第3節(jié)　細(xì)胞中的糖類和脂質(zhì)
一、細(xì)胞中的糖類1．元素組成和功能(1)元素組成：______________。(2)功能：細(xì)胞中主要的____________。
核糖　動(dòng)植物　脫氧核糖　
二、細(xì)胞中的脂質(zhì)1．元素組成：主要是______________，有些還含有__________。2．種類和功能
(1)葡萄糖是單糖，不能水解，可被細(xì)胞直接吸收。(　　)(2)乳糖存在于動(dòng)物乳汁中，可被小腸上皮細(xì)胞直接吸收。(　　)(3)淀粉不甜，因此不屬于糖類。(　　)(4)糖類都能為生命活動(dòng)提供能量。(　　)(5)脂質(zhì)由C、H、O三種元素組成。(　　)
(6)脂肪是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的主要組成成分。(　　)(7)人和動(dòng)物皮下含量豐富的儲(chǔ)能物質(zhì)是脂肪。(　　)(8)性激素和維生素D都屬于脂肪。(　　)(9)細(xì)胞生物都含有磷脂。(　　)(10)膽固醇對(duì)人的健康有害無益。(　　)
思考：1．淀粉、纖維素和糖原具有不同功能的原因是什么？提示：由教材P24圖可以知道，構(gòu)成三種多糖的都是葡萄糖，但葡萄糖之間的連接方式不同以及形成的空間結(jié)構(gòu)不同，使它們具有不同的功能。2．是否所有的糖類都能作為生物體內(nèi)的能源物質(zhì)發(fā)揮作用？請(qǐng)舉例說明。提示：不是。核糖和脫氧核糖組成核酸，纖維素構(gòu)成植物細(xì)胞壁，均不能作為生物體內(nèi)的能源物質(zhì)。
3．脂肪與糖類在元素組成上有區(qū)別嗎？同質(zhì)量的脂肪與糖類供能時(shí)，哪一個(gè)消耗氧氣量較多？哪一個(gè)釋放的能量較多？提示：兩者元素組成都是C、H、O，脂肪與糖類相比，氫含量高、氧含量低，氧化分解供能時(shí)，脂肪消耗氧氣量較多，釋放能量也較多。
1．糖類的元素組成糖類分子都是由C、H、O三種元素構(gòu)成的，因?yàn)槎鄶?shù)糖類分子中氫、氧原子數(shù)之比是2∶1，類似水分子，所以糖類也被稱為“碳水化合物”。特別提醒：不要誤認(rèn)為所有糖類中N(H)∶N(O)＝2∶1，如C5H10O4 (脫氧核糖)N(H)∶N(O)≠2∶1；也不要誤認(rèn)為分子中N(H)∶(O)＝2∶1的物質(zhì)都是糖類，如CH2O(甲醛)不屬于糖類。
2．糖類的種類及其功能(1)依據(jù)糖類能否被水解，可將糖類分為單糖、二糖和多糖等。
(2)依據(jù)糖在動(dòng)、植物細(xì)胞中的分布
(3)依據(jù)糖的功能不同分類①細(xì)胞生命活動(dòng)所需要的主要能源物質(zhì)，如葡萄糖等。②細(xì)胞的重要儲(chǔ)能物質(zhì)，如淀粉、糖原等。③細(xì)胞的重要結(jié)構(gòu)物質(zhì)，如脫氧核糖、核糖、纖維素、幾丁質(zhì)等。(4)依據(jù)糖是否具有還原性分類①還原糖，可與斐林試劑反應(yīng)，在50～65 ℃水浴加熱條件下出現(xiàn)磚紅色沉淀，如葡萄糖、果糖、麥芽糖、乳糖等。②非還原糖，如淀粉、蔗糖、纖維素、糖原等。
拓展糖原、淀粉、纖維素的基本組成單位是葡萄糖，三者的區(qū)別取決于空間結(jié)構(gòu)不同；幾丁質(zhì)是N－乙酰葡糖胺聚合而成的，單體不是葡萄糖。
3．糖類之間的相互轉(zhuǎn)化
特別提醒：蔗糖在蔗糖酶的作用下水解為果糖和葡萄糖，淀粉在淀粉酶的作用下水解為麥芽糖，麥芽糖在麥芽糖酶的作用下水解為葡萄糖。
　　　　　下列有關(guān)糖類的敘述正確的是(　　)A．動(dòng)物細(xì)胞中的多糖主要是乳糖和糖原B．纖維素是細(xì)菌細(xì)胞壁的主要組成成分C．葡萄糖是構(gòu)成麥芽糖和糖原的基本單位D．一分子蔗糖可水解產(chǎn)生兩分子的果糖
解析：乳糖是二糖，不是多糖，A錯(cuò)誤；纖維素是植物細(xì)胞壁的主要組成成分，細(xì)菌細(xì)胞壁的主要組成成分是肽聚糖，B錯(cuò)誤；一分子麥芽糖由兩分子葡萄糖脫水縮合而成，糖原是以葡萄糖為基本單位脫水縮合形成的，C正確；一分子蔗糖可水解為一分子果糖和一分子葡萄糖，D錯(cuò)誤。
1．(不定項(xiàng))下列關(guān)于糖類的說法錯(cuò)誤的是(　　　)A．蔗糖和乳糖水解的產(chǎn)物都是葡萄糖B．葡萄糖是構(gòu)成麥芽糖、纖維素、淀粉和糖原的基本單位C．各種糖類都是生物體生命活動(dòng)的能源物質(zhì)D．所有糖類都可以用斐林試劑檢測(cè)
解析：蔗糖的水解產(chǎn)物是葡萄糖和果糖，乳糖的水解產(chǎn)物是葡萄糖和半乳糖，A錯(cuò)誤；麥芽糖是由兩分子葡萄糖縮合而成的，淀粉、纖維素和糖原的基本單位都是葡萄糖，B正確；纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分，不參與能量供應(yīng)，C錯(cuò)誤；斐林試劑只能用于還原糖的檢測(cè)，D錯(cuò)誤。
脂質(zhì)的特點(diǎn)(1)脂質(zhì)分子中氧的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于糖類，而氫的含量多于糖類。(2)不同的脂質(zhì)分子結(jié)構(gòu)差異很大，通常都不溶于水，而溶于脂溶性有機(jī)溶劑，如丙酮、乙醚、氯仿等。
　　　　　脂質(zhì)包括脂肪、磷脂和固醇等，下面是關(guān)于脂質(zhì)的敘述，其中正確的是(　　)A．磷脂由C、H、O三種元素組成，是構(gòu)成細(xì)胞膜的重要成分B．性激素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，對(duì)維持生物體生殖過程起重要的調(diào)節(jié)作用C．脂肪只存在于動(dòng)物的脂肪細(xì)胞中，而其他部位和植物細(xì)胞中沒有D．脂質(zhì)存在于所有細(xì)胞中，是組成細(xì)胞和生物體的重要有機(jī)化合物
解析：磷脂除了含有C、H、O外，還含有P甚至N，它是構(gòu)成細(xì)胞膜的重要成分；性激素的化學(xué)本質(zhì)是固醇，屬于脂質(zhì)；脂肪不僅存在于動(dòng)物細(xì)胞中，在植物細(xì)胞中也有，如花生種子；脂質(zhì)存在于所有細(xì)胞中，因?yàn)榱字菢?gòu)成細(xì)胞膜的重要成分。
2．(2021·廣東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)期中)下列關(guān)于脂質(zhì)的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)A．脂肪是細(xì)胞內(nèi)良好的儲(chǔ)能物質(zhì)B．磷脂和膽固醇都參與構(gòu)成動(dòng)物細(xì)胞膜C．日常炒菜用的花生油中的脂肪含不飽和脂肪酸D．脂質(zhì)都是由C、H、O三種元素構(gòu)成的
解析：脂肪是細(xì)胞內(nèi)良好的儲(chǔ)能物質(zhì)，A正確；磷脂和膽固醇都是構(gòu)成動(dòng)物細(xì)胞膜的重要成分，B正確；植物脂肪大多含不飽和脂肪酸，如花生油，C正確；脂質(zhì)中脂肪和固醇的組成元素為C、H、O，磷脂的組成元素有C、H、O、P，有些還含有N，D錯(cuò)誤。
1．四種與能量有關(guān)的物質(zhì)(1)葡萄糖：主要的能源物質(zhì)。(2)脂肪：細(xì)胞內(nèi)良好的儲(chǔ)能物質(zhì)。(3)淀粉：植物細(xì)胞內(nèi)重要的儲(chǔ)能物質(zhì)。(4)糖原：動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)重要的儲(chǔ)能物質(zhì)。
2．相同質(zhì)量的糖類和脂肪的代謝特點(diǎn)(1)共同點(diǎn)：都含有大量的化學(xué)能，都可以氧化分解為生命活動(dòng)供能，產(chǎn)物都是CO2、H2O。(2)不同點(diǎn)：①糖類中氧的相對(duì)含量多，碳、氫的相對(duì)含量少，耗氧少，釋放的能量少；②脂肪中氧的相對(duì)含量少，碳、氫的相對(duì)含量多，耗氧多，釋放的能量也多。
3．糖類和脂質(zhì)的轉(zhuǎn)化(1)在糖類供應(yīng)充足的情況下，可以大量轉(zhuǎn)化為脂肪。(2)脂肪一般只在糖類代謝發(fā)生障礙引起供能不足時(shí)，才會(huì)分解供能，而且不能大量轉(zhuǎn)化為糖類。
誤區(qū)警示(1)脂肪不等同于脂質(zhì)：脂肪只是脂質(zhì)中的一種，脂質(zhì)除了脂肪外，還包括磷脂和固醇等。(2)膽固醇不等同于固醇：固醇和膽固醇雖然都是脂質(zhì)，但其范圍不同，膽固醇是固醇中的一種。
　　　　　(2020·山東淄博期末改編)下列關(guān)于生物體內(nèi)脂質(zhì)與糖類的敘述，正確的是(　　)A．脂質(zhì)與糖類的組成元素相同B．脂質(zhì)與糖類可以大量相互轉(zhuǎn)化C．脂肪、淀粉、糖原都是人體細(xì)胞內(nèi)的儲(chǔ)能物質(zhì)D．相同質(zhì)量的脂肪和糖原氧化分解時(shí)，前者耗氧多，釋放的能量也多
解析：脂質(zhì)與糖類的組成元素不一定相同，如脂質(zhì)中磷脂的組成元素可能為C、H、O、N、P，而糖類的組成元素為C、H、O，A錯(cuò)誤。在糖類供應(yīng)充足時(shí)，可以大量轉(zhuǎn)化成脂肪，但脂肪不能大量轉(zhuǎn)化成糖類，B錯(cuò)誤。淀粉是植物細(xì)胞中的儲(chǔ)能物質(zhì)，脂肪、糖原都是人體細(xì)胞內(nèi)的儲(chǔ)能物質(zhì)，C錯(cuò)誤。相同質(zhì)量的脂肪和糖原相比，脂肪中O含量低，氧化分解時(shí)，脂肪耗氧多，釋放的能量也多，D正確。
問題探討?P231．提示：葡萄糖是細(xì)胞生長(zhǎng)的主要能量來源。2．提示：脂肪細(xì)胞能將葡萄糖轉(zhuǎn)化為脂肪。旁欄思考?P24提示：糖尿病病人飲食中，米飯、饅頭等主食富含淀粉，淀粉經(jīng)消化分解后生成的是葡萄糖。
旁欄思考?P25提示：纖維素雖然不能被人體消化吸收，卻能促進(jìn)腸道的蠕動(dòng)，增強(qiáng)腸道的功能。纖維素在腸道微生物的作用下，約有5%發(fā)生分解，產(chǎn)生膠狀物質(zhì)以及乳酸、乙酸、二氧化碳等。這些物質(zhì)既能維持腸道的酸度，減少有害微生物的繁殖，又能緩沖腸壁對(duì)葡萄糖的吸收，還有利于糞便的排出。更為有益的是某些微生物在腸道中分解纖維素的同時(shí)，還能生成B族維生素中的許多物質(zhì)，如泛酸、肌醇和維生素K等，供人體吸收。
思考·討論?P261．提示：脂肪主要分布在人和動(dòng)物體內(nèi)的皮下、大網(wǎng)膜和腸系膜等部位。某些動(dòng)物還在特定的部位儲(chǔ)存脂肪，如駱駝的駝峰。2．提示：花生、油菜、向日葵、松子、核桃、蓖麻等植物都含有較高的脂肪，這些植物的脂肪多儲(chǔ)存在它們的種子里。
3．提示：脂肪除了可以儲(chǔ)存大量能量外，還具有隔熱、保溫、減壓和緩沖的作用，可以有效地保護(hù)動(dòng)物和人體的內(nèi)臟器官。4．提示：脂肪的攝入和儲(chǔ)存對(duì)維持人體正常代謝起著十分重要的作用。但是不適當(dāng)?shù)財(cái)z入脂肪則會(huì)引起體內(nèi)代謝不平衡，從而導(dǎo)致多種疾病，譬如目前常見的心血管疾病、肥胖癥等。
旁欄思考?P27提示：糖類和脂肪可以相互轉(zhuǎn)化，玉米、谷類和菜葉中都含有大量的糖類，糖類可以大量轉(zhuǎn)化成脂肪。
練習(xí)與應(yīng)用?P27一、概念檢測(cè)1．(1)√　磷脂是細(xì)胞膜的組成成分，所有細(xì)胞都有細(xì)胞膜。(2)×　纖維素是植物細(xì)胞特有的成分。(3)×　人體細(xì)胞內(nèi)無淀粉。2．C　植物細(xì)胞內(nèi)的多糖有淀粉和纖維素。
二、拓展應(yīng)用1．提示：(1)減少甜味食品攝入，如含蔗糖(白砂糖、綿白糖、冰糖、紅糖)、葡萄糖和果糖等的食物。減少油炸食品和肥肉的攝入。(2)①少食多餐，切忌暴飲暴食。②食物種類多樣化，保證營(yíng)養(yǎng)均衡。③避免或盡量減少油炸、油煎、油燜、糖醋、腌制、醬汁等高油高糖高鹽食品。④避免或盡量少吃零食，學(xué)會(huì)觀看食物配料表，食品添加劑多的食物盡量避免，合理搭配營(yíng)養(yǎng)素比例。⑤烹調(diào)方式盡量選擇煮、蒸、燉、燴等少油方式。
2．提示：糖類是生物體主要利用的能源物質(zhì)，尤其是大腦和神經(jīng)所利用的能源必須由糖類來供應(yīng)。而脂肪是生物體內(nèi)最好的儲(chǔ)備能源。脂肪是非極性化合物，可以以無水的形式儲(chǔ)存在體內(nèi)。雖然糖原也是動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的儲(chǔ)能物質(zhì)，但它是極性化合物，是高度的水合形式，在機(jī)體內(nèi)儲(chǔ)存時(shí)所占的體積相當(dāng)于同等質(zhì)量的脂肪所占體積的4倍左右。因此脂肪是一種很“經(jīng)濟(jì)”的儲(chǔ)備能源。與糖類氧化相比，在生物細(xì)胞內(nèi)脂肪的氧化速率比糖類慢，而且需要消耗大量氧氣，此外，糖類氧化既可以在有氧條件下也可以在無氧條件下進(jìn)行，所以對(duì)于生物體的生命活動(dòng)而言，糖類和脂肪都可以作為儲(chǔ)備能源，但是糖類是生物體生命活動(dòng)利用的主要能源物質(zhì)。
1．脂質(zhì)在生物體內(nèi)的含量較少，但是具有重要的作用。下列有關(guān)脂質(zhì)的說法，正確的是(　　)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所占比例較高，因此脂肪是生物體內(nèi)主要的能源物質(zhì)C．磷脂是構(gòu)成細(xì)胞膜和細(xì)胞器膜的重要成分D．膽固醇在人體內(nèi)只參與血液中脂質(zhì)的運(yùn)輸解析：脂肪只由C、H、O三種元素構(gòu)成；生物體內(nèi)主要的能源物質(zhì)是糖類，脂肪是生物體內(nèi)主要的儲(chǔ)存能量的物質(zhì)；膽固醇還是構(gòu)成動(dòng)物細(xì)胞膜的重要成分。
2．下列關(guān)于糖類物質(zhì)對(duì)應(yīng)正確的是(　　)①存在于DNA而不存在于RNA的糖類?、谥参锛?xì)胞主要的能源物質(zhì)?、鄞嬖谟趧?dòng)物乳汁而不存在于肝臟細(xì)胞中的糖類A．核糖、纖維素、糖原B．脫氧核糖、葡萄糖、乳糖C．核糖、葡萄糖、糖原D．脫氧核糖、纖維素、糖原解析：①DNA中的糖為脫氧核糖，故DNA稱為脫氧核糖核酸；RNA中的糖為核糖，故RNA稱為核糖核酸。②植物細(xì)胞內(nèi)的主要能源物質(zhì)是糖類，細(xì)胞內(nèi)主要利用糖的氧化來產(chǎn)生ATP。③乳糖只存在于動(dòng)物乳汁中，而糖原存在于肌肉、肝臟處，分別稱為肌糖原、肝糖原。
3．(2021·北京西城區(qū)高一期末)植物的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量在很大程度上取決于種子質(zhì)量。糖類是生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)，能為植物生長(zhǎng)、發(fā)育提供必需的能量，是一切生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。有學(xué)者研究了小麥種子中還原糖和總糖含量的變化，為科學(xué)調(diào)控小麥種子萌發(fā)提供理論依據(jù)。實(shí)驗(yàn)方法和步驟：將新鮮的、經(jīng)過篩選的小麥種子放入培養(yǎng)箱中，小麥種子吸水4小時(shí)后開始萌芽，至44小時(shí)，進(jìn)入幼苗生長(zhǎng)階段。各種糖含量的測(cè)定在小麥種子吸水4小時(shí)后開始，之后每隔4小時(shí)測(cè)定一次，持續(xù)到44小時(shí)為止。測(cè)定結(jié)果：見下圖。
請(qǐng)回答下列問題：(1)植物體內(nèi)的糖類按照是否能夠被水解分為____________________三類。(2)檢測(cè)還原糖可用________試劑，此試劑與還原糖在_________ _____條件下反應(yīng)生成______________。

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