人教版（2019）生物必修1教案：2-3 细胞中的糖类和脂质

第2章 组成细胞的分子
第3节 细胞中的糖类和脂质
【素养导引】
1.生命观念:运用物质与能量观,分析糖类和脂质功能。
2.科学思维:归纳糖类和脂质在结构与功能上的区别与联系。
3.科学探究:关注糖类、脂质等物质的过量摄入对健康的影响,宣传有关的营养保健知识。
一、细胞中的糖类
1.元素组成和功能:
(1)元素组成:一般是由C、H、O组成。
(2)功能:细胞中主要的能源物质。
2.糖类的分类:
分析细胞中的糖类概念图,完成有关问题:
(1)写出图中序号代表的含义。
①单糖　②二糖　③多糖　④葡萄糖、核糖和脱氧核糖　⑤麦芽糖和蔗糖　⑥糖原和几丁质
(2)写出纤维素、淀粉和糖原的功能。
①纤维素:植物细胞细胞壁的主要成分。
②淀粉:植物体内的储能物质。
③糖原:人和动物体内的储能物质。
二、细胞中的脂质
1.元素组成:主要是C、H、O,有些还含有P、N。
2.脂质的化学性质:
脂质分子结构差异很大,通常不溶于水,而溶于脂溶性有机溶剂。
3.脂质的分类及功能:
[思考]　小明运动造成腿部抽搐,医生在建议补钙的同时,还往往建议补充一种脂质类物质,这种物质是什么 并说明理由。
提示:维生素D。维生素D能促进小肠对钙的吸收。
现代研究发现,动脉粥样硬化、静脉血栓形成、胆石症等都与高胆固醇血症有密切的相关性。结合所学知识判断:
1.胆固醇能作为动物细胞的储能物质。 (×)
分析:胆固醇不作为储能物质,而是构成动物细胞膜的重要成分。
2.胆固醇属于脂质类,可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。 (×)
分析:脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,但胆固醇不可以。
3.为了预防高胆固醇带来的疾病,饮食中应不含胆固醇。 (×)
分析:胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,也参与人体血液中脂质的运输,所以饮食中应含适量胆固醇。
学习任务一:细胞中的糖类
1.糖类的两种分类:
(1)依据分布分类:
(2)依据化学性质划分:
①还原糖:葡萄糖、果糖、麦芽糖等。
②非还原糖:多糖、蔗糖等。
[思考探究]　现有一瓶麦芽糖溶液,一瓶蔗糖溶液,但标签遗失,如何将两瓶溶液区分出来
提示:从两瓶溶液中各取2 mL,分别滴加现配制的斐林试剂1 mL,50~65 ℃水浴加热2 min,观察颜色变化。出现砖红色沉淀的为麦芽糖溶液,不出现砖红色沉淀的为蔗糖溶液。
2.糖类的功能:
(1)生物体的主要能源物质,如葡萄糖氧化分解释放能量。
(2)生物体重要的结构物质:
糖类 组成成分
纤维素 植物细胞的细胞壁
脱氧核糖 DNA
核糖 RNA
几丁质 甲壳类动物和昆虫的外骨骼
(3)细胞中储存能量的物质,如植物的淀粉、动物的糖原等。
3.二糖和多糖的分布:
(1)二糖的组成:
种类 组成
蔗糖 葡萄糖+果糖
麦芽糖 葡萄糖+葡萄糖
乳糖 葡萄糖+半乳糖
(2)多糖的分布:
种类 分布
淀粉 粮食作物的种子中,植物变态的茎或根及一些植物的果实中
糖原 主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中
纤维素 植物的茎秆和枝叶及所有植物细胞的细胞壁
几丁质(壳多糖) 广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中
4.糖类之间的转化:
(1)转化模式图:
(2)多糖的水解产物:
淀粉→葡萄糖;
纤维素→葡萄糖;
糖原→葡萄糖。
[思考探究]　人的主食中含大量淀粉,分析淀粉在人体中转化为糖原的过程。
提示:淀粉→麦芽糖→葡萄糖→糖原。
　　　　　　　【深化探究】上述交流讨论中能合成糖原的细胞有哪些 麦芽糖能否出现在人体细胞中
提示:肝细胞和肌肉细胞;人体细胞不能吸收麦芽糖,也不能合成麦芽糖,故人体细胞中不存在麦芽糖。
【学习加点料】
1.教材开发:P25 【批判性思维】拓展
植物性食物中含有大量的纤维素,但人的消化系统中没有分解纤维素的酶。 为什么一些营养学家还建议要多摄入纤维素呢
提示:纤维素不能被肠道消化、吸收,也不能产生能量。但能够促进胃肠的蠕动和排空,降低患大肠癌的风险,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。
2.思维易错:淀粉、纤维素和糖原都是由葡萄糖构成的,为什么功能不相同
提示:不同多糖中葡萄糖的连接方式和形成的空间结构不同。
(2022·日照高一检测)中医视红薯为良药,明代李时珍《本草纲目》记有“甘薯补虚,健脾开胃,强肾阴”,红薯细胞和人体细胞共有的糖是 (　　)
①核糖　　②淀粉　　③蔗糖　　④乳糖 ⑤糖原　　⑥葡萄糖
A.①⑥ B.②④
C.③④⑤ D.④⑤⑥
[解题思维]
提取关键点 红薯细胞和人体细胞共有的糖
转化知识点 植物细胞特有的糖、动物细胞特有的糖
排除障碍点 核糖是构成RNA的糖,植物细胞和动物细胞中都含有RNA
【解析】选A。核糖是动植物细胞共有的单糖,①正确;淀粉是植物细胞特有的多糖,②错误;蔗糖是植物细胞特有的二糖,③错误;乳糖是动物细胞特有的二糖,④错误;糖原是动物细胞特有的多糖,⑤错误;葡萄糖是动植物细胞共有的单糖,⑥正确。
　[借题发挥]　题中属于还原糖的有哪些
提示:核糖、乳糖和葡萄糖。
1.2022年2月4日北京冬奥会在各赛区开始比赛,比赛期间运动员的食谱中,含糖类的食物占比超过了一半。下列关于糖类的叙述,正确的是 (　　)
A.葡萄糖、果糖、半乳糖都是还原糖,但元素组成不同
B.淀粉、糖原、纤维素都是由葡萄糖聚合而成的多糖
C.蔗糖、麦芽糖、乳糖都可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀
D.蔗糖是淀粉的水解产物之一,麦芽糖是纤维素的水解产物之一
【解析】选B。葡萄糖、果糖、半乳糖都是单糖,都具有还原性,且糖类的元素组成一般是C、H、O三种;糖原、纤维素和淀粉都是多糖,三者的基本单位都是葡萄糖;蔗糖、麦芽糖、乳糖都是二糖,但是蔗糖没有还原性,不能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀;淀粉和纤维素的水解产物都是葡萄糖。
2.(2022·宣城高一检测)每年5月20日是中国学生营养日。中学生主要以大米、小麦、玉米等作为主食,这些主食中含有较多的淀粉、纤维素和葡萄糖等糖类物质。下列关于糖类的叙述,错误的是 (　　)
A.大米、小麦和玉米中的糖类绝大多数以多糖的形式存在
B.玉米中含有大量的膳食纤维,被称为人类的第七类营养素
C.淀粉和纤维素的功能不同主要与组成它们的单体种类有关
D.糖类也可以参与某些细胞结构的构成
【解析】选C。植物体中的糖类绝大多数以多糖的形式存在,A正确;玉米中含有大量的膳食纤维,能够促进胃肠的蠕动和排空,被称为人类的第七类营养素,B正确;组成淀粉和纤维素的单体都是葡萄糖,C错误;在动物细胞膜上,糖类与蛋白质、脂质结合形成糖蛋白、糖脂,纤维素参与构成植物的细胞壁,D正确。
学习任务二:脂质的种类和作用
1.脂质的种类与生理作用:
2.脂肪和糖原的比较:
项目 脂肪 糖原
相同 元素 C、H、O
作用 氧化分解,释放能量
不同 H所占比例较高,氧化分解释放能量多 H所占比例较低,氧化分解释放能量少
3.人体内糖类与脂肪的相互转化:
(1)糖类代谢的中间产物可以转化成脂肪,脂肪分解产生的甘油、脂肪酸也可以转化成糖类。
(2)糖类可以大量转化成脂肪,而脂肪却不能大量转化成糖类。
[思考探究]　人们常说“增肥容易,减肥难”,请结合所学知识试从物质转化的角度分析“增肥容易,减肥难”的原因。
提示:糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪,但是脂肪一般只在糖类代谢出现障碍,引起供能不足时才会分解供能,而且不能大量转化为糖类,所以“增肥容易,减肥难”。
　　　　　　　【方法规律】常见脂质的判断方法
(1)根据元素组成判断:只含C、H、O的脂质是脂肪和固醇,含有P的脂质是磷脂。
(2)根据作用判断:储能物质为脂肪,细胞膜结构的重要成分是磷脂。
【学习加点料】
1.思维易错:动物细胞膜上的脂质只有磷脂吗
提示:动物细胞膜上主要有两种脂质,它们分别是磷脂和胆固醇。
2.思维易错:动植物细胞细胞膜的脂质成分相同吗
提示:不相同。动物细胞膜上有胆固醇,植物细胞膜上没有胆固醇。
(2022·苏州高一检测)脂质包括脂肪、磷脂和固醇类。下面是关于脂质的叙述,其中正确的是 (　　)
A.磷脂由 C、H、O、P 四种元素组成,是构成液泡膜的主要成分
B.性激素的化学本质是脂质,是细胞中主要的储能物质
C.脂肪只存在于动物的脂肪细胞中,而其他部位和植物细胞中没有
D.企鹅体内的脂肪有减少热量散失、维持体温恒定的作用
[解题思维]
提取关键点 脂质包括脂肪、磷脂和固醇类
转化知识点 脂质的元素组成、脂质的分类
排除障碍点 性激素不储能,而是起调节作用
【解析】选D。磷脂由C、H、O、P构成,有的还含有N,A错误;性激素的化学本质是脂质,可促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成,不是储能物质,B错误;植物细胞和动物细胞都有脂肪,C错误;企鹅体内的脂肪有减少体内热量散失,维持体温恒定,减少器官之间摩擦和缓冲外界压力的作用,D正确。
[借题发挥]　所有的脂质都由C、H、O、N、P五种元素构成吗
提示:不是。脂肪和固醇类物质只含有C、H、O三种元素。
1.下列关于脂质的叙述,错误的是 (　　)
A.脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能多
B.磷脂是所有细胞必不可少的脂质
C.脂质和糖类的组成元素都只含有三种
D.胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分
【解析】选C。脂肪与糖类相比,元素组成一般都是C、H、O,但是脂肪的碳氢比例高,因此脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能多,A正确;磷脂是构成生物膜的重要成分,是所有细胞必不可少的脂质,B正确;脂质的元素组成有C、H、O,有的含有N、P,糖类一般由C、H、O三种元素组成,C错误;胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,D正确。
2.(2022·宣城高一检测)近年来,由于人们室内生活时间变长、防晒霜和防晒衣的普及等因素,维生素D(VD)缺乏已经成为了一个普遍性的问题。研究显示,人体内几乎所有的细胞都有VD受体,VD和很多疾病密切相关。下列关于维生素D的叙述错误的是 (　　)
A.VD不是能源物质,不能为生命活动提供能量
B.VD属于脂肪
C.适当晒太阳可使体内的VD得以补充
D.VD缺乏影响钙的吸收,进而可引起骨质疏松等症状
【解析】选B。维生素D不是能源物质,不能为生命活动提供能量,A正确;维生素D属于固醇,而固醇和脂肪都属于脂质,B错误;适当晒太阳可使胆固醇转化为维生素D,使体内的维生素D得以补充,C正确;维生素D促进钙和磷的吸收,维生素D缺乏影响钙的吸收,进而可引起骨质疏松等症状,D正确。
　　　　【补偿训练】
脂质存在于所有细胞中,是组成细胞和生物体的重要有机物。下列关于脂质的说法不正确的是 (　　)
A.组成脂质的化学元素主要是C、H、O,有些脂质还含有N和P
B.当人过多地摄入脂肪类食物又缺少运动时,就有可能导致肥胖
C.胆固醇是一种对人体有害无益的脂质
D.性激素能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成
【解析】选C。组成脂质的化学元素主要是C、H、O,有些脂质如磷脂还含有 N 和 P,A正确;当人过多地摄入脂肪类食物又缺少运动时,会使脂肪在体内积累,就有可能导致肥胖,B正确;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,C错误;性激素具有促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成的作用,D正确。
减控“糖油盐”,为健康加分
　　在这个奶茶、甜品泛滥的时代,适当吃一些甜食可以在当下改变人们的心情状态,带来愉悦感,多数人逐渐养成长期高糖摄入的饮食习惯。但高糖摄入除了能导致肥胖和糖尿病外,还容易导致焦虑症和抑郁症等心理疾病。
　　日常饮食中最离不开的调料——油、盐,也是威胁人们健康的危险因素。专家表示:油的过量摄入增加了高血压、血脂异常、冠心病、脑卒中等慢性病的发病风险;高盐饮食还与骨质疏松、胃癌等疾病密切相关。
探究:
(1)盐是日常生活中不可缺少的调味品,减盐主要是减少____________________的摄入。患急性肠炎的病人脱水时,需及时补充__________和__________,输入______________(填“葡萄糖盐水”“蒸馏水”或“5%葡萄糖注射液”)是常见的治疗方法。
(2)饮食要“减油”,“油”的主要成分是________,组成的化学元素是____________________。
(3)医生建议糖尿病患者要控制馒头、米饭的摄入量,原因是_______________。
(4)倡导全民健康的生活方式,你有哪些合理化的建议可以做到减控“糖油盐”
【解析】(1)减盐主要是减少Na+、Cl-的摄入。患急性肠炎的病人脱水时,需及时补充水和无机盐,输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法。
(2)“油”的主要成分是脂肪,组成的化学元素是C、H、O。
(3)糖尿病患者的饮食受到严格控制,馒头、米饭等不能随意食用的原因是馒头、米饭的主要成分是淀粉,水解后变为葡萄糖,所以糖尿病患者不能随意食用。
(4)减控“糖油盐”必须管住嘴,加工食品(包括含糖的饮料、糕点、甜品类食物)要少吃;平常做菜少放油、盐、糖;提倡坚持太极拳、慢跑等有氧运动。
答案:(1)Na+、Cl-　 水　无机盐　 葡萄糖盐水
(2)脂肪　C、H、O　
(3)馒头、米饭的主要成分是淀粉,经消化后变为葡萄糖被人体吸收,所以糖尿病患者应控制摄入量
(4)减少食用加工食品(如含糖的饮料、糕点、甜品类食物);平常做菜少放油、盐、糖;提倡有氧运动等(合理即可)。
情境载体 情境类型为生活、学习和实践情境,突出与生活的联系
关键能力↓信息转化 ①油的过量摄入增加高血压、血脂异常、冠心病、脑卒中的发病风险
②高盐饮食与骨质疏松、胃癌等疾病有关
学科素养 培养生命观念中的结构与功能观、合理膳食的社会责任
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