内容正文:
第3讲 细胞中的糖类和脂质
知识导图
情境导入
知识点1
细胞中的糖类
1.元素组成
一般情况下,糖类由C、H、O三种元素组成(几丁质含有氮的取代基)
2.分类
单糖
二糖
多糖
水解
情况
能
不能
可直接被细胞吸收
一般要水解成单糖才能被细胞吸收
2分子单糖
多分子单糖
缩合
缩合
水解
水解
彻底氧化分解
CO2+H2O+能量
:单糖
二糖
多糖
(1)根据水解情况
知识点1
细胞中的糖类
①常见
单糖
五碳糖
六碳糖
核糖
脱氧核糖
C5H10O5
C5H10O4
葡萄糖
果糖
半乳糖
C6H12O6
核糖
核苷酸
核糖核酸(RNA)
脱氧核糖
核苷酸
脱氧核糖核酸(DNA)
供能
ATP
(1)根据水解情况
dATP
知识点1
细胞中的糖类
细胞生命活动所需的主要能源物质,常被形容为“生命的燃料”。
小肠腔
小肠上皮细胞
血糖
各组织细胞中
主动运输
协助扩散
协助扩散
肾小管腔
肾小的管上皮细胞
葡萄糖
知识点1
细胞中的糖类
主动运输
协助扩散
葡萄糖(C6H12O6)
知识点1
细胞中的糖类
②常见 二糖
麦芽糖
蔗糖
乳糖
葡糖糖
葡糖糖
+
葡糖糖
+
果糖
葡糖糖
+
半乳糖
C12H22O11
水解
缩合
水解
缩合
水解
缩合
C6H12O6 + C6H12O6
C12H22O11
H2O
H2O
知识点1
细胞中的糖类
乳糖不耐症
种子吸水→胚合成赤霉素→糊粉层→
合成淀粉酶→胚乳中的淀粉水解成麦芽糖→运输到胚→发芽
麦芽糖
知识点1
细胞中的糖类
蔗糖
植物组织培养中提供能量、调节_________。
质量浓度为___________的蔗糖溶液用于质壁分离。
渗透压
0.3g/mL
葡萄糖和淀粉在叶绿体基质中合成,蔗糖则在细胞质基质中合成,是植物体运输糖类的主要形式。
知识点1
细胞中的糖类
③常见 多糖
淀粉
糖原
纤维素
几丁质
麦芽糖
葡萄糖
葡萄糖
纤维二糖
葡萄糖
N-乙酰葡萄糖胺
知识点1
细胞中的糖类
葡萄糖之间的连接方式和排列方式不同,形成了结构不同的淀粉、糖原和纤维素。
知识点1
细胞中的糖类
淀粉
淀粉是最常见的多糖,绿色植物通过光合作用产生淀粉,作为植物体内的储能物质存在于植物细胞中。
CO2 + H2O
光合作用
人摄入
麦芽糖
葡萄糖
消化
消化
糖原
储存
玉米、小麦、水稻的种子
马铃薯、山药、甘薯等的变态茎或根
储存
肝脏、肌肉
氧化
分解
CO2 + H2O + 能量
合成
淀粉
吸收
知识点1
细胞中的糖类
糖原
糖原主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中,是人和动物细胞的储能物质。
血糖
3.9~6.1mmol/L
肝糖原
肝糖原
肌糖原
分解
合成
膳食纤维被营养学界认定为第七类营养素。
不被消化吸收,促进胃肠蠕动,加快食物的消化、吸收,稳定肠道菌群等
纤维素
知识点1
细胞中的糖类
(2)依据还原性
+ 斐林试剂
水浴加热
砖红色沉淀
单糖
麦芽糖
乳糖
蔗糖
多糖
还原糖
非还原糖
二糖
知识点1
细胞中的糖类
3.功能
能源物质
(1)糖类是生物体的主要能源物质
结构物质
(2)构成细胞的某些物质或结构
知识点1
细胞中的糖类
3.功能
信息物质
(3)与蛋白质结合形成糖蛋白,与脂质结合形成糖脂,进行细胞表面识别、细胞间的信息传递、润滑、保护等。
①通常细胞膜上的糖蛋白或糖脂,其中的糖链位于外表面,具有识别和信息传递的作用
知识点1
细胞中的糖类
3.功能
②红细胞膜上的ABO血型抗原是糖蛋白或糖脂,起识别作用的主要是糖链
ABO血型多糖
Glc:葡萄糖
Gal:半乳糖
GalNAc:N-乙酰半乳糖胺
Gal:半乳糖
Fuc:岩藻糖
题型1
细胞中的糖类
D
例1.(2020·山东,16改编)棉花纤维由纤维细胞形成。蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累,在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成。研究人员用普通棉花品系培育了SUT表达水平高的品系F,检测两品系植株开花后纤维细胞中的蔗糖含量,结果如图所示。下列说法不正确的是( )
A.纤维素的基本组成单位是葡萄糖
B.曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量
C.15~18天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被
水解后参与纤维素的合成
D.提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期延后
题型1
细胞中的糖类
例2.植物组织培养过程中,培养基中常添加蔗糖,植物细胞利用蔗糖的方式如图所示。 下列叙述正确的是( )
A.转运蔗糖时,共转运体的构型不发生变化
B.使用ATP合成抑制剂,会使蔗糖运输速率下降
C.植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源
D.培养基的pH值高于细胞内,有利于蔗糖的吸收
B
知识点2
细胞中的脂质
1.元素组成
组成脂质的元素主要是C、H、O,有些脂质还含有P和N
脂肪
磷脂
氧元素比例低,
氢元素比例高。
脂质
糖类
氧元素比例高,
氢元素比例低。
比较元素组成
O↓
H↑
O↑
H↓
C、H、O
C、H、O + P、N
固醇
知识点2
细胞中的脂质
2.脂质的种类
构成动物细胞
膜的重要成分
参与人体血液
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
激发并维持第二性征
脂质
固醇
C、H、O
胆固醇
性激素
维生素D
磷脂
C、H、O、N、P
脂肪
C、H、O
构成细胞膜的重要成分
构成细胞器膜的重要成分
最常见的脂质,是细胞内良好的储能物质
保温、缓冲减压作用
有效促进肠道对钙和磷的吸收
知识点2
细胞中的脂质
脂肪
C51H98O6 H比例高,O比例低
饱和脂肪酸
不饱和脂肪酸
知识点2
细胞中的脂质
有机物
种类 元素组成
特点 氧化分解的需氧量 氧化分解
产生的水 释放能量
糖类
脂肪
呼吸商
O多H少
少
O少H多
多
少
多
等于1
小于1
少
多
功能1. 脂肪是细胞内良好的储能物质。
1g脂肪
39kJ
17KJ
1g糖原
为什么脂肪不是生物体利用的主要能源物质?
脂肪的氧化速率比糖类慢,而且脂肪的H含量大于糖类需要消耗大量氧气,此外,糖类氧化既可以在有氧条件下也可以在无氧条件下进行。所以,糖类是生物体生命活动利用的主要能源物质。脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起供能不足,才会分解供能。
糖类充足时,大量转化
糖类代谢障碍时,少量转化
糖类
脂肪
非必需氨基酸
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。
功能2. 脂肪是良好的绝热体,起到保温的作用。
知识点2
细胞中的脂质
种子类型
变化 非油料作物种子(如小麦) 油料作物种子(如花生)
种子形成时 可溶性糖(还原糖)→淀粉 糖类→脂肪
种子萌发时 淀粉→可溶性糖(还原糖) 脂肪→甘油、脂肪酸→糖类
种子形成时,光合作用产物的输入导致其干重增加。
种子萌发时,吸收水分导致其鲜重增加,非油料作物的种子由于只进行细胞呼吸导致干重减少,油料作物种子萌发初期干重有所增加(是因为脂肪转化为糖类的过程中增加了氧元素),然后再减少。
微拓展1:种子萌发与成熟
知识点2
细胞中的脂质
微拓展2:顺式脂肪酸与反式脂肪酸
反式
脂肪酸 熔点高 直链 降低磷脂流动性对人体有害
顺式
脂肪酸 熔点低 双键处打了一个弯 增强磷脂流动性利于人体健康
O
C
H2C — CH — CH2
O
CH2
CH2
CH2
CH3
O
C
CH2
CH2
CH2
CH3
O
CH
CH
O
O=P—OH
|
|
CH2
|
|
H2C
—N(CH3)3
+
顺式
C=C
H
H
C=C
H
H
顺式
反式
知识点2
细胞中的脂质
磷脂
H2C CH CH2
|
O
|
|
O
O
C=
R1
O
C=
R2
O
O=P—OH
|
|
O
X
可变部分
如卵磷脂为胆碱
磷酸残基
甘油残基
脂肪酸残基
知识点2
细胞中的脂质
磷脂在水中的分布情况
脂质体
微团
脂单分子层
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。
②功能:
③分布:
①元素: C、H、O、P甚至N
知识点2
细胞中的脂质
①元素:
C、H、O
②种类及作用:
胆固醇
性激素
维生素D
动物细胞膜的重要成分,在人体中参与血液中的脂质的运输。
促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成。
促进钙和磷的吸收
胆固醇
维生素D
性激素
紫外线
固醇
知识点2
细胞中的脂质
高密度脂蛋白胆固醇
低密度脂蛋白胆固醇
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。
饮食中过多地摄入胆固醇,会在血管壁上形成沉积,造成血管堵塞,危及生命。
题型2
细胞中的脂质
例3.谷类种子和油料种子分别以淀粉和脂肪为主要营养物质,种子萌发时这两种物质都氧化分解为CO2和H2O。
(1)油料作物种子如花生、蓖麻在播种时,播种的深度相对较浅,从物质代谢的角度分析,可能的原因是___________________________________________
_________________________________________________________________ 。
脂肪中氧的含量远远低于糖类,而氢的含量更高。等质量的脂肪与糖类氧化分解时,脂肪释放的能量更多,需要的O2多,产生的H2O多
题型2
细胞中的脂质
(2)现有谷类种子和油料种子各一组,请根据种子在适宜条件下萌发时O2消耗量与CO2释放量的关系,设计实验确定种子的类型,简要写出实验思路并预期实验结果及结论:
实验思路:分别检测这两组种子萌发时O2消耗量和CO2释放量的比值(或CO2释放量和O2消耗量的比值),并比较两组比值的大小。
预期实验结果和结论:
萌发时O2消耗量和CO2释放量的比值低(或CO2释放量和O2消耗量的比值高)的一组为谷类种子;萌发时O2消耗量和CO2释放量的比值高(或CO2释放量和O2消耗量的比值低)的一组为油料种子
知识点3
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应
1.还原糖 + 斐林试剂
砖红色沉淀
50~65℃水浴加热
3.脂肪 + 苏丹Ⅲ染液
橘黄色颗粒
2.蛋白质 + 双缩脲试剂
紫色
提取到的DNA + 二苯胺试剂
蓝色
沸水浴加热
显微镜观察
知识点3
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1.还原糖 + 斐林试剂
砖红色沉淀
50~65℃水浴加热
②斐林试剂
甲液:0.1g/mL NaOH溶液
乙液:0.05g/mL CuSO4溶液
甲液与乙液等体积混合使用
现配现用,水浴加热
①还原糖与非还原糖
③反应原理
甲液:0.1g/mL NaOH溶液
乙液:0.05g/mL CuSO4溶液
Cu(OH)2悬浊液
+ 还原糖
Cu(OH)2被还原糖还原
Cu2O(砖红色沉淀)
混合
水浴加热
非还原糖:所有的多糖、蔗糖
蓝色
棕色
砖红色
选择还原糖含量高且颜色浅(无色)的生物材料
知识点3
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
2.蛋白质 + 双缩脲试剂
紫色
①双缩脲试剂
A液:0.1g/mL NaOH溶液
B液:0.01g/mL CuSO4溶液
先加较多A液
再加少量(几滴)B液
双缩脲试剂最初是用来检测双缩脲的。
双缩脲试剂不能二肽反应
如果加入B液过量,蛋白质中的肽键全部参与了反应,剩余的Cu2+与OH-形成大量的蓝色Cu(OH)2絮状沉淀, 遮蔽了产生的紫色。
思考:鉴定蛋白质时,加入B液后,为什么没有产生紫色?
知识点3
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
3.脂肪 + 苏丹Ⅲ染液
橘黄色颗粒
显微镜观察
苏丹Ⅲ穿过细胞膜并溶于细胞内的脂肪滴中,可使脂肪滴呈橘黄色。
如果将生物组织制成足够薄的临时装片,就能在显微镜下观察到细胞中一个个被染色后的脂肪滴(橘黄色颗粒)。
取材
切片
制片
再滴加体积分数为50%的酒精,洗去浮色
观察
Lavf59.27.100
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