第二章 糖类化合物《生物化学》
《生物化学》——糖类概述
一、糖类的结构与功能
最初，糖类化合物用Cn(H2O)m表示，统称碳水化合物。 鼠李糖及岩藻糖（C6H12O5)、脱氧核糖（C5H10O4)
定义：
糖类是多羟基的醛或多羟基酮及其缩聚物 和某些衍生物的总称。
糖类的生物学意义：1.是一切生物体维持生命活 动所需能量的主要来源；2.是生物体合成其它化 合物的基本原料；2.充当结构性物质；4.糖链是 高密度的信息载体，是参与神经活动的基本物质； 5.糖类是细胞膜上受体分子的重要组成成分，是 细胞识别和信息传递等功能的参与者。
β-(1,4)糖苷键
N-乙酰-D-氨基葡萄糖
壳多糖（几丁质）
三、糖复合物
——是糖类的还原端和其他非糖组分以共价键结合 的 产物。 （一）糖蛋白与蛋白多糖
两种不同类型苷键： N-糖苷键（肽链上的天冬酰胺的氨基 与糖基上的半缩醛羟基形成）；O-糖苷键（肽链上的丝氨 酸或苏氨酸的羟基与糖基上的半缩醛羟基形成） 糖蛋白中寡糖链末端糖基组成的不同决定人体的血型。 O型：Fuc（岩藻糖） A型：Fuc和GNAc（乙酰氨基葡萄糖）
B型：Fuc和Gal（半乳糖）
（二）糖脂与脂多糖
——脂类与糖（或低聚糖）结合的一类复合糖。
1.甘油醇糖脂：甘油二酯与己糖（半乳糖、甘露糖 和脱氧葡萄糖）结合而成。 2.N-酰基神经醇糖脂：
R—NH OH
R′—O—CH2—CH—CH—CH=CH—C13H27
（R′为糖基或糖链基；R为脂肪酸链。）
（三）肽聚糖 肽聚糖也称黏肽或胞壁质。可看成是由一种基本结构单 位重复排列构成的（胞壁肽）其结构如下：
α-1,4-糖苷键
β-1,4-糖苷键
α-1,2-糖苷键
α-1,4-糖苷键
[生物化学知识重点]
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[生物化学知识重点]生物化学知识重点第一章绪论1.生物化学的发展过程大致分为三阶段：叙述生物化学、动态生物化学和机能生物化学。
2.生物化学研究的内容大体分为三部分：①生物体的物质组成及生物分子的结构与功能②代谢及其调节③基因表达及其调控第二章糖类化学1.糖类通常根据能否水解以及水解产物情况分为单糖、寡糖和多糖。
2.单糖的分类：①按所含C原子的数目分为：丙糖、丁糖......②按所含羰基的特点分为：醛糖和酮糖。
3. 葡萄糖既是生物体内最丰富的单糖，又是许多寡糖和多糖的组成成分。
4. 甘油醛是最简单的单糖。
5. 两种环式结构的葡萄糖：6.核糖和脱氧核糖的环式结构：（见下图）CH2OH CH2OHO O OH HOCH2 O OH HOCH2 O OHHO OH OH HO OHOH OH OH OH OH Hα-D-(+)-砒喃葡萄糖β-D-(+)-砒喃葡萄糖β-D-核糖β-D-脱氧核糖7.单糖的重要反应有成苷反应、成酯反应、氧化反应、还原反应和异构反应。
8.蔗糖是自然界分布最广的二糖。
9.多糖根据成分为：同多糖和杂多糖。
同多糖又称均多糖，重要的同多糖有淀粉、糖原、纤维素等；杂多糖以糖胺聚糖最为重要。
10. 淀粉包括直链淀粉和支链淀粉。
糖原分为肝糖原和肌糖原。
11. 糖胺聚糖包括透明质酸、硫酸软骨素和肝素。
第三章脂类化学1. 甘油脂肪脂肪酸短链脂肪酸、中链脂肪酸和长链脂肪酸（根据C原子数目分类）脂类饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸（根据是否含有碳-碳双键分类）类脂：磷脂、糖脂和类固醇2. 亚油酸、α亚麻酸和花生四烯酸是维持人和动物正常生命活动所必必需的脂肪酸，是必需脂肪酸。
3. 类花生酸是花生四烯酸的衍生物，包括前列腺素、血栓素和白三烯。
4. 脂肪又称甘油三酯。
右下图是甘油三酯、甘油和脂肪酸的结构式：5. 皂化值：水解1克脂肪所消耗KOH的毫克数。
CH2-OH CHOOC-R1皂化值越大，表示脂肪中脂肪酸的平均分子量越小。
生物化学糖类试题及参考答案
第二章糖类化学一、单项选择题1．自然界分布最广、含量最多的有机分子是A. 蛋白质B. 核酸C. 水D. 糖类E. 脂类2. 以下哪个是碳水化合物？A. 二羟丙酮B. 甘油C. 类固醇 C. 乳酸D.腺嘌呤3. 以下哪个单糖最小？A. 半乳糖B. 甘油醛C.果糖D. 核糖E. 脱氧核糖4. 以下哪个单糖是酮糖？A. 半乳糖B. 果糖C.甘油醛D. 核糖E. 脱氧核糖5. 自然界中最丰富的单糖是A. 半乳糖B. 核糖C.葡萄糖D. 脱氧核糖E. 蔗糖6. 以下哪个含有果糖A. 淀粉B. 肝素C. 乳糖D. 麦芽糖E. 蔗糖7. 单糖分子至少含几个碳原子？A. 2B. 3C. 4D. 5E. 68. 以下哪个是不含手性碳原子的单糖？A. 半乳糖B. 二羟丙酮C. 甘油醛D. 核糖E. 脱氧核糖9. 纤维素中的1个葡萄糖有几个手性碳原子？A. 2B. 3C. 4D. 5E. 610. 糖原与纤维素中的葡萄糖只有1个碳原子不同，它是几号碳原子？A. 1B. 2C. 3D. 4E. 511. 葡萄糖的构型是由它的几号碳原子决定的？A. 1B. 2C. 3D. 4E. 512. 在溶液中，以下哪个糖没有半缩醛结构？A. 半乳糖B. 二羟丙酮C. 乳糖D. 麦芽糖E. 脱氧核糖13. 葡萄糖在中性溶液中有几种异构体？A. 2B. 3C. 4D. 5E. 614. 以下哪种分子结构中有呋喃环结构？A. 胆固醇B. 核酸C. 前列腺素D. 乳糖E. 组氨酸15. 在溶液中，以下哪个糖没有旋光性？A. 二羟丙酮B. 麦芽糖C. 乳糖D. 脱氧核糖E. 蔗糖16. 以下哪种单糖的构象最稳定？A. α-吡喃葡萄糖B. α-吡喃果糖C. α-呋喃果糖D. β-吡喃葡萄糖E. β-吡喃果糖17. 乳糖中的半乳糖是A. α-吡喃半乳糖B. α-呋喃半乳糖C. α-吡喃半乳糖和β-吡喃半乳糖D. β-吡喃半乳糖E. β-呋喃半乳糖18. RNA中的核糖是A. α-吡喃核糖B.α-呋喃核糖C.α-呋喃核糖和β-呋喃核糖D. β-吡喃核糖E. β-呋喃核糖19. 以下哪个不是还原糖？A. 果糖B. 麦芽糖C. 乳糖D. 脱氧核糖E. 蔗糖20. 蔗糖分子中果糖的几号碳原子有半缩醛羟基？A. 1B. 2C. 3D. 4E. 521. 以下哪个分子中没有糖苷键？A. CoAB. FMNC. NADHD. 肝素E. 纤维素22. 含有α-1,4-糖苷键的是A. 硫酸软骨素B. 麦芽糖C. 乳糖D. 纤维素E. 蔗糖23. 哪个反应是还原糖的特征反应？A. 彻底氧化分解生成CO2和H2OB. 发生酶促氧化反应C. 与非碱性弱氧化剂反应D. 与碱性弱氧化剂反应E. 与较强氧化剂反应(如稀HNO3)24. 班氏试剂是由硫酸铜、碳酸钠和柠檬酸钠配制而成的一种深蓝色溶液，临床常用该试剂检验尿糖，其中与葡萄糖反应的成分是A. 钠离子B. 柠檬酸根C. 硫酸根D. 碳酸根E. 铜离子25. 葡萄糖在哪个条件下的反应产物具有保肝、解毒作用？A. 彻底氧化分解生成CO2和H2OB. 发生酶促氧化反应C. 与非碱性弱氧化剂反应D. 与碱性弱氧化剂反应E. 与较强氧化剂反应(如稀HNO3)26. 葡萄糖在哪个条件下的反应产物积聚在糖尿病患者的晶状体中，易引起白内障？A.发生酶促氧化反应B. 还原反应C. 与非碱性弱氧化剂反应D. 与碱性弱氧化剂反应E. 与较强氧化剂反应(如稀HNO3)27. 由不只一种单糖构成的是A. 麦芽糖B. 乳糖C. 糖原D. 纤维素E. 支链淀粉28. 与直链淀粉不同的是支链淀粉含有哪种糖苷键？A. α-1,2-糖苷键B. α-1,3-糖苷键C. α-1,4-糖苷键D. α-1,5-糖苷键E. α-1,6-糖苷键29. 含有L-单糖的是A. 肝素B. 硫酸软骨素C. 葡聚糖D. 透明质酸E. 血型物质30. 在ABO系血型物质中，O型血鞘糖脂的糖链末端糖基是A. 半乳糖B. 葡糖醛酸C. 葡萄糖D. 唾液酸E. 岩藻糖二、多项选择题1. 能与葡萄糖形成糖苷键的是A. 班氏试剂B. 半乳糖C. 果糖D. 甲醇E. 磷酸2. 葡萄糖在生物体内的氧化产物有A. 6-磷酸葡萄糖B. CO2和H2OC. 葡糖醛酸D. 葡萄糖二酸E. 葡萄糖酸3. 同多糖由同一种单糖组成，包括A. 阿拉伯胶B. 淀粉C. 糖胺聚糖D. 糖原E. 纤维素4. 支链淀粉和糖原分子都含有A. α-1,3-糖苷键B. α-1,4-糖苷键C. α-1,6-糖苷键D. β-1,3-糖苷键E. β-1,4-糖苷键。
生物化学 第二章 糖类的化学
化铜的碱性溶液）。
单糖的立体结构 两种构象：船式结构、椅式结构
CH2OH HO HO O OH OH
HO HO
CH2OH HO HO
O
OH
β-D-葡萄糖
CH2OH O OH OH
α-D-葡萄糖
HO HO CH2OH O OH
OH
OH
α-D-半乳糖
α-D-阿洛糖
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椅式
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比旋光度(旋光率):
D
t
t D
cL
100
L为光程，即旋光管的长度，dm； c为浓度，即在100mL溶液中所含溶质的质量，g；
是在以钠光灯（称为D线，为589.6nm和589.0nm）为
t D
光源、温度为t的条件下实测的旋光度。
CH 2OH
CH 2OH
果糖
CH 2OH
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几个概念： 旋光异构、旋光异构体 对映异构体:若两个分子互为镜像关系， 称这两个分子为对映异构体。它们的旋 光活性正好相反，但旋光度相同。 外消旋体:等量的一对对映异构体混合， 旋光性恰好互相抵消，即得到没有旋光 活性的体系，此体系为外消旋体。
第二章 糖类的化学
第一节 概述
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一、糖的定义与元素组成
1、定义
糖类物质是一类多羟基醛或多羟基酮类化 合物或聚合物； 在生物体内，糖类物质主要以均一多糖、 杂多糖、糖蛋白和蛋白聚糖形式存在。
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生物化学复习资料
第一章绪论生物化学：简单来讲，研究生物体内物质组成(化学本质）和化学变化规律的学科。
生物化学的研究内容：生物分子的结构及功能（静态生化）；物质代谢及其调节（动态生化）；生命物质的结构及功能的关系及环境对机体代谢的影响（功能生化）。
第二章糖类化学一、糖的定义及分类糖类是一类多羟基醛（或酮），或通过水解能产生这些多羟基醛或多羟基酮的物质。
糖类分类：（大体分为简单糖和复合糖）单糖：基本单位，自身不能被水解成更简单的糖类物质。
最简单的多羟基醛或多羟基酮的化合物。
Eg:半乳糖寡糖：2～10个单糖分子缩合而成，水解后可得到几分子单糖。
Eg:乳糖多糖：由许多单糖分子缩合而成。
如果单糖分子相同就称为同聚多糖或均一多糖；由不同种类单糖缩合而成的多糖为杂多糖或不均一多糖。
复合糖：是指糖和非糖物质共价结合而成的复合物，分布广泛，功能多样，具有代表性的有糖蛋白或蛋白聚糖，糖脂或脂多糖。
二单糖1、单糖的构型：在糖的化学中，采用D/L法标记单糖的构型。
单糖构型的确定以甘油醛为标准。
距羰基最远的手性碳及D-(+)-甘油醛的手性碳构型相同时，为D型；及L-(-)-甘油醛构型相同时，为L型。
2、对映异构体：互为镜像的旋光异构体。
如：D-Glu及L-Glu3、旋光异构现象：不对称分子中原子或原子团在空间的不同排布对平面偏振光的偏正面发生不同影响所引起的异构现象。
4、差向异构体：具有两个以上不对称碳原子的的分子中仅一个不对称碳原子上的羟基排布方式不同。
如：葡萄糖及甘露糖；葡萄糖及半乳糖。
5、环状结构异构体的规定：根据半缩醛羟基及决定直链DL构型的手性碳上羟基处于同侧为α，异侧为β。
（只在羰基碳原子上构型不同的同分异构体）6、还原糖：能还原Fehling试剂或Tollens试剂的糖叫还原糖。
分子结构中含有还原性基团（如游离醛基半缩醛羟基或游离羰基）的糖，还原糖是指具有还原性的糖类，叫还原糖。
1)单糖和寡糖的游离羰基，有还原性。
2)以开链结构存在的单糖中除了二羟丙酮外均具有游离羰基。
第二章糖类的生物化学
第二章糖类的生物化学第二章糖类的生物化学糖类生物化学是在以糖链为“生物信息分子”的水平上，阐明多细胞生物的高层次生命现象的一门科学。
它是20世纪90年代才发展起来的生物化学中最后一个广褒前沿。
1993年科学家们提出，将研究糖类的方法和基本技术，以及把基础研究获得的知识进一步转化为生产技术等领域称为“糖生物工程”。
1993年5月在美国旧金山召开首届“国际糖生物工程会议”。
在生物体内，除核酸和蛋白质外，糖类是第三大类信息分子。
与DNA不同，糖类的作用不是贮存信息，而是进行通讯识别。
核酸和蛋白质是以分子量大为基础贮存大量的生物信息，而糖类作为信息分子则是以其结构多样性为特征。
6种不同结构的单糖可形成108种异构体，糖类化合物所拥有的异构体数和多种多样的连接方式可以构成一个巨大的信息库。
如果把20种氨基酸构成千变万化的蛋白质比拟为由26个字母组成一本厚厚的词典，那么由不到10种常见单糖构成种类纷繁的寡糖和多糖，则可比喻为由7个音符组成无数优美动听的乐谱。
糖类物质的生物学功能1 糖类是生物细胞结构的组成成分2 糖类是生物体中重要的能源物质3 糖类参与细胞识别和细胞信息传递4 糖类是合成其他重要生物分子的碳架来源5 糖类对生物机体具有保护和润滑作用第一节天然单糖天然单糖是指已在自然界发现或从生物材料中检出，并已确认其存在的单糖及其衍生物。
不包括人工合成的糖。
一、天然单糖的分布：六十年代后期，人们应用层析技术检测了多种动物、植物和生物材料，其结果是在动物体内糖含量只占其干重的2%左右，这表明动物极少贮存糖类物质，而不是不需要糖类物质。
植物体内，糖含量占干重的85-95%，表明植物体的结构和贮存物绝大多数是糖类化合物。
在微生物体内，糖含量约占其干重的10-30%，居中。
对其中的单糖进行统计分析结果表明，醛糖及其衍生物约600多种、酮糖及其衍生物180多种。
游离单糖中除D-葡萄糖和D-果糖大量存在外，其它天然存在的单糖基本上是以微量存在的。
生物化学第2章复习题(糖的化学)
课外练习题一、名词解释1、寡糖：由少数几个单糖通过糖苷键连接起来的缩醛衍生物。
2、多糖：由许多单糖分子缩合而成，水解后可生成许多分子单糖3、结合糖：糖与非糖物质共价结合而成的复合物4、糖蛋白：专指由寡糖链与多肽链共价相连所构成的复合糖链5、蛋白聚糖：蛋白质与糖胺聚糖通过共价键连接而成的化合物6、变旋现象：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，最后达到平衡，成为变旋现象。
二、填空1、糖根据其聚合度分为（单糖）、（寡糖）和（多糖）；2、糖根据其组成可分为（糖蛋白）、（蛋白聚糖）、（糖脂）和（脂多糖）；3、单糖有（醛糖）和（酮糖）两种类型；单糖可根据其含（碳原子）多少分为丙糖、丁糖、戊糖、己糖和庚糖；4、所有的醛糖都是由（甘油醛）衍生而来，所有的酮糖都是由（二羟丙酮）衍生而来；5、单糖由直链结构变成环状结构后，（羰基碳原子）成为新的手性中心，产生两个非对映异构体，手性碳原子上（羟）基向下的为 异头物；6、还原性双糖有游离的（半缩醛羟基），具有（还原性）、（变旋）现象等；7、重要的磷酸糖有（5-磷酸核糖）、（6-磷酸葡萄糖）和（1-磷酸葡萄糖）等；8、构成DNA的（脱氧核糖）的脱氧位置在第2位碳原子；9、甘油、肌醇和核醇等均是（糖醇）；10、多糖按其组成分类分为（均一多糖）、（不均一多糖）、（粘多糖）和（结合糖）；11、较重要的多糖有（淀粉）、（糖原）、（维生素）和（几丁质）等；12、重要的粘多糖有（肝素）、（硫酸软骨素）和（透明质酸）等；13、单糖分子除（二羟丙酮）外都含有不对称碳原子；14、单糖分子的D-型和L-型由离（羰基）最远的不对称碳原子上的（羟基）方向来确定的，分子不对称的化合物具有旋光性；15、单糖有（链状）结构和（环状）结构，它们实际上是同分异构体；16、重要的双糖有（乳糖）、（蔗糖）和（麦芽糖）；17、直链淀粉遇碘呈（蓝）色，支链淀粉遇碘呈（红）色，糖原遇碘呈（红）色；18、糖原和支链淀粉结构上很相似，都由许多（D-葡萄糖）组成，它们之间通过（）和（）两种糖苷键相连。
食品生物化学---第2章
食品生物化学
图2-1
戊糖的结构式
食品生物化学
2．己糖
生物体中常见的己糖有D-葡萄糖、D-半乳糖、D-果糖、D甘露糖。
D-葡萄糖是自然界分布最广也最重要的糖，可以为人体直接 吸收而提供给人体能量。工业上以淀粉为原料用无机酸或酶水解 的方法大量制得。 D-果糖也是自然界中最重要的单糖，多与葡萄糖同时存在于 植物中。工业上可用异构化酶在常温常压下使葡萄糖转化为果糖。 果糖甜度高，风味好，吸湿性强，在食品工业中得以广泛应用。 D-半乳糖是乳糖、蜜二糖、棉籽糖、琼胶、半纤维素的组成 成分，在生物体中很少游离存在。
食品生物化学
（5）渗透压 任何溶液都有渗透压，一定浓度的糖溶液， 有一定的渗透压，其渗透压随浓度增高而增大。在相同浓度下， 溶液的分子量愈小，分子数目愈多，渗透压力愈大。单糖的渗 透压是双糖的两倍，葡萄糖和果糖与蔗糖相比就有较高的渗透 压。糖液的渗透压力使微生物菌体失水，生长受到抑制，所以 糖藏是一种重要的保存食品方法。渗透压愈高的糖，对食品保 存效果愈好。50%蔗糖溶液能抑制一般酵母的生长，但若要抑 制细菌和霉菌生长，则分别要求65%和80%的浓度。 （6）黏度 葡萄糖和果糖的黏度较蔗糖低，中低转化糖浆 的黏度较大，用于食品可提高粘稠度和口感，可作为填充剂和 增稠剂广泛用于各种饮料、冷食、冲饮品中。
食品生物化学
表2-4
糖 糖 类 20℃ 30℃ 浓 度 溶解度 /%
糖的溶解度
40℃ 浓 度 溶解度 /g/100g 水 50℃ 浓度/% 溶解度 /g/100g 水
浓 度 溶解度/ /% 类 果 78.94 蔗 g/100g 水
(g/100g 水) /%
果 糖 蔗 糖 葡 萄 糖
374.78
81.54 441.70
第二章糖类生物化学-思考题-2008
色。
⒒ 糖蛋白中，糖经常与蛋白质的
、
、和
氨基酸残基的侧链基团相连。糖
蛋白的糖苷键主要有
和
。
12．在溶液中已糖可形成
和
两种环状结构，由于环状结构的形成不对
称碳原子又增加了
个。
13．棉籽糖分子含有
、
、和
三种单糖。
14．糖原和淀粉在结构上很相似，都有许多
组成，它们之间通过 和 两种糖苷键相
连。二者在结构上的主要差别在于糖原分子比支链淀粉 、 和 。
二、判断是非 ⒈ 蔗糖由葡萄糖和果糖组成，它们之间以α （1→6）糖苷键连接。 ⒉ 糖蛋白分子中以蛋白质组分为主，蛋白聚糖分子中以糖胺聚糖（黏多糖、酸多糖）为主。 ⒊ 糖脂分子中以脂类为主；脂多糖分子以多糖为主。 ⒋ 天然葡萄糖分子多数以呋喃型结构存在。 ⒌ 植物的骨架多糖是纤维素，动物骨架多糖是几丁质。 ⒍ 多糖无还原性、无变旋现象、也无旋光。 ⒎ 几丁质是 N-乙酰-D-葡萄糖胺以β （1→4）糖苷键构成的均一多糖。 ⒏ 肝素是一种糖胺聚糖，有阻止血液凝固的特性。 ⒐ D-葡萄糖的对映体为 L-葡萄糖，后者存在于自然界。 ⒑ 人体不仅可利用 D-葡萄糖，而且可利用 L-葡萄糖。 ⒒ 糖的变旋现象是指糖溶液放置后，旋光方向从右旋变成左旋或从左旋变成右旋，原因是由于糖在
溶液中起了化学变化。 ⒓ 由于酮类无还原性，所以酮糖也无还原性。
-1-
中国海洋大学海洋生命学院
生物化学习题
2008 年修订
⒔ 果糖是左旋的，因此它属于 L-构型。 ⒕ 糖原、淀粉和纤维素都有还原性末端，所以都具有还原性。 ⒖ 从热力学上讲，葡萄糖的船式构象比椅式构象更稳定。 ⒗ 肽聚糖分子中不仅有 L-型氨基酸，而且还含有 D-型氨基酸。 ⒘ 葡萄糖和半乳糖是不同类型的单糖，但α -D-葡萄糖和β -D-葡萄糖是相同的单糖。 ⒙ 果糖是六糖。 19．单糖有异头物、异构物和多羟基，因此单糖基能形成种类繁多的不同结构的多糖。 20．一切有旋光性的糖都具有变旋现象。 21．糖链的合成无模板，糖基的顺序由基因编码的转移酶决定。 22．葡萄糖分子可以有 4 个手性中心，也可以有 5 个手性中心。
第二章生物化学糖类的化学教学案例
5、碱反应
在弱碱作用下，葡萄糖、果糖和甘 露糖三者可通过烯醇式而相互转化， 称为烯醇化作用。
形成差向 异构体
食品在油炸、焙烤等加工和储藏过 程中，还原糖（主要是葡萄糖）同游 离氨基酸或蛋白质分子中的游离氨基 等含氨基化合物发生羰氨反应，这种 反应即美拉德反应。可产生褐变产物， 包括可溶性与不溶性的聚合物，引起 食品的颜色加深和风味变化。
利与弊！
第三节 寡糖 一 寡糖的结构
1、麦芽糖(葡萄糖 （14）葡萄糖苷）
性质： ① 变旋现象 ② 具有还原性
2、乳糖（葡萄糖-（14）半乳糖苷） 结构： -半乳糖 (1-4)糖苷键 (或)-葡萄糖
CH2OH
OH
OH 1
CH2OH
4
OH
O OH
OH
OH
性质：① 有变旋现象 ② 具有还原性
3、蔗糖（葡萄糖-，（12）果糖苷）
• 支链淀粉的分支点应具有-1,6-糖苷键的结构。
支 链 淀 粉 的 结 构
还原端？ 非还原端？
2、糖原
• 糖原为动物体内贮存的主要多糖，此多 糖相当于植物体内贮存的淀粉，所以糖 原也称为动物淀粉；高等动物的肝脏和 肌肉组织中含有较多的糖原。
• 人类肝脏中的糖原含量可达肝脏于重的 百分之十左右。软体动物也含有糖原， 甚至于在玉米和一些细菌中也曾发现能 合成类似糖原的多糖成分。
第二节 单糖
一 单糖的旋光性与开链结构 单糖具有旋光性：
1、旋光性？
[α]
D=t
αDt —————×100
c×L
变旋: 在溶液中，糖的链状结构和环状结构(、
)之间是可以相互转变，最后达到一个动态平 衡，称为变旋现象。
生物化学 糖类
四、单糖的环状结构
• 呋喃型（五元环）： 呋喃型（五元环）： ）：C1与C4连接 • 吡喃型（六元环）： 吡喃型（六元环）： ）：C1与C5连接
四、单糖的环状结构
OH H H OH HO H OH H OH H H OH OH O H HO H H OH OH O H
α-D-吡喃葡萄糖
OH H H OH HO H H OH OH OH
二、糖 的 概 念
一类含多羟基醛 多羟基醛 或多羟基酮 多羟基酮化合物， 多羟基酮 以及它们的衍生物 或聚合物的总称， 又称糖类化合物。
糖类由C、H、O三种 元素组成，可用实验式 Cn（H2O）m表示，但 H：O=2：1
二、糖 的 概 念
符合通式的不一定是糖， 符合通式的不一定是糖，如：甲 乙酸(CH2O)2 、乳酸 醛(CH2O)1、乙酸 (CH2O)3等； 有些糖类不一定符合该通式， 有些糖类不一定符合该通式，如： 鼠李糖（ ），脱氧核糖 鼠李糖（C6H12O5），脱氧核糖 （C5H10O4）。
开链型式
的手性碳原子上 手性碳原子上 羟基（ 的羟基（即靠近 波醇基的碳原子 上的羟基） 上的羟基）处以
环状结构
碳链的同一侧 碳链的同一侧时 同一侧时 反之， 为α-型，反之， 异侧时为β 异侧时为β-型。
葡萄糖的链状结构与环状结构的互变
四、单糖的环状结构
• 异头物 异头物(anomer)： ： 指在羰基（carbonyl）碳原子上的构型彼此不同的单 糖同分异构体形式 。D-glucose的α-和β-型即是一对异头 物。它们是非对映异体。 • 醛戊糖和醛己糖的表现仿佛是它们含有的手性碳原子比 Fischer投影式给出的结构中的手性碳多。 • 研究表明D-葡萄糖存在着两种类型，每一种都含有5个 （而不是4个）不对称碳，这个额外的不对称碳的来源是 分子内的环化反应，导致形成一个新的手性碳，这两个新 的立体异构体称之异头物 。
生物化学笔记糖类(两篇)
引言概述：在生物化学中，糖类是一类重要的生物大分子，它们起到许多生物学过程中至关重要的作用。
本文将重点讨论糖类（二）的相关知识。
糖类（二）是指由两个单糖分子通过特定的化学反应形成的二糖和寡糖，如蔗糖、乳糖和麦芽糖等。
正文将从5个大点展开讨论糖类（二）的结构、合成、代谢与功能等方面。
正文内容：一、糖类（二）的结构1.二糖的结构：二糖由两个单糖分子通过糖基键连接而成，如蔗糖由葡萄糖和果糖分子组成。
2.寡糖的结构：寡糖是由数个单糖分子通过糖基键连接而成，如麦芽糖由两个葡萄糖分子组成。
二、糖类（二）的合成1.二糖的合成：二糖的合成通常通过苷基转移反应完成，具体涉及底物、酶和能量的参与。
2.寡糖的合成：寡糖的合成一般通过酶催化的糖苷化反应完成，不同的酶催化反应形成不同的寡糖。
三、糖类（二）的代谢1.二糖的降解：二糖经过胞外或细胞内酶的作用被降解为单糖，进入细胞内后进一步代谢产生能量。
2.寡糖的降解：寡糖的降解常涉及多个酶的参与，其中一些酶具有高度特异性。
3.二糖和寡糖的代谢缺陷：一些人体或动物可能缺乏特定酶参与二糖或寡糖的代谢，从而导致相关疾病。
四、糖类（二）的功能1.营养作用：糖类（二）是生物体的重要能量来源，提供人体所需的能量。
2.结构作用：糖类（二）在生物体中起到细胞膜的构建和细胞结构的稳定作用。
3.信号传导：一些糖类（二）能够作为信号分子，参与细胞间的信号传递过程。
4.生物保护作用：某些糖类（二）在细胞外形成保护性的外壁或囊泡，起到保护细胞的功能。
5.生物识别作用：糖类（二）在细胞识别和相互作用过程中发挥重要作用，如细胞黏附和受精过程中的作用。
五、糖类（二）的应用1.食品工业：蔗糖和麦芽糖是广泛应用于食品工业中的常见糖类（二），它们具有甜味和溶解性，用于增加食品的口感和甜度。
2.生物医药：某些糖类（二）在生物医药领域具有重要应用，如乳糖在乳糖不耐症患者中的应用。
3.化学合成：糖类（二）的特殊结构和功能使其在有机合成中有广泛应用，如用于合成天然产物和药物分子。
生物化学笔记第二章糖类
生物化学笔记－--第二章--糖－-－类————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:ﻩ第二章糖类提要一、定义糖、单糖、寡糖、多糖、结合糖、呋喃糖、吡喃糖、糖苷、手性二、结构１.链式:Glc、Mａn、Gal、Ｆｒu、Rib、ｄＲib 2．环式：顺时针编号，D型末端羟甲基向下,α型半缩醛羟基与末端羟甲基在两侧。
３.构象:椅式稳定,β稳定，因其较大基团均为平键。
三、反应１．与酸:莫里斯试剂、西里万诺夫试剂。
2.与碱:弱碱互变，强碱分解。
3.氧化:三种产物。
4.还原：葡萄糖生成山梨醇。
5．酯化6.成苷:有α和β两种糖苷键。
7．成沙：可根据其形状与熔点鉴定糖。
四、衍生物氨基糖、糖醛酸、糖苷五、寡糖蔗糖、乳糖、麦芽糖和纤维二糖的结构六、多糖淀粉、糖原、纤维素的结构粘多糖、糖蛋白、蛋白多糖一般了解七、计算比旋计算,注意单位。
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聚合度分,糖可分为单糖、寡糖、多糖。
也可分为：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2-2０个单糖分子构成,其中以双糖最普遍。
第二章-糖类--王镜岩《生物化学》第三版笔记(完美打印版)文库
第二章糖类提要一、定义糖、单糖、寡糖、多糖、结合糖、呋喃糖、吡喃糖、糖苷、手性二、结构1.链式：Glc、Man、Gal、Fru、Rib、dRib2.环式：顺时针编号，D型末端羟甲基向下，α型半缩醛羟基与末端羟甲基在两侧。
3.构象：椅式稳定，β稳定，因其较大基团均为平键。
三、反应1.与酸：莫里斯试剂、西里万诺夫试剂。
2.与碱：弱碱互变，强碱分解。
3.氧化：三种产物。
4.还原：葡萄糖生成山梨醇。
5.酯化6.成苷：有α和β两种糖苷键。
7.成沙：可根据其形状与熔点鉴定糖。
四、衍生物氨基糖、糖醛酸、糖苷五、寡糖蔗糖、乳糖、麦芽糖和纤维二糖的结构六、多糖淀粉、糖原、纤维素的结构粘多糖、糖蛋白、蛋白多糖一般了解七、计算比旋计算，注意单位。
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聚合度分，糖可分为单糖、寡糖、多糖。
也可分为：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2-20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（水解是产生20个以上单糖分子）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。
糖类生物化学
提要：
糖，单糖，寡糖，多糖，结合糖 糖的生物学意义
单词
sugar, carbohydrate, saccharides…
前缀
Glycobiology, Glycoprotein, Glycolipid…
后缀
-ose, -saccharide or -glycan
2、糖的分类（classification）
1）．单糖（monosaccharide）：是多 羟醛或多羟酮
不能被水解变成更简单的糖的糖类（更 小分子的糖）。
① 碳原子数目：丙糖(triose)，丁糖(terose)， 戊糖(pentose)、己糖(hexose)庚糖 (Heptose)辛糖(Octose)。
Pachymaran 、灵芝多糖Ganoderma lucidum polysaccharide 、昆布多糖Laminarine等]；
细菌、酵母的细胞壁糖;
结缔组织中的糖[肝素、透明质酸、硫酸软骨 素、硫酸皮肤素等];
核酸的糖、脂多糖[糖脂]、糖蛋白[蛋白聚糖] 中的糖;
细胞膜及其他细胞结构中的糖以及其他生物 活性糖分子。
3．可作为生物体的结构物 质。
如纤维素、它是构成 植物细胞壁的主要成份。 几丁质和肽聚糖是构成微 生物细胞壁的主要成份。 还有些多糖作为动物细胞 外的间质中的构造分子。
4. 作为细胞、生物体的贮藏物质 如植物里合成淀粉，动物细胞中有糖原等。
5．可作为细胞识别的 信息分子。
参与细胞与细胞 的识别（分子识别） 与细胞通讯；
4)、结合糖(复合糖，糖缀合物)：糖类还 可和非糖物质如脂类、蛋白质等结合形成复 合糖（complex saccharide）
如肽聚糖、脂多糖、糖蛋白(蛋白聚糖)、 糖-衍生物：糖醇、糖酸、糖胺、糖 苷
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肽聚糖
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常见单糖及其衍生物的缩写
• 单糖常缩写为三个字母，如葡萄糖 Glucose,半乳糖 galactose, 果糖fructose可分别缩写为 Glc, Gal, Fru。
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2.3 寡糖
二糖
蔗糖 麦芽糖
乳糖 海藻糖
三糖 环糊精 寡糖的还原端
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二糖
• 二糖包含两个通过糖苷键连接的单糖。 • 二糖的单糖基有两种状态：
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麦芽糖
• 麦芽糖是由二分子D-葡萄 糖通过α-1,4糖苷键相连而 成的。 • 麦芽糖分子中存在着半缩醛 羟基，为还原糖。 • 麦芽糖有α-及β-两型。通常 的晶体麦芽糖为β型。 • 麦芽糖大量存在于发芽的种 子中，特别是麦芽中。
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乳糖
• 乳糖由一分子β-D-半乳糖和一分子D-葡萄糖以β-1,4糖苷 键缩合而成。 • 乳糖为还原糖，主要存在于人与动物乳汁中。 • 乳糖也有α、β两型，奶中的乳糖为它们的混合物，一般晶 型乳糖为α型。
单糖的理化性质
单糖的化学性质
重要的单糖
重要的单糖及重要的单糖衍生物
重要的单糖衍生物
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单糖的分子结构
• 单糖含有一个羰基和多个羟基。 • 根据羰基在碳链上的位置可分为，醛糖(Aldoses) 和酮糖 (Ketoses)。
– 最简单的醛糖是甘油醛 (Glyceraldehyde) – 最简单的酮糖是二羟丙酮 (Dihydroxyacetone)
• 单糖开链中的自由羰基可以还原Cu2+ 为Cu+，后者可形成 砖红色的氧化亚铜沉淀。 • 这种颜色反应是Fehling反应的基础，可用于对还原糖的 定量，也用于测定血糖和糖尿病患者的尿糖。
氧化作用
此反应可用于酶法测定血液葡萄糖。 将还原性4-氨基安替比林与酚偶联缩合成可被分 光光度计测定的醌类化合物。
二糖的水解
• 酸解
– 糖苷键易于酸解但对碱耐受。因此可在稀酸下煮沸而水解二糖得 到游离的单糖组分。
• 酶解
– 二糖可以通过特异的酶降解为单糖，如水解蔗糖的蔗糖酶sucrase (也称转化酶invertase)，水解乳糖的乳糖酶lactase(细菌中称β-半 乳糖苷酶)，水解麦芽糖的麦芽糖酶maltase存在于小肠表皮细胞 的外表面。牛奶过敏症是由于肠道缺乏乳糖酶。
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• α-萘酚与糠醛或羟甲基糠醛生成紫色。这一 反应用来鉴定糖的存在，叫莫利西试验。 • 间苯二酚与盐酸遇酮糖呈红色，遇醛糖呈 很浅的颜色，这一反应可以鉴别醛糖与酮 糖，称西利万诺夫试验。 • 醛糖会氧化而使溴水褪色
还原作用
/D-Sorbitol
(a)被还原为糖醇或脱氧糖 (b)肌-肌醇结构 ? ? ? 当 D-甘油醛被还原为甘油，为什么不再有 D/L异构体? ? ? ? D-果糖的还原产物是什么?
ax: axial (vertical)直立键 eq: equatorial 平伏键
单糖的物理性质
• 溶解性 • 甜度 • 旋光度和比旋光度
α
t D
α lc
α: 测得的旋光度 (°) l : 旋光管的长度 (dm) c : 糖液浓度(g/mL)
• 注意：D/L立体异构命名与 d/l (dextrorotatory右旋 / levorotatory左旋)(+/-) 旋光方向的区别。 • 变旋现象
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糖类化合物的定义
• 糖类化合物是多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物和 某些衍生物的总称。 • 根据分子能否水解，以及水解产物组成情况，可 将糖类化合物分为：单糖、寡糖、多糖、糖的衍 生物和复合糖。
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D-甘油醛 D-核糖 D-葡萄糖
果糖
二羟丙酮
糖的通式
• Cn(H2O)n:
Name
三碳糖(Triose) 四碳糖(Tetrose) 五碳糖(Pentose) 六碳糖(Hexose) 七碳糖(Heptose)
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单糖的构象
• 构象是指一个分子中，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。 • 一种构象改变为另一种构象时，不要求其共价键的断裂和 重新形成。 • 吡喃糖环和呋喃糖环并非平面环。吡喃糖环常采取椅式 (chair)和船式(boat)构象，其中椅式构象使扭张强度减到 最低因而较稳定。呋喃环则有信封式(envelope)和扭曲式 (twist)构象。 • 一般而言，平伏键比直立键更稳定。因此在溶液中，β-D葡萄糖比α-D-葡萄糖更占优势。
CH2 OH H OH H OH CH2 OH Erythritol
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成脎反应
• 许多糖可以与苯肼(C6H5NHNH2)反应生成浅黄色的晶体— —脎。各种糖的糖脎都有特异的晶形和熔点，因此常用糖 脎的生成鉴定各种不同的糖。
成脎反应
• 单糖脎衍生物的熔点
• 为什么葡萄糖与甘露糖的糖脎、半乳糖与塔洛糖的糖脎熔 点相同？
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蔗糖
• 蔗糖是由一分子α-D-葡萄糖和一分子β-D-果糖通过α-1,2-β 糖苷键相连而成。 • 蔗糖分子中没有半缩醛羟基，无还原性，为非还原糖。 • 蔗糖是植物组织中最丰富的二糖，主要从甘蔗和甜菜中提 取，是人类需要量最大的寡糖。
蔗糖由α-D-glc与β-D-fru通过 各自的异头碳羟基连接。缩写为 Glc(α1-2β)Fru, 或者Fru(β21α)Glc。
第二章 糖类化合物
2.1 前言 2.2 单糖
2.3 寡糖 2.4 多糖
2.5 糖复合物
糖的生物功能
• 能量储备 • 结构组分
– 植物细胞壁中的纤维素 – 细菌细胞壁的肽聚糖 – 节肢动物外骨骼几丁质 – 动物软骨中的蛋白聚糖
• 碳源物质 • 特殊生理功能
– 作为信息分子，是人的血型、细胞和许多微生物分型的分子基础 – 作为受体、细胞标记、抗原决定簇等，参与细胞粘着、细胞识别、 免疫活性等多种生理活性功能
糖蛋白和核苷中的糖苷键。
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成酯反应
醇可以与酸、酸酐、酰卤反应成酯。自然界最重要的糖 酯有： (1) 磷酸酯 (2) 酰基酯（包括乙酰酯和脂肪酰酯） (3) 硫酸酯
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重要的单糖
1．丙糖：D-甘油醛和二羟丙酮 2．丁糖：D-赤藓糖和D-赤藓酮糖 3．戊糖：戊醛糖主要有D-核糖、D-2-脱氧核糖等。戊酮糖 主要有D-核酮糖、D-木酮糖。 4．己糖 单糖中的己糖最为重要。 重要的己醛糖有D-葡萄糖、D-半乳糖、D-甘露糖、D-山 梨糖等，重要的己酮糖有D-果糖等。在自然界中只有葡萄糖 和果糖有大量的游离状态存在，其它一些单糖主要存在于双 糖或多糖中。
对映体
D/L-甘油醛
D-醛糖
D-甘油醛
D-赤藓糖
D-苏阿糖
D-核糖
D-阿拉伯糖
D-木糖
D-葡萄糖
D-甘露糖
D-半乳糖
D-酮糖
二羟丙酮
赤藓酮糖
核酮糖
木酮糖
果糖
差向异构体
• 两个单糖仅仅在一个手性碳原子上构型不同的，互称为差 向异构体 (Epimers)。 • D-葡萄糖与 D-甘露糖为 C-2差向异构。 • D-葡萄糖与 D-半乳糖为 C-4差向异构。
还原作用
• 山梨醇广泛存在于植物中，如浆果、樱桃、李子、梨、苹 果、海草和藻类等。 • 它的甜度相当于蔗糖的60%，但不被人体代谢，所以可作 为糖尿病患者的替代甜味剂。 • 以下三种其它糖醇在生物界中较为重要。
CH2 OH HO H HO H H OH H OH CH2 OH D -Mannitol CH2 OH H OH HO H H OH CH2 OH Xylitol
– 一种是以一个单糖的半缩醛羟基与另一个单糖的非半缩醛羟基形 成糖苷键，这种二糖仍有一个游离的半缩醛羟基，因而有还原性， 称为还原糖。 – 另一种二糖的糖苷键由两个半缩醛基连接而成的，因没有游离的 半缩醛羟基，为非还原糖。
• 蔗糖(Sucrose)，乳糖(lactose)和麦芽糖(maltose)是自然 界最为丰富的二糖。
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糖的分类
根据分子能否水解，以及水解产物组成情况，可将糖类 化合物分为： 1. 单糖 仅包含一个多羟基醛或多羟基酮单位。 2. 寡糖 由2-10个相同或不同的单糖分子缩合而成，水解时 可获得相应数目和种类的单糖分子。 3. 多糖 含10个以上单糖结构的缩合物。 4. 糖的衍生物 指糖的还原产物、氧化产物、氨基取代物以 及糖苷化合物等。 5. 糖复合物 指糖与非糖物质共价结合而成的复合物，包括 蛋白聚糖、糖蛋白、糖脂等。
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αβ-异头体
吡喃葡萄糖（稳定）与呋喃葡萄糖（不稳定）
D-果糖的环状结构
β-D-吡喃果糖
β-D-呋喃果糖
单糖的环状结构
• 单糖在水溶液中容易形成分子内的半缩醛或半缩酮。对于 六碳醛糖来说，C-1上的醛基和C-5上的羟基可以反应形成 具有六元吡喃环状结构的半缩醛。 C-1上的醛基也可以与 C-4上的羟基反应形成具有五元呋喃环状结构的半缩醛。 • 直链状单糖分子上的醛基与分子内的羟基形成半缩醛时， 分子成为环状结构，同时C1便成为不对称碳原子，半缩 醛羟基可有两种不同的排列方式，由此产生了α型和β型两 种异构体——异头体(anomers)。 • 规定异头体的半缩醛羟基和分子末端-CH2OH基邻近不对 称碳原子的羟基在碳链同侧的称为α型，在异侧的称为β型。
Formula
C 3 H 6 O3 C 4 H 8 O4 C5H10O5 C6H12O6 C7H14O7
八碳糖(Octose)
C8H16O8
• 例外：脱氧糖，甲醛(CH2O) ，乙酸(C2H4O2) ，乳酸 (C3H6O3),脱氧核糖等
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2.2 单糖
单糖的分子结构
单糖的构型 单糖的环状结构 单糖的构象 单糖的物理性质