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第2章 第3节
细胞中的糖类和脂质（一）
导学目标
（明确目标1分钟）
1.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。
2.举例说出糖类和脂质之间的相互转化关系。
3.关注糖类、脂肪等的过量摄入对健康的影响。
课堂导入
（2分钟）
肥胖被预测为21世纪的流行病和人类健康的第一杀手，肥胖会引起高血压、冠心病、脂肪肝、糖尿病等，因此，在日常饮食中，不少人对糖类和脂质是唯恐避之不及，更有一些爱美人士因害怕变胖，而把糖类和脂质视为天敌。
糖类和脂质有哪些种类？它们在生命活动中有哪些作用呢？
新知精讲
知识点一、细胞中糖的种类、分布和功能（9分钟）
1．功能：生物体进行生命活动的主要能源物质。
2．组成元素：只有C、H、O三种元素。
3．分类、分布及功能 （依据：水解情况）
种类 特点 常见种类 分布 功能
单糖 不能水解，可直接被细胞吸收 五碳糖 核糖 （C5H10O5） 动植物细胞 组成RNA
脱氧核糖 （C5H10O4） 组成DNA
六碳糖 （C6H12O6） 葡萄糖 细胞中主要的能源物质
果糖 植物细胞
半乳糖 动物细胞
二糖 （C12H22O11） 水解后能够生成两分子单糖，必须水解成单糖才能被细胞吸收 蔗糖 （蔗糖→葡萄糖＋果糖） 甜菜、甘蔗、水果等植物细胞中，可用以加工红糖、白糖、冰糖 能水解成单糖而供能
麦芽糖 （麦芽糖→葡萄糖＋葡萄糖） 发芽的小麦等植物细胞中
乳糖 （乳糖→葡萄糖＋半乳糖） 人和动物的乳汁中
多糖 （C6H10O5）n 水解后能够生成许多单糖，必须水解成单糖才能被细胞吸收，自然界中含量最多 淀粉 （淀粉→许多葡萄糖） 玉米、小麦、水稻、马铃薯、山药等植物细胞中 植物细胞中重要的储能物质
纤维素 （纤维素→许多葡萄糖） 植物细胞壁 植物细胞壁的主要成分
糖原 （糖原→许多葡萄糖） 肝糖原 主要存在于人和动物的肝脏和肌肉中
糖原 （糖原→许多葡萄糖） 肌糖原 主要存在于人和动物的肝脏和肌肉中 糖原是人和动物细胞中重要的储能物质； 肝糖原可调节血糖含量 肌糖原可为肌肉供能
肝糖原
单糖、二糖、多糖的 转化关系
[拓展深化]糖类的其他分类情况
（1）按功能分
①能源糖类：葡萄糖（细胞主要能源物质）、淀粉（植物细胞储能物质）、糖原（动物细胞储能物质）等。
②结构糖类：核糖（RNA组分）、脱氧核糖（DNA组分）、纤维素（植物细胞壁组分）、糖被中的多糖等。
（2）按化学性质分
①还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖等，可与斐林试剂在水浴加热的情况下反应，产生砖红色沉淀。
②非还原糖：蔗糖、淀粉、糖原、纤维素等。
（3）按分布分：（见右图）
【典例示范】
例1.下列关于糖类化合物的叙述，正确的是（　　）
A.葡萄糖、果糖、半乳糖都是还原糖，但三者元素组成不同
B.肥胖、高血压、龋齿等都直接或间接与长期糖摄入超标有关
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，麦芽糖是纤维素的水解产物之一
【解析】葡萄糖、果糖、半乳糖都是单糖，都具有还原性，糖类的元素组成均为C、H、O三种，A错误。人体的健康膳食中需要进行“控糖”，人类的肥胖、高血压、龋齿和某些糖尿病等都直接或间接与长期糖摄入超标有关，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。淀粉初步水解产物为麦芽糖，彻底水解产物为葡萄糖；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。
【答案】B
【探究总结】
1.关于糖类物质的几个误区
（1）大多数糖类分子中H：O＝2：1，并非所有的糖类分子中都是如此，如脱氧核糖。
（2）分子中H：O＝2：1的物质不一定是糖类，如甲醛（CH2O）、乙酸（C2H4O2）等。
（3）五碳糖参与核酸构成，纤维素是植物细胞壁的组分（结构物质），它们不能为生命活动提供能量。
（4）有甜味的物质不一定是糖类，如糖精、乙二醇、甘油等；糖类并不一定都有甜味，如淀粉、纤维素、乳糖、半纤维素、果胶质等。
知识点二、了解脂质（8分钟）
1．分布及作用：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。
2．组成元素：主要是C、H、O，有些脂质还含有P、N。（特点：脂质分子中C、H多O少，而糖类则相反，C、H少O多）
3．化学性质：分子结构差异很大，通常不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂，如丙酮、氯仿、乙醚等。
4．种类、分布及功能
种类 生理功能及分布
脂肪 （储能脂质） ①组成：甘油＋脂肪酸→脂肪 ②功能：a.细胞内良好的储能物质。（主要功能） b.很好的绝热体，有绝热、保温作用。“胖人怕热” c.能缓冲和减压，可以保护内脏器官。“瘦人怕撞” ③分布：动物的皮下、肠系膜、大网膜及内脏周围
磷脂 （结构脂质） ①功能：细胞膜、细胞器膜等生物膜的重要成分 ②分布：人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆种子等
固醇 （功能脂质） 胆固醇 功能：①动物细胞膜的重要成分，使细胞膜在低温条件下仍能保持一定的流动性。②参与血液中脂质的运输。③阳光（紫外线）照射下可转化为维生素D
性激素 功能：①促进人和动物生殖器官的生长发育以及生殖细胞的形成②激发并维持第二性征及雌性动物的性周期
维生素D 功能：能有效促进人和动物肠道对Ca、P的吸收，调节Ca、P代谢
【典例示范】
例2.根据哈佛大学的一项研究表明，长期窝在电视机前的“沙发土豆”更易患上心血管疾病。刚上高一的小军假期看了这则新闻后，想起了生物课上刚学的胆固醇，下列有关其说法不正确的是（　　）
A.人体血液中脂质的运输与胆固醇有关
B.动物的细胞膜中分布有胆固醇和磷脂分子
C.胆固醇、性激素和脂肪等均属于固醇类物质
D.限制高胆固醇类食物的摄入可降低心血管疾病的发生
【解析】脂质包括脂肪、磷脂和固醇。其中，动物的细胞膜中包含有磷脂与胆固醇。
【答案】C
【知识总结】
在本知识点的学习中，要重点掌握脂质的分类和功能，同时要注意以下两点：
1.固醇的相对分子质量小，口服后可被吸收。
2.糖类是主要的能源物质，脂肪是良好的储能物质。
3.各种不同脂质的元素组成不完全相同，脂肪只含有C、H、O，磷脂含有C、H、O、N、P，固醇只含有C、H、O。
4.脂肪≠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。
5.胆固醇≠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。
6.生物大分子≠多聚体，生物大分子是分子量达到上万或更多的有机分子，多聚体是由许多单体连接而成的。多聚体都是生物大分子，生物大分子不一定是多聚体。
活动探究
（16分钟）
探究1：细胞中糖类的组成、分类和功能
1．为什么将糖类称为“碳水化合物”？
答案：糖类分子都是由C、H、O三种元素构成的，多数糖类分子中H、O原子的比例是2：1，类似于水分子。
2．葡萄糖和蔗糖都是还原糖吗？蔗糖水解产物中只有葡萄糖吗？
答案：葡萄糖是还原糖，蔗糖不是还原糖。蔗糖水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖。
3．下图是一个汉堡中的几种多糖的组成，淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖，为什么它们在化学性质上有很大差异？
答案：三种多糖的基本单位都是葡萄糖，但葡萄糖连接的方式不同，使它们具有了不同的化学性质。
4．糖类是主要的能源物质，是不是意味着所有的糖类都是能源物质？
答案：不是。如核糖、脱氧核糖、纤维素等均不是能源物质。
5．从糖类的元素组成上分析糖类彻底氧化分解的产物是什么？
答案：CO2和H2O。
探究2：细胞中的脂质、生物大分子
1．分析有关脂质的几个问题：
（1）公鸡有鲜艳的羽毛，鸣叫嘹亮，这与公鸡体内的哪种物质直接有关，其化学本质是什么？
（2）黑熊在冬眠前要大量地进食，为冬眠积聚能量，这些能量主要储存在哪种成分中？
答案：
（1）与性激素有关，化学本质是脂质。
（2）脂肪是动物体内主要的储能物质，所以能量主要存在于脂肪中。
2．脂质是指一类在化学组成和分子结构上差异很大，不溶于水而易溶于乙醚、氯仿等脂溶性有机溶剂的有机物。结合教材内容，分析下面材料并回答问题。
（1）脂肪
材料　与糖类类似，脂肪也由C、H、O三种元素组成，所不同的是脂肪中氧的含量远远少于糖类，而H的含量更多。据分析，1 g脂肪氧化分解可释放出约39 kJ的能量，1 g糖原氧化分解可释放出约17 kJ的能量，但1 g脂肪在体内储存所占的体积是1 g糖原的1/5。
一种脂肪分子的结构式：
①脂肪的元素组成是________，________物质还含有______元素，而磷脂中还含有______等元素。
②与糖原相比，为什么脂肪是良好的储能物质？
③分析材料，并归纳脂肪的其他功能。
（2）磷脂和固醇
材料　细胞膜的化学组成基本相同，主要由脂质、蛋白质和糖类组成。各成分含量分别约为50%、40%、2%～10%。膜脂质主要由磷脂、胆固醇构成。在大多数细胞的膜脂质中，磷脂占总量的70%以上，胆固醇不超过30%。胆固醇还参与血液中脂质的运输，但过多摄入会在血管壁上沉积，造成血管阻塞，危及生命。
据材料分析，细胞膜中含有哪些脂质类物质？
答案：（1）①C、H、O　固醇类　N　P　②a.由于脂肪中含碳和氢量比糖类多，因此在氧化分解时的耗氧量要比糖类多，释放出来的能量也多，产生的水也多。b.单位质量的脂肪体积比糖原小很多，有利于储藏。③脂肪除是细胞内良好的储能物质外，还具有保温、缓冲和减压作用。
（2）磷脂是构成细胞膜和细胞器膜的主要成分，胆固醇是动物细胞膜的重要成分。
课堂小结
（引导学生总结归纳课堂要点思维导图，进行学生展示、交流与教师总结，3分钟）
课堂达标
（5分钟）
1．下列关于生物体内糖类物质的叙述，正确的是（　　）
A．麦芽糖在动植物细胞中都能检测到
B．单糖、二糖和多糖在细胞内可以相互转化
C．糖类物质都是细胞内的能源物质
D．糖类物质在细胞内不能储存
【解析】动物细胞不含有麦芽糖；核糖、脱氧核糖、纤维素不是能源物质，肌糖原和肝糖原能暂时储存。
【答案】B
2．生物体进行生命活动的主要能源物质和细胞内良好的储能物质分别是（　　）
A．蛋白质、脂肪 B．糖类、脂肪
C．脂肪、糖类 D．糖类、蛋白质
【解析】糖类是主要能源物质，脂肪是储能物质。
【答案】B
3.医生给低血糖休克病人静脉注射50%葡萄糖溶液，其目的是（　　）。
A.供给全面营养 B.供给能量 C.维持细胞的渗透压 D.供给水分
【解析】葡萄糖是细胞的主要能源物质。
【答案】B
4.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，是构成液泡膜的主要成分
B.性激素的化学本质是蛋白质，对维持生物体的生殖起着重要的调节作用
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.企鹅体内的脂肪有减少热量散失、维持体温恒定的作用
【解析】磷脂含有P元素；性激素的化学本质是固醇；脂肪在动物的一般组织细胞中都有分布，也可以分布在植物细胞中。
【答案】D
★5.根据下列生物学事实回答问题：
材料一　熊在入冬之前要吃大量的食物，这些食物在体内转化为脂肪被储存起来了。熊冬眠时，再将其进行分解，以维持生命活动。
材料二　生活在南极寒冷环境中的企鹅，体内脂肪可厚达4 cm。
材料三　幼儿晒太阳，可以使皮肤表皮细胞内的胆固醇转化为维生素D，起到预防佝偻病的作用。
（1）材料一说明脂肪是　　　　　　　　　，分布在动物内脏器官周围的脂肪还具有　　　　　　的作用。
（2）材料二说明脂肪具有　　　　的作用。
（3）材料三说明维生素D具有　　　　　　　　　　　的作用，维生素D、性激素和胆固醇都属于　　　　类的脂质。
（4）以上没有提到的一类脂质是　　　　，其主要作用是 。
【解析】（1）材料一说明脂肪是生物体内的储能物质，熊在冬眠时进行分解利用，动物内脏器官周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用。（2）材料二说明脂肪具有保温的作用。（3）材料三说明维生素D能够促进人和动物对钙和磷的吸收，维生素D、性激素和胆固醇均属于固醇类脂质。（4）材料和题干中没有提到的一类脂质是磷脂，其主要作用是构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分。
【答案】（1）生物体内良好的储能物质　缓冲和减压　（2）保温　（3）促进人和动物对钙和磷的吸收　固醇　（4）磷脂　构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分。

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