生物化学考试重点

一、糖类化学

1、糖的概念与分类

糖是多羟基的醛或酮及其缩聚物和某些衍生物。

单糖是最简单的糖，不能再被水解为更小的单位。

寡糖是由2~10个分子单糖缩合而成，水解后产生单糖。

低聚糖通常是指20以下的单糖缩合的聚合物

多糖是由多个单糖分子缩合而成。

多糖中由相同的单糖基组成的称同多糖，不相同的单糖基组成的称杂多糖。

按其分子中有无支链，则有直链、支链多糖之分

按其功能不同，可分为结构多糖、贮存多糖、抗原多糖等

按其分布来说，则又有胞外多糖、胞多糖、胞壁多糖之别

如果糖类化合物含有非糖物质部分，则称糖缀合物或复合糖类，例如糖肽、糖脂、糖蛋白等。

2、单糖的构型、结构、构象

1）构型是指一个分子由于其中各原子特有的固定的空间排列，而使该分子所具有的特定的立体化学形式。当某一物质由一种构型转变为另一种构型时，要求共价键的断裂和重新形成。★2）单糖的D-、L-型：以距羰基最远的不对称碳原子为准，羟基在左面的为L构型，羟基在右面为D构型。

3）环状结构——葡萄糖的某些性质不能用链式结构来解释: 葡萄糖不似醛发生NaHSO3和Schiff试剂的加成反应；葡萄糖不能和醛一样与两分子醇形成缩醛，只能与一分子醇反应；葡萄糖溶液有变旋现象。

4）一般规定半缩醛碳原子上的羟基(称为半缩醛羟基)与决定单糖构型的碳原子上的羟基在同一侧的称为α-葡萄糖，不在同一侧的称为β-葡萄糖。

5) 构象指一个分子中，不改变共价键结构，仅靠单键的旋转或扭曲而改变分子中基团在空间的排布位置，而产生不同的排列方式。

3、寡糖

寡糖是少数单糖（2-10个）缩合的聚合物。

低聚糖通常是指20以下的单糖缩合的聚合物。

4、多糖

多糖是由多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物。

多糖完全水解时，糖苷键裂断而成单糖。

4.1 淀粉

1）直链淀粉：葡萄糖分子以α（1-4）糖苷键缩合而成的多糖链。可溶于热水、250~300个糖分子、遇碘呈紫蓝色

2）支链淀粉：由多个较短的1、4-苷键直链结合而成，不可溶于热水、可溶于冷水、＞6000个糖分子、遇碘呈紫红色

3）淀粉的降解：在酸或淀粉酶作用下被降解，终产物为葡萄糖：

淀粉→红色糊精→无色糊精→麦芽糖→葡萄糖

4.2 糖原：α-D-葡萄糖多聚物

1）结构：同支链淀粉；区别在于分支频率及分子量为其二倍。

2）分布：主要存在于动物肝、肌肉中。

3）特点：遇碘呈红色。

4）功能：同淀粉，亦称动物淀粉。其合成与分解取决于血糖水平

4.3 纤维素--植物细胞壁结构多糖

1）结构：由D-葡萄糖以β（1-4）糖苷键连接起来的无分支线形聚合物。

2）性质：游离-OH中的H可被其它基团取代，构成各种高分子化合物；纤维素酶水解成葡萄糖

4.4 几丁质：N-乙酰D-氨基葡萄糖以β（1，4）糖苷键缩合而成。结构与纤维素类似，但氢键比其多。藻类、昆虫及甲壳类动物的结构组分。基本单位是乙酰氨基葡萄糖

5、糖复合物——糖与非糖物质结合而成。

5.1糖与蛋白质的复合物

1）糖蛋白——主要性质接近蛋白质

种类多：酶、激素、血浆糖蛋白、补体、粘液物质及膜蛋白。

特点：高粘度

功能多：润滑作用、保护作用、肽链加工、运输作用、分子识别、临床鉴定。

血浆糖蛋白：除清蛋白外，其余均含糖。有运输功能、参与凝血酶原和纤维蛋白原。

2）蛋白多糖——性质以多糖为主

蛋白聚糖：由糖胺聚糖与核心蛋白以共价键连接而成。有结缔组织的组分；抗凝血作用；保护作用等功能。

透明质酸：葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖以β-1,3和β-1,4糖苷键交替连接而成在皮肤、眼玻璃体、脐带等组织及卵子表面，起保护作用

硫酸软骨素：由N-乙酰半乳糖胺硫酸酯与葡糖醛酸组成。是软骨、腱和骨的主要结构成分。肝素：由2-硫酸艾杜糖醛酸与二硫酸氨基葡糖以β-1,4和α-1,4糖苷键交替连接而成。

抗血凝剂。

3）糖脂类——脂类与糖的缩合物

种类：脑苷脂、神经节苷脂、脂多糖、

功能：主要在细胞膜表面，是细胞识别的分子基础。

糖代谢

糖的生理功能：结构物质、能量物质、为其它物质合成提供碳骨架、功能物质

结构物质：1）糖脂、糖蛋白构成生物膜；2）核糖构成核酸；3）抗体、酶、激素、受体均有糖

功能物质：保持水分、防止震动、信息传递、细胞识别、防止血液凝固

1、多糖和低聚糖的酶促降解：糖类中多糖和低聚糖，由于分子大，不能透过细胞膜，所以在被生物利用之前必须水解成单糖，其水解均依靠酶的催化。

1)淀粉（或糖原）的酶水解

α-淀粉酶：切酶，随机水解链α-1，4糖苷键，产生α-构型的还原末端

β-淀粉酶：外切酶，作用于非还原端，水解α-1，4糖苷键，放出β-麦芽糖。

α-，β-淀粉酶不能水解α-1，6糖苷键

α-1，6糖苷键酶水解淀粉中的α-1，6糖苷键

淀粉酶水解：淀粉→糊精→麦芽糖

2)纤维素的酶促水解：不少微生物如细菌、真菌、放线菌、原生动物等能产生纤维素酶及纤维二糖酶，它们能催化纤维素完全水解成葡萄糖。

3)双糖的酶水解：有麦芽糖酶、纤维二糖酶、蔗糖酶、乳糖酶等。食物中的双糖类经肠道消化为葡萄糖，果糖，半乳糖等单糖。

4)糖的吸收： D-葡萄糖、半乳糖和果糖可被小肠粘膜上皮细胞吸收不能消化的二糖、寡糖

及多糖不能吸收，由肠细菌分解，以CO2、甲烷、酸及H2形式放出或参加代谢

2、糖的分解代谢

★糖酵解：酶将葡萄糖降解成丙酮酸并伴随着生成ATP的过程。

a、与酵解有关的物质：1）磷酸（磷酸酯）；2）辅酶（NAD+）；3）ADP、ATP及金属离子；4）抑制剂（碘乙酸、氟化物）

b、糖酵解中的变化：1）碳骨架的变化：6C糖变为2个3C糖；葡萄糖变为2 乳酸或葡萄糖变为2 乙醇 + 2 CO2；

2）能量的变化：酵解（产生乳酸） 2ATP

发酵（产生酒精） 2ATP

物质代谢 ADP+Pi ATP

放能过程吸能过程

c、酵解途径：1）葡萄糖磷酸化形成6-磷酸葡萄糖，反应是不可逆的，已糖激酶是一个限速酶。2）6-磷酸葡萄糖转化成6-磷酸果糖（F-6-P）是一个同分异构化反应，由磷酸葡萄糖异构酶所催化。3）F-6-P磷酸化成1,6-二磷酸果糖（F-1,6-2P）F-6-P被磷酸果糖激酶所催化。反应是不可逆的，酵解中的关键反应步骤。因此磷酸果糖激酶是重要的限速酶。4）F-1,6-2P裂解成3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮（DHAP）在1，6-二磷酸果糖醛缩酶的催化下进行。5）磷酸三碳糖的同分异构化，在磷酸丙糖同分异构酶的催化下进行6）3-磷酸甘油醛氧化成1，3-二磷酸甘油酸，在3-磷酸甘油醛脱氢酶催化下进行，此反应既是氧化反应又是磷酸化反应。7）3-磷酸甘油酸磷酸将酰基转给ADP形成了磷酸甘油酸和ATP，在磷酸甘油激酶催化下进行，第一次产生ATP，也是底物水平的磷酸化反应。8）3-磷酸甘油酸转变成2-磷酸甘油酸。凡是在催化分子化学功能基团的位置移动的酶都称为变位酶。Mg2+在催化反应中是必须的。在磷酸甘油酸变位酶催化下进行。9）2-磷酸甘油酸脱水形成磷酸烯醇式丙酮酸，在Ｍg2+或Ｍn2+存在下，经烯醇化酶催化下进行。10）磷酸烯醇式丙酮酸将磷酰基转移给ADP形成ATP和丙酮酸，经丙酮酸激酶催化，反应需K+，Mg2+或Mn2+参加。