生物化学第1章糖类
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生物化学第一章糖化学知识点归纳
CHO
H C OH
CH2OH
CHO
Ｄ-甘油醛
CHO
Ｄ-赤藓糖 H C OH
H C OH
HO C H Ｄ-苏阿糖
H C OH
CHO
CH2OH
CHO
CHO
CH2OH
CHO
H C OH
HO C H
H C OH
HO C H
Ｄ-核糖 H C OH D-阿拉 H C OH Ｄ-木糖 HO C H
H C OH 伯糖
（一）糖蛋白
糖蛋白是一类糖链与蛋白质一定部位以共价键结合的复合物，以蛋白质为 主体，糖基含量变化较大，在0.3%-70%。分子总体性质更接近蛋白。
1.糖链与蛋白的连接方式 ①O-糖苷键型：糖基的异头碳通过糖苷键与Ser、Thr和羟基赖氨酸、羟
脯氨酸的羟基相连。 ②N-糖苷键型：糖基的异头碳通过N-糖苷键与Asn的酰胺基相连。 ③酯糖苷键型：以天冬氨酸、谷氨酸的游离羧基为连接点。 ④S-糖苷键型：以半胱氨酸为连接点的糖肽键。
三糖(trisacck，ride)，水解时产生3分子单糖，如棉子糖。
四、糖的分类
（3）多糖(polysaccharide)：是由多个单糖分子缩合而成的。 同多糖（均质多糖）： 相同的单糖基组成，如淀粉、糖原、葡聚糖 ； 杂多糖（不均质多糖）： 不同的单糖基组成，如果胶、粘多糖、透明质酸 。
多糖中有些是糖类和蛋白质、脂类等非糖物质共价结合成的复合物 总称为结合糖或复合糖，如：糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等。
HCOH CH2O
HHCOH HCOH
CH2O H
葡萄糖酸
COOH HCOH HOCH HCOH HC萄糖胺
CH2OH
5
OH
OH
生物化学-糖类知识点
第一章糖类物质1. 糖的定义、功能及分类1)糖：由碳、氢、氧三种元素组成的碳水化合物；糖类是多羟基酮、多羟基醛及其聚合物和衍生物的总称。
2)生物学功能：①生物体的结构成分；②生物体内主要能源物质（氧化供能）；③可转化为其它物质；④细胞识别的信息分子（糖蛋白）。
3)糖蛋白：生物体内分布极广的复合糖；糖链起信息分子作用。
4)细胞识别：黏着、接触抑制、归巢行为，免疫保护、代谢调控、受精机制、形态发生、发育、癌变等衰老都与糖蛋白有关。
5)糖的分类：单糖、寡糖、多糖。
2. 单糖：不能再水解的糖，糖的基本单位。
易溶于水的无色晶体，具有旋光性，难溶于乙醇，不溶于乙醚。
※所有单糖都具有还原性。
1)根据含醛基或酮基：醛糖、酮糖；2)根据含碳数：三碳糖（丙）、四碳糖（丁）、五碳糖（戊）、六碳糖（己）等。
D型、L型单糖以甘油醛（最简单的醛糖）为基准：D型-甘油醛（羟基在碳骨架右侧）L型-甘油醛（羟基在碳骨架左侧）3)单糖分子内既有醛基又有酮基、羟基，条件允许即可发生可逆的亲核反应，形成半缩醛，最终形成一个环状化合物（五元环呋喃、六元环吡喃）。
4)信封式的构想最稳定。
5)环椅式、环船式的葡萄糖：β型比α型更稳定。
6)核糖、脱氧核糖都是戊醛糖，以五环呋喃糖形成存在。
7)果糖为己酮糖，以：①游离型的六环吡喃糖②结合型的五环呋喃糖。
8)半乳糖为己醛糖，成环方式与葡萄糖相同，但是C4位上的-OH不同。
9)Fischer投影式的碳链骨架：C1位置上的CHO与C5位置上的-OH形成缩醛反应成环状，使C1具有手性结构（不对称）。
C1上新生成的-OH为半缩醛羟基：左边的β-D-葡萄糖，右边的α-D-葡萄糖）。
10)Haworth透视式将糖环横写，缩略成环碳原子；朝向自己的键用粗线表示，碳键右边的基团写在环下方，碳键左边的基团写在环上方。
11)聚合反应：单糖→寡糖、多糖。
12)还原反应：单糖→糖醇；葡萄糖（醛基）→山梨醇（羧甲基生成）。
生物化学糖类
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
1、 蛋白聚糖中的糖肽键
① O-糖肽键：D-木糖与Ser羟基之间形成的；
② O-糖肽键：N-乙酰半乳糖胺与Thr或Ser羟基之间形成 的。
③ N-糖肽键：N-乙酰葡萄糖胺与Asn之间形成的
4、 纤维二糖(cellobiose)
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
两分子α-D-Glc，在C1上的两个半缩醛羟基之间脱水，由 α-1.1糖苷键构成。
第四节
多糖
一、 均一性多糖 1、 淀粉
三、 糖的命名与分类
（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 （3）多糖： 均一性多糖：淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质 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
① 直链淀粉：长而紧密的螺旋管形。遇碘显兰色
图7.30 直链淀粉
② 支链淀粉：不能形成螺旋管，遇碘显紫色。
2、 糖元
每隔4个葡萄糖残基便有一个分支 含有大量的非原性端，可以被迅速动员水解。 遇碘显红褐色。
3、 纤维素
-D-葡萄糖分子以-(1-4)糖苷键相连而成直链。
图7.33
5、 几丁质(壳多糖)：
2、 糖白聚糖的生物学功能
主要存在于软骨、键等结缔组织和各种腺体分泌的粘液 中，
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
1、 蛋白聚糖中的糖肽键
① O-糖肽键：D-木糖与Ser羟基之间形成的；
② O-糖肽键：N-乙酰半乳糖胺与Thr或Ser羟基之间形成 的。
③ N-糖肽键：N-乙酰葡萄糖胺与Asn之间形成的
4、 纤维二糖(cellobiose)
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
两分子α-D-Glc，在C1上的两个半缩醛羟基之间脱水，由 α-1.1糖苷键构成。
第四节
多糖
一、 均一性多糖 1、 淀粉
三、 糖的命名与分类
（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 （3）多糖： 均一性多糖：淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质 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
① 直链淀粉：长而紧密的螺旋管形。遇碘显兰色
图7.30 直链淀粉
② 支链淀粉：不能形成螺旋管，遇碘显紫色。
2、 糖元
每隔4个葡萄糖残基便有一个分支 含有大量的非原性端，可以被迅速动员水解。 遇碘显红褐色。
3、 纤维素
-D-葡萄糖分子以-(1-4)糖苷键相连而成直链。
图7.33
5、 几丁质(壳多糖)：
2、 糖白聚糖的生物学功能
主要存在于软骨、键等结缔组织和各种腺体分泌的粘液 中，
生物化学：第一章 糖类的结构与性质
-D-葡萄糖-6-磷酸
-D-果糖-6-磷酸
-D-果糖-1，6-二磷酸
重要的二糖
D-麦芽糖（ -型） -葡糖(1-4)葡糖
蔗糖 -葡糖(1-2) -果糖
纤维二糖（ -型） -葡糖(1-4)葡糖
乳糖（ -型 ） -半乳糖(1-4)葡糖
环糊精结构
-环糊精分子结构
环糊精分子的空间填充模型
淀粉和糖原结构
蛋白聚糖
糖蛋白
细胞膜
糖脂
五、糖类的生物学作用
糖类是细胞中非常重要的一类有机化合物，主要的生物学 作用如下：
•作为生物体的结构成分 •作为生物体内的主要能源物质 •作为其它生物分子如氨基酸、核苷酸、脂等
合成的前体 •作为细胞识别的信息分子
基本概念
异构 旋光异构 不对称碳原子 对映体 构型 构
象 异头物 糖苷
异构
结构异构（结构式）
旋光异构（不对称碳原子） 立体异构
几何异构（顺反异构，双键或环）
注意：糖的构型（D、L）与旋光方向（+、-）并无直接联系。 D、L构型（最远手性碳与甘油醛比较）
糖的构型
RS构型（手性碳取代基优先性旋转）
透视式
糖的立体结构表示
Fischer投影式（线形） Haworth式（环式）
任一旋光化合物都只有一个对映体，它的其他旋光异构体在 理、化性质都与之不同，不是对映体的旋光异构体称非对映体。
仅一个手性碳构型不同的非对映体称差向异构体（有几种情 况）。
异头物 ——单糖由直链结构变成环状结构后，羰基碳成为新 的手性碳（异头碳），导致C1差向异构化，产生两个非对映体， 称之。
α、β异头物判断：有2种方式。见P3。
还原糖判定
异构：化合物具有相同的分子式，但原子连接次序或原子空 间排布不同。
生物化学课件 第1章 糖类化合物11
糖的命名与分类
1. 单糖：根据碳原子的数目，可将单糖分为丙糖、丁糖、
戊糖、己糖和庚糖等。
(1)、丙糖：丙糖主要是甘油醛和二羟丙酮，它们的
3-磷酸酯是糖代谢中最重要的中间体。 (2)、丁糖：主要是D-赤藓糖及D-赤藓酮糖。
P22
(3)、戊糖：主要是D-木糖和D-核糖及L-阿拉伯糖
(4)、已糖：自然界重要的已醛糖有D-葡萄糖、D-半乳
糖、D-甘露糖。重要的已酮糖有D-果糖和L-山梨糖
(5)、庚糖和辛糖：D-景天庚酮糖
糖的分类（2）
2、寡糖 (oligose)：
oligo来自希腊文，意为少。可以被水解的，产生少数的 几个单糖的聚合物，一般含有2-10个单糖分子，单糖之间以 糖苷键连接。最常见的是双糖,
如: 麦芽糖(maltose),乳糖(lactose),蔗糖(sucrose)。大部 分单糖和寡糖都是结晶状化合物，溶于水，并有甜味。
3、多糖 (polysaccharide)：
多糖也是单糖的聚合物，有很长的链，其结构为线型或分 支型。按照它们的结构可分为两大类
糖的分类（3）
a、均一多糖（同多糖）：一种单糖聚合而成。 如 淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质
b、非均一多糖（杂多糖）：两种单糖或两种以上的单糖。 如透明质酸，半纤维素等。
Cyclization reactions for hexoses
D-葡萄糖在水溶 液中主要以吡喃糖 存在，呋喃糖次之。
D-果糖在水溶 液中主要以呋喃糖 存在，吡喃糖次之。
复习思考题：
• 1、葡萄糖有链状和环状结构是根据什么事实提出的？ • 2、在糖的化学中D、L、α、β、（＋）、（－）
各表示什么？
环状半缩醛的形成
生物化学王镜岩课件第1章 糖类
D（+）—甘油醛
二羟丙酮
（二）D系单糖
D系醛糖的立体结构
D(+)-甘油醛
(glyceraldehyde)
P7
D(-)-赤鲜糖 (erythrose)
D(-)-苏糖
D(-)-核糖 (ribose)
D(-)-阿拉伯糖 (arabinose)
D(+)-木糖 (xylose)
D(-)-米苏糖
D(+)-阿洛糖 D(+)-阿桌糖
第一章 糖类
• 提要： 本章的主要内容是糖的概念、分类以及单糖、 寡糖和多糖的化学结构和性质； 应首先重点掌握典型单糖 ( 葡萄糖和果糖 ) 的 结构和性质，再从单糖的基础上去理解寡糖和 多糖的结构和性质。
一、引言
(一) 糖类的存在与来源 • 是地球上最丰富的有机化合物，每年全球植物和藻 类光合作用可转换 1000 亿吨 CO2 和 H2O 成为纤维素 和其他植物产物。
Fischer 氧桥环式结构
• 过长氧桥不合理，Haworth 提出透视式表示糖的环式结 构，即Haworth式结构。 P10 图1-8
P10 图1-7
注意：糖的构型（ D/L ）与旋光方向（ +/- ）并无 直接联系。
D/L构型（编号最大的手性碳与甘油醛比较） 糖的构型 R/S构型（手性碳取代基优先性旋转） 球棍模型
透视式 糖的立体结构表示
Fischer投影式（链状） 呋喃型 Haworth式（环状） 吡喃型
四、单糖的构象
P11
• 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。 • 葡萄糖的构象：葡萄糖六元环上的碳原子不在一 个平面上，因此有船式和椅式两种三维构象。 X衍射、红外光谱、旋光性数据表明 椅式构象比船 式稳定。
生物化学简明教程ppt 第一章糖类
2、寡糖（Oligosaccharide）：是由2~20 个分子单糖缩合而成。 • • • • • 双糖（Olisaccharide） 三糖（Trisaccharide）
蔗糖 棉籽糖 麦芽糖
四糖（Tetrasaccharide）水苏糖 五糖（Pentasaccharide） 六糖（Hexasaccharide）
3、多糖（Polysaccharide）：聚合度>20
个单糖分子。
• 同多糖（Homopolysaccharide）（均一多糖）
• • • 水解时只产生一种单糖或单糖衍生物。 水解时产生一种以上的单糖或单糖衍生物。 糖类与脂类、蛋白质等生物分子形成的共 价化合物。如糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂。 • 杂多糖（Heteropolysaccharide）： • 复合糖（Glycoconjugate）：
• 1 元素组成 • C、H、O • 2 化学本质 • 多羟基醛（或酮） • 定义：糖类是多羟基醛或多羟基 酮，或其衍生物，或水解时能产生 这些化合物的物质。
四、糖的分类与命名
1、单糖（Monosaccharide）：不能 被水解成更小分子的糖类。
*单糖按基团分： 醛糖（Aldose）
酮糖（Ketose）
（一）N-连接糖蛋白：糖蛋白的糖链与蛋白
部分的Asn-X-Ser序列的天氡酰胺氮以共价键连 接称N-连接糖蛋白。
（二）O-连接糖蛋白：糖蛋白糖链与蛋白部
分的丝/苏氨酸残基的羟基相连，称为O-连接糖 蛋白。
N-连接： •连接方式 O-连接：
连接方式和多样性
三、糖蛋白寡糖链的功能
1. 对糖蛋白新生肽链的影响
液淀粉酶的催化作用，一部分开始水解，生 成葡萄糖。
★ 小肠－－－在胰脏淀粉酶的作用下，继续
生物化学糖类(第一章)
2、化学性质：
• （1）异构化：弱碱或稀强碱可引起单糖的分子重排，通过烯 醇化中间体转变。体内通过异构酶催化。
• （2）单糖的氧化（单糖的还原性） • 在碱性溶液中，醛基、酮基变成烯二醇，具还原性，能 还原金属离子，如Cu2+、Ag+、Hg2+、Bi3+等，糖本身被氧 化成醛糖酸及其他产物。 • Fehling试剂：酒石酸钾钠（柠檬酸钠），氢氧化钠（氢 氧化钾），硫酸铜 Benedict试剂：柠檬酸、碳酸钠、硫酸铜
二、单糖的性质
• 1、物理性质 • 旋光性：几乎所有的单糖（二羟丙酮例外）及其衍生物都有旋 光性。使偏振光振动面右旋的称为右旋物质用（+）表示，左 旋的称为左旋物质用（-）表示。 • 比旋光值：是指单位浓度的物质在1 dm长的旋光管内，20℃ 钠光下的旋光值（或称比旋光度）用[α]20D 表示： • α× 100 • [α]20D = —————— • L × C • α：测定的旋光值；L：旋光管的长度，以分米（dm）表示；C： 旋光物质水溶液的浓度，以g/100mL表示；20为20℃；D：表示 钠光。λ：5890-5896A°。
在左边的为L-型。自然界中D-型单糖占优势。
• 构型是人为规定的，与异构体的旋光性无对应关 系，包括旋光方向、旋光度。 • 书写时常用Fischer投影式表示。
由D-甘油醛衍生的 C4-C6单糖：
由D-酮糖衍 生的单糖：
• 单糖分子中存在n个不对称（手性）碳原子，则形 成2n个异构体。例如： 碳原子数 不对称碳原子数n（异构体数2n） 醛糖 酮糖 三碳糖 甘油醛1（2） 二羟丙酮0（0） 四碳糖 赤藓糖2（4） 赤藓酮糖1（2） 五碳糖 核糖3（8） 核酮糖2（4） 六碳糖 葡萄糖4（16） 果糖3（8） • 对映体（对称异构体）（antipode）：两种不能重叠 而互为镜像的异构体.对映体之间只有旋光方向的不 同，其他理化性质没有差异。 • 单糖分子的D-型和L-型互为对映体，含n个C*的化合 物，组成2n/2对对映体。
生物化学第一章糖类
C H 2O H
HO H O
OH
OH
-D-呋喃葡萄糖
OH 生物化学第一章糖类
3. 单糖的构象
C H 2O H
O
O H H O
~O H
H O
C H 2O H
H O H O
O
O H O H
C H 2O H
H O H O
O
O H O H
D-吡喃葡萄糖 -D-吡喃葡萄糖 -D-吡喃葡萄糖
生物化学第一章糖类
生物化学第一章糖类
Ⅰ 单糖(monosaccharides)
一. 单糖的结构 1. 开链结构 （ Fischer投影式）
CHO
CHO
H OH
HO H
CH2OH D-(+)-甘油醛
CH2OH L-(-)-甘油醛
D型：结构式中,位号最大的手性碳原子的构 型与D -甘油醛中C-2构型一致。
L型：结构式中,位号最大的手性碳原子的构 型与L-甘油醛生物中化学C第一-章2糖构类 型一致。
CH2OH D-葡萄糖
生物化学第一章糖类
CHO
C-4差向 异构体
CH2OH D-半■葡萄糖不能发生醛的NaHSO3加成 反应
■葡萄糖不能象醛一样与两分子的醇 形成的缩醛。
■葡萄糖溶液具有变旋现象 新配制的葡萄糖溶解于水时其旋光
度发生改变的现象。
生物化学第一章糖类
葡萄糖分子中醛基与羟基形成环状半缩醛结 构. 半缩醛羟基的两种空间取向形成两种异构 体. 端基差向异构体。
二、单糖的性质
1、物理性质
旋光性与变旋 左旋糖 右旋糖 变旋现象 甜度 溶解度
生物化学第一章糖类
2. 单糖的反应
1. 成苷反应
生物化学第1章糖类
右旋糖苷 是酵母和细 菌的贮存多 糖。
6 琼 脂
agar
琼脂俗称洋菜，是从红藻类石花菜属及其他属的某些海 藻中提取出来的一种多糖混合物，从琼脂中分离出两个组分， 一个称为琼脂糖（agarose），另一个称为琼脂胶。 琼脂糖是琼脂的主要成分，它是由D-吡喃半乳糖和3,6脱水-L-吡喃半乳糖两个单位交替组成的线性链。 琼脂胶是琼脂糖的衍生物，单糖残基不同程度地被硫酸 基、甲氧基、丙酮酸等所取代。其实琼脂糖只是含这些取代 基最少的琼脂组分。琼脂是多种具有相同主链但不同程度被 荷负电基团取代的多糖混合物。
寡糖结合到蛋白质上形成糖蛋白。许多膜内在蛋
白和分泌蛋白是糖蛋白。 组成糖链的单糖种类、数量、单糖的构型、单糖 之间的连接方式等不同，可以组成天文数字的不同结 构的分子（或糖蛋白的组分），非常适合成为具有特
定意义的信息分子，发挥各种生物学功能。
糖蛋白中的组成糖链的单糖残基通常有Fuc、Gal、
Man、 GalNAc、and Sia（or NeuNAc）。
amylopectin
支链淀粉分支处的连接
淀粉与碘的显色反应
由于α－1,4连接，淀粉分子中的每个葡萄糖残基 与下一个残基都成一定角度。根据X射线衍射分析， 直链淀粉的二级结构是一个左手螺旋，每圈螺旋含 6 个残基，螺距 0.8nm ，直径 1.4nm 。碘分子正好能嵌 入螺旋中心，每圈可容纳一个碘分子（I 2），通过朝 向圈内的羟基氧（提供未共享电子对）和碘（提供空 轨道）之间的相互作用形成稳定的深蓝色淀粉－碘络 合物。产生特征性的蓝色需要约 36 个即 6 圈葡萄糖残 基。支链淀粉螺旋（约25～30个残基）中的短串碘分 子比直链淀粉螺旋中的长串碘分子吸收更短波长的光， 因此支链淀粉遇碘呈紫色到紫红色。
生物化学第一章糖类
D-阿卓糖
D-葡萄糖
D-甘露糖
D-半乳糖
D-古洛糖
D-艾杜糖
The
4 aldohexose has four chiral centers, thus has
2 =16 isomers.
第二十三页，共94页
D-塔洛糖
三、单糖的环状结构
许多单糖，新配制的溶液会发生旋光度的改变，
这种现象称变旋。从乙醇水溶液中结晶出的D（+）- glucose 称为α-型（[α]20D= +112.2°），
2+
3+
Hg 和Bi 等）如Fehhing试剂（酒石酸钾钠、NaOH和CuSO4）、Benedict
2+
试剂（柠檬酸、NaCO3和CuSO4 ）中的Cu 是一种弱氧化剂，能使醛糖的
醛基氧化成羧基，产物称醛糖酸，金属离子自身被还原。
能使氧化剂还原的糖称为还原性糖，所有的醛糖都是还原性糖。
Benedict试剂常被用作尿糖的定性与半定量测试。
2. 寡糖：是由2~20个单糖通过糖苷键连接而成的糖
类物质。包括二糖、三糖、四糖、五糖和六糖
等。
第七页，共94页
五、旋光异构
1. 同分异构或称异构（isomerism）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质量的化合
物的现象。同分异构有相同的组成，故具有相同的分子式。
同分异构主要有两种：结构异构和立体异构。
classic sugar test—Fehling’s test that was used to test of excess sugar in blood and
urine of diabetics.
生物化学上册糖类部分考研笔记
* 单糖的氧化 氧化成醛糖酸（在碱性溶液进行） 醛糖含有游离的醛基（—CHO），具有很好的还原性，易被氧化成羧 基（—COOH） 测定单糖氧化的试剂：Fehling 试剂或Benedict 试剂 i常用于检测还原 糖。 原理：这两种试剂中的Cu2十是一种弱氧化剂，能使醛糖（还原剂）的醛 基氧化成羧基，产物称醛糖酸，金属离子自身被还原。
同多糖—纤维素 纤维素是片层结构，对比淀粉（螺旋结构） 纤维素是生物圈里最丰富的有机物质，是植物（包括某些细菌和真 菌）的结构多糖，是它们细胞壁的主要成分。 纤维素是线形葡聚糖，残基间通过β -1,4糖苷键连接的。纤维二糖可 以看成是它的二糖单位。
同多糖—壳多糖（几丁质） 壳多糖（几丁质）：是自然界中第二个最丰富的多糖。以β -1,4糖苷 键连接。
再看杂多糖的几个例子 杂多糖—半纤维素 半纤维素：由几种不同类型的单糖构成的异质多聚体。 半纤维素和纤维素的对比： 纤维素属于同多糖是由葡萄糖组成的线形葡聚糖。 而半纤维素属于杂多糖，有几种不同类型的单糖组成的。
补充：糖化酶又称葡萄糖淀粉酶。
第一章 糖类
糖类（carbohydrate、saccharide）概念 多羟基醛或多羟基酮及其聚合物和衍生物的总称。葡萄糖称己醛 糖，果糖称为己酮糖。记记口诀：（葡醛酮果） 醛糖遇溴水会使溴水发生褪色，酮糖不会使溴水发生褪色。
糖的种类 单糖：（monosaccharide） 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、
2、 老化：（ageing）当凝胶化的淀粉液缓慢冷却并长期放置时，淀粉分 子会自动聚集并借助分子间的氢键键合形成不溶性微晶末而重新沉 淀，此现象称为退行或老化。
比较：直链淀粉和支链淀粉在物理和化学性质方面有明显的差别？
王镜岩-生物化学-第1章_糖类
• 1、变旋现象：许多单糖，新配制的溶液会发生旋
光度的改变这种现象称变旋（mutarotation）。
变旋是由于分子立体结构发生某种变化的结果。 如D-葡萄糖以两种不同的旋光率存在：一种 +1120 称α-D-葡萄糖,另一种 + 18.70 称β－D－ 葡萄糖，放置一段时间其比旋达到一恒定值＋
52.60。左旋为（－）右旋为（＋）。旋光的左右
1）氧化成醛糖酸：
醛糖＋氢氧化铜－－醛糖酸＋氧化铜将氢氧化铜
（蓝色）还原为氧化铜（砖红色）
2）氧化成醛糖二酸：
D-葡萄糖＋硝酸－－D-葡糖二酸
3）氧化成糖醛酸：
葡萄糖＋酶－－葡萄糖醛酸
酮式和烯醇式互变
3、单糖的还原：
单糖的羰基可被还原为糖醇 4、形成糖脎： 单糖与苯肼反应生成糖脎，糖脎相当稳定的结晶 ，不同的单糖形成的糖脎结晶不同，可用来鉴定 单糖。 5、形成糖酯与糖醚:
单糖的许多化学行为很想简单的醇类，它的羟基
可以转变为脂基或醚基。如单糖和磷酸形成各种
磷酸酯，G-1-P，1，6－2P-F等。
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缩醛 的衍生物称为糖苷，这种糖苷的配体可以是糖，也可以是 非糖物质。与糖形成糖苷如淀粉、纤维素等与非糖物质形 成核苷等。糖苷的性质比较稳定不易发生化学反应和被氧 化。
白内障
• （2）D-甘露醇 广泛分布于多种陆地和海洋植物
中：橄榄树等的树皮上常分泌出大量的甘露醇， 形成所谓甘露蜜（manna）的干性渗出物，柿饼 表面上的白色柿霜就是甘露醇；藻类和真菌中含 量也很丰富，如昆布属褐藻是提取甘露醇的良好
原料。D-甘露醇在临床上用来降低颅内压和治疗
急性肾功能衰竭。
（三）糖类的元素组成和化学本质
光度的改变这种现象称变旋（mutarotation）。
变旋是由于分子立体结构发生某种变化的结果。 如D-葡萄糖以两种不同的旋光率存在：一种 +1120 称α-D-葡萄糖,另一种 + 18.70 称β－D－ 葡萄糖，放置一段时间其比旋达到一恒定值＋
52.60。左旋为（－）右旋为（＋）。旋光的左右
1）氧化成醛糖酸：
醛糖＋氢氧化铜－－醛糖酸＋氧化铜将氢氧化铜
（蓝色）还原为氧化铜（砖红色）
2）氧化成醛糖二酸：
D-葡萄糖＋硝酸－－D-葡糖二酸
3）氧化成糖醛酸：
葡萄糖＋酶－－葡萄糖醛酸
酮式和烯醇式互变
3、单糖的还原：
单糖的羰基可被还原为糖醇 4、形成糖脎： 单糖与苯肼反应生成糖脎，糖脎相当稳定的结晶 ，不同的单糖形成的糖脎结晶不同，可用来鉴定 单糖。 5、形成糖酯与糖醚:
单糖的许多化学行为很想简单的醇类，它的羟基
可以转变为脂基或醚基。如单糖和磷酸形成各种
磷酸酯，G-1-P，1，6－2P-F等。
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缩醛 的衍生物称为糖苷，这种糖苷的配体可以是糖，也可以是 非糖物质。与糖形成糖苷如淀粉、纤维素等与非糖物质形 成核苷等。糖苷的性质比较稳定不易发生化学反应和被氧 化。
白内障
• （2）D-甘露醇 广泛分布于多种陆地和海洋植物
中：橄榄树等的树皮上常分泌出大量的甘露醇， 形成所谓甘露蜜（manna）的干性渗出物，柿饼 表面上的白色柿霜就是甘露醇；藻类和真菌中含 量也很丰富，如昆布属褐藻是提取甘露醇的良好
原料。D-甘露醇在临床上用来降低颅内压和治疗
急性肾功能衰竭。
（三）糖类的元素组成和化学本质
生物化学 第一章 糖类化学1
可溶性氧化铜络合物 COOH NaOH HOCH 2 HOCH COOK COONa + (CHOH)4 + Cu2O ↓ CH2OH 葡萄糖酸
红黄色
33
用于还原糖检测
温和氧化剂：Br2－H2O
COOH
Br2－H2O
强氧化剂：HNO3
COOH
HNO3
CHO (CHOH)n CH2OH
(CHOH)n CH2OH
(CHOH)n COOH
糖酸
醛糖
（生物体内）
糖二酸
CHO (CHOH)n COOH
糖醛酸
请注意：糖酸和糖醛酸的不同，前者是醛基被氧化成 羧基，后者是伯醇被氧化成羧基。 34
温和弱氧化剂溴水不能使酮糖氧化； 在强氧化剂下，酮糖羰基处断裂，生成两种酸。
C OOH
CH2OH C O
[O]
(CHOH)n CH2OH
3. 溶解度
单糖易溶于水（除甘油醛微溶），微溶于乙醇，不溶于乙
醚、丙酮等非极性有机溶剂。
32
化学性质
1.糖被氧化—单糖具有还原性
弱氧化剂：含重金属离子（Cu2+、Ag+、Hg2+的碱性溶 液。
Fehling试剂：CuSO4、NaOH、酒石酸钾钠 Benedict试剂：CuSO4、Na2CO3、柠檬酸钠
食品工业中可作饮料糕点糖果的稳定剂增稠剂增量食品工业中可作饮料糕点糖果的稳定剂增稠剂增量交联葡聚糖凝胶的化学结构分子筛生化分析和分子筛生化分析和分离制备的常用技术材分离制备的常用技术材葡聚糖凝胶离子交换葡聚糖凝胶离子交换交联葡聚糖交联葡聚糖sephadexsephadex以1氯23环氧丙烷为交联剂六六半纤维素半纤维素hemocellulosehemocellulose半纤维素是植物细胞壁中非纤维素非果胶的一类多糖物质易溶于碱它是几种物质的混合物
第01章 糖类
D系酮糖
D(-)-赤藓酮糖
(erythrulose)
(dihytroasetone)
二羟丙酮
D(-)-核酮糖
(ribulose)
(xylulose)
D(+)-核酮糖
D(+)-阿洛酮糖
D(-)-果糖
D(+)-山梨糖
(psicose,allulose)
(fructose)
(sorbose)
D(-)-洛格酮糖
D系单糖和L系单糖 ★
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。L系醛糖是相应的D系醛糖的对映体。
同样各种酮糖也可被认为是由二羟丙酮衍生
而来。
对 映 体 异 构
HC 0 HO CH HO CH HC OH HC OH H2C OH
6
1
CHO 2 HO H 3 H OH 4 HO H HO 5 H
6
1
CH2OH
CH2OH
D – (+) – 葡萄糖
L – (-) – 葡萄糖
编号最大的手性碳原子（离羰基碳最远的）上， OH在右为D型，在左为L型
D-L标记法只表示出分子中只有一个手性
碳原子的构型，对含有多个手性碳原子的化合 物，这种标记不合适，有时甚至会产生名称上 的混乱。
第二节、旋光异构
一 二 三 四 1 2 几个重要的基本概念 异构现象 旋光异构 构型的表示方法 立体模型（球棍模型）\ 投影式\透视式 构型的DL标记法
3
构型的RS表示法
第二节、旋光异构
一、几个重要的基本概念
组成、构造、构型、构象的区别
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常见的寡糖是二糖。有游离半缩醛羟基的二糖 具有还原性，没有游离半缩醛羟基的二糖没有还原 性。
生物化学第1章糖类
几种双糖的结构
乳糖
麦芽糖
蔗糖
生物化学第1章糖类
海藻糖
四、多 糖
多糖在水溶液中不形成真溶液，只能形成胶 体，没有甜味，也无还原性，有旋光性，但无变 旋现象。根据组成多糖的单糖种类，将由同一种 单糖连接形成的多糖称为同多糖，而将由两种以 上不同的单糖形成的多糖称为杂多糖。
第1章 糖类
一、引言 二、单糖 三、寡糖 四、多糖 五、复合糖
生物化学第1章糖类
一、引言
糖是多羟基醛或多羟基酮，而糖类是糖及其衍生 物、或水解时能产生这些化合物的物质的总称。
大多数糖类物质只由C、H、O三种元素组成，
其实验式为(CH2O)n，因此过去曾误认为这类物质是
碳的水合物，碳水化合物（carbohydrate）因之得名。
生物胞化学壁第酸1章糖类
乙酰胞壁酸
核2 糖－
脱 氧
N-乙酰 神经氨酸
单糖衍生物Ⅲ
岩藻糖 6-脱氧-L-半乳糖
鼠李糖 6-脱氧-L甘露糖
生物化学第1章糖类
唾液酸
单糖衍生物Ⅳ
糖醇
山梨醇
甘露醇
木糖醇
甘油
肌醇
核糖醇
生物化学第1章糖类
若干种单糖及其衍生物的缩写
单糖 阿拉伯糖 果糖 岩藻糖 半乳糖 葡萄糖 来苏糖 甘露糖 鼠李糖 核糖 木糖
生物化学第1章糖类
同多糖
生物化学第1章糖类
杂多糖
多 糖 的 结 构
淀粉
starch ➢直链淀粉分子量约1万-200万，250-260个D-葡萄糖分 子，以（14）糖苷键聚合而成。呈螺旋结构，遇碘 显蓝色。在天然淀粉中约有20-30%的淀粉为直链淀粉。 ➢支链淀粉中除了（14）糖苷键构成糖链以外，在 分支点处存在（16）糖苷键，遇碘显紫红色。在天 然淀粉中约有70-80%的淀粉为支链淀粉。支链淀粉的 分子量较直链淀粉大得多，一般平均由6000个D-葡萄 糖残基组成，分子量为1百万左右。
缩写 Ara Fru Fuc Gal Glc Lyx Man Rha Rib Xyl
单糖衍生物 葡糖酸 葡糖醛酸 半乳糖胺 葡糖胺 N-乙酰半乳糖胺 N-乙酰葡糖胺 胞壁酸 N-乙酰胞壁酸 N-乙酰神经氨酸 （唾液酸）
生物化学第1章糖类
缩写 GlcA GlcUA GalN GlcN GalNAc GlcNAc Mur MurNAc NeuNAc Sia
生物化学第1章糖类
糖类的生物学作用
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. 在生物体内转变为其他物质 4. 作为细胞识别的信息分子
生物化学第1章糖类
糖类的命名与分类
具体某一种糖的命名，常见的糖多数是根据糖的 来源给予一个通俗名称，如葡萄糖、果糖、蔗糖等。
根据糖分子中含有醛基还是酮基，分别称为醛糖 和酮糖。
后来发现有些糖，如鼠李糖（C6H12O5）和脱氧核糖
（C5H10O4）等，它们的分子中H和O的原子数之比并
非 2:1 ， 而 一 些 非 糖 物 质 ， 如 甲 醛 （ CH2O ） 、 乙 酸
（ C2H4O2 ） 和 乳 酸 （ C3H6O3 ） 等 ， 它 们 分 子 中 的 H
和O之比却都是2:1，所以“碳水化合物”这一名称并
甘油醛
生物化学第1章糖类
投影式
透视式
生物化学第1章糖类
单
糖
型
的 相
对
构
三碳醛糖
四碳醛糖
以离羰基 碳最远的 那个手性 碳原子的 构型为该 糖分子的 DL构型
赤藓糖
生物化学第1章糖类
苏糖
五碳醛糖
核糖
阿拉伯糖
木糖
生物化学第1章糖类
来苏糖
六
阿洛糖
阿卓糖
葡萄糖甘露糖Fra bibliotek碳醛
糖
古洛糖
艾杜糖 生物半化学乳第糖1章糖类 塔罗糖
不恰当。
生物化学第1章糖类
糖类的名称
在 英 文 中 ， 较 简 单 的 糖 类 常 称 为 sugar 或 saccharide， saccharide一词常被冠以词头，用作 糖 的 类 别 名 称 ， 如 monosaccharide （ 单 糖 ） 、 disaccharide （二糖） 、oligosaccharide（寡糖）、 polysaccharide （ 多 糖 ） 等 。 在 复 合 糖 中 ， 以 glyco- 为 词 头 ， 如 glycolipid （ 糖 脂 ） 、 glycoprotein（糖蛋白）等。
生物化学第1章糖类
单 糖 半分 缩子 醛内 形 成
吡喃糖和呋喃糖
生物化学第1章糖类
吡喃 呋喃
吡喃糖两种可能的椅式构象
生物化学第1章糖类
环 构式
结
链 构式
结
醛糖氧化成 糖酸
生物化学第1章糖类
单糖衍生物Ⅰ
葡萄糖醛酸
生物葡化萄学第糖1章酸糖类
葡萄糖酸内酯
单糖衍生物Ⅱ
半乳糖胺
葡糖胺
乙酰葡糖胺
甘露糖胺
三碳酮糖和四碳酮糖
赤藓酮糖
生物化学第1章糖类
五碳酮糖
核酮糖
生物化学第1章糖类
木酮糖
六碳酮糖
阿洛酮糖
果糖
山梨糖
生物化学第1章糖类
塔格酮糖
表异构体
在含两个以上不对称碳原子的化合物中，只有一个不对 称碳原子构型相反的一对化合物称为表异构体。
生物化学第1章糖类
缩醛和缩酮
生物化学第1章糖类
异头碳的 羟基与最末的 手性碳原子的 羟基具有相同 取向的异构体 称为α异头物， 具有相反取向 的称为β异头物。
根据糖分子的碳原子数目，可称为三碳糖（丙 糖）、四碳糖（丁糖）、五碳糖（戊糖）等。
根据糖类物质的聚合度，可分为单糖、寡糖（二 糖、三糖、四糖等）和多糖。
糖类物质与其他非糖物质的共价结合物，称为复 合糖或糖复合物。有糖脂、糖蛋白、蛋白聚糖等。
生物化学第1章糖类
二、单 糖
甘油醛的对映体
最简单的糖 是甘油醛和 二羟基丙酮
键 连 接
可 以 糖 苷
单 糖 之 间
生物化学第1章糖类
糖与其他基团以糖苷键连接
配基
糖基 （L-鼠李糖）
糖基 （龙胆二糖）
配基
Ouabain 乌本（箭毒）苷
生物化学第1章糖类
Amygdalin 苦杏仁苷
三、寡 糖
两个至若干个单糖以糖苷键连接起来的物质称 为寡糖，更多个单糖以糖苷键连接起来的物质称为 多糖。寡糖与多糖之间并没有严格的分界。
尽管“碳水化合物”这个词不确切，但“糖 类”和“碳水化合物”这两个词现在还是通用。
生物化学第1章糖类
糖类的存在与来源
糖类是地球上数量最多的一类有机化合物。 地球的生物量干重的50%以上是由糖的聚合物构 成的。糖类物质按干重计占植物的85%～90%， 占细菌的10%～30%，在动物中小于2%。
地球上糖类物质的根本来源是绿色细胞进行 的光合作用。
生物化学第1章糖类
几种双糖的结构
乳糖
麦芽糖
蔗糖
生物化学第1章糖类
海藻糖
四、多 糖
多糖在水溶液中不形成真溶液，只能形成胶 体，没有甜味，也无还原性，有旋光性，但无变 旋现象。根据组成多糖的单糖种类，将由同一种 单糖连接形成的多糖称为同多糖，而将由两种以 上不同的单糖形成的多糖称为杂多糖。
第1章 糖类
一、引言 二、单糖 三、寡糖 四、多糖 五、复合糖
生物化学第1章糖类
一、引言
糖是多羟基醛或多羟基酮，而糖类是糖及其衍生 物、或水解时能产生这些化合物的物质的总称。
大多数糖类物质只由C、H、O三种元素组成，
其实验式为(CH2O)n，因此过去曾误认为这类物质是
碳的水合物，碳水化合物（carbohydrate）因之得名。
生物胞化学壁第酸1章糖类
乙酰胞壁酸
核2 糖－
脱 氧
N-乙酰 神经氨酸
单糖衍生物Ⅲ
岩藻糖 6-脱氧-L-半乳糖
鼠李糖 6-脱氧-L甘露糖
生物化学第1章糖类
唾液酸
单糖衍生物Ⅳ
糖醇
山梨醇
甘露醇
木糖醇
甘油
肌醇
核糖醇
生物化学第1章糖类
若干种单糖及其衍生物的缩写
单糖 阿拉伯糖 果糖 岩藻糖 半乳糖 葡萄糖 来苏糖 甘露糖 鼠李糖 核糖 木糖
生物化学第1章糖类
同多糖
生物化学第1章糖类
杂多糖
多 糖 的 结 构
淀粉
starch ➢直链淀粉分子量约1万-200万，250-260个D-葡萄糖分 子，以（14）糖苷键聚合而成。呈螺旋结构，遇碘 显蓝色。在天然淀粉中约有20-30%的淀粉为直链淀粉。 ➢支链淀粉中除了（14）糖苷键构成糖链以外，在 分支点处存在（16）糖苷键，遇碘显紫红色。在天 然淀粉中约有70-80%的淀粉为支链淀粉。支链淀粉的 分子量较直链淀粉大得多，一般平均由6000个D-葡萄 糖残基组成，分子量为1百万左右。
缩写 Ara Fru Fuc Gal Glc Lyx Man Rha Rib Xyl
单糖衍生物 葡糖酸 葡糖醛酸 半乳糖胺 葡糖胺 N-乙酰半乳糖胺 N-乙酰葡糖胺 胞壁酸 N-乙酰胞壁酸 N-乙酰神经氨酸 （唾液酸）
生物化学第1章糖类
缩写 GlcA GlcUA GalN GlcN GalNAc GlcNAc Mur MurNAc NeuNAc Sia
生物化学第1章糖类
糖类的生物学作用
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. 在生物体内转变为其他物质 4. 作为细胞识别的信息分子
生物化学第1章糖类
糖类的命名与分类
具体某一种糖的命名，常见的糖多数是根据糖的 来源给予一个通俗名称，如葡萄糖、果糖、蔗糖等。
根据糖分子中含有醛基还是酮基，分别称为醛糖 和酮糖。
后来发现有些糖，如鼠李糖（C6H12O5）和脱氧核糖
（C5H10O4）等，它们的分子中H和O的原子数之比并
非 2:1 ， 而 一 些 非 糖 物 质 ， 如 甲 醛 （ CH2O ） 、 乙 酸
（ C2H4O2 ） 和 乳 酸 （ C3H6O3 ） 等 ， 它 们 分 子 中 的 H
和O之比却都是2:1，所以“碳水化合物”这一名称并
甘油醛
生物化学第1章糖类
投影式
透视式
生物化学第1章糖类
单
糖
型
的 相
对
构
三碳醛糖
四碳醛糖
以离羰基 碳最远的 那个手性 碳原子的 构型为该 糖分子的 DL构型
赤藓糖
生物化学第1章糖类
苏糖
五碳醛糖
核糖
阿拉伯糖
木糖
生物化学第1章糖类
来苏糖
六
阿洛糖
阿卓糖
葡萄糖甘露糖Fra bibliotek碳醛
糖
古洛糖
艾杜糖 生物半化学乳第糖1章糖类 塔罗糖
不恰当。
生物化学第1章糖类
糖类的名称
在 英 文 中 ， 较 简 单 的 糖 类 常 称 为 sugar 或 saccharide， saccharide一词常被冠以词头，用作 糖 的 类 别 名 称 ， 如 monosaccharide （ 单 糖 ） 、 disaccharide （二糖） 、oligosaccharide（寡糖）、 polysaccharide （ 多 糖 ） 等 。 在 复 合 糖 中 ， 以 glyco- 为 词 头 ， 如 glycolipid （ 糖 脂 ） 、 glycoprotein（糖蛋白）等。
生物化学第1章糖类
单 糖 半分 缩子 醛内 形 成
吡喃糖和呋喃糖
生物化学第1章糖类
吡喃 呋喃
吡喃糖两种可能的椅式构象
生物化学第1章糖类
环 构式
结
链 构式
结
醛糖氧化成 糖酸
生物化学第1章糖类
单糖衍生物Ⅰ
葡萄糖醛酸
生物葡化萄学第糖1章酸糖类
葡萄糖酸内酯
单糖衍生物Ⅱ
半乳糖胺
葡糖胺
乙酰葡糖胺
甘露糖胺
三碳酮糖和四碳酮糖
赤藓酮糖
生物化学第1章糖类
五碳酮糖
核酮糖
生物化学第1章糖类
木酮糖
六碳酮糖
阿洛酮糖
果糖
山梨糖
生物化学第1章糖类
塔格酮糖
表异构体
在含两个以上不对称碳原子的化合物中，只有一个不对 称碳原子构型相反的一对化合物称为表异构体。
生物化学第1章糖类
缩醛和缩酮
生物化学第1章糖类
异头碳的 羟基与最末的 手性碳原子的 羟基具有相同 取向的异构体 称为α异头物， 具有相反取向 的称为β异头物。
根据糖分子的碳原子数目，可称为三碳糖（丙 糖）、四碳糖（丁糖）、五碳糖（戊糖）等。
根据糖类物质的聚合度，可分为单糖、寡糖（二 糖、三糖、四糖等）和多糖。
糖类物质与其他非糖物质的共价结合物，称为复 合糖或糖复合物。有糖脂、糖蛋白、蛋白聚糖等。
生物化学第1章糖类
二、单 糖
甘油醛的对映体
最简单的糖 是甘油醛和 二羟基丙酮
键 连 接
可 以 糖 苷
单 糖 之 间
生物化学第1章糖类
糖与其他基团以糖苷键连接
配基
糖基 （L-鼠李糖）
糖基 （龙胆二糖）
配基
Ouabain 乌本（箭毒）苷
生物化学第1章糖类
Amygdalin 苦杏仁苷
三、寡 糖
两个至若干个单糖以糖苷键连接起来的物质称 为寡糖，更多个单糖以糖苷键连接起来的物质称为 多糖。寡糖与多糖之间并没有严格的分界。
尽管“碳水化合物”这个词不确切，但“糖 类”和“碳水化合物”这两个词现在还是通用。
生物化学第1章糖类
糖类的存在与来源
糖类是地球上数量最多的一类有机化合物。 地球的生物量干重的50%以上是由糖的聚合物构 成的。糖类物质按干重计占植物的85%～90%， 占细菌的10%～30%，在动物中小于2%。
地球上糖类物质的根本来源是绿色细胞进行 的光合作用。