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第4讲细胞中的糖类、脂质【基础自主梳理】一、细胞中的糖类1.组成元素：C、H、O。2.分类及特点：根据是否能水解及水解成单糖的数量分为：(1)单糖：不能水解，可直接被细胞吸收，如葡萄糖、果糖、核糖等。(2)二糖：两分子单糖脱水缩合而成，必须水解成单糖才能被吸收，常见种类有蔗糖、麦芽糖和乳糖。(3)多糖：多个单糖脱水缩合而成，水解成单糖后才可被吸收。常见的种类有植物细胞中的淀粉和纤维素，动物细胞中的糖原。3.功能：细胞的主要能源物质，其中“生命的燃料”是指葡萄糖；组成生物体的重要成分，如纤维素是构成植物细胞壁的成分。[思考感悟]糖类都是能源物质吗？提示：糖类是细胞中非常重要的一类有机化合物，其作用主要有以下几个方面：(1)作为生物体的结构成分：植物的根、茎、叶含有大量的纤维素、半纤维素和果胶物质等，这些物质是构成植物细胞壁的主要成分。肽聚糖是细菌细胞壁的结构多糖。昆虫和甲壳动物的外骨骼也是糖类，称壳多糖。(2)作为生物体内的主要能源物质：糖类在生物体内(或细胞内)通过生物氧化释放出能量，供给生命活动的需要。生物体内作为能源储存的糖类有淀粉、糖原等。(3)在生物体内转变为其他物质：有些糖类是重要的中间代谢产物，糖类通过这些中间产物为合成其他生物分子如氨基酸、核苷酸、脂肪酸等提供碳骨架。(4)作为细胞识别的信息分子：糖蛋白是一类在生物体内分布极广的复合糖。它们的糖链可能起着信息分子的作用。细胞识别、免疫、代谢调控、受精作用、个体发育、癌变、衰老、器官移植等都与糖蛋白的糖链有关。二、细胞中的脂质1.组成元素：主要由C、H、O，有的还含有P和N。2.分类：分脂肪、磷脂和固醇三类。3.功能(1)脂肪是细胞内良好的储能物质，还有保温、缓冲和减压等作用。(2)磷脂是构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分。(3)固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等。①胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输；②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；③维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。三、生物大分子以碳链为骨架多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子，都是由许多的基本组成单位连接而成的，这些基本单位称为单体，这些生物大分子又称为单体的多聚体。组成多糖的单体是单糖，组成蛋白质的单体是氨基酸，组成核酸的单体是核苷酸。每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。所以说“碳是生命的核心元素”，“没有碳，就没有生命”。【要点归纳探究】要点一、糖类的种类及功能[特别提醒]糖类分类及关系辨析(1)糖类物质按其归属分类动植物细胞共有的糖：核糖、脱氧核糖、葡萄糖。动物细胞特有的糖：糖原、乳糖。植物细胞特有的糖：果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素。(2)按糖类物质的功能分类生物细胞生命活动的主要能源物质：葡萄糖。生物细胞中的储能物质：淀粉、糖原。参与生物细胞构成的物质：核糖、脱氧核糖、纤维素。(3)单糖、二糖、多糖的关系重要的单糖有葡萄糖和五碳糖，葡萄糖为白色晶体，易溶于水，人体血糖浓度为0.1％，是人体主要的能源物质，五碳糖分为核糖和脱氧核糖，为环状结构。[自主探究1]下列关于糖类物质相关表述正确的是()①存在于DNA而不存在于RNA的糖类②细胞的重要能源物质③存在于叶绿体而不存在于线粒体的糖类④存在于动物乳汁而不存在于肝脏细胞的糖类A核糖、纤维素、葡萄糖、糖原B脱氧核糖、葡萄糖、葡萄糖、乳糖C.核糖、葡萄糖、脱氧核糖、糖原D.脱氧核糖、纤维素、葡萄糖、糖原[答案与解析]B构成DNA的是脱氧核糖，构成RNA的是核糖；细胞最常利用的重要能源物质是葡萄糖；葡萄糖可以在叶绿体中合成，但葡萄糖不能进行线粒体中氧化分解（必须先分解成丙酮酸后才能进入）；在动物乳汁中的是乳糖。要点二、脂质的种类及功能[自主探究2]脂类物质在细胞中具有独特的生物学功能，下面有关脂类物质的生物学功能中，属于磷脂生物学功能的是（）①生物膜的主要成分②贮存能量的分子③构成生物体表面的保护层④很好的绝缘体，具有保温作用⑤具有生物活性，对生命活动起调节作用A.①③B.⑤C.①D.②④[答案与解析]C磷脂的生物学功能主要是构成生物膜的成分。脂肪的生物学功能是贮存能量和具有保温、缓冲等作用。固醇类物质的生物学功能是对生命活动有调节作用。构成生物体表面保护层的是蜡质，属于脂类但不是磷脂，如植物体的果实、叶片等表面。要点三、糖类和脂质的比较比较项目糖类脂质元素组成C、H、OC、H、O(N、P)种类单糖、二糖、多糖脂肪、磷脂、固醇区合成部位叶绿体、内质网、高尔基体、肝脏和肌肉主要是内质网别生理作用①主要的能源物质②构成细胞结构.如糖被、细胞壁③核酸的组成成分①生物体的储能物质②生物膜的重要组成成分③调节新陈代谢和生殖联系糖类脂肪1.单糖中的葡萄糖、果糖及二糖中的麦芽糖是还原糖，可用斐林试剂鉴定,多糖不具还原性。2.多糖中的纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，而原核细胞的细胞壁不含纤维素，是由肽聚糖构成的。因此能否被纤维素酶除去细胞壁，是区分植物细胞和原核细胞的依据之一。3.糖类和脂肪均由C、H、O三种元素组成，氧化分解产生CO2、H2O，同时释放能量。但脂肪中氢的含量远远高于糖类，所以同质量的脂肪储存的能量是糖类的2倍多。[特别提醒]脂肪是生物体内最好的储能物质，糖类是生物体主要利用的能源物质(1)脂肪由一个甘油分子和三个脂肪酸分子相结合而成，又称甘油三酯，其主要生理功能是氧化分解释放能量，供机体利用。脂肪是最好的储能物质，lg脂肪在体内完全氧化产生的能量为39.81kJ，比1g蛋白质氧化产生的能量(17.15kJ)高一倍以上。这里有个关键的原因，即脂肪含碳原子数和氢原子数比氧原子数多得多，以硬脂酸甘油酯为例来计算，C：H：O=30：55：3，而糖分子的C：H：O=1：2：l。所以脂肪氧化产生的能量比糖产生的高。(2)脂肪是非极性化合物，可以以无水的形式储存在体内，其贮存所占体积相当于同等重量的糖原所占体积的1／4。因此脂肪是一种很“经济”的储备能源。糖类是生物体主要利用的能源物质的原因是：①大脑和神经所利用的能源必须由糖类来供应；②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。要点四、细胞中的能源物质糖类、脂肪、蛋白质都是有机化合物，其中贮有大量化学能，当其被氧化分解时，其中化学能释放，供生命活动需要，因此称为能源物质。能源物质分类原因主要供能物质糖类70％以上能量是由糖类分解提供主要储能物质脂肪同质量的脂肪体积小，氧化分解释放的能量多直接供能物质ATP贮能物质中的能量只有转移到ATP中，才能被利用能量根本来源太阳能地球上群落中流动的能量都是生产者固定的太阳能(少数空间除外)[特别提醒]①正常情况下，脂肪、蛋白质除正常代谢中产生部分能量供生命活动利用外，一般不供能，只有在病理状态或衰老状态下才大量氧化供能。②能源物质为生命活动供能的过程：能源物质ATP中的化学能生命活动[自主探究3]细胞内各种化合物都有其特殊的功能。在动物体内作为储能物质的主要是()A.乳糖和蔗糖B蛋白质和核糖C.葡萄糖和ATPD.脂肪和糖原[答案与解析]D动物体内储存能量的物质是脂肪和糖原。蔗糖在动物体不存在，核糖是构成核酸的糖类，葡萄糖是细胞最常利用的能源物质，ATP是直接的能源物质。【精典考题例析】类型一细胞中的糖类【例１】（2008·上海巻5）下列糖类中属于单糖的是A.蔗糖B.核糖C.糖原D.淀粉【思路解析】蔗糖是二糖，一分子蔗糖水解后可生成一分子的果糖和一分子的葡萄糖；核糖是单糖，是一种五碳糖；糖原是动物体内的多糖，淀粉是植物体内的多糖，都是由许多单糖脱水缩合而成的大分子有机物，分别是动物和植物体内能量的重要贮存形式。【答案】B类型二脂肪和糖类等的比较【例2】相同质量的脂肪比蛋白质和糖类含的能量要高，这是因为()A.脂肪是由C、H、0三种元素组成的B脂肪中O元素的含量少，C、H含量多C.脂肪的相对分子质量小D脂肪能够转变成蛋白质和糖类【思路解析】脂肪和糖类、蛋白质都是有机物，分解产物都有二氧化碳和水，但是由于分子组成不同，脂肪中O元素的含量少，C、H含量多，所以在氧化分解时需氧多，氧气与[H]结合生成水，同时释放能量，需要的氧气多意味着释放能量多。【答案】B类型三生物大分子的种类和特点【例3】列关于生物大分子的叙述中，不正确的是A.蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子B核酸是储存遗传信息、控制蛋白质合成的生物大分子C.淀粉、糖原、纤维素和核糖都是生物大分子D.多糖、蛋白质、核酸等是以碳链为骨架的生物大分子【思路解析】淀粉、糖原、纤维素、核酸等都是以碳链为骨架的生物大分子，其中淀粉、糖原、纤维素都是多糖，其基本单位是葡萄糖；蛋白质的基本单位是氨基酸，核酸的基本组成单位是核苷酸，而核糖是单糖，为小分子化合物。【答案】C。[拓展链接]生物大分子以碳链为骨架①多糖、蛋白质、核酸等都是由许多基本单位—单体连接而成的多聚体。②组成多糖的单体是单糖，组成蛋白质的单体是氨基酸，组成核酸的单体是核苷酸。③每一个单体都是以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。④由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用，所以“碳是生命的核心元素”，“没有碳，就没有生命”。【速效提升训练】一、选择题１人体细胞中主要的能源物质和储能物质分别是()A.糖类和糖原B.糖类和脂肪C.葡萄糖和脂质D.糖类和脂质1.A植物细胞中的储能物质是淀粉,动物细胞中的储能物质是多糖（糖原）；脂肪是动物体内主要的储存能量的物质。2．下列有关生物体化学成分的叙述正确的是()A.精瘦肉中含量最多的是蛋白质B.组成细胞壁主要成分的单体是氨基酸C.T2噬菌体的遗传物质含硫元素D.与精子形成相关的雄激素属于脂质2.D精瘦肉中含量最多的是水；组成植物细胞壁的主要成分是纤维素，其单体是葡萄糖；T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含硫元素；雄性激素属于脂质。3.有关糖类生理作用的下列概括中，错误的是()A.核糖和脱氧核糖是核酸的组成成分B.葡萄糖是重要的能源物质C.纤维素是植物细胞壁的主要成分D.淀粉、纤维素和糖原是细胞内重要的储能物质3.D糖类可以分为单糖、二糖和多糖。单糖中最重要的是葡萄糖、核糖、脱氧核糖，葡萄糖是进行生命活动的重要能源物质，核糖和脱氧核糖是组成核酸的成分；多糖主要有淀粉、糖原、纤维素，淀粉是植物细胞的储能物质，糖原是动物细胞的储能物质，纤维素是植物细胞壁的主要成分。4.细胞中脂肪的作用是()A.激素的主要成分B.主要的储能物质C.酶的主要成分D.细胞膜的主要成分4.B激素有许多种：大多数激素是蛋白质，少数激素为固醇类；酶的成分主要是蛋白质，细胞膜的主要成分是磷脂，脂肪的作用包括三点：①储能物质，②保温作用，③缓冲减压作用。5.人体总质量中，水约占55%～67%，蛋白质约占15%～18%，脂质约占10%～15%，无机盐约占3%～4%，糖类约占1%～2%，核酸的含量很少，那么构成人体的最重要的成分是（）A.蛋白质和核酸B.蛋白质和脂质C.水和蛋白质D.水和蛋白质脂质5.C构成人体的重要成分是从化合物的功能上看而不是从含量上看。生命或动中最重要的物质是蛋白质6.不能为人体生命活动提供能量的物质是()A.纤维素B.葡萄糖C.肌糖原D.肝糖原6.A葡萄糖、肌糖原和肝糖原都可为人体生命活动提供能量，纤维素不能为人体提供能量，因为人体内不存在纤维素酶。7.医生给低血糖休克病人静脉注射质量分数为50％的葡萄糖溶液，其目的是()A.供给全面营养B.供给能源C.维持渗透压D.供给水分7.B低血糖是指血液中的葡萄糖含量过低，所以使病人体内能源物质不足，氧化释能不能满足维持各种生命活动之用，病人休克。给病人静脉注射葡萄糖正是为了及时补充能源物质，糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质。8.动物组织的一个细胞，其细胞质内含有的糖类和核酸主要是()A.糖原和RNAB.糖原和DNAC.淀粉RNAD.淀粉和DNA8.A在动物细胞中特有的糖类是糖