生物化学第一章糖类
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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(第三版)课后习题详细解答
生物化学（第三版）课后习题详细解答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。
多数糖类具有(CH2O)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。
生物化学第一章糖类
HO O
CH3 OH
CH2OH
H
O
OH
O
O
H
NHAc
-1, 4
-1, 2
蛋白质
H OH
CH2OH
OH ~OH HO
NHCOCH3 N-乙酰氨基-D-葡萄糖
CH2OH
HO
O
OH ~OH
OH D-半乳糖
O CH3 OH~OH HO OH
L-岩藻糖
Ⅱ 寡糖(oligosaccharide)
一.双糖（还原糖与非还原糖）
HO
OH
HO
O
OH
CH2OH
CHO OH
HO OH OH
CH2OH
OH
OH
HO
O
OH
CH2OH
HO HO HOCH2
OH O
OH
-D-(+)-吡喃葡萄糖 +18.7o ( 63%)
HO
HO
OH O
OH
HO
OH O
OH
OH
HO
O
OH
OH CH2OH
OH CH2OH
HOCH2
-D-(+)-呋喃葡萄糖 -D-呋喃.. -D-吡喃葡..
2. 单糖的反应
1. 成苷反应
CH2OH O
OH HO
~OH + CH3OH
干HCl
CH2OH O
CH2OH O OCH3
OH HO
+ OH
OCH3 HO
HO
HO
HO
甲基--D-葡萄糖苷 甲基--D-葡萄糖苷
糖苷：单糖的半缩醛(酮)的羟基与另一分子中的 羟基、氨基或巯基等失水而形成的化合物。
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 糖的结构和功能
三、单糖的结构
1、单糖的链状结构
经分子量和组分测定，确定葡萄糖分子式为（CH2O)6 。另外葡 萄糖与乙酸酐共热，形成结晶的五乙酸酯，说明葡萄糖含有5 个羟基。其次与无水氢氰酸加成、水解、HI加成生成正庚酸。 确定葡萄糖的结构。
CHO
HCOH HOCH HCOH H CN HCOH CH2OH 葡萄糖
HO CN CH
( CHOH ) 4 CH2O H
O H2
CO OH ( CHOH ) 5 CH 2O H
HI
CO OH ( C H) 5 CH3
H+
正庚酸
2、D系单糖和L系单糖
除二羟丙酮外，所有单糖均含有手性碳。
旋光异构体数目2n，组成2
n
/2个对映体。
所有醛糖可以看成是甘油醛醛基下端插入C*延伸而 成，酮糖由二羟丙酮衍生而来。 CHO 单糖的构型是指分子中离 羰基碳最远的那个手性碳 原子的构型
2
CH O C H4 OH
2
OHC
1 4H
OH
1
HO
C
3CH 2
3
C H2 OH
S－甘油醛的投影式
纽曼式（S－甘油醛）
CHO HCOH HOCH HCOH HCOH
D－葡萄糖
CH2OH
D－葡萄糖的4个手性碳原子：C2、C3、C4、C5的构 型分别是R，S，R，R，因此，D－葡萄糖的可称为 2R,3S,4R,5R－2,3,4,5,6五羟－己醛或 2R,3S,4R,5R －己醛糖。
糖类的概念和分类 单糖的构型、结构、构象 自然界存在的重要单糖及其衍生物 寡糖 多糖 多糖代表物 糖复合物
一、糖类(carbohydrate)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) 甲醛（CH2O)、乳酸（C3H6O3)、乙酸（C2H4O2) 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。
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.
生物化学基础第一章 糖类化学(修改)
根据以上事实，可写出蔗糖的结构式。
2．蔗糖的性质 物理性质：白色结晶，易溶于水，很甜。有旋光 性，无变旋现象。 化学性质：无还原性，不能成脎。
蔗糖的转化作用
C12H22O11 + H2O
蔗糖 [α]D +66.4º
右旋
C6H12O6 + C6H12O6
D-Glc
D-Fru
+52.5º
-92º
[α] -20º
HO H CH
Ba(OH)2
CO
CH 2OH
D-Glc
CH 2OH
烯二醇
Ba(OH)2
CH 2OH
D－Fru
OCH HO C H
D－Man
CH 2OH
⑤发酵作用 C6H12O6 酿酶 2CH3CH2OH+2CO2
（2）由羟基（半缩醛羟基和醇性羟基）产生的性质 ①成酯作用
② 成苷作用
③ 脱水作用
甘油基
O
2
O P O CH2 CH CH 2 O
OH
O
O
n
CH 2OH
Glc or D-Ala
甘油醇磷壁酸
核糖醇基
糖胺聚糖（粘多糖） （X-Y）n n>50
X：糖醛酸 Y：已糖胺
1．透明质酸（hyaluronic acid）
2．硫酸软骨素（chondroitin sulfate）
硫酸软骨素
组成
糖苷键 硫酸酯键
软骨素-4-硫 葡萄糖醛酸
β-1，3 பைடு நூலகம்（A） N-乙酰半乳糖胺
C4
软骨素-6-硫 葡萄糖醛酸
β-1，3 酸（C） N-乙酰半乳糖胺
（1）同多糖（homopolysaccharide）：由同一种单 糖聚合而成，如淀粉、糖原、纤维素等。
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？
生物化学(第三版)课后习题解答
生物化学(第三版)课后习题解答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。
多数糖类具有(CHO)n的实验式，其化学本质是多2羟醛、多羟酮及其衍生物。
糖类按其聚合度分为单糖，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。
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
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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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
C H 2O H
O
O H
31
H O H 2C
O
5
2
3
HO
H O CH 2O H
O H
46
生物化学第一章糖类
附：葡萄糖的呋喃型结构
CHO
CHO
R
CH2OH
CH(OH)CH2OH OH
O
H OH R CH2OH
~OH
• D-型糖：C-5为R构型； L-型糖：C-5为S构型。
试判断下面呋喃葡萄糖是D-型还是L-型？是-构型还是-构型？
CH O
O H H O
O H O H CH 2O H
CH O
O H H O
O H H O CH 2
O H
H O CH 2 H O
CH O
CH2OH OH CHO
生物化学第一章糖类
Fischer式
Haworth式:
CH2OH a OH b HC=O
CH2OH O
OH
a OH
OH
OH
b
C H 2OO HO H
HO
OH
HO
O
OH
CH2OH
CHO OH
HO OH OH
CH2OH
OH
OH
HO
O
OH
CH2OH
HO HO HOCH2
OH O
OH
-D-(+)-吡喃葡萄糖 +18.7o ( 63%)
HO
HO
OHO
OH CH2OH
OH
HO
OH O
OH CH2OH
HO HOCH2
OH OH
O OH
-D-(+)-呋喃葡萄糖 -D-呋喃.. -D-吡喃葡..
OH
OH OH
-D-吡喃葡萄糖 -D-吡喃葡萄糖
半缩醛羟基构型未定时的表示：
H,OH
~OH
CH2OH O
OH H,OH
CH2OH O
OH ~OH
OH OH
OH OH
注意： 通常吡喃环中生物的化学第氧一章原糖类子写在环的右上角。
如何由Haworth式判断糖的构型？
CH2OH
O OH
OH HO
HO
-D-吡喃葡萄糖
CHO OH
HO OH OH
C H 2O H
HO
OH
HO
O
OH
C H 2O H
-
生物化学第一章糖类
HO HO HOCH2
OH O
OH
-
Fisher式
Haworth式 吡喃 呋喃
HO H 120o CH2OH
CHO
R
HO
OH OH
HOCH2
CHO
CH2OH CHO
OH
CH2OH
C H 2O H OH CHO
CHO H OH
CH2OH D-(+)-甘油 醛
CHO
H OH H OH
CH2OH D -(-)-赤 藓 糖
CHO
HO H H OH
CH2OH D -(+)-苏 阿 糖
CHO
CH2OH D -(-)-核 糖
CHO
CH2OH D-(+)-葡萄 糖
CHO
CH2OH L-(-)-葡 萄 糖
CH2OH O
生物化学第一章糖类
+112o (37%)
-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。
-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。
平衡时：吡喃糖 > 99% (-异构体37%， -异构体 63%) ；呋喃糖 < 1% ；链形葡萄糖 仅占0.1%
CH2OH
CO
向左
HOCH2
CH2OH
OH
OH
2
O
H
3
1
HOH2C
1
CH2OH b
2
OH
aOOH
5
a
3 HO 5 CH2OH OH 4 6
-D-呋喃果糖
HO
b
4
CH2OH
6
1
C2H2O3 HOHO5 HO
H CH2OH
OH 4 6
6
1
-D-呋喃果糖
H O H 2C
O
O H 180o
5 4
2
H O CH 2O H
主要的生物学作用： 1. 人和动物的主要能源物质。 2. 作为生物体的结构成分。 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 。
生物化学第一章糖类
概念： 多羟基醛或多羟基酮及其聚合 物和衍生物。
分类： 单糖：丙糖、丁糖、戊糖、己糖 等。 寡糖：麦芽糖、蔗糖、乳糖等。 多糖：淀粉、糖原、纤维素等。
CH2OH D -(-)-果 糖
CHO
NH2 HO
OH OH
CH2OH 2-氨基-D -葡 萄 糖
生物化学第一章糖类
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：
C-2差向 异构体
CHO
CHO
CH2OH D-甘露糖
HO
O
CH2OH HO
OH
OH
-L-吡喃葡萄糖
在Haworth式结构式中（顺时针）：
D-型：CH2OH在环上方； L-型：CH2OH在环下方。 D-型糖中：-异构体：半缩醛羟基在环的下方；
-异构体：半缩醛羟基在环的上方。
L-型糖中：情况相反。
生物化学第一章糖类
呋喃糖(Haworth式)的构型
CH2OH CO
第一章
糖
C H 2O H
HO HO
CH2OH O
O HO
1
OH
O
1
OH
O
6
4 CH2
O HO
类
O
OH O
saccharide
生物化学第一章糖类
糖类 (saccharide)，是四大类生物大分 子之一。生物界分布广、含量多。几乎 所有的动物、植物、微生物 体内都有。 糖类物质占植物干重的85%~90%，占细 菌干重的10%~30%，动物干重的2%。