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第3节
细胞中的糖类和脂质
第2章 组成细胞的分子
阐明生命现象的规律，必须建立在阐明生物大分子结构的基础上。
---中国科学院院士 邹承鲁
>>>2019人教版高中生物学必修1课件
军训时候，某同学由于低血糖、体力不支而晕倒，这时候我们应该采取什么措施让她迅速得到缓解？
导入
糖类是主要的能源物质
在科学研究和制药等领域，经常要进行动物细胞培养。体外培养动物细胞时，需要为细胞分裂和生长提供营养。绝大多数情况下，培养基中都会有葡萄糖。
1、对于培养的细胞来说，葡萄糖可能起什么作用？
2、在培养脂肪细胞时，即便没有向培养基中添加脂肪，新形成的脂肪细胞中也会出现油滴。这说明什么？
细胞培养
糖类是细胞生命活动所需要的主要能源物质。
说明细胞可以将葡萄糖转化为脂肪。
问题探讨
请同学们自主阅读教材P23-25，思考讨论下列问题：
你能列举出生活中常见的糖类吗？
糖类为何被称为“碳水化合物”？
糖类可分为哪几类？它们都能为生命活动提供能量吗？
葡萄糖为什么被形容为“生命的燃料”？
自主学习
细胞中的糖类
你能列举出生活中常见的糖类吗？
甜
不甜
淀粉、纤维素并不甜，为什么也属于糖类呢？
白糖
红糖
冰糖
葡萄糖
馒头
米饭
棉花
糖类分子一般是由C、H、O三种元素构成的。
糖类(列举) 分子式
核糖 C5H10O5
脱氧核糖 C5H10O4
葡萄糖 C6H12O6
果糖 C6H12O6
半乳糖 C6H12O6
鼠李糖 C6H12O5
麦芽糖 C12H22O11
蔗糖 C12H22O11
乳糖 C12H22O11
淀粉 (C6H10O5)n
思考讨论：甜的物质一定是糖类吗？
阿斯巴甜比食糖甜200倍，是一种有机化合物，化学式是C14H18N2 O5 ，是一种人工甜味剂。但是它不属于糖类！
注意：H原子和O原子之比为2:1的不一定是糖类！
例如：甲醛（CH2O）
多数糖类分子中氢原子和氧原子之比是 2 : 1，类似水分子（H2O），所以糖类又被称为“碳水化合物”，简写为（ CH2O ）。
细胞中的糖类
糖类的元素组成
细胞中的糖类
糖类的分类
葡萄糖
（1）单糖：
不能水解的糖类
细胞中的糖类
糖类的分类
种类 分布 功能
单 糖 五碳糖 核糖 细胞中都有 组成RNA的成分
脱氧核糖 细胞中都有 组成DNA的成分
六碳糖 葡萄糖 细胞中都有 主要的能源物质
果糖 植物细胞中 提供能量
半乳糖 动物细胞中 提供能量
（1）单糖：
不能水解的糖类
细胞中的糖类
糖类的分类
（2）二糖：
由两分子单糖脱水缩合而成
甘蔗和甜菜、大多数蔬菜和水果中
蔗糖
葡萄糖
果糖
发芽的小麦等谷粒中
人和动物乳汁中
麦芽糖
葡萄糖
葡萄糖
乳糖
葡萄糖
半乳糖
（植物）
（植物）
（动物）
红糖、白糖、冰糖等都是_________。
蔗糖
细胞中的糖类
糖类的分类
（2）二糖：
由两分子单糖脱水缩合而成
细胞中的糖类
糖类的分类
种类 分布 功能
二 糖 蔗糖 植物体内 （甘蔗、甜菜中含量丰富，大多数水果和蔬菜中也含有） 提供能量
麦芽糖 植物体内 （发芽的小麦等谷粒中含量丰富） 乳糖 动物体内 （人和动物乳汁中含量丰富） （2）二糖：
由两分子单糖脱水缩合而成
糖类的分类
细胞中的糖类
（3）多糖：
由多分子单糖脱水缩合而成
淀粉：
糖原：
纤维素：
玉米、小麦、水稻的种子、马铃薯、山药、甘薯等植物的变态茎或根，以及一些植物的果实中。
主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中。
植物细胞壁的成分之一。植物茎杆和枝叶中的纤维。
生物体内的糖类绝大多数以 多糖 的形式存在
糖类的分类
细胞中的糖类
（3）多糖：
由多分子单糖脱水缩合而成
为什么淀粉、糖原和纤维素有相同的组成单位（葡萄糖），功能却相差很大？
葡萄糖排列方式和连接方式不同，形成了结构和功能不同的淀粉、糖原和纤维素。
糖类的分类
细胞中的糖类
（3）多糖：
由多分子单糖脱水缩合而成
几丁质（又称为壳多糖）：
（1）分布：广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中（真菌也含有）
（2）基本组成单位：氨基葡萄糖
（3）元素种类：C、H、O、N
（4）用途：废水处理、制作食品的包装纸和食品添加剂、制作人造皮肤等。
细胞中的糖类
糖类的分类
种类 分布 功能
多 糖 淀粉 植物种子、变态茎或根等储藏器官中 植物细胞的储能物质
纤维素 植物细胞的细胞壁、茎秆、枝叶等 构成植物细胞壁
糖原 人和动物的肝脏、肌肉中 人和动物细胞的储能物质
几丁质 甲壳类动物和昆虫的外骨骼中 构成外骨骼等
（3）多糖：
由多分子单糖脱水缩合而成
归纳·小结
分类 分布 功能
单糖 五碳糖 脱氧核糖 动植物细胞均有 DNA的组成成分
核糖 动植物细胞均有 RNA的组成成分
六碳糖 葡萄糖 动植物细胞均有 生命活动的主要能源物质
果糖 植物特有
半乳糖 动物乳汁组成部分
二糖 蔗糖 植物特有 植物体内运送的主要养料
麦芽糖 植物特有
乳糖 动物乳汁中
多糖 淀粉 植物特有 植物细胞的储能物质
糖原 动物肝脏、肌肉 动物细胞的储能物质
纤维素 植物特有 构成细胞壁的主要成分
几丁质 甲壳动物和昆虫外骨骼等 外骨骼的重要组成成分
糖类是既是细胞的重要结构成分，又是生命活动的主要能源物质。
联系生活
1、人在患急性肠胃炎时或患病不能进食时，往往采取静脉输液治疗。
（2）能用蔗糖代替输液中的葡萄糖吗？
（1）为什么医院给病人输液有时会用葡萄糖液？
葡萄糖是细胞生命活动所需要的直接能源物质，可直接被细胞吸收利用。
不能，因为蔗糖是二糖，必须经消化水解形成两分子单糖后才能进入人体细胞。蔗糖可以通过口服的方法补充人体能量。
联系生活
淀粉
糖原
淀粉先分解成麦芽糖，然后进一步被分解成葡萄糖，葡萄糖被人体消化吸收。
2、人类食物中糖类的主要来源——粮食作物（主食）
问题：食物中的糖是如何成为人体细胞中的糖？
合成糖原后储存于肝脏和肌肉中
联系生活
3、糖尿病人的饮食受到严格的限制，受限制的并不仅仅是甜味食品，米饭和馒头等主食都需定量摄取，为什么？
米饭和馒头主要成分是淀粉，淀粉消化水解即成为葡萄糖。
麦芽糖
淀粉
葡萄糖
淀粉酶
麦芽糖酶
联系生活
肥胖、高血压、龋齿、某些糖尿病都直接或间接与长期糖摄入超标有关。《中国居民膳食指南（2022）》提出的“控糖”建议是：控制添加糖的摄入量，每天摄入不超过50g，最好控制在25g以下。
4、糖是生命活动的主要能源物质，是否摄入越多越好呢？
补充糖类后，糖全部都被利用了吗？多余的糖又会何去何从？
联系生活
补充糖类后，糖全部都被利用了吗？多余的糖又会何去何从？
联系生活
食物中的营养主要是糖类，胖却主要由脂肪引起，为什么吃多就会胖呢？
请同学们自主阅读教材P25-27，思考讨论下列问题：
组成脂质的化学元素有哪些？脂质分为哪几类？作用分别是什么？
所有细胞膜都含有的是哪种脂质？动物细胞膜还具有的脂质是？
为什么说脂肪是细胞内良好的储能物质而不是能源物质？
北京鸭肥育的原理是什么？
这给我们生活上有什么启示？
自主学习
细胞中的脂质
一、脂质的元素组成：
二、脂质的种类：
三、脂质的性质：
组成脂质的化学元素主要是C、H、O，有些脂质还含有P和N。
脂质分子中氧的含量远远低于糖类，而氢的含量更高。
常见的脂质有脂肪、磷脂和固醇等。
通常都不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂，如丙酮、氯仿、乙醚等。
其中甘油的分子比较简单，脂肪酸的种类和分子长短却不相同。脂肪酸可以是饱和的，也可以是不饱和的。
细胞中的脂质
一、脂肪
脂肪的结构：
元素特点：C、H含量高、O含量低。
由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯，即三酰甘油（又称甘油三酯）。
种类 结构 分布 熔点 特点
不饱和脂肪酸 碳链上碳原子间存在双键，碳原子连接的氢原子数目不能达到饱和。 植物脂肪大多含有 较低 熔点较低，不易凝固，室温时呈液态，如：食用油。
饱和脂肪酸 碳链上碳原子间以单键连接，该碳原子可连接2个氢原子，达到饱和状态。 大多数动物脂肪含有 较高 熔点较高，容易凝固，室温时呈固态，如：猪油。
脂肪酸的种类
细胞中的脂质
一、脂肪
思考·讨论
1、在人和哺乳动物体内，脂肪主要分布在哪些部位？
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。
花生、油菜、大豆、向日葵、松、核桃、蓖麻等植物都含有较多的脂肪，这些植物的脂肪多储存在它们的种子里。
2、请说出脂肪含量比较高的几种植物。脂肪主要分布在这些植物的什么器官中？
思考·讨论
思考·讨论
3、脂肪对细胞和生物体可能有哪些作用？
脂肪是细胞内良好的储能物质：1g糖原氧化分解释放出约17kJ的能量，而1g脂肪可以释放出约39kJ的能量。
脂肪是一种很好的绝热体，起到保温的作用。
动物脂肪还具有缓冲和减压等作用。
思考·讨论
肥胖是众多慢性疾病的危险因素。近十年来我国民众的肥胖率却在上升，与之相关的一些慢性病的发生率也在上升。一些人士认为，脂肪和胆固醇是导致肥胖及与肥胖有关的慢性病的元凶（正方），因而尽量避免食用含脂肪或胆周醇高的食物；还有一些人士认为，脂肪和胆固醇并不是健康的威胁（反方）。其实，关于脂肪和胆固醇的争议，几十年一直在持续。
4、说到脂肪，你可能会想到肥胖、高血压、心脏病，脂肪的摄入量与健康有怎样的关系呢？
磷脂与脂肪的不同之处在于甘油的一个羟基（-OH）不是与脂肪酸结合成酯，而是与磷酸及其他衍生物结合。
磷脂分子结构示意图
细胞中的脂质
因此，磷脂除了含有C、H、O外，还含有P甚至N。
二、磷脂
（一）磷脂的结构：
（二）磷脂的作用：构成细胞膜以及多种细胞器膜的重要成分。
二、磷脂
细胞中的脂质
在人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆的种子中，磷脂含量丰富。
细胞中的脂质
二、磷脂
（三）磷脂的分布：
（一）胆固醇
胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分；
胆固醇在人体内参与血液中脂质的运输。
胆固醇的结构
细胞中的脂质
三、固醇
性激素能够促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成。
细胞中的脂质
（二）性激素
三、固醇
细胞中的脂质
（三）维生素D
三、固醇
维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
联系生活：为什么增肥容易减肥难？
糖类易转化为脂肪
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。
糖类和脂质的关系
联系生活：为什么增肥容易减肥难？
糖类和脂质的关系
脂肪不易转化为糖类
脂肪一般只在糖类代谢发生障碍，引起功能不足时，才会分解功能，而且不能大量转化为糖类。
本节小结
小试牛刀
1、植物和动物细胞中都含有的糖是(　 　)
A. 淀粉和葡萄糖 B. 糖原和纤维素 C. 乳糖和半乳糖 D. 核糖和葡萄糖
D
2、若“淀粉—麦芽糖—葡萄糖—糖原”表示某生物体内糖类的某些转化，则下列叙述正确的是(　 　) ①此生物是动物，因为能将淀粉转化为糖原；②上述关于糖的转化不可能发生在同一生物体内，因为淀粉和麦芽糖是植物特有的糖，而糖原是动物特有的糖；③此生物一定是植物，因为它含有淀粉和麦芽糖；④淀粉和糖原都是储存能量的多糖，麦芽糖是二糖。
A. ②③ B. ①④ C. ①③④ D. ①②④
B
解析：糖原是动物细胞特有的糖，动物能将淀粉转化为糖原，①正确；题述关于糖的转化可能发生在同一生物体内，淀粉—麦芽糖—葡萄糖发生在动物的消化道内，葡萄糖—糖原发生在动物的细胞(肝细胞和肌细胞)内，②错误；此生物不是植物，因为植物不能合成糖原，③错误；淀粉和糖原都是储存能量的多糖，麦芽糖是二糖，④正确。
小试牛刀
3、下图是人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图。下列叙述错误的是( )。
A. 图中X 代表的物质是甘油
B. 长期偏爱高糖膳食的人，图示过程会加强，从而导致体内脂肪积累
C. 北京鸭的育肥利用了图示转化过程
D. 脂肪在糖类代谢发生障碍，引起供能不足时，会分解供能，能大量转化为糖类
D
解析：脂肪由1分子甘油和3分子脂肪酸组成，因此，图中的X代表甘油，A正确；从图示过程可以看出，葡萄糖可以转化为脂肪，故长期摄入过多的糖类时，图示过程会加强，从而导致体内脂肪积累，B正确；北京鸭的育肥就是利用了多余的糖类可以在体内转化为脂肪的原理，C正确；脂肪在糖类代谢发生障碍，引起供能不足时，会分解供能，但脂肪不能大量转化为糖类，D错误。
小试牛刀
4、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。下列分析正确的是( )。
A. 干重相等的可溶性糖和脂肪所储存的能量大致相同
B. 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元素增加
C. 与富含淀粉的小麦种子相比，油菜种子萌发时，消耗的氧更多
D. 种子萌发时，脂肪转变为可溶性糖，说明可溶性糖是种子生命活动的储能物质
C
第2章 第4节
下节课继续学习
蛋白质是生命活动的主要承担者

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