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组成细胞的分子
第2章
第3节 细胞中的糖类和脂质
本节聚焦
细胞中的糖类主要有哪几类?在细胞中起什么作用?
细胞中的脂质主要有哪几类?在细胞中起什么作用?
了解关于糖类和脂质的知识,对健康地生活有什么帮助?
问题探讨
在科学研究和制药等领域,经常要进行动物细胞培养。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?
2.在培养脂肪细胞时,即便没有向培养基中添加脂肪,新形成的脂肪细胞中也会出现许多油滴。这说明什么?
糖类是细胞生命活动所需的主要能源物质。
这说明细胞可将葡萄糖转化为脂肪。
一、细胞中的糖类
元素组成?
分类?依据?
分布?功能?
红糖(蔗糖)
冰糖(蔗糖)
葡萄糖
蜂蜜(果糖)
米饭(淀粉)
棉花(纤维素)
糖≠甜
①淀粉等糖类不甜
②木糖醇、糖精(也称糖精钠)、甜蜜素都有甜味,但都不属于糖类物质
一、细胞中的糖类
糖类
元素
种类
C H O(一般)
碳水化合物(CH2O)
水解
单糖
二糖
多糖
多数 H:O=2:1
一、细胞中的糖类
种类 分布 功能
单糖 五碳糖
六碳糖
二糖
多糖
核糖
果糖
半乳糖
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一、细胞中的糖类
1.单糖
(1)概念:
(3)种类:
单糖可被细胞直接吸收。
种类 分布 功能
单糖
六碳糖
葡萄糖
脱氧核糖
核糖
果糖
半乳糖
动植物细胞
动植物细胞
动植物细胞
组成DNA的成分
组成RNA的成分
主要的能源物质
能源物质
能源物质
不能水解的糖类称为单糖。
(2)特征:
植物细胞
动物细胞
五碳糖
葡萄糖
脱氧核糖
核糖
果糖
半乳糖
种类 分子式
葡萄糖、半乳糖、果糖 C6H12O6
核糖 C5H10O5
脱氧核糖 C5H10O4
与生活的联系
人患急性肠炎的时侯,往往采取静脉输液治疗,输液的成分中就含有葡萄糖。你们知道为什么吗?
葡萄糖是细胞生命活动所需的主要能源物质,是生命的燃料。
如果用蔗糖代替葡萄糖,可不可以?
一、细胞中的糖类
2.二糖(C12H22O11)
(1)概念:
(3)种类:
由两分子单糖脱水缩合而成的糖类。
(2)特征:
二糖一般需水解成单糖才能被细胞吸收
种类 分布 功能
二糖
蔗糖
麦芽糖
乳糖
植物细胞
植物细胞
动物细胞
提供能量
蔗糖:红糖、白糖、冰糖等都是蔗糖,甘蔗和甜菜中蔗糖含量高。
麦芽糖:发芽的小麦的谷粒麦芽糖含量丰富。
乳糖:人和动物乳汁中乳糖含量丰富。
乳糖不耐受症,是指某些人体内不产生分解乳糖的乳糖酶。乳糖不能被消化、吸收。乳糖会在肠道中由细菌分解变成乳酸,从而破坏肠道的碱性环境,使肠道分泌出大量的碱性消化液来中和乳酸。所以容易发生轻度腹泻。
一、细胞中的糖类
3.多糖((C6H10O5)n)
淀粉、纤维素和糖原的基本单位都是葡萄糖。
葡萄糖之间的连接方式和排列方式不同,形成了结构不同的淀粉、糖原和纤维素。
淀粉
绿色植物光合作用产生淀粉,作为植物体内的储能物质。
糖原
动物细胞的储能物质
纤维素
在人体和动物体内很难被消化
一、细胞中的糖类
3.多糖((C6H10O5)n)
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肝糖原:补充血糖(葡萄糖)
肌糖原
一、细胞中的糖类
3.多糖((C6H10O5)n)
既然人类很难消化纤维素,为什么一些科学家还将纤维素等其他糖类称为人类的“第七类营养素”呢?
膳食纤维能够促进胃肠的蠕动和排空。所以,多吃一些富含膳食纤维的食物,排便就会通畅,并且减少患大肠癌的机会;还有利于降低过高的血脂和血糖等,从而有利于维护心脑血管的健康、预防糖尿病、维持正常体重等。由于膳食纤维具有如此重要的保健作用,因此,一些科学家把它称为人类的“第七营养素”。
一、细胞中的糖类
3.多糖((C6H10O5)n)
几丁质(壳多糖):
几丁质
外骨骼
用途
废水处理
包装纸和食品添加剂
人造皮肤
与生活的联系
糖尿病患者的饮食受到严格的限制,但受限制的并不仅仅是甜味食品,米饭和馒头等主食都需要定量摄取?
富含淀粉,淀粉经消化分解后生成的是葡萄糖。
《中国居民膳食指南(2016)》提出的“控糖”建议是:控制添加糖的摄入量,每天摄入不超过50g,最好控制在25g以下(添加糖是指在食物的烹调、加工过程中添加进去的单糖、二糖等各种糖类甜味剂,不包括食物中天然存在的糖)。统计表明,市场上的一些饮料(如碳酸饮料、乳酸菌饮料等),每100mL可能含糖就达到10g;很多冷饮的含糖量在20%以上。也就是说,如果喝一瓶(500mL)这样的饮料,当天所摄入的糖量就超标了。而肥胖、高血压、龋齿、某些糖尿病等都直接或间接与长期糖摄入超标有关。摄入适量的糖等营养物质并合理运动,有助于保持健康体重和良好的形体,维持自然健康的体态。
小结
糖类
分布
还原性
功能
动物细胞
植物细胞
还原糖
非还原糖
能源
结构
葡萄糖、麦芽糖等
蔗糖、多糖
葡萄糖
淀粉 糖原
纤维素
几丁质
主题
【检测】汉代许慎《说文解字》曰“饴,米糵煎也。” “米(煮熟的糯米)、糵(发芽的谷物)、煎(搅拌熬煮)”三字简练地概括了制饴糖所用的原理和技术。其中,米、饴的主要成分和糵的作用分别是 ( )
A.淀粉、麦芽糖、提供淀粉酶
B.淀粉、糖原、提供淀粉酶
C.蛋白质、多肽、提供蛋白酶
D.糖原、麦芽糖、提供麦芽糖酶
A
小试牛刀
生活中的脂肪
肥肉(动物脂肪)
食用油(植物脂肪)
动物脂肪细胞中储存的大量脂肪(染成橘黄色,放大2200倍)
脂肪是脂质的一种,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。细胞中含有哪些脂质?
二、细胞中的脂质
①. 元素组成: 主有 有的含有 。
②. 种类:
a. 分子结构差异 、通常不溶于 、溶于 )
C、H、O
P、N
大
水
有机溶剂
有机溶剂: 丙酮、氯仿、乙醚
脂肪
磷脂
固醇
b.脂质分子中______的含量远远少于糖类,而_____的含量多于糖类。
氧
氢
二、细胞中的脂质
二、细胞中的脂质
1.脂肪
脂肪
分布?
结构?
功能?
猪油
左1:有淡黄色絮状悬浮物状态,即絮凝状态
中间:上层透明澄清,下层凝固,即半凝固状态
右一:全凝固状态
②脂肪的形成:
1甘油+3脂肪酸
1脂肪+3H2O
酶
C、H、O
①元素:
二、细胞中的脂质
1.脂肪
③结构特点
a.甘油部分简单,且不可变化。
b.脂肪酸部分可变
脂肪酸种类和分子长短不同
可以是饱和脂肪酸,
也可以是不饱和脂肪酸。
二、细胞中的脂质
1.脂肪
动物脂肪大多数是含有饱和脂肪酸,熔点高,在室温时呈固态。
植物脂肪大多数是含有不饱和脂肪酸,熔点低,在室温时呈液态。
二、细胞中的脂质
1.脂肪
④分布
皮下、大网膜和肠系膜等部位。某些动物还在特定的部位储存脂肪,如骆驼的驼峰。
花生、油菜、向日葵、松子、核桃、蓖麻等植物,这些植物的脂肪多储存在它们的种子里。
二、细胞中的脂质
1.脂肪
⑤功能
功能1. 脂肪是细胞内良好的储能物质。
1g糖原分解
kJ能量
1g脂肪分解
kJ能量
17
39
功能2. 脂肪是良好的绝热体,起到保温的作用。
功能3.分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲和减压的作用。
二、细胞中的脂质
1.脂肪
⑤功能
说到脂肪,你可能会想到肥胖、高血压、心脏病,脂肪的摄入量与健康有怎样的关系呢?
与生活的联系
体内脂肪过多,将增加内脏器官尤其是心脏负担,引起多种疾病。
但健康的脂肪(含不饱和脂肪酸)可以增强大脑和眼睛的功能,促进脂溶性维生素吸收,降低胆固醇,降低血糖血脂等。
二、细胞中的脂质
2.磷脂
构成细胞膜和细胞器膜的重要成分
人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆的种子。
②功能:
③分布:
①元素: C、H、O、P甚至N)
④组成:
二、细胞中的脂质
2.磷脂
a.磷脂分子由脂肪酸、甘油、磷酸等组成。
b.磷脂与脂肪的不同之处在于甘油的一个羟基不是与脂肪酸结合,而是与磷酸结合,磷酸再与其他物质结合。
c.X部分可变,因此,磷脂分子是一类物质,有些X部分含有N元素。
①元素:
C、H、O
②种类及作用:
胆固醇
性激素
维生素D
动物细胞膜的重要成分,在人体中参与血液中的脂质的运输。
促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成。
促进钙和磷的吸收
胆固醇
维生素D
性激素
紫外线
二、细胞中的脂质
3.固醇
儿童缺钙会出现早期“缺钙”症状,如多汗、烦躁不安、夜惊、夜啼等。由于汗多刺激头皮而常摇头,使枕后头发脱落而出现“枕秃”。
维生素D促进人和动物肠道对钙磷的吸收。
为什么大部分的人胖起来相对容易,而减肥却比较困难?
三、细胞中的糖类与脂质相互转化
①糖类转化为脂肪
糖类在供应充足时,多余部分可大量转化为脂肪。
②脂肪转化为糖类
脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起功能不足时,才会分解功能,而且不能大量转化为糖类。
与生活的联系
你听说过这些名词吗?
必需脂肪酸
反式脂肪酸
DHA、EPA
Ω-3、 Ω-6
细胞中的糖类和脂质
细胞中的糖类
细胞中的脂质
碳水化合物
甘油三酯
结构成分
能源物质
寡糖
单糖
分为
良好的储能物质
如
磷脂
固醇
如
氢多氧少
多糖
二糖
淀粉
纤维素
糖原
几丁质
胆固醇
性激素
维生素D
又称
如
如
用作
用作
元素组成
一、 概念检测
1.(1)( √ );(2)(×);(3)(×)。(P27)
2. C。(P27)
二、 拓展应用
1.(1)提示:添加糖类每天的摄人量不超过50g,最好控制在25g以下;淀粉等糖类和脂肪的摄入量也要控制在一定的范围内。
(2)提示:总的原则是摄人的营养总量要适宜,不少也不多;各类营养的比例要适当,可参照“平衡膳食宝塔”合理安排营养搭配比例。具体建议要根据家人的健康状况而定,例如,家人如果患糖尿病,就需要适当减少糖类的摄入,少吃含糖量高的食物。
练习与应用
2. 糖类是生物体所利用的主要能源物质,尤其是大脑和神经系统所利用的能源必须由糖类来供应。而脂肪是生物体内最好的储备能源。
脂肪是非极性化合物,可以以无水的形式储存在体内。虽然糖原也是动物细胞内的储能物质,但它是极性化合物,是高度的水合形式,在机体内储存时所占的体积相当于同等重量的脂肪所占体积的4倍左右,因此脂肪是一种很“经济”的储备能源。
与糖类氧化相比,在生物细胞内脂肪的氧化速率比糖类慢,而且需要消耗大量的氧;此外,糖类氧化既可以在有氧条件下也可以在无氧条件下进行,所以对于生物体的生命活动而言,糖类和脂肪都可以作为储备能源,但是糖类是生物体生命活动利用的主要能源物质。