2.3 细胞中的糖类和脂质（教学设计）生物人教版2019必修1

第3章 组成细胞的分子 第3节　细胞中的糖类和脂质 年级 高一年级 授课时间 1课时 课题 第1节　细胞中的糖类和脂质 教材分析 本节内容包括细胞中的糖类和细胞中的脂质两部分内容。在“问题探讨”部分设计了动物细胞培养的培养基需要添加葡萄糖的情境，及在培养脂防细胞时即便培养基中没有添加脂防，新形成的脂肪细胞也会出现油滴。这两个问题，可使学习指向糖类在细胞中的作用，和糖类与脂质的转化的学习。 本节课主要讲述糖类和脂质的种类和作用，明确糖类是细胞的重要结构，又是生命活动的主要能源，了解脂质对生物体和细胞的重要作用，最后说明了蛋白质、糖类、核酸这三类生物大分子都是以单体为单位的多聚体，都是以碳链为骨架，认知碳是生命的核心元素等内容。这与前面学习的细胞中的元素和化合物等内容密切联系，也是后面学习细胞的结构、功能、代谢、繁殖和遗传进化、血糖平衡的调节等内容的基础。本节内容连同本章其它章节是对细胞的物质组成的学习，是学习细胞结构和功能的基础。通过本节内容的学习能较深入认识生命的物质基础、理解生命活动中物质的变化、科学地理解生命本质、形成辩证唯物自然观。 教学目标 【课标要求】 概念1 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位 1.1 细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子 1.1.3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 1.1.4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 【素养目标】 1.举例说出糖类的种类和作用，阐明糖类既是细胞结构的重要组成成分，又是生命活动的主要能源物质。（生命观念） 2.举例说出脂质的主要种类和作用。（生命观念） 3.举例说出糖类和脂质的相互转化。（生命观念） 4.关注糖类、脂肪等的过量摄入对健康的影响，在改进自己膳食习惯的同时，向他人宣传健康饮食的观念。（社会责任） 教学重、难点 【教学重点】 1.糖类的种类和作用。 2.脂质的种类和作用。 【教学难点】 1.多糖的分子结构及作用。 2.脂肪的分子结构及作用。 3.糖类与脂质的相互转化。 教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 新课导入 【创设情境】 播放视频素材“脂肪和糖哪个更有害健康”，提出问题：在物质富足的当代社会，人们越来越关注健康饮食，糖类和脂肪是我们食物中重要的营养物质，它们在细胞中有什么重要作用呢？ 学生观看视频，思考回答相应问题。 新知探究 一、细胞中的糖类 课件展示我们生活中熟悉的糖，提出问题： ①糖都是甜的吗？ ②甜的物质一定是糖类吗？ 由问题“淀粉、纤维素不甜，为什么也属于糖类呢”引出重点知识。 【探究活动1】认识细胞中的糖类 阅读教材P23~25，结合资料思考细胞中的糖类有关的问题： 资料1：观察几种单糖的化学结构式及分子式。 问题1：糖类的元素组成及特点？ 糖类分子一般由 三种元素构成； 糖分子中H原子和O原子之比是 。 【注意】糖类又称“碳水化合物”，简写为(CH2O)； H:O为2:1的不一定是糖类分子，例如甲醛CH2O。 资料2：观察葡萄糖、核糖、麦芽糖、淀粉的化学结构式。 问题2：什么叫单糖、二糖和多糖？其分类的依据是什么？ 根据能否水解，以及合成时消耗的单糖分子数将糖类分为： ①单糖——不能水解的糖（可被细胞直接吸收） ②二糖——由两分子单糖脱水缩合而成的糖（可水解为二分子单糖，一般要水解为单糖后才能被细胞吸收） 资料3：图示为二糖的合成与水解。 ③多糖——由多个单糖脱水缩合而成的糖（可水解为多个葡萄糖） 资料4：观察纤维素、淀粉、糖原的分子结构。 问题3：组成淀粉、糖原、纤维素的基本单位是什么？ 为什么基本单位相同功能却相差很大？ 教师引导学生区分不同多糖的结构，对比分析不同多糖的区别，引导学生分析结构与功能的关系，形成“结构与功能相适应”的观念。通过介绍日常生活中常见的多糖，总结不同多糖的功能区别。 【思考】为什么人类很难消化纤维素，营养学家还将其列为人类“第七类营养素”呢？ 补充：能否被纤维素酶除去细胞壁，是区分植物细胞和原核细胞的方法之一。 【知识拓展】人体所需的营养素 食物中含有人体所需的蛋白质、糖类、脂肪、维生素、无机盐和水六大类营养物质。此外，食物中还含有膳食纤维。 不同于六大营养物质，人的肠道里没有专门消化纤维素的微生物，膳食纤维既不能被体内的消化酶所分解，也不能被机体吸收利用，但却是维护身体健康所必须的。鉴于膳食纤维与人体健康的密切联系，有的科学家把它排列在六大营养素之后，称为第七营养素。 问题4：植物细胞特有的糖、动物细胞特有的糖、动植物细胞共有的糖分别有哪些？ 问题5：细胞中糖类有哪些功能？ 问题6：食物中的糖是如何成为人体细胞中的糖？ 【易错补充】关于糖类物质的几个认识误区 1.不是所有的糖都有甜味，如纤维素、淀粉没有甜味。 2.不是所有的糖都可用斐林试剂检测，如淀粉、蔗糖、纤维素等为非还原糖。 3.不是所有的糖都是能源物质，如核糖、 脱氧核糖、纤维素等参与构成细胞的组成成分或结构。 4.不是糖原都能水解为葡萄糖，如肝糖原能水解为葡萄糖，而肌糖原不能直接水解为葡萄糖。 根据生活经验，讨论回答： ①淀粉、纤维素不甜，但都属于糖类物质。 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。 问题1： C、 H、O；2：1。 问题2：根据能否水解，以及合成时消耗的单糖分子数将糖类分为单糖、二糖、多糖。 归纳总结，完成单糖的表格。 归纳总结，完成表格“二糖的种类”。 仔细观察图片，思考并回答问题。 问题3：葡萄糖；葡萄糖的数量、连接方式不同，导致结构不同。 归纳总结，完成表格“多糖的种类”。 结合生活经验，思考并回答问题。 问题5： 归纳总结糖类的功能： （1）细胞中主要的能源物质； （2）参与细胞结构的组成； （3）参与细胞内核酸的组成。 随堂检测 1．下列关于细胞中糖类物质的叙述，正确的是（　　） A．组成糖类物质的必需元素是C、H、O、N，其中C属于最基本元素 B．葡萄糖为单糖，麦芽糖和蔗糖为二糖，均能与斐林试剂反应呈砖红色 C．葡萄糖被称为“生命燃料”，在糯米细胞中经脱水缩合后可形成糖原和淀粉 D．糯米细胞含有的纤维素能促进人体肠胃消化，被称为人类的“第七营养元素” 【答案】D 【详解】 A．种子在发育过程中甜味逐渐变淡是因为大量可溶性糖转变为脂肪，A正确； B．脂肪中的氧少于可溶性糖，种子形成过程中，可溶性糖转变为脂肪，种子干重中氧元素相对含量会有所下降，B正确； C．随种子萌发天数的增加，细胞代谢增强，自由水含量增多，细胞中结合水的相对含量下降，C正确； D．由于种子萌发初期不能进行光合作用，故萌发过程中有机物总量减少；脂肪可转化为其他的可溶性糖，使有机物种类增多，D错误。 2.海藻糖是一种由两个葡萄糖分子脱水缩合而成的非还原二糖。《自然》杂志中提到“对于许多生命体而言，海藻糖的有无，意味着生存或者死亡”。下列说法正确的是（　　） A．脱水缩合反应还发生在氨基酸形成蛋白质的过程中 B．动物细胞中常见的二糖是糖原和乳糖 C．海藻糖与斐林试剂在水浴加热条件下可产生砖红色沉淀 D．海藻糖与磷脂的化学元素组成完全相同 【答案】A 【详解】 A．单体脱水缩合形成多聚体是细胞生命大分子构建的基本模式，蛋白质是多聚体，其形成过程可发生脱水缩合，即脱水缩合反应还发生在氨基酸形成蛋白质的过程中，A正确； B．动物细胞中常见的二糖是乳糖，糖原是多糖，B错误； C．海藻糖是一种由两个葡萄糖分子脱水缩合而成的非还原二糖，故不能与斐林试剂在水浴加热条件下可产生砖红色沉淀，C错误； D．海藻糖是一种由两个葡萄糖分子脱水缩合而成的非还原二糖，故组成海藻糖的化学元素为C、H、O，磷脂的化学元素为C，H、O、N、P，D错误。 3.马铃薯叶肉细胞内光合作用的主要终产物除淀粉外还有蔗糖，蔗糖可以进入筛管被运输到植株各处。下列有关叙述正确的是（　　） A．蔗糖作为光合产物的主要运输形式是因其有还原性 B．蔗糖进入人体后可直接被吸收并引起血糖快速升高 C．淀粉完全水解后的产物是人和动物合成糖原的原料 D．水分子通过氢键与淀粉结合后可成为良好的溶剂 【答案】C 【详解】 A．淀粉是多糖，蔗糖是二糖，蔗糖比淀粉相对分子质量小，是光合作用的主要运输形式，A错误； B．蔗糖是二糖，进入人体后需在蔗糖酶的作用下水解为葡萄糖和果糖才能被吸收，不能直接被吸收，B错误； C．糖原和淀粉的基本单位都是葡萄糖，淀粉完全水解后的产物是葡萄糖，葡萄糖可用于糖原的合成，C正确； D．自由水可作为良好的溶剂，但与淀粉结合的水是结合水，结合水不能作为溶剂，D错误。 4.糖类是细胞中重要的能源物质，生物体内的糖类绝大数以多糖的形式存在。下列有关淀粉、糖原和纤维素的叙述错误的是（　　） A．三者的组成元素都是C、H、O，基本单位都是葡萄糖 B．三者分别与新配制的斐林试剂混合并水浴加热，都呈蓝色 C．人体摄入的淀粉和纤维素，都会被消化分解成葡萄糖才能吸收利用 D．糖原是人和动物细胞的储能物质，肝糖原会分解产生葡萄糖 【答案】C 【详解】 A．淀粉、糖原和纤维素均为多糖，组成元素均为C、H、O，基本单位均为葡萄糖，A正确； B．斐林试剂用于检测可溶性还原糖，需在沸水浴条件下与还原糖反应生成砖红色沉淀。三者均为非还原性多糖，无法与斐林试剂反应，混合后仍呈斐林试剂的蓝色，B正确； C．人体可分泌淀粉酶分解淀粉为葡萄糖，但缺乏分解纤维素的酶，因此纤维素无法被消化利用，C错误； D．糖原是动物细胞的储能物质，肝糖原分解可直接生成葡萄糖以补充血糖，D正确。 5．《诗经·大雅》有“周原膴膴（wǔ），堇荼（tú）如饴（yí）”的诗句，说明远在西周时就已有饴糖（麦芽糖）。饴糖被认为是世界上最早制造出来的糖。下列关于糖类的叙述正确的是（　　） A．人体小肠直接吸收“饴”后可用于合成糖原储存起来 B．麦芽糖和几丁质含有的元素种类相同，但元素的比例不同 C．脱氧核糖和葡萄糖既存在于动物细胞内又存在于植物细胞内 D．多糖的功能不同是因为构成它们的单糖种类、数目和排列顺序不同 【答案】C 【详解】 A．麦芽糖为二糖，需水解为单糖（葡萄糖）才能被小肠上皮细胞吸收，A错误； B．麦芽糖含C、H、O，几丁质含C、H、O、N，元素种类不同，B错误； C．脱氧核糖是DNA的组成成分，葡萄糖是主要能源物质，动植物细胞均含有DNA和葡萄糖，C正确； D．多糖功能差异主要由空间结构决定（如淀粉、糖原、纤维素均由葡萄糖构成），而非单糖种类或排列顺序，D错误。 新知探究 二、细胞中的脂质 播放视频素材“为什么糖吃多了会长胖呢”，引发对糖类和脂质的关系的思考。 【探究活动2】认识细胞中的脂质 阅读教材P25~27，结合资料思考细胞中的脂质有关的问题。 资料1：观察某种脂肪分子的结构式。 脂肪是由1分子甘油与3分子脂肪酸发生反应而形成的酯，即甘油三酯（三酰甘油）。 问题1：脂肪的组成元素有哪些？与糖类有何异同？ 资料2：表中为同质量的脂肪和糖类氧化分解的差异。 问题2：脂肪元素组成的特点与脂肪的什么功能有关？ 资料3：生活在北极地区的海豹，胸部皮下脂肪的厚度可以达到60毫米，脂肪保暖有利于保持体温维持正常的生长，胸部皮下的脂肪厚可以保护胸内的器官心脏等避免冻伤。 问题3：《中国食物与营养发展纲要（2025—2030》提出“食用油摄入量减少到25-30g”。脂肪真是有害无益吗？脂肪还有什么作用？ 【知识拓展】脂肪酸种类 【知识归纳】.脂肪 （1）元素组成：由C、H、O三种元素组成。 （2）结构：由1分子甘油和3分子脂肪酸反应生成的酯。 ①甘油部分简单，且不可变化。 ②脂肪酸部分可变（种类和分子长短不同,有饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸）。 （3）功能： ①细胞内良好的储能物质 ②良好的绝缘体隔热、保温 ③缓冲、减压保护内脏器官 资料4：右图为磷脂分子的结构式。由图可知磷脂分子一般由元素 构成；包括 三个部分。 问题4：磷脂分子有什么结构特点？在细胞中有什么功能？ 【知识归纳】.磷脂 （1）元素组成：C、H、O、N、P。 （2）结构：由1分子甘油和1分子磷酸、2分子脂肪酸构成。 （3）功能：构成细胞膜和细胞器膜的重要成分。 （4）分布：人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆的种子。 问题5：为什么儿童晒太阳能预防佝偻病？ 提示：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，在一定程度上可预防佝偻病的发生。 【知识归纳】.固醇 （1） 元素组成：C、H、O （2） 类型： ①胆固醇：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。 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。 ③维生素D：有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。 【知识归纳】细胞中的脂质 问题6：给家畜、家禽提供富含淀粉的饲料（如玉米、谷类等），为什么会起到“肥育”的效果？ 引导学生对所学知识进行应用，在活动中让学生体会健康生活的理念。 糖类与脂质相互转化的条件： ①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。 ②脂肪一般只在糖类代谢发生障碍，引起功能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类。 【归纳拓展】糖类和脂质的比较 【归纳拓展】细胞中的能源物质 1.能源物质：细胞中，细胞中，糖类、脂肪、蛋白质都是能源物质，当其被氧化分解时，其中的化学能释放出来，供生命活动利用。 2．主要能源物质：正常情况下，糖类分解供能约占总能量的70％以上，因此，糖类是生命活动的主要能源物质。 3．储能物质：脂肪分子中储存着大量能量，是细胞中的主要储能物质，动物细胞的糖原和植物细胞的淀粉也是重要的储能物质。 4．直接能源物质：生命活动所需能量由ATP水解提供，储能物质所含能量只有转移到ATP中才能用于各项生命活动，因此，ATP是直接能源物质。 5．三大能源物质的供能顺序：生物体先由糖类氧化供能，当糖类供能不足时，依次由脂肪、蛋白质供能。蛋白质除在正常代谢中提供部分能量外，一般不供能。当需要蛋白质大量供能时，说明生物体已病重或生命接近终结。 【健康生活】 播放视频素材，认识饮食与健康的关系，引导学生形成健康的饮食习惯，少吃高盐、高糖、高脂肪食物。 观察脂肪的结构式，总结与糖类的异同点： 相同点：脂肪分子组成元素与糖类相同，一般由C、H、O三种元素构成； 不同点：脂肪中O的含量远少于糖类，而H的含量更多。 思考并回答问题2：脂肪是细胞内良好的储能物质。 思考并回答问题3：皮下厚厚的脂肪层，起到保温的作用。脂肪还具有缓冲和减压的作用，可以保护内脏器官。 阅读教材P25~27，归纳脂肪、磷脂、固醇的组成元素、功能等。 小组合作，完成表格。 讨论回答问题6：细胞中的糖类和脂肪是可以相互转化的，动物从体外吸收的多余糖类可以在体内转变成脂肪。 对比分析糖类与脂肪，完成表格。 随堂检测 6.在2025年全国两会上“体重管理年”成为热议话题，健康的饮食方式需要合理的控制糖类和脂肪。下列有关糖类和脂肪的叙述中正确的是 （　　） A．糖类转化为脂肪的过程中，元素的种类会发生变化 B．糖类转化为脂肪的过程不利于能量的储存 C．糖类可以大量转化为脂肪，脂肪也可以大量转化为糖类 D．脂肪是良好绝热体，鲸、海豹等具有厚厚的脂肪层 【答案】D 【详解】 A、脂肪和糖类的元素组成相同，都为C、H、O，因此糖类转化为脂肪的过程中，元素的种类不会发生变化，A错误； B、与相同质量的糖类相比，等量的脂肪氧化分解释放的能量更多，因此，糖类转化为脂肪的过程有利于能量在细胞内的储存，B错误； C、糖类充足时可大量转化成脂肪，因此肥胖患者体内的过多脂肪可能是因为日常摄食的糖类过多，由糖类大量转化来的，但脂肪不能大量转化为糖类，C错误； D、脂肪是一种良好的绝热体，能够有效地阻止热量的散失。鲸、海豹等水生哺乳动物生活在寒冷的环境中，它们体内厚厚的脂肪层不仅为它们提供了能量来源，还起到了保温的作用，D正确。 7.右图是油菜种子在形成和萌发过程中，糖类和脂肪含量的变化曲线。下列分析错误的是（　　） A．种子形成过程中，甜味逐渐变淡的原因是可溶性糖转化为脂肪 B．种子形成过程中，种子干重中氧元素相对含量会有所下降 C．种子萌发过程中，细胞中的结合水更多转化为自由水，新陈代谢速率提升 D．种子萌发过程中，有机物的含量增多，有机物的种类也增多 【答案】D 【详解】 A、种子在发育过程中甜味逐渐变淡是因为大量可溶性糖转变为脂肪，A正确； B、脂肪中的氧少于可溶性糖，种子形成过程中，可溶性糖转变为脂肪，种子干重中氧元素相对含量会有所下降，B正确； C、随种子萌发天数的增加，细胞代谢增强，自由水含量增多，细胞中结合水的相对含量下降，C正确； D、由于种子萌发初期不能进行光合作用，故萌发过程中有机物总量减少；脂肪可转化为其他的可溶性糖，使有机物种类增多，D错误。 8.下列对动植物糖类、脂质的分类与比较正确的是（     ） 【答案】D 【详解】 A、脂肪与固醇是并列关系，二者同属于脂质，A错误； B、固醇属于脂质，是小分子物质，B错误； C、蔗糖不是还原糖，葡萄糖不是二糖，C错误； D、动植物细胞共有的糖是葡萄糖、核糖、脱氧核糖，动物细胞特有的糖是乳糖和糖原，植物细胞特有的糖是麦芽糖、蔗糖、淀粉和纤维素，D正确。 9.维生素D3可从牛奶、鱼肝油等食物中获取，也可在阳光下由皮肤中的7-脱氢胆固醇转化而来，继而被运往肾脏，在羟化酶的作用下转化为活化的维生素D3，活化的维生素D3促进小肠等部位对钙的吸收。下列说法正确的是（     ） A．维生素D3和磷脂都属于脂质，它们分子结构非常相似 B．3H标记7-脱氢胆固醇，可先后在核糖体、内质网上检测到放射性 C．儿童参加户外运动、多接触阳光可以促进骨骼发育 D．维生素D是动物细胞膜的重要成分，还能参与人体血液中脂质的运输 【答案】C 【详解】 A、维生素D3和磷脂分子结构差异很大，但它们都属于脂质，A错误； B、7-脱氢胆固醇不是分泌蛋白，不涉及分泌蛋白的合成和分泌途径，B错误； C、晒太阳促进维生素D的合成，有利于肠道对钙的吸收，促进骨骼发育，即儿童参加户外运动、多接触阳光可以促进骨骼发育，C正确； D、胆固醇是动物细胞膜的重要成分，还能参与人体血液中脂质的运输，维生素D不具备上述功能，D错误。 课堂小结 板书设计 一、细胞中的糖类 1.元素组成:只由C、H、O组成 2.分类（按组成分） (1)单糖 (2)二糖 (3)多糖 二、细胞中的脂质 1.元素组成：一般由C、H、O组成。有的含有N、P 2.分类 教学反思 本节课内容比较简单，而且生活中学生对糖类和脂质并不陌生，在化学课上对糖类和脂质的知识也有所学习，所以教学重点放在指导学生利用知识储备进行自学。 本节内容概念较多，在课堂上结合资料分析，积极联系生活实际，创设问题情境，激发学生思考，引导学生观察、分析，从而得出合理的结论。通过学习，学生认同糖类和脂质不仅参与细胞的结构组成，也是细胞执行多项生命活动的物质基础，从而在之前的学习上进一步发展学生对生命的物质观的认识。教学中结合视频素材，引导学生能够将所学的细胞中糖类和脂质的相关知识应用于生活和健康领域，探讨这些知识与人体健康、疾病等方面的关联。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$