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第二章 组成细胞的分子
第3节
细胞中的糖类和脂质
本节目标
糖类的种类
糖类的作用
脂质的种类
脂质的作用
讨论:
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油滴。这说明什么?
课堂导入
1
培养细胞
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。
糖类是细胞生命活动所需要的主要能源物质。
细胞可以将葡萄糖转化为脂肪
新课讲授
2
一、细胞中的糖类
如同任何机器的运转都需要外界提供能量一样,细胞的生命活动也需要能量来维持。很多种有机物都可以为细胞的生活提供能量,其中
糖类是主要的能源物质。
生活中的糖类
白糖
红糖
冰糖
葡萄糖
1.这些你所熟悉的糖有什么共同特点?
都是甜的
2.是不是所有糖都是甜的呢?
并不是滴!不是所有糖都是甜的!淀粉、纤维素也属于糖类!
米饭(淀粉)
棉花(纤维素)
糖类的元素组成
1、元素组成:
2、种类:
3、功能:
C、H、O
单糖、二糖、多糖
糖类是主要的能源物质
因为多数糖类分子中氢原子和氧原子之比是 ,类似水分子,因而糖类又被称为“碳水化合物”,简写为(CH2O)
2:1
注意:不要误认为所有糖类中氢原子数和氧原子数之比都为2:1,如C5H10O4(脱氧核糖);也不要误认为分子中氢原子数和氧原子数之比为2:1的都是糖类,如CH2O(甲醛)。
糖类的元素组成
C6H12O6
单糖
C12H22O11
二糖
(C6H10O5)n
多糖
糖类
人在患急性肠炎时,往往采取静脉输液治疗,输液的成分中就含有葡萄糖。葡萄糖是细胞生命活动所需的主要能源物质,常被形容为“生命的燃料”。
葡萄糖不能水解,可以直接被细胞吸收。
单糖
单糖:不能水解的糖类
果
糖
半
乳
糖
脱氧
核糖
核
糖
葡
萄
糖
五碳糖
种类 分布 功能
单糖 五碳糖
六碳糖
核糖
脱氧核糖
葡萄糖
果糖
半乳糖
动植物细胞中
动植物细胞中
动植物细胞中
植物细胞中
动物细胞中
组成RNA的成分
组成DNA的成分
细胞生命活动的主要能源物质
提供能量
提供能量
白糖
红糖
冰糖
蔗糖
二糖
二糖由两分子单糖脱水缩合而成,一般要水解成单糖才能被细胞吸收。
二糖:由两分子单糖脱水缩合而成,需水解才能被细胞吸收
不同二糖的组成成分也不同
麦芽糖
葡萄糖
葡萄糖
蔗 糖
果 糖
葡萄糖
乳 糖
葡萄糖
半乳糖
种类 分布 功能
二糖
麦芽糖
蔗糖
乳糖
发芽的小麦、谷粒中含量丰富(植物细胞中)
蔗糖、甜菜中含量丰富(植物细胞中)
人和动物乳汁中含量丰富(动物细胞中)
都能提供能量
多糖:由多个单糖脱水缩合而成
淀粉
糖原
淀粉、糖原和纤维素都是由许多葡萄糖连接而成的,构成它们的基本单位都是葡萄糖分子。
纤维素
淀粉是最常见的多糖。
绿色植物通过光合作用产生淀粉,作为植物体内的储能物质存在于植物细胞中。
人体摄入的淀粉,必须经过消化分解成葡萄糖,才能被吸收。
淀粉
糖原主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中,是人和动物细胞的储能物质。参与血糖调节。
糖原
单糖、二糖和多糖的转化过程
淀粉
酶
水解
麦芽糖
酶
水解
葡萄糖
酶
氧化分解
释能
多糖
二糖
单糖
食物中的淀粉水解后变成葡萄糖,这些葡萄糖成为人和动物体合成动物多糖——糖原的原料。糖原主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中,是人和动物细胞的储能物质。当细胞生命活动消耗了能量,人和动物血液中葡萄糖含量低于正常时,肝脏中的糖原便分解产生葡萄糖及时补充。
棉、棕榈和麻类植物都有长长的纤维细丝,还有那些分布在其他植物茎秆和枝叶中的纤维,以及所有植物细胞的细胞壁,构成它们的主要成分都是纤维素。
纤维素也是多糖,不溶于水,在人和动物体内很难被消化,即使草食类动物有发达的消化器官,也需借助某些微生物的作用才能分解这类多糖。
纤维素
几丁质是外骨骼的重要组成成分
几丁质也是一种多糖,又称为壳多糖,广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中。几丁质及其衍生物在医药、化工等方面有广泛的用途。例如几丁质能与溶液中的重金属离子有效结合,因此可用于废水处理;可以用于制作食品的包装纸和食品添加剂;可以用于制作人造皮肤;等等。
几丁质
种类 分布 功能
多糖
淀粉
纤维素
肝糖原
肌糖原
植物粮食作物的种子、变态茎或根以及果实等储藏器官中
植物细胞的细胞壁中
动物的肝脏中
动物的肌肉组织中
储存能量
支持和保护细胞
储存能量,调节血糖
储存能量
糖原
几丁质
甲壳类动物和昆虫的外骨骼
支持和保护
与社会的联系
结合水
《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。
1.并非所有的糖类都是能源物质。如核糖、脱氧核糖都不能氧化供能
2.纤维素并非所有生物细胞壁的主要成分。
3.并非所有的糖类都可用斐林试剂检测。
4.二糖或多糖必须水解成单糖后才能细胞吸收,因此葡萄糖可以口服也可以注射,但蔗糖只能口服。
5.植食性动物体内的某些微生物可分解纤维素。
葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖和麦芽糖
糖类常见小考点
1.按分布分类
动植物共有的糖:
动物细胞特有的糖:
植物细胞特有的糖:
2.按功能分类
生命活动的主要能源物质:
细胞中的储能物质:
参与构成细胞的物质:
核糖、脱氧核糖、葡萄糖
乳糖、糖原、半乳糖
果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素
葡萄糖
淀粉、糖原
核糖、脱氧核糖、纤维素、几丁质
课堂导入
1
肥肉和植物油的主要成分都是脂肪,脂肪是脂质的一种
新课讲授
2
二、细胞中的脂质
主要是C、H、O有的还含有(N、P)
组成元素
O的含量远远少于糖类,而H的含量更多。
因此氧化时需的氧更多,产生的水和能量也更多。
特点
性质
脂质
脂肪
通常都不溶于水,而溶于脂溶性有机溶剂(丙酮、乙醚、氯仿)
磷脂
固醇
种类
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化合物。
脂肪
脂肪是最常见的脂质。
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,即三酰甘油(又称甘油三酯)。
一种脂肪分子
脂肪酸可以是饱和的,也可以是不饱和的。植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸,在室温时呈液态;动物脂肪含有饱和脂肪酸,室温时呈固态。
元素组成:
C、H、O
脂肪酸的分类及比较
饱和脂肪酸 单不饱和脂肪酸 多不饱和脂肪酸
分子结构
主要来源
与健康关系 无双键
动物油
椰子油
棕榈油
一个双键
橄榄油
菜籽油
花生油
葵花籽油
粟米油
海洋鱼油
“脂肪酸平衡”
两个或两个以上双键
1g糖原氧化分解释放出约17kJ的能量,而1g脂肪可以放出约39kJ的能量。
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。
有机物种类 元素组成特点 氧化分解的需氧量 氧化分解产生的水
释放能量
糖类
脂肪
O比例大
H比例小
少
O比例小
H比例大
多
少
多
少
多
相同质量糖类和脂肪彻底氧化分解释放能量,脂肪释放的能量多。
其次:相同质量糖类和脂肪,脂肪所占的体积小。
功能2:脂肪是很好的绝热体,起到保温的作用。
海豹
鲸
企鹅
海洋中大型哺乳动物,如海豹、鲸等,皮下有厚厚的脂肪层,生活在南极寒冷环境中的企鹅体内脂肪可达4cm。
功能1:脂肪是细胞内良好的储能物质。
脂肪的功能
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。
皮下脂肪
内脏脂肪
保温
缓冲、减压
你也和他一样很喜欢猛吃东西吗?
东西吃太多会有什么后果?
肥胖
勤俭节约食物,远离浪费
磷脂
功能:构成细胞膜和细胞器
膜的重要成分
元素组成:
C、H、O、N、P
分布:人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及
大豆的种子
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成酯,而是与磷酸及其他衍生物结合。
固醇
元素组成:
C、H、O
细胞膜的重要成分,参与血液中脂质的运输
能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成
促进人和动物肠道对钙和磷的吸收
种类
胆固醇
性激素
维生素D
与生活的联系
1、胆固醇是不是吃的越多越好?
不是,过多地摄入胆固醇,会在血管壁上形成沉积,造成血管堵塞,危及生命
2、小孩、年轻人多晒太阳能补钙,为什么?
通过紫外线照射能将皮肤表面的7-脱氢胆固醇转化为维生素D,而维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙的吸收。
组成元素 溶解性 作用
脂肪
磷脂
固醇 胆固醇
性激素
维生素D
C 、H 、O
C 、H 、O、P、N
C 、H 、O
通常不溶于水,而溶于脂溶性有机溶剂,如丙酮、氯仿、乙醚等
良好的储能物质、保温、缓冲和减压
构成细胞膜的重要成分,也是构成多种细胞器膜的重要成分
构成动物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质运输
促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成
促进人和动物肠道对Ca和P的吸收
细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。血液中的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,就可以转变成脂肪和某些氨基酸。
但是糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的。例如,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代谢发生障碍,引起供能不足时,才会分解供能,而且不能大量转化为糖类。
肥育
需要特别注意
1.植物细胞和动物细胞中都含有脂肪
2.脂肪≠脂质,胆固醇≠固醇
3.磷脂和胆固醇都是动物细胞膜的重要组成成分
4.脂质中只有脂肪可被苏丹Ⅲ ( Ⅳ )染成橘黄色(红色)
课堂总结