第1单元 糖类与脂类
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一、教学目标1.概述糖类的种类和作用。
2.举例说出脂质的种类和作用。
3.说明生物大分子以碳链为骨架。
二、教学重点和难点1.教学重点(1)糖类的种类和作用。
(2)生物大分子以碳链为骨架。
2.教学难点(1)多糖的种类。
(2)生物大分子以碳链为骨架。
三、教学策略1.情境创设本节学习的内容与学生的生活和身体健康关系密切,教学中要善用这些有利因素,积极地引导学生进入新课的学习。
教学中可以按照教材中的问题探讨创设情境,让同学们观察课本上的图片,从平日熟悉的食物中思考我们如何利用食物中的有机物,通过学生对糖类和脂质认识的基础做切入点,将学生引入新课。
当然教学方法是多样的,教师可以根据自己熟悉的方法,结合当地学生的实际,采用不同的素材创设问题情境。
比如也可以问问学生,为什么低血糖的病人需要及时补充糖类,否则会发生晕眩?人的肥胖症状与饮食中的糖类和脂肪有什么关系?用这些问题引发学生思考,作为情境引入,也能调动学生学习新课的积极性。
总之学生进入新课的学习如同将要参加一个既定的活动,这个活动是否能有效地展开和持续地进行下去,教师的点拨和引导十分必要。
2.教学过程在糖类和脂质的教学内容中,课程标准对知识目标的要求是:学生要理解细胞中糖类的种类和作用;了解脂质的种类和作用。
因此课堂教学的重心应放在对糖类的学习上,然后通过列举生活中的实例来丰富学生的感性认识。
学习脂质的内容时也应多联系生活实际。
学生早已熟悉碳水化合物的概念,但又很难确切地将其与糖类划等号。
可以简单地向学生介绍碳水化合物的含义,然后说明碳水化合物仅是一种俗称,不是严格意义上糖类的称谓。
根据糖类的化学元素组成介绍糖类的分类,调动学生已有的知识库存,启发学生思考他们所熟悉的糖类都包括哪些种类,哪些糖类和生命活动休戚相关,人获得糖类的最快途径是什么等问题,让学生感受糖类对于生命的重要,同时认识到那些分子很小的、不能水解的糖类才可以进入细胞,其他形式的糖类都需经过分解才能进入细胞,以此来学习和理解糖类的种类。
高中生物 2.4 细胞中的糖类和脂质知识点归纳新人教版必修11、糖类的形成与组成【提醒】1、葡萄糖、果糖、麦芽糖和乳糖是还原糖,即可与斐林试剂反应,产生砖红色沉淀;淀粉、蔗糖、纤维素、糖原是非还原糖。
2、糖原可依据分布的场所主要分为肝糖原和肌糖原。
血糖与肝糖原之间的相互转化可参与血糖浓度的调节,但肌糖原不能直接分解为葡萄糖。
3、糖类的脱水缩合也产生水。
2、糖类的种类、分布和功能的比较种类分子式分布主要功能单糖:不能水解的糖核糖C5H10O5动植物细胞组成核酸的物质脱氧核糖C5H10O4葡萄糖C6H12O6光合作用产物,细胞的主要能源物质二糖:水解后能够生成两分子单糖的糖蔗糖C12H22O11植物细胞能水解成单糖而供能麦芽糖动物细胞乳糖多糖:水解后能够单糖的糖淀粉(C6H10O5)n植物细胞植物细胞中重要的储能物质植物细胞壁的基本组成成分纤维素糖原动物细胞动物细胞中重要的储能物质知识二、细胞中的脂肪1、比较种类功能分布元素组成脂肪主要的储能物质;对于高等动物和人:保温、减少器官之间的摩擦、缓冲外界压力以保护内脏器官大量存在于某些植物的种子、果实及动物体的脂肪细胞中C、H、O磷脂构成细胞膜及各种细胞器膜的重要成分在人和动物的脑、卵细胞、肝脏及大豆的种子中含量较多C、H、O、P、N固醇胆固醇是构成细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输在许多动物性食物中含量丰富C、H、O、N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动物的性腺分泌,进入血液、细胞液维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收在动物的卵黄中含量较多;在人的表皮细胞中有胆固醇,在日光照射下能转变成维生素D2、注意(1)由于脂肪中的含碳和氢量比糖类多,因此在氧化分解时的耗氧量要比糖类多,释放出来的能量也多。
1 g糖原氧化分解释放出约17 kJ的能量,而1 g脂肪可以放出约39 kJ的能量。
(2)脂肪在氧化分解时产生的水也多。
知识要点第一单元糖类第一单元糖类一、糖类的概念糖类物质是多羟基(2个或以上)的醛类(aldehyde)或酮类(Ketone)化合物,以及它们的衍生物或聚合物,可分为醛糖(aldose)和酮糖(ketose),还可根据碳层子数分为丙糖(triose),丁糖(terose),戊糖(pentose)、己糖(hexose)。
最简单的糖类就是丙糖(甘油醛和二羟丙酮)O)n表示,所以过去人们一由于绝大多数的糖类化合物都可以用通式Cn (H2直认为糖类是碳与水的化合物,称为碳水化合物。
现在已经这种称呼并恰当,只是沿用已久,仍有许多人称之为碳水化合物。
二、糖的种类根据糖的结构单元数目多少分为:(1)单糖:不能被水解称更小分子的糖。
(2)寡糖:2~6个单糖分子脱水缩合而成,以双糖最为普遍,意义也较大。
(3)多糖:同多糖:淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质(壳多糖);杂多糖:糖胺多糖类(透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等)。
(4)结合糖(复合糖,糖缀合物,glycoconjugate):糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等。
(5)糖的衍生物:糖醇、糖酸、糖胺、糖苷三、糖类的生物学功能(1) 提供能量。
植物的淀粉和动物的糖原都是能量的储存形式。
(2) 物质代谢的碳骨架,为蛋白质、核酸、脂类的合成提供碳骨架。
(3) 细胞的骨架。
纤维素、半纤维素、木质素是植物细胞壁的主要成分,肽聚糖是细胞壁的主要成分。
(4) 细胞间识别和生物分子间的识别。
细胞膜表面糖蛋白的寡糖链参与细胞间的识别。
一些细胞的细胞膜表面含有糖分子或寡糖链,构成细胞的天线,参与细胞通信。
红细胞表面ABO血型决定簇就含有岩藻糖。
四、单糖(一)单糖的结构1.单糖的链状结构确定链状结构的方法(葡萄糖):a.与Fehling试剂或其它醛试剂反应,含有醛基。
b.与乙酸酐反应,产生具有五个乙酰基的衍生物。
c.用钠、汞剂作用,生成山梨醇。
最简单的单糖之一是甘油醛(glyceraldehydes),它有两种立体异构形式(Stereoismeric form),这两种立体异构体在旋光性上刚好相反,一种异构体使平面偏振光(Plane polarized liyot)的偏振面沿顺时针方向偏转,称为右旋型异构体(dextrorotary),或D型异构体。
糖类和脂类教学任务:(1)糖类的分类(2)单糖、二糖和多糖的关系(3)脂类的分类(4)单体与多聚体的关系教学思路:本节课的教学难度不大,但由于识记的知识比较多,缺少内在的联系性,学生在课堂上容易疲劳。
知识结构如下表:教学材料:(1)葡萄糖的分子式和二糖的分子式葡萄糖的分子式为:C6H12O6,约去下标之后,剩下C H2O ,也就是碳水化合物。
而二糖的分子式为:C12H22O11,和葡萄糖分子式的关系,学生可以通过观察得出,二糖和单糖的关系,并且迁移至氨基酸的缩合反应。
(2)血糖和葡萄糖的关系二糖、多糖(淀粉)等并不能直接被人体所吸收,都会被消化成单糖,主要是葡萄糖,然后被吸收到体内,大量吸收之后会引起血糖的上升,迁移蛋白质的多样性讲过的胰岛素的作用——降低血糖,血糖如何降低——不再是血糖的时候,血糖可以被转换成多糖——糖原储存在肝脏和肌肉中,待到血糖较低的时候肝脏中的肝糖元又会水解为葡萄糖释放到血液中成为血糖,进而维持血糖的平衡,但是肌糖原就不能再次还原为血糖,可这也不能说肌糖原就会越积累越多,那是因为肌糖原会被氧化分解进而供给肌肉的收缩。
(3)脂肪的作用脂肪的作用是最好的储能物质:一克的糖原完全氧化分解释放的能量不及一克脂肪完全氧化分解释放能量的一半。
脂肪的其他作用:从脂肪存在的位置来推断脂肪的作用。
臀部的脂肪聚集较丰富——缓冲机械压力。
事例:踢球的时候小腿的前面被撞和一屁股敦坐在地上的感觉是完全不同的。
肠子上的脂肪——主要是为了减少摩擦的。
腹部的脂肪——为了保护内脏的。
胸部的器官主要受到胸骨、肋骨和脊椎的保护,但腹部不能有这些骨头(有的话就不能弯腰了)。
(4)单体和多聚体的关系氨基酸——蛋白质;核苷酸——核酸单糖——多糖教学提示:性激素是脂类物质,而不是蛋白质,这需要十分关注。
简述糖类脂类相互转化过程
1糖类与脂类的相互转化
糖类和脂类是有机化学中常见的两大类化合物,它们之间存在相互转化的过程。
糖类是有机化学中C-(C-OH)nH形成的水溶性无机物;脂类是由三个及以上有机酸分子组成的非水溶性无机物。
它们分别由糖类和脂类的子分子和其它分子组成,形成通常为乳白色、粘稠、油性的脂褐色混合物,即脂肪或油脂。
糖类和脂类之间的相互转化是指将糖类代谢减去某些结构元素,产生指定的脂类结构,或者将脂类的结构加上化合物,形成指定的糖类结构的过程。
这种相互转化的过程常常是通过一种叫做脱氢酶的酶来进行的,它可以将糖类的羟基正电解离出,然后分子结构发生改变,形成脂类结构。
此外,糖类和脂类之间的相互转化也可以由乳酸类生物分子完成,它是乳酸及其衍生物的总称,能够从糖中制造脂肪酸,这也在牛奶的制造过程中起到关键作用。
此外,糖类和脂类之间的相互转化还可以通过乳酸酯酶和脂酶来完成,乳酸酯酶可以将乳酸及其衍生物转化成脂肪酸,脂酶可以将乙醇及其衍生物转化成乳酸及其衍生物。
显然,乳酸酯酶和脂酶是糖类和脂类之间相互转化的关键酶类,而且,它们也是人工细胞工程制备酶反应催化剂的关键因素。
通常来说,糖类和脂类之间的相互转化是糖脂底物的活性代谢的反应,这种反应可以用来制备用于食品、药物和生物化学药品制备的
各类组分。
由于可以从糖类中产生脂类,糖类和脂类之间相互转化已经在不同领域得到广泛的应用,尤其是在酶-反应动力学中发挥了重要作用。
它的运用不仅有利于改善食品的品质,还为人类健康奠定了基础,因此受到广泛的重视和认可。
细胞中的糖类和脂质教案(精选)第一章:糖类的概念与分类1.1 教学目标:让学生了解糖类的概念及其在细胞中的重要性。
使学生掌握糖类的分类及其特点。
1.2 教学内容:糖类的定义与功能糖类的分类:单糖、二糖、多糖各类糖类的分布与功能1.3 教学方法:采用多媒体课件进行讲解。
通过实例分析,使学生更好地理解糖类的功能。
1.4 教学活动:1. 导入:通过介绍糖类在人体中的作用,引起学生对糖类的兴趣。
2. 讲解:详细讲解糖类的概念、分类及其特点。
3. 实例分析:分析日常生活中常见的糖类实例,如葡萄糖、淀粉等。
4. 互动环节:学生提问,教师解答。
1.5 作业布置:要求学生总结糖类的分类及其特点。
第二章:脂质的概念与分类2.1 教学目标:让学生了解脂质的概念及其在细胞中的重要性。
使学生掌握脂质的分类及其特点。
2.2 教学内容:脂质的定义与功能脂质的分类:脂肪、磷脂、固醇各类脂质的分布与功能2.3 教学方法:采用多媒体课件进行讲解。
通过实例分析,使学生更好地理解脂质的功能。
2.4 教学活动:1. 导入:通过介绍脂质在人体中的作用,引起学生对脂质的兴趣。
2. 讲解:详细讲解脂质的概念、分类及其特点。
3. 实例分析:分析日常生活中常见的脂质实例,如脂肪、胆固醇等。
4. 互动环节:学生提问,教师解答。
2.5 作业布置:要求学生总结脂质的分类及其特点。
第三章:糖类与脂质的代谢途径3.1 教学目标:让学生了解糖类与脂质的代谢途径及其调控机制。
3.2 教学内容:糖类代谢途径:糖酵解、三羧酸循环、氧化磷酸化脂质代谢途径:脂肪酸的β-氧化、三羧酸循环、氧化磷酸化糖类与脂质代谢的相互调控3.3 教学方法:采用多媒体课件进行讲解。
通过实例分析,使学生更好地理解糖类与脂质的代谢途径。
3.4 教学活动:1. 导入:通过介绍糖类与脂质代谢在人体中的作用,引起学生对代谢途径的兴趣。
2. 讲解:详细讲解糖类与脂质的代谢途径及其调控机制。
3. 实例分析:分析日常生活中常见的代谢途径实例。
第1单元糖类与脂类(一)名词解释1.凝集素(lectin);2.差向异构体(epimer);3.必需脂肪酸(essential fatty acid);4.自由基(free radical)(二)填充题1.蔗糖是由一分子和组成,它们之间通过糖苷键相连。
2.糖肽键主要有和两种类型。
3.糖胺聚糖是一类由和组成的杂多糖。
4.按化学组成脂质大体分为、和三大类。
5.自由基有三个显著的特征包括、和。
6.自由基链反应包括、和三个阶段。
(三)选择题(在备选答案中选出1个或多个正确答案)1.下列有关葡萄糖的叙述哪一个是错误的A.葡萄糖甜度比蔗糖低B.葡萄糖不具有还原性C.血液中含有葡萄糖D.新配制的葡萄糖溶液会发生旋光度的改变2.在碱性溶液中葡萄糖被重金属离子如Cu2+氧化为A.醛糖酸B.二氧化碳C.糖二酸D.不被氧化3.下列哪一种糖不能够形成糖苷?A.果糖B.葡萄糖C.蔗糖D.甘露糖4.蔗糖分子能被下列那些酶水解?A.α-葡萄糖苷酶B.β-葡萄糖苷酶C.蔗糖酶D.α-淀粉酶5.连接β-环状糊精的化学键是A.α-1,4糖苷键B.β-1,4糖苷键C.α-1,6糖苷键D.α-1,3糖苷键6.下列关于脂类化合物叙述正确的是A.脂类化合物一般微溶于水而高溶于非极性溶剂中B.它们仅仅由C、H和O三种元素组成C.它们可以作为生物膜的组成成分D.它们都能够被皂化,生成盐E.它们在常温下既可以是液态,也可以是固态7.下列关于磷脂的叙述正确的是A.纯的甘油磷脂为白色蜡状固体B.磷脂均属于两亲分子C.在pH为7时,所有磷脂的极性头均带有净正电荷D.在pH为7时,所有磷脂的极性头均带有净负电荷E.在pH为7时,磷脂的极性头可能不带净电荷8.下列关于类固醇叙述正确的是A.这类化合物的结构以环戊烷多氢菲为基础B.大多数具有生物活性C.它们都是由胆固醇转化而来的D.它们不能被皂化E.它们能被皂化(四)判断题1.乳酸属于糖类化合物,因为其分子中的H∶O之比为2∶1。
2.支链淀粉具有分支结构,因此具有多个还原端。
3.直链淀粉的二级结构是右手螺旋,每圈螺旋含有6个残基。
4.纤维素和直链淀粉除了糖基之间的连接键不同外,其他性质几乎相同。
5.构成生物膜的骨架是磷脂,再不含有其他脂类化合物。
6.γ-亚麻酸属于ω-3多不饱和脂肪酸。
7.生物膜上的糖蛋白的糖基都位于膜的外侧。
8.血浆中LDL水平低而HDL水平高的个体容易患心血管疾病。
9.鞘磷脂主要存在于脑组织,在生物膜中不存在。
(五)分析和计算题1. 什么是糖蛋白?主要有哪些生物学功能?2.革兰氏阴性菌和阳性菌的细胞壁在化学组成上有什么差别?肽聚糖中的肽键和糖蛋白中的糖肽键是否有区别?3.纤维素和糖原虽然在物理性质上有很大的区别,但两种糖都是由D-葡萄糖经1→4连接的大分子,,相对分子质量相当,是什么结构特点造成它们在物理性质上有很大的差异?解释它们各自的主要生物学功能。
4.指出下列膜脂的亲水成分和疏水成分:(1)磷脂酰乙醇胺;(2)鞘磷脂;(3)半乳糖基脑苷脂;(4)神经节苷脂;(5)胆固醇。
参考答案(一)名词解释1.凝集素:一类非抗体的糖蛋白或蛋白质,它能与糖类转一地非共价结合,并具有凝结细胞和沉淀聚糖和复合糖的作用。
2.差向异构体:分子之间仅有一个手性碳原子的构型不同的非对映异构体称为差向异构体,例如葡萄糖和甘露糖、半乳糖和葡萄糖之间除仅有一个-OH位置不同外,其余结构完全相同,它们之间称为差向异构体。
3.必需脂肪酸:人体和哺乳动物不能够向脂肪酸引入超过△9的双键,因而不能合成亚油酸和亚麻酸,这两种脂肪酸对人体功能是必不可少的,但必须有膳食提供,因此被称为必需脂肪酸。
4. 自由基:也称游离基,是指含有奇数价电子并因此在一个轨道上具有一个未成对电子的原子或原子团。
(二)填充题1.葡萄糖,果糖,Glc(α1→β1)Fru;2.N-糖肽键,O-糖肽键;3.己糖醛酸,己糖胺;4.简单脂,复合脂,衍生脂;5. 顺磁性,反应性强,寿命短;6. 引发,增长,终止;(三)选择题1.(B)葡萄糖属于还原性单糖,可以被Cu2+氧化,显示还原性。
2.(A)葡萄糖可以被Fehling试剂氧化为醛糖酸,Fehling中的Cu2+本身被还原为Cu+。
3.(C)糖苷是单糖的半缩醛羟基与另外一分子化合物发生缩合形成的缩醛。
蔗糖分子中没有半缩醛,因此,不能够形成糖苷键。
4.(A,C)蔗糖能被α-葡萄糖苷酶和蔗糖酶水解,而不能被β-葡萄糖苷酶水解,α-淀粉酶只水解淀粉,对蔗糖也没有水解作用。
5.(A)β-环状糊精是由7个葡萄糖单位通过α-1,4糖苷键连接而成的环状结构。
6.(A,C)脂类化合物除了含有C、H和O三种元素外,还含有其他元素,因此B是错误的;一些脂类化合物不能被皂化,例如固醇类、萜类等;在常温下动物脂肪为固态,植物油一般呈液态。
7.(A,B,E)纯的甘油磷脂为白色蜡状固体。
磷脂分子中含有极性基团和非极性基团,因此属于两亲分子。
不同的磷脂在pH为7时所带的静电不同,有些磷脂在pH为7.0时可能不带电荷。
8.(A,B,D)类固醇也叫甾醇,这类化合物的结构以环戊烷多氢菲为基础。
大多数类固醇具有生物活性。
类固醇不能被皂化,属于不可以皂化的类脂。
(四)判断题1.错。
虽然乳酸分子中的H、O原子之比为2∶1,但乳酸属于有机酸类化合物,不属于糖类。
2.错。
支链淀粉由多个非还原端,还原端只有一个。
3.错。
直链淀粉的二级结构是左手螺旋,每圈螺旋含有6个残基。
4.错。
直链淀粉的二级结构为左手螺旋,每圈螺旋含有6个残基,纤维素为伸展链式结构;直链淀粉遇碘形成深蓝色复合物,而纤维素无此现象;直链淀粉微溶于水,纤维素不溶于水。
5.错。
构成生物膜的脂类化合物包括磷脂、胆固醇、糖脂等。
6.错。
γ-亚麻酸属于ω-6多不饱和脂肪酸。
7.对。
8.错。
血浆中LDL水平高而HDL水平低的个体容易患心血管疾病。
9.错。
生物膜中含有鞘磷脂。
(五)分析和计算题1.糖蛋白是广泛存在与动物、植物和微生物中的一类含糖基(或糖衍生物)的蛋白质,糖基与蛋白质的氨基酸以共价键结合。
糖蛋白中的寡糖链大小不一,小的仅为1个单糖,复杂的有10~20个单糖分子或其衍生物组成的。
有的寡糖链是直链,有的为支链,组成寡糖链的单糖主要有葡萄糖、甘露糖、木糖、岩藻糖、N-乙酰-氨基葡萄糖、N-乙酰-氨基半乳糖、葡萄醛酸和艾杜糖醛酸等。
糖蛋白的主要生物学功能:(1)激素功能:一些糖蛋白属于激素,例如促滤泡激素、促黄体激素、绒毛膜促性腺激素等均属于糖蛋白。
(2)保护机体:细胞膜中的免疫球蛋白、补体也是糖蛋白。
(3)凝血和纤溶作用:参与血液凝固和纤溶的蛋白质例如凝血酶原、纤溶酶原均为糖蛋白。
(4)具有运输功能:例如转运甲状腺素的结合蛋白、运输铜元素的铜蓝蛋白、运输铁元素的转铁蛋白等均属于糖蛋白。
(5)决定血液的类型:决定血型的凝集原A,B,O以糖蛋白和糖脂的形式存在。
(6)与酶的活性有关:糖蛋白在酶的新生肽链折叠、转运和保护等方面普遍起作用。
(7)一些凝集素属于糖蛋白。
2.细菌细胞壁主要由多糖组成,但也含有蛋白质和脂质。
革兰氏阳性细菌的细胞壁是由多层网状结构的肽聚糖组成,并有磷壁酸与之相连。
革兰氏阴性细菌的细胞壁也含有肽聚糖,但只是单层,并且不含磷壁酸,此外在肽聚糖外面覆盖着一层脂双层膜,是由脂多糖、脂蛋白、膜孔蛋白和磷脂组成。
肽聚糖中的肽键主要是四肽侧链的N端通过酰胺键与N-乙酰-胞壁酸残基上的乳酸基相联接。
糖蛋白中肽键有两种连接方式:N-糖肽键和O -糖肽键。
N-糖肽键:是指N-乙酰葡萄糖胺异头碳与天冬酰胺的γ-酰胺N-原子共价连接而成的N-糖苷键。
O -糖肽键是糖基异头碳与蛋白质的羟基连接而成的糖苷键。
3.糖原结构与支链淀粉的结构很相似,糖原的分支较多,平均每8~12个残基发生一次分支。
糖元高度的分支结构一则可以增加分子的溶解度,二则将有更多的非还原端同时接受到降解酶的作用,加速聚合物转化为单体,有利于及时动用葡萄糖库以供生物体代谢的急需。
纤维素是线性葡聚糖,残基间通过β(1→4)糖苷键连接的纤为二糖单位。
纤维素链中的每一个残基相对前一个翻转1800,使链采取完全伸展的构象。
相邻、平行的伸展链在残基环面的水平向通过链内和链间的氢键网形成片层结构。
若干条链聚集成周期性晶格的分子束,称微晶或胶束。
多个胶束形成微纤维,在植物细胞中,纤维素包埋在果胶、半纤维素、木质素、伸展蛋白等组成的基质中。
纤维素与基质粘合在一起增强了细胞壁的抗张强度和机械性能,以适应植物抵抗高渗透压和支撑高大植株的需要。
4.(1)磷脂酰乙醇胺亲水部分:乙醇胺;疏水部分:1,2-二脂酰基;(2)鞘磷脂(以胆碱鞘磷脂为例)亲水部分:磷酰胆碱;疏水部分:神经酰胺;(3)半乳糖基脑苷脂亲水部分:半乳糖残基;疏水部分:神经酰胺;(4)神经节苷脂亲水部分:含有唾液酸的寡糖链残基;疏水部分:神经酰胺;(5)胆固醇亲水部分:C3位的羟基;疏水部分:甾核和C17上的烷烃侧链。