教材研读:二糖一般要水解成单糖才能被细胞吸收

教材原文：二糖由两分子单糖脱水缩合而成，一般要水解成单糖才能被细胞吸收。

研读教材这句话，我们可以思考：句中“一般”一词，该如何理解？结合植物组织培养的教学内容，我们常会产生疑问：培养基添加蔗糖，植物细胞是否可以直接吸收蔗糖？

一、高等动物（人）细胞吸收糖类的情况

对于人和高等哺乳动物而言，二糖不能直接被细胞吸收。

食物中的蔗糖、麦芽糖、乳糖，需要在消化道内，被对应的水解酶分解为单糖：

- 蔗糖 → 葡萄糖 + 果糖

- 麦芽糖 → 葡萄糖 + 葡萄糖

- 乳糖 → 葡萄糖 + 半乳糖

只有葡萄糖、果糖、半乳糖这类单糖，可借助细胞膜上的转运蛋白，进入小肠上皮细胞。

人和高等动物细胞膜，不存在转运二糖的载体蛋白，二糖必须水解为单糖，才能完成吸收。

二、生物界中“一般”对应的两类情形

教材使用“一般”一词，是立足于整个生物界，存在两类特殊案例。

1. 微生物（细菌、真菌）

部分微生物例如大肠杆菌，细胞膜上具备特异性转运蛋白，可以直接吸收乳糖、麦芽糖这类二糖。

二糖分子进入细胞内部之后，再在胞内水解，分解为单糖供细胞代谢使用。

2. 植物细胞（植物组织培养场景）

植物组织培养培养基中添加蔗糖，需要区分两种作用机制：

1. 主要途径

培养基中的蔗糖，大多被外植体分泌到细胞外的蔗糖酶催化水解，生成葡萄糖与果糖，再以单糖形式被植物细胞吸收。

选择蔗糖作为组培碳源，有三点优势：

① 同等质量下，蔗糖渗透压更低，不易造成外植体细胞渗透失水；

② 高压蒸汽灭菌条件下，稳定性更强，不易碳化；

③ 可缓慢水解释放单糖，持续为外植体供给营养，避免单糖浓度骤升损伤细胞。

2. 特殊途径

部分植物愈伤组织、薄壁细胞的细胞膜上存在SUT蔗糖转运蛋白，能够少量直接吸收蔗糖分子进入细胞。

三、备课小结

1. 人和高等动物：二糖必须水解成单糖，才可以被细胞吸收。

2. 部分微生物：能够直接吸收二糖，在细胞内完成水解。

3. 植物组培体系：蔗糖主要在胞外水解为单糖后被吸收；少数植物细胞可以少量直接吸收蔗糖，属于特例。

4. 教材表述中的“一般”，正是因为在广阔生物界内，存在上述特殊吸收方式，因此没有使用“全部”“都”这类绝对化描述。

辨析练习

① 人体小肠可以直接吸收乳糖（×）

② 植物组织培养时，培养基里的蔗糖全部直接被外植体吸收（×）

③ 大肠杆菌可以直接吸收麦芽糖，在细胞内水解利用（√）