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第4节细胞中的糖类和脂质1．知识：(1)概述糖类的种类和作用；(2)举例说出脂质的种类和作用；(3)说明生物大分子以碳链为骨架。2．情感态度与价值观：认同生命的物质性，探讨组成细胞的糖类和脂质的重要作用。3．能力：应用所学知识解释生活中遇到的相关问题。4．重点与难点：(1)糖类的种类和作用；(2)生物大分子以碳链为骨架；(3)多糖的种类。(一)问题探讨1．不一样。2．糖类。(二)思考与讨论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、保温和缓冲的作用，可以有效地保护动物和人体的内脏器官。(三)旁栏思考题1．糖尿病人饮食中，米饭、馒头等主食也需限量，是因为其中富含淀粉，淀粉经消化分解后生成的是葡萄糖。2．熊在冬眠前大量取食获得的营养，有相当多的部分转化为脂肪储存，既可御寒，也可供给冬眠中生命活动所需的能量。一、细胞中的糖类1．糖类的化学元素组成和功能：糖类分子都是由________三种元素构成。很多种物质都可以为细胞代谢提供能量，其中糖类是主要________物质。2．糖的种类：糖类大致可以分为________、________、________等。(1)单糖：是不能再水解的糖，可直接被细胞吸收。常见的单糖有________、________、________、________和________等，其中________是细胞生命活动所需要的主要能源物质。(2)二糖：是由________分子单糖脱水缩合而成。植物细胞中存在的二糖有________和________；动物细胞中常见的二糖有________。(3)多糖：作为植物体内储能物质的是________，构成植物细胞壁的主要成分是________；动物细胞中的多糖有________，主要分布在人和动物的________中，是人和动物细胞的________物质。二、细胞中的脂质1．脂质的化学元素组成：细胞中的脂质主要由________三种元素组成，有些还含________，如卵磷脂中含P，鞘磷脂中含N。脂肪中只含有________三种元素。2．脂质的种类：常见的脂质有________、________和________等，________是最常见的物质，也是细胞内良好的________物质，还是一种很好的绝热体，起到________的作用，脂肪还具有缓冲和减压的作用，可以________内脏器官。________是构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分。固醇类物质包括________、________和________等。三、生物大分子以碳链为骨架________、________、________等都是生物大分子，是由许多________连接成的多聚体，每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的________为基本骨架。答案：一、1.C、H、O能源2．单糖二糖多糖(1)葡萄糖果糖半乳糖核糖脱氧核糖葡萄糖(2)二蔗糖麦芽糖乳糖(3)淀粉纤维素糖元肌肉、肝脏储能二、1.C、H、OP、NC、H、O2．磷脂脂肪固醇脂肪储能保温保护磷脂胆固醇性激素维生素D三、多糖蛋白质核酸基本组成单位碳链1.细胞中的糖类糖类广泛存在于动植物细胞中，是生物体的重要组成成分和基本营养物质。糖类由C、H、O三种元素构成，分为单糖、二糖和多糖等几类。(1)单糖单糖是不能水解的糖。光合作用的产物主要是葡萄糖(C6H12O6)，它与果糖(C6H12O6)是生物界分布最普遍的六碳糖，虽然分子式相同，但属于结构不同的同分异构体。半乳糖(C6H12O6)与葡萄糖也是同分异构体，因两者结合构成乳糖而得名。核糖(C5H10O5)和脱氧核糖(C5H10O4)是相差一个氧的两种五碳糖，它们的结构都成环状，是区分脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的重要成分。(2)二糖二糖在植物细胞中有蔗糖和麦芽糖。蔗糖是在植物筛管中的重要运输形式，它由一分子果糖和一分子葡萄糖脱水缩合而成。麦芽糖是植物中另一种运输形式，是由两分子葡萄糖组成。在动物的乳汁中，含有由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合而成的二糖——乳糖。这三种二糖(蔗糖、麦芽糖、乳糖)分子式相同(C12H22O11)，但结构不同。注意：二糖由两个单糖分子脱水缩合而成，因此，一分子二糖水解后能够生成二分子单糖。(3)多糖多糖是由多个单糖分子脱水缩合而成的链状大分子，从而构成糖的储藏形式，是自然界中含量最多的糖类。淀粉是高等植物中糖的主要存在形式，以直链淀粉和支链淀粉两种形式存在，长链呈螺旋状盘曲。在植物中，最重要的多糖是纤维素，整个生物界的有机碳元素，约二分之一以纤维素状态存在于细胞壁中。动物细胞中最重要的多糖是糖原(动物淀粉)，它分为肝糖原和肌糖原两种。淀粉和糖原都可以水解而成为葡萄糖，葡萄糖氧化分解时释放能量，供给生物体生命活动的需要，因此，糖类是生物体生命活动的主要能源物质；另外，淀粉是植物细胞中储存能量的物质；糖原是动物细胞中储存能量的物质。2．糖类的功能糖类是主要的能源物质。从能量供应方面来讲，生物体和细胞各项生命活动消耗的能量主要由糖类供给，虽然蛋白质、脂肪等也能为生命活动提供能量。我们一日三餐中含有的糖类被消化道吸收后，大部分被细胞氧化分解，释放的能量被细胞利用。注意：糖类是主要的能源物质，但某些糖类也具有另外的功能，如有支持作用的纤维素，参与构成遗传物质——核酸的核糖和脱氧核糖等。1植物细胞和动物细胞中储藏能量的物质依次是()A．纤维素和糖原B．麦芽糖和乳糖C．淀粉和糖原D．葡萄糖和纤维素解析：在植物细胞中储存能量的物质是淀粉，在动物细胞中储存能量的物质是糖原。纤维素是结构多糖，是细胞壁的主要组成成分，葡萄糖、麦芽糖、乳糖都是能源物质，但不是储能物质。答案：C在植物细胞中最重要的二糖是()A．乳糖和葡萄糖B．蔗糖和麦芽糖C．乳糖和蔗糖D．葡萄糖和麦芽糖答案：B解析：乳糖是动物细胞中的二糖，葡萄糖是单糖，蔗糖和麦芽糖是植物细胞中的二糖。对于脂质，我们最熟悉的是食用植物油和动物脂肪。1g脂肪彻底氧化分解释放的能量为38.91kJ，是1g葡萄糖(17.15kJ)的两倍多，脂肪是生物体内的储能物质。脂质分子中除了C、H、O元素处，有的脂质分子中含有N、P等元素。与糖类分子不同的是，脂质分子中氧元素含量低而氢元素含量高，且所有的脂质都溶于有机溶剂，几乎不溶于水。1．脂肪脂肪是由甘油和脂肪酸结合而成的酯，在植物体内呈液态时称为油。由于脂肪中所储存的能量是同质量的糖类或蛋白质的两倍，所以细胞中储存脂肪比储存其他物质能更有效地利用细胞空间。脂肪是细胞内的良好储能物质。皮下脂肪包裹在哺乳动物的外围，由于脂肪是热的不良导体，所以对寒冷地区的哺乳动物来说具有保温作用。一部分脂肪存在于人和动物体腔中的各内脏器官之间，可以减轻器官之间的摩擦以及外界对这些器官的挤压，来保护内脏器官。2．磷脂磷脂是含有磷酸的类脂衍生物，是构成细胞膜和多种细胞器的重要成分。在人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆的种子中含量丰富。3．固醇固醇是含有四个碳环和一个羟基的烃类衍生物，习惯上把它归为脂质物质，包括植物体内的豆固醇，动物和人体内的胆固醇、性激素和维生素D等。胆固醇是人和动物体内的一种固醇类化合物，是人体必须的化合物，可以从食物中获得，也可以在体内合成。如因代谢异常使其含量过高，往往会使老年人在血管内壁形成脂质或蜡质沉积，引起高血压、心脏病等症状。固醇类对于维持生物体的正常新陈代谢和生殖过程起着积极的调节作用。注意：脂质所具有的生物学功能还表现在：生物膜的许多特性，如柔软性、对极性分子的不可通透性、高电阻性等。再如脂质与其他物质相结合，构成了细胞之间的识别物质和细胞免疫的成分等。2在细胞的脂质物质中，对生物体的正常代谢和生殖过程起着积极的调节作用的是()A．脂肪B．磷脂C．固醇D．维生素D解析：考查脂质的功能。脂肪主要是生物体内储存能量的物质，此外，高等动物和人体内的脂肪，还有减少身体热量散失，维持体温恒定，减少内部器官之间摩擦和缓冲外界压力的作用。磷脂主要是构成生物膜的基本成分。固醇对维持生物体的正常代谢和生殖过程起着积极的调节作用，维生素D属于固醇。答案：C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．细胞膜的主要成分答案：B解析：激素按其化学结构可分为四种类型：①固醇类激素，如雄性激素、雌性激素；②多肽及蛋白质激素，如垂体分泌的生长激素、促甲状腺激素；③氨基酸衍生物激素，如甲状腺激素；④脂肪酸衍生物激素，如前列腺素。因此，脂肪不是激素的主要成分。酶绝大部分是蛋白质。细胞膜的主要成分是蛋白质分子和脂质中的磷脂而不是脂肪。脂肪是生物体内主要的储能物质。从前面的内容中我们了解到，生物大分子，如蛋白质、核酸、多糖，是由许多基本的组成单位连接而成的长链。这些基本单位称为单体。蛋白质是由许多氨基酸连接而成的，核酸是由许多核苷酸连接而成的，多糖是由许多单糖连接而成的。氨基酸、核苷酸、单糖分别是蛋白质、核酸、多糖的单体，而这些大分子又分别是单体的多聚体。氨基酸、核苷酸、单糖这些单体都是有机物，分子中的主要结构是碳链。所以以碳链为骨架形成单体，单体连接成多聚体，多聚体参与细胞和生物体的形成。因此，碳是生命的核心元素。3生物大分子在生物体的生命活动中具有重要的作用。碳原子本身的化学性质，使它能够通过化学键连结成链或环，从而形成各种生物大分子。可以说地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的。以上事实可以说明()A．C元素能组成各种各样的化合物B．C元素是最基本的元素C．C元素是各种大分子中含量最多的元素D．C元素比其他元素重要解析：生物体是由化学元素组成的，在组成生物体的化学元素中，C是一种主要元素，它能够通过化学键连结成链或环，从而形成各种生物大分子，如蛋白质、核酸、糖类、脂肪，这些化合物是生物体生命活动的物质基础。如果没有碳元素，肯定不会形成这些生物大分子，也就不会表现出各种生命活动。因此C元素是构成生物体的最基本元素。根据题目所给出的条件，无法判断出C元素含量，因此C项错误；C元素是基本元素，但并不是所有化合物都含C元素，因此A项错误；C元素在生物体内有重要作用。但并不能排除其他元素的重要性，故D也错。答案：B2009年，甲流感在世界范围内蔓延，引起了人类的恐慌，组成H1N1病毒的最基本元素是()A．OB．HC．CD．N答案：C解析：碳原子本身的化学性质，使它能够通过化学键连结成链或环，从而形成各种生物大分子，故是组成生物体的最基本元素。种类分子式分布生理功能单糖五碳糖核糖C5H10O5动、植物细胞五碳糖是构成核酸的重要物质脱氧核糖C5H10O4六碳糖葡萄糖C6H12O6葡萄糖是细胞的主要能源物质二糖蔗糖C12H22O11植物细胞能水解成葡萄糖等单糖麦芽糖乳糖C12H22O11动物细胞多糖淀粉(C6H10O5)n植物细胞淀粉是植物细胞中储存能量的物质纤维素纤维素是细胞壁的组成成分之一糖原动物细胞糖原是动物细胞中储存能量的物质据药理研究，一种茅草的根内含有降血糖的因子及多种有益于健康的成分，某公司将它开发成一种保健饮料。“该产品是否适用于糖尿病患者”，生物学兴趣小组的同学以此作为研究课题。请你完成下面的实验鉴定报告：(1)实验目的：鉴定一种茅草的根是否含有还原糖和淀粉。(2)实验原理：还原糖可用________试剂、淀粉可用________来检测。(3)实验器材：一种茅草的根、所需试剂、刀片、载玻片、酒精灯、试管夹、火柴、滴管。(4)实验步骤：①鉴定还原糖：________________________________________________________________________。②鉴定淀粉：________________________________________________________________________。(5)预