中国海洋大学海洋生命学院
生物化学讲义
2007 年
第二章 糖类生物化学
学习要求
1、掌握以葡萄糖为代表的单糖的分子结构、分类、物理化学性质以及一些重要的单糖及其衍生物。 2、区分单糖的构型和构象，链状结构和环状结构，醛糖和酮糖，α型与β型等重要概念 3、了解寡糖、多糖、结合糖的结构、分类和性质 4、实验：能采用适当的方法对糖进行定量和定性研究
学习重点
1、单糖的环状结构和化学性质 2、还原性双糖和非还原性双糖的特点 3、淀粉、纤维素、糖原的结构和化学性质 4、结合糖链的结构和功能
一、糖类概论
㈠、糖类的分布和生物功能 作为生物体的结构成分；作为生物体内的主要能源物质；生物体内碳源物质；生物活性物质。 ㈡、糖类的概念与分类 1、糖类的概念 ⑴ 曾用的概念——碳水化合物，通式Cn(H2O)m，故称碳水化合物(carbohydrate)。 ⑵ 糖类的现代概念：多羟基的醛、酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。 2、糖类分类 ⑴ 单糖(monosaccharides)是最简单的糖，不能再被水解为最小的单位 根据其所含碳原子(C)数目:丙糖(Triose)丁糖(Tetrose) 戊糖(Pentose) 已糖(Hexose)和庚糖(Heptose)等，三个 术语：五糖、戊糖和五碳糖的区别。 根据其所含醛基或酮基又可以分为醛糖(Aldose)和酮糖(Ketose)。 ⑵ 寡糖(oligosaccharides)是有两到二十分子的单糖缩合而成的，水解后产生单糖。麦芽糖、蔗糖、乳糖、纤维 二糖等。 ⑶ 多糖(polysaccharides) 由多个单糖分子缩和而成的 如按其组成：同多糖，相同单糖组成；杂多糖：不同单糖基组成。 如按其分子有无支链：支链、直链多糖。 如按其功能的不同：结构多糖、储存多糖、抗原多糖等。 如按其分布：胞外多糖、胞内多糖、胞壁多糖之分。 ⑷ 结合糖：如果糖类化合物尚有非糖物质部分，则称为糖缀物和复合糖例如，糖脂、糖肽、糖蛋白、蛋白聚 糖等
二、单
糖(monosaccharides)
单糖的种类很多，结构、性质上存在差异不少，但有许多共性。葡萄糖(glucose)数量最多，分布最广，其 结构具有代表性。 ㈠、单糖的分子结构 1、链状结构 ⑴ 葡萄糖链状结构：元素组成的经验式为CH2O，测定分子量：180，C6H12O6，单糖的链状结构有醛糖和酮糖 之分。 ⑵ 葡萄糖的构型(configuration) ① 不对称碳原子的概念：一个碳原子和四个不同的原子或基团相连时，并因而失去对称性的四面体碳，也称 手性碳原子、不对称中心或手性中心，常用 C*表示。 ② 旋光异构现象和旋光度 旋光异构：由于分子中存在手性而造成的异构现象 旋光度是旋光物质的一种物理性质，它在一定的条件下是一个常数（温度、浓度、而波长、旋光管的长度 加以固定） ，旋光度常用旋光率(specific rotation)表示。 手性与旋光性关系：分子内若不存在对称元素，不能和它的镜像重合，都有旋光性。这种分子称手性分子
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分子内若存在对称元素：对称面、对称中心或四重交替之一的，都可以和它的镜像重合，没有旋光性。 ③ 构型：原子在空间的相对分布或排列称为分子的构型。 不对称碳原子的四个取代基在空间的相对取向， 两种可能的四面体形式， 即两种构型， 如甘油醛把左旋 ， （-） 羟基在左边规定为 L-型；右旋（+） ，羟基在右边规定为 D 型。 凡在理论上由 D-甘油醛衍生出的单糖为 D-系单糖，由 L-甘油醛衍生出的糖为 L-系单糖。 天然的单糖大多只存在一种构型，例如葡萄糖、果糖(fructose)、核糖(ribose)都是 D-系单糖。 ④ 构型与旋光方向的区别 虽然使平面偏振光右旋（+）和左旋（-）的甘油醛分别规定为 D-型、L-型，在投影式中左边为 L-型、右 边为 D-型。但针对单糖结构而言，D 与+、L 与-并无必然联系，旋光性是分子内多个手性分子表现的旋光 性的综合。 例如，D-葡萄糖和 D 果糖的旋光方向分别为+和-，而 L-葡萄糖和 L-果糖的旋光方向均为-。构型与旋光方 向是两个概念。 ⑶ 链式结构相关的概念 ① 镜象对映体(enanthiomer)：两类物质彼此类似但不同它们互为镜像但不能重叠这两类结构相化合物称为一 对对映体。 D-葡萄与 L-葡萄糖互为对映体，其他单糖亦如此。 ② 差向异构体(epimers)：仅一个不对称碳原子构型不同，非镜象对映体的异构物称为差向异构体。 ⒉ 环状结构 ⑴ 环状结构的提出 ① 缺少希夫反应，不能与 Schiff（品红-亚硫酸）试剂发生紫红色反应； ② 醛类能和亚硫酸氢钠加成反应而葡萄糖不能； ③ 不能与两分子醇反应，与一分子醇反应形成半缩醛； ④ 存在变旋现象。 鉴于此， 1893E.Fischer提出了葡萄糖的分子环状结构学说， 即C5-OH与C1CHO形成 1 → 5 氧桥， 由Fischer 写成Haworth式：顺时针画平面，左上右下，氧桥一端反向。 ⑵ 单糖的α-型和β-型 环状结构中由于链内的缩醛反应第一碳原子是不对称状态，与其相连的氢亲和羟基的位置有两种可能的排 列方式，因而有两种构型，二者互为异头体(anomer)。 吡喃型和呋喃型。 ⑶ 环状结构与链状结构的关系 二者是同分异构体，而环状结构更为重要，在晶体状态和水溶液中绝大部分是环状结构，在水溶液中而是 可以互变。 3、葡萄糖的构象(Conformation)： 指一个分子中，不改变共价键的结构，仅单键周围的原子旋转所产生的原 子间的空间排布。一种构象的改变为另一种构象时不要求共价键的断裂和重新形成。 葡萄糖的环状结构中各原子不同在一个平面上而折成船式和椅式两种无张力的环。其中以椅式主要，而船 式极少。随着温度的升高船式比例相应增加，建立两种构象间的平衡。 ㈡单糖的性质 1、物理性质 ⑴ 旋光性：一切糖内都有不对称碳原子，都具有旋光性，旋光性是鉴定糖的一个重要指标 ⑵ 变旋现象（mutarotation） ：一个有旋光性的溶液放置后，其比旋光度改变的现象称变旋。 ⑶ 甜度： （sweetness）各种糖的甜度不一，常以蔗糖的甜度为标准进行比较。 ⑷ 溶解度：单糖分子有多个羟基，增加了他的水溶性，尤其在热水中的溶解度极大，但不溶于乙醚、丙酮等 有机溶剂。 ⒉ 单糖的化学性质 单糖是多羟基的醛或者酮， ⑴ 醛基或酮基参加的反应：① 单糖氧化；②单糖还原；③成脎作用；④异构化作用。 ⑵ 由羟基产生的性质：① 酯化反应；②成苷作用；③脱水作用；④氨基化作用；⑤脱氧作用。 ⑴ 醛基或酮基参加的反应 ① 单糖氧化：碱性溶液中，醛基或者酮基变成非常活泼的烯二醇，具有还原性，能还原金属离子如 Cu2+等离 子，同时糖本身得以氧化成糖酸及其他产物。例如血糖的定量测定计根据此原理。
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② ③ ④ ⑵ ① ②
单糖还原：醛基和酮基被还原成醇。 成脎作用：醛基和酮基与苯肼、HCN、羟胺等起加合作用。 异构化作用：葡萄糖、果糖和甘露糖山者通过烯醇式可以互相转化。 由羟基产生的性质：单糖有半缩醛羟基和醇性醛基。 酯化反应：生物化学上重要的糖脂是磷酸酯、是糖代谢的中间产物—活性形式。 成苷作用：单糖半缩醛羟基很容易与醇或酚的羟基反应失水而形成缩醛式衍生物，通称糖苷 由于单糖有两种形式α型、β型，故有两种糖苷α和β。 ③ 脱水作用：单糖与盐酸作用即产生糠醛能与酚类化合物产生结构尚不明了的各种有色物质。 ④ 氨基化作用：单糖分子中的羟基被氨基取代称为糖胺。自然界存在的自然界的氨基糖多以乙酰氨基糖的形 式存在如。 ⑤ 脱氧作用：单糖羟基之一失去氧即成脱氧核糖，使藻类糖蛋白的成分。 ㈢、单糖衍生物：磷酸化、糖醇、内酯、脱氧化、糖胺。 三、寡糖 (oligosaccharides)：由 2~20 个单糖分子缩合而成的糖。 ㈠、二糖：蔗糖、麦芽糖和乳糖 1、麦芽糖(maltose)：淀粉的水解产物，谷类的种子发芽时及在消化道中被淀粉酶水解即产生麦芽糖。民间常 用大麦芽其中含有淀粉酶使淀粉水解变成麦芽糖。D-葡萄糖按α(1-4)形成糖苷键，α、β型。 ⑴ 化学性质：还原性、成脎作用。 ⑵ 物理性质：溶于水白色晶体、甜度仅次于 蔗糖，有旋光度与变旋作用。 2、蔗糖(sucrose) 日常食用的糖主要是蔗 糖。甘蔗、甜菜、胡萝卜和有甜味的果实（香蕉、菠萝等）都含有蔗糖，由α-D-G 和β-D-F 各一分子按α、β（1-2）糖苷键缩合失水形成的。 ⑴ 化学性质：无游离醛基、不具还原性。 ⑵ 物理性质：溶于水、甜度高。 3、乳糖(lactose)：牛乳含有 10%；人乳含有 5~7%，β-D-L 和α（β）-D-G 按β（1-4）糖苷键形成。 ⑴ 化学性质：有还原性，能与苯肼成脎。 ⑵ 物理性质：白色晶体、有变旋现象。 4、纤维二糖(cellobiose)：是纤维素的基本结构单位。两分子的葡萄糖按β(1-4)键型相连而成。 ㈡、三糖：棉籽糖(raffinose)，见于多种植物，尤其是棉籽、甜菜中。 ㈢、寡糖链：糖蛋白、糖脂等分子的寡糖链。 四、多 糖(polysaccharides) ㈠ 概述：多糖是多个的单糖分子或衍生物缩合失 水而成的，分子量很大，在水中不能形成真溶液只能形成 胶体，有些不溶于水，如纤维素无甜味也无还原性，有旋光，无变旋现象。 1、按功能分 作为动物植物骨架的原料，如食物的纤维素(cellulose)和动物的几丁质(chitin)； 作为贮藏多糖，如淀粉和糖元，在需要时可以通过生物体的酶系统的作用，分解放出多糖； 具有复杂的生理功能的活性多糖：如粘多糖(mucopolysaccharides)、血型物质等。 2、按照组分的繁简 同多糖(Homopolysaccharide)：某一种单一的单糖或衍生物缩合而成，如淀粉、糖原、纤维素； 杂多糖(Heteropolysaccharide)：由不同类型的单糖或衍生物组成如结缔组织中的透明质酸等。 ㈡、同多糖 1、淀粉(starch)和糖原(glycogen) ⑴ 淀粉结构： α（1-4）糖苷键，有直链淀和支链淀粉之分。直链淀粉并不是完全伸直的，而是卷曲成螺旋 每圈 6 个葡萄糖单位；支链淀粉通过 1-6 糖苷键分支，支链相对较长。 ⑵ 性质：直链淀粉冷水中不溶解，略溶于热水，但支链淀粉吸收水分后成糊状。淀粉在酸和淀粉酶解作用下 可被降解，最终产物葡萄糖，这种降解产物是逐步进行的。淀粉、红色糊精、无色糊精、麦芽糖、葡萄糖。 2、糖原（glycogen） 结构：结构与支链淀粉相似，由 D-Glc 以α-1,4 和α-1,6 糖 苷键相连。与支链淀粉的不同在于糖原分子 分支多、链短、结构紧密。
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3、纤维素(cellulose)：地球表面天然起源的最丰富的有机化合物。 棉花、麻、树木、野生植物的；麦杆、稻草、高粱秆、甘蔗渣等。直链键彼此平行，链间的葡萄糖羟基间 极易形成氢键，再加上半纤维素、果胶、木质素等的粘结作用，使完整的纤维素具有高度的不溶于水等特 性。 ⑴ 结构：葡萄糖借β-（1-4）糖苷键的连接成直链。 ⑵ 性质：在酸的作用下发生解水，经过一系列中间产物，最后形成葡萄糖。纤维素、纤维素糊精、纤维二糖、 葡萄糖 4、几丁质(chitin) ⑴ 乙酰糖胺以β（1-4）糖苷键缩合的均一多糖。 ⑵ 性质：不容易水，在浓的碱处理后脱去乙酰基形成壳聚糖，可以溶于稀酸溶液 ㈢ 杂多糖：水解产生一种以上的单糖或/和单糖衍生物，糖氨聚糖、果胶物质、半纤维素、琼脂、角叉聚糖、 藻酸和树胶等。 1、糖氨聚糖（glycosaminoglycan）,粘多糖，氨基多糖和酸性多糖 ⑴ 透明质酸(hyaluronic acid)：分布于结缔组织、眼球的玻璃体、角膜、细胞间质、关节液、恶性肿瘤组织和 某些一细菌的细胞壁。细胞间粘合物质、油润滑作用、对组织起保护作用。 结构：葡萄糖醛酸同乙酰葡萄糖胺以糖苷键连成的二糖单位。后者糖苷键与另一两个糖单位相连。 ⑵ 硫酸软骨素(chondroitin)：软骨的主要成分，结缔组织，筋腱、心瓣膜，唾液中含有，其重复单位同透明质 酸类似，含有硫酸基。 ⑶ 肝素(heparin)：肝中的肝素含量丰富。广泛存在于哺乳动物组织和体液中，猪胃粘膜中含有十分丰富，肺、 脾、肌肉和动脉壁、肥大细胞肝素含量较高。 肝素的生物学意义在于它具有阻止血液凝固的特性，目前输血也广泛以肝素为抗凝剂，临床上以用于防止 血栓的形成。 2、琼脂：红藻门石花菜属或其他属海藻中提取，琼脂糖和琼脂胶。 琼脂糖（agarose):D-吡喃半乳糖和 3，6-脱水-L-吡喃半乳糖通过β（1，4）糖苷键形成二糖单元，α（1， 3）聚合而成。琼脂胶（agaropectin） ：琼脂糖的单糖残基被硫酸化、丙酮酸化、甲氧基化取代，食品，生 化制品等领域广泛应用 3、 海藻酸钠： 海藻酸钠是从褐藻类的海带或马尾藻中提取的一种多糖， 由β-1,4-D-甘露糖醛酸 （M） 和α-1,4-L古罗糖醛酸（G）组成的一种线型聚合物，是海藻酸衍生物中的一种，所以有时也称褐藻酸钠或海带胶和 海藻胶。 海藻酸钠作为一种天然高分子物质以其良好的生物降解性和生物相容性，以及良好的增稠性、成膜性、稳 定性、絮凝性和螯合性而被广泛应用于化学、生物、医药、食品等领域。 五、结 合 糖：糖与非糖物质如脂类或蛋白质共价结合，分别形成糖脂(glycolipids)、糖蛋白(glycoproteins)和 蛋白聚糖(proteoglycans) 总称为结合糖和复合糖。 ㈠、糖蛋白 1、定义：糖与蛋白质之间，以蛋白质为主，一定部位以共价键与若干糖分子相连构成的分子；总体性质更接 近蛋白质，其上糖链不呈现双链重复序列。 2、分布：糖蛋白在动物植物中较为典型，微生物中不具糖蛋白。 这类糖蛋白可被分泌进入体液或作为膜蛋白。它包括许多酶、大分子蛋白质激素，血浆蛋白、全体抗体、 补体因子、血型物质、粘液组份等。 3、 糖肽键 ⑴ N-糖肽键：多指β-构型的 N-乙酰葡糖胺一位碳与天冬酰胺的γ-酰胺 N-原子共价连接而成的 N-糖苷键； Asn 多处于 Asn-X-Thr/Ser 序列，弱碱稳定，强碱水解；细菌中存在 GalNAc-Asn；Glc-Asn 连接形式。 ⑵ O-糖肽键：单糖的异头碳与羟基氨基酸的羟基 O 原子结合而成的糖苷键。 ① Ser/Thr 共价形成：碱不稳定；GalNAc-、GlcNAc-、Gal-、Man-、Xyl-、Ara。 ② 羟赖氨酸共价形成：碱稳定；β-Gal-Hyl 和β-Ara（阿拉伯糖）-Hyl。 ⑶ 半胱氨酸（Gal-Cys,Glc-Cys） ；Asp 羧基形成糖肽键。 4、 糖蛋白糖链 ⑴ N-聚糖：10-15 糖单位，核心五糖。
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⑵ O-聚糖：糖链结构简单，目前无非常明确的结构共性，连接形式多样。 ⒌ 糖蛋白糖链作用 ⑴ 参与糖蛋白肽链折叠和缔合； ⑵ 糖链影响 IgG 等特殊蛋白的活性； ⑶ 糖链影响酶生物活性和糖蛋白类激素的活性； ⑷ 糖链影响糖蛋白的分泌和稳定； ⑸ 糖链参与广泛的分子识别作用和细胞黏附。 ㈡、蛋白聚糖 1、结构和类型：主要由一条或多条糖氨聚糖和一个核心蛋白共价连接而成，还含有 N-或（和）O-连接的寡糖 链，糖含量高，分布在细胞外基质、细胞表面和细胞内分泌颗粒。 2、蛋白聚糖的功能 ⑴ 构成细胞间基质，分布于任何组织中。 ⑵ 蛋白聚糖中糖胺聚糖是多阴离子化合物，结合Na+ 、K+，从而吸收水分，糖的－OH也是亲水的，所以基 质内的蛋白聚糖可以吸引、保留水而成凝胶。 ⑶ 起筛子作用，容许小分子化合物自由扩散，而阻止细菌通过，起保护作用。 ⑷ 细胞膜表面的一些蛋白聚糖，与细胞间相互识别、生长有关。 ㈢、肽聚糖
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目录 第一章糖类化学 (2) 一、填空题 (2) 二、是非题 (3) 三、选择题 (4) 四、问答题 (6) 五、计算题 (7)
第一章糖类化学 一、填空题 1、糖类是具有( )结构的一大类化合物。根据其分子大小可分为( )、( )和( )三大类。 2、判断一个糖的D-型和L-型是以( )碳原子上羟基的位置作依据。 3、糖类物质的主要生物学作用为( )、( )、( )。 4、糖苷是指糖的( )和醇、酚等化合物失水而形成的缩醛(或缩酮)等形式的化合物。 5、蔗糖是由一分子( )和一分子( )组成，它们之间通过( )糖苷键相连。 6、麦芽糖是由两分子( )组成，它们之间通过( )糖苷键相连。 7、乳糖是由一分子( )和一分子( )组成，它们之间通过( )糖苷键相连。 8、糖原和支链淀粉结构上很相似，部由许多( )组成，它们之间通过( )和( ).二种糖苷键相连。二者在结构上的主要差别在于糖原分子比支链淀粉( )、( )和( )。 9、纤维素是由( )组成，它们之间通过( )糖苷键相连。 10、多糖的构象大致可分为( )、( )、( )、( )四种类型，决定其构象的主要因素是( )。 11、直链淀粉的构象为( )，纤维素的构象为( )。 12、人血液中含量最丰富的糖是( )，肝脏中含量最丰富的糖是( )，肌肉中含量最丰富的糖是( )。 13、糖胺聚糖是一类含( )和( )的杂多糖。其代表性化合物有( )、( )和( )等。 14、肽聚糖的基本结构是以( )与( )组成的多糖链为骨干，并与( )肽连接而成的杂多糖。 15、常用定量测定还原糖的试剂为( )试剂和( )
第二章课后习题答案 1.计算赖氨酸的ε-NH3+20%被解离时的溶液PH。 解：pH = pKa + lg20% pKa = 10.53 pH = 10.53 + lg20% = 9.9 2.计算谷氨酸的γ-COOH三分之二被解离时的溶液pH。 解：pH = pKa + lg（（2/3）/（1/3））=4.6 pKa = 4.25 3.计算下列物质0.3mol/L溶液的pH：(a)亮氨酸盐酸盐；(b)亮氨酸钠盐；(c)等电亮氨酸。解：a：pH=2.36+ lg（C（H+）/0.3）=1.46 b: pH=9.60+lg(0.3/C(OH+))=11.5 c:pH=pI=1/2(2.36+9.60)=5.98 4.计算下列氨基酸的pI值：丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸和精氨酸。 解：pI = 1/2（pKa1+ pKa2） pI(Ala) = 1/2（2.34+9.69）= 6.02 pI(Cys) = 1/2（1.71+10.78）= 5.02 pI(Glu) = 1/2（2.19+4.25）= 3.22 pI(Ala) = 1/2（9.04+12.48）= 10.76 5. 向1L1mol/L的处于等电点的甘氨酸溶液加入0.3molHCl，问所得溶液的pH是多少？如果加入0.3mol NaOH以代替HCl时，pH将是多少？ 解：pH1=pKa1+lg(7/3)=2.71 pH2=pKa2+lg(3/7)=9.23 6.计算0.25mol/L的组氨酸溶液在pH6.4时各种离子形式的浓度（mol/L）。 解：由pH=pK1+lg（His+/ His2+）=pKr+lg（His0/His+）=pK2+lg（His-/ His0）得His2+为1.87×10-6，His+为0.071，His0为0.179 His-3.0×10-4 7.说明用含一个结晶水的固体组氨酸盐酸盐（相对分子质量=209.6；咪唑基pKa=6.0）和1mol/L KOH配制1LpH6.5的0.2mol/L组氨酸盐缓冲液的方法 解：取组氨酸盐酸盐41.92g(0.2mol)，加入352ml 1mol/L KOH，用水稀释至1L。 8. L-亮氨酸溶液（3.0g/50ml 6mol/L HCl）在20cm旋光管中测得的旋光度为+1.81o。计算L-亮氨酸在6mol/L HCl中的比旋。 解：c=3.0/50=0.06g/ml l=2dm. +1.81=[a]*0.06*2 得：[a]= +15.1o 9.甘氨酸在溶剂A中的溶解度为在溶剂B中的4倍，苯丙氨酸在溶剂A中的溶解度为溶剂B 中的两倍。利用在溶剂A和B之间的逆流分溶方法将甘氨酸和苯丙氨酸分开。在起始溶液中甘氨酸含量为100mg ，苯丙氨酸为81mg ，试回答下列问题：(1)利用由4个分溶管组成的逆流分溶系统时，甘氨酸和苯丙氨酸各在哪一号分溶管中含量最高？解：根据逆流分溶原理，可得： 对于Gly：Kd = C A/C B = 4 = q(动相)/p（静相） p+q= (1/5 + 4/5) 4个分溶管分溶3次：（1/5 + 4/5）3=1/125+2/125+48/125+64/125
一．选择题 1. 下列哪种糖没有还原性( ) A麦芽糖B蔗糖C木糖D 果糖 2.下列有关糖苷的性质叙述正确的是（） A在稀盐酸中稳定B在稀NaoH溶液中稳定C糖苷都是还原性糖D无旋光性 3.下列有关葡萄糖的叙述错误的是（） A显示还原性B在强酸中脱水形成5-羟甲基糖醛C莫利旋试验阴性D与苯肼反应生成脎4.葡萄糖的α–型和β–型是（） A对映体B异头物C顺反异构体D非对映体 5.下列哪种糖不能生成糖脎（） A葡萄糖B果糖C蔗糖D 乳糖 6.下列单糖中哪个是酮糖（） A核糖B木糖C葡萄糖D 果糖 7.下列糖不具有变旋现象的是（） A果糖B乳糖C淀粉D 半乳糖
8.下列有关糖原结构的叙述错误的是（） A有α-1,4-糖苷键B有α-1,6-糖苷键C 糖原由α-D-葡萄糖组成D糖原是没有分支的分子 9.下列有关纤维素的叙述错误的是（） A纤维素不溶于水B纤维素不能被人体吸收C纤维素是葡萄糖以β-1,4糖苷键连接的D纤维素含有支链 10.下图的结构式代表哪种糖（） A. α-D-葡萄糖 B. β-D-葡萄糖 C. α-D-半乳糖 D. β-D-半乳糖 11.蔗糖与麦芽糖的区别在于（） A.麦芽糖是单糖 B.蔗糖是单糖 C.蔗糖含果糖残基 D.麦芽糖含果糖残基 12.下列不能以环状结构存在的糖是（）
13.葡萄糖和甘露糖是（ ） A.异头体 B.差向异构体 C 对映体 D.顺反 异构体 14.含有α-1,4-糖苷键的是（ ） A.麦芽糖 B.乳糖 C.纤维素 D.蔗糖 15.（ ）是构建几丁质的单糖残基 A.N-乙酰葡萄糖胺 B.N-乙酰胞壁酸 C.N-乙酰神 经氨酸 D.N-乙酰半乳糖胺 16.肝素，透明质酸在动物新陈代谢中均有重要功能，它们 属于以下哪一类（ ） A.蛋白质 B.糖 C.脂肪 D.维生素 17.下列关于淀粉的叙述错误的是（ ） A.淀粉不含支链 B.淀粉中含有α-1,4和α-1,6
糖类化学 一、填空题 1.纤维素是由________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。 2.常用定量测定还原糖的试剂为________________试剂和________________试剂。 3.人血液中含量最丰富的糖是________________,肝脏中含量最丰富的糖是 ________________,肌肉中含量最丰富的糖是________________。 4.乳糖是由一分子________________和一分子________________组成,它们之间通过 ________________糖苷键相连。 5.鉴别糖的普通方法为________________试验。 6.蛋白聚糖是由________________和________________共价结合形成的复合物。 7.糖苷是指糖的________________和醇、酚等化合物失水而形成的缩醛(或缩酮)等形式的化合物。 8.判断一个糖的D-型和L-型是以________________碳原子上羟基的位置作依据。 9.多糖的构象大致可分为________________、________________、________________和________________四种类型,决定其构象的主要因素是________________。 二、是非题 1.[ ]果糖是左旋的，因此它属于L-构型。 2.[ ]从热力学上讲,葡萄糖的船式构象比椅式构象更稳定。 3.[ ]糖原、淀粉和纤维素分子中都有一个还原端,所以它们都有还原性。 4.[ ]同一种单糖的α-型和β-型是对映体。 5.[ ]糖的变旋现象是指糖溶液放置后,旋光方向从右旋变成左旋或从左旋变成右旋。 6.[ ]D-葡萄糖的对映体为L-葡萄糖,后者存在于自然界。 7.[ ]D-葡萄糖,D-甘露糖和D-果糖生成同一种糖脎。 8.[ ]糖链的合成无模板,糖基的顺序由基因编码的转移酶决定。 9.[ ]醛式葡萄糖变成环状后无还原性。 10.[ ]肽聚糖分子中不仅有L-型氨基酸,而且还有D-型氨基酸。 三、选择题 1.[ ]下列哪种糖无还原性? A.麦芽糖 B.蔗糖 C.阿拉伯糖 D.木糖 E.果糖 2.[ ]环状结构的己醛糖其立体异构体的数目为 A.4 B.3 C.18 D.32 E.64 3.[ ]下列物质中哪种不是糖胺聚糖? A.果胶 B.硫酸软骨素 C.透明质酸 D.肝素 E.硫酸粘液素 4.[ ]下图的结构式代表哪种糖？ A.α-D-葡萄糖 B.β-D-葡萄糖 C.α-D-半乳糖 D.β-D-半乳糖 E.α-D-果糖
第二章核酸的结构与功能 一、名词解释 1．核酸2．核苷3．核苷酸4．稀有碱基5．碱基对6．DNA的一级结构7．核酸的变性8．Tm值9．DNA的复性10．核酸的杂交 二、填空题 11．核酸可分为____和____两大类，其中____主要存在于____中，而____主要存在于____。12．核酸完全水解生成的产物有____、____和____，其中糖基有____、____，碱基有____和____两大类。 13．生物体内的嘌呤碱主要有____和____，嘧啶碱主要有____、____和____。某些RNA分子中还含有微量的其它碱基，称为____。 14．DNA和RNA分子在物质组成上有所不同，主要表现在____和____的不同，DNA分子中存在的是____和____，RNA分子中存在的是____和____。 15．RNA的基本组成单位是____、____、____、____，DNA的基本组成单位是____、____、____、____，它们通过____键相互连接形成多核苷酸链。 16．DNA的二级结构是____结构，其中碱基组成的共同特点是（若按摩尔数计算）____、____、____。 17．测知某一DNA样品中，A=0.53mol、C=0.25mol、那么T= ____mol，G= ____mol。18．嘌呤环上的第____位氮原子与戊糖的第____位碳原子相连形成____键，通过这种键相连而成的化合物叫____。 19．嘧啶环上的第____位氮原子与戊糖的第____位碳原子相连形成____键，通过这种键相连而成的化合物叫____。 20．体内有两个主要的环核苷酸是____、____，它们的主要生理功用是____。 21．写出下列核苷酸符号的中文名称：A TP____、dCDP____。 22．DNA分子中，两条链通过碱基间的____相连，碱基间的配对原则是____对____、____对____。 23．DNA二级结构的重要特点是形成____结构，此结构属于____螺旋，此结构内部是由____通过____相连维持，其纵向结构的维系力是____。 24．因为核酸分子中含有____和____碱基，而这两类物质又均含有____结构，故使核酸对____波长的紫外线有吸收作用。 25．DNA双螺旋直径为____nｍ，双螺旋每隔____nｍ转一圈，约相当于____个碱基对。戊糖和磷酸基位于双螺旋____侧、碱基位于____侧。 26、核酸双螺旋结构中具有严格的碱基配对关系，在DNA分子中A对____、在RNA分子中A对____、它们之间均可形成____个氢键，在DNA和RNA分子中G始终与____配对、它们之间可形成____个氢键。 27．DNA的Tm值的大小与其分子中所含的____的种类、数量及比例有关，也与分子的____有关。若含的A-T配对较多其值则____、含的G-C配对较多其值则____，分子越长其Tm 值也越____。 28．Tm值是DNA的变性温度，如果DNA是不均一的，其Tm值范围____，如果DNA是均一的其Tm值范围____。 29．组成核酸的元素有____、____、____、____、____等，其中____的含量比较稳定，约占核酸总量的____，可通过测定____的含量来计算样品中核酸的含量。 30．DNA双螺旋结构的维系力主要有____和____。 31．一般来说DNA分子中G、C含量高分子较稳定，同时比重也较____、解链温度也____。
一．选择题 1.下列哪种糖没有还原性() A麦芽糖B蔗糖C木糖D果糖 2.下列有关糖苷的性质叙述正确的是（） A在稀盐酸中稳定B在稀NaoH溶液中稳定C糖苷都是还原性糖D无旋光 A D与 8.下列有关糖原结构的叙述错误的是（） A有α-1,4-糖苷键B有α-1,6-糖苷键C糖原由α-D-葡萄糖组成D糖原是 没有分支的分子 9.下列有关纤维素的叙述错误的是（）
A纤维素不溶于水B纤维素不能被人体吸收C纤维素是葡萄糖以β-1,4糖 苷键连接的D纤维素含有支链 10.下图的结构式代表哪种糖（） A.α-D-葡萄糖 B.β-D-葡萄糖 C.α-D-半乳糖 D.β-D-半乳糖 A.
A.N- 16.17.下列关于淀粉的叙述错误的是（） A.淀粉不含支链 B.淀粉中含有α-1,4和α-1,6糖苷键 C.淀粉分直链淀粉和支链淀粉 D.直链淀粉溶于水 18.下列哪一种糖不是二糖（） A.纤维二糖 B.纤维素 C.乳糖 D.蔗糖 19.组成RNA 的糖是()
A.核糖 B.脱氧核糖 C.木糖 D.阿拉伯糖 20．下图的结构式代表哪种糖（） A.α-D- 1. 2. 3. 4.葡萄糖是多羟基醛，应该有醛的特性反应，但实际上不如简单醛类那样显着，例如葡萄糖不能与schiff试剂发生紫红色反应，也难与发生加成反 应。 5.单糖的羰基在适当的条件下被还原，例如用处理醛糖或酮糖，则被还原 成。
6.蔗糖是由一分子和一分子组成，他们之间通过糖苷键相连。 7.自然界中常见的糖醛酸有、、。 8.棉籽糖完全水解产生、、各一分子。 9.天然淀粉一般含有两种组份、。 三．判断题： 1.单糖是多羟基酮或醛。————————————————————— 2. 3. 4.D- 5. 6.β-D- —————————————（） 7.葡萄糖是多羟基醛，因此显示部分醛的性质，与schiff试剂发生紫红 色反应。—（） 8.链状结构的葡萄糖与环状结构的葡萄糖的手性碳原子数相等。———— ————-（）
第二章糖类化学 一、单项选择题 1．自然界分布最广、含量最多的有机分子是 A. 蛋白质 B. 核酸 C. 水 D. 糖类 E. 脂类 2. 以下哪个是碳水化合物？ A. 二羟丙酮 B. 甘油 C. 类固醇 C. 乳酸 D.腺嘌呤 3. 以下哪个单糖最小？ A. 半乳糖 B. 甘油醛 C.果糖 D. 核糖 E. 脱氧核糖 4. 以下哪个单糖是酮糖？ A. 半乳糖 B. 果糖 C.甘油醛 D. 核糖 E. 脱氧核糖 5. 自然界中最丰富的单糖是 A. 半乳糖 B. 核糖 C.葡萄糖 D. 脱氧核糖 E. 蔗糖 6. 以下哪个含有果糖 A. 淀粉 B. 肝素 C. 乳糖 D. 麦芽糖 E. 蔗糖 7. 单糖分子至少含几个碳原子？ A. 2 B. 3
C. 4 D. 5 E. 6 8. 以下哪个是不含手性碳原子的单糖？ A. 半乳糖 B. 二羟丙酮 C. 甘油醛 D. 核糖 E. 脱氧核糖 9. 纤维素中的1个葡萄糖有几个手性碳原子？ A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 E. 6 10. 糖原与纤维素中的葡萄糖只有1个碳原子不同，它是几号碳原子？ A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5 11. 葡萄糖的构型是由它的几号碳原子决定的？ A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5 12. 在溶液中，以下哪个糖没有半缩醛结构？ A. 半乳糖 B. 二羟丙酮 C. 乳糖 D. 麦芽糖 E. 脱氧核糖 13. 葡萄糖在中性溶液中有几种异构体？ A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 E. 6 14. 以下哪种分子结构中有呋喃环结构？ A. 胆固醇 B. 核酸
考试范围 一、生物大分子的结构与功能 1.蛋白质 2.核酸 3.酶 二、物质代谢 4.糖代谢 5.脂类代谢 6.氨基酸代谢 7.核苷酸代谢 第一节蛋白质的结构与功能 大纲解读： 1.蛋白质的分子组成 （1）蛋白质的平均含氮量 （2）L-α-氨基酸的结构通式 （3）20种L-α-氨基酸的分类 2.氨基酸的性质 3.蛋白质的分子结构 4.蛋白质结构与功能的关系 （1）血红蛋白的分子结构 （2）血红蛋白空间结构与运氧功能关系 （3）协同效应、别构效应的概念 5.蛋白质的性质 一、蛋白质的分子组成 1.蛋白样品的平均含氮量 2.L-α-氨基酸的结构通式 3.20种L-α-氨基酸的分类以及名称 （一）蛋白样品的平均含氮量 1.组成蛋白质的元素及含量
（1 ）主要元素：碳（50～55% ）、氢（6～8%）、氧（19～24%）、氮（16%）、硫（0～ 4%） （2）其他：磷、铁、锰、锌、碘等（元素组成） 2.蛋白质含量测定（测氮法） （1）蛋白质的平均含氮量为16%，即每克氮相当于6.25克蛋白质。 （2）每克样品中蛋白质的含量＝每克样品的含氮量×6.25 A型题： 测得某一蛋白质样品（奶粉）含氮量为0.40克，此样品约含蛋白质（）克。 A.2.0 B.2.5 C.3.0 D.3.5 E.4.0 [答疑编号111020801：针对该题提问] 『正确答案』B 『答案解析』每克样品中蛋白质的含量＝每克样品的含氮量×6.25＝ 0.40×6.25＝2.5克。 （二）蛋白质的基本组成单位 1.氨基酸是组成蛋白质的基本单位。 2.氨基酸通式： 3.存在自然界中的氨基酸有300余种，但组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种，且均属L-氨基酸（甘氨酸除外）。甘氨酸的结构式： 4.特殊氨基酸： 脯氨酸（亚氨基酸）结构式： 5.氨基酸分类: （1）非极性疏水性氨基酸：甘、丙、缬、亮、异亮氨基酸、苯丙、脯氨酸（亚氨基酸）（7种）。
生物化学习题糖类 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
糖类化学 一、填空题 1.纤维素是由________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。 2.常用定量测定还原糖的试剂为________________试剂和________________试剂。 3.人血液中含量最丰富的糖是________________,肝脏中含量最丰富的糖是 ________________,肌肉中含量最丰富的糖是________________。 4.乳糖是由一分子________________和一分子________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。 5.鉴别糖的普通方法为________________试验。 6.蛋白聚糖是由________________和________________共价结合形成的复合物。 7.糖苷是指糖的________________和醇、酚等化合物失水而形成的缩醛(或缩酮)等形式的化合物。 8.判断一个糖的D-型和L-型是以________________碳原子上羟基的位置作依据。 9.多糖的构象大致可分为________________、________________、 ________________和________________四种类型,决定其构象的主要因素是 ________________。 二、是非题 1.[ ]果糖是左旋的，因此它属于L-构型。 2.[ ]从热力学上讲,葡萄糖的船式构象比椅式构象更稳定。 3.[ ]糖原、淀粉和纤维素分子中都有一个还原端,所以它们都有还原性。 4.[ ]同一种单糖的α-型和β-型是对映体。 5.[ ]糖的变旋现象是指糖溶液放置后,旋光方向从右旋变成左旋或从左旋变成右旋。 6.[ ]D-葡萄糖的对映体为L-葡萄糖,后者存在于自然界。 7.[ ]D-葡萄糖,D-甘露糖和D-果糖生成同一种糖脎。 8.[ ]糖链的合成无模板,糖基的顺序由基因编码的转移酶决定。 9.[ ]醛式葡萄糖变成环状后无还原性。 10.[ ]肽聚糖分子中不仅有L-型氨基酸,而且还有D-型氨基酸。 三、选择题 1.[ ]下列哪种糖无还原性 A.麦芽糖 B.蔗糖 C.阿拉伯糖 D.木糖 E.果糖 2.[ ]环状结构的己醛糖其立体异构体的数目为 .3 C 3.[ ]下列物质中哪种不是糖胺聚糖 A.果胶 B.硫酸软骨素 C.透明质酸 D.肝素 E.硫酸粘液素 4.[ ]下图的结构式代表哪种糖？
第二章糖类化合物 知识点： 糖类化合物的定义，糖的通式，以葡萄糖为例记忆单糖的分子结构、构型、构象 掌握名词：构型、构象、差向异构体、对映体、异头体 旋光度与变旋现象 单糖的化学性质：Fehling反应、成脎反应、成苷反应、糖苷键、 重要的二糖：还原糖非还原糖，还原端；蔗糖，乳糖、麦芽糖、海藻糖的还原性，糖苷键；棉籽糖、环糊精 多糖：直链淀粉和支链淀粉、糖原、纤维素和几丁质 糖蛋白的结构：O-连接：寡糖链共价连接在蛋白质的Ser和Thr残基的羟基氧上。N-连接：寡糖链共价连接在肽链的Asn残基的酰胺氮上。 名词解释： 糖类化合物、构型、构象、差向异构体、对映体、异头体、糖苷键 填空题 1.纤维素是由________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。 2.乳糖是由一分子________________和一分子________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。 3.蛋白聚糖是由________________和________________共价结合形成的复合物。 4.糖苷是指糖的________________和醇、酚等化合物失水而形成的缩醛(或缩酮)等形式的化合物。 5.判断一个糖的D-型和L-型是以________________碳原子上羟基的位置作依据。 是非题 1.[ ]果糖是左旋的，因此它属于L-构型。 2.[ ]从热力学上讲,葡萄糖的船式构象比椅式构象更稳定。 3.[ ]糖原、淀粉和纤维素分子中都有一个还原端,所以它们都有还原性。 4.[ ]同一种单糖的α-型和β-型是对映体。 5.[ ]糖的变旋现象是指糖溶液放置后,旋光方向从右旋变成左旋或从左旋变成右旋。 6.[ ]D-葡萄糖的对映体为L-葡萄糖,后者存在于自然界。 7.[ ]D-葡萄糖,D-甘露糖和D-果糖生成同一种糖脎。 8.[ ]醛式葡萄糖变成环状后无还原性。 选择题 1.[ ]下列哪种糖无还原性? A.麦芽糖； B.蔗糖； C.葡萄糖； D.木糖； E.果糖 2.[ ]环状结构的己醛糖其立体异构体的数目为 A.4； B.3； C.18； D.32； E.64 4.[ ]下图的结构式代表哪种糖？ A.α-D-葡萄糖； B.β-D-葡萄糖； C.α-D-半乳糖； D.β-D-半乳糖； E.α-D-果糖 5.[ ]下列有关葡萄糖的叙述,哪个是错的? A.显示还原性； B.在强酸中脱水形成5-羟甲基糠醛； C.莫利希(Molisch)试验阴性； D.与苯肼反应生成脎； E.新配制的葡萄糖水溶液其比旋光度随时间而改变 6.[ ]α-淀粉酶水解支链淀粉的结果是 (1).完全水解成葡萄糖和麦芽糖；(2).主要产物为糊精；(3).使α-1,6糖苷键水解 (4).在淀粉-1,6-葡萄糖苷酶存在时,完全水解成葡萄糖和麦芽糖
第二章糖类 提要 一、定义 糖、单糖、寡糖、多糖、 结合糖、呋喃糖、吡喃糖、糖苷、手性 二、结构 1.链式：Glc、Man、Gal、Fru、Rib、dRib 2.环式：顺时针编号，D型末 端羟甲基向下，α 型半缩醛羟基与末 端羟甲基在两侧。 3.构象：椅式稳定，β稳定， 因其较大基团均为 平键。 三、反应 1.与酸：莫里斯试剂、西里万诺夫试剂。 2.与碱：弱碱互变，强碱分解。 3.氧化：三种产物。 4.还原：葡萄糖生成山梨醇。 5.酯化 6.成苷：有α和β两种糖苷键。 7.成沙：可根据其形状与熔点鉴定糖。 四、衍生物 氨基糖、糖醛酸、糖苷五、寡糖 蔗糖、乳糖、麦芽糖和纤维二糖的结构 六、多糖 淀粉、糖原、纤维素的结构 粘多糖、糖蛋白、蛋白多糖一般了解 七、计算 比旋计算，注意单位。
第一节概述 一、糖的命名 糖类是含多羟基的醛或酮类化合物，由碳氢氧三种元素组成的，其分子式通常以Cn(H2O)n 表示。 由于一些糖分子中氢和氧原子数之比往往是2:1，与水相同，过去误认为此类物质是碳与水的化合物，所以称为"碳水化合物"(Carbohydrate)。 实际上这一名称并不确切，如脱氧核糖、鼠李糖等糖类不符合通式，而甲醛、乙酸等虽符合这个通式但并不是糖。只是"碳水化合物"沿用已久，一些较老的书仍采用。我国将此类化合物统称为糖，而在英语中只将具有甜味的单糖和简单的寡糖称为糖(sugar)。二、糖的分类 根据分子的聚合度分，糖可分为单糖、寡糖、多糖。也可分为：结合糖和衍生糖。 单糖是不能水解为更小分子的糖。葡萄糖，果糖都是常见单糖。根据羰基在分子中的位置，单糖可分为醛糖和酮糖。根据碳原子数目，可分为丙糖，丁糖，戊糖，己糖和庚糖。 寡糖由2-20个单糖分子构成，其中以双糖最普遍。寡糖和单糖都可溶于水， 多数有甜味。 多糖由多个单糖（水解是产生20个以上单糖分子）聚合而成，又可分为同聚多糖和杂聚多糖。同聚多糖由同一种单糖构成，杂聚多糖由两种以上单糖构成。
第三章糖类的化学 （1）P18 旋光性是指某些物质能使平面偏振面旋转的性质 （2）P19 单糖：凡羟基在右边的，为D-型；凡羟基在左边的，为L-型 L-甘油醛 D-甘油醛 对于含3个碳原子以上的糖，由于存在不止1个不对称碳原子，在规定其构型时以距醛基或酮基最远的不对称碳原子为准，羟基在右的为D-型羟基在左的为L-型。 （3）P30 寡糖分子中都存在不对称碳原子，因而都有旋光性 （4）P33 多糖有旋光性，但无变旋现象 4、脂类和生物膜化学 1、P47 酸败的化学本质：一方面是油脂中不饱和脂肪酸的双键在空气中氧的作用下成为过氧化物，过氧化物继续分解生成有臭味的低级醛、酮、羧酸和醛、酮的衍生物；另一个原因是霉菌或脂酸将油脂水解成低级脂肪酸，脂肪酸再经过β-氧化过程生成β-酮酸，β-酮酸脱羧生成低级酮类。 第五章蛋白质化学 （一）P61 氨基酸的结构通式： （二）P62 构成蛋白质的氨基酸（英文符号）除了甘氨酸（gly）外，构成蛋白质的氨基酸都是L-构型
4、P73 谷胱甘肽：是由Ｌ-谷氨酸，L-半胱氨酸和甘氨酸组成 （谷氨酸由γ-羧基生成肽键，而在其他肽和蛋白质分子中谷氨酸由α-羧基生产肽键）。
谷胱甘肽中因含有-SH，故通常简写为GSH 5、Ｐ７６一级结构：特指肽链中的氨基酸排列顺序。维系一级结构的主要化学键是肽键。 蛋白质的一级结构的测定： 1.肽链末端分析：（1）N-末端端测定：A. 二硝基氟苯法B. 苯异硫氰酯（PITC）法C.二甲基氨基萘磺酰氯法（DNS法）；（2）C-末端端测定：肼解法、羧肽酶法； 2、二硫键的拆开和肽链的分离； 3、肽链的部分水解和肽段的分离：化学裂解法、酶解法 4、测定每一段的氨基酸顺序 5. 由重叠片段推断肽链顺序 ６、Ｐ82 二级结构：它是指肽链主链骨架原子的相对空间位置，维系二级结构的化学键主要是氢键。 蛋白质二级结构的主要形式：α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规卷曲、π-螺旋等 7、P91 分子病：由于基因结构改变，蛋白质一级结构中的关键氨基酸发生改变，从而导致蛋白质功能障碍，出现相应的临床症状，这类遗传性疾病称为分子病。【经典举例】镰形细胞贫血症 8、P104 蛋白质的变性与复性：在某些物理化学因素影响下，可使蛋白质分子的空间结构解体，从而使其活性丧失，这成为变性；破坏非共价键和二硫键，不改变蛋白质的一级结构。 9、变性分为可逆与不可逆两种情形，在某些蛋白质变性中，若除去变性因素后，蛋白质分子的空间结构又得以恢复，可完全或部分恢复其生物活性，这称为复性。 10、P110 紫外吸收法：酪氨酸、色氨酸在280mm左右具有最大吸收，由于在各种蛋白质中这几种氨基酸的含量差别不大，所以280mm的吸收值与浓度具正相关，可用于蛋白质含量的测定，此方法称为280mm吸收法。 第六章核酸化学 1、P118 核酸是由类似的单体组成的聚合物，单体之间共价连接。完全水解的最终产物是戊糖、含氮碱和磷酸。 2、P121 嘌呤碱和嘧啶碱分子中都含有共轭双键体系，在紫外区有吸收（260 nm左右）。可用于定性，定量分析。
第二章糖类的生物化学 糖类生物化学是在以糖链为“生物信息分子”的水平上，阐明多细胞生物的高层次生命现象的一门科学。它是20世纪90年代才发展起来的生物化学中最后一个广褒前沿。1993年科学家们提出，将研究糖类的方法和基本技术，以及把基础研究获得的知识进一步转化为生产技术等领域称为“糖生物工程”。1993年5月在美国旧金山召开首届“国际糖生物工程会议”。 在生物体内，除核酸和蛋白质外，糖类是第三大类信息分子。与DNA不同，糖类的作用不是贮存信息，而是进行通讯识别。核酸和蛋白质是以分子量大为基础贮存大量的生物信息，而糖类作为信息分子则是以其结构多样性为特征。6种不同结构的单糖可形成108种异构体，糖类化合物所拥有的异构体数和多种多样的连接方式可以构成一个巨大的信息库。如果把20种氨基酸构成千变万化的蛋白质比拟为由26个字母组成一本厚厚的词典，那么由不到10种常见单糖构成种类纷繁的寡糖和多糖，则可比喻为由7个音符组成无数优美动听的乐谱。 糖类物质的生物学功能 1 糖类是生物细胞结构的组成成分 2 糖类是生物体中重要的能源物质 3 糖类参与细胞识别和细胞信息传递 4 糖类是合成其他重要生物分子的碳架来源 5 糖类对生物机体具有保护和润滑作用 第一节天然单糖 天然单糖是指已在自然界发现或从生物材料中检出，并已确认其存在的单糖及其衍生物。不包括人工合成的糖。 一、天然单糖的分布： 六十年代后期，人们应用层析技术检测了多种动物、植物和生物材料，其结果是在动物体内糖含量只占其干重的2%左右，这表明动物极少贮存糖类物质，而不是不需要糖类物质。植物体内，糖含量占干重的85-95%，表明植物体的结构和贮存物绝大多数是糖类化合物。在微生物体内，糖含量约占其干重的10-30%，居中。 对其中的单糖进行统计分析结果表明，醛糖及其衍生物约600多种、酮糖及其衍生物180多种。游离单糖中除D-葡萄糖和D-果糖大量存在外，其它天然存在的单糖基本上是以微量存在的。而且某些单糖的分布有特异性。例如，糖醛酸中，只有已糖醛酸出现在自然界中，而且按已糖醛酸的构型不同，可分为D-葡萄糖醛酸、D-半乳糖醛酸、D-半乳糖胺醛酸、L-艾杜糖醛酸和D-甘露糖醛酸。其中在植物果实中以游离态分布的只有D-半乳糖醛酸一种。 根据目前统计资料，各类植物中存在的游离单糖分布情况是： （1）低等植物中： 藻类：主要是D-葡萄糖和D-果糖 地衣类：主要是D-葡萄糖和D-半乳糖 苔藓植物类：主要是D-或L-葡萄糖和果糖 （2）种子植物中主要有五大类单糖： A、七种戊糖：L-阿拉伯糖（D型少见）、D-核糖、D-木糖、L-木酮糖、D-核酮糖、 芹叶糖、2-脱氧-D-核糖。 芹叶糖为一种分支糖，最初是由荷兰芥中分离得到的，开始以为是一种稀有单糖，后来发现在浮萍属和欧洲夹竹桃中大量存在。在低等植物中未发现此糖，但在检测的175种高等植物中有60%都含有此糖。目前已发现的分支单糖有20多种，但大多存在于微生物中。
中国海洋大学海洋生命学院
生物化学讲义
2007 年
第二章 糖类生物化学
学习要求
1、掌握以葡萄糖为代表的单糖的分子结构、分类、物理化学性质以及一些重要的单糖及其衍生物。 2、区分单糖的构型和构象，链状结构和环状结构，醛糖和酮糖，α型与β型等重要概念 3、了解寡糖、多糖、结合糖的结构、分类和性质 4、实验：能采用适当的方法对糖进行定量和定性研究
学习重点
1、单糖的环状结构和化学性质 2、还原性双糖和非还原性双糖的特点 3、淀粉、纤维素、糖原的结构和化学性质 4、结合糖链的结构和功能
一、糖类概论
㈠、糖类的分布和生物功能 作为生物体的结构成分；作为生物体内的主要能源物质；生物体内碳源物质；生物活性物质。 ㈡、糖类的概念与分类 1、糖类的概念 ⑴ 曾用的概念——碳水化合物，通式Cn(H2O)m，故称碳水化合物(carbohydrate)。 ⑵ 糖类的现代概念：多羟基的醛、酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。 2、糖类分类 ⑴ 单糖(monosaccharides)是最简单的糖，不能再被水解为最小的单位 根据其所含碳原子(C)数目:丙糖(Triose)丁糖(Tetrose) 戊糖(Pentose) 已糖(Hexose)和庚糖(Heptose)等，三个 术语：五糖、戊糖和五碳糖的区别。 根据其所含醛基或酮基又可以分为醛糖(Aldose)和酮糖(Ketose)。 ⑵ 寡糖(oligosaccharides)是有两到二十分子的单糖缩合而成的，水解后产生单糖。麦芽糖、蔗糖、乳糖、纤维 二糖等。 ⑶ 多糖(polysaccharides) 由多个单糖分子缩和而成的 如按其组成：同多糖，相同单糖组成；杂多糖：不同单糖基组成。 如按其分子有无支链：支链、直链多糖。 如按其功能的不同：结构多糖、储存多糖、抗原多糖等。 如按其分布：胞外多糖、胞内多糖、胞壁多糖之分。 ⑷ 结合糖：如果糖类化合物尚有非糖物质部分，则称为糖缀物和复合糖例如，糖脂、糖肽、糖蛋白、蛋白聚 糖等
二、单
糖(monosaccharides)
单糖的种类很多，结构、性质上存在差异不少，但有许多共性。葡萄糖(glucose)数量最多，分布最广，其 结构具有代表性。 ㈠、单糖的分子结构 1、链状结构 ⑴ 葡萄糖链状结构：元素组成的经验式为CH2O，测定分子量：180，C6H12O6，单糖的链状结构有醛糖和酮糖 之分。 ⑵ 葡萄糖的构型(configuration) ① 不对称碳原子的概念：一个碳原子和四个不同的原子或基团相连时，并因而失去对称性的四面体碳，也称 手性碳原子、不对称中心或手性中心，常用 C*表示。 ② 旋光异构现象和旋光度 旋光异构：由于分子中存在手性而造成的异构现象 旋光度是旋光物质的一种物理性质，它在一定的条件下是一个常数（温度、浓度、而波长、旋光管的长度 加以固定） ，旋光度常用旋光率(specific rotation)表示。 手性与旋光性关系：分子内若不存在对称元素，不能和它的镜像重合，都有旋光性。这种分子称手性分子
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糖类生物化学 一、填充题 1．糖类是具有多羟基醛或酮结构的一大类化合物。根据其分子大小可分为单糖、寡糖、和多糖三大类。 2．判断一个糖的D-型和L-型是以最高序数手性碳原子上羟基的位置作依据。 3．糖类物质的主要生物学作用为供能、转化为生命必需的其他物质、充当结构物质及作为信息分子。 4．糖苷是指糖的半缩醛（或酮）羟基和醇、酚等化合物失水而形成的缩醛（或缩酮）等形式的化合物。 5．蔗糖是由一分子D-葡萄糖和一分子D-果糖组成，它们之间通过α1→β2 糖苷键相连。 6．麦芽糖是由两分子D-葡萄糖组成，它们之间通过α1→4 糖苷键相连。 7．乳糖是由一分子D-半乳糖和一分子D-葡萄糖组成，它们之间通过α1→4 糖苷键相连。 8．糖原和支链淀粉结构上很相似，都由许多D-葡萄糖组成，它们之间通过α1→4 和α1→6 二种糖苷键相连。二者在结构上的主要差别在于糖原分子
比支链淀粉分支多、链短和结构更紧密。 9．纤维素是由D-葡萄糖组成，它们之间通过β1→4 糖苷键相连。 10．葡萄糖分子与苯肼反应可生成糖脎。 11．葡萄糖与钠汞齐作用，可还原生成山梨醇。 12．人血液中含量最丰富的糖是D-葡萄糖，肝脏中含量最丰富的糖是糖原，肌肉中含量最丰富的糖是糖原。 13．糖胺聚糖是一类含己糖胺和糖醛酸的杂多糖，其代表性化合物有透明质酸、硫酸软骨素和肝素等。14．肽聚糖的基本结构是以N-乙酰-D-葡糖胺与N-乙酰胞壁酸组成的多糖链为骨干。 15．在溶液中己糖可形成吡喃（六元）和呋喃（五元）两种环状结构，由于环状结构形成，不对碳原子又增了 1 个。 16. 己醛糖分子有4（环式5个）个不对称碳原子，己酮糖分子中有3（环式4个）不对称碳原子。 17．糖肽的主要连接键有O-糖苷键和N-糖苷键。 18．直链淀粉遇碘呈蓝色色，支链淀粉遇碘呈紫色色，糖原遇碘呈红色。 19．连接四个不同原子或基团的碳原子称之为手性碳原子（不对称碳原子）。 二、是非题√ 1．D-葡萄糖的对映体为L-葡萄糖，后者存在于自然界。×（L-葡萄糖
精心整理一．选择题 1.下列哪种糖没有还原性() A麦芽糖B蔗糖C木糖D果糖 2.下列有关糖苷的性质叙述正确的是（） A在稀盐酸中稳定B在稀NaoH溶液中稳定C糖苷都是还原性糖D无旋光性 3. A与苯 4. A 5. A 6. A核糖 7. A果糖 8. A有α-1,4-糖苷键B有α-1,6-糖苷键C糖原由α-D-葡萄糖组成D糖原是没有分支的分子 9.下列有关纤维素的叙述错误的是（） A纤维素不溶于水B纤维素不能被人体吸收C纤维素是葡萄糖以β-1,4糖苷键连接的D纤维素含有支链
10.下图的结构式代表哪种糖（） A.α-D-葡萄糖 B.β-D-葡萄糖 C.α-D-半乳糖 D.β-D-半乳糖 A. 12.13.葡萄糖和甘露糖是（）
A.异头体 B.差向异构体C对映体D.顺反异构体 14.含有α-1,4-糖苷键的是（） A.麦芽糖 B.乳糖 C.纤维素 D.蔗糖 15.（）是构建几丁质的单糖残基 A.N-乙酰葡萄糖胺 B.N-乙酰胞壁酸 C.N-乙酰神经氨酸 D.N-乙酰半乳糖胺 16. A. 17. A. C. 18. A. 19. A. 20
A.α呋喃 1. 2. 3. 4. schiff试剂发生紫红色反应，也难与发生加成反应。 5.单糖的羰基在适当的条件下被还原，例如用处理醛糖或酮糖，则被还原成。 6.蔗糖是由一分子和一分子组成，他们之间通过糖苷键相连。 7.自然界中常见的糖醛酸有、、。
8.棉籽糖完全水解产生、、各一分子。 9.天然淀粉一般含有两种组份、。 三．判断题： 1.单糖是多羟基酮或醛。—————————————————————————（） 2. 3. 4.D- 5. 6. -D- 7. 色反应。—（） 8.链状结构的葡萄糖与环状结构的葡萄糖的手性碳原子数相等。————————-（） 9.在D-葡萄糖溶液中，当溶液达到平衡时，溶液中除了存在α-D-葡萄糖和β-D-葡萄糖，还应该有开链结构的葡萄糖。———————————
生物化学笔记－--第二章--糖－-－类
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第二章糖类 提要 一、定义 糖、单糖、寡糖、多糖、 结合糖、呋喃糖、吡喃 糖、糖苷、手性 二、结构 １.链式:Glc、Mａn、Gal、Ｆｒu、Rib、ｄＲib 2．环式：顺时针编号，D型 末端羟甲基向下,α 型半缩醛羟基与末 端羟甲基在两侧。３.构象:椅式稳定,β稳定，因 其较大基团均为平 键。 三、反应 １．与酸:莫里斯试剂、西里万诺夫试剂。 2.与碱:弱碱互变，强碱分解。 3.氧化:三种产物。 4.还原：葡萄糖生成山梨醇。5．酯化 6.成苷:有α和β两种糖苷键。7．成沙：可根据其形状与熔点鉴定糖。 四、衍生物 氨基糖、糖醛酸、糖苷五、寡糖 蔗糖、乳糖、麦芽糖和纤维二糖的结构 六、多糖 淀粉、糖原、纤维素的结构 粘多糖、糖蛋白、蛋白多糖一般了解 七、计算 比旋计算,注意单位。 第一节概述 一、糖的命名 糖类是含多羟基的醛或酮类化合物,由碳氢氧三种元素组成的,其分子式通常以Ｃn(H2O)n 表示。
由于一些糖分子中氢和氧原子数之比往往是2：1,与水相同，过去误认为此类物质是碳与水的化合物，所以称为"碳水化合物＂（Carｂohydrａte)。 实际上这一名称并不确切，如脱氧核糖、鼠李糖等糖类不符合通式,而甲醛、乙酸等虽符合这个通式但并不是糖。只是"碳水化合物＂沿用已久，一些较老的书仍采用。我国将此类化合物统称为糖,而在英语中只将具有甜味的单糖和简单的寡糖称为糖(sugaｒ)。 二、糖的分类 根据分子的聚合度分,糖可分为单糖、寡糖、多糖。也可分为：结合糖和衍生糖。１．单糖单糖是不能水解为更小分子的糖。葡萄糖，果糖都是常见单糖。根据羰基在分子中的位置，单糖可分为醛糖和酮糖。根据碳原子数目，可分为丙糖,丁糖,戊糖，己糖和庚糖。 2.寡糖寡糖由2-2０个单糖分子构成,其中以双糖最普遍。寡糖和单糖都可溶于水,多数有甜味。 ３.多糖多糖由多个单糖(水解是产生２0个以上单糖分子）聚合而成,又可分为同聚多糖和杂聚多糖。同聚多糖由同一种单糖构成，杂聚多糖由两种以上单糖构成。 4.结合糖糖链与蛋白质或脂类物质构成的复合分子称为结合糖。其中的糖链一般是杂聚寡糖或杂聚多糖。如糖蛋白，糖脂,蛋白聚糖等。 5.衍生糖由单糖衍生而来，如糖胺、糖醛酸等。
有关糖类生物化学论文集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
糖类生物化学 糖类物质是多羟基(2个或以上)的醛类(aldehyde)或酮类(Ketone)化合物，以及它们的衍生物或聚合物，可分为醛糖(aldose)和酮糖(ketose)，还可根据碳层子数分为丙糖(triose)，丁糖(terose)，戊糖(pentose)、己糖(hexose)。 最简单的糖类就是丙糖(甘油醛和二羟丙酮) O)n表示，所以过去由于绝大多数的糖类化合物都可以用通式Cn (H 2 人们一直认为糖类是碳与水的化合物，称为碳水化合物。现在已经这种称呼并恰当，只是沿用已久，仍有许多人称之为碳水化合物。 根据糖的结构单元数目多少分为： （1）单糖：不能被水解称更小分子的糖。 （2）寡糖：2~6个单糖分子脱水缩合而成，以双糖最为普遍，意义也较大。 （3）多糖： 同多糖：水解时只产生一种单糖或单糖衍生物如：淀粉、糖原、纤维素、几丁质(壳多糖)； 杂多糖：水解时产生一种以上单糖或/和单糖衍生物如：糖胺多糖类(透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等)、半纤维素、 （4）结合糖(复合糖，糖缀合物，glycoconjugate)：糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等。 （5）糖的衍生物：糖醇、糖酸、糖胺、糖苷 三、糖类的生物学功能 (1) 提供能量。植物的淀粉和动物的糖原都是能量的储存形式。 (2) 物质代谢的碳骨架，为蛋白质、核酸、脂类的合成提供碳骨架。 (3) 细胞的骨架。纤维素、半纤维素、木质素是植物细胞壁的主要成分，肽聚糖是细胞壁的主要成分。 (4) 细胞间识别和生物分子间的识别。 细胞膜表面糖蛋白的寡糖链参与细胞间的识别。一些细胞的细胞膜表面含有糖分子或寡糖链，构成细胞的天线，参与细胞通信。 红细胞表面ABO血型决定簇就含有岩藻糖。 四、单糖 （一）单糖的结构 1.单糖的链状结构 确定链状结构的方法（葡萄糖）： a.与Fehling试剂或其它醛试剂反应，含有醛基。 b.与乙酸酐反应，产生具有五个乙酰基的衍生物。 c.用钠、汞剂作用，生成山梨醇。