1、第3节 细胞中的糖类和脂质 在科学研究和制药等领域，经常要进行动物细在科学研究和制药等领域，经常要进行动物细胞培养。体外培养动物细胞时，需要为细胞分裂和胞培养。体外培养动物细胞时，需要为细胞分裂和生长提供营养。绝大多数情况下，培养基中都会有生长提供营养。绝大多数情况下，培养基中都会有葡萄糖。葡萄糖。 讨论讨论 1 1对于培养的细胞来说，葡萄糖可能起什么作对于培养的细胞来说，葡萄糖可能起什么作用？用？ 2 2在培养脂肪细胞时，即便没有向培养基中添在培养脂肪细胞时，即便没有向培养基中添加脂肪，新形成的脂肪细胞中也会出现油滴。这说加脂肪，新形成的脂肪细胞中也会出现油滴。这说明什么？明什么？细胞培养细
2、胞培养 如同任何机器的运转都需要外界提供能量一样，细胞的生命活动如同任何机器的运转都需要外界提供能量一样，细胞的生命活动也需要能量来维持。很多种有机物都可以为细胞的生活提供能量，其也需要能量来维持。很多种有机物都可以为细胞的生活提供能量，其中糖类是主要的能源物质。中糖类是主要的能源物质。白糖白糖冰糖冰糖你能列举一些你所熟悉的糖的名称吗你能列举一些你所熟悉的糖的名称吗? ? 红糖红糖1.1.这些糖有什么共同特点？这些糖有什么共同特点？它们都是甜的。它们都是甜的。2.2.是不是所有的糖类都是甜的？是不是所有的糖类都是甜的？不是。不是。 有些糖类是没有甜味的，如纤维素、有些糖类是没有甜味的，如纤维素
3、、淀粉等。淀粉等。淀粉和纤维素并不甜，为什么也属淀粉和纤维素并不甜，为什么也属于糖类呢？于糖类呢？一、细胞中的糖类 糖类大致可以分为单糖、二糖和多糖等几类。糖类大致可以分为单糖、二糖和多糖等几类。 糖类分子糖类分子都是都是由由C C、H H、0 0三种元素构成的。因为三种元素构成的。因为多数糖类分子中氢原子和氧原子之比是多数糖类分子中氢原子和氧原子之比是2:1 2:1 , , 类似水类似水分子，因而糖类又被称为分子，因而糖类又被称为“碳水化合物碳水化合物 ，简写为，简写为（CHCH2 20 0）。）。 不能不能水解的水解的糖类叫作单糖，如葡萄糖糖类叫作单糖，如葡萄糖(C(C6 6H H1212
4、O O6 6) ) 、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等。单糖可以被细胞。单糖可以被细胞直接吸收。直接吸收。 葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质，常被形容为葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质，常被形容为“生命生命的燃料的燃料 。1.1.单糖单糖 二糖二糖(C(C1212H H2222O O1111) )由由两分子的单糖脱水缩合而成两分子的单糖脱水缩合而成，如，如蔗糖、麦芽糖、乳糖等。二糖一般要水解蔗糖、麦芽糖、乳糖等。二糖一般要水解成单糖才能成单糖才能被细胞吸收。被细胞吸收。2.2.二糖二糖 生活中最常见的二糖是蔗糖，红糖、白糖、冰糖等都是蔗糖。蔗糖生活中
5、最常见的二糖是蔗糖，红糖、白糖、冰糖等都是蔗糖。蔗糖在糖料作物甘蔗和甜菜里含量丰富，大多数水果和蔬菜中也含有蔗糖。在糖料作物甘蔗和甜菜里含量丰富，大多数水果和蔬菜中也含有蔗糖。常见的二糖还有在发芽的小麦等谷粒中含量丰富的麦芽糖，以及在人和常见的二糖还有在发芽的小麦等谷粒中含量丰富的麦芽糖，以及在人和动物乳汁中含量丰富的乳糖。动物乳汁中含量丰富的乳糖。3.3.多糖多糖 生物体内的糖类绝大多数以多糖生物体内的糖类绝大多数以多糖(C(C6 6H H1010O O5 5) )n n 的形式存在，如淀的形式存在，如淀粉、纤维素、糖原等。粉、纤维素、糖原等。 淀粉是最常见的多糖。绿色植物通过光合作用产生淀
6、粉，作为植淀粉是最常见的多糖。绿色植物通过光合作用产生淀粉，作为植物体内的储能物质存在于植物细胞中。粮食作物玉米、小麦、水稻的物体内的储能物质存在于植物细胞中。粮食作物玉米、小麦、水稻的种子中含有丰富的淀粉，淀粉还大量存在于马铃薯、山药、甘薯等植种子中含有丰富的淀粉，淀粉还大量存在于马铃薯、山药、甘薯等植物变态的茎或根以及一些植物的果实中。人体摄人的淀粉，必须经过物变态的茎或根以及一些植物的果实中。人体摄人的淀粉，必须经过消化分解成葡萄糖，才能被细胞吸收利用。消化分解成葡萄糖，才能被细胞吸收利用。 淀粉、糖原和纤淀粉、糖原和纤维素都是由许多葡萄维素都是由许多葡萄糖连接而成的，构成糖连接而成的，
7、构成它们的基本单位都是它们的基本单位都是葡萄糖分子。葡萄糖分子。淀粉淀粉麦芽糖麦芽糖葡萄葡萄糖糖多糖多糖二糖二糖单糖单糖淀粉酶淀粉酶麦芽糖酶麦芽糖酶 食物中的淀粉水解后变成葡萄糖，这些葡萄糖成为人和动物体合成食物中的淀粉水解后变成葡萄糖，这些葡萄糖成为人和动物体合成动物多糖动物多糖糖原的原料。糖原主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中，糖原的原料。糖原主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中，是人和动物细胞的储能物质。当细胞生命活动消耗了能量，人和动物血是人和动物细胞的储能物质。当细胞生命活动消耗了能量，人和动物血液中葡萄糖含量低于正常时，肝脏中的糖原便分解产生葡萄糖及时补充。液中葡萄糖含量低于正常时，肝脏
8、中的糖原便分解产生葡萄糖及时补充。 棉、棕榈和麻类植物都有长长的纤维细丝，还有那些分布在其他植棉、棕榈和麻类植物都有长长的纤维细丝，还有那些分布在其他植物茎秆和枝叶中的纤维，以及所有植物细胞的细胞壁，构成它们的主要物茎秆和枝叶中的纤维，以及所有植物细胞的细胞壁，构成它们的主要成分都是纤维素。成分都是纤维素。 纤维素也是多糖，不溶于水，在人和动物体内很难被消化，即使草纤维素也是多糖，不溶于水，在人和动物体内很难被消化，即使草食类动物有发达的消化器官，也需借助某些微生物的作用才能分解这类食类动物有发达的消化器官，也需借助某些微生物的作用才能分解这类多糖。多糖。 几丁质也是一种多糖，又称为壳多糖，广
9、泛存在于甲壳类动物和几丁质也是一种多糖，又称为壳多糖，广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中。昆虫的外骨骼中。 几丁质及其衍生物在医药、化工等方面有广泛的用途。例如，几几丁质及其衍生物在医药、化工等方面有广泛的用途。例如，几丁质能与溶液中的重金属离子有效结合，因此可用于废水处理；可丁质能与溶液中的重金属离子有效结合，因此可用于废水处理；可以用于制作食品的包装纸和食品添加剂；可以用于制作人造皮肤；以用于制作食品的包装纸和食品添加剂；可以用于制作人造皮肤；等等。等等。阅读阅读课本课本P23-25“P23-25“细胞中的糖类细胞中的糖类”，完成下列表格。，完成下列表格。种类种类分布分布作用作用单糖单糖
10、二糖二糖 多糖多糖核糖核糖脱氧核糖脱氧核糖葡萄糖葡萄糖果糖果糖半乳糖半乳糖动植物细胞动植物细胞植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞DNA的组成成的组成成分分RNA的组成成的组成成分分细胞生命活动的主要能源物质细胞生命活动的主要能源物质也是细胞的能源物质也是细胞的能源物质麦芽糖麦芽糖蔗糖蔗糖乳糖乳糖植物细胞植物细胞能源物质能源物质动物细胞动物细胞纤维素纤维素淀粉淀粉糖原糖原植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞植物细胞壁的主要成分植物细胞壁的主要成分植物细胞的储能物质植物细胞的储能物质动物细胞的储能物质动物细胞的储能物质几丁质几丁质甲壳类、昆虫甲壳类、昆虫外骨骼的重要组成成分外骨骼的重要组成成分 糖尿病糖
11、尿病人的饮食受到严格的限制人的饮食受到严格的限制, ,受限受限制的并不仅仅是甜味食品制的并不仅仅是甜味食品, ,米饭和馒头等主米饭和馒头等主食都需定量摄取，为什么食都需定量摄取，为什么? ? 米饭、馒头含有的淀粉经消化分解米饭、馒头含有的淀粉经消化分解后生成葡萄糖。后生成葡萄糖。P24P24旁旁栏思考题栏思考题 中国居民膳食指南（中国居民膳食指南（20162016）提出的）提出的“控糖控糖 建议是：控制建议是：控制添加糖的摄入量，每天摄入不超过添加糖的摄入量，每天摄入不超过50g50g，最好控制在，最好控制在25g25g以下（添以下（添加糖是指在食物的烹调、加工过程中添加进去的单糖、二糖等各加
12、糖是指在食物的烹调、加工过程中添加进去的单糖、二糖等各种糖类甜味剂，不包括食物中天然存在的糖）。统计表明，市场种糖类甜味剂，不包括食物中天然存在的糖）。统计表明，市场上的一些饮料（如碳酸饮料、乳酸菌饮料等），每上的一些饮料（如碳酸饮料、乳酸菌饮料等），每100mL100mL可能含糖可能含糖就达到就达到10g10g；很多冷饮的含糖量在；很多冷饮的含糖量在2020以上。也就是说，如果喝一以上。也就是说，如果喝一瓶（瓶（500mL)500mL)这样的饮料，当天所摄入的糖量就超标了。而肥胖、这样的饮料，当天所摄入的糖量就超标了。而肥胖、高血压、龋齿、某些糖尿病等都直接或间接与长期糖摄入超标有高血压、龋
13、齿、某些糖尿病等都直接或间接与长期糖摄入超标有关。关。与社会的联系与社会的联系 与糖类相似，组成脂质的化学元素主要是与糖类相似，组成脂质的化学元素主要是C C、H H、O O，有些脂质还含，有些脂质还含有有P P和和N N。与糖类不同的是，脂质分子中氧的含量远远低于糖类，而氢。与糖类不同的是，脂质分子中氧的含量远远低于糖类，而氢的含量更高。的含量更高。二、细胞中的脂质1.1.脂肪脂肪一种脂肪分子一种脂肪分子 脂肪是由三分子脂肪酸与脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的一分子甘油发生反应而形成的酯，即三酰甘油（又称甘油三酯，即三酰甘油（又称甘油三酯）。酯）。 脂肪是最常见的脂质。脂肪是
14、最常见的脂质。 脂肪酸可以是饱和的，也可以是不饱和的。植物脂肪大多含有不脂肪酸可以是饱和的，也可以是不饱和的。植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸，在室温时呈液态；动物脂肪含有饱和脂肪酸，室温时呈饱和脂肪酸，在室温时呈液态；动物脂肪含有饱和脂肪酸，室温时呈固态。固态。 1g 1g糖原氧化分解释放出约糖原氧化分解释放出约17kJ17kJ的能量，而的能量，而1g1g脂肪可以放出约脂肪可以放出约3939kJkJ的能量。脂肪是细胞内良好的储能物质，当生命活动需要时可以分解的能量。脂肪是细胞内良好的储能物质，当生命活动需要时可以分解利用。利用。 脂肪不仅是储能物质，还是一种很好的绝热体。脂肪不仅是储能物质，还是
15、一种很好的绝热体。生活在海洋中的大型哺乳动物，如鲸、海豹等，皮下生活在海洋中的大型哺乳动物，如鲸、海豹等，皮下有厚厚的脂肪层，起到保温的作用。生活在南极寒冷有厚厚的脂肪层，起到保温的作用。生活在南极寒冷环境中的企鹅，体内脂肪可厚达环境中的企鹅，体内脂肪可厚达4cm4cm。分布在内脏器。分布在内脏器官周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用，可以保护内官周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用，可以保护内脏器官。脏器官。 熊在入冬之前要吃大量的食物。熊冬眠时主要熊在入冬之前要吃大量的食物。熊冬眠时主要靠体内什么物质提供能量，维持基本的生命活动？靠体内什么物质提供能量，维持基本的生命活动？主要靠脂肪。主要靠脂肪。
16、你也和他一样很喜欢猛吃东你也和他一样很喜欢猛吃东西吗？西吗？东西吃太多会有什么东西吃太多会有什么后果？后果？肥胖。肥胖。组成元素溶解性作用脂肪) )磷脂 固醇) )胆固醇性激素维生素DC C 、H H 、O O通常不通常不溶于水，溶于水，而溶于而溶于脂溶性脂溶性有机溶有机溶剂，如剂，如丙酮、丙酮、氯仿、氯仿、乙醚等乙醚等储能物质、保温、缓冲和减压储能物质、保温、缓冲和减压组成生物膜的重要成分组成生物膜的重要成分动物细胞膜的重要成分，在人动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质运输体内还参与血液中脂质运输促进人和动物生殖器官发育以促进人和动物生殖器官发育以及生殖细胞形成及生殖细胞形成促进人
17、和动物肠道对促进人和动物肠道对CaCa和和P P的吸收的吸收C C 、H H 、O OC C 、H H 、O O、P P、N N根据所学内容根据所学内容, , 完成以下表完成以下表格。格。2.2.磷脂磷脂 磷脂与脂肪的不同之处在于甘油的一个羟基（磷脂与脂肪的不同之处在于甘油的一个羟基（OH)OH)不是与脂不是与脂肪酸结合成酯，而是与磷酸及其他衍生物结合。因此，磷脂除了含肪酸结合成酯，而是与磷酸及其他衍生物结合。因此，磷脂除了含有有C C、H H、0 0外，还含有外，还含有P P甚至甚至N N。 磷脂是构成细胞膜的重要成分，也是构成多种细胞器膜的重要磷脂是构成细胞膜的重要成分，也是构成多种细胞器
18、膜的重要成分。成分。3.3.固固醇醇 固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D D等。等。 胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂中脂质的运输。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质的运输。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；维生素成；维生素D D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。 细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。血液细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。血液中的葡萄糖除供细胞利用外，多余的部分可以合成中的葡萄糖
19、除供细胞利用外，多余的部分可以合成糖原储存起来；如果葡萄糖还有富余，就可以转变糖原储存起来；如果葡萄糖还有富余，就可以转变成脂肪和某些氨基酸。但是糖类和脂肪之间的转化成脂肪和某些氨基酸。但是糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的。例如，糖类在供应充足的情程度是有明显差异的。例如，糖类在供应充足的情况下，况下，可以大量转化为脂肪；而脂肪一般只在糖类可以大量转化为脂肪；而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍，引起供能不足时，才会分解供能，代谢发生障碍，引起供能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类。而且不能大量转化为糖类。1.1.某某同学未吃早饭，突然头晕，校医给他喝葡萄同学未吃早饭，突然头晕，校医
20、给他喝葡萄糖水，这样做主要是（糖水，这样做主要是（ ） A.A.补充补充水分水分 B.B.提供提供各种营养各种营养 C.C.满足满足能量需要能量需要 D.D.稀释稀释血液血液C练一练2.2.下列叙述中，淀粉、纤维素和糖原的共同特下列叙述中，淀粉、纤维素和糖原的共同特征是（征是（ ） A. A.都是细胞内储存能量的物质都是细胞内储存能量的物质 B. B.都含有都含有C C、H H、O O、N4N4种元素种元素 C. C.其组成单体都是葡萄糖其组成单体都是葡萄糖 D. D.都是还原糖都是还原糖C3.3.碳元素是组成生物体的最基本元素，这是因为碳碳元素是组成生物体的最基本元素，这是因为碳元素在生物体中（元素在生物体中（ ） A.A.所含的能量最多所含的能量最多 B B. .最容易被吸收利用最容易被吸收利用 C.C.所起的作用最大所起的作用最大 D D. .构成有机物的骨架构成有机物的骨架D
