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。