胞中的無機物第2節(jié)細胞中的無機物[學習目標]1.簡述水在細胞中的存在形式和作用。2.說出無機鹽在細胞中的存在形式和主要作用。一、細胞中的水1．水的含量(1)在活細胞中含量最多的化合物是水。(2)生物種類不同含水量不同，一般為60%～95%，水母的含水量達到97%。2．水的特點(1)水分子是極性分子，因此水是良好的溶劑。(2)水分子具有氫鍵，易于斷裂和形成，使水具有流動性和較高的比熱容。3．水的存在形式及作用形式自由水結(jié)合水概念細胞中絕大部分的水呈游離狀態(tài)，可以自由流動與細胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合的水功能①細胞內(nèi)良好的溶劑；②參與生物化學反應；③為細胞提供液體環(huán)境；④運送營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分4.水的含量與細胞代謝和抗逆性的關系正常情況下，細胞內(nèi)自由水所占的比例越大，細胞的代謝就越旺盛；而結(jié)合水越多，細胞抵抗干旱和寒冷等不良環(huán)境的能力就越強。判斷正誤(1)生物種類不同，含水量不同，如陸生生物含水量多于水生生物()(2)生物的含水量與生長發(fā)育階段有關，幼嫩組織的細胞中含水量高()(3)曬干的種子不含自由水()答案(1)×(2)√(3)×解析(1)不同種類的生物體中，水的含量不同，水生生物含水量比陸生生物的多。(3)曬干的種子中自由水含量較低，而非不含自由水。任務一：分析細胞中水的存在形式及其相互轉(zhuǎn)化1．剛收獲的小麥種子，農(nóng)民往往將其曬干后再儲藏，在這個過程中，種子丟失的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎？提示該過程中種子丟失的主要是自由水；種子仍保留活性。2．如果將曬干的種子放在試管中加熱，會發(fā)現(xiàn)試管壁上有水珠出現(xiàn)，該過程中種子丟失的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎？提示該過程中種子丟失的主要是結(jié)合水；種子失去活性。3．曬干的種子能夠長久保存，浸泡吸水后能夠萌發(fā)，據(jù)此推斷自由水和結(jié)合水的比值與細胞的代謝強度之間有什么關系？提示在一定范圍內(nèi)，自由水和結(jié)合水的比值越大，細胞代謝越旺盛。4．越冬的植物、干旱地區(qū)植物的細胞中，結(jié)合水含量升高，這表明自由水和結(jié)合水的比值與生物的抗逆性有什么關系？提示在一般情況下，自由水和結(jié)合水的比值越小，細胞抗逆性越強。1．自由水與結(jié)合水的相互轉(zhuǎn)化(1)條件：自由水eq\o(,\s\up7(溫度降低),\s\do5(溫度升高))結(jié)合水。(2)實例①烘干種子時，部分結(jié)合水轉(zhuǎn)化為自由水散失掉。②水果放入冰箱冷藏時，部分自由水轉(zhuǎn)化為結(jié)合水。2．自由水與結(jié)合水相對含量與細胞代謝的關系(1)圖示(2)曲線1．人們普遍認為，地球上最早的生命孕育在海洋中，生命從一開始就離不開水。下列關于水的說法錯誤的是()A．水是極性分子，帶電分子(或離子)易與水結(jié)合，因此水是一種良好的溶劑B．由于氫鍵的存在，使水可以緩解溫度的變化，有利于維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性C．結(jié)合水主要是水與蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)結(jié)合，是細胞中水的主要存在形式D．種子萌發(fā)時結(jié)合水與自由水的比值減小，細胞代謝增強答案C解析自由水是細胞中水的主要存在形式，結(jié)合水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分，可與蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)結(jié)合，賦予各種組織、器官一定的形狀、硬度和彈性，C錯誤。2．(2023·河南南陽高一期中)水在植物的生命活動中具有重要作用。風干的種子只有吸收足夠的水才能進行旺盛的代謝活動，使胚生長。小麥種子萌發(fā)過程中吸水量隨時間變化的趨勢如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．經(jīng)階段Ⅰ吸水后，種子中的水主要是以自由水的形式存在B．風干的小麥種子中只有結(jié)合水，沒有自由水C．胚生長過程中，結(jié)合水/自由水的比值較風干種子中小D．一定時間內(nèi)，隨著小麥種子萌發(fā)時間的延長，吸水量不斷增加答案B解析風干的小麥種子中含有結(jié)合水和自由水，B錯誤。二、細胞中的無機鹽1．存在形式和含量2．無機鹽的生理功能生理功能舉例組成某些復雜化合物①Mg是構(gòu)成葉綠素的元素；②Fe是構(gòu)成血紅素的元素；③P是組成細胞膜、細胞核的重要成分，也是細胞必不可少的許多化合物的成分維持細胞和生物體的生命活動①Na＋缺乏會引發(fā)肌肉酸痛、無力等；②哺乳動物血液中Ca2＋的含量太低，會出現(xiàn)抽搐等癥狀維持生物體內(nèi)的平衡①滲透壓的平衡；②酸堿平衡判斷正誤(1)細胞中，無機鹽均以離子形式存在()(2)無機鹽含量過多或過少都會影響生物體的正常生命活動()(3)植物秸稈燃燒產(chǎn)生的灰燼中含有豐富的無機鹽()答案(1)×(2)√(3)√解析(1)細胞中大多數(shù)無機鹽以離子的形式存在。任務二：分析并探究無機鹽的作用1．無機鹽在細胞(鮮重)中的含量僅為1%～1.5%，但卻有著重要的作用，請結(jié)合下列材料分析無機鹽的有關知識。(1)材料1一種葉綠素分子和血紅素分子局部結(jié)構(gòu)簡圖如下：由材料可以看出，無機鹽是某些復雜化合物的重要組成成分。(2)材料2足球運動員在激烈比賽中有時會出現(xiàn)肌肉抽搐的現(xiàn)象，這是隨著汗液丟失了大量鈣離子引起的；硼能促進花粉的萌發(fā)和花粉管的生長，缺少硼時常導致“花而不實”。由材料說明，無機鹽對維持生物體的正常生命活動有著重要的意義。(3)材料3生理鹽水是指與哺乳動物血液和淋巴液等滲的無機鹽溶液，常用的是質(zhì)量分數(shù)為0.9%的氯化鈉溶液。人體的紅細胞在生理鹽水中會保持原有的形態(tài)，如果放到清水里，會吸水漲破。由材料說明，無機鹽能調(diào)節(jié)人體的滲透壓，維持細胞的正常形態(tài)。(4)材料4人體代謝過程中產(chǎn)生的一些代謝物質(zhì)會改變體液的酸堿度，人體血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物質(zhì)，可以中和這些變化。由材料說明，無機鹽對于維持人體內(nèi)環(huán)境酸堿平衡的相對穩(wěn)定具有重要作用。2．“焦邊”是由缺鉀所引起的植物葉片邊緣出現(xiàn)枯黃色的現(xiàn)象。請完善實驗步驟探究小麥“焦邊”是由缺鉀導致的，準備以下材料用具：若干株長勢基本相同的小麥幼苗、濃度相同的全素培養(yǎng)液、缺鉀全素培養(yǎng)液等。(1)實驗步驟：①取兩只廣口瓶，編號為甲、乙。在甲瓶加入100mL的全素培養(yǎng)液，向乙瓶中加入_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②將____________________________________________________________________________分別栽種在甲、乙培養(yǎng)瓶中；③在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時間，觀察________________________________________。(2)實驗結(jié)果與結(jié)論：①若甲瓶的小麥幼苗正常生長，____________________________________________________________________________________________________________________________________，則說明小麥葉片“焦邊”是由缺鉀引起的；②若___________________________________________________________________________，則說明小麥葉片“焦邊”不是由缺鉀引起的。(3)通過實驗證實“焦邊”是由缺鉀導致的，為增強實驗的說服力，在上述實驗的基礎上如何改進完善？_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示(1)①100mL缺鉀全素培養(yǎng)液②長勢基本相同的小麥幼苗隨機均分為兩組③小麥葉片是否出現(xiàn)“焦邊”現(xiàn)象(2)①乙瓶的小麥葉片出現(xiàn)“焦邊”現(xiàn)象②甲、乙瓶中的小麥均未出現(xiàn)“焦邊”現(xiàn)象(3)可以在缺鉀全素培養(yǎng)液中加入鉀，觀察植物葉片生長是否恢復正常3．下列關于無機鹽的敘述，錯誤的是()A．缺鐵性貧血是由于體內(nèi)缺乏鐵，不能合成血紅素引起的B．鎂是構(gòu)成葉綠素的成分之一，缺鎂會影響光合作用的進行C．患急性腸胃炎的病人脫水時只需要補充體內(nèi)丟失的水分D．碘是合成甲狀腺激素的原料，所以常在食鹽中加碘答案C解析患急性腸胃炎的病人脫水時，不僅需要補充水分，還需要補充體內(nèi)丟失的無機鹽，C錯誤。4．蘋果含有微量元素Zn，而Zn是構(gòu)成與記憶力息息相關的核酸和蛋白質(zhì)不可缺少的元素，兒童缺Zn會導致大腦發(fā)育不良，因此蘋果又稱為記憶之果。這說明無機鹽離子()A．對維持酸堿平衡有重要作用B．對維持細胞形態(tài)有重要作用C．對調(diào)節(jié)細胞內(nèi)的濃度有重要作用D．對維持生物體的生命活動有重要作用答案D解析由題干信息“Zn是構(gòu)成與記憶力息息相關的核酸和蛋白質(zhì)不可缺少的元素，兒童缺Zn就會導致大腦發(fā)育不良”，這說明無機鹽對于維持生物體的正常生命活動有重要作用，D正確。題組一細胞中的水1．(2023·貴州貴陽高一期中)圖甲表示幾種生物體內(nèi)的含水量，圖乙表示人體內(nèi)有關組織或器官的含水量。對圖中數(shù)據(jù)分析，可以得出的結(jié)論是()①構(gòu)成生物體的成分中水的含量最多②生物體的含水量與生物的生活環(huán)境密切相關③代謝旺盛的組織器官含水較多④組織器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)差異與水的存在形式相關A．①②③④ B．僅①②③C．僅①② D．僅①答案A解析由圖甲可知，構(gòu)成生物體的成分中水的含量最多，①正確；由圖甲可知，水生生物的含水量高于陸生生物，說明生物體的含水量與其生活環(huán)境密切相關，②正確；由圖乙可知，代謝旺盛的組織或器官中含水量較多，③正確；由圖乙可知，血液和心臟的含水量相差無幾，但心臟呈固態(tài)，而血液呈液態(tài)，說明組織或器官的形態(tài)差異與水的存在形式相關，④正確。2．下列有關細胞內(nèi)水的功能的敘述中，不正確的是()A．參與新陳代謝，運輸代謝廢物B．儲存能量C．是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分D．作為良好的溶劑答案B解析水屬于無機物，不能儲存能量，B錯誤。3．(2023·河北保定高一月考)豌豆的種子有圓粒和皺粒。圓粒種子含淀粉多，成熟時能有效地保留水分。而皺粒種子含蔗糖多，在成熟時由于失水而皺縮。下列有關敘述錯誤的是()A．細胞內(nèi)的水有自由水和結(jié)合水兩種形式B．圓粒種子保留的水分主要是結(jié)合水C．皺粒種子失去的水分主要是自由水D．種子儲存前要曬干的主要目的是防止霉變答案D解析新鮮種子中含水量越高，細胞的代謝越旺盛，種子越不容易儲存，故在儲存前要曬干，以抑制種子的代謝，并防止霉變，D錯誤。4.如圖所示為水分子結(jié)構(gòu)示意圖，根據(jù)所學知識判斷，下列說法正確的是()A．水之所以是良好的溶劑，是因為結(jié)構(gòu)①這種弱引力的存在B．結(jié)構(gòu)②使水分子成為極性分子，從而使水具有較高的比熱容C．水在細胞中多以自由水形式存在，在生命活動中承擔重要作用D．細胞中結(jié)合水的含量是不斷變化的，結(jié)合水越多，細胞代謝越旺盛答案C解析①是氫鍵，由于氫鍵這種弱引力的存在，使得水在常溫下具有流動性、較高比熱容，水之所以是良好的溶劑是因為水分子是極性分子，A錯誤；②是共價鍵，氫、氧原子對電子的吸引能力不同，使得水分子具有不對稱性，成為極性分子，帶有正電荷或負電荷的分子(或離子)都容易與水結(jié)合，使水成為良好的溶劑，B錯誤；細胞中自由水的含量是不斷變化的，自由水所占比例越大，細胞代謝越旺盛，D錯誤。5．磁共振技術可應用于臨床疾病診斷。因為許多疾病會導致組織和器官內(nèi)水分發(fā)生變化，這種變化恰好能在磁共振圖像中反映出來。下列有關敘述錯誤的是()A．構(gòu)成人體的不同組織和器官含水量不同B．水是細胞內(nèi)良好的溶劑C．水分子的化學性質(zhì)與其結(jié)構(gòu)無關D．發(fā)生病變的器官，代謝強度可能會發(fā)生改變答案C解析若水與其他親水性物質(zhì)結(jié)合形成結(jié)合水，其結(jié)構(gòu)與自由水相比，肯定會有所變化，進而化學性質(zhì)也會發(fā)生變化，C錯誤。題組二細胞中的無機鹽6．無機鹽對生物體的生命活動起著重要作用。下列敘述正確的是()A．血液中Ca2＋含量太低，動物會出現(xiàn)抽搐等癥狀，說明無機鹽對于維持細胞酸堿平衡非常重要B．人輸液時用生理鹽水而不是蒸餾水，這說明無機鹽在維持細胞的正常形態(tài)和功能中具有重要作用C．無機鹽在細胞中含量很少，所以屬于微量元素D．哺乳動物體內(nèi)Na＋含量增加，會導致肌肉酸痛、無力答案B解析血液中Ca2＋含量太低，會出現(xiàn)抽搐等癥狀，說明無機鹽對于維持生物體的生命活動具有重要作用，A錯誤；無機鹽中也包含大量元素，如N、P、Mg等，C錯誤；哺乳動物體內(nèi)Na＋缺乏，會導致肌肉酸痛、無力等，D錯誤。7．某醫(yī)生在對離體蛙心進行實驗中發(fā)現(xiàn)，用不含鈣和鉀的生理鹽水灌注蛙心，收縮不能維持。用含少量鈣和鉀的生理鹽水溶液灌注時，蛙心可持續(xù)跳動數(shù)小時，實驗說明鈣鹽和鉀鹽()A．是細胞中某些復雜化合物的重要組成部分B．對維持生物體的生命活動有重要作用C．對維持細胞的形態(tài)有重要作用D．為蛙心的持續(xù)跳動提供能量答案B解析該實驗不能說明鈣鹽和鉀鹽是細胞中某些復雜化合物的重要組成部分，A錯誤；無機鹽具有維持細胞滲透壓、保持細胞形態(tài)的重要作用，但是本實驗未體現(xiàn)，C錯誤；鈣鹽和鉀鹽不具有提供能量的作用，D錯誤。8．(2023·北京西城高一期末)植物缺鉀會引起葉片邊緣出現(xiàn)枯黃的現(xiàn)象。下表是某課外小組探究鉀對植物生長影響的培養(yǎng)液配方，下列相關敘述不正確的是()組別培養(yǎng)液類型培養(yǎng)液所含主要成分的質(zhì)量濃度/(mg·L－1)KNO3CaCl2·2H2OMgSO4·7H2O(NH4)2SO4甲完全培養(yǎng)液25000150150134乙缺素培養(yǎng)液0150250134A.Mg2＋是合成葉綠素必需的無機離子B．設置甲組的目的是作為實驗的對照組C．若營養(yǎng)液的濃度過高會導致植物萎蔫D．該方案能達到探究鉀對植物生長影響的目的答案D解析分析表格可知，兩組營養(yǎng)液中MgSO4·7H2O用量不同，且缺素培養(yǎng)液缺K＋也缺NOeq\o\al(－,3)，無法排除硝酸根離子對實驗結(jié)果的影響，故該方案不能達到實驗目的，D錯誤。9．倉儲小麥等種子或糧食要純凈干燥、顆粒完整，但有時候儲存不當會生出一種小蟲子，這種小蟲子叫赤擬谷盜。它們一生都不需要“飲水”，也吃不到含水豐富的食物，可它們?nèi)阅苷Ｉ?，其原因?)A．赤擬谷盜的生命活動不需要水B．赤擬谷盜體內(nèi)儲存著供其一生用的水C．赤擬谷盜的細胞內(nèi)結(jié)合水比自由水含量高D．赤擬谷盜在新陳代謝中產(chǎn)生水答案D解析正常生物的生命活動都離不開水，結(jié)合題意可知，赤擬谷盜雖不飲水，也吃不到含水量豐富的食物，可它們?nèi)阅苷Ｉ睿且驗槠鋾么x過程中產(chǎn)生的水，D正確。10．“有收無收在于水，收多收少在于肥。”某生物興趣小組以玉米幼苗為實驗材料進行了如下探究實驗。下列敘述中，錯誤的是()A．步驟一損失的水在細胞中主要以游離形式存在，是細胞內(nèi)的良好溶劑B．步驟二損失的水主要與細胞內(nèi)其他物質(zhì)相結(jié)合，在細胞內(nèi)的含量相對穩(wěn)定C．步驟三損失的主要是無機鹽，它們在細胞中主要以離子形式存在D．干旱環(huán)境中生長的玉米，其細胞中結(jié)合水與自由水的比值相對較高答案C解析構(gòu)成細胞的有機物容易燃燒，步驟三損失的是構(gòu)成細胞的有機物，步驟三剩余的灰分為無機鹽，C錯誤。11．結(jié)合下列曲線，分析有關無機物在生物體內(nèi)含量的說法，錯誤的是()A．曲線①可表示植物越冬過程中，體內(nèi)水相對含量的變化B．曲線②可表示細胞代謝速率隨自由水與結(jié)合水比值的變化C．曲線①可表示人一生中體內(nèi)自由水與結(jié)合水的比值隨年齡變化的曲線D．曲線③可表示一粒新鮮的玉米種子在烘箱中被烘干的過程中，其內(nèi)無機鹽相對含量的變化答案D解析植物越冬過程中，體內(nèi)細胞代謝逐漸減弱，推測體內(nèi)水含量逐漸減少，所以曲線①可以表示植物越冬過程中，體內(nèi)水相對含量的變化，A正確；在一定范圍內(nèi)，自由水與結(jié)合水的比值越大，細胞代謝越旺盛，B正確；人的一生中，隨著年齡增長，細胞代謝活動逐漸降低，因此曲線①可表示人一生中體內(nèi)自由水與結(jié)合水的比值隨年齡的變化，C正確；玉米種子被烘干的過程中所含水分越來越少，其內(nèi)的無機鹽相對含量逐漸增加，最后達到一恒定值，D錯誤。12．為探究干旱脅迫對不同種源赤皮青岡幼苗葉片自由水和結(jié)合水含量的變化，某科研小組開展了相關研究，結(jié)果如表(CK：對照組；T1：輕度干旱脅迫；T2：中度干旱脅迫；T3：重度干旱脅迫)。下列說法錯誤的是()地區(qū)指標CKT1T2T3浙江慶元自由水含量47.9448.3840.6130.15結(jié)合水含量25.6028.4730.6338.97自由水/結(jié)合水1.871.701.330.77湖南洞口自由水含量51.6149.7939.1731.08結(jié)合水含量19.7524.2626.2332.43自由水/結(jié)合水2.612.051.490.96A.隨干旱脅迫加劇，葉片中的部分水分失去流動性和溶解性B．隨干旱脅迫加劇，葉片中自由水含量均下降C．隨干旱脅迫加劇，葉片中細胞代謝均逐漸減弱D．隨干旱脅迫加劇，幼苗對低溫的適應能力可能逐漸增強答案B解析由題中信息可知，隨干旱脅迫加劇，結(jié)合水含量一直上升，所以葉片中的部分水分失去流動性和溶解性，A正確；隨干旱脅迫加劇，葉片中自由水含量不是均下降，浙江慶元幼苗輕度干旱脅迫(T1)下自由水含量比對照組高，B錯誤；隨干旱脅迫加劇，自由水/結(jié)合水的值一直降低，所以葉片中細胞代謝均逐漸減弱，C正確；隨干旱脅迫加劇，自由水/結(jié)合水的值一直降低，幼苗對低溫的適應能力可能逐漸增強，D正確。13．圖甲表示A、B兩種無機鹽離子處于不同濃度時與作物產(chǎn)量的關系；圖乙表示鈣對某種植物花粉管生長的影響。下列相關敘述中，不正確的是()A．據(jù)圖甲可知，B的濃度為b時，對提高作物的產(chǎn)量最有利B．據(jù)圖甲可知，B的濃度為d時，雖然對提高產(chǎn)量有利，但會造成肥料的浪費C．據(jù)圖乙可知，適宜濃度的鈣有利于花粉管的生長D．據(jù)圖乙可知，鈣對花粉管生長速率的影響隨濃度變化而變化答案A解析據(jù)圖甲可知，B的濃度在c～d范圍內(nèi)時，對提高作物的產(chǎn)量最有利，A錯誤；據(jù)圖甲可知，當B的濃度為c左右時(曲線峰值之前)，提高作物產(chǎn)量的效果與濃度為d時相同，而d＞c，因此在B的濃度為d時，雖然對提高產(chǎn)量有利，但會造成肥料的浪費，B正確；據(jù)圖乙可知，植物花粉管生長速率隨著鈣離子濃度的增大，表現(xiàn)為先增大后減小，因此適宜濃度的鈣有利于花粉管的生長，C正確；據(jù)圖乙可知，鈣的濃度對花粉管的生長有影響，花粉管生長速率隨鈣的濃度的變化而變化，D正確。14．清朝揚州八怪之一的鄭板橋有詩云：“東北人參鳳陽梨，難及濰縣蘿卜皮”。濰縣青蘿卜甜脆多汁，稍有辣味，膳食纖維豐富，具有較高的營養(yǎng)價值和保健功能。請回答下列問題：(1)青蘿卜細胞中含量最多的化合物是________，青蘿卜種子萌發(fā)初期，結(jié)合水與自由水的比值________(填“上升”“不變”或“下降”)。(2)青蘿卜甜脆多汁，是由于含水量較高，糖等多種物質(zhì)溶解于水中。水作為良好溶劑的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。青蘿卜有助于消化，原因是其含有較多的膳食纖維。(3)在青蘿卜生長發(fā)育過程中，需要供給足夠的營養(yǎng)，如果鉀供應不足，葉片邊緣變褐色，肉質(zhì)根不能正常膨大，這說明無機鹽具有__________________________________的功能。答案(1)水下降(2)水是極性分子，帶有正電荷或負電荷的分子(或離子)都容易與水結(jié)合(3)維持細胞和生物體的正常生命活動15．下列是無土栽培營養(yǎng)液的配方，配方：NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4、螯合鐵溶液、微量元素溶液。請回答下列問題：(1)為使作物正常生長，還需補充含________等元素的化合物。(2)有些無機鹽離子可重復利用，有的不能重復利用，可重復利用的無機鹽離子缺乏時，老葉先表現(xiàn)出缺乏癥，不可重復利用的無機鹽離子缺乏時，幼葉先表現(xiàn)出缺乏癥。請設計實驗證明Mg是可重復利用的元素。實驗材料：若干長勢相同的玉米幼苗、蒸餾水、含有植物必需元素的各種化合物。實驗步驟：①配制完全培養(yǎng)液和____________培養(yǎng)液，分別放入兩組培養(yǎng)瓶中，并編號A、B。②將________________________分別栽培在上述兩種培養(yǎng)液中。③放在適宜條件下培養(yǎng)一段時間，觀察________________。實驗現(xiàn)象：在完全培養(yǎng)液中的玉米幼苗生長正常，________________________________________________________________________。答案(1)P(2)①等量的缺Mg②等量長勢相同的玉米幼苗③玉米幼苗的生長情況在缺Mg培養(yǎng)液中生長的玉米幼苗老葉先變黃第3節(jié)細胞中的糖類和脂質(zhì)[學習目標]1.概述糖類有多種類型，它們既是細胞的重要結(jié)構(gòu)成分，又是生命活動的主要能源物質(zhì)。2.舉例說出不同種類的脂質(zhì)對維持細胞結(jié)構(gòu)和功能有重要作用。一、細胞中的糖類1．元素組成和功能(1)元素組成：一般由C、H、O構(gòu)成。(2)功能：細胞中主要的能源物質(zhì)。2．分類(1)單糖①含義：不能水解的糖類。②種類：葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脫氧核糖等，其中葡萄糖是細胞生命活動所需要的主要能源物質(zhì)。(2)二糖①含義：由兩分子單糖脫水縮合形成的糖。②種類：蔗糖在糖料作物甘蔗和甜菜里含量豐富；麥芽糖在發(fā)芽的小麥等谷粒中含量豐富；乳糖在人和動物乳汁中含量豐富。(3)多糖：生物體內(nèi)的糖類絕大多數(shù)以多糖的形式存在。種類淀粉糖原纖維素幾丁質(zhì)(殼多糖)基本單位葡萄糖葡萄糖葡萄糖N－乙酰葡萄糖胺作用植物體內(nèi)的儲能物質(zhì)人和動物細胞的儲能物質(zhì)構(gòu)成植物細胞細胞壁的主要成分甲殼類動物和昆蟲的外骨骼的重要組成成分分布糧食作物的種子中，植物變態(tài)的莖或根及一些植物的果實中主要分布在人和動物的肝臟和肌肉中植物的莖稈和枝葉及所有植物細胞的細胞壁廣泛存在于甲殼類動物和昆蟲的外骨骼中判斷正誤(1)糖類都能為生命活動提供能量，細胞內(nèi)的糖都是能源物質(zhì)()(2)淀粉和纖維素都是植物細胞內(nèi)儲存能量的多糖()(3)人和動物血液中葡萄糖含量低于正常時，肝糖原、肌糖原便會分解產(chǎn)生葡萄糖及時補充()答案(1)×(2)×(3)×解析(1)糖類并不都是細胞內(nèi)的能源物質(zhì)，如纖維素是細胞壁的成分，不作為能源物質(zhì)。(2)纖維素不能儲存能量。(3)人和動物血液中葡萄糖含量低于正常時，肝糖原會分解產(chǎn)生葡萄糖及時補充，而肌糖原無法直接水解為葡萄糖補充血糖。任務一：歸納糖類的分類及功能1．請完善表格種類常見種類分布功能單糖五碳糖核糖(C5H10O5)動植物細胞組成RNA脫氧核糖(C5H10O4)組成DNA六碳糖(C6H12O6)葡萄糖細胞中主要的能源物質(zhì)果糖植物細胞(主要)－半乳糖動物細胞(主要)－二糖(C12H22O11)蔗糖(蔗糖→葡萄糖＋果糖)甜菜、甘蔗、水果等植物細胞中，可用于加工紅糖、白糖、冰糖能水解成單糖而供能麥芽糖(麥芽糖→葡萄糖＋葡萄糖)發(fā)芽的小麥等植物細胞中乳糖(乳糖→葡萄糖＋半乳糖)人和動物的乳汁中多糖(C6H10O5)n淀粉(淀粉→許多葡萄糖)玉米、小麥、水稻、馬鈴薯、山藥等植物細胞中植物細胞中重要的儲能物質(zhì)纖維素(纖維素→許多葡萄糖)植物細胞壁植物細胞壁的主要成分糖原(糖原→許多葡萄糖)肝糖原主要存在于人和動物的肝臟和肌肉中糖原是人和動物細胞中重要的儲能物質(zhì)，肝糖原可調(diào)節(jié)血糖含量，肌糖原可為肌肉供能肌糖原幾丁質(zhì)(殼多糖)廣泛存在于甲殼類動物和昆蟲的外骨骼中甲殼類動物和昆蟲的外骨骼的重要組成成分2．細胞中的糖類按化學性質(zhì)可分為還原糖和非還原糖，請分別列舉。(1)還原糖：葡萄糖、果糖、麥芽糖、乳糖、核糖、脫氧核糖、半乳糖等。(2)非還原糖：蔗糖、淀粉、糖原、纖維素、幾丁質(zhì)等。3．請將下列糖類按功能進行劃分。葡萄糖、核糖、脫氧核糖、淀粉、糖原、纖維素、幾丁質(zhì)(1)細胞生命活動的主要能源物質(zhì)：葡萄糖。(2)儲能物質(zhì)：淀粉、糖原。(3)結(jié)構(gòu)物質(zhì)：核糖、脫氧核糖、纖維素、幾丁質(zhì)。1．如圖表示糖類的化學組成和種類，下列相關敘述正確的是()A．①②③依次代表單糖、二糖、多糖，它們均可繼續(xù)水解B．①②均是可被細胞直接吸收利用的小分子物質(zhì)C．④⑤分別為纖維素、肌糖原，二者均儲存能量，可作為儲能物質(zhì)D．幾丁質(zhì)是多糖，是昆蟲外骨骼的重要成分答案D解析①②③依次代表單糖、二糖、多糖，單糖不可繼續(xù)水解，A錯誤；①單糖是可被細胞直接吸收利用的小分子物質(zhì)，②二糖不是，B錯誤；④⑤分別為纖維素、肌糖原，肌糖原可儲存能量，可作為儲能物質(zhì)，纖維素是植物細胞壁的主要成分，不儲存能量，C錯誤。2．下列關于糖類化合物的敘述，正確的是()A．蔗糖和麥芽糖屬于二糖，糖原是植物體內(nèi)重要的儲能物質(zhì)B．淀粉、糖原、纖維素都是由葡萄糖聚合而成的多糖C．葡萄糖、果糖、半乳糖都具有還原性，但元素組成不同D．蔗糖、麥芽糖、乳糖都可與斐林試劑反應生成磚紅色沉淀答案B解析蔗糖和麥芽糖屬于二糖，糖原是動物體內(nèi)重要的儲能物質(zhì)，A錯誤；葡萄糖、果糖、半乳糖的組成元素都是C、H、O，C錯誤；斐林試劑用來檢測還原糖，蔗糖是非還原糖，不能與斐林試劑反應生成磚紅色沉淀，D錯誤。二、細胞中的脂質(zhì)1．元素組成：主要是C、H、O，有些還含有N、P。相對于糖類，脂質(zhì)分子中氧含量低，氫含量高。2．性質(zhì)：脂質(zhì)通常不溶于水，而溶于脂溶性有機溶劑。3．分類和功能分類組成生理功能脂肪(三酰甘油)三分子脂肪酸、一分子甘油①細胞內(nèi)良好的儲能物質(zhì)；②很好的絕熱體，有隔熱、保溫作用；③具有緩沖和減壓作用，可以保護內(nèi)臟器官磷脂甘油、脂肪酸、磷酸及其他衍生物構(gòu)成細胞膜和多種細胞器膜的重要成分固醇膽固醇①構(gòu)成動物細胞膜的重要成分；②參與血液中脂質(zhì)的運輸性激素促進人和動物生殖器官的發(fā)育以及生殖細胞的形成維生素D能有效地促進人和動物腸道對鈣和磷的吸收4.糖類和脂質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化糖類和脂肪之間的轉(zhuǎn)化程度是有明顯差異的。糖類在供應充足的情況下，可以大量轉(zhuǎn)化為脂肪；而脂肪一般只在糖類代謝發(fā)生障礙，引起供能不足時，才會分解供能，而且不能大量轉(zhuǎn)化為糖類。判斷正誤(1)蘇丹Ⅲ染液可以將脂質(zhì)染成橘黃色()(2)脂質(zhì)存在于所有細胞中，脂肪只存在于動物的脂肪細胞中()(3)磷脂由C、H、O三種元素構(gòu)成，是構(gòu)成細胞膜的重要成分()答案(1)×(2)×(3)×解析(1)脂質(zhì)有脂肪、磷脂、固醇等，而蘇丹Ⅲ染液可以將脂肪染成橘黃色。(2)磷脂是組成細胞膜的重要成分，故脂質(zhì)存在于所有細胞中，但脂肪不只存在于動物脂肪細胞中，植物細胞中也有。(3)磷脂除了含有C、H、O三種元素外，還含有N、P元素。任務二：脂質(zhì)的分類及功能1．請結(jié)合教材P26圖2－6脂肪分子式，回答下列問題：(1)相同質(zhì)量的糖類和脂肪相比，在元素組成上有以下特點：脂肪和糖類的組成元素都是C、H、O，但是脂肪的氫含量高，氧含量低。(2)與糖原相比，脂肪是良好的儲能物質(zhì)的原因是：①與糖類相比，脂肪分子中氧含量遠遠低于糖類，氫含量更高，所以等質(zhì)量的糖類和脂肪徹底氧化分解時，脂肪消耗的氧氣多，產(chǎn)生的水多，釋放的能量多。②單位質(zhì)量的脂肪的體積比糖原的小很多，有利于儲藏。2．植物細胞中也有脂肪，請據(jù)圖分析導致花生油為液態(tài)，豬油為固態(tài)的原因。提示動物脂肪大多含有飽和脂肪酸，室溫時呈固態(tài)。植物脂肪大多含有不飽和脂肪酸，室溫時呈液態(tài)。資料拓展必需脂肪酸和反式脂肪酸必需脂肪酸是指一些脂肪酸對維持身體的機能不可缺少，但是機體又不能合成，必須從食物中獲取的脂肪酸。它們通常都是一些不飽和脂肪酸，例如：ω－3、ω－6以及最為知名的DHA(俗稱腦黃金)。不飽和脂肪酸鏈上的雙鍵上兩個碳原子結(jié)合的兩個氫原子，如果在同側(cè)，我們則稱之為順式不飽和脂肪酸(如圖1)，這是自然界中絕大多數(shù)不飽和脂肪酸的存在形式。反之，如果與雙鍵上兩個碳原子結(jié)合的兩個氫原子，分別位于兩側(cè)，則稱之為反式脂肪酸(如圖2)。反式脂肪酸能夠增加食品的口感和美味，成本更加低廉，常見的餅干、糕點、奶茶、炸薯條等，其中含量比較高。由于反式脂肪酸會增加人體血液的黏稠度和凝聚力，容易導致血栓的形成，所以健康的飲食習慣應該控制攝入反式脂肪酸。3．為什么兒童曬太陽能預防佝僂?。刻崾救展庵械淖贤饩€能使皮膚表皮細胞中的膽固醇轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D(兩者均為固醇類物質(zhì))，而維生素D可促進腸道對鈣、磷的吸收，在一定程度上可預防佝僂病的發(fā)生。4．給家畜、家禽提供富含糖類的飼料，為什么會起到“肥育”的效果？提示細胞中的糖類和脂肪是可以相互轉(zhuǎn)化的，動物從體外吸收的多余糖類可以在體內(nèi)轉(zhuǎn)變成脂肪。3．下列關于脂質(zhì)的敘述正確的是()A．磷脂由C、H、O、N四種元素組成，是構(gòu)成細胞膜和多種細胞器膜的重要成分B．性激素的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，對維持生物體的生殖過程起著重要的調(diào)節(jié)作用C．大多數(shù)動物脂肪含有飽和脂肪酸，飽和脂肪酸的熔點較高，容易凝固D．膽固醇會引起人心血管類疾病，應該不要攝入答案C解析磷脂由C、H、O、N、P五種元素組成，是構(gòu)成細胞膜和多種細胞器膜的重要成分，A錯誤；性激素的化學本質(zhì)是脂質(zhì)(固醇)，對維持生物體的生殖過程起著重要的調(diào)節(jié)作用，B錯誤；膽固醇是構(gòu)成動物細胞膜的成分，還參與人體血液中脂質(zhì)的運輸，應該適量攝入，D錯誤。4．科學研究表明：花生種子發(fā)育過程中，可溶性糖的含量逐漸減少，脂肪的含量逐漸增加，花生種子萌發(fā)過程中，脂肪的含量逐漸減少，可溶性糖含量逐漸增加。下列分析錯誤的是()A．花生種子萌發(fā)過程中，脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄蕴牵枰罅康腛元素B．同等質(zhì)量的花生種子和小麥種子，萌發(fā)過程中耗氧較多的是花生種子C．花生種子發(fā)育過程中，可溶性糖轉(zhuǎn)變?yōu)橹?，更有利于能量的儲存D．花生種子萌發(fā)過程中，脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄蕴?，該過程在人體內(nèi)也可以大量轉(zhuǎn)化答案D解析花生種子萌發(fā)過程中，脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄蕴牵谌梭w內(nèi)脂肪不能大量轉(zhuǎn)化為糖類，D錯誤。題組一細胞中的糖類1．人體攝入的糖類，有的能被細胞直接吸收，有的必須經(jīng)過水解后才能被細胞吸收，下列糖類中能直接被細胞吸收的是()A．葡萄糖 B．蔗糖C．麥芽糖 D．乳糖答案A解析葡萄糖屬于單糖，可被細胞直接吸收；蔗糖、麥芽糖、乳糖屬于二糖，只有水解形成單糖才能被細胞吸收利用。2．(2023·云南昆明高一期中)下列關于糖類的生理作用的敘述，不正確的是()A．核糖和脫氧核糖是核酸的組成成分B．葡萄糖是細胞的重要能源物質(zhì)C．纖維素是高等植物細胞壁的主要成分D．糖原是植物細胞中重要的儲存能量的物質(zhì)答案D解析糖原是動物細胞中重要的儲能物質(zhì)，D錯誤。3．殼多糖是已知的含氮多糖，其廣泛存在于蝦、蟹、昆蟲的外殼中。下列關于殼多糖和其他多糖的敘述，錯誤的是()A．多糖均含有C、H、O這三種元素B．糖原只分布在動物的肝臟細胞中C．纖維素能促進胃腸的蠕動和排空D．殼多糖可用于制作人造皮膚答案B解析糖原包括肝糖原和肌糖原，主要分布在人和動物的肝臟細胞和肌肉細胞中，B錯誤。4．如圖為糖的分類示意圖，下列相關敘述正確的是()A．圖中①與②的區(qū)別為是否能夠被水解B．圖中的③只代表葡萄糖C．枯枝落葉中的纖維素經(jīng)微生物分解可產(chǎn)生葡萄糖D．圖中的④都能與血液中的葡萄糖相互轉(zhuǎn)化，以維持血糖濃度的相對穩(wěn)定答案C解析圖中①與②分別為二糖和多糖，兩者都能水解，二糖可以水解為2個單糖，多糖可以水解為多個單糖，A錯誤；圖中的③表示動植物共有的糖，除了葡萄糖外，還有核糖和脫氧核糖等，B錯誤；圖中的④表示糖原，有肌糖原和肝糖原，肌糖原不能與血液中的葡萄糖相互轉(zhuǎn)化，肝糖原能與血液中的葡萄糖相互轉(zhuǎn)化，以維持血糖濃度的相對穩(wěn)定，D錯誤。5．肥胖與長期糖攝入超標有關，培養(yǎng)健康的飲食習慣，控制高糖類副食的攝入，是防止肥胖發(fā)生的有效手段。下列認識正確的是()A．糖是細胞內(nèi)主要的儲能物質(zhì)，常被形容為“生命的燃料”B．糖在生產(chǎn)生活中有廣泛的用途，某些糖可用于廢水處理、制作人造皮膚等C．糖類在供應充足的情況下，可以大量轉(zhuǎn)化為脂肪，在糖類代謝發(fā)生障礙時，脂肪也能大量轉(zhuǎn)化為糖類D．糖尿病是一種常見的糖代謝異常疾病，病人飲食中不能含任何糖類答案B解析葡萄糖是細胞內(nèi)主要的能源物質(zhì)，常被形容為“生命的燃料”，A錯誤；糖在生產(chǎn)生活中有廣泛的用途，某些糖可用于廢水處理、制作人造皮膚等，如幾丁質(zhì)，B正確；糖類在供應充足的情況下，可以大量轉(zhuǎn)化為脂肪，在糖類代謝發(fā)生障礙時，脂肪不能大量轉(zhuǎn)化為糖類，C錯誤；糖尿病是一種常見的糖代謝異常疾病，病人飲食不應該含有過多的糖類，但并不意味著不能含任何糖類，D錯誤。題組二細胞中的脂質(zhì)6．下列各項不屬于脂肪的生理作用的是()A．良好的儲能物質(zhì)B．維持體溫C．緩沖減壓，保護內(nèi)臟D．細胞膜的組成成分之一答案D解析脂肪是細胞中良好的儲能物質(zhì)，還具有緩沖、減壓、維持體溫的作用，而細胞膜的組成成分之一為磷脂，不是脂肪，D符合題意。7．基于對脂質(zhì)的組成及其功能的理解，下列有關脂質(zhì)的敘述正確的是()A．磷脂是構(gòu)成動物細胞膜的重要成分，同時還能夠參與血液中脂質(zhì)的運輸B．脂質(zhì)的元素組成是C、H、O、NC．維生素D能夠促進人體對鈣和磷的吸收，所以在補鈣的同時需要補充一定量的維生素DD．性激素是一種蛋白質(zhì)類激素，它可以促進人和動物生殖器官的發(fā)育以及生殖細胞的產(chǎn)生答案C解析膽固醇和磷脂是動物細胞膜的重要成分，膽固醇還能參與血液中脂質(zhì)的運輸，A錯誤；磷脂的元素組成是C、H、O、N、P，固醇和脂肪的元素組成是C、H、O，B錯誤；性激素是一種固醇類激素，而不是蛋白質(zhì)類激素，D錯誤。8．(2022·江蘇金湖中學高一月考)常言道：“馬無夜草不肥”，其實是有科學依據(jù)的。生物體內(nèi)有一種被稱為“BMAL1”的蛋白質(zhì)，能促進脂肪堆積，這種蛋白質(zhì)在白天減少，夜間增多。下列有關敘述正確的是()A．糖類和脂肪都是細胞中主要的能源物質(zhì)B．“BMAL1”在夜間可能會促進脂肪轉(zhuǎn)化為糖類C．脂肪不僅能儲存能量，還具有保溫作用D．脂肪分子中氫的含量遠遠少于糖類答案C解析糖類是細胞中的主要能源物質(zhì)，脂肪是細胞中良好的儲能物質(zhì)，A錯誤；“BMAL1”在夜間可能會促進糖類轉(zhuǎn)化為脂肪，B錯誤；脂肪不僅有儲存能量的作用，還有保溫、緩沖的作用，C正確；脂肪分子中氫的含量多于糖類，氧的含量少于糖類，D錯誤。9.下列概念與圖示相符的是()A．a(chǎn)表示脂肪，b、c、d可分別表示三分子的脂肪酸B．a(chǎn)表示固醇，b、c、d可分別表示脂肪、膽固醇、維生素DC．a(chǎn)表示脂質(zhì)，b、c、d可分別表示脂肪、磷脂、固醇D．a(chǎn)表示固醇，b、c、d可分別表示膽固醇、性激素、幾丁質(zhì)答案C解析由題圖可知，圖中的a是由b、c、d構(gòu)成的，脂肪由一分子的甘油和三分子的脂肪酸結(jié)合而成，A錯誤；脂肪不屬于固醇，B錯誤；脂肪、磷脂、固醇屬于脂質(zhì)，C正確；幾丁質(zhì)屬于糖類，其化學本質(zhì)不是固醇，D錯誤。10．如圖是生物細胞中某種有機分子的結(jié)構(gòu)式，下列相關敘述錯誤的是()A．這種物質(zhì)在室溫下往往呈固體形態(tài)B．這種物質(zhì)水解能產(chǎn)生合成磷脂的物質(zhì)C．構(gòu)成脂肪的脂肪酸的種類和分子長短相同D．人體皮下組織中含有豐富的這類物質(zhì)答案C解析圖中為脂肪分子，該脂肪含有的是飽和脂肪酸，在室溫下往往呈固體形態(tài)，A正確；脂肪酸的種類和分子長短不相同，C錯誤；人體皮下組織中含有豐富的脂肪，D正確。11．(2023·重慶江北區(qū)高一期末)低聚果糖是一種新型甜味劑，由1分子蔗糖與1～3分子果糖聚合而成。低聚果糖甜度為蔗糖的0.3～0.6倍，不能被人體直接消化吸收，但能被腸道菌吸收利用，具有調(diào)節(jié)腸道菌群、促進腸道對鈣的吸收、抗齲齒等保健功能。下列分析不正確的是()A．低聚果糖合成過程中會有水分子生成B．低聚果糖可以作為糖尿病患者的甜味劑C．低聚果糖與膽固醇的功能有相似之處，可有效防止骨質(zhì)疏松癥D．低聚果糖具有抗齲齒功能，推測可能是因為其不能被口腔細菌利用答案C解析低聚果糖是由1分子蔗糖與1～3分子果糖聚合而成，其合成過程中會有水分子生成，A正確；低聚果糖不能被人體直接消化吸收，可以作為糖尿病患者的甜味劑，B正確；低聚果糖可促進腸道對鈣的吸收，有效防止骨質(zhì)疏松癥，膽固醇沒有防止骨質(zhì)疏松癥的功能，C錯誤；低聚果糖可能是不能被口腔細菌利用，因此具有抗齲齒功能，D正確。12．根據(jù)下表中同質(zhì)量的脂肪和糖類在徹底氧化分解時的差異進行分析，以下說法錯誤的是()物質(zhì)部分元素的比例氧化分解CO最終產(chǎn)物產(chǎn)生的水量脂肪75%13%CO2、H2OX糖類44%50%CO2、H2OYA.相同質(zhì)量條件下，脂肪比糖類在氧化分解時耗氧量多B．脂肪中的H的比例是12%C．相同質(zhì)量的脂肪和糖類氧化分解時產(chǎn)生的水量X＞YD．脂肪中H的比例較高，氧化分解時釋放的能量較少答案D解析根據(jù)元素守恒，脂肪和糖類氧化分解時H的去向是生成水，脂肪中H的比例大，生成水多，即X>Y，氧化分解時釋放的能量較多，C正確，D錯誤。13．如圖是油菜種子在發(fā)育和萌發(fā)過程中糖類和脂肪的變化曲線。下列分析正確的是()A．種子形成時，可溶性糖更多地轉(zhuǎn)變?yōu)橹綛．種子萌發(fā)時，脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄蕴?，說明可溶性糖是油菜種子主要的儲能物質(zhì)C．可溶性糖和脂質(zhì)的化學元素組成完全相同D．種子發(fā)育過程中，由于可溶性糖更多地轉(zhuǎn)變?yōu)橹荆N子需要的N增加答案A解析種子萌發(fā)時，脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄蕴?，說明脂肪是油菜種子主要的儲能物質(zhì)，B錯誤；可溶性糖的組成元素為C、H、O，而脂質(zhì)的化學元素組成主要為C、H、O，有的還含有P和N，顯然可溶性糖和脂質(zhì)的化學元素的組成不完全相同，C錯誤；種子發(fā)育過程中，由于可溶性糖更多地轉(zhuǎn)變?yōu)橹荆竞涂扇苄赃€原糖的組成元素均為C、H、O，據(jù)此不能推測種子需要的N增加，D錯誤。14．如圖分別表示動植物細胞中糖類和脂質(zhì)的種類與關系，請回答下列問題：(1)若圖甲表示植物細胞中糖類的種類與關系圖解，則a部分對應的糖是________。(2)若圖乙中①為良好的儲能物質(zhì)，則②表示______，其主要功能是____________________。(3)動物細胞中某種脂質(zhì)可以促進生殖器官的發(fā)育，則其應對應圖乙中________(填序號)。答案(1)麥芽糖(2)磷脂構(gòu)成細胞膜和細胞器膜的重要成分(3)④解析(1)a為植物細胞中含有的二糖，且具有還原性，應為麥芽糖。(2)圖乙中②為磷脂，主要功能是構(gòu)成細胞膜及細胞器膜的重要成分。(3)性激素可促進生殖器官的發(fā)育和生殖細胞的形成，對應圖乙中的④。15．(2022·山東臨沂第一中學高一期中)根據(jù)下列生物學事實回答問題：材料1：熊在入冬之前要吃大量的食物，在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為脂肪儲存起來，以便冬眠時分解利用維持生命活動。生活在南極寒冷環(huán)境中的企鵝，體內(nèi)脂肪可厚達4cm。材料2：“瘦素”是最近由研究人員發(fā)現(xiàn)的一種重要激素。注射“瘦素”后，人的食欲會下降，從而對人體是否發(fā)胖起到至關重要的作用。(1)材料1說明脂肪具有________、__________的作用。(2)某校生物興趣小組想利用以下材料設計實驗驗證“瘦素”能控制動物的食欲，起到減肥作用。材料用具：大鼠若干只、普通飼料、一定劑量的“瘦素”溶液、生理鹽水，其他所需條件均滿足。請寫出實驗思路、實驗結(jié)果及結(jié)論。實驗思路：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；實驗結(jié)果及結(jié)論：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)保溫儲能(2)選取身體健康、生長狀況基本相同的大鼠若干只，隨機平均分為兩組(甲、乙)；甲組每天注射一定劑量的“瘦素”溶液，乙組每天注射等量的生理鹽水；在相同且適宜的條件下分別飼養(yǎng)一段時間，觀察大鼠的食欲狀況，稱量并統(tǒng)計各組大鼠的體重甲組大鼠的食欲與體重均比乙組的差，說明“瘦素”能控制動物的食欲，起到減肥作用第4節(jié)蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者[學習目標]1.概述蛋白質(zhì)的主要功能。2.說明氨基酸的結(jié)構(gòu)特點及其種類。3.描述氨基酸脫水縮合形成蛋白質(zhì)的過程。4.闡明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及其多樣性。一、蛋白質(zhì)的功能及其基本組成單位——氨基酸1．蛋白質(zhì)的功能(1)蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者。(2)2．蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸(1)氨基酸的種類組成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，其中8種是人體細胞不能合成的，稱為必需氨基酸，這些氨基酸必須從外界環(huán)境中獲??；另外13種氨基酸是人體細胞能夠合成的，稱為非必需氨基酸。(2)氨基酸的元素組成及結(jié)構(gòu)特點①組成氨基酸的共有元素是C、H、O、N，有的氨基酸還含有S等元素。②氨基酸的結(jié)構(gòu)特點a．每種氨基酸分子至少含有一個氨基(—NH2)和一個羧基(—COOH)。b．每種氨基酸分子中都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，該碳原子還連接一個氫原子和一個側(cè)鏈基團，這個側(cè)鏈基團用R表示。各種氨基酸的區(qū)別在于R基的不同。③氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：。特別提醒(1)類比推理法理解氨基酸的結(jié)構(gòu)①類比：把氨基酸分子比喻成人，兩只手分別代表氨基和羧基，兩條腿代表氫，頭代表R基，軀干代表中心碳原子。②圖示(如圖)(2)氨基、羧基、R基的書寫①正確的格式：—NH2、—COOH、—R(千萬不要忘記在原子團前面加“—”)。②避免兩種錯誤格式a．寫成NH2、COOH、R。b．寫成NH3、—NH3、HCOOH等。③結(jié)構(gòu)通式及氨基和羧基不同表達形式的辨別判斷正誤(1)蛋白質(zhì)具有催化、免疫、遺傳、調(diào)節(jié)等各種功能()(2)蛋白質(zhì)是目前已知的結(jié)構(gòu)最復雜、功能最多樣的分子()(3)氨基酸分子的氨基和羧基都連在同一個碳原子上()(4)非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸()答案(1)×(2)√(3)×(4)×解析(1)蛋白質(zhì)具有催化、運輸、免疫、調(diào)節(jié)等各種功能，但是不具有遺傳的功能。(3)每種氨基酸至少含有1個氨基和1個羧基，且都有1個氨基和1個羧基連接在同一個碳原子上，也有可能有多的氨基或羧基位于側(cè)鏈基團，并未連在同一個碳原子上。(4)人體細胞可以合成的氨基酸稱為非必需氨基酸。任務一：分析氨基酸的結(jié)構(gòu)觀察下列四種氨基酸的結(jié)構(gòu)，探究以下問題：(1)構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸共有的部分是。(2)這四種氨基酸分子的R基分別是—CH3、—CH2—SH、—(CH2)4—NH2、—CH2—COOH。(3)“氨基酸”這一名詞與其分子結(jié)構(gòu)有怎樣的對應關系？提示“氨基酸”代表了其分子結(jié)構(gòu)中的主要部分，即氨基和羧基。(4)組成蛋白質(zhì)的氨基酸分子中都只含有一個氨基和一個羧基嗎？若有一個以上的氨基或羧基，多出來的氨基或羧基分布在哪里？提示每種氨基酸至少都含有一個氨基和一個羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，部分氨基酸分子中含有一個以上的氨基或羧基，多出來的氨基或羧基位于R基上。1．下列化合物中，屬于構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的是()A．①②③④ B．①②③C．①② D．②④答案B解析①②③中的化合物中都至少含有一個氨基和一個羧基且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，都是組成蛋白質(zhì)的氨基酸，①②③正確；④中化合物的氨基和羧基不連接在同一個碳原子上，不是組成蛋白質(zhì)的氨基酸，④錯誤。2．纈氨酸的R基為—C3H7，則一分子纈氨酸含有的C、H、O、N原子數(shù)依次為()A．2、4、2、1 B．5、11、2、1C．5、9、4、1 D．5、8、2、1答案B解析根據(jù)題意可知，纈氨酸的R基為—C3H7，因此纈氨酸的結(jié)構(gòu)簡式為C5H11O2N，因此一分子纈氨酸含有的C、H、O、N原子數(shù)依次為5、11、2、1，B正確。二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性1．蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次氨基酸↓脫水縮合eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(概念：一個氨基酸分子的羧基與另一個氨基酸分子的氨基相連接，,同時脫去一分子的水))二肽：由兩個氨基酸縮合而成的化合物↓多肽：由多個氨基酸縮合而成的，含有多個肽鍵的化合物，通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)↓盤曲、折疊(原因：氨基酸之間能形成氫鍵等)蛋白質(zhì)：具有一定的空間結(jié)構(gòu)2．脫水縮合的過程(1)過程①名稱：脫水縮合。(2)物質(zhì)②名稱：二肽。(3)結(jié)構(gòu)③名稱：肽鍵。3．蛋白質(zhì)種類多樣性的原因在細胞內(nèi)，組成一種蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)目可能成千上萬，氨基酸形成肽鏈時，不同種類氨基酸的排列順序千變?nèi)f化，肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬別，因此，蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)極其多樣。4．蛋白質(zhì)的變性(1)概念：蛋白質(zhì)變性是指蛋白質(zhì)在某些物理和化學因素作用下其特定的空間構(gòu)象被破壞，從而導致其理化性質(zhì)的改變和生物活性喪失的現(xiàn)象。(2)應用：①雞蛋、肉類煮熟后由于高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因而易于消化。②經(jīng)過加熱、加酸、加酒精等引起細菌和病毒的蛋白質(zhì)變性，可以達到消毒、滅菌的目的。判斷正誤(1)含有兩個肽鍵的化合物叫作二肽()(2)蛋白質(zhì)變性是由于肽鍵的斷裂造成的()(3)變性的蛋白質(zhì)也能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應()(4)蛋白質(zhì)變性是可逆的化學反應()答案(1)×(2)×(3)√(4)×解析(1)由兩個氨基酸縮合形成的化合物叫作二肽，二肽含有一個肽鍵，含有兩個肽鍵的化合物叫作三肽。(2)高溫、強酸、強堿等均會破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，引起蛋白質(zhì)的變性，但是肽鍵沒有斷裂。(3)變性的蛋白質(zhì)肽鍵還在，能與雙縮脲試劑發(fā)生反應。(4)蛋白質(zhì)變性是不可逆的。任務二：分析氨基酸脫水縮合形成肽鏈的過程請結(jié)合脫水縮合過程，并參考如下多肽鏈的模式圖分析：(1)肽鏈形成過程中，失去的水分子中氫和氧元素的來源分別是什么？提示氫來自氨基和羧基，氧來自羧基。(2)氨基酸、肽鏈、形成的水分子、肽鍵的數(shù)量關系是什么？提示氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)＝形成的水分子數(shù)＝肽鍵數(shù)。(3)肽鏈中還有沒有游離的氨基和羧基？如果有，它們位于哪里？提示有。位于肽鏈的兩端，R基中也可能有。(4)假設氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，由n個氨基酸形成1條肽鏈，則該多肽的相對分子質(zhì)量是多少？若形成m條肽鏈呢？提示na－18(n－1)。na－18(n－m)。3．兩種氨基酸結(jié)構(gòu)式如圖，它們在形成二肽化合物時，最可能相互縮合的基團是()A．①與③ B．②與④C．②與⑥ D．③與④答案B解析①與④均為氨基，②與⑤均為羧基，③與⑥均在R基中。圖示的兩種氨基酸分子通過脫水縮合形成二肽，而脫水縮合是指一個氨基酸分子的羧基和另一個氨基酸分子的氨基相連接，同時脫去一分子水，因此最可能相互縮合的基團是①與⑤或②與④，故選B。4．血紅蛋白分子含有兩條α肽鏈和兩條β肽鏈，其空間結(jié)構(gòu)如圖甲所示；圖乙表示β肽鏈一端的部分氨基酸序列。請分析回答下列問題：(1)圖乙所示結(jié)構(gòu)含有________種氨基酸，①的名稱是________。(2)血紅蛋白是由574個氨基酸組成的，氨基酸經(jīng)過________過程形成4條多肽鏈，該過程中形成________個肽鍵。(3)若兩條β肽鏈完全相同，則圖甲所示的血紅蛋白至少含有________個羧基。(4)據(jù)圖分析，蛋白質(zhì)分子的多樣性是由___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________不同導致的。(5)若圖甲血紅蛋白某一處的谷氨酸被纈氨酸取代，就可能形成聚合成纖維狀的異常血紅蛋白，則由其參與組成的紅細胞運輸氧的能力將________(填“不變”“減弱”或“失去”)。由此能得到什么結(jié)論？___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)圖丙為血紅蛋白變性和水解的示意圖，總結(jié)兩者的區(qū)別：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)3氨基(2)脫水縮合570(3)8(4)氨基酸的數(shù)目、種類、排列順序及肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)(5)減弱蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(6)水解是蛋白質(zhì)或者多肽中肽鍵斷裂，分解為氨基酸的過程，和脫水縮合的過程相反。變性是蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)被破壞的過程，此過程肽鍵一般不斷裂題組一蛋白質(zhì)的功能1．下列選項中不能作為“蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者”證據(jù)的是()A．胃蛋白酶起催化作用B．血紅蛋白能運輸氧氣C．性激素能促進生殖器官的發(fā)育D．肌肉的成分主要是蛋白質(zhì)答案C解析性激素不屬于蛋白質(zhì)，C錯誤。2．蛋白質(zhì)是目前已知結(jié)構(gòu)最復雜，功能最多樣的分子。下列有關蛋白質(zhì)及其功能的敘述，不正確的是()A．生物體的很多結(jié)構(gòu)，如肌肉、頭發(fā)、羽毛等的主要成分都是蛋白質(zhì)B．血紅蛋白能夠運輸氧氣，說明蛋白質(zhì)具有運輸?shù)墓δ蹸．在病毒感染自愈者的體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)了抗體的存在，說明蛋白質(zhì)具有免疫功能D．總體來說，蛋白質(zhì)具有催化、免疫、運輸、遺傳等功能答案D解析蛋白質(zhì)不具有遺傳功能，D錯誤。題組二蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸3．在下列分子中，屬于組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸是()A．①②④ B．①④⑤C．①③⑤ D．②③⑤答案C解析②中缺乏羧基，不是組成蛋白質(zhì)的氨基酸，②不符合題意；④中氨基和羧基沒有連在同一個碳原子上，不是組成蛋白質(zhì)的氨基酸，④不符合題意。4．組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸中，酪氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異的產(chǎn)生取決于()A．酪氨酸的氨基比較多B．兩者R基組成不同C．精氨酸的羧基比較多D．兩者的結(jié)構(gòu)不同答案B5．已知苯丙氨酸的分子式是C9H11NO2，那么該氨基酸的R基是()A．—C7H7O B．—C7H7C．—C7H7N D．—C7H5NO答案B解析根據(jù)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式和苯丙氨酸的分子式C9H11NO2可知，它的R基是—C7H7，故選B。題組三蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性6．如圖表示二肽分子的結(jié)構(gòu)，①②③④中代表肽鍵的是()A．①B．②C．③D．④答案C7．如圖所示為某多肽化合物，關于其組成部分數(shù)目的判斷，錯誤的是()A．1個氨基 B．2個羧基C．2個肽鍵 D．3種R基答案D解析據(jù)圖可知，該多肽是由3個氨基酸組成的三肽，含有1個氨基(—NH2)、2個羧基(—COOH)、2個肽鍵，有2種R基，即—CH3、—CH2COOH。8．(2023·北京通州區(qū)高一期中)如圖為人的兩種功能不同的多肽類激素——催產(chǎn)素和抗利尿激素的結(jié)構(gòu)示意圖，數(shù)字表示氨基酸的序號，文字表示氨基酸的縮寫，如半胱氨酸縮寫為“半胱”。兩種激素功能不同的原因是()A．連接氨基酸間的化學鍵不同B．氨基酸種類不同C．氨基酸結(jié)合方式不同D．氨基酸數(shù)目不同答案B解析連接氨基酸間的化學鍵都是肽鍵，A錯誤；據(jù)圖分析可知，催產(chǎn)素中含有異亮氨酸、亮氨酸，而抗利尿激素中含有苯丙氨酸、精氨酸，二者氨基酸種類不同，導致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，則功能不同，B正確；氨基酸之間的結(jié)合方式都一樣，都是脫水縮合，C錯誤；據(jù)圖分析可知，催產(chǎn)素和抗利尿激素的氨基酸數(shù)目一致，D錯誤。9．科學家發(fā)現(xiàn)了組成人體的第21種氨基酸—硒代半胱氨酸，其化學式為C