生物化学王镜岩第一章 糖类

第一章糖第一节概述一、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构成，糖可分为单糖、寡糖、多糖、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2-6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。

三、糖的分布与功能1.分布糖在生物界中分布很广，几乎所有的动物，植物，微生物体内都含有糖。

糖占植物干重的80%，微生物干重的10-30%，动物干重的2%。

糖在植物体内起着重要的结构作用，而动物则用蛋白质和脂类代替，所以行动更灵活，适应性强。

动物中只有昆虫等少数采用多糖构成外骨胳，其形体大小受到很大限制。

在人体中，糖主要以三种形式存在:(1)以糖原形式贮藏在肝和肌肉中。

糖原代谢速度很快，对维持血糖浓度衡定，满足机体对糖的需求有重要意义。

(2)以葡萄糖形式存在于体液中。

细胞外液中的葡萄糖是糖的运输形式，它作为细胞的内环境条件之一，浓度相当衡定。

3糖化学1 考试大纲涉及课本第9、17、18、19、20、21、22、23章（一）糖类1 糖化学2 英文名词解释/糖类分类2.1 monosaccharide 单糖：书P3262.2 oligosaccharide 寡糖2.3 polysaccharide 多糖（同多糖和杂多糖及例子）2.4 glycoconjugates 糖复合物3糖类是地球上最丰富的有机化合物，根本来源是植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为糖类。

4糖类的生物学作用（大题不考，小细节注意）。

5糖类：是多羟基醛、多羟基酮或其衍生物，或水解时能产生这些化合物的多聚体。

地球上数量最多的一类有机化合物，根本来源是绿色细胞进行光合作用。

大多数糖类化合物只由碳，氢，氧三种元素组成，其实验式为Cn（H2O）m。

根据碳原子数，可分为丙糖、丁糖、戊糖等；根据聚合度可分为单糖、寡糖、多糖。

6变旋现象：（Mutarotation）是环状单糖或糖苷的比旋光度由于其α-和β-端基差向异构体达到平衡而发生变化，即旋光度发生改变，最终达到一个稳定的平衡值的现象。

变旋现象往往能被某些酸或碱催化。

由于单糖溶于水后，即产生环式与链式异构体间的互变，所以新配成的单糖溶液在放置的过程中其旋光度会逐渐改变，但经过一定时间，几种异构体达成平衡后，旋光度就不再变化，这种现象叫变旋现象。

7旋光性：当光波通过尼科尔棱镜时，会出现一种物理现象，即只允许某一平面振动的光波通过，其它的光波都被阻断，这种光称为平面偏振光。

当这种平面偏振光通过旋光物质的溶液时，光的偏振面会向右旋转一定的角度，则该物质称为右旋光性（以“+”表示）。

同样道理，向左旋转的称为左旋光性（以“-”表示）。

单糖等有机物是否有旋光性，与它的分子结构有关。

如果分子内部结构是对称的（如具有对称面、对称中心、对称轴等），就没有旋光性；反之就有旋光性。

生物体内存在的有机分子主要是由 C 、 H 、O、 N 四种元素组成的，其中只有 C 原子有可能形成不对称性。

生物化学复习第一章糖类1、什么叫糖多羟基醛或多羟基酮及其聚合物和衍生物。

一般构型：D型四大类生物大分子：糖类、脂质、蛋白质和核酸2、分成哪几类单糖：是不能被水解成更小分子的糖类，也称简单糖，如葡萄糖、果糖、核糖和丙糖（三碳糖）、丁糖（四碳糖）、戊糖（五碳糖）、己糖等（六碳糖）。

寡糖（低聚糖）：能水解产生少数几个单糖的糖类，如麦芽糖、蔗糖、乳糖（水解生成2分子单糖，称双糖或二糖）和棉子糖（水解生成3分子单糖）。

多糖：是水解时产生20个以上单糖分子的糖类，包括同多糖（水解时只产生一种单糖或单糖衍生物）如淀粉、糖原、壳多糖等；杂多糖（水解时产生一种以上的单糖或/和单糖衍生物）如透明质酸、半纤维素等。

3、单糖的开链结构离最远的—OH 在左边的是L型；在右边的是D型D型和L型是一对对映体Fischer投影式表示单糖结构竖线表示碳链；羰基具有最小编号, 并写在投影式上端；一短横线代表手性碳上的羟基。

单糖的差向异体：这种仅一个手性碳原子的构型不同的非对映异构体称为差向异构体C-2差向异构C-4差向异构体4、单糖的环状结构α-异构体：半缩醛羟基与氧桥在同侧；或半缩醛羟基与C5上的羟基在链同侧β-异构体：半缩醛羟基与氧桥在异侧；或半缩醛羟基与C5上的羟基在链异侧。

β-D-(+)-吡喃葡萄糖β-D-(+)-呋喃葡萄糖α-D-呋喃葡萄糖α-D-吡喃葡葡萄糖Fischer式转换Haworth式游离的半缩醛羟基的写法α-D-吡喃葡萄糖β-D-吡喃葡萄糖β-D-吡喃葡萄糖β-L-吡喃葡萄D-型：CH2OH在环上方；L-型：CH2OH在环下方。

D-型糖中：α-异构体：半缩醛羟基在环的下方；β-异构体：半缩醛羟基在环的上方。

L-型糖中：情况相反。

OHβ-D-呋喃果糖α -D-呋喃果糖β-D-呋喃葡萄糖D-吡喃葡萄糖β-D-吡喃葡萄糖α-D-吡喃葡萄糖5、单糖的性质（1）物理性质旋光性：当平面偏振光通过手性化合物溶液后，偏振面的方向就被旋转了一个角度。

第一章糖一、糖的概念糖类物质是多羟基(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。

据此可分为醛糖(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 (H2O)n表示，所以过去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。

二、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，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。

2红细胞表面ABO 血型决定簇就含有岩藻糖。

第一节 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。

D-葡萄糖 L-葡萄糖 半乳糖甘露糖 果糖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)，图7.3。

生物化学王镜岩（第三版）课后习题解答全第一章糖类总结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。

大多数糖的实验式为（CH2O）n，其化学本质为多羟基醛、多羟基酮及其衍生物。

糖根据聚合度分为单糖和一个单体；低聚糖，含2-20个单体；多糖，含有20多种单体。

同多糖指仅含有一种单糖或单糖衍生物的多糖，杂多糖指含有一种以上单糖或单糖衍生物的多糖。

糖与蛋白质或脂质共价结合形成的结合物称为复合糖或糖结合物。

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nn-1两个光学异构体形成两对不同的对映体。

任何光学异构体只有一个对映体，其他光学异构体是其非对映体，只有两个具有不同C*构型的光学异构体被称为差向异构体。

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fischere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，而形成六元环吡喃糖(如吡喃葡糖)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。

第一章 糖类知识要点：掌握单糖的结构特点和化学性质，和重要的代表物（葡萄糖、核糖、脱氧核糖、半乳糖、甘露糖、果糖）1.单糖的结构特点：（1） 单糖的链状结构（2） D系单糖和L系单糖单糖从丙糖到庚糖，除二羟丙酮外，都含有手型碳原子。

所有的醛糖都可以看成是由甘油醛的醛基碳下端逐个插入C*延伸而成。

由D-甘油醛衍生而来的称D系醛糖，由L-甘油醛衍生而来的称L系醛糖。

（3） 单糖的环状结构变旋现象、环状半缩醛、α和β异头物、吡喃糖和呋喃糖（4） 单糖的构象吡喃糖的构象：椅式 船式呋喃糖的构象：信封式（C2’-内向型 C3’-外向型） 扭形构象2.单糖的化学性质：（1） 异构化（弱碱的作用）单糖的异构化是室温下碱催化的烯醇化作用的结果。

在强碱溶液中单糖发生降解以及分子内的氧化和还原反应。

（2） 单糖的氧化氧化成醛糖酸、氧化成醛糖二酸、氧化成糖醛酸（3） 单糖的还原单糖的羰基在适当的还原条件下，被还原成多元醇。

（4） 形成糖脎苯肼与醛、酮反应时，还原糖生成含有两个苯腙基的衍生物。

（5） 形成糖酯与糖醚成酯：糖的酯化通常是在碱催化下用酰氯或酸酐进行的。

成醚：在甲基亚磺酰甲基钠存在下用碘甲烷或在碱性条件下用硫酸二甲酯处理糖或糖苷可得到它的甲醚衍生物。

（6） 形成糖苷环状单糖的半缩醛羟基与另一化合物发生缩合形成的缩醛成为糖苷或苷。

（7） 单糖脱水（无机酸的作用）脱水是通过一系列β-消去和随后的环化进行的。

（8） 糖的高碘酸氧化高碘酸及其盐可以定量地氧化断裂邻二羟基、α-羟基醛等的碳-碳键，并使碳原子的氧化态升高，产物是相应的羰基化合物，IO4-本身还原为IO3-；顺式邻二羟基化合物比反式的氧化速度快。

（9） 单糖连的延长与缩短3.单糖重要的代表物：葡萄糖、核糖、脱氧核糖、半乳糖、甘露糖、果糖常见二糖的单糖单位、糖苷键、基本化学性质和用途1.单糖单位葡萄糖、果糖、半乳糖、2.糖苷键：蔗糖 一分子的葡萄糖与一分子的果糖通过α,β-1，2糖苷键连接而成乳糖 D-半乳糖和D-葡萄糖通过β-1,4糖苷键连接而成麦芽糖 两个葡萄糖分子通过α-1，4糖苷键海藻糖 D-葡萄糖基（α-1，1）-D葡萄糖苷纤维二糖 葡萄糖-(1，4)-葡萄糖苷3.基本化学性质：蔗糖 ①无变旋现象 ②无还原性 ③不能成脎乳糖 ①有变旋现象 ②具有还原性 ③能成脎麦芽糖 ①有变旋现象 ②具还原性 ③能成脎纤维二糖 ①具有变旋现象 ②具有还原性 ③能成脎4.用途：蔗糖 俗称食糖，是最重要的二糖。

封⾯、⽬录、概要王镜岩《⽣物化学》第三版笔记（打印版）⽣物化学笔记王镜岩等《⽣物化学》第三版适合以王镜岩《⽣物化学》第三版为考研指导教材的各⾼校的⽣物类考⽣备考⽬录第⼀章概述------------------------------01 第⼆章糖类------------------------------06 第三章脂类------------------------------14 第四章蛋⽩质（注1）-------------------------21 第五章酶类（注2）-------------------------36 第六章核酸（注3）--------------------------------------45 第七章维⽣素（注4）-------------------------52 第⼋章抗⽣素------------------------------55 第九章激素------------------------------58 第⼗章代谢总论------------------------------63 第⼗⼀章糖类代谢（注5）--------------------------------------65 第⼗⼆章⽣物氧化------------------------------73 第⼗三章脂类代谢（注6）--------------------------------------75 第⼗四章蛋⽩质代谢（注7）-----------------------------------80 第⼗五章核苷酸的降解和核苷酸代谢--------------86 第⼗六章 DNA的复制与修复（注8）---------------------------88 第⼗七章 RNA的合成与加⼯（注9）---------------------------93 第⼗⼋章蛋⽩质的合成与运转--------------------96 第⼗九章代谢调空------------------------------98第⼆⼗章⽣物膜（补充部分）---------------------102（1）对应⽣物化学课本上册第3、4、5、6、7章。

生物科学与工程学院生命科学系第一章糖类（carbohydrate）第一节引言第二节单糖第三节寡糖第四节多糖第五节复合糖第一节引言第1页⏹糖类的存在与来源⏹糖类物质的主要生物学作用⏹糖类的化学组成和化学本质⏹糖类物质的分类与命名一、糖类的存在与来源1.广泛存在于生物界按干重计占：➢植物的85%~90%➢细菌的10%~30%➢动物的小于2%2.主要来源于绿色植物的光合作用二、糖类物质的主要生物学作用1.作为生物体的结构成分2.作为生物体内的主要能源物质3.在生物体内可转变为其他物质4.作为细胞识别的信息分子三、糖类的化学组成和化学本质定义：是多羟醛、多羟酮及其衍生物，或水解时能产生这些化合物的物质。

Cn（H2O）m四、糖类物质的分类与命名⏹分类➢简单糖：单糖、寡糖、多糖➢复合糖：糖与蛋白质、脂类等共价结合形成的复合物．⏹命名➢根据来源➢根据碳原子数➢相同碳数的依据羰基位置生物科学与工程学院生命科学系几个有机化学的概念⏹不对称碳原子（手性碳）⏹旋光性⏹异构现象（同分异构）➢结构异构➢立体异构●几何异构●旋光异构不对称碳原子（C＊，手性中心、手性碳原子）与四个不同的原子或者原子基团共价连接并因此失去了对称性的四面体碳。

旋光性⏹旋光物质使平面偏振光的偏振面发生旋转的能力。

⏹旋光性物质分子都是不对称分子。

普通光线含有各种波长的光波，且在各个不同的平面上振动异构现象（同分异构）第3页⏹具有相同种类和数目的原子并因此具有相同相对分子量的化合物的现象。

➢结构异构➢立体异构●几何异构●旋光异构－C＝C－HH－C＝C－HH组成、构造、构型、构象⏹分子中原子的种类数目叫做－－组成⏹原子连接在一起的顺序叫做－－构造⏹原子在空间的分布和排列叫做－－构型⏹分子中，不改变共价键结构，仅单键周围的原子旋转所产生的原子的空间排布叫－－构象第二节单糖第6页⏹单糖的结构⏹单糖的性质及重要衍生物一、单糖的结构⏹单糖的链状结构⏹单糖的环状结构⏹单糖的构型与构象1.单糖的链状结构 Fischer E于1891年发表了有关葡萄糖立体化学（分子中各手性碳原子的构型）的著名论文。