细胞中的糖类和脂质 高一上学期生物人教版（2019）必修1

第二节细胞中的糖类和脂质高中生物

苏教版

一、教学目标掌握细胞中糖类和脂质的种类、结构和主要功能。理解糖类和脂质在细胞中的重要作用。培养学生的观察和分析问题的能力。增强学生对生命科学的兴趣和探究欲望。二、教学重点与难点重点:细胞中糖类和脂质的种类、结构和功能糖类和脂质在细胞中的作用难点:糖类和脂质在细胞中的复杂化学结构糖类和脂质之间的相互关系及其在细胞中的相互作用1、单糖不能水解的糖，可直接被细胞吸收。六碳糖：葡萄糖、果糖、半乳糖五碳糖：核糖脱氧核糖核糖(C5H10O5)脱氧核糖(C5H10O4)葡萄糖(C6H12O6)果糖(C6H12O6)半乳糖(C6H12O6)葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖果糖半乳糖麦芽糖蔗糖乳糖由两分子的单糖脱水缩合而成的糖。2、二糖HOOH葡萄糖HOOH葡萄糖脱水缩合H2OHOOH葡萄糖HOOH葡萄糖水解HOOOH麦芽糖H2OHOOOH麦芽糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖果糖半乳糖麦芽糖蔗糖乳糖

麦芽糖：在发芽的小麦等谷粒中含量丰富。

蔗糖：甘蔗和甜菜里含量丰富，大多数水果和蔬菜也含有蔗糖。

乳糖：人和动物乳汁中含量丰富。由两分子的单糖脱水缩合而成的糖。2、二糖3、多糖由许多单糖分子缩合而成淀粉：最常见的多糖，是植物体内的储能物质。糖原：是人和动物细胞以葡萄糖合成的储能物质。

纤维素：构成植物细胞的细胞壁的主要成分。糖原肝糖原肌糖原动物肝脏动物肌肉储存能量，直接为葡萄糖储存能量，不能直接水解为葡萄糖米饭、馒头等主食中富含淀粉，淀粉经消化分解后生成的是葡萄糖。

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？思考淀粉是怎样转化为葡萄糖的呢？淀粉（多糖）麦芽糖（二糖）葡萄糖（单糖）淀粉酶麦芽糖酶释能水解水解酶氧化分解单糖、二糖和多糖在人体中的转化过程植物细胞动物细胞果糖半乳糖乳糖糖原蔗糖麦芽糖淀粉纤维素葡萄糖核糖脱氧核糖4、糖类的功能（1）细胞结构组成成分（纤维素是植物细胞壁的组成成分；核糖、脱氧核糖构成核酸）。（2）主要能源物质（葡萄糖）。（3）细胞免疫、细胞识别、信息传递（糖脂和糖蛋白）。实验：检测生物组织中的糖类——鉴定淀粉实验原理：（1）淀粉+稀碘液→蓝色（2）还原糖+斐林试剂砖红色沉淀水浴加热斐林试剂：0.1g/mL的NaOH溶液

0.05g/mL的CuSO4溶液等量混匀，现配现用检测生物组织中的糖类——鉴定还原糖实验原理：

选材：在还原糖的检测实验中，最理想的实验材料是还原糖含量较高且颜色较浅的生物组织或器官，如梨、葡萄等；不能选用甜菜、甘蔗、马铃薯块茎，因为甜菜、甘蔗富含的蔗糖不属于还原糖，马铃薯块茎富含的淀粉也不是还原糖；也不能选用西瓜、血液、绿色叶片等，因为这些材料本身的颜色会对实验结果造成干扰。

向三支试管中分别加入3mL的葡萄糖溶液、蔗糖溶液和淀粉溶液，向试管内滴加1～2滴碘液，观察颜色变化。加1-2滴碘液类别A管B管C糖溶液/mL稀碘液/滴颜色变化3mL葡萄糖溶液3mL蔗糖溶液3mL淀粉溶液2滴2滴无变化无变化2滴蓝色还原糖+斐林试剂砖红色沉淀水浴加热类别1号管2号管3号管4号管糖溶液/mL清水/mL稀释的唾/mL斐林试剂/mL颜色变化3mL葡萄糖溶液3mL蔗糖溶液3mL淀粉溶液3mL淀粉溶液1mL/1mL1mL1mL///2mL2mL2mL2mL砖红色沉淀砖红色沉淀无变化无变化颜色变化：浅蓝色

棕色砖红色(1)简述细胞中常见的糖类种类及其在细胞中的主要功能。细胞中主要含有单糖、寡糖和多糖三大类糖类。单糖如葡萄糖、果糖等,是细胞呼吸的主要能量来源;寡糖如蔗糖、麦芽糖等,参与细胞膜的结构和细胞间信号传递;多糖如淀粉、纤维素等,则主要起结构支撑和储存能量的作用。这些不同种类的糖类在细胞中发挥着不可替代的重要功能,维持着细胞的正常生命活动。(2)什么是磷脂?它在细胞中起什么作用?磷脂是细胞膜的主要成分,也是细胞器膜的组成部分。它由两个脂肪酸和一个甘油骨架组成,甘油骨架上还有一个磷酸基团。这种两亲性结构使磷脂能自发地形成双层结构,为细胞膜提供了良好的流动性和选择通透性,从而调控物质的进出。此外,磷脂还参与信号转导、能量转换等细胞重要生命活动。可以说,磷脂作为细胞膜的主要成分,在维持细胞形态结构和调节细胞功能方面起着至关重要的作用。(3)简述细胞中脂质的主要类型及其在细胞中的作用。细胞中常见的脂质主要包括甘油脂、磷脂和类固醇。甘油脂主要用于储存能量,如动物体内的脂肪组织;磷脂是细胞膜的主要成分,赋予膜以流动性和选择通透性;类固醇如胆固醇则参与细胞膜的结构稳定,调节膜的流动性。这些不同类型的脂质通过自身独特的化学结构和生物学特性,在细胞中发挥着不同但同样重要的作用。它们不仅是细胞膜的主要成分,还参与细胞信号转导、能量代谢等关键生命过程,是细胞正常生命活动的必需物质。(4)为什么细胞膜需要同时含有磷脂和胆固醇?它们之间有什么相互关系?细胞膜同时含有磷脂和胆固醇,是因为它们之间存在着协同作用,能够更好地维持膜的结构和功能。磷脂分子有亲水性头部和疏水性尾部,能自发形成双层结构,赋予细胞膜流动性和选择通透性。而胆固醇则具有刚性结构,能插入磷脂双层,增加膜的密度和稳定性,调节膜的流动性。两者相互配合,既保证了细胞膜的流动性,又确保了其结构的完整性。此外,胆固醇还参与细胞信号转导、调节膜蛋白功能等过程。因此,磷脂和胆固醇的协同作用,使细胞膜既有必要的流动性,又具备适当的稳定性,从而维持着细胞的正常生理状态。(5)请简述糖类、脂质和蛋白质在细胞中的相互关系。糖类、脂质和蛋白质是细胞中三大类重要的生物大分子,它们之间存在着密切的相互关系。糖类为细胞提供主要的能量来源,并参与细胞膜和细胞外基质的结构;而脂质则是细胞膜的主要成分,维持着细胞膜的流动性和选择通透性。这两类物质为蛋白质的正常功能提供了必要的物质基础。同时,许多糖蛋白和糖脂质又参与细胞间识别、黏附,以及信号转导等生命过程。蛋白质也能通过糖基化修饰,增加其稳定性和生物学功能。因此,糖类、脂质和蛋白质在细胞中密切配合,共同维持着细胞的生命活动。(6)比较一下淀粉和纤维素的化学结构和在细胞中的作用。淀粉和纤维素都是由葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接而成的多糖,但它们的构象和在细胞中的功能不同。淀粉是直链结构,易于被水解,是植物细胞中重要的储存性多糖,为细胞提供能量。而纤维素是β-1,4-糖苷键连接的纤维状结构,具有很强的机械强度,是植物细胞壁的主要成分,起支撑和保护作用。尽管二者都是葡萄糖衍生的多糖,但不同的糖苷键结构决定了它们在细胞中完全不同的生理功能,体现了生命的多样性和复杂性。(7)什么是糖蛋白?它在细胞中起什么作用?糖蛋白是由蛋白质骨架上共价连接的糖链组成的糖-蛋白复合物。糖链通常由单糖、寡糖或多糖等糖类组成,能够增加蛋白质的水溶性、稳定性和生物活性。糖蛋白广泛存在于细胞膜、细胞外基质以及细胞器膜上,参与细胞间黏附、细胞识别、信号转导等过程。它们还可以保护蛋白质免受酶的降解,增强其生物学功能。总之,糖蛋白在细胞的结构和功能维持中扮演着重要角色,是细胞间相互识别、信息传递的关键分子。(8)为什么动物体内要大量储存脂肪?这对动物来说有什么重要意义?动物体内大量储存脂肪主要有以下几个重要原因:脂肪是高度浓缩的能量物质,每克可以提供9千卡热量,是糖类和蛋白质的2.25倍,能为动物提供丰富的能量储备。脂肪能够包裹和保护重要器官,起到缓冲和绝缘的作用,维护机体的完整性。脂肪可以调节体温,在寒冷环境下能够保持体温稳定。某些脂质代谢产物,如激素类物质,在动物生理调节中扮演重要角色。因此,动物体内大量储存脂肪,不仅能为其提供丰富的能量来源,还能维护机体结构,调节生理功能,对动物的生存和繁衍具有重要意义。(9)简述细胞膜的流动镶嵌模型,并分析其在细胞中的重要意义。细胞膜的流动镶嵌模型认为,细胞膜由脂质双层和各种膜蛋白组成,呈现流动和不均匀分布的特点。膜脂以流动状态存在,赋予细胞膜一定的流动性。而膜蛋白则能在膜脂双层中自由移动,形成不均匀分布,从而实现细胞膜的各种功能。这一模型很好地解释了细胞膜的选择通透性、膜蛋白的定向分布以及细胞与环境的相互交流等特点。它突出了细胞膜的动态性和结构-功能的关系,为我们认识细胞膜在细胞生命活动中的核心地位提供了理论基础。该模型的提出,极大地推动了细胞生物学的发展。(10)脂肪酸是细胞中重要的能量来源,但它们在细胞中还有什么其他作用?脂肪酸除了作为细胞的主要能量来源外,在细胞中还发挥着其他重要作用:参与细胞膜的组成,与甘油和磷酸基结合形成磷脂,维持细胞膜的流动性和选择通透性。部分脂肪酸可以经过修饰后成为细胞信号分子,参与细胞间信号转导过程。某些脂肪酸可以调节膜蛋白的活性,影响细胞的生理功能。一些长链不饱和脂肪酸是神经系统发育所需的重要营养物质。脂肪酸代谢的中间产物,如乙酰CoA,还可以参与其他代谢过程,如糖类和氨基酸的合成。可见,脂肪酸在细胞的结构、功能和调控等多个层面发挥着重要作用,是维持细胞生命活动的关键物质之一。(11)细胞中的糖类通过什么方式为细胞提供能量?细胞中的糖类,如葡萄糖、果糖等单糖,主要通过呼吸作用为细胞提供能量。具体过程如下:糖类首先被细胞内的酶水解成单糖,如葡萄糖。葡萄糖进入糖酵解过程,在缺氧条件下产生乳酸,在有氧条件下进一步氧化生成二氧化碳和水,并产生大量的ATP。这些ATP分子为细胞的各种生命活动提供所需的能量,维持细胞的正常运转。因此,糖类作为细胞的主要能量来源,通过复杂的代谢过程为细胞提供必需的能量,保证了细胞的生存和功能。(12)简述细胞中糖类和脂质的相互关系。尽管糖类和脂质在化学结构上存在明显差异,但它们在细胞中却存在着密切的相互关系:糖类可以参与脂类的合成,如糖类通过糖基化作用与蛋白质结合形成糖蛋白,或者与脂类结合形成糖脂。这些复合物在细胞膜和细胞外基质中发挥重要功能。脂类的代谢过程可以产生糖类的前体物质,如乙酰CoA,为糖类的