内容正文:
第3节 细胞中的糖类和脂质
课时目标
1.运用物质与能量观,分析糖类和脂质的种类和功能。(生命观念)
2.归纳糖类和脂质在结构与功能上的区别与联系。(科学思维)
3.关注糖类、脂质等物质的过量摄入对健康的影响,培养健康的生活方式。(社会责任)
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三种元素构成的。
(2)功能:细胞中主要的能源物质。
2.糖类的分类
(1)单糖
(2)二糖
(3)多糖
种类
淀粉
糖原
纤维素
几丁质(壳多糖)
作用
植物体内的储能物质
人和动物细胞中的储能物质
构成植物细胞细胞壁的主要成分
甲壳类动物和昆虫的外骨骼的重要组成成分
分布
粮食作物的种子中,植物变态的茎或根以及一些植物的果实中
主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中
植物的茎秆和枝叶中的纤维以及所有植物细胞的细胞壁
广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中
二、细胞中的脂质
1.元素组成:主要是C、H、O,有些还含有P和N。
2.脂质的化学性质: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
分类
生理功能
脂肪(三酰甘油)
①细胞内良好的储能物质
②很好的绝热体,有保温作用
③具有缓冲和减压作用,可以保护内脏器官
磷脂
构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分
固醇
胆固醇
①构成动物细胞膜的重要成分
②在人体内参与血液中脂质的运输
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
维生素D
能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收
4.糖类和脂质的相互转化
(1)糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪。
(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。
◆视野拓展
膳食与人体健康
《中国居民膳食指南(2022)》对于谷类和谷薯类的摄入界定进行了调整,其中将谷薯类250~400 g/d调整为谷类200~300 g/d,其中包括全谷物和杂豆类50~150 g/d;薯类50~100 g/d。
◆名师点睛
1.葡萄糖能够合成肝糖原和肌糖原,但是只有肝糖原能分解产生葡萄糖。
2.淀粉、纤维素和糖原都是由葡萄糖构成的,但是不同多糖中葡萄糖的连接方式和形成的空间结构不同。
◆基础速判(对的画“√”,错的画“×”)
1.糖都有甜味,淀粉不甜,因此不是糖。 ( × )
提示:并非所有的糖都有甜味,淀粉不甜,也属于糖类。
2.糖类都能为生命活动提供能量,细胞内的糖都是能源物质。 ( × )
提示:糖类是主要的能源物质,但不是所有的糖类都是细胞内的能源物质,如核糖、脱氧核糖等。
3.苏丹 Ⅲ 染液可以将脂质染成橘黄色。 ( × )
提示:苏丹 Ⅲ 染液可以将脂肪染成橘黄色,而其他类型的脂质不能被染成橘黄色。
4.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:植物细胞中也含有脂肪。
5.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,还含有P甚至N。
6.为了预防高胆固醇带来的疾病,饮食中应不含胆固醇。 ( × )
提示: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。
◆思维启迪
1.导致公鸡出现“大红冠子花外衣”的主要物质是什么?其化学本质是哪一类?
提示:雄激素。脂质。
2.结合生活经验,分析导致肥胖的原因是否一定是摄入大量脂肪。
提示:不一定。馒头、米饭等主食中含有大量糖类,面食、米饭摄入过多,糖类可以在体内转化为脂肪,也可以引起肥胖。
3.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。
任务一__糖类的种类和作用
下图表示一个汉堡中的几种原料的物质组成。同时为增加汉堡的风味,常添加阿斯巴甜。阿斯巴甜是一种人造甜味剂,在人体内可被分解为天冬氨酸、苯丙氨酸和甲醇。
[问题探究]
1.植物细胞与人和动物的肝脏、肌肉中储存能量的多糖分别是什么?
答案:淀粉、糖原。
2.糖原、淀粉和纤维素都是由葡萄糖组成的,为什么特性不同?
答案:组成糖原、淀粉和纤维素的葡萄糖分子之间的连接方式不同。
3.阿斯巴甜是不是糖类?你的判断依据是什么?
答案:不是。阿斯巴甜的分解产物是天冬氨酸、苯丙氨酸和甲醇,而不是单糖。
糖类的分类
有关糖类的两个理解误区
(1)不是所有的糖都能和斐林试剂反应,如蔗糖、淀粉等非还原糖。
(2)不是所有的糖都是能源物质,如核糖、脱氧核糖、纤维素等。
1.每届奥运会中运动员的饮食都备受关注,运动员的饮食搭配都是精心设计的,特别是蛋白质、糖类等营养物质都进行了合理搭配。下列关于食谱中所含糖类的叙述,正确的是 ( )
A.食谱中的葡萄糖、果糖、半乳糖都是还原糖,但元素组成不同
B.食谱中的淀粉、糖原、纤维素都是由葡萄糖聚合而成的多糖
C.食谱中的蔗糖、麦芽糖、乳糖都可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀
D.蔗糖是食谱中淀粉的水解产物之一,麦芽糖是食谱中纤维素的水解产物之一
[答题指导]
B 解析:葡萄糖、果糖、半乳糖都是单糖,都具有还原性,且元素组成都是C、H、O,A错误;糖原、纤维素和淀粉都是多糖,三者的基本单位都是葡萄糖,B正确;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,C错误;淀粉的初步水解产物是麦芽糖,彻底水解产物是葡萄糖,纤维素的初步水解产物是纤维二糖,彻底水解产物是葡萄糖,D错误。
2.5月20日是中国学生营养日。中学生主要以米饭、馒头等作为主食,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.玉米中含有大量的纤维素,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糖的种类有关
D.糖类也可以参与某些细胞结构的构成
C 解析:植物体中的糖类绝大多数以多糖的形式存在,A正确;玉米中含有大量的纤维素,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糖都是葡萄糖,C错误;纤维素参与构成植物细胞的细胞壁,D正确。
任务二__脂质的种类和作用
脂质是人体所需的重要营养素之一,是人体细胞的组成成分,如细胞膜、神经髓鞘都必须有脂质参与组成。肝脏对生物体的脂质代谢具有重要调节作用。
[问题探究]
1.脂质中最常见的是________;__________是构成动物细胞膜的重要成分,该物质在人体内还参与血液中脂质的运输。
答案:脂肪 胆固醇
2.同质量的脂肪和糖类氧化分解时,为什么脂肪释放的能量多?
答案:同质量的脂肪和糖类相比,脂肪中H所占比例较高,氧化分解时结合的氧气多,释放的能量多。
3.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。
答案: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”。
1.脂质的种类与生理作用
2.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。
有关脂质的三个理解误区
(1)脂肪≠脂质,脂肪只是脂质的一种,除了脂肪,脂质还包括磷脂和固醇等。
(2)胆固醇≠固醇,胆固醇只是固醇的一种,除了胆固醇,固醇还包括性激素和维生素D等。
(3)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成分,植物细胞膜上不存在胆固醇。
1.(2024·长沙高一检测)肥胖问题是全球热议的话题,有研究预测超重、肥胖率将从2020年的38%迅速增加到2035年的51%。下列叙述错误的是 ( )
A.淀粉和脂肪组成元素相同,但淀粉比脂肪氧的含量高
B.摄食过量的糖类后,多余的糖类会在体内转化为脂肪
C.肥胖患者通过控制饮食保持能量平衡,可有效减轻体重
D.脂肪一般只在糖类供能不足时,才会分解供能
C 解析:淀粉和脂肪组成元素相同,均为C、H、O,但淀粉比脂肪氧的含量高,A正确;细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的,当过多摄入糖类,糖类会大量转化为脂肪,B正确;控制饮食保持能量平衡可以有效控制体重,但不一定能减轻体重,C错误;脂肪一般只在糖类供能不足时,才会分解供能,D正确。
2.(不定项) (2025·景德镇高一检测)《黄帝内经》曰:“肝者,将军之官,谋虑出焉”,肝脏作为五脏之一,至关重要,但是现在很多青少年爱喝奶茶等甜味饮料,并且不爱运动,导致很多青少年出现了脂肪肝。下列叙述错误的是 ( )
A.患有轻度脂肪肝的青少年和健康人体内的有机物种类差异不大
B.磷脂是由磷酸、甘油和脂肪酸结合形成的
C.大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸,室温下呈液态
D.合理膳食及适度运动有助于青少年脂肪肝病人恢复健康
BC 解析:患有轻度脂肪肝的青少年和健康人体内的有机物种类差异不大,只是含量差异较大,A正确;磷脂是由磷酸、甘油、脂肪酸及其他衍生物结合形成的,B错误;大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸,熔点较高,室温下呈固态,C错误;脂肪肝属于可逆性疾病,合理膳食及适度运动有助于脂肪肝病人的康复,D正确。
胆固醇与人体健康——社会责任
近年来越来越多的人谈“胆固醇”色变。其实胆固醇是人体内一种重要的脂质,既可在细胞内以乙酰CoA为原料合成,也可以LDL(一种脂蛋白)的形式进入细胞后水解形成。下图表示人体细胞内胆固醇的来源及调节过程。
设计1:考查知识迁移能力
(1)某患者体内严重缺乏LDL受体,则血浆中的胆固醇含量会________。
设计2:考查长句表达能力与科学思维
(2)结合图示分析,细胞内过多的胆固醇可作为信息,使细胞对胆固醇含量进行调节的途径是________________________________________________________________________
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设计3:考查问题解决能力与社会责任
(3)作为高血脂患者,是否要禁止摄入脂质食物?请为高血脂患者提供合理的建议:
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答案:(1)上升
(2)抑制LDL受体基因的表达;抑制乙酰CoA合成胆固醇;促进胆固醇酯的储存
(3)不能禁止摄入脂质食物,应该少量摄入优质脂质,遵医嘱吃降血脂药物,注意科学饮食,适度锻炼
解析:(1)某患者体内严重缺乏LDL受体,会导致LDL无法进入细胞中,则血浆中的胆固醇含量会上升。(2)结合图示可知,当细胞内胆固醇过多时,细胞可通过途径①抑制LDL受体基因的表达,以减少细胞膜上LDL受体的数量,从而减少胆固醇的来源;还可以通过途径②抑制还原酶的活性,从而抑制乙酰CoA还原成胆固醇,降低细胞内胆固醇的含量;通过途径③提高胆固醇酰基转移酶的活性,增加胆固醇酯的储存,从而实现细胞内胆固醇含量的稳定。(3)胆固醇的含量过高会造成血管堵塞,但胆固醇还是动物细胞膜的重要组成成分,参与血液中脂质的运输,所以不能禁止摄入脂质食物。对于高血脂患者,应该少量摄入优质脂质,遵医嘱吃降血脂药物,注意科学饮食,适度锻炼。
1.人体摄入的糖类,有的能被细胞直接吸收,有的必须要经过水解后才能被细胞吸收,下列糖类中能直接被细胞吸收的是 ( )
A.葡萄糖 B.蔗糖
C.麦芽糖 D.乳糖
A 解析:葡萄糖属于单糖,可被细胞直接吸收;蔗糖、麦芽糖、乳糖属于二糖,只有水解形成单糖才能被细胞吸收利用。故选A。
2.“三减三健”是国家开展的一项全民健康生活方式专项行动,“三减”指减盐、减油、减糖。下列有关细胞中的糖类和脂肪的说法,正确的是 ( )
A.人体细胞中的糖类都可以水解
B.等量糖类分子比脂肪储存的能量更多
C.人体细胞中多余的糖类可以转化为脂肪
D.人体内的脂肪在室温下常呈液态
C 解析:人体细胞中的糖类可以分为单糖、二糖和多糖,其中只有二糖和多糖可以水解,A错误;与脂肪相比,糖类分子储存的能量较少,脂肪是细胞中重要的储能物质,B错误;在一定条件下,糖类可以大量转化为脂肪储存,C正确;人体内的脂肪在室温下常呈固态,D错误。
3.(2024·西安高一校考期末)水盆羊肉是陕西的一道传统美食,秦汉时称为“羊肉膘”,唐宋时又叫“山煮羊”。食用水盆羊肉时,配以月牙烧饼,特点是“汤清香、肉酥烂、饼焦黄”。下列叙述正确的是 ( )
A.烧饼中的淀粉可被人体直接吸收
B.羊肉细胞中含量最多的化合物是蛋白质
C.羊肉的成分中包括Cu、Mg、Fe等微量元素
D.羊肉中的脂肪富含饱和脂肪酸,室温下呈固态
D 解析:烧饼中的淀粉是多糖,需要被消化成单糖才能被人体吸收,A错误;羊肉细胞中含量最多的化合物是水,B错误;Mg属于大量元素,C错误;动物脂肪富含饱和脂肪酸,室温下呈固态,D正确。
4.(2025·泉州高一检测)高中生要养成善于观察、勤于思考、解决问题的良好习惯。下列是小王同学在校园内看到的几种状况和他的处理办法,其中不太恰当的是 ( )
A.学校桂花树叶片泛黄,他告诉管理人员需施用一定浓度的含Mg2+的肥料
B.同桌容易便秘,他告诉同桌要多吃蔬菜和粗粮以增加纤维素的摄入
C.运动会上运动员大量流汗时,他告诉运动员要多喝淡盐水
D.学校樱花树越冬,他告诉管理人员要减少灌溉以抵御寒冷
A 解析:学校桂花树叶片泛黄,可能是缺乏氮、镁等多种元素,而不能直接判定缺少的是哪一种元素,A错误;蔬菜和粗粮含有较多的纤维素,纤维素能促进胃肠蠕动,促进消化吸收,因此,多吃蔬菜和粗粮以增加纤维素的摄入,有利于预防便秘,B正确;运动员出汗排出的是水和无机盐,故运动员运动后要喝淡盐水,补充水和无机盐,C正确;减少灌溉,从而减少植物体内自由水的含量,有利于提高植物的抗寒能力,D正确。
5.(2025·汕头高一检测)纱布是一种常用的伤口敷料,其主要成分是纤维素。普通纱布只能吸收已经流出的血液,但阻止血液继续流出的效果有限。现在市场上有一种由几丁质加工而成的新型伤口敷料,它可有效阻止血液继续流出并启动凝血。下列说法错误的是 ( )
A.纤维素是由葡萄糖和果糖脱水缩合形成的多聚体
B.几丁质广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中
C.几丁质和纤维素都是以碳链为骨架的生物有机分子
D.几丁质用途广泛,例如可以用于制作人造皮肤等
A 解析:纤维素是一种多糖,是由葡萄糖脱水缩合形成的多聚体,A错误。几丁质是广泛存在于甲壳类动物和昆虫外骨骼中的一种多糖,B正确。几丁质和纤维素都是多糖,都是以碳链为骨架的生物有机分子,C正确。几丁质可用于废水处理;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,D正确。
6.(不定项) (2025·济南高一检测)《黄帝内经》中提出:“五谷为养,五果为助,五畜为益,五菜为充。”这是人类营养学史上最早根据营养作用对食物进行的分类(说明:“五谷”泛指粮食,“五果”泛指水果,“五畜”泛指肉类,“五菜”泛指蔬菜)。下列说法正确的是 ( )
A.“五谷”能够为人体生命活动提供能量
B.“五果”富含糖类,其中葡萄糖、蔗糖均为单糖
C.“五畜”富含脂肪,其组成元素与磷脂相同
D.“五菜”富含纤维素,可被人体直接消化吸收利用
A 解析:“五谷”泛指粮食,其中含有大量糖类物质,能够为人体生命活动提供能量,A正确;蔗糖属于二糖,B错误;脂肪含C、H、O,磷脂含C、H、O、P,甚至还含有N,它们组成元素不相同,C错误;纤维素属于多糖,人体内没有水解纤维素的酶,因此纤维素一般不能被人体直接消化吸收利用,D错误。
7.(2025·渭南高一检测)早餐是一日三餐中最重要的一餐。健康合理的早餐搭配有助于保持身体的健康,让人精力充沛。一种常见的早餐配餐如下:猪肉包子、杂粮粥、多种蔬菜、豆浆、全麦面包、牛奶、鸡蛋。请回答下列问题:
(1)该早餐中至少包括了两类植物多糖,它们是________和________。
(2)该早餐中富含K、Ca、Zn、P、Mg、Fe等人体必需的元素,其中属于微量元素的有________。Mg2+是构成叶绿体中________的成分,植物缺Mg叶子会发黄。Fe2+是参与构成________的成分。
(3)该早餐中含有脂肪、磷脂、固醇等脂质,固醇类物质包括________、________、________等。植物脂肪大多含有________(填“饱和”或“不饱和”)脂肪酸。
答案:(1)淀粉 纤维素
(2)Zn、Fe 叶绿素 血红素
(3)胆固醇 性激素 维生素D 不饱和
解析:(1)全麦面包中含有淀粉,多种蔬菜中含有纤维素。所以该早餐中至少包括了两类植物多糖,它们是淀粉和纤维素。(2)细胞中常见的化学元素中,含量较多的有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等元素,称为大量元素;有些元素含量很少,如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等,称为微量元素。该早餐中富含K、Ca、Zn、P、Mg、Fe等人体必需的元素,其中属于微量元素的有Zn、Fe。有些元素是细胞内许多重要化合物必不可少的成分,Mg2+是构成叶绿体中叶绿素的成分。Fe2+是参与构成血红素的成分。(3)固醇类物质包括胆固醇、性激素、维生素D等。植物脂肪大多含不饱和脂肪酸,动物脂肪大多含饱和脂肪酸。
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