1、第3节 细胞中的糖类和脂质 概念认知自主学习一、细胞中的糖类 1.元素组成和功能:(1)元素组成:一般是由_组成。(2)功能:细胞中主要的_。2.糖类的分类:各序号代表物质名称:_ _ _ _ _ _ _ C、H、O 能源物质 单糖 二糖 多糖 葡萄糖、核糖和脱氧核糖 麦芽糖和蔗糖 糖原和几丁质 警示 糖类又称为“碳水化合物”,简写为(CH2O),但不是所有糖中氢原子和氧原子之比都是21,如C5H10O4(脱氧核糖)。二、细胞中的脂质 1.元素组成:主要是_,有些还含有_。2.脂质的化学性质:脂质分子结构差异很大,通常不溶于_,而溶于_。3.脂质的分类及功能:C、H、O N、P 水 脂溶性有机
2、溶剂【点拨】(1)植物中的脂肪大多含有不饱和脂肪酸,在室温下呈液态;(2)动物脂肪大多含有饱和脂肪酸,在室温下呈固态。【质疑批判】某同学学习糖类和脂质后,总结出以下结论:乳糖存在于动物乳汁中。细胞内的糖类都有甜味,其水解都可产生葡萄糖。胆固醇对人的健康有害无益。性激素的化学本质是蛋白质。磷脂是构成生物膜的重要成分,细胞膜中都含磷脂。你的判断:正确的结论有_。【思维激活】在极寒之地,北极熊依靠其体内厚厚的脂肪层,度过了漫长的极夜。体现了脂肪的什么作用?提示:保温和储能的作用。【教材开发】P25 批判性思维 问题:植物性食物中含有大量的纤维素,但人的消化系统中没有分解纤维素的酶。为什么一些营养学家
3、还建议要多摄入纤维素呢?提示:纤维素不能被肠道消化、吸收,也不能产生能量。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,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。能力形成合作探究学习任务一:糖类【情境探究】汉堡美味可口,深受人们喜爱。当你在吃汉堡时,你可能同时吃进三种多糖,如图所示:思考:如果是鲜虾汉堡,除图中三种多糖外,还有什么多糖?提示:几丁质。【探究活动】(生命观念物质与能量观)1.糖类的两种分类:(1)依据分布分类:(2)依据功能划分:还原糖:葡萄糖、果糖、麦芽糖等。非还原糖:多糖、蔗糖等。2.糖类的功能:(1)生物体的主要能源物质,如
4、葡萄糖氧化分解释放能量。(2)生物体重要的结构物质:糖组成成分纤维素植物细胞的细胞壁脱氧核糖DNA核糖RNA几丁质甲壳类动物和昆虫的外骨骼(3)细胞中储存能量的物质,如植物的淀粉、动物的糖原等。探讨:小麦是我国北方的主要粮食作物。小麦种子中储能的糖是什么?它被人体消化、吸收后,以何种多糖储存在生物体内的?提示:淀粉;糖原。3.糖类的组成和分布:(1)二糖的组成和分布:种类分子式组成分布蔗糖C6H12O6葡萄糖+果糖甘蔗和甜菜麦芽糖葡萄糖+葡萄糖发芽的小麦等谷粒中乳糖葡萄糖+半乳糖人和动物乳汁(2)多糖:种类分布淀粉粮食作物的种子中,植物变态的茎或根及一些植物的果实中糖原主要分布在人和动物的肝脏
5、和肌肉中纤维素植物的茎秆和枝叶及所有植物细胞的细胞壁几丁质(壳多糖)广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中4.糖类之间的转化:(1)转化模式图:(2)多糖的水解产物:淀粉葡萄糖;纤维素葡萄糖;糖原葡萄糖。【易错陷阱】理解糖类出现的三个误区(1)误认为所有的糖类都是能源物质。核糖、脱氧核糖、纤维素不能氧化分解提供能量,只是生物体的组成成分。(2)误认为所有的糖类都有甜味。细胞中的单糖、二糖一般有甜味,而多糖如淀粉、糖原、纤维素则没有甜味。(3)误认为肝糖原和肌糖原都可以水解为葡萄糖补充血糖。肝糖原可水解为葡萄糖,补充生物体内的血糖,肌糖原不能直接转化为葡萄糖,补充血糖。【素养案例】在有些生物中,可
6、以发生糖类的如下转化过程:“淀粉麦芽糖葡萄糖糖原”。下列有关叙述错误的是()A.此生物是动物,因为能将淀粉转化为糖原 B.上述四种糖类物质可能存在于同一个细胞中 C.淀粉和糖原都是储存能量的多糖,麦芽糖属于二糖,葡萄糖为单糖 D.淀粉麦芽糖葡萄糖的变化发生在该生物的消化系统内【思维流程】【解析】选B。糖原是动物特有的多糖,淀粉是植物特有的多糖,题中四种糖类物质不可能存在于同一个细胞中,此生物能将淀粉转化为糖原,应为动物,A正确、B错误;淀粉和糖原都是储存能量的多糖,麦芽糖是二糖,葡萄糖是单糖,C正确;动物的消化道内含有淀粉酶、麦芽糖酶,可以将淀粉消化为麦芽糖、葡萄糖,D 正确。【素养迁移】(1
7、)题中葡萄糖合成糖原主要发生在人体的什么细胞中?提示:肝脏和肌肉。(2)麦芽糖能出现在人体细胞中吗?提示:不能,人体不能吸收也不能合成麦芽糖。【题后反思】四种与能量有关的物质(1)葡萄糖:主要的能源物质。(2)脂肪:细胞内良好的储能物质。(3)淀粉:植物细胞内重要的储能物质。(4)糖原:动物细胞内重要的储能物质。【典题加练】1.我们常吃的棒棒糖和汉堡包,虽然味道不同,却都含有糖类。下列关于糖类化合物的叙述,正确的是()A.葡萄糖、果糖、乳糖都是单糖 B.淀粉、糖原、纤维素都是由葡萄糖聚合而成的多糖 C.蔗糖、麦芽糖、乳糖都可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀 D.蔗糖是淀粉的水解产物之一,麦芽糖是纤
8、维素的水解产物之一【解析】选B。乳糖是二糖。还原糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀,而蔗糖为非还原糖;淀粉初步水解产物是麦芽糖,彻底水解产物是葡萄糖,纤维素初步水解产物是纤维二糖,彻底水解产物是葡萄糖。2.糖类在细胞中具有重要的作用,下列关于细胞内糖类的叙述正确的是()A.蔗糖水解后的产物均不具有还原性 B.麦芽糖是构成纤维素的基本单位 C.脱氧核糖是动植物细胞都有的单糖 D.糖类物质都是细胞内的能源物质【解析】选C。蔗糖水解后的产物是葡萄糖和果糖,葡萄糖和果糖都具有还原性,A错误;构成纤维素的基本单位是葡萄糖,B错误;脱氧核糖是DNA的组成成分,动植物细胞都有DNA,所以都有脱氧核糖,C正确;糖
9、类物质并不都是细胞内的能源物质,如五碳糖是核酸的成分,纤维素是细胞壁的成分,都不作为能源物质,D错误。3.下列关于糖类的叙述,正确的是()A.单糖可以被进一步水解为更简单的化合物 B.淀粉、糖原和纤维素的单体相同,则三种多糖的空间结构也相同 C.几丁质是昆虫外骨骼的组分,单体为葡萄糖 D.糖类是多数植物体干重中含量最多的化合物【解析】选D。单糖是不能水解的糖,A错误;淀粉、糖原和纤维素的单体相同,都是葡萄糖,三种多糖的空间结构不同,B错误;几丁质是昆虫外骨骼的组分,几丁质中含有N等元素,而葡萄糖中不含有N,因此几丁质的单体不是葡萄糖,C错误;植物通过光合作用将二氧化碳和水合成糖类等有机物,并且
10、植物细胞壁的结构成分也有糖类,因此大多数植物体干重中含量最多的化合物是糖类,D正确。学习任务二:脂质的种类和作用【情境探究】佝偻病,又叫骨软化症,是以维生素D缺乏导致钙、磷代谢紊乱和临床以骨骼的钙化障碍为主要特征的疾病。预防和治疗佝偻病均需补充维生素D并辅以钙剂,防止骨骼畸形和复发。思考:治疗佝偻病除了补充钙之外还要补充维生素D,原因是什么?提示:维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙磷的吸收。【探究活动】(科学思维模型与建模)1.三种脂质的生理作用不同:2.脂肪和糖原的比较:脂肪糖原相同元素C、H、O作用氧化分解,释放能量不同H所占比例较高,氧化分解释放能量多 H所占比例较低,氧化分解释放能量
11、少探讨:同质量的脂肪与糖类供能时,哪一种消耗氧气量较多?哪一种释放的能量较多?提示:脂肪与糖类相比,氢含量高、氧含量低,氧化分解供能时,脂肪消耗氧气量较多,释放能量也较多。3.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。探讨:人们常说“增肥容易,减肥难”,下面是细胞中某些物质的相互转化关系图: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。提示: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代谢出现障碍,引起供能不足时才会分解供能,而且
12、不能大量转化为糖类,所以“增肥容易,减肥难”。【易错陷阱】脂质的三个思维误区(1)误认为所有生物细胞膜上都含有胆固醇。胆固醇存在于动物细胞膜上,植物细胞膜上不存在胆固醇。(2)误认为脂质等同于脂肪。脂肪只是脂质中的一类物质。(3)误认为脂肪也可以大量转化为糖类。糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪,而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,而且不能大量转化为糖类。【素养案例】脂质包括脂肪、磷脂和固醇等,下面是关于脂质的叙述,其中正确的是()A.磷脂由C、H、O三种元素组成,是构成细胞膜的重要成分 B.性激素的化学本质是蛋白质,对生物体生殖细胞的形成起着重要的调节作用
13、C.脂肪存在于动物的脂肪细胞中,植物细胞中也有 D.胆固醇是大肠杆菌、木耳、黄牛和苹果细胞膜的重要组成成分【思维流程】【解析】选C。磷脂除了含有C、H、O外,还含有P甚至N,它是构成细胞膜的重要成分,A错误;性激素的化学本质是固醇,属于脂质,B错误;脂肪不仅存在于动物细胞中,在植物细胞中也有,如花生种子,C正确;胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分,植物、真菌和细菌细胞膜上没有,D错误。【素养迁移】(1)人细胞膜上只含有磷脂一种脂质吗?提示:还含有固醇。(2)检测植物细胞中是否含有脂肪,应该用什么试剂?提示:苏丹染液。【题后反思】常见脂质的判断方法(1)根据元素组成判断:只含C、H、O的脂质是脂肪
14、和固醇,含有P的脂质是磷脂。(2)根据作用判断:储能物质为脂肪,细胞膜结构的重要成分是磷脂。【典题加练】1.脂质存在于所有细胞中,是组成细胞和生物体的重要有机物。下列关于脂质的说法不正确的是()A.组成脂质的化学元素主要是C、H、O,有些脂质还含有N和P B.当人过多地摄入脂肪类食物又缺少运动时,就有可能导致肥胖 C.胆固醇是一种对人体有害无益的脂质 D.性激素能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成【解析】选C。组成脂质的化学元素主要是C、H、O,有些脂质如磷脂还含有 N 和 P,A正确;当人过多地摄入脂肪类食物又缺少运动时,会使脂肪在体内积累,就有可能导致肥胖,B正确;胆固醇是构成动
15、物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输,C错误;性激素具有促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成的作用,D正确。2.(2021大连高一检测)幼儿经常晒太阳可以使皮肤表皮细胞内的胆固醇转 化为维生素D,预防佝偻病。下列相关叙述错误的是()A.维生素D的作用是能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收 B.在一定强度的紫外线照射下,皮肤表皮的胆固醇可转化为维生素D C.人体细胞中的胆固醇、维生素D、性激素和磷脂同属于固醇类物质 D.不同脂质的分子结构差异很大,通常都不溶于水,而溶于有机溶剂【解析】选C。太阳光中有紫外线,在一定强度的紫外线照射下,皮肤表皮的胆 固醇可转化为维生素D,B
16、正确;磷脂不属于固醇,C错误;不同脂质如脂肪和固醇 等分子结构差异很大,通常都不溶于水,而溶于有机溶剂,D正确。学情诊断课堂测评1.(水平1概念检测)基于对细胞中的糖类和脂质的认识,判断下列关于细胞中糖类和脂质的叙述,正确的是_。糖类和脂质都含有C、H、O 糖类是细胞的能源物质,所有糖类均可供能 活细胞中都含有胆固醇和磷脂 多糖与二糖是可以水解的糖 脂肪的检测一定要用显微镜观察 相同质量的脂肪和糖原氧化分解,脂肪消耗的O2多【解析】选。糖类一般由C、H、O三种元素构成,脂质主要含C、H、O三种元素,有的还含有N、P,所以糖类和脂质都含有C、H、O,正确;纤维素不能供能,是构成植物细胞壁的成分,
17、错误;动物细胞膜含有磷脂和胆固醇,植物细胞不含有胆固醇,错误;多糖和二糖都能水解为单糖,正确;如果用植物油检测脂肪,不需要显微镜,错误;脂肪中H含量高,氧化分解消耗的O2多,正确。2.(水平1)(2021海口高一检测)人们喜欢食用玉米,玉米含有丰富的纤维素,可刺激胃肠蠕动,还可促进胆固醇的代谢从而达到降血脂、防止动脉硬化。下列叙述错误的是()A.纤维素属于植物多糖 B.胆固醇的结构单位是葡萄糖 C.淀粉是玉米的重要储能物质 D.植物蜡对玉米细胞起保护作用【解析】选B。纤维素属于植物特有的多糖,A项正确;胆固醇是小分子脂质物质,淀粉、纤维素和糖原的结构单位是葡萄糖,B项错误;玉米富含淀粉,其作用
18、是细胞中的重要储能物质,C项正确;植物蜡存在于玉米的叶、果实等表面,对玉米细胞有保护作用,D项正确。3.(水平1)东北虎主要分布于我国长白山、小兴安岭等地;华南虎主要分布于我国长江流域以南地区。根据我们学过的知识判断,东北虎为了与其生存环境相适应,与华南虎相比,下列哪种物质含量所占比例明显较高()A.糖原 B.蛋白质 C.脂肪 D.核酸【解析】选C。我国长白山、小兴安岭等地与长江流域以南地区相比,气温比较低。东北虎主要分布于我国长白山、小兴安岭等地,为了适应低温环境,体内脂肪含量相对较高,可以起到保温作用,防止热量散失,抵抗严寒环境。4.(水平2教材改编题)关于细胞中的糖类和脂质的叙述正确的是
19、 ()A.磷脂是所有细胞必不可少的脂质 B.脂肪、淀粉和糖原都是人体细胞中的储能物质 C.植物细胞和动物细胞的组成成分都有纤维素 D.植物细胞和动物细胞都有胆固醇【解析】选A。磷脂是细胞膜的重要成分,细胞必不可少,A正确;淀粉是植物细 胞内的储能物质,人体细胞中没有,B错误;动物细胞无纤维素,C错误;胆固醇存 在于动物细胞膜上,植物细胞不含有胆固醇,D错误。5.(水平2)如图是生物细胞中某种有机分子的结构式,下列相关叙述错误的是()A.这种物质在室温下往往呈液体形态 B.这种物质水解能产生合成磷脂的物质 C.鲸鱼体内含有丰富的这种物质,其具有保温作用 D.人体皮下组织中含有丰富的这类物质【解析
20、】选A。脂肪在室温下往往呈固体形态,A错误;脂肪水解能产生甘油和脂肪酸,是合成磷脂的物质,B正确;厚厚的脂肪层具有保温作用,C正确;人体皮下组织中含有丰富的脂肪,D正确。6.(水平2)多糖是构成细胞和生物体的重要物质,在生物体的生命活动中发挥着重要作用,请回答下列问题:(1)多糖的种类很多,在植物体内由葡萄糖构成的多糖有_(答出两种),这两种多糖的组成元素是_。(2)人体内也存在多糖,人体合成多糖的器官主要是_。(3)研究发现,天然酵母葡聚糖(一种多糖)能定向清除人体的毒素,提高吞噬细胞的吞噬能力。这一实例说明某些多糖具有_功能,有利于维持机体内环境的稳态。【解析】(1)植物细胞中常见的多糖是
21、纤维素和淀粉,其基本单位都是葡萄糖,这两种多糖的组成元素是C、H、O。(2)动物及人体细胞中常见的多糖是糖原,合成糖原的器官主要是肝脏、骨骼肌。(3)研究发现,天然酵母葡聚糖(一种多糖)能定向清除人体的毒素,提高吞噬细胞的吞噬能力。说明某些多糖具有免疫调节功能,有利于维持机体内环境的稳态。答案:(1)纤维素、淀粉 C、H、O(2)肝脏、骨骼肌(3)免疫调节(防御)【能力挑战题组】1.糖类广泛地存在于动植物细胞中,在生物体中发挥着重要的作用。下列有关糖类的叙述中,错误的是()A.发芽小麦种子中的麦芽糖经水解可产生葡萄糖 B.葡萄糖等还原糖加斐林试剂后会直接生成砖红色沉淀 C.葡萄糖、麦芽糖和果糖
22、均有还原性 D.乳糖、麦芽糖等不能被小肠上皮细胞直接吸收【解析】选B。麦芽糖经水解生成葡萄糖,A正确;葡萄糖与斐林试剂混合后需水浴加热才能生成砖红色沉淀,B错误;葡萄糖、麦芽糖和果糖均属于还原糖,C正确;乳糖和麦芽糖是二糖,分解成单糖后才能被小肠上皮细胞吸收,D正确。【误区警示】颜色检测反应中,斐林试剂检测还原糖需要水浴加热才可以产生砖红色沉淀,如果不加热就没有颜色变化。2.脂质与人体健康息息相关,下列叙述错误的是()A.分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲作用 B.磷脂能促进人体对钙、磷的吸收 C.脂肪、磷脂、维生素D都难溶于水 D.胆固醇既是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
23、【解析】选B。脂肪分布在内脏器官中具有缓冲和减压的作用,A正确;促进人 体对钙、磷吸收的脂质是维生素D,B错误;脂肪、磷脂、维生素D都属于脂质,脂质类物质都难溶于水,C正确;胆固醇既是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,D正确。3.如图是油菜种子在发育和萌发过程中,糖类和脂肪的变化曲线。下列叙述正 确的是()A.干重相等的可溶性糖和脂肪,所储存的能量大致相同 B.油菜种子发育过程中,由于可溶性糖更多地转变为脂肪,种子需要的N增加 C.若油菜种子萌发时干重增加,则增加重量主要由氧元素引起的 D.油菜种子萌发时,大量的脂肪氧化分解供能【解析】选C。干重相等的可溶性糖和脂肪,脂肪
24、所储存的能量更多,A错误;可溶性糖和脂肪都只有C、H、O,不需要N,B错误;种子萌发时,大分子物质水解需要消耗水,故增加重量主要由氧元素引起的,C正确;油菜种子萌发时,脂肪先转化为糖类,主要由糖类氧化分解供能,D错误。素养发展创新应用素材 减控“糖油盐”,为健康加分 在这个奶茶、甜品泛滥的时代,适当吃一些甜食可以在当下改变人们的心情状态,带来愉悦感,多数人逐渐养成长期高糖摄入的饮食习惯,但高糖摄入除了能导致肥胖和糖尿病外,还容易导致焦虑症和抑郁症等心理疾病。日常饮食中最离不开的调料油、盐,也是威胁人们健康的危险因素。专家表示:油的过量摄入增加了高血压、血脂异常、冠心病、脑卒中等慢性病的发病风险
25、;高盐饮食还与骨质疏松、胃癌等疾病密切相关。探究(1)盐是日常生活中不可缺少的调味品,减盐主要是减少_的摄 入。患急性肠炎的病人脱水时,需及时补充_和_,输入 _(填“葡萄糖盐水”“蒸馏水”或“5%葡萄糖注射液”)是常 见的治疗方法。(2)饮食要“减油”,“油”的主要成分是_,组成的化学元素是 _。(3)医生建议糖尿病患者要控制馒头、米饭的摄入量,原因是_。(4)倡导全民健康的生活方式,你有哪些合理化的建议可以做到减控“糖油 盐”。【解析】(1)减盐主要是减少Na+、Cl-的摄入。患急性肠炎的病人脱水时,需及时补充水和无机盐,输入葡萄糖盐水 是常见的治疗方法。(2)“油”的主要成分是脂肪,组成
26、的化学元素是C、H、O。(3)糖尿病患者的饮食受到严格控制,馒头、米饭等不能随意食用的原因是馒头、米饭的主要成分是淀粉,水解后变为葡萄糖,所以糖尿病患者不能随意食用。(4)减控“糖油盐”必须管住嘴,加工食品(包括含糖的饮料、糕点、甜品类食物)要少吃;平常做菜少放油、盐、糖;提倡坚持太极拳、慢跑等有氧运动。答案:(1)Na+、Cl-水 无机盐 葡萄糖盐水(2)脂肪 C、H、O (3)馒头、米饭的主要成分是淀粉,经消化后变为葡萄糖被人体吸收,所以糖尿病患者应控制摄入量 (4)减少食用加工食品(如含糖的饮料、糕点、甜品类食物);平常做菜少放油、盐、糖;提倡有氧运动等(合理即可)。【拓展阅读】脂肪与减
27、肥 有些人在平时脂肪和蛋白质的摄取都较少的情况下,依然会发胖,肥胖被称为人类健康的杀手。“瘦素”是英国研究人员发现的人体中一种重要激素,它能控制人的食欲,从而对人体是否发胖起到至关重要的作用,注射“瘦素”后,人的食欲会下降。思考:(1)为什么在摄入脂肪和蛋白质较少的情况下也会发胖?提示:食物中的糖类被消化吸收后,一部分氧化分解供细胞利用,多余部分会转 化为糖原储存起来,如果还有富余,则会转化为脂肪和某些氨基酸,从而导致发 胖。(2)某校生物兴趣小组想利用以下材料,设计实验探究“瘦素”能否控制动物 的食欲以及能否起到减肥作用,请帮他们完成下列实验设计。材料用具:身体健康、生长状况基本相同的大鼠若干只、普通饲料、一定剂量 的“瘦素”溶液、生理盐水,其他所需条件均满足。实验步骤:第一步:选取_,随机平均分为两组,并编号为_。第二步:甲组每天注射一定剂量的“瘦素”溶液,乙组每天注射_ _。第三步:在正常饲养的基础上,在_条件下分别饲养一段时间。第四步:一段时间后,观察大鼠的食欲状况,称量并统计各组大鼠的_。身体健康、生长状况基本相同的大鼠若干只 甲、乙 等量的生理盐 水 相同的适宜 体重