備課素材：高中生物學(xué)中的蔗糖 高一年級(jí)上冊(cè)生物人教版必修1

高中生物學(xué)中的蔗糖

高中生物學(xué)多處涉及到“蔗糖”。

1.2019版高中生物學(xué)必修一說(shuō)，蔗糖是生活中最常見(jiàn)的二糖:

二軸二愜（CMq“）由兩分本單一脫水縮合而成，

??一般要水斛成單糖牙地被細(xì)胞吸收」生活中最浩見(jiàn)的二郎

?蔗和紅帽.門(mén)耽冰班等都是蔗糖蔗糖在他料作物

，聾II俺和甜菜里含墾F富.大多數(shù)水果和盆菜中也含有族儲(chǔ)

.?MHK3ML常見(jiàn)的..精還-的小麥等谷忖中力?豐富的發(fā)芽?jī)?chǔ).

以及在人和動(dòng)物乳汁中含量豐富的乳糖

蔗糖，是食糖的主要成分，由一分子葡萄糖的半縮醛羥基與一分

子果糖的半縮醛羥基彼此縮合脫水而成。蔗糖有甜味，無(wú)氣味，易溶

于水和甘油，微溶于醇。有旋光性，但無(wú)變旋光作用。蔗糖幾乎普遍

存在于植物界的葉、花、莖、種子及果實(shí)中。在甘蔗、甜菜及械樹(shù)汁

中含量尤為豐富。蔗糖味甜，是重要的食品和甜味調(diào)味品，有白砂糖、

赤砂糖、綿白糖、冰糖、粗糖（黃糖）等蔗糖制品

其實(shí)，蔗糖也是教材介紹的二糖中唯一的非還原糖，因?yàn)槠鋬蓚€(gè)

組分的半縮醛羥基縮合形成了糖昔鍵。

但經(jīng)過(guò)鹽酸化處理可轉(zhuǎn)化為還原糖。

2.2019版高中生物學(xué)選擇性必修三提到，植物組織培養(yǎng)以蔗

糖作為碳源：

植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)常用培養(yǎng)基的配方和配制方法

一、MS培養(yǎng)基的配方（II.的用■）

NH,NO,（硝酸怯）1650mgKNO、（璃酸鉀）I900mg

KHjPO^（硝收二IL”）170mgMgSOr7HQ（七水合“世銳）370mg

CaCI「2HQ（二*■合11化W）440mgMnSO.4H.O（B水合破網(wǎng)＜4）22.3mg

ZnS0.4H,0（W水合破敢鐸）8.6mgH,BO,（』破）62mg

KI（碗化纖）0.83mgNa?MoO,2H,0（二水合相簸鈉）0.25mg

CuSO,5H,O（五水合山收制）0.025mgCoCI,6H,O（大水合泉化鉆）0.025mg

甘兼收2mgB,）0.1mg

扶酸無(wú)哆肝（拉生素B、）0.5mg煙酸0.Smg

乳醇100mg點(diǎn)事30g

竦盾10g

普合校it?

很多同學(xué)疑惑:

植物組織培養(yǎng)時(shí)以蔗糖作為碳源，其作用是什么？蔗糖能被植物

細(xì)胞吸收嗎?為什么不直接用葡萄糖作為碳源？

任何細(xì)胞，不管是植物細(xì)胞還是動(dòng)物細(xì)胞，能直接利用的能源物

質(zhì)只有葡萄糖。在植物組織培養(yǎng)中加入蔗糖，經(jīng)高壓滅菌后就會(huì)水解

產(chǎn)生植物能夠吸收的葡萄糖和果糖形式。

植物組織培養(yǎng)用蔗糖作為碳源主要有以下幾方面原因：

（1）蔗糖較葡萄糖能更好地調(diào)節(jié)培養(yǎng)基內(nèi)的滲透壓。質(zhì)量分?jǐn)?shù)

相同的蔗糖和葡萄糖溶液，蔗糖形成的滲透壓要明顯低于葡萄糖。因

此，如果用葡萄糖作為碳源，很容易使植物細(xì)胞失水而生長(zhǎng)不良。同

時(shí)，植物細(xì)胞吸收蔗糖的速率要明顯慢于吸收葡萄糖的速率，所以蔗

糖形成的滲透壓可相對(duì)長(zhǎng)期的保持穩(wěn)定。

(2)防止微生物污染。微生物的碳源大都是葡萄糖，很少利用蔗糖。

因此，采用蔗糖作為碳源，可在一定程度上減少微生物的污染。

(3)可誘導(dǎo)韌皮部形成。在培養(yǎng)基成分中，增加生長(zhǎng)素的濃度，可

導(dǎo)致木質(zhì)部形成，增加蔗糖濃度則導(dǎo)致韌皮部形成。當(dāng)生長(zhǎng)素水平恒

定時(shí)，2%的蔗糖溶液使愈傷組織分化出木質(zhì)部，4%蔗糖使之分化出韌

皮部，3%蔗糖則既可以分化出木質(zhì)部，也可以分化出韌皮部。可見(jiàn)，

生長(zhǎng)素和蔗糖濃度決定愈傷組織中維管束的類型與數(shù)量。因此，在植

物組織培養(yǎng)中要選用蔗糖而不選用葡萄糖。

植物能否吸收蔗糖？

蔗糖分子是通過(guò)次級(jí)主動(dòng)運(yùn)輸形式直接被植物細(xì)胞吸收。次級(jí)主

動(dòng)運(yùn)輸是細(xì)胞利用初級(jí)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)腁TP酶或質(zhì)子泵建立的質(zhì)子梯度

進(jìn)行的物質(zhì)運(yùn)輸，并非直接利用ATP水解釋放的能量。

經(jīng)科學(xué)家研究，其吸收過(guò)程大致如下：質(zhì)子泵將質(zhì)子泵出細(xì)胞，

胞外形成較高的質(zhì)子濃度，建立起細(xì)胞內(nèi)外的濃度梯度，這樣，胞外

的質(zhì)子順著濃度梯度趨向于向胞內(nèi)擴(kuò)散。細(xì)胞膜上的特殊載體(蔗糖

-質(zhì)子同向共運(yùn)輸載體)除運(yùn)輸質(zhì)子外，連同蔗糖一起轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞內(nèi)，

這是一種蔗糖-質(zhì)子同向共運(yùn)輸。

因此，只要濃度不是過(guò)高，時(shí)間又足夠長(zhǎng)，那么蔗糖就可以

進(jìn)入植物細(xì)胞內(nèi)而被植物利用。同時(shí)植物體內(nèi)有蔗糖轉(zhuǎn)化酶，可

以吸收和利用蔗糖，而且轉(zhuǎn)化酶在高等植物蔗糖代謝中起著關(guān)鍵

的作用，研究表明，轉(zhuǎn)化酶參與植物的生長(zhǎng)、器官建成、糖分運(yùn)

輸?shù)榷囗?xiàng)功能，因此在植物培養(yǎng)基中加蔗糖。

3.2019版高中生物學(xué)必修一“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)

驗(yàn)，以蔗糖溶液做質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)：

探究植物細(xì)胞的吸水和失水

將有此萎篇的菜葉浸泡在清水中,不材”用人

久，案時(shí)就會(huì)變得硬挺.將臼菜剁碎做餡時(shí),紫色的洋蔥絳片葉.

常常要放-比鹽,梢過(guò)T兒就可見(jiàn)到有水刀片，銀子，滴管.我破片，蓋被片.

分滲出。對(duì)農(nóng)作物旅肥過(guò)多.會(huì)造成“燒苗”吸水紙.顯假魚(yú).

現(xiàn)象這R現(xiàn)象都說(shuō)明.植物細(xì)胞也像動(dòng)物質(zhì)是濃度力O.3g/mL的勝德溶戒,

細(xì)胞-樣,會(huì)發(fā)生吸水或失水現(xiàn)象，吸水或才沙*

失水同樣與外界溶液的濃度有關(guān)，

I.選取新鋅洋范鱗片葉.用刀片在撲

既然蔗糖能被植物細(xì)胞吸收，為什么觀察不到自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象？

在質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)中，所用材料為洋蔥表皮細(xì)胞，代謝并不旺盛，

故載體效率不高。質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)中蔗糖能夠進(jìn)入細(xì)胞，但速度緩慢，

故短時(shí)間內(nèi)不會(huì)復(fù)原，如果細(xì)胞不死亡長(zhǎng)時(shí)間后會(huì)復(fù)原。

植物組織培養(yǎng)中，培養(yǎng)基中的蔗糖濃度較低的，一般為3%?

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