第2章 组成细胞的分子
第4节 细胞中的糖类和脂质
填基础
一、细胞中的糖类
1.组成元素及分类：糖类分子都是由C、H、O三种元素构成的。糖类大致可以分为单糖、二糖和多糖等几类。
2.单糖、二糖和多糖
（1）单糖
①像葡萄糖这样不能水解，可直接被细胞吸收的糖类就是单糖。常见的单糖还有果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等。
②葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质，是生物体内的“燃料”，其在细胞内的“燃烧”过程中能量是通过一系列化学反应逐步释放出来的。
（2）二糖
①二糖(C12H22O11)由两分子单糖脱水缩合而成，一般要水解成单糖才能被细胞吸收。
②生活中最常见的二糖是蔗糖，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，以及在人和动物乳汁中含量丰富的乳糖。
（3）多糖：生物体内的糖类绝大多数以多糖((C6H9O5)n)的形式存在，淀粉是最常见的多糖。
①淀粉：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。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。
②糖原：人和动物体合成糖原的原料是葡萄糖。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，人和动物血液中葡萄糖含量低于正常时，肝脏中的糖原糖原便分解产生葡萄糖及时补充。
③纤维素：纤维素也是由许多葡萄糖连接而成的。一些植物中的纤维细丝、茎秆和枝叶中的纤维、所有植物细胞的细胞壁，构成它们的主要成分都是纤维素。纤维素不溶于水，在人和动物体内很难被消化，但一些草食类动物借助某些微生物的作用才能分解这类多糖。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。几丁质及其衍生物在医药、化工等方面有广泛的用途。
二、细胞中的脂质
1.分布、组成元素及种类
①分布：脂质存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物。
②组成脂质的化学元素主要是C、H、O，有些脂质还含有P和N。和糖类相比，脂质分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量更多。
③常见的脂质有脂肪、磷脂和固醇等，它们的分子结构差异很大，通常都不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂。
2.脂肪、磷脂和固醇
- 脂肪
①脂肪是最常见的脂质。脂肪是由三分子脂肪酸与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)。其中甘油的分子比较简单，而脂肪酸的种类和分子长短却不相同。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；大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸，室温时呈固态。
②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；还是一种很好的绝热体，具有保温的作用；分布在内脏器官周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用，可以保护内脏器官。
（2）磷脂
①磷脂与脂肪的不同之处在于甘油的一个羟基(一OH)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，磷脂除了含有C、H、O外，还含有P甚至N。
②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：固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D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成；维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
三、糖类和脂质的关系：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。而食物中的脂肪被消化吸收后，可以在皮下结缔组织等处以脂肪组织的形式储存起来。
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写长句
1.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，培养基中都会有葡萄糖。对于培养的细胞来说，葡萄糖起的作用是作为细胞生命活动所需要的能源物质。（P23“问题探讨”1）
2.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。这说明细胞可以将葡萄糖转化成脂肪。（P23“问题探讨”2）
3.糖类可称为“碳水化合物”，其原因是多数糖类分子中氢原子和氧原子之比是2：1，类似水分子，糖类可简写为(CH20)。（P23“教材”）
4.淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖，但因为葡萄糖连接的方式、数量等不同，因此它们具有了不同的化学性质。（P24“图2-3”）
5.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。（P24“旁栏思考”）
6.几丁质可用于废水处理去除一些重金属离子，其原因是几丁质能与溶液中的重金属离子有效结合。（P25“教材”）
7.除淀粉外的复杂糖类，如纤维素、果胶等，被称为膳食纤维。膳食纤维大量存在于蔬菜、水果、海藻和粮食(特别是粗粮)等植物性食物中;它们既不能被肠道消化、吸收，也不能产生能量，只是肠道里的匆匆过客，最终混在食物残渣里，随着粪便一起排出体外。但膳食纤维能够促进胃肠的蠕动和排空。所以，多吃一些富含膳食纤维的食物，排便就会通畅，并且减少患大肠癌的机会，还有利于降低过高的血脂和血糖等，从而有利于维护心脑血管的健康、预防糖尿病、维持正常体重等。由于膳食纤维具有如此重要的保健作用，因此一些科学家把它称作人类的“第七类营养素”。（P25“批判性思维”）
8.在人和哺乳动物体内，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。（P26“思考与讨论1”）
9.花生、油菜、大豆、向日葵、松、核桃、蓖麻等植物都含有较多的脂肪，这些植物的脂肪多储存在它们的种子里。（P26“思考与讨论2”）
10.脂肪对细胞和生物体的作用有：脂肪除了可以储存大量能量，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。（P26“思考与讨论3”）
11.呼吸熵是物质氧化分解时释放CO2与消耗O2的比值，糖类的呼吸熵等于1，而脂肪的呼吸熵却小于1，请从糖类和脂肪的元素组成方面分析原因脂肪和糖类均由C、H、O三种元素组成，但脂肪中“C”“H”含量高，而“O”含量低，故脂肪氧化分解释放的能量多，需要O2多，产生的H2O多。（P25、26“教材”改编）
12.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，其作用是：脂肪既可御寒，也供给冬眠中生命活动所需的能量。（P26“教材”改编）
13.北京鸭的食物主要是玉米、谷类和菜叶，但是用填喂北京鸭,可以使鸭在较短时间内肥育。这是因为细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。当北京鸭摄入的糖类过多时，糖类在鸭体内就转变成了脂肪，并在皮下组织等处储存起来，就变成了一身肥肉。（P27“北京鸭”）
14.给家畜、家禽提供富含糖类的饲料，使它们肥育，是因为糖类在它们体内转变成了脂肪。（P27“教材”）
15.糖类和脂肪之间的转化有哪些差异：糖类在供应充足的情况下，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，而且不能大量转化为糖类。（P27“教材”）
16.水稻和小麦的细胞中含有丰富的多糖，这些多糖是淀粉和纤维素。在人和动物皮下结缔组织中含量丰富的储能物质是脂肪。（P27“概念检测2、3”改编）
17.脂肪和糖原都是储能物质，但是和糖原相比，脂肪是一种很“经济”的储备能源，因为脂肪是非极性化合物，可以以无水的形式储存在体内。虽然糖原也是动物细胞内的储能物质，但它是极性化合物，是高度的水合形式，在机体内贮存时所占的体积相当于同等重量的脂肪所占体积的4倍左右。因此脂肪是一种很“经济”的储备能源。（P27“拓展应用1”）
18.从物质氧化分解的角度分析说明，糖类和脂肪中，为什么糖类是生物体生命活动利用的主要能源物质。因为与糖类氧化相比，在生物细胞内脂肪的氧化速率比糖类慢，而且需要消耗大量氧气，此外，糖类氧化既可以在有氧条件下也可以在无氧条件下进行。所以，对于生物体的生命活动而言，糖类和脂肪都可以作为储备能源，但是糖类是生物体生命活动利用的主要能源物质。（P27“拓展应用1”）
19.医生建议缺钙的婴幼儿在服用钙片的同时，还要服用少量的鱼肝油。服用鱼肝油有助于钙的吸收，其原因是：鱼肝油主要含有维生素A和维生素D。维生素D有助于细胞吸收和储存钙和磷，所以当婴幼儿服用钙片时，医生会建议同时服用鱼肝油来促进钙的吸收。当维生素D缺乏时，婴幼儿容易患佝偻病、软骨病等。（P27“拓展应用2”）
20.当人过多地摄入脂肪类食物又缺少运动时，就有可能导致肥胖、增加内脏器官尤其是心脏的负担。胆固醇在许多动物性食物中含量丰富，但过多的摄入胆固醇，会在血管壁上形成沉积，造成血管堵塞，危及生命。据此分析，在日常膳食中我们要注意什么：限制高脂肪、高胆固醇类食物的过量摄入。（P27“教材”改编）
21.哺乳动物体内胆固醇并非有害无益，原因是胆固醇是高等动物细胞膜的重要组成成分，在人体内还参与血液中脂质的运输。（P27“教材”改编）
22.某同学在烈日下参加足球比赛时突然晕倒，医生根据情况判断，立即给他做静脉滴注处理。请推测，这种情况下最合理的注射液应该是葡萄糖生理盐水(葡萄糖溶液、葡萄糖生理盐水)。（P38“选择题4”改编）
23.当你在学校参加运动会消耗了大量体力时，能尽快地为你补充能量的物质是糖类，因为糖类是主要的能源物质。（P38“选择题4”改编）
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辨正误
- 能为细胞的生活提供能量的只糖类，所以糖类是主要的能源物质。（×）（P23“教材”改编）
点拔：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。
- 葡萄糖是治疗急性肠炎患者的首选药物（×）（P23“教材”改编）
点拔：治疗急性肠炎患者时输液成分中有葡萄糖，但并不是说葡萄糖是治疗急性肠炎患者的首选药物。
- 二糖必需水解为葡萄糖才能被细胞吸收（×）（P24“教材”改编）
点拔：二糖的水解产物有些是葡萄糖，有些不只葡萄糖，如蔗糖水解产物中有果糖，乳糖水解产物中有半乳糖。
- 因为葡萄糖是主要的能源物质，所以生物体内的糖类绝大多数以葡萄糖形式存在（×）（P24“教材”改编）
点拔：生物体内的糖类绝大多数以多糖形式存在。
- 人食用的淀粉水解为葡萄糖被人体吸收后成为人体合成淀粉的原料（×）（P24“教材”改编）
点拔：淀粉存在于植物细胞中，不能在人体细胞中合成。
- 糖原是动物细胞中贮存能量的物质，动物细胞中的贮能物质是糖原（×）（P24“教材”改编）
点拔：糖原是动物细胞中贮存能量的物质，动物细胞中的贮能物质主要是脂肪。
- 纤维素是组成细胞壁的成分，核糖和脱氧核糖是组成核酸的成分，它们都不能提供能量（√）（P23、24“教材”改编）
- 食草动物体内的一些微生物能产生分解纤维素的酶（√）（P25“教材”改编）
- 几丁质是由葡萄糖组成的，其可用于制作食品的包装纸和食品添加剂、人造皮肤等（√）（P25“教材”）
- 《中国居民膳食指南(2016)》提出的“控糖”建议是：控制添加糖的摄入量，这里的添加糖包括食物中天然存在的糖（×）（P25“与社会联系”改编）
点拔：添加糖不包括食物中天然存在的糖。
- 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关。（√）（P25“与社会联系”改编）
- 脂肪酸的“骨架”是一条由碳原子组成的长链。（√）（P26“教材”）
- 饱和脂肪酸中碳长链上的每个碳原子与相邻的碳原子以单键连接（√）（P26“教材”）
- 不饱和脂肪酸碳长链中存在双键，碳原子连接的氢原子数目不能达到饱和（√）（P26“教材”）
- 糖类转化过程中只能转变为脂肪，但是脂肪不能大量转变为糖类（×）（P27“教材”）
点拔：细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的，葡萄糖可以转变成脂肪和某些氨基酸。
- 磷脂是所有细胞必不可少的脂质。(√)（P27“概念检测”）
- 植物细胞和动物细胞的组成成分都含有纤维素。(×)（P27“概念检测”）
点拔：动物细胞的组成成分中不含有纤维素。
- 脂肪、淀粉、糖原都是人体细胞内的储能物质。(×)（P27“概念检测”）
点拔：淀粉是存在于植物细胞中的贮能物质。
- 糖类、脂肪的组成元素是C、H、O（√）（P25、27“教材”改编）
- 胆固醇既参与人体细胞膜的组成，又参与血糖中脂质的运输（√）（P27“教材”改编）
- 磷脂是所有细胞必不可少的脂质，胆固醇是对生物体有害的物质（×）（P27“教材”改编）
点拔：胆固醇是构成动物细胞膜的成分，参与血液中脂质的运输，不是对生物体有害的物质
- 人体摄人的糖类，有的能被细胞直接吸收，如葡萄糖、乳汁中的乳糖。(×)（P38“选择题5”改编）
点拔：乳汁中的乳糖需先水解为单糖才可被细胞吸收。
- 细胞膜中脂质的功能是构成膜结构，细胞内的脂质可携带遗传信息。(×)（P38“选择题6”改编）
点拔：脂质不能携带遗传信息，能携带遗传信息的是核酸。
- 纤维素易溶于水，在人体内可被消化。(×)（2021·海南卷，T1B）
点拔：纤维素不溶于水，人体不具有纤维素酶，不能水解消化纤维素。
- 淀粉水解成葡萄糖时伴随着ATP的生成（×）[2017·海南卷，T5A]
点拔：淀粉水解成葡萄糖时不会产生能量，因此不会伴随着ATP的生成。
- 人体大脑活动的能量主要来自脂肪的有氧氧化（×）[2017·海南卷，T5B]
点拔：人体大脑活动的能量主要来自葡萄糖的有氧氧化。
- 膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的（×）[2016·全国卷Ⅲ，T1D]
点拔：膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸组成的。
- 维生素D和性激素不属于固醇类物质（×）[2014·海南卷，T2B]
点拔：固醇包括胆固醇、维生素D和性激素。
- 糖类不参与细胞识别和免疫调节（×）[2013·江苏卷，T1D]
点拔：糖类与蛋白质形成糖蛋白，糖蛋白在细胞的识别中具有重要的作用，免疫调节中也存在细胞的识别。
- 发芽小麦种子中的麦芽糖经水解可产生果糖（×）[2013·海南卷，T23C]
点拔：麦芽糖经水解产生的全是葡萄糖。
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