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糖類??生命活動的主要能源

編輯: 路逍遙 關鍵詞: 高中生物 來源: 記憶方法網

 

  一、知識體系

  二、知識解析

(一)元素組成、種類、結構及功能

1.元素組成:C、H、O

2.種類、結構及功能:

糖類是生命活動的主要能源物質,具體內容如下表:

種類

舉例

分子式

結構

功 能

備注

五碳糖

核糖

C5H10O5

不能水解的糖

是核酸的組成成分

 

脫氧核糖

C5H10O4

六碳糖

葡萄糖

C6H12O6

細胞中重要能源物質

其它:果糖等

植物

蔗糖

麥芽糖

C12H22O11

水解后能生成兩分子單糖的糖

 

 

動物

乳糖

 

植物

淀粉

(C6H10O5)n

水解后能生成許多單糖的糖

淀粉和糖元最后水解成葡萄糖

 

儲能物質

 

纖維素

胞壁成分

 

動物

糖元

肝糖元

儲能物質

主要存在于肝臟

肌糖元

存在于肌肉

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(二)鑒定:

1.還原性糖:

(1)舉例:葡萄糖、果糖、麥芽糖

(2)鑒定:

●銀鏡反應;

●班氏試劑與其反應產生磚紅色沉淀。可聯系高三選修教材中“尿糖的測定”演示實驗;

●斐林試劑與其反應產生磚紅色沉淀?陕撓高二必修教材第一冊實驗一中的“組織中還原性糖的鑒定”實驗。

2.淀粉:可用淀粉跟碘作用呈現藍色來檢驗

(三)糖類代謝及調節:

1.綠色植物的糖代謝:

(1)合成:綠色植物在葉綠體中利用光能通過光合作用合成葡萄糖,再進一步合成淀粉(鑒定方法?)或轉化成其它有機物。有關光合作用的知識需明確:

光合作用的發現、概念、反應式、過程、意義、影響光合速率的因素及與光合作用相關的實驗,具體內容可參見“高三第一輪單元復習資料中的第二單元的相關內容”。

纖維素的合成與高爾基體有關(可聯系到參與細胞有絲分裂過程中的各種細胞器的種類、參與的細胞類別、時期及作用)。

(2)分解:通過細胞呼吸把糖類等有機物中所儲存的能量釋放出來,用于生物體的各項生命活動。有關細胞呼吸的知識需掌握:

①概念

②類型:

●有氧呼吸:概念、場所、反應式、過程(如圖1)等。

●無氧呼吸:概念、場所、反應式、過程(如圖1)等。

    圖1 細胞呼吸過程圖

③意義:為生物體生命活動供能;為體內其他化合物的合成提供原料。

④影響呼吸速率的因素:

●內部因素:

不同種類的植物呼吸速率不同(即遺傳因素),如旱生植物小于水生植物,陰生植物小于陽生植物;同一植物不同的生長發育時期呼吸速率不同,如幼苗、開花期的呼吸速率高;同一植物的不同器官呼吸速率不同,如生殖器官大于營養器官。

●環境因素:

溫度:通過影響呼吸酶的活性來影響呼吸速率的,一般而言,在一定的溫度范圍內,呼吸強度隨著溫度的升高而增強。生產上常在低溫下貯存蔬菜、水果,溫室栽培夜間適當降低溫度來降低呼吸作用,使有機物的消耗減少,提高產量。

O2含量:氧氣是植物正常呼吸的重要因子,關于無氧呼吸和有氧呼吸與氧濃度之間的關系用右圖所示的曲線來表示。綠色植物在完全缺氧條件下就進行無氧呼吸,大多數陸生植物根尖細胞的無氧呼吸產物是酒精和CO2。酒精對細胞有毒害作用,所以大多數陸生植物不能長期忍受無氧呼吸。在低氧條件下通常無氧呼吸與有氧呼吸都能發生,氧氣的存在對無氧呼吸起抑制作用。有氧呼吸強度隨氧濃度的增加而增強。微生物的無氧呼吸稱為發酵,氧氣對發酵有抑制作用。根據氧對呼吸作用影響的原理,生產中常利用降低氧的濃度抑制呼吸作用,減少有機物的消耗這一原理來延長蔬菜、水果保鮮期時間。中耕松土可增加土壤中氧含量,保證根的正常呼吸。

CO2含量:增加CO2的濃度對呼吸作用有明顯的抑制效應。這可以從化學平衡的角度得到解釋。據此原理,在蔬菜和水果的保鮮中,增加CO2的濃度也具有良好的保鮮效果。

H2O:水是有氧呼吸的原料。

附:“生命中的能量”小專題

1.分子水平的能源物質:

(1)能源物質:糖類、脂類、蛋白質。

3類營養物質氧化時釋放能量與耗氧量的分析

營養物質

體外燃燒釋放熱量

體內氧化釋放熱量

耗氧量

蛋白質

脂肪

17kJ/g

23.5 kJ/g

39.8 kJ/g

17 kJ/g

18 kJ/g

39.8 kJ/g

0.83L/g

0.95 L/g

2.03 L/g

①糖類(或脂肪)在體外燃燒和體內氧化的過程,都生成CO2和H2O,產生的能量是相等的;而蛋白質則不同,它在體內氧化產生的能量則小于體外燃燒所釋放的熱量,這是因為蛋白質在體內不能被被徹底氧化分解,其中一部分主要以尿素形式從尿中排泄的緣故。

②由于3類物質分子內各種元素所占比例不同,決定了它們在相同質量相同條件下,氧化分解過程中的耗氧量不同,所釋放的能量也不同。糖類分子中含氧量最高,分解時耗氧量最少,所釋放的能量也最少;而脂肪分子中含氧量最低,因而分解時耗氧量最多,所釋放的能量也最多。

(2)主要的能源物質:糖類

(3)儲能物質:脂肪、淀粉(植物細胞)、糖元(動物細胞)

(4)最終能量來源:太陽光能

(5)能量直接來源??ATP(三磷酸腺苷):分子簡式、與核酸的關系、與ADP的相互轉化及意義、生物體內生成的基本途徑。

2.細胞水平的能量變化:

(1)綠色植物在葉綠體中通過光合作用的光反應把光能轉變成活躍的化學能儲存在ATP和NADPH中,再通過光合作用的暗反應把ATP和NADPH中活躍的化學能轉變成糖類等有機物中穩定的化學能儲存起來。

(2)通過細胞呼吸把糖類等有機物中的能量釋放出來,用于生物體的各項生命活動。

3.個體水平的能量代謝

(1)各類生物個體的能量來源

(2)生物體內的能量變化:釋放、轉移和利用等過程。

人體劇烈運動過程中能量的供應:人體細胞內ATP的貯存量是有限的,在人體劇烈運動時只能維持2~3min的供能。但ATP可以通過不同途徑不斷地再生:首先是依賴于磷酸肌酸中高能磷酸鍵的快速轉移,生成ATP,一般可維持供能十幾秒;隨后是依靠無氧呼吸釋放少量能量來維持運動的需要;如果運動持續進行,人體內則通過神經和體液調節作用,促進細胞的有氧呼吸,有氧呼吸則成為供能的主要途徑。

(3)人的體溫調節:體溫的含義、測量部位及標值、特點、體溫恒定的意義、人體內的熱量來源、體溫調節中樞、溫度感受器的位置及種類、調節方式、調節過程及特點。

4.系統水平的能量流動

(1)含義:是指生態系統中能量的輸入、傳遞和散失過程。

(2)過程:生態系統中各成分的能量來源及去向。

(3)能量流動的特點和傳遞效率。

(4)研究意義:可以幫助人們合理地調整生態系統中的能量流動關系,使能量持續高效地流向對人類最有益的部分。

5.相關的定量計算問題:①光合作用和呼吸作用中不同物質的量的換算。②有氧呼吸和無氧呼吸過程中釋放能量值的計算。③系統凈產量等于光合總產量與呼吸消耗量之差值的問題。④生態系統各營養級生物獲得能量的計算。

2.動物的糖代謝及調節:

(1)糖代謝:

①糖類的化學性消化:中間產物、最終產物、酶、場所

②葡萄糖的吸收方式及吸收和運輸途徑

③葡萄糖在細胞內的代謝:代謝過程、代謝終產物及排出途徑,詳見“各知識點間的聯系圖”

④糖代謝與蛋白質代謝、脂肪代謝的關系

(2)血糖的平衡:

①血糖的正常值為80-120mg/dL

②血糖的來源及去向:

●來源:消化吸收,肝糖元分解,非糖物質轉變

●去向:氧化分解,合成肝糖元,轉變成脂肪、某些(非必需)氨基酸

③意義:保證人體各種組織和器官的能量供應,保持人體健康。

(3)血糖平衡調節

●方式:神經調節、激素調節(主要是胰島素和胰高血糖素、腎上腺素)

●調節過程:詳見“各知識點間的聯系圖”

(四)與人體健康:

1.低血糖:

●血糖降低(50-60mg/dL),出現低血糖癥狀,

●血糖低于45mg/dL,出現低血糖晚期癥狀。

2.高血糖:空腹時血糖含量超過130mg/dL。血糖含量高于160-180mg/dL的范圍時,一部分葡萄糖隨尿排出,叫糖尿。

3.糖尿。

●病因:胰島B細胞受損,導致胰島素分泌不足,使血糖的含量高于160-180mg/dL。

●癥狀:多食、多尿、多飲、機體消瘦、體重減輕(三多一少),注意分析原因。

●治療:采用調節和控制飲食結合藥物的方法。

(五)其它:

纖維素是植物細胞壁的主要成分,因此在細胞工程中可用維生素酶和果膠酶去除植物的細胞壁。

三、各知識點間的聯系


本文來自:逍遙右腦記憶 /gaozhong/140315.html

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