細胞中的糖類和脂質(zhì) 高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第二節(jié)細胞中的糖類和脂質(zhì)高中生物

蘇教版

一、教學(xué)目標掌握細胞中糖類和脂質(zhì)的種類、結(jié)構(gòu)和主要功能。理解糖類和脂質(zhì)在細胞中的重要作用。培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分析問題的能力。增強學(xué)生對生命科學(xué)的興趣和探究欲望。二、教學(xué)重點與難點重點:細胞中糖類和脂質(zhì)的種類、結(jié)構(gòu)和功能糖類和脂質(zhì)在細胞中的作用難點:糖類和脂質(zhì)在細胞中的復(fù)雜化學(xué)結(jié)構(gòu)糖類和脂質(zhì)之間的相互關(guān)系及其在細胞中的相互作用1、單糖不能水解的糖，可直接被細胞吸收。六碳糖：葡萄糖、果糖、半乳糖五碳糖：核糖脫氧核糖核糖(C5H10O5)脫氧核糖(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麥芽糖蔗糖乳糖由兩分子的單糖脫水縮合而成的糖。2、二糖HOOH葡萄糖HOOH葡萄糖脫水縮合H2OHOOH葡萄糖HOOH葡萄糖水解HOOOH麥芽糖H2OHOOOH麥芽糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖果糖半乳糖麥芽糖蔗糖乳糖

麥芽糖：在發(fā)芽的小麥等谷粒中含量豐富。

蔗糖：甘蔗和甜菜里含量豐富，大多數(shù)水果和蔬菜也含有蔗糖。

乳糖：人和動物乳汁中含量豐富。由兩分子的單糖脫水縮合而成的糖。2、二糖3、多糖由許多單糖分子縮合而成淀粉：最常見的多糖，是植物體內(nèi)的儲能物質(zhì)。糖原：是人和動物細胞以葡萄糖合成的儲能物質(zhì)。

纖維素：構(gòu)成植物細胞的細胞壁的主要成分。糖原肝糖原肌糖原動物肝臟動物肌肉儲存能量，直接為葡萄糖儲存能量，不能直接水解為葡萄糖米飯、饅頭等主食中富含淀粉，淀粉經(jīng)消化分解后生成的是葡萄糖。

糖尿病人的飲食受到嚴格的限制，受限制的并不僅僅是甜味食品，米飯和饅頭等主食都需定量攝取。為什么？思考淀粉是怎樣轉(zhuǎn)化為葡萄糖的呢？淀粉（多糖）麥芽糖（二糖）葡萄糖（單糖）淀粉酶麥芽糖酶釋能水解水解酶氧化分解單糖、二糖和多糖在人體中的轉(zhuǎn)化過程植物細胞動物細胞果糖半乳糖乳糖糖原蔗糖麥芽糖淀粉纖維素葡萄糖核糖脫氧核糖4、糖類的功能（1）細胞結(jié)構(gòu)組成成分（纖維素是植物細胞壁的組成成分；核糖、脫氧核糖構(gòu)成核酸）。（2）主要能源物質(zhì)（葡萄糖）。（3）細胞免疫、細胞識別、信息傳遞（糖脂和糖蛋白）。實驗：檢測生物組織中的糖類——鑒定淀粉實驗原理：（1）淀粉+稀碘液→藍色（2）還原糖+斐林試劑磚紅色沉淀水浴加熱斐林試劑：0.1g/mL的NaOH溶液

0.05g/mL的CuSO4溶液等量混勻，現(xiàn)配現(xiàn)用檢測生物組織中的糖類——鑒定還原糖實驗原理：

選材：在還原糖的檢測實驗中，最理想的實驗材料是還原糖含量較高且顏色較淺的生物組織或器官，如梨、葡萄等；不能選用甜菜、甘蔗、馬鈴薯塊莖，因為甜菜、甘蔗富含的蔗糖不屬于還原糖，馬鈴薯塊莖富含的淀粉也不是還原糖；也不能選用西瓜、血液、綠色葉片等，因為這些材料本身的顏色會對實驗結(jié)果造成干擾。

向三支試管中分別加入3mL的葡萄糖溶液、蔗糖溶液和淀粉溶液，向試管內(nèi)滴加1～2滴碘液，觀察顏色變化。加1-2滴碘液類別A管B管C糖溶液/mL稀碘液/滴顏色變化3mL葡萄糖溶液3mL蔗糖溶液3mL淀粉溶液2滴2滴無變化無變化2滴藍色還原糖+斐林試劑磚紅色沉淀水浴加熱類別1號管2號管3號管4號管糖溶液/mL清水/mL稀釋的唾/mL斐林試劑/mL顏色變化3mL葡萄糖溶液3mL蔗糖溶液3mL淀粉溶液3mL淀粉溶液1mL/1mL1mL1mL///2mL2mL2mL2mL磚紅色沉淀磚紅色沉淀無變化無變化顏色變化：淺藍色

棕色磚紅色(1)簡述細胞中常見的糖類種類及其在細胞中的主要功能。細胞中主要含有單糖、寡糖和多糖三大類糖類。單糖如葡萄糖、果糖等,是細胞呼吸的主要能量來源;寡糖如蔗糖、麥芽糖等,參與細胞膜的結(jié)構(gòu)和細胞間信號傳遞;多糖如淀粉、纖維素等,則主要起結(jié)構(gòu)支撐和儲存能量的作用。這些不同種類的糖類在細胞中發(fā)揮著不可替代的重要功能,維持著細胞的正常生命活動。(2)什么是磷脂?它在細胞中起什么作用?磷脂是細胞膜的主要成分,也是細胞器膜的組成部分。它由兩個脂肪酸和一個甘油骨架組成,甘油骨架上還有一個磷酸基團。這種兩親性結(jié)構(gòu)使磷脂能自發(fā)地形成雙層結(jié)構(gòu),為細胞膜提供了良好的流動性和選擇通透性,從而調(diào)控物質(zhì)的進出。此外,磷脂還參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、能量轉(zhuǎn)換等細胞重要生命活動?？梢哉f,磷脂作為細胞膜的主要成分,在維持細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)細胞功能方面起著至關(guān)重要的作用。(3)簡述細胞中脂質(zhì)的主要類型及其在細胞中的作用。細胞中常見的脂質(zhì)主要包括甘油脂、磷脂和類固醇。甘油脂主要用于儲存能量,如動物體內(nèi)的脂肪組織;磷脂是細胞膜的主要成分,賦予膜以流動性和選擇通透性;類固醇如膽固醇則參與細胞膜的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,調(diào)節(jié)膜的流動性。這些不同類型的脂質(zhì)通過自身獨特的化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特性,在細胞中發(fā)揮著不同但同樣重要的作用。它們不僅是細胞膜的主要成分,還參與細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、能量代謝等關(guān)鍵生命過程,是細胞正常生命活動的必需物質(zhì)。(4)為什么細胞膜需要同時含有磷脂和膽固醇?它們之間有什么相互關(guān)系?細胞膜同時含有磷脂和膽固醇,是因為它們之間存在著協(xié)同作用,能夠更好地維持膜的結(jié)構(gòu)和功能。磷脂分子有親水性頭部和疏水性尾部,能自發(fā)形成雙層結(jié)構(gòu),賦予細胞膜流動性和選擇通透性。而膽固醇則具有剛性結(jié)構(gòu),能插入磷脂雙層,增加膜的密度和穩(wěn)定性,調(diào)節(jié)膜的流動性。兩者相互配合,既保證了細胞膜的流動性,又確保了其結(jié)構(gòu)的完整性。此外,膽固醇還參與細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、調(diào)節(jié)膜蛋白功能等過程。因此,磷脂和膽固醇的協(xié)同作用,使細胞膜既有必要的流動性,又具備適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性,從而維持著細胞的正常生理狀態(tài)。(5)請簡述糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)在細胞中的相互關(guān)系。糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是細胞中三大類重要的生物大分子,它們之間存在著密切的相互關(guān)系。糖類為細胞提供主要的能量來源,并參與細胞膜和細胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu);而脂質(zhì)則是細胞膜的主要成分,維持著細胞膜的流動性和選擇通透性。這兩類物質(zhì)為蛋白質(zhì)的正常功能提供了必要的物質(zhì)基礎(chǔ)。同時,許多糖蛋白和糖脂質(zhì)又參與細胞間識別、黏附,以及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等生命過程。蛋白質(zhì)也能通過糖基化修飾,增加其穩(wěn)定性和生物學(xué)功能。因此,糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)在細胞中密切配合,共同維持著細胞的生命活動。(6)比較一下淀粉和纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)和在細胞中的作用。淀粉和纖維素都是由葡萄糖單元通過α-1,4-糖苷鍵連接而成的多糖,但它們的構(gòu)象和在細胞中的功能不同。淀粉是直鏈結(jié)構(gòu),易于被水解,是植物細胞中重要的儲存性多糖,為細胞提供能量。而纖維素是β-1,4-糖苷鍵連接的纖維狀結(jié)構(gòu),具有很強的機械強度,是植物細胞壁的主要成分,起支撐和保護作用。盡管二者都是葡萄糖衍生的多糖,但不同的糖苷鍵結(jié)構(gòu)決定了它們在細胞中完全不同的生理功能,體現(xiàn)了生命的多樣性和復(fù)雜性。(7)什么是糖蛋白?它在細胞中起什么作用?糖蛋白是由蛋白質(zhì)骨架上共價連接的糖鏈組成的糖-蛋白復(fù)合物。糖鏈通常由單糖、寡糖或多糖等糖類組成,能夠增加蛋白質(zhì)的水溶性、穩(wěn)定性和生物活性。糖蛋白廣泛存在于細胞膜、細胞外基質(zhì)以及細胞器膜上,參與細胞間黏附、細胞識別、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等過程。它們還可以保護蛋白質(zhì)免受酶的降解,增強其生物學(xué)功能?？傊?糖蛋白在細胞的結(jié)構(gòu)和功能維持中扮演著重要角色,是細胞間相互識別、信息傳遞的關(guān)鍵分子。(8)為什么動物體內(nèi)要大量儲存脂肪?這對動物來說有什么重要意義?動物體內(nèi)大量儲存脂肪主要有以下幾個重要原因:脂肪是高度濃縮的能量物質(zhì),每克可以提供9千卡熱量,是糖類和蛋白質(zhì)的2.25倍,能為動物提供豐富的能量儲備。脂肪能夠包裹和保護重要器官,起到緩沖和絕緣的作用,維護機體的完整性。脂肪可以調(diào)節(jié)體溫,在寒冷環(huán)境下能夠保持體溫穩(wěn)定。某些脂質(zhì)代謝產(chǎn)物,如激素類物質(zhì),在動物生理調(diào)節(jié)中扮演重要角色。因此,動物體內(nèi)大量儲存脂肪,不僅能為其提供豐富的能量來源,還能維護機體結(jié)構(gòu),調(diào)節(jié)生理功能,對動物的生存和繁衍具有重要意義。(9)簡述細胞膜的流動鑲嵌模型,并分析其在細胞中的重要意義。細胞膜的流動鑲嵌模型認為,細胞膜由脂質(zhì)雙層和各種膜蛋白組成,呈現(xiàn)流動和不均勻分布的特點。膜脂以流動狀態(tài)存在,賦予細胞膜一定的流動性。而膜蛋白則能在膜脂雙層中自由移動,形成不均勻分布,從而實現(xiàn)細胞膜的各種功能。這一模型很好地解釋了細胞膜的選擇通透性、膜蛋白的定向分布以及細胞與環(huán)境的相互交流等特點。它突出了細胞膜的動態(tài)性和結(jié)構(gòu)-功能的關(guān)系,為我們認識細胞膜在細胞生命活動中的核心地位提供了理論基礎(chǔ)。該模型的提出,極大地推動了細胞生物學(xué)的發(fā)展。(10)脂肪酸是細胞中重要的能量來源,但它們在細胞中還有什么其他作用?脂肪酸除了作為細胞的主要能量來源外,在細胞中還發(fā)揮著其他重要作用:參與細胞膜的組成,與甘油和磷酸基結(jié)合形成磷脂,維持細胞膜的流動性和選擇通透性。部分脂肪酸可以經(jīng)過修飾后成為細胞信號分子,參與細胞間信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。某些脂肪酸可以調(diào)節(jié)膜蛋白的活性,影響細胞的生理功能。一些長鏈不飽和脂肪酸是神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育所需的重要營養(yǎng)物質(zhì)。脂肪酸代謝的中間產(chǎn)物,如乙酰CoA,還可以參與其他代謝過程,如糖類和氨基酸的合成。可見,脂肪酸在細胞的結(jié)構(gòu)、功能和調(diào)控等多個層面發(fā)揮著重要作用,是維持細胞生命活動的關(guān)鍵物質(zhì)之一。(11)細胞中的糖類通過什么方式為細胞提供能量?細胞中的糖類,如葡萄糖、果糖等單糖,主要通過呼吸作用為細胞提供能量。具體過程如下:糖類首先被細胞內(nèi)的酶水解成單糖,如葡萄糖。葡萄糖進入糖酵解過程,在缺氧條件下產(chǎn)生乳酸,在有氧條件下進一步氧化生成二氧化碳和水,并產(chǎn)生大量的ATP。這些ATP分子為細胞的各種生命活動提供所需的能量,維持細胞的正常運轉(zhuǎn)。因此,糖類作為細胞的主要能量來源,通過復(fù)雜的代謝過程為細胞提供必需的能量,保證了細胞的生存和功能。(12)簡述細胞中糖類和脂質(zhì)的相互關(guān)系。盡管糖類和脂質(zhì)在化學(xué)結(jié)構(gòu)上存在明顯差異,但它們在細胞中卻存在著密切的相互關(guān)系:糖類可以參與脂類的合成,如糖類通過糖基化作用與蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白,或者與脂類結(jié)合形成糖脂。這些復(fù)合物在細胞膜和細胞外基質(zhì)中發(fā)揮重要功能。脂類的代謝過程可以產(chǎn)生糖類的前體物質(zhì),如乙酰CoA,為糖類的