生物化学第三章糖类

第一章糖类提要糖类是四大类生物分子之一，广泛存在于生物界，特别是植物界。

糖类在生物体内不仅作为结构成分和主要能源，复合糖中的糖链作为细胞识别的信息分子参与许多生命过程，并因此出现一门新的学科，糖生物学。

O)n的实验式，其化学本质是多羟醛、多羟酮及其衍生物。

糖类按其聚合度分为单多数糖类具有(CH2糖，1个单体；寡糖，含2-20个单体；多糖，含20个以上单体。

同多糖是指仅含一种单糖或单糖衍生物的多糖，杂多糖指含一种以上单糖或加单糖衍生物的多糖。

糖类与蛋白质或脂质共价结合形成的结合物称复合糖或糖复合物。

单糖，除二羟丙酮外，都含有不对称碳原子(C*)或称手性碳原子，含C*的单糖都是不对称分子，当然也是手性分子，因而都具有旋光性，一个C*有两种构型D-和L-型或R-和S-型。

因此含n个C*的单糖有2n个旋光异构体，组成2n-1对不同的对映体。

任一旋光异构体只有一个对映体，其他旋光异构体是它的非对映体，仅有一个C*的构型不同的两个旋光异构体称为差向异构体。

单糖的构型是指离羧基碳最远的那个C*的构型，如果与D-甘油醛构型相同，则属D系糖，反之属L 系糖，大多数天然糖是D系糖Fischer E论证了己醛糖旋光异构体的立体化学，并提出了在纸面上表示单糖链状立体结构的Fischer投影式。

许多单糖在水溶液中有变旋现象，这是因为开涟的单糖分子内醇基与醛基或酮基发生可逆亲核加成形成环状半缩醛或半缩酮的缘故。

这种反应经常发生在C5羟基和C1醛基之间，而形成六元环砒喃糖(如砒喃葡糖)或C5经基和C2酮基之间形成五元环呋喃糖(如呋喃果糖)。

成环时由于羰基碳成为新的不对称中心，出现两个异头差向异构体，称α和β异头物，它们通过开链形式发生互变并处于平衡中。

在标准定位的Hsworth式中D-单糖异头碳的羟基在氧环面下方的为α异头物，上方的为β异头物，实际上不像Haworth式所示的那样氧环面上的所有原子都处在同一个平面，吡喃糖环一般采取椅式构象，呋喃糖环采取信封式构象。

生物化学：糖代谢糖是生物体重要的能量来源之一，也是构成生物体大量重要物质的原始物质。

糖代谢是指生物体对糖类物质进行分解、转化、合成的过程。

糖代谢主要包括两大路径：糖酵解和糖异生。

本篇文档将从分解和合成两个角度，介绍生物体内糖的代谢。

糖的分解糖酵解（糖类物质的分解）糖酵解是指生物体内将葡萄糖和其他糖类物质分解成更小的化合物，同时释放出能量。

糖酵解途径包括糖原泛素、琥珀酸途径、戊糖途径、甲酸途径等。

其中主要以糖原泛素和琥珀酸途径为代表。

糖原泛素途径糖原泛素途径又称为糖酵解途径，是生物体内最常用的糖分解方式。

它可以将葡萄糖分解成丙酮酸或者丁酮酸，同时产生2个ATP和2个NADH。

糖原泛素途径一般分为两个阶段：糖分解阶段和草酸循环。

糖分解阶段在这个阶段，葡萄糖通过酸化和裂解反应，进入三磷酸葡萄糖分子中，并生成一个六碳分子葡萄糖酸，此过程中消耗1个ATP。

接着，葡萄糖酸分子被磷酸化，生成高能量化合物1,3-二磷酸甘油酸，同时产生2个ATP。

随后，1,3-二磷酸甘油酸分子的丙酮酸残基被脱除，生成丙酮酸或者丁酮酸。

草酸循环草酸循环是指将生成的丙酮酸和丁酮酸在线粒体内发生可逆反应，生成柠檬酸，随后通过草酸循环将柠檬酸氧化分解成二氧化碳、水和ATP。

草酸循环中的关键酶有乳酸脱氢酶、肌酸激酶等。

琥珀酸途径琥珀酸途径也被称为三羧酸循环，是生物体内另一种重要的糖分解途径，它可以将葡萄糖分解成二氧化碳和水，同时产生30多个ATP。

琥珀酸途径中，葡萄糖通过磷酸化，生成高能分子葡萄糖6-磷酸，随后被氧化酶和酶羧化酶双重氧化分解成二氧化碳和水。

琥珀酸途径的关键酶有异构酶、羧酸还原酶等。

糖异生（糖合成）糖异生是指非糖类物质（如丙酮酸、乳酸等）通过一系列合成反应，转化成糖类物质的过程。

糖异生是生物体内糖类物质的重要来源之一，对维持生命的各种生理过程具有重要意义。

糖异生途径包括丙酮酸途径、戊糖途径和甘油三磷酸途径等。

丙酮酸途径丙酮酸途径是指通过丙酮酸合成糖的途径，它可以将丙酮酸反应生成物乙酰辅酶A进一步转移，合成3磷酸甘油醛，随后通过糖醛酸-3-磷酸酰基转移酶反应，合成葡萄糖6磷酸。

第一章糖1.单糖（monosaccharide）:不能被水解成更小分子的糖类。

2.寡糖（oligosaccharide）:水解生成2-19个单糖分子的糖类。

3.多糖（polysaccharide）:水解时产生20个以上单糖分子的糖类。

4.同多糖（homopolysaccharide）:水解时只产生一种单糖或单糖衍生物的糖类。

5.杂多糖（heteropolysaccharide）：水解时产生一种以上的单糖或/和单糖衍生物的糖类。

6.构型（configuration）:分子中由于原子或基团间特有的固定的空间排列方式不同而使它呈现出不同的特定立体结构。

7.构象（conformation）：由于分子中的某个原子（基团）绕C-C单键旋转而形成的不同的暂时性的易变的空间结构形式。

8.旋光率（specific rotation）:单位浓度和单位长度下的旋光度。

9.对映体（diastereomer）:一个不对称碳原子的取代基在空间里的两种取向是物体与镜像关系，并且两者不能重叠的两种旋光异构体。

10.差向异构体（epimer）：又称表异构体，只有一个不对称碳原子上的基团排列方式不同的非对映异构体。

11.不对称碳原子（asymmetric carbon atom）:与四个不同的原子或原子基团共价连接并因而失去对称性的四面体碳。

12.变旋现象（mutarotation）:在溶液中，糖的链状结构和环状结构（α、β）之间可以相互转变，最后达到一个动态平衡，称为变旋现象。

13.异头物（anomer）:单糖由支链结构变成环状结构后，羰基碳原子成为新的差向异构化，这种羰基碳上形成的差向异构体称为异头手性中心，导致C1物。

14.异头碳（anomeric carbon）:在环状结构中，半缩醛碳原子称为异头碳。

15.糖苷（glycoside）：环状单糖的半缩醛（或半缩酮）羟基与另一化合物发生缩合形成的缩醛（或缩酮）称为糖苷。

16.糖苷键（glycoside bond）:糖基和配基之间的连键称为糖苷键。

《人和动物体内三大营养物质的代谢之一糖类代谢》教学设计作者：孟薇来源：《读写算》2011年第08期一、教材分析1、教材分析与处理教材的地位及作用。

“人和动物体内三大营养物质的代谢之一、糖类代谢”是人民教育出版社生物室编著《生物》教材高二年级第三章第六节的内容，本部分内容承上紧密结合植物体的代谢，进一步学习人和动物体内新陈代谢的主要过程和特点。

代谢途径实际上是由一系列相当复杂生物化学反应组成的，而学生缺乏有关的生物化学基础知识，但这部分知识和人们日常生活联系比较紧密。

因此，可以联系实际提出一些学生感兴趣而富有思考性的问题让学生讨论。

本节内容宜分为三课时，第一课时人体内糖类代谢的过程与人体健康的关系，第二课时授蛋白质代谢、脂质代谢，第三课时为蛋白质代谢、脂质代谢与人体健康的关系及三大营养物质代谢的关系，本教案为第一课时。

1.2、教学目标分析1.2.1、知识与技能目标：学生了解人和动物体从食物中获取哪些营养成分，学生了解糖类代谢的全过程，尤其是在细胞内发生变化的过程，学生知道糖类代谢与人体健康的关系。

1.2.2、过程与方法目标。

创设情境，导出人和动物从食物中获取的六大营养成分，及本节课题，指导学生课上阅读、通过师生互动引导学生理清体外的糖变成体内血糖的过程。

1.2.3、情感、态度与价值观目标：学生建构科学的糖类饮食观念；促进学生健康生活习惯的养成。

1.2.4重点、难点。

重点：糖类代谢在细胞内发生变化的过程。

难点：在了解糖类代谢和脂类代谢的过程中，学生的科学思维和阅读、语言表达能力得到发展。

二、教学方法和教具选择1、对学生的分析与处理我所面对的学生是重点中学的学生，他们学习能力较强，思维敏捷，逻辑推理能力相对较强，可以充分发挥学生学习的主体性，因此给与适当的引导，提供一些材料，让他们看看、议议、想想，化难为易，培养其逻辑推理和发现问题能力。

2、教学方法的选择对前述对学生和教材的理解，这堂课没有很大的知识容量，我将着眼于促进学生高质量的思维活动的形成，不是只关注学生知识与技能目标的实现，让学生记住糖类几个途径，而是更多地体现让学生经历获得知识的过程，更注重培养学生学会阅读、分析、判断、交流、表达。

糖类总结糖：基本概念、结构特征、生物功能、种类及资源性海洋多糖，研究方法；一．基本概念1.蛋白聚糖：一类特殊的糖蛋白，由一条或多条糖胺聚糖和一个核心蛋白共价连接而成。

：大量蛋白聚糖以连接蛋白连在透明质酸上形成的羽毛状或刷状结构。

3.糖胺聚糖：由含己糖醛酸（角质素除外）和己糖胺成分的重复二糖单位构成的不分枝长链聚合物。

4.糖蛋白：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。

5.多糖：由多个单糖分子缩合而成的化合物，同多糖为某一种单一的单糖或衍生物缩合而成，如淀粉、糖原、纤维素；杂多糖为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。

：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。

：：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-、Ara②羟赖氨酸共价形成：碱稳定；β-Gal-Hyl和β-Ara（阿拉伯糖）-Hyl8.自然界中常见的单糖为D-葡萄糖。

二．结构特征1.麦芽糖由α-D-葡萄糖以α-1，4糖苷键构成蔗糖由α-D-葡萄糖和β-D-果糖以α-1，2糖苷键构成乳糖由α-D-葡萄糖和β-D-半乳糖以β-1，4糖苷键构成淀粉由D-葡萄糖构成直链由α-1，4糖苷键（加碘变蓝溶于热水）,支链由α-1，6-糖苷键（加碘紫红不溶于水）.糖原由α-D-葡萄糖以α-1，4糖苷键和α-1，6糖苷键构成（加碘红紫）纤维素由β-D-葡萄糖以β-1，4糖苷键构成（无分支）几丁质（甲壳素，壳多糖）由N-乙酰-D-氨基葡萄糖以β-1，4糖苷键构成PS：α-1，4糖苷键形成的为直链；α-1，6-糖苷键形成支链；α-1，2糖苷键会缩掉两个糖的醛基，使其失去还原性。

第一章糖类一、教学大纲基本要求糖的分类、结构、性质和分析方法，以及部分的生物学功能。

主要内容有：单糖的结构和性质，重要的单糖及其衍生物。

还原性二糖和非还原性二糖的结构和性质；均一多糖和不均一多糖的结构和性质；结合糖（肽聚糖、糖蛋白、蛋白聚糖）的结构和性质等。

二、本章知识要点（一）糖的概述1、糖类的存在与来源糖类广泛的存在于生物界，特别是植物界。

糖类物质按干重计算占植物的85%~90%，占细菌的10%~30%，动物的小于2%。

动物体内糖的含量虽然不多，但其生命活动所需能量主要来源于糖类。

2、糖类的生物学作用(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。

3、糖类的元素组成和分类糖类物质是多羟基(2个或以上)的醛类或酮类化合物，以及它们的衍生物或聚合物，绝大多数的糖类化合物都可以用通式Cn (H2O)n表示。

据此可分为醛糖和酮糖。

还可根据碳原子数分为丙糖，丁糖，戊糖、己糖等。

最简单的糖类就是丙糖(甘油醛和二羟丙酮)。

糖的通俗名称一般是根据来源进行命名。

4、糖的种类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：均一性多糖：淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质(壳多糖)。

不均一性多糖：糖胺多糖类(透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等)。

（4）结合糖(复合糖，糖缀合物)：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、糖苷等。

（二）旋光异构1、异构现象同分异构或称异构是指存在两个或多个具有相同数目和种类的原子并因而具有相同相对分子量的化合物的现象。

生物化学大一知识点糖类糖类是一类重要的生物分子，它们在细胞代谢和能量供应中扮演着重要角色。

本文将介绍生物化学大一知识点中与糖类相关的内容，包括糖的分类、结构与功能等方面。

1. 糖类的分类糖类可分为单糖、双糖和多糖三类。

单糖是由3-7个碳原子组成的简单糖，例如葡萄糖和果糖。

双糖是由两个单糖分子通过糖苷键连接而成，例如蔗糖和乳糖。

多糖是由多个单糖分子通过糖苷键连接而成，例如淀粉和纤维素。

2. 糖的结构糖分子的基本结构是一个多数的羟基（-OH）和一个醛基（-CHO）或酮基（-C=O）。

根据醛基或酮基的位置，单糖可分为醛糖和酮糖两类。

醛糖的醛基位于末端碳原子，而酮糖的酮基位于内部碳原子。

3. 糖的功能糖在生物体内起着重要的功能作用。

首先，糖类是生物体的能量来源之一。

单糖在细胞内经过代谢反应，产生大量的三磷酸腺苷（ATP），为细胞提供能量。

其次，糖类参与细胞膜的结构与功能。

糖类与脂质和蛋白质结合形成糖脂和糖蛋白，调节细胞膜的通透性和稳定性。

此外，糖类还参与细胞信号传导、免疫应答等生物过程。

4. 糖的代谢糖的代谢包括糖的降解过程和合成过程。

糖降解主要通过糖酵解、无氧呼吸和有氧呼吸三个途径完成。

糖酵解是在无氧条件下进行的，将葡萄糖分解为乳酸或酒精释放能量。

无氧呼吸和有氧呼吸是在有氧条件下进行的，将葡萄糖氧化为二氧化碳和水释放能量。

糖的合成则是通过逆反应进行的，主要发生在植物叶绿体和细菌中。

5. 糖的检测糖的检测常用的方法包括糖试纸法、高效液相色谱法和质谱法等。

糖试纸法是一种简单、快速的检测方法，可以用于尿液和血液中糖的定性和定量分析。

高效液相色谱法和质谱法则更为精确和灵敏，适用于更复杂的样品。

综上所述，糖类是生物体内重要的生物分子，其分类、结构和功能都具有重要意义。

对于生物化学大一学生来说，理解和掌握糖类的知识点对于深入学习细胞代谢和生物能量供应等内容具有重要意义。

通过本文的介绍，希望能够为学生们提供一定的帮助。

生物化学糖代谢糖是生物体内最主要的能量来源之一，同时也具有许多重要的生物学功能。

糖代谢是生物体利用糖类化合物进行能量产生和物质合成的过程。

它包括糖的降解和合成两个主要过程。

本文将详细介绍糖的降解和合成途径，以及糖代谢在生物体内的作用。

一、糖的降解糖类化合物在细胞内经过一系列酶催化反应被降解成低分子产物，以产生能量和提供原料。

主要的糖降解途径包括糖酵解和糖解作用。

1. 糖酵解糖酵解是指葡萄糖通过一系列酶催化反应逐步分解成丙酮酸，产生ATP的过程。

糖酵解分为两个阶段，第一阶段是糖类分子的分解，产生丙酮酸与ATP和NADH，第二阶段是丙酮酸的氧化，进一步产生ATP和NADH。

这两个阶段共同完成了葡萄糖的降解，并释放出大量的能量。

2. 糖解作用糖解作用是指多糖类化合物通过酶的催化作用分解成低聚糖或单糖分子的过程。

常见的糖解作用包括淀粉的淀解、麦芽糖的水解和蔗糖的水解等。

这些糖解作用在生物体内起到提供能量和原料的作用。

二、糖的合成除了糖的降解，生物体还可以通过一系列酶催化反应将简单的碳水化合物转化为复杂的多糖类化合物的合成过程。

主要的糖合成途径包括糖异生和糖原合成。

1. 糖异生糖异生是指通过非糖原料合成糖类化合物的过程。

典型的糖异生途径是葡萄糖异生途径，其中胰岛素通过调节多种酶的活性，使非糖类物质如乳酸、甘油和氨基酸转化为葡萄糖，以满足生物体对葡萄糖的需求。

2. 糖原合成糖原是动物体内的一种能量储备物质，主要储存在肝脏和肌肉中。

糖原合成是指通过多糖短链的催化作用，将葡萄糖合成为糖原的过程。

这种储能的形式在机体需要时可以分解为葡萄糖，以满足能量需求。

三、糖代谢的生物学功能糖代谢在生物体内具有多种重要生物学功能，包括能量产生、物质合成和信号传递等。

1. 能量产生糖代谢是生物体产生能量的重要途径之一。

通过糖酵解和线粒体呼吸链的反应，糖类化合物可以被氧化分解，产生大量的ATP。

这种能量产生的过程对于细胞的正常代谢和生命活动至关重要。

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由于绝大多数的糖类化合物都可以用通式Cn HOn表示;所以过去人们2一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..最简单的单糖之一是甘油醛glyceraldehydes;它有两种立体异构形式Stereoismeric form;这两种立体异构体在旋光性上刚好相反;一种异构体使平面偏振光Plane polarized liyot的偏振面沿顺时针方向偏转;称为右旋型异构体dextrorotary;或D型异构体..另一种异构体则使平面偏振不的编振机逆时针编转;称左旋异构体levorotary;L或L型异构体..像甘油醛这样具有旋光性差异的立体异构体又称为光学异构体Cptical lsmer;常用D;L表示..以甘油醛的两种光学异构体作对照;其他单糖的光学异构构与之比较而规定为D型或L型..差向异构体epimer：又称表异构体;只有一个不对称碳原子上的构型不同的非对映异构体;如D-等等糖与D-半乳糖..链状结构一般用Fisher投影式表示：碳骨架、竖直写；氧化程度最高的碳原子在上方..2.单糖的环状结构在溶液中;含有4个以上碳原子的单糖主要以环状结构..单糖分子中的羟基能与醛基或酮基可逆缩合成环状的半缩醛emiacetal..环化后;羰基C就成为一个手性C原子称为端异构性碳原子anomeric carbon atom;环化后形成的两种非对映异构体称为端基异构体;或异头体anomer;分别称为 -型及 -型异头体..环状结构一般用Havorth结构式表示：用FisCher投影式表示环状结构很不方便..Haworth结构式比Fischer投影式更能正确反映糖分子中的键角和键长度..转化方法：①画一个五员或六员环②从氧原子右侧的端基碳anomerio carbon开始;画上半缩醛羟基;在Fischer投影式中右侧的居环下;左侧居环上..构象式：Haworth结构式虽能正确反映糖的环状结构;但还是过于简单;构象式最能正确地反映糖的环状结构;它反映出了糖环的折叠形结构..3.几种重要的单糖的链状结构和环状结构1 丙糖：D-甘油醛二羟丙酮2 丁糖：D-赤鲜糖 D-赤鲜酮糖3 戊糖：D-核糖 D-脱氧核糖 D-核酮糖 D-木糖 D-木酮糖4 己糖：D-葡萄糖 -型及型 D-果糖5 庚糖：D-景天庚酮糖4.变旋现象在溶液中;糖的链状结构和环状结构、之间可以相互转变;最后达到一个动态平衡;称为变旋现象..从乙醇水溶液中结晶出的D-glucose称为α-D-+Glucoseα20=+113°;D=+18.7°..将从吡啶溶液中结晶出的D-glucose称为β-D-+glucoseα20D-D-+葡萄糖与 -D-+葡萄糖分别溶于水中;放置一段时间后;其旋光率都逐渐转变为+52.7 C..原因就是葡萄糖的不同结构形式相互转变;最后;各种结构形式达到一定的平衡;其中型占36%; 型占63%;链式占1%..5.构型与构象构型：分子中由于各原子或基团间特有的固定的空间排列方式不同而使它呈现出不同的较定的立体结构;如D-甘油醛与 L-甘油醛;D-葡萄糖和L葡萄糖是链状葡萄糖的两种构型; -D-葡萄糖和 -D-葡萄糖是环状葡萄糖的两种构型..一般情况下;构型都比较稳定;一种构型转变另一种构型则要求共价键的断裂、原子基团间的重排和新共价键的重新形成..构象：由于分子中的某个原子基团绕C-C单键自由旋转而形成的不同的暂时性的易变的空间结构形式;不同的构象之间可以相互转变;在各种构象形式中;势能最低、最稳定的构象是优势对象..6.构型与旋光性旋光性是分子中具有不对称结构的物质的一种物理性质..显然;构型不同旋光性就不同..但构型是人为规定的;旋光性是实验测出的..因此;构型与旋光性之间没有必然的对应规律;每一种物质的旋光性只能通过实验来确定..二单糖的物理化学性质1.物理性质旋光性：是鉴定糖的一个重要指标甜度：以蔗糖的甜度为标准溶解性：易溶于水而难溶于乙醚、丙酮等有面溶剂2.化学性质1变旋在溶液中;糖的链状结构和环状结构、之间可以相互转变;最后达到一个动态平衡;称为变旋现象..三者间的比例因糖种类而异..只有链状结构才具有下述的氧化还原反应..2糖醛反应与酸的反应①Molish反应Molish反应可以鉴定单糖的存在..②Seliwannoff反应据此区分酮糖与醛糖..还可利用溴水区分醛糖与酮糖..3氧化反应氧化只发生在开链形式上..在氧化剂、金属离子如Cu2+、酶的作用下;单糖可以发生几种类型的氧化：醛基氧化：糖酸aldonic acid伯醇基氧化：醛酸uronic acid醛基、伯醇基同时氧化：二酸alduric acid能被弱氧化剂如Fehhing试剂、Benedict试剂氧化的糖称为还原性糖;所有的单糖都是还原性糖..单糖氧化形成的羟基可以进一步形成环状内酯Lactone..内酯在自然界中很普遍;如L-抗坏血酸L-ascorbio acid;又称Vc Vitamcn c;就是D-葡萄糖酸的内酯衍生物..式量176.1;它在体内是一种强还原剂..豚鼠guinea pig、猿ape和人不能合成Vc;从能合成Vc的肝脏微粒体中分离到合成Vc的三种酶;人和猿缺乏gulonolactone oxidase..缺乏抗坏血酸将导致坏血病scurvy;龄龈gum、腿部等开始出血;肿胀;逐渐扩展到全身;柑橘类果实citrus frait中含有丰富的Vc..4还原反应单糖可以被还原成相应的糖醇Sugar alcohol..D-葡萄糖被还原成D-葡萄糖醇;又称山梨醇D-Sorbitol..糖醇主要用于食品加工业和医药;山梨醇添加到糖果中能延长糖果的货架期;因为它能防止糖果失水..用糖精处理的果汁中一般都有后味;添加山梨醇后能去除后味..人体食用后;山梨醇在肝中又会转化为果糖..5异构化在弱碱性溶液中;D-葡萄糖、D-甘露糖和D-果糖;可以通过烯醇式相互转化enediol intermediate;D-葡萄糖异构化为D-甘露糖后;由于其中的一个手性碳原子的构型发生变化;又称差向异构化epimerization..6酯化生物体中最常见也是最重要的糖酯是磷酸糖酯和硫酸糖酯..磷酸糖酯及其衍生物是糖的代谢活性形式糖代谢的中间产物..硫酸糖酯主要发现于结缔组织的蛋白聚糖中Proteo glycan;由于硫酸糖酯带电荷;因此它能结合大量的水和阳离子..葡萄糖的核苷二磷酸酯;如UDPG参与多糖的生物合成..7糖苷化单糖环状结构上的半缩醛羟基与醇或酚的羟基缩合失水成为缩醛式衍生物;通称为糖苷glycosides..8糖脎反应亲核加成糖脎反应发生在醛糖和酮糖的链状结构上..糖脎易结晶;可以根据结晶的形状;判断单糖的种类..三重要的单糖1.三碳糖2.四碳糖3.五碳糖4.六碳糖（四）重要的单糖衍生物1.糖醇2.糖醛酸单糖的伯醇基被氧化成-COOH..动物体内有两种很重要的糖醛酸：-D-葡萄醛酸 -D-glucuronic acid和差向异构物 -L-艾杜糖醛酸β-L-iduronate;它们在结缔组织中含量很高..葡萄糖醛酸是肝脏内的一种解毒剂;它与类固醇、一些药物、胆红素血红蛋白的降解物结合增强其水溶性;使之更易排出体外..3.氨基糖糖胺;amino sugar; glycosamine位被氨基取代..常见的氨基糖有D-葡萄糖单糖的一个羟基通常是C2胺D-glucosamine和D-半乳糖胺D-galactosamine..氨基糖的氨基还经常被乙酰化形成N-乙酰糖胺..4.糖苷单糖的半缩醛羟基与其它分子的醇、酚等羟基缩合;脱水生成缩醛式衍生物;称糖苷Glycoside..半缩醛部分是Glc;称Glc糖苷..半缩醛部分是Gal;称Gal糖苷..糖苷可分为：O糖苷、N糖苷、S糖苷..糖苷物质与糖类的区别：糖是半缩醛;不稳定;有变旋；苷是缩醛;较稳定;无变旋..糖苷大多数有毒;其中不少有药理作用..5.脱氧糖重要的有6-脱氧D-甘露糖;L-岩藻糖L-fucose和2-脱氧D-核糖..岩藻糖常见于一些糖蛋白中;如红细胞表面ABO血型决定簇..五、寡糖寡糖是指含有2~10个单糖单元的糖类..双糖在自然界中丰富存在;它是人类饮食中主要的热源之一..在小肠中;双糖必须在酶的作用下水解成单糖才能被人体吸收..如果这些酶有缺陷的话;那么人体摄入双糖后由于不能消化它就会出现消化病..未消化的双糖进入大肠;在渗透压的作用下从周围组织夺取水分腹泻;diarrhea;结肠中的细菌消化双糖发酵产生气体气胀和绞痛或痉孪..最常见的双糖消化缺陷是乳糖过敏;就是由于缺乏乳糖酶Lactose;解决办法就是乳糖酶处理食物或避免摄入乳糖..1.麦芽糖maltose; malt sugar它是直链淀粉的水解中间物 -麦芽糖;在自然界中似乎并不存在天然的麦芽糖..结构： -麦芽糖葡萄糖- ; 1-4-葡萄糖苷； -麦芽糖葡萄糖- ; 1-4-葡萄糖苷..性质：①变旋现象;在水溶解中形成、和开链的混合物；②具有还原性；③能成脎..异麦芽糖： 1-6键型;支链淀粉和糖元的水解产物..2.蔗糖植物的茎、叶都可以产生蔗糖;它可以在整个植物体中进行运输;也是光合产物的运输形式之一..结构： -葡萄糖; -果糖 ; 1-2糖苷键;无异构体..蔗糖葡萄糖- ; 1-2-果糖苷..性质：①无变旋现象；②无还原性；③不能成脎..3.乳糖顾名思义;主要存在于哺乳动物的乳汁中结构： -半乳糖- 1-4糖苷键- 或 -葡萄糖..两种异构体.. -Lactose 半乳糖- ; 1-4-葡萄糖苷; -lactose半乳糖- ; 1-4-葡萄糖苷..性质：①有变旋现象；②具有还原性；③能成脎..4.纤维二糖cellobiose纤维素的降解产物和基基本结构单位;自然界中不存在游离的纤维二糖..结构：两分子 -葡萄糖; -1;4糖苷键..纤维二糖葡萄糖- 1;4-葡萄糖苷..性质：①具有变旋现象；②具有还原性；③能成脎..5.海藻糖上的两个半缩醛羟基之间脱水;由α-1.1糖苷两分子α-D-Glc;在C1键构成..6.棉子糖三糖非还原性三糖..六、多糖多糖是由多个单糖分子缩合脱水而形成的..由于构成它的单糖的种类、数量以及连接方式的不同;多糖的结构极其复杂而且数量、种类庞大..多糖是重要的能量贮存形式如淀粉和糖原等和细胞的骨架物质如植物的纤维素和动物的几丁质;此外多糖还有更复杂的生理功能如粘多糖和血型物质等..大部分的多糖类物质没有固定的分子量..多糖的大小从一定程度上可以反映细胞的代谢状态..例如：当血糖水平高时如饭后;肝脏就合成糖原glycogen这时就分子量可达2 107;当血糖水平下降时;肝脏中的酶类就水解糖原;把葡萄糖释放到血液中..多糖在水溶液中只形成胶体;虽然具有旋光性;但无变旋现象;也无还原性..多糖可以分为均一性多糖由同一种单糖分子组成和不均一性多糖由两种或两种以上单糖分子组成..一同多糖自然界中最丰富的均一性多糖是淀粉和糖原、纤维素..它们都是由葡萄糖组成..淀粉和糖原分别是植物和动物中葡萄糖的贮存形式;纤维素是植物细胞主要的结构组分..1.淀粉植物营养物质的一种贮存形式;也是植物性食物中重要的营养成分..1直链淀粉许多 -葡萄糖以 1-4糖苷键依次相连成长而不分开的葡萄糖多聚物..典型情况下由数千个葡萄糖线基组成;分子量从150000到600000..结构：长而紧密的螺旋管形..这种紧实的结构是与其贮藏功能相适应的..遇碘显兰色2支链淀粉在直链的基础上每隔20~25个葡萄糖残基就形成一个 -1-6支链..不能形成螺旋管;遇碘显紫色..淀粉酶：内切淀粉酶α-淀粉酶水解α-1.4键;外切淀粉酶β-淀粉酶α-1.4;脱支酶水解α-1.6键..2.糖元与支链淀粉类似;只是分支程度更高;分支更;每隔4个葡萄糖残基便有一个分支..结构更紧密;更适应其贮藏功能;这是动物将其作为能量贮藏形式的一个重要原因;另一个原因是它含有大量的非原性端;可以被迅速动员水解..糖元遇碘显红褐色..3.纤维素结构：许多 -D-葡萄糖分子以 -1-4糖苷键相连而成直链..纤维素是植物细胞壁的主要结构成份;占植物体总重量的1/3左右;也是自然界最丰富的有机物;地球上每年约生产1011吨纤维素;经济价值：木材、纸张、纤维、棉花、亚麻..完整的细胞壁是以纤维素为主;并粘连有半纤维素、果胶和木质素..约40条纤维素链相互间以氢键相连成纤维细丝;无数纤维细丝构成细胞壁完整的纤维骨架..降解纤维素的纤维素主要存在于微生物中;一些反刍动物可以利用其消化道内的微生物消化纤维素;产生的葡萄糖供自身和微生物共同利用..虽大多数的动物包括人不能消化纤维素;但是含有纤维素的食物对于健康是必需的和有益的..4.几丁质壳多糖N-乙酰- -D-葡萄糖胺以 1;4糖苷链相连成的直链..5.菊糖inulin多聚果糖;存在于菊科植物根部..6.琼脂Ager多聚半乳糖;是某些海藻所含的多糖;人和微生物不能消化琼脂..二杂多糖杂多糖种类繁多..有一些杂多糖由含糖胺的重复双糖系列组成;称为糖胺聚糖glyeosaminoglycans;GAGs;又称粘多糖..mucopoly saceharides、氨基多糖等..糖胺聚糖是蛋白聚糖的主要组分;按重复双糖单位的不同;糖胺聚糖有五类：1、透明质酸2、硫酸软骨素3、硫酸皮肤素4、硫酸用层酸5、肝素6、硫酸乙酰肝素七、结合糖glycoconjugate糖与非糖物质共价结合形成的复合物称结合糖复合糖;糖缀合物;包括糖脂glycolipids;糖蛋白与蛋白聚糖、肽聚糖peptidoglycan;糖-核酸..一糖蛋白糖蛋白是由短的寡糖链与蛋白质共价相连构成的分子..其总体性质更接近蛋白质..糖与蛋白质之间以蛋白质为主;其一定部位上以共价健与若干短的寡糖链相连;这些寡糖链常常是具分支的杂糖链;不呈现重复的双糖系列;一般由2~10个单体少于15组成;未端成员常常是唾液酸或L-岩藻糖..1.组成β-D-葡萄糖Glc α-D-甘露糖Man α-D-半乳糖Galα-D-木糖Xyl α-D-阿拉伯糖Ara α-L-岩藻糖Fuc 葡萄糖醛酸GlcuA 艾杜糖醛酸IduA N-乙酰葡萄糖胺GlcNAG N-乙酰半乳糖胺GalNAC N-乙酰神经氨酸NeuNAC 即唾液酸Sia2.糖链与蛋白的连接方式糖蛋白的糖肽连接键;简称糖肽键..糖肽链的类型可以概况为：①N-糖苷键型：寡糖链GlcNAC的β-羟基与Asn的酰胺基、N-未端的-氨基、Lys或Arg的W-氨基相连② O-糖苷键型：寡糖链GalNAC的α-羟基与Ser、Thr和羟基赖氨酸、羟脯氨酸的羟基相连..③ S-糖苷键型：以半胱氨酸为连接点的糖肽键..④酯糖苷键型：以天冬氨酸、谷氨酸的游离羧基为连接点..3.糖蛋白中糖链的结构糖蛋白中的糖链变化较大;含有丰富的结构信息..寡糖链往往是受体、酶类的识别位点..1N-糖苷键型N-连接N-糖苷键型主要有三类寡糖链：①高甘露糖型;由GlcNAc和甘露糖组成；②复合型：除了GlcNAc和甘露糖外、还有果糖、半乳糖、唾液酸；③杂合型;包含①和②的特征..A.高甘露糖型：中国地仓鼠卵细胞膜；B. N-乙酰半乳糖型；C. 混合型：卵白蛋白的一种糖链2O-糖苷键型O-连接没有五糖核心..如人血纤维蛋白溶酶原;人免疫球蛋白IgA等..4.糖蛋白的生物学功能1糖蛋白携带某些蛋白质代谢去向的信息糖蛋白寡糖链末端的唾液酸残基;决定着某种蛋白质是否在血流中存在或被肝脏除去的信息..①脊椎动物血液中的铜蓝蛋白：肝细胞能降解丢失了唾液酸的铜蓝蛋白;唾液酸的消除可能是体内“老”蛋白的标记方式之一..②红细胞：新生的红细胞膜上唾液酸的含量远高于成熟的红细胞膜..用唾液酸酶处理新生的红细胞;回注机体;几小时后全部消失..而末用酶处理的红细胞;回注后;几天以后;仍能在体内正常存活..2寡糖链在细胞识别、信号传递中起关键作用淋巴细胞正常情况应归巢到脾脏;而切去唾液酸后;结果竞归巢到了肝脏..在原核中表达的真核基因;无法糖基化..糖蛋白可以是胞溶性的;也可以是膜结合型的;可以存在于细胞内在也可存在于细胞间质中..糖蛋白在动植物中较为典型;脊柱动物中糖蛋白尤为丰富;金属转运蛋白转铁蛋白、血铜蓝蛋白;凝血因子、补体系统、一些激素;促卵泡素Follicle- stimulating hormone; FSH;前脑下垂体分泌;促进卵子和精子的发育、RNase、膜结合蛋白如动物细胞膜的Na+-K+-ATPase、主要组织相容性抗原major histocompatibility antigen;细胞表面上介导供体器官与受体器官交叉匹配的标识..绝大多数糖蛋白的寡糖是糖蛋白的功能中心..有些糖蛋白的糖对于糖蛋白自身成机体起着保护作用或润滑作用;如牛的RNaseB糖蛋白对热的抗性大于RNaseA;大量的唾液酸能增强唾液粘蛋白的粘性从而增强唾液的润滑性..南极鱼抗冻蛋白的糖组分能与水形氢键;阻止冰品的形成从而提高了抗冻性..糖蛋白在细胞间信号传递方面着更为复杂的作用..Hiv的靶细胞结合受体结合从而附着在蛋白GP120是一个糖蛋白;能与人类靶细胞表面的CD4靶细胞表面;如果去掉GP120的糖部分则不能与CD受体结合从而失去感染4能力..细胞表面的糖蛋白形成细胞的糖萼糖衣、参与细胞的粘连;这在胚和组织的生长、发育以及分化中起着关键性作用..二蛋白聚糖oroteoglycans由糖胺聚糖与多肽链共价相连构成的分子;总体性质与多糖更为接近..糖胺聚糖链长而不分支;呈现重复双糖系列结构;其一定部位上与若干肽链相连..由于糖胺聚糖具有粘稠性;所以蛋白聚白又称为粘蛋白、粘多糖–蛋白质复合物等..1.蛋白聚糖中的糖肽键在蛋白聚糖中已知有三种不同类型的糖肽键：1D-木糖与Ser羟基之间形成的O-糖肽键;主要存在于硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸类肝GlcUAβ1→3Galβ1→3Galβ1→4Xyl1 → Ser 、肝素等..2N-乙酰半乳糖胺与Thr或Ser羟基之间形成的O-糖肽键;如骨骼硫酸角质素GalNAc l→ 6 GalNAc→ser/Thr..3N-乙酰葡萄糖胺与Asn之间形成的N-糖肽键;如角膜硫酸角质素GlcNAc-N-Asn2.糖白聚糖的生物学功能糖白聚糖主要存在于软骨、键等结缔组织和各种腺体分泌的粘液中;有构成组织间质、润滑剂、防护剂等多方面的作用..三肽聚糖peptidoglycan是细菌细胞壁的主要成分;草兰氏阳性细菌胞壁所含的肽聚糖占干重的50-80%;草兰氏阴性细菌胞壁所含的肽聚糖占干重的1~10%糖链由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸通过β-1.4糖苷键连接而成;糖链间由肽链交联;构成稳定的网状结构;肽链长短视细菌种类不同而异..1.四肽及连接方式与M中乳酸的羧基连接..四肽中N端的Ala上α-NH22.五聚Gly及连接方式与四肽C端Ala上的羧基连接..1五聚Gly的N端α—NH2连接..2五聚Gly的C端羧基与另一个四肽的Lysε-NH2溶菌酶能水解G-M间的β-1.4糖苷键;使细胞壁出现孔洞;基至解体;从而杀死细菌..人的眼泪中存在大量的溶菌酶;某些噬菌体在感染宿主时也可分泌溶菌酶..鸡蛋中也含大量的溶菌酶..某些抗生素如青霉素能抑制肽聚糖的生物合成。

生物考研之生物化学糖类相关问题解析！本文由新祥旭简老师为大家解析生物化学糖类相关问题！
1、构型与构象的区别？
构型指的是立体异构体中的原子或取代基团的空间排列关系，分为D 型和L型，可在立体化学形式上区分开，构型的改变涉及到共价键的断裂和重新连接，并导致相应的光学活性发生变化。

构象是分子中因共价单键的旋转而导致的原子或取代基团的不同空
间排布，形式有无数种，构象的改变不涉及共价键的断裂和重新连接，也没有光学活性的变化。

2、为什么葡萄糖的椅式构象要比船式的更稳定？
椅式构象中没有C-C键的重叠和H原子间的相互影响，而在船式构象中存在有C2-C3和C5-C6键的重叠以及C1-C4竖直H原子间的互作，从而使船式没有椅式稳定
3、已知葡萄糖溶液在溶液中以环式结构存在，为什么仍然具有还原性？
尽管葡萄糖在溶液中主要是环式结构，但仍然存在少部分开链结构，因此环式结构可经由与开链结构之间的平衡使其半缩醛转变成游离的羟基而具有还原性。

4、试描述以分支聚合物形式如葡萄糖和支链淀粉而不是以直链淀粉形式储存葡萄糖在生物学上的好处？
由于新陈代谢而动物储存多糖中的葡萄糖的那些酶，只能作用其非还原端，故相对于含有等量的葡萄糖残基的直链淀粉而言分支程度的增加可以相应加大这些酶对糖原和支链淀粉的催化作用点，即相当于增加了这些酶的底物浓度。

葡萄糖( GLc)
半乳糖( Gal )
N-乙先氨基葡萄糖( NAG)
N-乙酰基半乳糖( GaLNAC )
葡萄糖-6-磷酸( GLc-6-P)
文章来源于新祥旭考研公众号：生物考研联盟。