《细胞中的糖类和脂质》
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。很多种物质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。
细胞中的糖类
说到糖、我们并不陌生,可以说出一串糖的名字:绵白糖、砂糖、冰糖、葡萄糖等。其实,除了这些我们熟知的糖以外,淀粉、纤维素等也属于糖类。这些糖类的分子有什么相同和不同之处呢?淀粉、纤维素并不甜,为什么也属于糖类呢?
糖类分子都是由C、H、O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2:1,类似水分子,因而糖类又称为“碳水化合物”。
糖类大致可以分为单糖、二糖和多糖等几类。
单糖 人在患急性肠炎时,往往采取静脉输液治疗,输液的成分中就含有葡萄糖(C6H12O6)。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“生命的燃料”。
葡萄糖不能水解,可直接被细胞吸收。像这样不能水解的糖就是单糖。常见的单糖还有果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等。
二糖 二糖(C12H22O11)由两分子单糖脱水缩合而成,二糖必须水解成单糖才能被细胞吸收。生活中最常见的二糖是蔗糖,红糖、白糖、冰糖等都是由蔗糖加工制成的。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,人和动物乳汁中含量丰富的乳糖。
多糖 生物体内的糖类绝大多数以多糖(C6H10O5)的形式存在。淀粉是最常见的多糖。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。淀粉不易溶于水,人们食用的淀粉,必须经过消化分解成葡萄糖,才能被细胞吸收利用。
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——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,人和动物血液中葡萄糖低于正常含量时,糖原便分解产生葡萄糖及时补充。
你注意过棉花、棕榈和麻类植物吗?它们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,即使草食类动物有发达的消化器官,也需借助某些微生物的帮忙才能分解这类多糖。与淀粉和糖原一样,纤维素也是由许多葡萄糖连接而成的。如图2-12所示,构成它们的基本单位都是葡萄糖分子。
细胞中的脂质
你注意过肉类食品中的肥肉吗?肥肉的主要成分是脂肪;食用植物油是从油料作物中提取的,其主要成分也是脂肪。脂肪是脂质的一种。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。与糖类相似,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。所不同的是脂质分子中氧的含量远远少于糖类,而氢的含量更多。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,如丙酮、氯仿、乙醚等。
脂肪 脂肪是最常见的脂质。请根据已有的生活经验,讨论以下问题。
磷脂 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。
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、磷的吸收。
生物大分子以碳链为骨架
多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子,都是由许多基本的组成单位连接而成的,这些基本单位称为单体,这些生物大分子又称为单体的多聚体。例如,组成多糖的单体是单糖,组成蛋白质的单体是氨基酸,组成核酸的单体是核苷酸。每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,由许多单体连接成多聚体。正是由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用,科学家才说“碳是生命的核心元素”,“没有碳,就没有生命”。
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孙老师
女,中教高级职称
市优秀教师,优秀班主任,骨干教师,先进工作者,所撰写的论文多次获省优秀论文一等奖。