碳水化合物代谢

第五章碳水化合物代谢

碳水化合物是一类广泛存在于植物体内的一类重要有机物，占植物干重的50%以上，

碳水化合物主要是由植物进行光合作用产生的。

0 光解、光合P酸化ADP、NADP+

光反应：光叶绿体 H

2

NADPH.H+

光合作用ATP 暗反应: RuBP+CO2 PGA G 蔗糖、淀粉。。。。。。。

糖类(碳水化合物)物质在生物体内有哪些作用？

1．糖类物质是异养生物的主要能源之一，糖在生物体内经一系列的降解而释放大量的

能量供生命活动之需要。

2．糖类物质及其降解的中间产物，可作为合成蛋白质、脂肪的主要碳架。

在细胞中糖类物质与蛋白质、核酸、脂肪等常以结合状态存在，这些复合分子具有许

多特异而重要的生物功能。

第一节第一节植物体内的碳水化合物

O在植物体内的分布情况

一、一、CH

2

（一）（一）作为结构物质：如纤维素、半纤维素，棉花是纯纤维，糖与脂构

成糖脂构成生物膜，如质膜、核膜、线粒体膜等都是糖脂构成的，核糖、

脱氧核糖是细胞中核酸的组成成分，粘多糖是结缔组织，基质的组成物

质。

（二）（二）作为贮藏物质：如淀粉→多聚葡萄糖，菊糖→多聚果糖，蔗糖等，

土豆、红苕、面粉的主要成分是淀粉、洋姜的主要成分是菊糖、甘蔗以

蔗糖的形式贮藏。

（三）（三）作为代谢物质：代谢物的糖多半里以磷酸化的形式存在，有丙糖、

丁糖、戊糖、已糖、庚糖。G-6-P、G-3-P、DHAP、E-4-P、Ru-5-P、R-5-P、

F-6-P等。

二、二、碳水化合物在植物体内的种类：

（一）（一）单糖：三碳糖：G-3-P

四碳糖：E-4-P

五碳糖：R-5-P、Ru-5-P、Xu-5-P、X-5-P

六碳糖：G-1-P、G-6-P、F-6-P

七碳糖：Su-7-P

(二)寡糖

1、1、双糖：蔗糖由α-葡萄糖和β-果糖以1，2-糖苷键连接而成。

2、2、三糖：棉籽糖=密二糖+果糖

3、四糖：水苏糖：半乳糖+棉籽糖

（二）（二）多糖：多糖有两类：

①同聚糖：由同一种单糖缩合而成，如淀粉：多聚α-葡萄糖，纤维素：多聚β-

葡萄糖。

②杂聚糖：由几种单糖缩合而成的多糖，如：a、半纤维由木糖、阿拉伯糖等构成，b、果胶

物质，c、肽聚糖。杂聚糖是构成细胞壁的组成成分。

第二节淀粉的分解与合成

种子萌发时，以分解淀粉为主，当种子形成时，淀粉以合成为主。

淀粉的分解是淀粉酶的作用，淀粉酶广泛存在，人的口腔有唾液淀粉酶，微生物体内有

淀粉酶，植物种子萌发时也是经淀粉酶的作用分解的。

一、淀粉的分解（所需要的酶）

（一）α-淀粉酶：作用特点

α-淀粉酶是淀粉内切酶，可以随机切断（能从还原端开始，也能从非还原端开始，也能从中间开始），只能水解α-1，4糖苷键，不能分解α-1，6糖苷键，所以只能彻底水解直链淀粉。不能作用于1，6糖苷健，但可以跨越分枝点。

α-淀粉酶的水解产物是麦芽糖、麦芽三糖和糊精。

糊精：凡6个以上葡萄糖分子的糖叫糊精。

极限糊精：指支链淀粉经α和β-淀粉酶消化后仍然存在着带支链的核心部分。

糊精分子的大小可以用碘试剂，大分子糊精（淀粉）与碘作用是兰色糊精，再小一点的与碘液作用是红色糊精，麦芽糖、葡萄糖与碘液作用是消色糊精（无色）。

α-淀粉酶特点，即耐高温，在70℃条件下15′不被破坏，

但不耐酸，pH3.3时失活，

另一特点中提取时需要Ca+,有Ca+时稳定。

（二）β-淀粉酶（作用特点）

β-淀粉酶只作用于α-1，4糖苷键，对β-1，4糖苷键不起作用，不是内切酶，而是端解酶（外切酶），只能从淀粉链的非还原端开始，依次两两相切进行水解。对直链淀粉来说，β-淀粉酶的作用产物全部都是麦芽糖和极少量的麦芽三糖（对第一个糖苷键不起作用，从第二个开始，切到最后剩下三个就不再切，以麦芽糖的形成存在）。

β-淀粉酶对支链淀粉不起作用，不能跨越分枝点，剩下带支链的极限糊精比α-淀粉酶作用剩下的糊精分子量大得多。β-淀粉酶作用于支链淀粉的产物是麦芽糖和极限糊精。

β-淀粉酶特性是：不耐高温、耐酸。

比较α-淀粉酶和β-淀粉酶的异同点：

相同点：都作用于α-1,4糖苷键，产物都是麦芽糖

不同点：α-淀粉酶β-淀粉酶

1 可跨越分枝点不能跨越分枝点

2 内切酶（随机切）端解酶（非还原端两两相切）

3 产物糊精分子量小糊精分子量大（极限糊精）

4 耐高温、不耐酸耐酸、不耐高温

5 存在于萌发种子中广乏存在

（三）淀粉磷酸化酶

作用特点：属端解酶，从非还原端开始切，每次切一个葡萄糖分子，产物是G-1-P，此酶需要

磷酸基团进行磷酸解，磷酸解酶也是水解酶类，如果只有磷酸化酶而没有磷酸存在，则磷酸酶不起作用。淀粉磷酸化酶对直链淀粉起催化作用，对支链没有作用，若要分解支链淀粉，必须把支链的α-1，6键打断成直链淀粉才能起作用，磷酸化酶还可以把葡萄糖加在多聚葡萄糖残基上（合成淀粉作用！）。

（四）DBE即脱枝酶（Debranching Snzyme）

脱枝酶的作用特点：此酶只作用于1，6糖苷键，把淀粉的分枝切下来，但是对异麦芽糖的1，6糖键不起作用，必须要有1，4糖苷键同时存在时DBE才能起作用。

DBE酶原来也叫做R酶，或称淀粉1，6-糖苷酶，对1，4糖苷不起作用。

（五）麦芽糖苷酶：作用于两个葡萄糖分子之间的α-1，4糖苷键。

二、淀粉的生物合成

植物体内的直链淀粉和支链淀粉是通过不同的途径而合成的。

（一）（一）直链淀粉的生物合成：

直链淀粉是多聚α-1，4葡萄糖苷，催化α-1，4糖苷键形成的途径主要有下列几种：

1、1、淀粉磷酸化酶途径：