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第3节　细胞中的糖类和脂质
课标要求 核心素养
1．概述糖类的种类和作用。 2．举例说出脂质的种类和作用。 1．生命观念——物质与能量观：糖类和脂质作为能源物质的特点。
2．科学思维——归纳与概括：对比分析糖类和脂质的种类、作用及相互关系。
3．社会责任——结合糖尿病、高血脂等疾病了解糖类和脂质与人体健康的关系。
知识导图

学霸记忆
1．糖类是主要的能源物质，也是细胞结构的重要组成成分。
2．脂肪是细胞内良好的储能物质，磷脂是构成生物膜的重要成分。
3．胆固醇是参与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；性激素促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成；维生素D能促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
一、细胞中的糖类
1．元素组成和功能
(1)元素组成：______________。
(2)功能：细胞中主要的____________。
C、H、O　
能源物质　
2．糖类的种类与作用
项目 概念 常见种类 分布
单糖 不能水解的糖 ________ __________
____________
__________
二糖 水解后能够生成______个单糖分子的糖 蔗糖 ________
麦芽糖
乳糖 ________
多糖 水解后能够生成许多个单糖分子的糖 ________ 植物
纤维素
________ 动物
核糖　
动植物　
脱氧核糖　
葡萄糖　
两　
植物　
动物　
淀粉　
糖原　
二、细胞中的脂质
1．元素组成：主要是______________，有些还含有__________。
2．种类和功能
C、H、O　
种类 功能
脂肪 (1)细胞内良好的____________
(2)是一种很好的绝热体，动物皮下的脂肪层具有________作用
(3)分布在动物内脏器官周围的脂肪具有______________作用，可以保护内脏器官
磷脂 构成__________和多种____________的重要成分
N、P　
储能物质　
保温　
缓冲和减压　
细胞膜　
细胞器膜　
种类 功能
固 醇 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________的运输
性激素 促进人和动物____________的发育以及生殖细胞的形成
维生素D 促进人和动物肠道对__________的吸收
脂质　
生殖器官　
钙和磷　
(1)葡萄糖是单糖，不能水解，可被细胞直接吸收。 (　　)
(2)乳糖存在于动物乳汁中，可被小肠上皮细胞直接吸收。 (　　)
(3)淀粉不甜，因此不属于糖类。 (　　)
(4)糖类都能为生命活动提供能量。 (　　)
(5)脂质由C、H、O三种元素组成。 (　　)
活学巧练
√　
×　
×　
×　
×　
(6)脂肪是细胞结构的主要组成成分。 (　　)
(7)人和动物皮下含量丰富的储能物质是脂肪。 (　　)
(8)性激素和维生素D都属于脂肪。 (　　)
(9)细胞生物都含有磷脂。 (　　)
(10)胆固醇对人的健康有害无益。 (　　)
×　
√　
×　
√　
×　
思考：
1．淀粉、纤维素和糖原具有不同功能的原因是什么？
提示：由教材P24图可以知道，构成三种多糖的都是葡萄糖，但葡萄糖之间的连接方式不同以及形成的空间结构不同，使它们具有不同的功能。
2．是否所有的糖类都能作为生物体内的能源物质发挥作用？请举例说明。
提示：不是。核糖和脱氧核糖组成核酸，纤维素构成植物细胞壁，均不能作为生物体内的能源物质。
3．脂肪与糖类在元素组成上有区别吗？同质量的脂肪与糖类供能时，哪一个消耗氧气量较多？哪一个释放的能量较多？
提示：两者元素组成都是C、H、O，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。
知识点?
1．糖类的元素组成
糖类分子都是由C、H、O三种元素构成的，因为多数糖类分子中氢、氧原子数之比是2∶1，类似水分子，所以糖类也被称为“碳水化合物”。
特别提醒：不要误认为所有糖类中N(H)∶N(O)＝2∶1，如C5H10O4 (脱氧核糖)N(H)∶N(O)≠2∶1；也不要误认为分子中N(H)∶(O)＝2∶1的物质都是糖类，如CH2O(甲醛)不属于糖类。
细胞中的糖类
2．糖类的种类及其功能
(1)依据糖类能否被水解，可将糖类分为单糖、二糖和多糖等。
种类 分布 功能
单 糖 五碳糖 核糖(C5H10O5) 动植物细 胞中都有 组成RNA的重要成分
脱氧核糖(C5H10O4) 组成DNA的重要成分
六碳糖 葡萄糖(C6H12O6) 动植物细 胞中都有 主要的能源物质，被称为“生命的燃料”
果糖(C6H12O6) 植物细胞 组成其他复杂化合物的重要成分
半乳糖(C6H12O6) 动物细胞
种类 分布 功能
二 糖 麦芽糖(由两个葡萄糖分子脱水缩合形成) 植物，发芽的谷粒中较多 储能物质，水解为单糖
蔗糖(由果糖和葡萄糖脱水缩合形成) 植物，甜菜、甘蔗中较多
乳糖(由半乳糖和葡萄糖脱水缩合形成) 动物的乳汁中
种类 分布 功能
多 糖 淀粉 植物的储藏器官中 植物细胞中重要的储能物质
纤维素 棕榈、棉、麻类等植物中 是构成植物细胞壁的重要成分
糖原 肝糖原 动物的肝脏中 储存能量，调节血糖
肌糖原 动物的肌肉组织中 储存和提供能量
几丁质 (壳多糖) 甲壳类动物、昆虫的外骨骼中 作为支撑身体的骨架，对身体起保护作用
(2)依据糖在动、植物细胞中的分布
(3)依据糖的功能不同分类
①细胞生命活动所需要的主要能源物质，如葡萄糖等。
②细胞的重要储能物质，如淀粉、糖原等。
③细胞的重要结构物质，如脱氧核糖、核糖、纤维素、几丁质等。
(4)依据糖是否具有还原性分类
①还原糖，可与斐林试剂反应，在50～65 ℃水浴加热条件下出现砖红色沉淀，如葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖等。
②非还原糖，如淀粉、蔗糖、纤维素、糖原等。
拓展
糖原、淀粉、纤维素的基本组成单位是葡萄糖，三者的区别取决于空间结构不同；几丁质是N－乙酰葡糖胺聚合而成的，单体不是葡萄糖。
3．糖类之间的相互转化
特别提醒：蔗糖在蔗糖酶的作用下水解为果糖和葡萄糖，淀粉在淀粉酶的作用下水解为麦芽糖，麦芽糖在麦芽糖酶的作用下水解为葡萄糖。
　　　　　下列有关糖类的叙述正确的是 (　　)
A．动物细胞中的多糖主要是乳糖和糖原
B．纤维素是细菌细胞壁的主要组成成分
C．葡萄糖是构成麦芽糖和糖原的基本单位
D．一分子蔗糖可水解产生两分子的果糖
典例1
典例剖析
C　
解析：乳糖是二糖，不是多糖，A错误；纤维素是植物细胞壁的主要组成成分，细菌细胞壁的主要组成成分是肽聚糖，B错误；一分子麦芽糖由两分子葡萄糖脱水缩合而成，糖原是以葡萄糖为基本单位脱水缩合形成的，C正确；一分子蔗糖可水解为一分子果糖和一分子葡萄糖，D错误。
1．(不定项)下列关于糖类的说法错误的是 (　　　)
A．蔗糖和乳糖水解的产物都是葡萄糖
B．葡萄糖是构成麦芽糖、纤维素、淀粉和糖原的基本单位
C．各种糖类都是生物体生命活动的能源物质
D．所有糖类都可以用斐林试剂检测
变式训练
ACD　
解析：蔗糖的水解产物是葡萄糖和果糖，乳糖的水解产物是葡萄糖和半乳糖，A错误；麦芽糖是由两分子葡萄糖缩合而成的，淀粉、纤维素和糖原的基本单位都是葡萄糖，B正确；纤维素是植物细胞壁的主要成分，不参与能量供应，C错误；斐林试剂只能用于还原糖的检测，D错误。
知识点?
脂质的特点
(1)脂质分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量多于糖类。
(2)不同的脂质分子结构差异很大，通常都不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂，如丙酮、乙醚、氯仿等。
细胞中的脂质
按功能 分类 按化学本 质分类 元素组成 功能及分布
贮存 脂质 脂肪 C、H、O ①主要功能：细胞内良好的储能物质；很好的绝热体，起保温作用；缓冲和减压作用，可以保护内脏器官
②主要分布：皮下和内脏器官周围
结构 脂质 磷脂 C、H、O、 N、P ①主要功能：是构成细胞膜、细胞器膜的重要成分
②主要分布：人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆的种子中
按功能 分类 按化学本 质分类 元素组成 功能及分布
功能 脂质 固 醇 胆固醇 C、H、O 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
性激素 能促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成，激发并维持第二性征及雌性动物的性周期
维生素D 促进人和动物肠道对钙、磷的吸收
　　　　　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，对维持生物体生殖过程起重要的调节作用
C．脂肪只存在于动物的脂肪细胞中，而其他部位和植物细胞中没有
D．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
典例2
典例剖析
D　
解析：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；性激素的化学本质是固醇，属于脂质；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；脂质存在于所有细胞中，因为磷脂是构成细胞膜的重要成分。
2．(2021·广东省实验中学期中)下列关于脂质的叙述，错误的是 (　　)
A．脂肪是细胞内良好的储能物质
B．磷脂和胆固醇都参与构成动物细胞膜
C．日常炒菜用的花生油中的脂肪含不饱和脂肪酸
D．脂质都是由C、H、O三种元素构成的
变式训练
D　
解析：脂肪是细胞内良好的储能物质，A正确；磷脂和胆固醇都是构成动物细胞膜的重要成分，B正确；植物脂肪大多含不饱和脂肪酸，如花生油，C正确；脂质中脂肪和固醇的组成元素为C、H、O，磷脂的组成元素有C、H、O、P，有些还含有N，D错误。
1．四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。
2．相同质量的糖类和脂肪的代谢特点
(1)共同点：都含有大量的化学能，都可以氧化分解为生命活动供能，产物都是CO2、H2O。
(2)不同点：①糖类中氧的相对含量多，碳、氢的相对含量少，耗氧少，释放的能量少；②脂肪中氧的相对含量少，碳、氢的相对含量多，耗氧多，释放的能量也多。
3．糖类和脂质的转化
(1)在糖类供应充足的情况下，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。
误区警示(1)脂肪不等同于脂质：脂肪只是脂质中的一种，脂质除了脂肪外，还包括磷脂和固醇等。
(2)胆固醇不等同于固醇：固醇和胆固醇虽然都是脂质，但其范围不同，胆固醇是固醇中的一种。
　　　　　(2020·山东淄博期末改编)下列关于生物体内脂质与糖类的叙述，正确的是 (　　)
A．脂质与糖类的组成元素相同
B．脂质与糖类可以大量相互转化
C．脂肪、淀粉、糖原都是人体细胞内的储能物质
D．相同质量的脂肪和糖原氧化分解时，前者耗氧多，释放的能量也多
典例3
D　
解析：脂质与糖类的组成元素不一定相同，如脂质中磷脂的组成元素可能为C、H、O、N、P，而糖类的组成元素为C、H、O，A错误。在糖类供应充足时，可以大量转化成脂肪，但脂肪不能大量转化成糖类，B错误。淀粉是植物细胞中的储能物质，脂肪、糖原都是人体细胞内的储能物质，C错误。相同质量的脂肪和糖原相比，脂肪中O含量低，氧化分解时，脂肪耗氧多，释放的能量也多，D正确。
解疑答惑
?问题探讨 P23
1．提示：葡萄糖是细胞生长的主要能量来源。
2．提示：脂肪细胞能将葡萄糖转化为脂肪。
?旁栏思考 P24
提示：糖尿病病人饮食中，米饭、馒头等主食富含淀粉，淀粉经消化分解后生成的是葡萄糖。
?旁栏思考 P25
提示：纤维素虽然不能被人体消化吸收，却能促进肠道的蠕动，增强肠道的功能。纤维素在肠道微生物的作用下，约有5%发生分解，产生胶状物质以及乳酸、乙酸、二氧化碳等。这些物质既能维持肠道的酸度，减少有害微生物的繁殖，又能缓冲肠壁对葡萄糖的吸收，还有利于粪便的排出。更为有益的是某些微生物在肠道中分解纤维素的同时，还能生成B族维生素中的许多物质，如泛酸、肌醇和维生素K等，供人体吸收。
?思考·讨论 P26
1．提示：脂肪主要分布在人和动物体内的皮下、大网膜和肠系膜等部位。某些动物还在特定的部位储存脂肪，如骆驼的驼峰。
2．提示：花生、油菜、向日葵、松子、核桃、蓖麻等植物都含有较高的脂肪，这些植物的脂肪多储存在它们的种子里。
3．提示：脂肪除了可以储存大量能量外，还具有隔热、保温、减压和缓冲的作用，可以有效地保护动物和人体的内脏器官。
4．提示：脂肪的摄入和储存对维持人体正常代谢起着十分重要的作用。但是不适当地摄入脂肪则会引起体内代谢不平衡，从而导致多种疾病，譬如目前常见的心血管疾病、肥胖症等。
?旁栏思考 P27
提示：糖类和脂肪可以相互转化，玉米、谷类和菜叶中都含有大量的糖类，糖类可以大量转化成脂肪。
?练习与应用 P27
一、概念检测
1．(1)√　磷脂是细胞膜的组成成分，所有细胞都有细胞膜。
(2)×　纤维素是植物细胞特有的成分。
(3)×　人体细胞内无淀粉。
2．C　植物细胞内的多糖有淀粉和纤维素。
二、拓展应用
1．提示：(1)减少甜味食品摄入，如含蔗糖(白砂糖、绵白糖、冰糖、红糖)、葡萄糖和果糖等的食物。减少油炸食品和肥肉的摄入。
(2)①少食多餐，切忌暴饮暴食。②食物种类多样化，保证营养均衡。③避免或尽量减少油炸、油煎、油焖、糖醋、腌制、酱汁等高油高糖高盐食品。④避免或尽量少吃零食，学会观看食物配料表，食品添加剂多的食物尽量避免，合理搭配营养素比例。⑤烹调方式尽量选择煮、蒸、炖、烩等少油方式。
2．提示：糖类是生物体主要利用的能源物质，尤其是大脑和神经所利用的能源必须由糖类来供应。而脂肪是生物体内最好的储备能源。脂肪是非极性化合物，可以以无水的形式储存在体内。虽然糖原也是动物细胞内的储能物质，但它是极性化合物，是高度的水合形式，在机体内储存时所占的体积相当于同等质量的脂肪所占体积的4倍左右。因此脂肪是一种很“经济”的储备能源。与糖类氧化相比，在生物细胞内脂肪的氧化速率比糖类慢，而且需要消耗大量氧气，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，所以对于生物体的生命活动而言，糖类和脂肪都可以作为储备能源，但是糖类是生物体生命活动利用的主要能源物质。
1．脂质在生物体内的含量较少，但是具有重要的作用。下列有关脂质的说法，正确的是 (　　)
A．脂肪中C、H、O的含量很高，而N、P含量很少
B．由于脂肪中C、H所占比例较高，因此脂肪是生物体内主要的能源物质
C．磷脂是构成细胞膜和细胞器膜的重要成分
D．胆固醇在人体内只参与血液中脂质的运输
解析：脂肪只由C、H、O三种元素构成；生物体内主要的能源物质是糖类，脂肪是生物体内主要的储存能量的物质；胆固醇还是构成动物细胞膜的重要成分。
C　
2．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的糖类　②植物细胞主要的能源物质　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
解析：①DNA中的糖为脱氧核糖，故DNA称为脱氧核糖核酸；RNA中的糖为核糖，故RNA称为核糖核酸。②植物细胞内的主要能源物质是糖类，细胞内主要利用糖的氧化来产生ATP。③乳糖只存在于动物乳汁中，而糖原存在于肌肉、肝脏处，分别称为肌糖原、肝糖原。
B　
3．(2021·北京西城区高一期末)植物的生长发育和产量在很大程度上取决于种子质量。糖类是生命活动的主要能源物质，能为植物生长、发育提供必需的能量，是一切生命活动的基础。有学者研究了小麦种子中还原糖和总糖含量的变化，为科学调控小麦种子萌发提供理论依据。
实验方法和步骤：将新鲜的、经过筛选的小麦种子放入培养箱中，小麦种子吸水4小时后开始萌芽，至44小时，进入幼苗生长阶段。各种糖含量的测定在小麦种子吸水4小时后开始，之后每隔4小时测定一次，持续到44小时为止。测定结果：见下图。
请回答下列问题：
(1)植物体内的糖类按照是否能够被水解分为____________________三类。
(2)检测还原糖可用________试剂，此试剂与还原糖在_________ _____条件下反应生成______________。
单糖、二糖、多糖　
斐林　
(水浴) 　
加热　
砖红色沉淀　
(3)根据上图检测结果分析：
①小麦种子萌发12小时后，还原糖的量____________；发生这一变化与种子萌发12小时后______________增强，使________消耗迅速增加密切相关。
②种子萌发20小时后，蔗糖含量下降的原因是_________________ _____________________________。
逐渐增加　
(细胞)呼吸　
淀粉　
蔗糖分解成果糖和　
葡萄糖(蔗糖分解生成还原糖)　

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