师：好，同学们好，今天我们一起来复习细胞中的糖类和脂质，这两种物质我们要重点掌握它们的种类和功能。下面我们先来回忆一下细胞中的糖类，它分为单糖、二糖和多糖三种。其中单糖是不能水解的，根据所含碳原子的数量，又可分为五碳糖和六碳糖两类。五碳糖包括核糖和脱氧核糖，六碳糖常见的有葡萄糖、果糖和半乳糖。核糖的分子组成相当于有5个碳原子和5个水分子，所以糖类又俗称碳水化合物。而脱氧核糖相对特殊，它比核糖少了一个氧原子。三种六碳糖的分子式都相当于有6个碳原子和6个水分子，虽然它们分子组成相同，但结构不一样，功能也有区别。
戊糖是构成RNA和DNA的组成成分，由于RNA和DNA在所有动植物细胞中都存在，所以戊糖存在于动植物细胞中。葡萄糖在动植物细胞中都有，果糖只存在于植物细胞中，半乳糖只存在于动物细胞中。这几种六碳糖都能为细胞提供能量，其中葡萄糖是主要的能源物质。
我们再看二糖，它是由2分子单糖脱水缩合而成的，比如蔗糖、麦芽糖和乳糖。它们分子组成相同，但结构不同，所含单糖也有区别。蔗糖是由1分子葡萄糖和1分子果糖脱水缩合形成，麦芽糖是由2分子葡萄糖脱水缩合形成，乳糖则是由1分子葡萄糖和1分子半乳糖脱水缩合形成。
麦芽糖和蔗糖存在于植物细胞中，像甘蔗和甜菜中富含蔗糖，发芽的小麦种子中富含麦芽糖。乳糖存在于动物乳汁中，它们都能水解成单糖后为细胞供能。多糖更复杂，水解后可生成许多单糖。同学们还记得课本上提到过哪几种多糖吗？有淀粉、纤维素和糖原，糖原又包括肝糖原和肌糖原两种。它们的分子组成都只有碳、氢、氧三种元素。淀粉和糖原都可作为细胞中的储能物质，淀粉大量存在于水稻、玉米、小麦的种子中，肝糖原和肌糖原分别在动物的肝脏和肌肉中，而纤维素是构成细胞壁的主要成分。
关于糖的基础知识就这么多，我们要特别关注糖的种类、分子组成、分布以及生理功能。课本上说糖类是主要的能源物质，那么糖类是如何为细胞提供能量的呢？以淀粉为例，小麦种子在萌发过程中，储存的淀粉要先水解成麦芽糖，再水解成葡萄糖。葡萄糖不能再水解，但可以通过有氧呼吸或无氧呼吸氧化分解提供能量。人体的肝糖原可水解成葡萄糖，葡萄糖继续氧化分解释放能量。肌糖原比较特殊，它不能水解成葡萄糖，但可直接氧化分解释放能量。其他二糖，如乳糖、蔗糖，也可先水解成单糖，再氧化分解释放能量。
在这个过程中，我们发现多糖和二糖往往要水解成单糖后再氧化分解释放能量，尤其是葡萄糖作用显著。所以课本说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。我们来看下面一个问题：若“淀粉→麦芽糖→葡萄糖→糖原”表示某生物体内糖类的某些转化过程，则下列说法正确的是：
此生物在消化道中把淀粉水解为葡萄糖。
此生物是动物，能把吸收的葡萄糖合成糖原。
此生物一定是植物，因为它含有淀粉和麦芽糖。
其实第一句话对我们有提示，题干过程中淀粉是大分子，像人类食物中的淀粉不能直接吸收，在消化道中要先水解成麦芽糖，再水解成葡萄糖才能被细胞吸收，吸收后可氧化分解，也可合成为糖原，所以该过程可在人体中完成，因此1、2两句话正确，第3句就有问题了。
第4句说上述关于糖的转化不可能发生在同一生物体内，我们说可以，该过程前半部分可在动物肠道中完成，后半部分可在人的细胞中完成，所以这题应选A。我们刚才说糖类是主要的能源物质，那么所有糖类都是细胞内的能源物质吗？答案是否定的，比如核糖和脱氧核糖分别是构成RNA和DNA的，纤维素是构成细胞壁的主要成分。细菌的细胞壁中含有大量肽聚糖，细胞膜中的糖蛋白具有识别、润滑、保护等功能。
所以说并不是所有糖类都是细胞内的能源物质。我们来思考下一个相关问题：下列有关生物体内有机物的叙述，错误的是：
A. 纤维素是植物细胞的结构成分还是其供能物质？我们刚才说纤维素不能为植物细胞提供能量。
B. 脂肪是良好的储能物质还是动物体内的绝热体？正确。
C. 蛋白质是细胞的结构成分，还参与调控细胞代谢。肌肉细胞中含有大量蛋白质，很多蛋白是构成肌肉细胞的结构成分，胰岛素也是一种蛋白质，作为激素可调节细胞的血糖代谢。
D. 核酸是遗传信息的携带者，还可以催化酯促反应。核酸是遗传物质，携带遗传信息，其中少量RNA可作为酶来催化反应。所以本题应选A。
我们再看一题：下列一定不含糖的物质或结构是什么？这里面有6种，我们先来看第一个噬菌体，噬菌体是一种病毒，主要成分是DNA和蛋白质，DNA中含有脱氧核糖。第二种ATP，它的组成中含有核糖。第三种酶，有少量是RNA，RNA中含有核糖。第四种DNA，含有脱氧核糖。第五种烟草花叶病毒，它是一种RNA病毒，RNA中含有核糖。最后一种胰岛素，它是一种蛋白质，由氨基酸构成。所以在这6个物质或结构中，一定不含糖的应该是胰岛素，1 - 5中含有的糖也不是细胞内的能源物质。细胞中的糖类我们就复习到这里，下面我们复习细胞中的脂质。
细胞中的脂质概念较多，容易混淆，请同学们回忆一下细胞中的脂质含有哪些种类？最常见的是脂肪、磷脂和固醇。脂肪的元素组成只有碳、氢、氧三种，它是细胞内良好的储能物质，还具有保温、缓冲、减压等作用，在动物的脂肪组织和植物的一些种子中，如花生和油菜中含量丰富。磷脂的组成元素相对复杂，含有碳、氢、氧、氮和磷，我们学完细胞结构后知道磷脂是构成细胞膜、细胞器膜等生物膜的重要成分，在动物和植物的一些部位都存在。课本上还为我们举了三种固醇的例子，同学们还记得是哪三种吗？分别是胆固醇、性激素和维生素D，它们的组成元素也只有碳、氢、氧三种。其中胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，还参与人体内血液中脂质的运输。性激素在必修三讲激素调节时提到，它与生殖器官、生殖细胞的形成以及激发、维持第二性征和雌性的性周期关系密切。维生素D可以促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
我们思考这样一个问题，糖和脂都含有碳、氢、氧三种元素，那么糖和脂之中碳、氢、氧原子含量组成相同吗？我们以课本上磷脂分子的组成为例来分析，看图片虚线方框内，也就是磷脂分子的尾部含有大量的碳和氢，很少有氧，整个分子也有这个特点。而葡萄糖分子中碳和氧的比例达到了1 : 1，所以说葡萄糖分子中氧的含量相对较高，课本上说脂质分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量则更多。
我们列表来分析一下相同质量的脂肪和糖类的相关问题。刚才说脂质中含氢量高，那么在氧化分解过程中产生的还原氢也会更多，在氧化分解的最后阶段，还原氢要和氧化合生成水并释放能量。由于还原氢含量较多，所以消耗的氧气、产生的水以及释放的能量都会更多。课本上有两个数据支持了我们的推测，每克脂肪能够释放39千焦的能量，而每克的糖原只能释放17千焦的能量，二者大概是二倍的关系。
另外，脂肪在机体内储存时，它所占的体积相当于同等质量糖原所占体积的1 / 4左右，所以说脂肪释放能量多，储存时所需体积小，因此脂肪是一种良好的储能物质。不过，脂肪本身的氧化分解速度比糖类慢，消耗的氧气特别多，对氧气的需求量比较大，所以虽然糖和脂都能释放能量，但糖类是生命活动所需要的主要能源物质，而脂肪不是。
我们根据这个知识点来考虑下面一个问题，如图表示某植物非绿色器官在不同氧气浓度下氧气的吸收量和二氧化碳的释放量的变化情况。有同学认为该器官在呼吸作用过程中有非糖物质的氧化分解，你认为该同学的分析正确吗？我们在分析这个曲线之前，请同学们回忆一下另外一个曲线。右图曲线同学们可能更熟悉，左右两图的区别主要在红色椭圆内两条曲线是否重合的问题。右图是以葡萄糖作为呼吸作用的底物，当氧气浓度大到一定程度时，消耗的氧气较多，此时只进行有氧呼吸。根据方程式，葡萄糖每消耗6个氧气，就会产生6个二氧化碳，二者体积相等，所以右图曲线在氧气浓度较大时，两条曲线重合。那么把方程式中的葡萄糖替换成脂肪，脂肪有氧呼吸产生6个二氧化碳时，它所消耗的氧气还是6个吗？根据刚才的分析，脂肪消耗的氧气更多，此时它消耗的氧气应该大于6，这就解释了左图中两条曲线，当氧气浓度较大时，氧气的吸收量和二氧化碳的释放量并不重合，其中氧气的吸收量较高。所以说题目中的分析是有道理的，也就是说该器官在呼吸作用过程中有非糖物质，比如脂肪的氧化分解。