高中生物苏教版 (2019)必修1《分子与细胞》第二节 细胞——生命活动的基本单位优秀第2课时导学案

第2课时　脂质在维持细胞结构和功能中的作用

[学习目标]　1.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。2.活动：探究植物细胞是否含有脂肪。

一、脂质在维持细胞结构和功能中的作用

1．组成元素

脂质主要由C、H、O三种元素组成。

2．脂质的种类

常见的脂质有脂肪、磷脂和固醇类，它们通常不溶于水但易溶于有机溶剂，其功能各不相同，如下表所示：

判断正误

(1)脂肪是重要的储能物质，只存于动物细胞中(　　)

(2)磷脂是所有细胞必不可少的脂质(　　)

(3)动物细胞中的胆固醇可以转化成性激素和维生素D(　　)

(4)脂质只含有C、H、O三种元素(　　)

答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×

分析不同脂质的重要作用以及脂质和糖类的转化

1．熊在入冬之前要吃大量的食物，在体内转化为脂肪储存起来，冬眠时，进行分解，维持生命活动。生活在南极寒冷环境中的企鹅，体内脂肪可厚达4 cm。

(1)上述材料体现了脂肪的哪些生理作用？

提示　脂肪是生物体内的储能物质，具有保温作用。

(2)依据脂肪的功能，试分析“胖子怕热、瘦子怕撞”的原因。

提示　胖子脂肪含量较多，脂肪是很好的绝热体，具有保温作用，导致胖子热量不易散失，故胖子怕热；瘦子脂肪含量较少，脂肪具有缓冲和减压的作用，故瘦子怕撞。

2．依据脂质的种类及功能，某同学提出：“所有细胞都含有脂质”，请你评价该说法是否合理？说出你的理由。

提示　合理。所有细胞都含有细胞质膜，磷脂是构成细胞质膜的主要成分，磷脂属于脂质。

3．体外培养动物细胞时，需要为细胞分裂和生长提供营养。绝大多数情况下，培养基中都会有葡萄糖。

(1)对于培养的细胞来说，葡萄糖可能起什么作用？

提示　葡萄糖作为主要能源物质为生命活动提供能量。

(2)在培养脂肪细胞时，即使没有向培养基中添加脂肪，新形成的脂肪细胞中也会出现油滴。这说明了什么？

提示　葡萄糖可以转化为脂肪。

1．脂质的组成元素

脂质是生物体的重要组成成分，主要由C、H、O三种元素组成，有的脂质还含有N、P，如磷脂等。

2．脂质的特点

(1)脂质分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量多于糖类。

(2)不同的脂质分子结构差异很大，通常都不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂，如丙酮、乙醚、氯仿等。

3．三种脂质的生理作用不同

1．油料种子萌发时，脂肪水解生成脂肪酸和甘油，然后在多种酶的催化下形成葡萄糖，最后转变成蔗糖，并转运至胚轴供给胚生长和发育(如下图所示)。下列分析正确的是(　　)

A．由脂肪储存能量不利于胚的生长和发育

B．同等质量的脂肪比葡萄糖含氧多

C．油料种子萌发初期(真叶长出之前)，干重先增加，后减少

D．1分子蔗糖由2分子葡萄糖组成

答案　C

解析　大多数植物种子以贮藏脂肪为主，这是因为与糖类相比，相同质量的脂肪彻底氧化分解释放出的能量比糖类多，因此脂肪是更好的储能物质，所以脂肪储存能量利于胚的生长和发育，A错误；脂肪比葡萄糖C、H比例高，含O少，故同等质量的脂肪比葡萄糖含有的氧少，B错误；油料种子萌发初期，由于大量脂肪转变为蔗糖，需要消耗水，从而导致干重增加；之后大量蔗糖用于细胞代谢，导致干重减少，C正确；1分子蔗糖是由1分子葡萄糖和1分子果糖构成的二糖，D错误。

2．(多选)人体的胖瘦主要与脂肪细胞的数量和大小有关，成年人体内大约有300亿个白色脂肪细胞，每个脂肪细胞中都含有脂肪球。下列有关人体内脂肪的叙述，正确的是(　　)

A．脂肪是细胞中的主要能源物质

B．相等质量的脂肪中储存能量比糖原中多

C．皮下脂肪在寒冷环境中有一定的保温作用

D．内脏周围适量的脂肪分布对内脏起到保护作用

答案　BCD

解析　糖类是细胞中的主要能源物质，A错误；与糖类相比，脂肪分子中的氢含量多，氧含量少，氧化分解时产生的能量多，因此相等质量的脂肪中储存能量比糖原中多，B正确；动物皮下脂肪层具有保温的作用，C正确；内脏器官周围分布适量的脂肪具有缓冲和减压的作用，可以保护内脏器官，D正确。

二、探究植物细胞是否含有脂肪

1．植物体没有专门的脂肪组织，但植物细胞一般都含有脂肪。

2．苏丹Ⅲ染色液可将脂肪染成橘黄色，若被染色的玻片标本上有浮色，可用体积分数为50%的乙醇溶液洗去。

3．在光学显微镜下能够观察到被染色的脂肪颗粒。

判断正误

(1)花生子叶经苏丹Ⅲ染色液染色后，在显微镜下可以观察到橘黄色的脂肪颗粒(　　)

(2)检测生物组织中是否含有脂肪必须要用显微镜观察(　　)

(3)在植物体和动物体内都有专门的脂肪组织(　　)

答案　(1)√　(2)×　(3)×

探究植物细胞是否含有脂肪

探究课题：除种子外，植物体其他部位是否含有脂肪(如洋葱的根尖细胞中是否含有脂肪)?

(1)实验假设：洋葱根尖细胞含有(或不含有)脂肪。

(2)实验原理：利用化学试剂使生物组织中的有机化合物产生特定的颜色反应，进行检测。

(3)实验材料：新鲜洋葱根尖；实验器材：广口瓶、载玻片、盖玻片、滴管、滴瓶、培养皿、刀片、镊子、光学显微镜；试剂：物质的量浓度为1 mol/L的盐酸、苏丹Ⅲ、体积分数分别为50%和70%的乙醇溶液。

(4)实验方案：

①选取新鲜的洋葱根尖并做徒手切片；选取2～3片最薄切片放置在载玻片的中央；

②滴加2～3滴苏丹Ⅲ染色液进行染色，3分钟后滴加体积分数为50%的乙醇溶液，洗去浮色；

③在切片上滴一滴清水，盖上盖玻片，制成临时装片；

④将装片放在低倍镜下观察清晰后，转动转换器换成高倍镜观察。

(5)实验预期结果与可能得出的相应结论：若在装片中观察到橘黄色的脂肪颗粒，则证明洋葱根尖细胞中含有脂肪；否则洋葱根尖细胞中不含有脂肪。

1．课题研究：植物细胞含有脂肪吗(以洋葱根尖细胞为例)?

(1)实验原理：脂肪＋苏丹Ⅲ染色液―→橘黄色。

(2)实验操作

(3)实验结论：洋葱的根尖细胞中含有脂肪。

2．脂肪检测的注意事项

(1)脂肪存在于几乎所有的细胞中。植物体没有专门的脂肪组织，但某些植物细胞富含脂肪。例如，核桃种子的子叶细胞含有大量的脂肪。

(2)若选用核桃种子等作实验材料，需从核桃种子的子叶上切下若干薄片。制作切片时，切片要薄。若厚薄不均匀会影响观察。

(3)用苏丹Ⅲ染色液染色后，要用1～2滴体积分数为50%的乙醇溶液洗去被染玻片标本上苏丹Ⅲ染色液的浮色。

3．为探究植物细胞中是否含有脂肪，某同学应选择下列哪些材料进行实验(　　)

①菠菜叶肉细胞　②紫色洋葱鳞片叶外表皮　③花生子叶　④核桃子叶　⑤紫色洋葱鳞片叶内表皮

A．②③④  B．③④⑤  C．①③④  D．①④⑤

答案　B

4．下列关于“探究植物细胞是否含有脂肪”活动的叙述，正确的是(　　)

A．核桃种子切片后，挑选1～2 cm的薄片备用

B．切片染色后，可用50%的乙醇溶液洗去浮色

C．盖上盖玻片后，用吸水纸吸去多余的染液

D．若细胞已死亡，则观察不到细胞中的橘黄色颗粒

答案　B

解析　核桃种子切片后，挑选最薄的几片备用，应是约为1～2 mm的薄片，A错误；切片染色后，可用50%的乙醇溶液洗去浮色，B正确；染色后，用吸水纸吸去多余染液，再滴加50%乙醇溶液，吸去乙醇溶液，再盖上盖玻片，C错误；若细胞已死亡，但是细胞中仍有脂肪，可被苏丹Ⅲ染色液染成橘黄色，故细胞已死亡也能观察到细胞中的橘黄色颗粒，D错误。

题组一　脂质在维持细胞结构和功能中的作用

1．雄孔雀开屏的行为与性激素有关，性激素的化学本质是(　　)

A．蛋白质   B．核酸

C．糖类   D．脂质

答案　D

2．磷脂是组成细胞质膜的主要成分之一，其元素组成是(　　)

A．C、H、O   B．C、H、O、N、P

C．C、H、O、N   D．C、H、O、P

答案　B

3．(2022·苏州高一期末)下列有关细胞中脂质的叙述，不正确的是(　　)

A．维生素D促进肠道对钙和磷的吸收

B．脂肪仅由C、H、O三种元素组成

C．磷脂是细胞内的主要储能物质

D．动物体的各种组织中都存在胆固醇

答案　C

解析　脂肪是细胞内的主要储能物质，磷脂是构成细胞质膜的重要物质，C错误。

4．下列哪项不是细胞内的脂质具有的功能(　　)

A．促进动物生殖细胞形成

B．催化体内能源物质分解，有利于机体抵御寒冷天气

C．是构成细胞质膜的重要成分

D．减少体内热量散失，维持体温恒定

答案　B

5．下列关于动植物体内糖类、脂质的叙述，正确的是(　　)

A．二糖和多糖的基本组成单位均是葡萄糖

B．还原糖可以用斐林试剂检测

C．苹果表面的蜡不属于脂质

D．固醇类分子包括性激素、磷脂、维生素D

答案　B

解析　二糖的基本组成单位不一定都是葡萄糖，A错误；还原糖可以与斐林试剂在隔水加热条件下反应生成砖红色沉淀，可用于还原糖的检测，B正确；苹果表面的蜡也属于脂质，C错误；固醇类分子包括性激素、胆固醇、维生素D等，磷脂不属于固醇类，D错误。

6．脂质与人体健康息息相关，下列叙述错误的是(　　)

A．在内脏器官周围分布有脂肪

B．胆固醇会引起人心血管类疾病，应该不要摄入

C．脂质存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物之一

D．胆固醇是动物细胞质膜的重要组分

答案　B

题组二　探究植物细胞是否含有脂肪

7．下列可用于检测脂肪的试剂及呈现的颜色是(　　)

A．斐林试剂，砖红色

B．苏丹Ⅲ染色液，橘黄色

C．稀碘液，蓝色

D．苏丹Ⅲ染色液，红色

答案　B

解析　检测脂肪的试剂通常用苏丹Ⅲ染色液，脂肪可以被苏丹Ⅲ染成橘黄色，B正确。

8．下列说法正确的是(　　)

A．西瓜含有大量的糖，常被用于还原糖的鉴定

B．甘蔗中的糖可以用斐林试剂检测

C．花生种子匀浆可与苏丹Ⅲ反应，溶液呈现橘黄色

D．脂肪鉴定中使用体积分数为50%的乙醇的目的是提取花生子叶中的脂肪颗粒

答案　C

解析　西瓜汁是红色的，会产生颜色干扰，不能用于还原糖的鉴定，A错误；甘蔗中的糖主要是蔗糖，不属于还原糖，不能用斐林试剂检测，B错误；花生种子中富含脂肪，可与苏丹Ⅲ反应出现橘黄色，C正确；脂肪鉴定中使用体积分数为50%的乙醇的目的是洗去浮色，便于观察被染色的脂肪颗粒，D错误。

选择题9～10题为单选题，11～13题为多选题。

9．适度的紫外线照射可使皮肤中产生维生素D3(VD3)，活化的VD3可促进肠道吸收钙离子。对于因缺乏VD3引起缺钙的人群来说，为缓解缺钙这一状况，下列做法不应选择的是(　　)

A．适量进行日光浴

B．增加室外活动

C．补充适量鱼肝油(主要含有维生素A和维生素D)

D．补充胡萝卜素(在人体内可转化成维生素A)

答案　D

解析　补充胡萝卜素有利于补充维生素A，但维生素A不能促进人体对钙的吸收，因此补充胡萝卜素不能缓解缺钙这一状况，D项错误。

10．(2022·常州高一期中)冠状动脉粥样硬化性心脏病指冠状动脉管腔内由于脂质斑块形成，导致管腔狭窄或闭塞，从而导致心肌缺血缺氧或坏死而引起的心脏病，简称冠心病。胆固醇是脂质的一种，下列有关叙述不正确的是(　　)

A．血液中胆固醇含量过高易引起冠心病

B．血液中胆固醇含量过低也易引起冠心病

C．胆固醇属于脂溶性物质，较易通过细胞质膜而被吸收

D．胆固醇能有效地促进人体小肠对钙和磷的吸收

答案　D

解析　血液中胆固醇含量过高会在血管壁上形成脂质斑块，导致管腔狭窄或闭塞而引起冠心病，A正确；胆固醇在人体内还参与血液中脂质的运输，若血液中胆固醇含量过低，不能及时清除血液中的脂质，导致脂质沉积在血管腔形成斑块，引起冠心病，B正确；细胞质膜的主要成分是磷脂，胆固醇是脂溶性物质，因此较易通过细胞质膜而被吸收，C正确；维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收，D错误。

11.如图表示甲、乙、丙三者之间的包含关系。下列选项中的物质不符合图示关系的是(　　)

A．基本元素、大量元素、必需元素

B．性激素、固醇类、脂质

C．葡萄糖、五碳糖、单糖

D．纤维素、二糖、糖类

答案　CD

解析　脂质包括脂肪、磷脂、固醇类等，固醇类包括胆固醇、性激素和维生素D等，B正确；单糖包括五碳糖和六碳糖，葡萄糖属于六碳糖，C错误；糖类包括单糖、二糖和多糖，纤维素属于多糖，D错误。

12．下列关于细胞内的糖类与脂质的叙述，正确的是(　　)

A．脂质中的磷脂是构成细胞质膜的重要物质

B．淀粉和蔗糖的共同之处是水解后都能产生单糖

C．与麦芽糖、乳糖相比，蔗糖特有的水解产物是果糖

D．植物细胞中的多糖主要是淀粉和纤维素，动物细胞中的多糖主要是乳糖和糖原

答案　ABC

解析　淀粉是多糖，蔗糖是二糖，淀粉和蔗糖的共同之处是水解后都能产生单糖，B正确；麦芽糖的水解产物是葡萄糖，乳糖的水解产物是半乳糖和葡萄糖，蔗糖的水解产物是果糖和葡萄糖，与麦芽糖、乳糖相比，蔗糖特有的水解产物是果糖，C正确；乳糖是二糖，D错误。

13.(2022·淮安高一期末)苏轼诗“小饼如嚼月，中有酥和饴”中，“饴”是麦芽糖，“酥”是酥油。下列相关叙述不正确的是(　　)

A．用显微镜观察苏丹Ⅲ染色后的“小饼”切片，可见细胞中红色的脂肪滴

B．鉴定“饴”是否为还原糖，可将其溶解后滴加斐林试剂并作水浴加热处理

C．人体细胞吸收的麦芽糖可以在肝脏和肌肉合成糖原

D．糖类和脂质虽是细胞的重要组成成分，但多食“小饼”等富含糖与脂质的食品不利于健康

答案　AC

解析　用显微镜观察苏丹Ⅲ染色后的“小饼”切片，可见细胞中橘黄色的脂肪滴，A错误；还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下会产生砖红色沉淀，故鉴定“饴”是否为还原糖，可将其溶解后滴加斐林试剂并作水浴加热处理，B正确；麦芽糖属于二糖，必须经过消化变成葡萄糖之后才能被人体细胞吸收，C错误；糖类和脂质是细胞的重要能源物质，但多食“小饼”等富含糖与脂质的食品会影响健康，食用过多的高糖高脂食品会导致高血压、高血糖等疾病，D正确。

14．下图为生物组织中糖类和脂质的功能及分布的概念图，请据图回答下列问题：

(1)在糖类中，一般能被细胞直接吸收的是          。常见的二糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖，我们吃的红糖、白糖、冰糖的主要成分是            。分布在人和动物的肝脏和肌肉中的多糖是              。

(2)组成脂质的化学元素主要是C、H、O，而B中还含有          元素。与糖类分子相比，脂质分子中氢的含量          。

(3)在C类物质中，                可参与血液中脂质的运输。

答案　(1)单糖　蔗糖　糖原　(2)N和P　更高　(3)胆固醇

15．“瘦素”是由英国研究人员发现的人体中一种重要的激素，它能控制人的食欲，注射“瘦素”后，人的食欲会下降，从而对人体是否发胖起到至关重要的作用。请回答下列问题：

(1)肥胖是由体内脂肪过多引起的，检验脂肪的试剂是              ，颜色反应是                                                                        。

(2)在“大地震”后期的救援中，从废墟下救出的生还者女性较男性多，其原因在于女性皮下脂肪厚，在没有食物和饮水的条件下，女性的生存期限会比男性长。请从脂肪的元素组成及主要作用角度分析出现上述现象的原因：                                           。

(3)某校生物兴趣小组想利用以下材料，设计实验探究“瘦素”能否控制动物的食欲以及能否起到减肥作用，请帮助他们完成下列实验设计。

材料用具：大鼠若干只、普通饲料、一定剂量的“瘦素”溶液、生理盐水，其他所需条件均满足。

实验步骤：

第一步：                                                                        。

第二步：甲组每天注射一定剂量的“瘦素”溶液，                                   

                                                                               。

第三步：在相同且适宜的条件下分别饲养一段时间。

第四步：一段时间后，观察大鼠的食欲状况，称量并统计各组大鼠的体重。

答案　(1)苏丹Ⅲ染色液　橘黄色　(2)脂肪是重要的储能物质，其含氢量高，氧化分解时释放能量多，产生的水多　(3)选取身体健康、生长状况基本相同的大鼠若干只，随机平均分为两组，并编号为甲、乙　乙组每天注射等量的生理盐水

解析　(2)女性皮下脂肪厚，而脂肪是重要的储能物质，其含氢量高，氧化分解时释放能量多，产生的水多，因此在没有食物和饮水的条件下，女性的生存期限会比男性长。(3)本实验的目的是探究“瘦素”能否控制动物的食欲以及能否起到减肥作用，因此自变量为是否加入瘦素，且实验设计要遵循对照原则和单一变量原则。