备课素材：高中生物学中的蔗糖 高一年级上册生物人教版必修1

高中生物学中的蔗糖

高中生物学多处涉及到“蔗糖”。

1.2019版高中生物学必修一说，蔗糖是生活中最常见的二糖:

二轴二惬（CMq“）由两分本单一脱水缩合而成，

♦♦一般要水斛成单糖牙地被细胞吸收」生活中最浩见的二郎

♦蔗和红帽.门耽冰班等都是蔗糖蔗糖在他料作物

，聋II俺和甜菜里含垦F富.大多数水果和盆菜中也含有族储

.?MHK3ML常见的..精还­的小麦等谷忖中力?丰富的发芽储.

以及在人和动物乳汁中含量丰富的乳糖

蔗糖，是食糖的主要成分，由一分子葡萄糖的半缩醛羟基与一分

子果糖的半缩醛羟基彼此缩合脱水而成。蔗糖有甜味，无气味，易溶

于水和甘油，微溶于醇。有旋光性，但无变旋光作用。蔗糖几乎普遍

存在于植物界的叶、花、茎、种子及果实中。在甘蔗、甜菜及械树汁

中含量尤为丰富。蔗糖味甜，是重要的食品和甜味调味品，有白砂糖、

赤砂糖、绵白糖、冰糖、粗糖（黄糖）等蔗糖制品

其实，蔗糖也是教材介绍的二糖中唯一的非还原糖，因为其两个

组分的半缩醛羟基缩合形成了糖昔键。

但经过盐酸化处理可转化为还原糖。

2.2019版高中生物学选择性必修三提到，植物组织培养以蔗

糖作为碳源：

植物组织培养实验常用培养基的配方和配制方法

一、MS培养基的配方（II.的用■）

NH,NO,（硝酸怯）1650mgKNO、（璃酸钾）I900mg

KHjPO^（硝收二IL”）170mgMgSOr7HQ（七水合“世锐）370mg

CaCI「2HQ（二*■合11化W）440mgMnSO.4H.O（B水合破网＜4）22.3mg

ZnS0.4H,0（W水合破敢铎）8.6mgH,BO,（』破）62mg

KI（碗化纤）0.83mgNa»MoO,2H,0（二水合相簸钠）0.25mg

CuSO,5H,O（五水合山收制）0.025mgCoCI,6H,O（大水合泉化钻）0.025mg

甘兼收2mgB,）0.1mg

扶酸无哆肝（拉生素B、）0.5mg烟酸0.Smg

乳醇100mg点事30g

竦盾10g

普合校it•

很多同学疑惑:

植物组织培养时以蔗糖作为碳源，其作用是什么？蔗糖能被植物

细胞吸收吗?为什么不直接用葡萄糖作为碳源？

任何细胞，不管是植物细胞还是动物细胞，能直接利用的能源物

质只有葡萄糖。在植物组织培养中加入蔗糖，经高压灭菌后就会水解

产生植物能够吸收的葡萄糖和果糖形式。

植物组织培养用蔗糖作为碳源主要有以下几方面原因：

（1）蔗糖较葡萄糖能更好地调节培养基内的渗透压。质量分数

相同的蔗糖和葡萄糖溶液，蔗糖形成的渗透压要明显低于葡萄糖。因

此，如果用葡萄糖作为碳源，很容易使植物细胞失水而生长不良。同

时，植物细胞吸收蔗糖的速率要明显慢于吸收葡萄糖的速率，所以蔗

糖形成的渗透压可相对长期的保持稳定。

(2)防止微生物污染。微生物的碳源大都是葡萄糖，很少利用蔗糖。

因此，采用蔗糖作为碳源，可在一定程度上减少微生物的污染。

(3)可诱导韧皮部形成。在培养基成分中，增加生长素的浓度，可

导致木质部形成，增加蔗糖浓度则导致韧皮部形成。当生长素水平恒

定时，2%的蔗糖溶液使愈伤组织分化出木质部，4%蔗糖使之分化出韧

皮部，3%蔗糖则既可以分化出木质部，也可以分化出韧皮部。可见，

生长素和蔗糖浓度决定愈伤组织中维管束的类型与数量。因此，在植

物组织培养中要选用蔗糖而不选用葡萄糖。

植物能否吸收蔗糖？

蔗糖分子是通过次级主动运输形式直接被植物细胞吸收。次级主

动运输是细胞利用初级主动运输的ATP酶或质子泵建立的质子梯度

进行的物质运输，并非直接利用ATP水解释放的能量。

经科学家研究，其吸收过程大致如下：质子泵将质子泵出细胞，

胞外形成较高的质子浓度，建立起细胞内外的浓度梯度，这样，胞外

的质子顺着浓度梯度趋向于向胞内扩散。细胞膜上的特殊载体(蔗糖

-质子同向共运输载体)除运输质子外，连同蔗糖一起转运至细胞内，

这是一种蔗糖-质子同向共运输。

因此，只要浓度不是过高，时间又足够长，那么蔗糖就可以

进入植物细胞内而被植物利用。同时植物体内有蔗糖转化酶，可

以吸收和利用蔗糖，而且转化酶在高等植物蔗糖代谢中起着关键

的作用，研究表明，转化酶参与植物的生长、器官建成、糖分运

输等多项功能，因此在植物培养基中加蔗糖。

3.2019版高中生物学必修一“探究植物细胞的吸水和失水”实

验，以蔗糖溶液做质壁分离实验：

探究植物细胞的吸水和失水

将有此萎篇的菜叶浸泡在清水中,不材”用人

久，案时就会变得硬挺.将臼菜剁碎做馅时,紫色的洋葱绛片叶.

常常要放-比盐,梢过T儿就可见到有水刀片，银子，滴管.我破片，盖被片.

分渗出。对农作物旅肥过多.会造成“烧苗”吸水纸.显假鱼.

现象这R现象都说明.植物细胞也像动物质是浓度力O.3g/mL的胜德溶戒,

细胞-样,会发生吸水或失水现象，吸水或才沙*

失水同样与外界溶液的浓度有关，

I.选取新锌洋范鳞片叶.用刀片在扑

既然蔗糖能被植物细胞吸收，为什么观察不到自动复原现象？

在质壁分离实验中，所用材料为洋葱表皮细胞，代谢并不旺盛，

故载体效率不高。质壁分离实验中蔗糖能够进入细胞，但速度缓慢，

故短时间内不会复原，如果细胞不死亡长时间后会复原。

植物组织培养中，培养基中的蔗糖浓度较低的，一般为3%〜

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