细胞中糖类的种类、分布和功能:
1.功能:糖类是为细胞提供能量的主要能源物质。
2.元素组成:只有C、H、O三种元素,多数糖类分子中H和O之比是2:1。
3.分类
糖类的种类和作用:
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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 |
细胞中重要的能源物质 |
双糖 |
水解后能形成两分子单糖的糖 |
蔗糖 |
C12H22O11 |
植物细胞 |
能水解单糖 |
麦芽糖 |
乳糖 |
动物细胞 |
多糖 |
水解后能形成许多单糖分子的糖 |
淀粉 |
(C6H10O5)n |
植物细胞 |
植物细胞的储能物质 |
纤维素 |
植物细胞壁的基本成分 |
糖原 |
动物细胞 |
动物细胞中的储能物质 |
动、植物细胞中糖类的比较:
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单糖 |
二糖 |
二糖 |
植物细胞 |
果糖(特有) |
蔗糖:甜菜和甘蔗中 麦芽糖:发芽的小麦等谷粒中 |
淀粉:玉米、小麦、水稻、马铃薯、山药纤维素:植物细胞壁的主要组成成分 |
动物细胞 |
半乳糖(特有) |
乳糖:动物的乳汁中 |
糖原:主要在人和动物的肝脏和肌肉中 |
知识拓展:
1、葡萄糖、果糖、半乳糖由六个碳原子构成,称为六碳糖;核糖和脱氧核糖由五个碳原子组成的,称为五碳糖。
2、葡萄糖、果糖、麦芽糖和乳糖等是还原糖;淀粉、蔗糖、纤维素、糖原是非还原糖。
例:下列选项中,关于糖类生理作用的叙述,错误的是()
A.核糖和脱氧核糖是核酸的组成成分之一
B.葡萄糖是主要的能源物质
C.淀粉和糖原是所有生物体的储能物质
D.纤维素是植物细胞壁的主要成分
思路点拨:糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质,也是构成重要化合物和细胞结构的重要物质。各种糖类的作用为:
(1)核糖组成核糖核酸
(2)脱氧核糖组成脱氧核糖核酸一A正确
(3)葡萄糖是给生物体提供生命活动所需要的能量,葡萄糖是主要的能源物质—B正确
(4)淀粉—一是植物细胞中重要的储能物质
(5)糖原是人和动物细胞中重要的储能物质
(6)纤维素—一是植物细胞壁的主要成分一D正确
答案C
细胞中脂质的种类和功能:
1.化学特点
(1)元素组成:主要是C、H、O,有些脂质还含有P和N。
(2)化学性质:脂质的分子结构差异很大,通常不溶于水,而溶于脂溶性有机溶剂。
2.种类和功能
种类 |
功能 |
脂肪 |
(l)细胞内良好昀储能物质 (2)是一种很好的绝热体,皮下的脂肪层起到保温作用 (3)分布在内脏周围的脂肪具有缓冲和减压作用,保护内脏器官 |
磷脂 |
构成细胞膜及多种细胞器膜的重要成分 |
固醇 |
胆固醇 |
构成动物细胞膜的重要成分,在人体内参与血液中脂质的运输 |
性激素 |
促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成 |
维生素D |
促进人和动物肠道对钙和磷的吸收 |
例 下列有关脂质的描述不正确的是( )
A.胆固醇是构成生物膜的重要成分,同时还能够参与血液中脂质的运输
B.脂肪是细胞内良好的储能物质
C.维生素D能够促进人体对钙和磷的吸收,所以在补钙的时候需要补充一定量的维生素D
D.性激素是一种蛋白质类激素,它可以促进生物体生殖器官的发育以及生殖细胞的产生
答案D
知识点拨: 1、能源物质的主要功能不一定是供能,如蛋白质的主要功能是参与构成细胞的结构和调节代谢。
2、含有大量能量的物质并不一定是生命活动主要的供能物质,如脂肪、糖原都有很高能量,但只有在葡萄糖供能不足时,才为生命活动供能。
3、水解产物与氧化分解产物(代谢终产物)
物质 |
初步水解(消化) |
彻底水解产物 |
氧化分解产物 |
淀粉 |
葡萄糖 |
葡萄糖 |
C02+H20 |
脂肪 |
甘油+脂肪酸 |
甘油+脂肪酸 |
C02+H20 |
蛋白质 |
氨基酸 |
氨基酸 |
C02+H20+尿素 |
核酸 |
核苷酸 |
磷酸+五碳糖+碱基 |
C02+H20+尿酸等 |
例 糖原经过酶的催化作用,最终氧化分解成( )
A.麦芽糖 B.蔗糖 C.葡萄糖 D.CO2和H20
答案D
4、不同物质的元素组成与单体
种类 |
元素组成 |
构成单体 |
多糖 |
C、H、O |
葡萄糖 |
脂质 |
脂肪:C、H、O 固醇:C、H、O 磷脂:C、H、0、N、P |
甘油、脂肪酸 |
蛋白质 |
C、H、O、N |
氨基酸 |
核酸 |
C、H、O、N、P |
RNA:核糖核苷酸 DNA:脱氧核苷酸 |
例 糖类不含有,脂质不一定有,蛋白质也不一定有,而核酸一定有的元素是( )
A.N B.S C.P D.Fe
正确答案为C
知识拓展:
1.细胞中的能源物质
(1)能源物质:细胞中,糖类、脂肪、蛋白质都是有机化合物,其中贮存有大量化学能。当其被氧化分解时,这些化学能就释放出来,供生命活动利用。因此,它们都是能源物质。
(2)主要能源物质:在正常情况下,糖类分解供能约占总能量的70%以上,因此糖类是生命活动的主要能源物质。
(3)储能物质:脂肪分子中储存着大量能量,是细胞中的主要储能物质,动物细胞的糖原和植物细胞中的淀粉也是重要的储能物质。
(4)直接能源物质:ATP。生命活动所需能量由ATP水解提供,贮能物质所含能量只有转移到ATP中才能用于各项生命活动。
(5)三大能源物质的供能顺序是:先是糖类氧化供能,当糖类供能不足时,依次由脂肪、蛋白质供能;蛋白质除在正常代谢中提供部分能量外,一般不供能。当需要由蛋白质大量供能时,说明生物体已病重或生命接近终结.
2.饮食中应注意的问题
(1)胆固醇:限制高胆固醇食物的过量摄入一防止胆固醇沉积堵塞血管。
(2)脂肪:适量食用脂肪类食物一防止肥胖,减轻肝脏负担。
(3)糖类:糖尿病病人应严格控制甜味食品,米饭馒头应定量摄取。
(4)蛋白质:经常食用奶制品、肉类、蛋类、大豆制品——保证必需氨基酸的供应——促使各种蛋白质的合成。
例 细胞中各种化合物都有其特殊的功能,在动物体内作为储能物质的主要是( )
A.乳糖和蔗糖 B.蛋白质和核酸 C.葡萄糖和ATP D.脂肪和糖原
答案D
细胞器之间的分工 1.双层膜结构的细胞器——线粒体和叶绿体
名称 |
线粒体 |
叶绿体 |
形态 |
短棒状、圆球状 |
椭球形、球形 |
分布 |
动植物细胞 |
植物叶肉细胞和幼茎皮层细胞 |
成分 |
与有氧呼吸有关的酶、少量DNA、RNA |
与光合作用有关的酶、少量DNA、RNA和光合色素 |
功能 |
有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间” |
光合作用的场所,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站” |
相同点 |
①具有双层膜结构;②含有少量DNA和RNA;③具有能量转换功能;④有液态的基质 |
2.单层膜结构细胞器——高尔基体、内质网、液泡和溶酶体
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内质网 |
高尔基体 |
液泡 |
溶酶体 |
分布 |
动、植物细胞 |
动、植物细胞 |
植物细胞 |
动、植物细胞 |
形态 |
网状 |
囊状 |
泡状 |
囊状 |
功能 |
蛋白质合成和加工以及脂质合成的“车间” |
①动物:对来自内质网的蛋白质加工、分类和包装;②植物:与植物细胞壁的形成有关 |
①调节细胞内的环境;②使植物细胞保持坚挺 |
①分解衰老、损伤的细胞器;②吞噬并杀死入侵的病毒或病菌 |
3.无膜结构细胞器一一核糖体和中心体
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核糖体 |
中心体 |
分布 |
①附着在内质网上或核外膜;②游离存细胞质基质中;③线粒体和叶绿体中中也有少量 |
动物细胞和低等植物细胞 |
结构组成 |
蛋白质、RNA、酶 |
两个相互垂直的中心粒 |
功能 |
①附着在内质网上的核糖体合成分泌蛋白;②游离的核糖体合成的是胞内蛋白 |
与细胞有丝分裂有关——形成纺锤体,牵引染色体向细胞两极运动 |
易错点拨:
1、在动植物细胞中,有细胞壁的细胞是植物细胞,没有细胞壁的细胞是动物细胞。
2、在动植物细胞中,有叶绿体的细胞是植物细胞,没有叶绿体的细胞不一定是动物细胞,如植物的根细胞不进行光合作用,没有叶绿体。
3、在动植物细胞中,有大液泡的细胞是植物细胞,没有大液泡的细胞不一定是动物细胞,植物的未成熟细胞也没有大液泡,如根尖分生区细胞。
4、在动植物细胞中,有中心体的细胞可能是动物或低等植物的细胞,没有中心体的细胞是高等植物细胞,中心体不能作为鉴别动物细胞和植物细胞的依据,但可以用作鉴别高等动物细胞和高等植物细胞的依据。
5、辨析动、植物细胞的区别
项目 |
高等植物细胞 |
低等植物细胞 |
动物细胞 |
细胞壁 |
有 |
有 |
无 |
叶绿体 |
部分有 |
部分有 |
无 |
中心体 |
无 |
有 |
有 |
液泡 |
成熟的植物细胞有大液泡,幼嫩的植物细胞无液泡或有小液泡 |
无 |
例 下列哪种细胞器不能作为鉴定一个细胞属于动物细胞还是高等植物细胞的依据()
A.核糖体 B.叶绿体 C.液泡 D.中心体
思路点拨 叶绿体、液泡存在于植物细胞中,中心体存在于动物细胞和低等植物细胞中,核糖体和线粒体则广泛分布于动植物细胞中。 答案A
知识拓展:
1、线粒体和叶绿体的数量随细胞的新陈代谢强度的变化而变化。在代谢旺盛的细胞中它们的数量会因复制而增多;在代谢减弱的细胞中它们的数量会减少。其数量的增减与细胞的分裂不同步。
2、各种细胞器并不是在每个细胞中都同时存在。
①并不是所有的植物细胞都有叶绿体或大液泡,如植物根尖分生区细胞中无叶绿体和大液泡
②并非所有动物细胞都有线粒体,如蛔虫和哺乳动物成熟的红细胞中无线粒体。
3、能进行光合作用(或有氧呼吸)的细胞不一定都含有叶绿体(或线粒体),如蓝藻可以进行光合作用和有氧呼吸,但无叶绿体和线粒体。
例 下列关于真核细胞结构的叙述,不正确的是( )
A.线粒体是细胞内物质氧化和能量转换的主要扬所
B.高尔基体是细胞内蛋白质合成、加工和运输的场所
C.中心体与动物细胞的有丝分裂有关
D.溶酶体是“消化车间”,内含多种水解酶,能吞噬入侵病原体
答案B
细胞图像的识别方法 1.细胞的显微镜结构与亚显微结构
(1)显微结构:光学显微镜下,不论低倍镜还是高倍镜下能观察到的结构。
②分析:普通光学显微镜的分辨力极限为0.2微米。上述结构大小超过0.2微米,用普通光学显微镜都能看到,因而这些结构属于细胞的显微结构。
(2)亚显微结构:能够在电子显微镜下看到的直径小于0.2微米的细微结构,叫做亚显微结构。
①判断方法:一般来说,图示中呈现出各种细胞器内部结构、细胞膜流动镶嵌模型结构时,该图示判断为亚显微结构。
②动植物细胞亚显微镜结构模式图
2.原、真核细胞及动、植物细胞的判断
物质跨膜运输的方式:1、被动运输:物质进出细胞是顺浓度梯度的扩散,叫做被动运输,包括自由扩散和协助扩散。
(1)自由扩散:物质通过简单的扩散进出细胞的方式。(如:O
2)
(2)协助扩散:进出细胞的物质借助载蛋白的扩散方式。(葡萄糖进出细胞的方式)
2、主动运输:有能量消耗,并且需要有载体的帮助进出细胞的方式。(小分子物质、离子)
3、胞吞和胞吐:大分子颗粒物质进出细胞的方式。
物质进出细胞方式的比较:
1、小分子和离子进出细胞的方式
物质出入细胞的方式 |
被动运输 |
主动运输 |
自由扩散 |
协助扩散 |
运输方向 |
高浓度到低浓度 |
高浓度到低浓度 |
低浓度到高浓度 |
是否需要载体 |
不需要 |
需要 |
需要 |
是否消耗能量 |
不消耗 |
不消耗 |
消耗 |
举例 |
O2、CO2、H2O、甘油乙醇、苯等出入细胞 |
红细胞吸收葡萄糖 |
小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 |
2、大分子物质和颗粒进出细胞的方式
(2)结构基础:细胞膜的流动性。
(3)条件:二者都需要消耗能量。
易错点拨:
1、上表中“高浓度”“低浓度”是指运输的离子或小分子本身的浓度,而不是它们所处溶液的浓度。
2、被动运输的动力来自于细胞内外物质的浓度差,主动运输的动力来自ATP。
3、胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性。胞吞和胞吐与主动运输一样也需要能量供应,如果分泌细胞中的ATP合成受阻,则胞吐不能继续进行。
4、载体是细胞膜上的一种蛋白质,不同物质分子的运输载体不同,即载体具有专一性,不同生物细胞膜上的载体的种类和数目不同。
5、在低浓度时,物质通过细胞膜的速度,协助扩散要比自由扩散快得多,这是由于细胞膜上有载体蛋白能与特定的物质结合。
6、主动运输能够保证细胞按照生命活动的需要,主动地选择吸收所需要的物质,排出代谢所产生的废物和对细胞有害的物质,是一种对生命活动来说最重要的物质运输方式。
7、抑制某载体蛋白活性,则只会导致以该载体蛋白转运的物质运输停止,对其他物质运输不影响。
8、若抑制呼吸作用,所有以主动运输跨膜的物质运输都会受到抑制。
知识拓展:
一、影响物质跨膜运输的因素
1.自由扩散中物质运输速率和浓度梯度的关系
(1)甲图中物质从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运,不消耗能量也不需载体协助,所以此图是指物质通过细胞膜时的自由扩散过程。
(2)可以预测,甲图中随着细胞膜外物质浓度的降低,自由扩散的速率会越来越慢。
(3)甲图中箭头表示当细胞外物质的浓度高于细胞内时的物质转运方向。
(4)乙图表示物质的运输速率与物质浓度差呈正比关系,说明自由扩散过程只受物质浓度差的影响。
2.协助扩散中物质运输速率和浓度梯度的关系
(1)A图代表协助扩散过程,物质从高浓度向低浓度转运,不消耗能量,但需要载体蛋白协助。
(2)可以预测,A图中物质转运速率会受细胞膜上载体蛋白的制约,如B图ab段,即物质浓度再大,物质运输速率也不再增加。
(3)B图Oa段随浓度的升高,物质运输速率逐渐加快,说明此段的限制因素是物质浓度梯度,而载体蛋白是充足的。
3.主动运输中物质的运输速率与氧分压的关系
(1)由A图可判断为主动运输,因为此物质的运输是由低浓度到高浓度,并且需要能量和载体蛋白。
(2)B图中,a点表示氧气浓度为零时,也可发生主动运输(所需能量来自无氧呼吸);ab段表示随氧分压的升高,物质运输速率逐渐增加,此时,限制物质运输速率的直接因素是能量;bc段随氧分压的升高,物质运输速率不再增加,此时限制物质运输速率的直接因素是细胞膜上载体蛋白的数量。
(3)由C图可知,主动运输中物质运输的方式既可逆浓度梯度,也可顺浓度梯度。
二、物质跨膜运输层数的分析判断
1.物质在细胞内不同细胞器之间的跨膜分析
(1)线粒体与叶绿体之间的跨膜 O2 由产生场所到利用场所共跨4层膜。
(2)分泌蛋白形成过程中的跨膜问题
①内质网上核糖体合成肽链后,肽链直接进入内质网中加工,不跨膜;
②蛋白质在内质网中完成初步加工后,经“出芽”形成囊泡与高尔基体融合,不跨膜;
③高尔基体对蛋白质进一步加工后,成熟蛋白也以囊泡形式分泌,并与细胞膜融合,以胞吐方式分泌出细胞,整个过程均不跨膜。
2.血浆、组织液等内环境与细胞之间的跨膜分析
(1)几种由单层细胞形成的结构人体中有很多由单层细胞构成的管状或泡状结构,如毛细血管、毛细淋巴管、小肠绒毛、肺泡、肾小球和肾小管等,这些非常薄的结构有利于物质交换,物质透过这些管壁或泡壁时,要经过两层细胞膜。
(2)物质由血浆进入组织液的跨膜葡萄糖、氧气等物质从血浆进入组织液,经过组织处的毛细血管,至少要跨毛细血管壁(一层上皮细胞,共2层细胞膜)。
(3)物质由组织液进入细胞的跨膜物质由组织液进入细胞的跨膜,要分析该物质具体在细胞中被利用的场所,然后计算出跨膜层数。如葡萄糖利用的场所是细胞质基质,因此组织液中的葡萄糖只跨 1层膜,进入细胞质基质即被利用。氧气利用的场所在线粒体内膜上,它要跨3层膜,进入线粒体中被利用。
3.体外环境与血浆之间的跨膜分析
(l)物质由体外环境(肺泡、小肠等)进入血浆,至少要跨1层上皮细胞和1层毛细血管壁细胞,即要跨4层膜,才能进入到血浆中。
(2)物质进入血浆后,由循环系统转运到全身各处,该过程不是跨膜。
例 外界空气中0:进人人体细胞中被利用,至少要穿过的生物膜层数是( )
A.5层 B.10层 C.11层 D.12层
思路点拨:氧气经过肺泡壁细胞(2层膜)+肺部毛细血管壁细胞(2层膜)+红细胞进和出(2层膜)+组织处毛细血管壁细胞(2层膜)+组织细胞膜(1层膜)+线粒体(2层膜) =11层。答案C