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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,对健康生活有什么帮助?
糖类是细胞生活重要的能源物质
哪些食物含有较多的糖?
说到糖,我们并不陌生
糖一定是甜的吗?甜的一定是糖吗?
糖≠甜
1. 糖类为什么俗称“碳水化合物”?
多数糖类分子中氢原子和氧原子之比是2:1, 类似水分子,因而糖类又被称为“碳水化合物",简写为(CH2O)。
一般为C、H、O,有些含N
2.所有糖类中氢原子数和氧原子数之比都为2:1吗?
不是,如C5H10O4(脱氧核糖)中H:O不是2:1
阅读课本P23结合左图,回答下列问题:
3.分子中氢原子数和氧原子数之比为2:1的都是糖类吗?
不是,如CH2O(甲醛)H:O=2:1,但不属于糖类
糖类(列举) 分子式
核糖 C5H10O5
脱氧核糖 C5H10O4
葡萄糖 C6H12O6
果糖 C6H12O6
半乳糖 C6H12O6
鼠李糖 C6H12O5
麦芽糖 C12H22O11
蔗糖 C12H22O11
乳糖 C12H22O11
淀粉 (C6H10O5)n
一、 糖类元素组成:
几丁质:[(C8H13O5N)n]
二、分类依据:
根据能否水解及水解产物分子数进行分类
分类
依据
二糖
单糖
多糖
不能水解的糖
水解后生成多个单糖的糖
水解后生成两分子单糖的糖
情景1:人在患急性肠炎时,往往采取静脉输液治疗,输液中含有葡萄糖,是为什么呢?
葡萄糖是不能再水解的糖,糖类中只有单糖可以被人体直接吸收。葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质,常被形容为“生命的燃料”。
(1)定义: 水解的糖,可被细胞 。
不能
直接吸收
1、单糖
单糖 分子式
核糖 C5H10O5
脱氧核糖 C5H10O4
葡萄糖 C6H12O6
果糖 C6H12O6
半乳糖 C6H12O6
任务: 结合所给图示,阅读课本P23+大本P17,按含碳原子数量归纳单糖的分类及功能。
种类 分布 功能
单糖
1、单糖
种类 分布(动?植?) 功能
单糖 五碳糖
六碳糖
核糖
脱氧核糖
葡萄糖
C6H12O6
果糖
半乳糖
动植物细胞均有
植物特有
动物乳汁组成部分
RNA的组成成分P35
DNA组成的成分
生命活动的主要能源物质
提供能量
生命的
燃料
1、单糖
蔗糖
蔗糖
麦芽糖
乳糖
人在患急性肠炎时可以通过静脉注射葡萄糖进人体细胞。能否把葡萄糖换为蔗糖呢?为什么?
2、二糖:
由两分子单糖 而成,一般要水解成 才能被细胞吸收
脱水缩合
单糖
HO
OH
葡萄糖
HO
OH
葡萄糖
H2O
HO
OH
葡萄糖
HO
OH
葡萄糖
水解
HO
O
OH
麦芽糖
H2O
HO
O
OH
麦芽糖
脱水缩合
C12H22O11
C6H12O6
C6H12O6
+
水解
脱水缩合
+ H2O
1分子麦芽糖
2分子葡萄糖
任务二:单糖是如何形成二糖的?依据下列图示写出麦芽糖生成反应式
?
二糖
麦芽糖
蔗糖
乳糖
由两分子葡萄糖组成。在发芽的小麦、谷粒中含量丰富。
由一分子葡萄糖和一分子果糖组成。在甘蔗、甜菜中含量丰富。
由一分子葡萄糖和一分子半乳糖组成。在人和动物乳汁中含量丰富。
葡
萄
糖
果
糖
葡
萄
糖
葡
萄
糖
半
乳
糖
葡
萄
糖
水解成单糖供能
功能:
与生活的联系:请同学们根据图示分析,为什么乳糖不耐受者会发生腹泻、腹胀、屁多的现象?
乳糖会在肠道中由细菌分解变成乳酸等物质,从而破坏肠道的碱性环境。所以容易发生轻度腹泻。
注:①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。
②肠道一般为碱性环境
氢气、二氧化碳、乳酸、乙酸
1、生物体内的糖主要以什么形式储存起来?
2、植物通过光合作用产生的糖类主要是以淀粉的形式储存在种子中,淀粉能否直接被人体吸收?它如何成为人体细胞中的糖?
3、军训时一位同学在跑步过程中处于低血糖水平,是肝糖原还是肌糖原分解产生葡萄糖及时补充?
4、纤维素分布在哪?有什么功能?
5、几丁质分布在哪?有什么应用?
阅读P24多糖的内容,思考:
多糖 P24第二段第一行
2、食物中的糖(如淀粉)是如何成为人体细胞中的糖?
淀粉
葡萄糖
消化
水解
吸收
血液中葡萄糖
肝糖原
肌糖原
合成
合成
水解
3、军训时一位同学在跑步过程中处于低血糖水平,是肝糖原还是肌糖原分解产生葡萄糖及时补充?
肝糖原
肌糖原分解不能直接补充血糖的原因主要在于肌肉中缺乏葡萄糖-6-磷酸酶。这种酶是将肌糖原分解成葡萄糖的关键酶,但由于肌肉组织缺乏这种酶,肌糖原不能直接分解成葡萄糖补充血糖。在出现低血糖时,肝糖原会分解并动员形成血糖,补充体内葡萄糖的不足。
储存
米饭越嚼越甜
糖尿病人的饮食受到严格限制,包括米饭、馒头等主食也都需定量摄取,说说为什么?
植物细胞
P25 [批判性思维]:纤维素不溶于水,在人体和动物体内很难被消化(无相应的纤维素酶),为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?
纤维素不能被肠道消化、吸收,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,有利于维护心脑血管健康、预防糖尿病、维持正常体重等。 食草动物?
茎秆
枝叶
4、纤维素分布在哪?有什么功能?
植物细胞壁的主要组成成分
(1)分布: 。
存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中
几丁质(壳多糖):
(2)应用:
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。
5、几丁质分布在哪?有什么功能?
种类 分布 功能
多糖
淀粉
纤维素
糖原
植物细胞
植物细胞中重要的储能物质
植物细胞壁的重要组成成分
动物细胞中的储能物质,调节血糖
几丁质
(壳多糖)
甲壳类动物和昆虫的外骨骼
外骨骼的重要组成成分
[(C6H10O5)n]
肝糖原
肌糖原
动物肝脏
动物肌肉
动物细胞中的储能物质
[(C8H13O5N)n]
总结多糖:
生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在,由单糖聚合而成。
(1)结合教材P24分析猪肉汉堡中的三种多糖是由什么连接形成的。
淀粉、糖原、纤维素基本单位都是由同一种单糖——葡萄糖连接而成。
(2)淀粉、纤维素和糖原具有不同功能的原因是什么?
葡萄糖的连接方式、数量不同→三种多糖的结构不同→不同的功能。
结构
功能
决定
探究:淀粉、糖原和纤维素的基本单位相同,功能上有很大差异原因?
(3) 所有多糖的基本单位都是葡萄糖吗?
不是,如几丁质
小结:糖类的其他分类
按分布分类
按化学性质分
还原糖:
二糖(蔗糖)、多糖(淀、纤、糖、几)
单糖(葡、果、半)、二糖(麦芽糖、乳糖)
按功能分
①构成细胞的结构
纤维素:
脱氧核糖:
核糖:
③储能物质:
②主要能源物质:
非还原糖:
总结:
糖类既是生命活动的重要能源物质,又是细胞结构的重要组成成分
植物细胞壁的主要成分
DNA的组成成分
RNA的组成成分
葡萄糖
淀粉、糖原
练一练
1.判断题
(1)蔗糖和乳糖水解的产物都是葡萄糖( )
(2)二糖一般要水解成单糖才能被细胞吸收( )
(3)葡萄糖和果糖分子均有还原性( )
(4)淀粉可以用斐林试剂鉴定并呈现蓝色。在水浴加热条件下,蔗糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀( )
(5)糖类物质不都是能源物质,如纤维素、核糖和脱氧核糖( )
×
√
√
×
√
1.如图表示糖类的化学组成和种类,下列相关叙述正确的是
A.①②③依次代表单糖、二糖、多糖,它们均可继续水解
B.①②均是可被细胞直接吸收利用的小分子物质
C.④⑤分别为纤维素、肌糖原,二者均储存能量,可作为储能物质
D.几丁质是多糖,是昆虫外骨骼的重要成分
D
大本P18
2.下列关于糖类化合物的叙述,正确的是
A.蔗糖和麦芽糖属于二糖,糖原是植物体内重要的储能物质
B.淀粉、糖原、纤维素都是由葡萄糖聚合而成的多糖
C.葡萄糖、果糖、半乳糖都具有还原性,但元素组成不同
D.蔗糖、麦芽糖、乳糖都可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀
B
食物中多余的糖可以转化为脂肪储存起来
淀粉
葡萄糖
消化
水解
吸收
血液中葡萄糖
肝糖原
肌糖原
合成
脂肪
转化
糖是生命活动的主要能源物质,是否摄入越多越好呢?
《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。
阅读课本P25-27细胞中的脂质这部分内容,思考以下问题
1、脂肪的元素?
2、脂肪的组成?
3、脂肪酸的种类?
4、脂肪的功能?
5、磷脂的组成?
6、磷脂的功能?
7、固醇的种类及功能?
①分布:
(一)脂肪
动物的皮下、大网膜、肠系膜等;油料作物种子中
②脂肪的形成:
1甘油+3脂肪酸
1脂肪+3H2O
酶
①分布:
(一)脂肪
④结构特点:
甘油部分简单,且不可变化
1
脂肪酸部分可变
2
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。
③元素:
C、H、O
思考:据图分析,说出为什么常温下植物脂肪呈液态,而动物脂肪却呈固态?
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。
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。
大本P19
动物脂肪含量多
植物脂肪含量多
脂肪酸的骨架是一条由碳原子组成的长链
问题:在全民减肥的时代,脂肪真是有害无益吗?脂肪的作用体现在哪些地方?
皮下组织堆积过多脂肪——肥胖
心脏及血管堆积过多脂肪——冠心病、动脉粥样硬化
资料一:黑熊在冬眠前要大量进食,为冬眠积聚能量,这些能量主要储存在脂肪中。
脂肪是细胞内良好的储能物质
以上资料说明脂肪有什么作用?
资料二:1g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;(同质量的脂肪比糖原氧化放出的能量多)
思考:为什么等质量的脂肪放出的能量比糖原多?比较两者元素的异同。
相同点:
不同点:
都由C、H、O三种元素组成
脂肪中O的含量远少于糖类,而H的含量更多,耗氧多,放能多
种类 质量分数/% C H O
脂肪 73~77 11~12.5 9.0~12
糖类 52~58 7.0~8.0 40~45
作用2:脂肪是一种绝热体,有保温的作用
资料三:生活在海洋中的大型哺乳动物,如鲸、海豹等,生活在南极寒冷环境中的企鹅,皮下均有厚厚的脂肪,说明脂肪有什么作用?
“胖人怕热”
思考:瘦人摔倒更疼还是胖人摔倒更疼?
脂肪主要分布在人和动物体内的皮下、大网膜和肠系膜等部位。
作用3:脂肪还具有缓冲和减压的作用,
可以保护内脏器官。
甘油的一个羟基(-OH)不是与脂肪酸结合成酯,而是与磷酸及其他衍生物结合。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。③功能:④分布:②元素:①组成:磷脂分子由脂肪酸、甘油、磷酸及其他衍生物。C、H、O、N、P判断:磷脂是所有细胞必不可少的脂质
胆固醇:
性激素:
维生素D:
动物细胞膜的重要成分,
还参与血液中脂质的运输。
促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成。
有效地促进人和动物肠道
对Ca和P的吸收。
3、固醇
(1)、元素
(2)、种类
C、H、O
判断:胆固醇会引起心血管类疾病,应该不要摄入()
判断:性激素的化学本质是蛋白质()
思考:为什么儿童晒太阳能补钙?
日光中的紫外线能使皮肤表皮细胞中的胆固醇转变为维生素D(两者均为固醇类物质),而维生素D可促进肠道对钙、磷的吸收。 一般补钙的食物都含有?
维生素 D
性激素
促进肠道对钙和磷的吸收
促进动物生殖器官发育以及生殖细胞形成
胆固醇
细胞膜的重要成分,参与血液中脂质运输
固醇
细胞膜和各种细胞器膜的重要成分
磷脂
良好储能物质,保温,缓冲和减压
不溶于水,溶于有机溶剂
脂肪
作用
溶解性
组成元素
分类
C、H、O
C、H、O、N、P
C、H、O
脂质的种类与功能
问题探讨
细胞培养
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?
这说明细胞可将葡萄糖转化为脂肪P27最后一段第一句
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。
联系生活:为什么人增肥容易减肥难?
②脂肪一般只在糖类供能不足时,才会分解供能,而且不能大量转化为糖类。
①糖类在供应充足的情况下,可大量转化为脂肪
(1)苏丹Ⅲ染液可以将脂质染成橘黄色( )
(2)脂质存在于所有细胞中,脂肪只存在于动物的脂肪细胞中( )
×
×
提示 脂质有脂肪、磷脂和固醇等,而苏丹Ⅲ染液可以将脂肪染成橘黄色。
提示 磷脂是构成细胞膜的重要成分,故脂质存在于所有细胞中,但脂肪不只存在于动物的脂肪细胞中,植物细胞中也有。
(3)磷脂由C、H、O三种元素构成,是构成细胞膜的重要成分( )
×
提示 磷脂除了含有C、H、O三种元素外,还含有P元素,甚至N元素。
3.下列关于脂质的叙述,正确的是
A.磷脂由C、H、O、N四种元素组成,是构成细胞膜和多种细胞器膜的
重要成分
B.性激素的化学本质是蛋白质,对维持生物体的生殖过程起着重要的调
节作用
C.大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸,饱和脂肪酸的熔点较高,容易凝固
D.胆固醇会引起人心血管类疾病,应该不要摄入
落实 思维方法
C
大本P20
4.科学研究表明:花生种子发育过程中,可溶性糖的含量逐渐减少,脂肪的含量逐渐增加,花生种子萌发过程中,脂肪的含量逐渐减少,可溶性糖的含量逐渐增加。下列分析错误的是
A.花生种子萌发过程中,脂肪转变为可溶性糖,需要大量的氧元素
B.同等质量的花生种子和小麦种子,萌发过程中耗氧较多的是花生种子
C.花生种子发育过程中,可溶性糖转变为脂肪,更有利于能量的储存
D.花生种子萌发过程中,脂肪转变为可溶性糖,该过程在人体内也可以
大量转化
D