2.3 细胞中的糖类和脂质-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

士力架中提供能量的物质主要有哪些？ 第二章 组成细胞的分子 第3节 细胞中的糖类和脂质 S z L w h 学习目标 学习目标 1、概述糖类有多种类型，它们既是细胞的重要结构成分，又是生命活动的主要能源物质; 2、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。 早晨不吃饭，总感觉肚子空空的，上午会觉得头晕目眩、四肢无力、头脑迟钝 讨论： 为什么同学们不吃早餐会感觉到无力和眩晕？ 糖类是细胞生命活动所需要的主要能源物质！ 低血糖是指成年人空腹血糖浓度低于2.8mmol/L（静脉血浆葡萄糖浓度过低）的现象。 拓展 问题探讨 早餐中含有的糖类是主要的能源物质，不吃早饭会导致人体缺乏能量而头晕。 1.糖都是甜的吗？ ①淀粉、糖原、纤维素不甜,但都是属于糖类物质 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 白糖(蔗糖) 红糖(蔗糖) 冰糖(蔗糖) 葡萄糖 蜂蜜(果糖) 馒头(淀粉) 米饭(淀粉) 棉花(纤维素) 生活中的糖类 2.甜的物质一定是糖类吗？ 问题探讨 细胞中的糖类 糖种类 分子式 葡萄糖 C6H12O6 果 糖 C6H12O6 核 糖 C5H10O5 脱氧核糖 C5H10O4 蔗 糖 C12H22O11 淀 粉 (C6H10O5)n 1、糖的组成元素和功能 （1）元素组成： 一般是C、H、O 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）。 H与O比为2∶1的化合物也不全是糖。 故“碳水化合物”仅是一种俗称，不是严格意义上糖类的称谓。 如：甲醛CH2O、乳酸C3H6O3 （2）糖的功能： 糖类是主要的能源物质 细胞中的糖类 2、糖的种类 根据能否水解及水解产物分子数进行分类 多糖 不能水解的糖，可直接被细胞吸收 由两分子的单糖脱水缩合而成，一般要水解成单糖才能被细胞吸收 由多分子单糖脱水缩合而成，必须要水解成单糖才能被细胞吸收 单糖 二糖 细胞中的糖类 2、糖的种类 （1）单糖： 不能水解，可被细胞直接吸收 （RNA的组成成分） （细胞生命活动所需的主要能源物质） （主要存在植物细胞中） （主要分布在动物乳汁中） 核糖C5H10O5 脱氧核糖C5H10O4 六碳糖 单糖 五碳糖 半乳糖 葡萄糖 C6H12O6 果糖 （DNA的组成成分） 细胞中的糖类 2、糖的种类 （2）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。 蔗糖 麦芽糖 乳糖 2、糖的种类 （2）二糖： ①麦芽糖（C12H22O11）： C6H12O6 C6H12O6 C12H22O11 C12H22O11 C6H12O6 C6H12O6 2个葡萄糖 麦芽糖 脱水缩合 水解 + H2O 2、糖的种类 （2）二糖： 葡萄糖 葡萄糖 果 糖 葡萄糖 半乳糖 葡萄糖 麦芽糖 蔗糖 乳糖 种类 分布 功能 二糖 麦芽糖 蔗糖 乳糖 植物细胞(甘蔗、甜菜中含量丰富） 植物细胞(发芽的小麦、谷粒中含量丰富） 动物细胞(人和动物乳汁中含量丰富） ①都能水解成单糖后被细胞吸收； ②提供能量 2、糖的种类 （2）二糖： 人和动物乳汁中含量丰富 葡萄糖 半乳糖 乳糖 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。 2、糖的种类 （3）多糖： 由多分子单糖脱水缩合而成，多糖必须水解成单糖才能被细胞吸收利用。 多糖: 淀粉 糖原 纤维素 几丁质 生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在。 2、糖的种类 （3）多糖： ①淀粉——最常见的多糖 植物细胞中重要的储能物质 【思考】：糖尿病人的饮食受到严格的限制,受限制的并不仅仅是甜味食品,米饭和馒头等主食都需定量摄取，为什么? 麦芽糖酶 水解 淀粉酶 水解 淀粉 麦芽糖 葡萄糖 2、糖的种类 （3）多糖： ②糖原 ——动物特有 肝糖原 肌糖原 人和动物体内的储能物质，并且参与血糖调节。 分解 葡萄糖 合成 肝糖原 葡萄糖 合成 肌糖原 肌糖原不能直接分解成葡萄糖！ 2、糖的种类 （3）多糖： ③纤维素 ——结构物质，植物细胞壁的主要成分。 不溶于水，食物中的纤维素在人和动物体内很难被消化。 草食类动物有发达的消化器官，需借助其消化道中的共生微生物将纤维素分解成纤维二糖及葡萄糖，葡萄糖可以被吸收利用。 棉 麻 膳食纤维被营养学界补充认定为第七类营养素。 思考1：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”。 思考2：为什么淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖，功能上却有很大差异？ 葡萄糖的数量和连接方式以及不同 结构 功能 2、糖的种类 ④几丁质（壳多糖） 真菌细胞壁的主要成分； 甲壳类动物和昆虫的外骨骼的重要组成成分。 （3）多糖： 构成几丁质的基本单位是N-乙酰葡萄糖胺 元素组成为C、H、O、N 植物细胞 动物细胞 葡萄糖、核糖、脱氧核糖、蔗糖、半乳糖、果糖 麦芽糖、乳糖、淀粉、纤维素、糖原 葡萄糖 核糖 脱氧核糖 蔗糖 麦芽糖 淀粉 纤维素 乳糖 糖原 半乳糖 总结归纳：将下列糖填入下列集合中 细胞中的糖类 果糖 思考3:糖类是主要的能源物质，是否所有的糖都是能源物质？ 不是。如核糖、脱氧核糖、纤维素等均不是能源物质。 细胞中的糖类 纤维素：植物细胞壁的主要成分 脱氧核糖：DNA的组成成分 核糖：RNA的组成成分 按功能分 ①构成细胞的成分 ③储能物质： ②主要能源物质： 葡萄糖 淀粉、糖原 思考4:细胞中的糖类还可以如何进行分类？ 细胞中的糖类 蔗糖、多糖（淀、纤、糖、几） 单糖（葡、果、半）、麦芽糖、乳糖 根据是否具有还原性进行分类 还原糖： 非还原糖： 斐林 试剂 还原糖 + 水浴加热 砖红色沉淀 糖类小结 注意： ①糖类（二糖或多糖）只有水解成单糖，才能被人体吸收。 ②糖类是主要的能源物质，但不是所有的糖都能提供能量，如核糖、 脱氧核糖、纤维素、几丁质等。 ③肝糖原可水解为葡萄糖，补充生物体内的血糖，肌糖原不能补充血糖。 ④不是所有的糖都是还原糖，如蔗糖、淀粉、糖原是非还原糖。 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（ ） × √ √ × √ 当堂检测 2.若“淀粉一麦芽糖一葡萄糖一糖原”表示某生物体内糖米的某些转化过程，则下列说法正确的是（ ） ①在动物的肝脏细胞中，可发生葡萄糖与糖原的相互转化过程 ②此生物一定是植物，因为它含有淀粉和麦芽糖 ③淀粉和糖原都是储存能量的多糖,麦芽糖是二糖 ④上述关于糖的转化不可能发生在同一生物体内,因为淀粉和麦芽糖是植物特有的糖，而糖原是动物特有的糖 A.①③④ B.①②④ C.①③ D.②③ C 当堂检测 3.下列关于糖类物质对应正确的是( 　) ①存在于DNA而不存在于RNA中的糖类 ②细胞的重要能源物质 ③存在于动物乳汁而不存在于肝脏细胞中的糖类 A．核糖、纤维素、糖原　B．脱氧核糖、葡萄糖、乳糖 C．核糖、葡萄糖、糖原 D．脱氧核糖、纤维素、糖原 B 当堂检测 4.食物中的乳糖进入人体肠道后被水解成半乳糖和葡萄糖，经肠道吸收进入血液并运输至细胞中。在细胞内，半乳糖最终转变为葡萄糖被利用，其代谢简图如图。请回答问题： (1)乳糖属于糖类中的_____糖。 (2)半乳糖血症主要是由于物质a积累，导致血液中半乳糖增高引起的代谢综合征。据图分析，患儿体内物质a积累是由于缺乏酶________。 (3)半乳糖血症患儿出生数天后，尿液样品中可检测出半乳糖。尿液中的半乳糖可用斐林试剂检测呈________色，故半乳糖为________糖。 (4)据图分析，半乳糖血症患儿血糖浓度比正常值______，应给患儿喂食含 ________的食物以缓解病情。 当堂检测 葡萄糖 二 Ⅱ 砖红 还原 低 种类 结构 分布 功能 五碳糖 六碳糖 核糖 （C5H10O5 ） 脱氧核糖 （C5H10O4 ） 葡萄糖 （C6H12O6） 果糖 （C6H12O6） 半乳糖 （C6H12O6） 动植物细胞 组成RNA的成分 组成DNA的成分 动植物细胞 植物细胞 动物细胞 细胞的主要能源物质 提供能量 提供能量 单糖的分类及功能 总结：细胞中的糖类 种类 结构 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) 甘蔗、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 二糖的分类及功能 总结：细胞中的糖类 多糖 主要分布 主要功能 淀粉 糖原 肝糖原 肌糖原 纤维素 几丁质 植物细胞 植物细胞 动物肌肉 动物肝脏 植物细胞中重要的储能物质 储存能量，调节血糖 储存能量 植物细胞壁的主要组成成分 甲壳类动物和昆虫 甲壳类动物和昆虫外骨骼的组成成分 供能 不供能 多糖的分类及功能 总结：细胞中的糖类 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版提出，控制添加糖的摄入量，每天应当控制在25g以下。“控糖” 添加糖：食物、饮料中添加的单糖、二糖等，不包括食物中天然存在的糖。 常见含有大量添加糖的食物：烘培甜点、奶茶、冰淇淋、碳酸饮料等 导致肥胖、高血压等。 为什么摄入糖过多会引起肥胖呢？ 糖在人体内可以转化成脂肪 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。 观察以下脂肪酸的化学式，对比糖类，脂质的元素含量有何区别？ 硬脂酸：C17H35COOH 软脂酸：C15H31COOH 油酸：C17H33COOH 细胞中的脂质 组成元素： 主要由C、H、O组成，有的脂质含有P和N 脂肪、磷脂和固醇 2.种类： 3.化学特性： 不溶于水，易溶于脂溶性有机溶剂，如丙酮、氯仿、乙醚等 O的含量低于糖类，H的含量高于糖类 细胞中的脂质 (一)脂肪 动物：主要在皮下，大网膜和肠系膜等部位， 还在特定的部位，如骆驼的驼峰。 植物：花生、油菜、大豆、向日葵、松、核桃、蓖麻等植物都含有较多的脂肪，这些植物的脂肪多储存在它们的种子里。 细胞中的脂质 (一)脂肪 （元素组成：C、H、O） 脂肪是由一分子甘油与三分子脂肪酸发生反应而形成的酯，即三酰甘油，又称甘油三酯。 甘油 脂肪酸 三酰甘油 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。 结构特点： 细胞中的脂质 (一)脂肪 熔点高、易凝固 熔点低、不易凝固 细胞中的脂质 (一)脂肪 植物脂肪大多数是含有不饱和脂肪酸，熔点较低，不易凝固，在室温时呈液态。 动物脂肪大多数是含有饱和脂肪酸，熔点较高，易凝固，室温时呈固态。 (一)脂肪 脂肪的功能 功能1. 脂肪是细胞内良好的储能物质。 1g糖原分解 17kJ能量 1g脂肪分解 39kJ能量 思考：为什么等量的脂肪比糖原含能量多，但在一般情况下脂肪却不是生物体的主要能源物质，而是储能物质呢？ 相同质量的脂肪与糖类相比，氢的含量高，氧的含量低，因此氧化分解时会消耗更多的氧气。 相同质量糖类和脂肪，脂肪所占的体积小，有利于储藏。 在生物细胞内脂肪的氧化速率比糖类慢。 糖类氧化在有氧和无氧条件下均能进行； 而脂肪只能在有氧条件下氧化放能。 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。 (一)脂肪 脂肪的功能 海豹皮下脂肪 试解释俗语“瘦人怕撞，胖人怕热”的道理 细胞中的脂质 (二)磷脂 1、组成元素： 除C、H、O外，还含有P甚至N 2、功能： 构成细胞膜、多种细胞器膜的重要成分。 细胞均含有磷脂 细胞中的脂质 (二)磷脂 3、分布： 人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆的种子中，蛋白质含量丰富。 细胞中的脂质 (三)固醇 1、组成元素： C、H、O 2、种类： ①胆固醇：构成动物细胞膜的重要成分，在人体中还参与血液中脂质的运输。 ②性激素：促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成,激发并维持第二性征。由动物性腺分泌形成。 ③维生素D：有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。 人体内可由胆固醇转化来。 胆固醇、性激素和维生素D 脂质 组成元素 化学性质 作用 脂肪 磷脂 固醇 胆固醇 性激素 维生素D C、H、O 不溶于水 易溶于 有机溶剂： 丙酮、氯仿、 乙醚等 储能物质、保温、缓冲和减压 构成细胞膜和细胞器膜的重要成分 参与构成动物细胞膜 参与血液中脂质的运输 促进动物生殖器官发育和生殖细胞形成 促进肠道钙和磷的吸收 C、H、O、N、P C、H、O 细胞中的脂质 细胞中的脂质 (1)脂肪≠脂质、固醇≠胆固醇。 (2)脂肪是人和动物的主要储能物质，但脂肪并不是只存在于动物细胞中，植物细胞中也有。 (3)脂肪不是唯一的储能物质，动物细胞中还有糖原，植物细胞中还有淀粉。 (4)脂质中并非只有磷脂参与构成细胞膜，胆固醇也是构成动物细胞膜的重要组成成分，植物细胞膜上不存在胆固醇。 (5)脂质中只有脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。 易错提醒： 细胞中的糖类与脂质相互转化 葡萄糖 首先 细胞利用 多余 合成糖原储存起来 再多余 转变为脂肪和某些氨基酸 糖类在供应充足时可大量转化为脂肪。 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，且不可大量转化为糖类。 拓展：种子形成和萌发过程中糖类和脂肪的转化 　　 非油料作物种子 (如小麦) 油料作物种子 (如大豆) 种子 形成时 种子 萌发时 淀粉→可溶性还原糖 脂肪→糖类 可溶性还原糖→淀粉 糖类→脂肪 细胞中的糖类与脂质相互转化 1.脂质在细胞中具有独特的生物学功能，下列有关脂质物质的生物学功能中，属于磷脂生物学功能的是 (　　) ①生物膜的主要成分　 ②储存能量的分子　 ③构成生物体表面的保护层　 ④很好的绝缘体，具有保温作用　 ⑤具有生物学活性，对生命活动起调节作用 A．①③　　　B．⑤ C．① D．②④ C 当堂检测 2．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，VD(维生素D)缺乏已经成为一个普遍性的问题。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，例如VD可通过与免疫细胞上的受体结合参与人体的免疫调节过程，肠道细胞VD受体缺失可以导致严重的炎症性肠病。下列关于维生素D的叙述错误的是 (　 ) A．VD属于脂质中的脂肪 B．适当的晒太阳可使体内的VD得以补充 C．VD可以看作一种信号分子，对细胞有调节作用 D．VD缺乏影响Ca的吸收，进而可引起骨质疏松等症状 A 当堂检测 3．在生物体中脂肪比糖类更适于作储能物质的原因不包括 (　　) A．同质量的脂肪比糖类含能量多 B．必要时脂肪可直接氧化分解供能，也可转化为糖类供能 C．脂肪不能被氧化分解，这样有利于长期保存 D．脂肪在细胞中所占体积小 C 当堂检测 课堂总结 $$