生化笔记：第一章 糖类----大二
生物化学 第一章糖类的化学
二.
单糖的旋光性和开链结构 定义 旋光性指物质能使平面偏振 光的偏振面发生旋转的性质 单糖由于特殊的结构因此具有旋光性, 即是一种旋光性物质 1.旋光性物质的特点 2.单糖的开链结构
1.旋光性物质的特点 旋光性物质的分子中含有不对称碳原子
（不对称碳原子指4个价键与4个不同的 原子或基团连接的碳原子，用C﹡表示）
糖类物质以前统称为碳水化合物 糖类由碳、氢、氧三种元素组成，可 由实验式Cn(H2O)m表示。由于式中碳 氢比例与水相同，故过去将糖类称为 碳水化合物
一.糖 的 定 义
但甲醛(HCHO)，醋酸(CH3COOH)等不 属于糖类，也符合此实验式 而脱氧核糖(C5H10O4)，鼠李糖 (C6H12O5)等糖类碳氢比例又不是2：1 故“碳水化合物”一词用于糖类并不确 切 糖类是多羟醛或多羟酮以及它们的 定义 聚合物和衍生物 多羟醛（酮）是指含有两个或以 上的羟基的醛或酮
H H－C＝O
1
C
1
OH
H－C－OH 2
HO－C－H 3
H－C2－OH
HO－C3－H H－C4 H－C5－OH CH2OH
6
O HC
HC O 呋喃
CH
CH
H－C－OH 4
H－C－OH 5 CH2OH
6
D-葡萄糖
D-呋喃葡萄糖 （半缩醛式）
2.环式结构的构型 醛基成环后新出现的羟基叫半缩醛羟基，此 羟基的引入使C1原子成为不对称碳原子，故 此羟基的位置左右可引起不同的构型
2.单糖的开链结构 通常以单糖的开链结构来表示其D，L-构型， 所有单糖都具有旋光性，但二羟丙酮例外 由于单糖为多羟基醛或酮,因此具有一个以上 不对称碳原子,当单糖有多个不对称碳原子时， 其构型规定如下：
生物化学笔记糖类概述
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。
4.结合糖糖链与蛋白质或脂类物质构成的复合分子称为结合糖。
其中的糖链一般是杂聚寡糖或杂聚多糖。
如糖蛋白，糖脂，蛋白聚糖等。
5.衍生糖由单糖衍生而来，如糖胺、糖醛酸等。
三、糖的分布与功能1.分布糖在生物界中分布很广，几乎所有的动物，植物，微生物体内都含有糖。
糖占植物干重的80%，微生物干重的10-30%，动物干重的2%。
糖在植物体内起着重要的结构作用，而动物则用蛋白质和脂类代替，所以行动更灵活，适应性强。
动物中只有昆虫等少数采用多糖构成外骨胳，其形体大小受到很大限制。
在人体中，糖主要的存在形式:(1)以糖原形式贮藏在肝和肌肉中。
糖原代谢速度很快，对维持血糖浓度衡定，满足机体对糖的需求有重要意义。
(2)以葡萄糖形式存在于体液中。
《食品生物化学》课程笔记
《食品生物化学》课程笔记第一章糖第一节概述糖是生物体中最重要的一类有机化合物，具有多种功能。
它们是由碳、氢、氧三种元素组成的多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。
糖类化合物广泛存在于自然界中，尤其在植物体内含量丰富，是植物的主要光合产物。
糖类化合物根据其化学结构和性质，可分为单糖、双糖、寡糖和多糖四类。
单糖是由一个糖分子组成的简单糖，如葡萄糖、果糖和半乳糖等。
双糖是由两个单糖分子通过糖苷键连接而成的糖，如蔗糖、乳糖和麦芽糖等。
寡糖是由几个单糖分子组成的短链糖，如棉子糖和水苏糖等。
多糖是由许多单糖分子组成的长链糖，如淀粉、纤维素和糖原等。
糖类化合物在生物体中具有多种生物学功能。
它们是生物体主要的能源物质，通过糖的氧化分解，生物体可以获取能量。
此外，糖类化合物还是生物体的重要结构物质，如植物细胞壁的主要成分是纤维素。
糖类化合物还参与生物体的许多生物化学反应，如糖蛋白和糖脂的形成等。
第二节食品中的糖类化合物食品中的糖类化合物主要包括单糖、双糖和多糖。
单糖是食品中最重要的糖类化合物，常见的单糖有葡萄糖、果糖和半乳糖等。
葡萄糖和果糖广泛存在于水果、蔬菜和蜂蜜中，是食品中最重要的糖分。
半乳糖主要存在于乳制品中。
双糖是由两个单糖分子通过糖苷键连接而成的糖，常见的双糖有蔗糖、乳糖和麦芽糖等。
蔗糖广泛存在于甘蔗和甜菜中，是食品中最重要的甜味剂。
乳糖主要存在于乳制品中，是乳糖不耐受者不能消化吸收的糖。
麦芽糖主要存在于麦芽中，是食品加工中常用的糖。
多糖是由许多单糖分子组成的长链糖，常见的多糖有淀粉、纤维素和糖原等。
淀粉是植物储存糖分的主要形式，广泛存在于谷物、土豆和豆类等食品中。
纤维素是植物细胞壁的主要成分，广泛存在于水果、蔬菜和谷物等食品中。
糖原是动物储存糖分的主要形式，广泛存在于肝脏和肌肉等动物组织中。
食品中的糖类化合物对食品的口感、色泽和保质期等都有重要影响。
糖类化合物在食品加工中也有广泛的应用，如作为甜味剂、发酵剂和保鲜剂等。
生物化学复习提纲
生物化学基础复习提纲生物化学专业复习提纲第一章糖类本章节包括以下几个知识点1，糖的定义和分类。
2.、葡萄糖代表的单糖的分子结构、分类、重要理化性质。
3，比较三种主要双糖（蔗糖、乳糖、麦芽糖）的组成、连接键的种类及其环状结构。
4，淀粉、糖原、纤维素的组成单位和特有的颜色反应及生物学功能。
5，糖胺聚糖、糖蛋白、蛋白聚糖的定义及键的连接方式。
6，了解糖的生理功能。
，其中必须掌握的重要知识点是第1-4，糖这章很少会出现大题，不过在填空和选择中却每年都会出题，所以大家要注意一下这章中重要知识点，以填空或选择提的形式掌握。
基础阶段，复习时间是从5月份至8月份，对于上面所述的知识点要熟悉，尽量掌握，一些比较零碎的需要加强记忆的知识点，大家最好做一下总结笔记，以便在强化阶段和冲刺阶段较强理解和记忆，得到更好的复习效果。
在复习每一个知识点的过程中，首先要了解知识点，通过反复阅读教材熟悉相应知识点，通过对相应知识点的总结及对应练习题的练习加强对这些知识点的掌握。
当然，在下面的章节中，对于知识点的掌握方法也是一样的，希望大家能尽量按照我所建议的复习要求和方法去做，这样能达到事半功倍的效果。
好，下面就对糖这章的知识点进行一下讲解。
【知识点1】糖的定义和分类：定义糖类是含多羟基的醛或酮类化合物。
化学本质：大多数糖类物质只由C、H、O三种元素组成，单糖的化学本质是多羟基的醛或酮分类：根据分子的结构单元数目，糖可分为单糖、寡糖、多糖。
掌握常见的单糖、寡糖、多糖有哪些【例题1】琼脂和琼脂糖（09）A、主要成分相同,属同多糖B、主要成分不同,属同多糖C、主要成分相同,应用不能代替D、主要成分不同,应用不能代替分析：琼脂糖属于多糖，而琼脂的成分包括琼脂胶和琼脂糖，是一种半乳糖聚合物，不是多糖。
两者主要成分是相同的，两者各有应用上的特点解题：c易错点：区别琼脂和琼脂糖的概念【知识点2】以葡萄糖代表的单糖的分子结构、分类、重要理化性质。
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
生化
2、 糖醛反应(与酸的反应) (1) Molish反应Molish反应可以鉴定单糖的存在。
(2) Seliwannoff反应 据此区分酮糖与醛糖。还可利用溴水区分醛糖与酮糖。
3、 氧化反应
氧化只发生在开链形式上。
在氧化剂、金属离子如Cu2+、酶的作用下，单糖可以发生几种类型的氧化：
三、 糖的种类 根据糖的结构单元数目多少分为：
（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，以双糖最为普遍，意义也较大。
（3）多糖：
均一性多糖：淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质(壳多糖)
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) 己糖：D-葡萄糖(a-型及b型) D-果糖
(5) 庚糖：D-景天庚酮糖
四、 醛酸
单糖的伯醇基被氧化成-COOH。
动物体内有两种很重要的糖醛酸：a-D-葡萄醛酸和差向异构物b-L-艾杜糖醛酸，它们在结缔组织中含量很高。
葡萄糖醛酸是肝脏内的一种解毒剂，它与类固醇、一些药物、胆红素(血红蛋白的降解物)结合增强其水溶性，使之更易排出体外。
在溶液中，含有4个以上碳原子的单糖主要以环状结构。
单糖分子中的羟基能与醛基或酮基可逆缩合成环状的半缩醛(emiacetal)。环化后，羰基C1就成为一个手性C原子称为端异构性碳原子(anomeric carbon atom)，环化后形成的两种非对映异构体称为端基异构体，或头异构体(anomer)，分别称为a-型及b-型头异构体。
8、 糖脎反应(亲核加成)
糖脎反应发生在醛糖和酮糖的链状结构上。
生物化学第一章-糖类
四种重要的己糖
葡萄糖
甘露糖
半乳糖
果糖
重要的戊糖
D-核糖
D-脱氧核糖
2、单糖的重要衍生物 1）糖醇：性质稳定、甜。如：
甘露醇：降压、药物、药物辅料。 山梨醇：氧化形成葡、果、山梨糖； VitC的原料 肌醇：对糖脂代谢有调节作用、B族Vit、 从玉米淀粉或微生物发酵制取。
2）糖醛酸：
单糖伯醇基氧化而得。
四、多糖
（一）多糖的概念：
1、概念：由多个单糖以糖苷键相连而成 的高分子聚合物。
方向：左：非还原端；
右：还原端。
2、多糖的性质： 胶体溶液、 无甜味、 无还原性、 有旋光性，但无变旋现象。
3、多糖的结构： • 一级结构：①单糖的组成；
②糖苷键的类型；
③单糖的排列顺序而异。
• 二级结构：取决于一级结构，指其分子
细胞表面 识别标记 －糖
（四）分类
• 按其水解情况分类： • 单糖：凡不能被水解为更小分子的糖称~。 如： 核糖、葡萄糖。 • 寡糖：凡能被水解成少数（2—10个）单 糖分子的糖称~。 如：蔗糖 = 葡萄糖+果糖
• 多糖：凡能被水解成多个单糖分子的糖称 ~。 如：淀粉 n葡萄糖 • 复合糖：与非糖物质结合的糖。 如：糖蛋白等。 • 衍生糖：糖的衍生物。 • 如：糖酸、糖胺等 。
葡萄糖醛酸：肝脏解毒剂； 半乳糖醛酸：存在果胶中。
3）糖胺：氨基葡萄糖
糖分子中的一个羟基被氨基取代。 如：D-氨基葡萄糖（几丁质）
半乳糖胺（软骨素）
三、寡糖
1、概念：少数单糖（2-10个）缩合的聚合物。
2、分布：自然界分布的主要是双糖、三糖，
3、结构：①单糖的组成；
②糖苷键的连接方式；
(新)生物化学(糖类)知识点讲解梳理汇总详细笔记
第一章糖类第一节引言一、糖类的存在与来源碳水化合物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。
植物体85-90%的干重是糖类。
总的说来，糖类在生物体内所起的作用包括：能量物质、结构物质和活性物质。
二、糖类的生物学作用绿色植物的皮、杆等的多糖（纤维素、半纤维素和果胶物质等）；昆虫、蟹、虾等外骨骼糖（几丁质）；结缔组织中的糖（肝素、透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等）；细菌细胞壁糖称作结构多糖。
粮食及块根、块茎中的多糖（淀粉）；动物体内的贮藏多糖（糖元）是重要的能源物质。
糖蛋白（蛋白聚糖）中的糖；细胞膜及其他细胞结构中的糖，如血型糖；活性糖分子是重要的信息分子。
医疗用糖（葡萄糖及其衍生物，如葡萄糖酸的钠、钾、钙、锌盐等）；食用菌中的糖（香菇多糖、茯苓多糖、灵芝多糖、昆布多糖等）可以作为药物使用。
糖类是重要的中间代谢物，可以转化为氨基酸、核苷酸和脂类。
三、糖类的元素组成和化学本质糖类主要由C、H、O三种元素组成，有些还有N、S、P等。
单糖多符合结构通式：(CH2O)n，但仅从通式上并不能判断某分子是否就是糖，即：符合通式的不一定是糖，如CH3COOH（乙酸），CH2O（甲醛），C3H6O3（乳酸）；是糖的不一定都符合通式，如C5H10O4（脱氧核糖），C6H12O5（鼠李糖）。
糖类可以定义为：多羟基醛；多羟基酮；多羟基醛或多羟基酮的衍生物；可以水解为多羟基醛或多羟基酮或它们的衍生物的物质。
四、糖的命名与分类单糖（monosaccharides）：不能水解为其他糖的糖，按碳原子数分为：丙糖（甘油醛）；丁糖（赤藓糖）；戊糖（木酮糖、核酮糖、核糖、脱氧核糖等）；己糖（葡萄糖、果糖、半乳糖等）等。
寡糖（oligosaccharides）：可以水解为几个至十几个单糖的糖，一般包括：二糖（disaccharides）：蔗糖、麦芽糖、乳糖。
三糖（trisaccharides）：棉籽糖和其他寡糖。
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第一章糖
一、糖的概念
糖类物质是多羟基(2个或以上)的醛类(aldehyde)或酮类(Ketone)化合物，以及它们的衍生物或聚合物。
据此可分为醛糖(aldose)和酮糖(ketose)。
还可根据碳层子数分为丙糖(triose)，丁糖(terose)，戊糖(pentose)、己糖(hexose)。
最简单的糖类就是丙糖(甘油醛和二羟丙酮)
由于绝大多数的糖类化合物都可以用通式Cn (H2O)n表示，所以过去人们一直认为糖类是碳与水的化合物，称为碳水化合物。
现在已经这种称呼并恰当，只是沿用已久，仍有许多人称之为碳水化合物。
二、糖的种类
根据糖的结构单元数目多少分为：
（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，以双糖最为普遍，意义也较大。
（3）多糖：
均一性多糖：淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质(壳多糖)
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，glycoconjugate)：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
三、糖类的生物学功能
(1) 提供能量。
植物的淀粉和动物的糖原都是能量的储存形式。
(2) 物质代谢的碳骨架，为蛋白质、核酸、脂类的合成提供碳骨架。
(3) 细胞的骨架。
纤维素、半纤维素、木质素是植物细胞壁的主要成分，肽聚糖是细胞壁的主要成分。
(4) 细胞间识别和生物分子间的识别。
细胞膜表面糖蛋白的寡糖链参与细胞间的识别。
一些细胞的细胞膜表面含有糖分子或寡糖链，构成细胞的天线，参与细胞通信。
红细胞表面ABO血型决定簇就含有岩藻糖。
第一节单糖
一、单糖的结构
1、单糖的链状结构
确定链状结构的方法（葡萄糖）：
a. 与Fehling试剂或其它醛试剂反应，含有醛基。
b. 与乙酸酐反应，产生具有五个乙酰基的衍生物。
c. 用钠、汞剂作用，生成山梨醇。
图2
最简单的单糖之一是甘油醛(glyceraldehydes)，它有两种立体异构形式(Stereoismeric form)，图7.3。
这两种立体异构体在旋光性上刚好相反，一种异构体使平面偏振光(Plane polarized liyot)的偏振面沿顺时针方向偏转，称为右旋型异构体(dextrorotary)，或D型异构体。
另一种异构体则使平面偏振不的编振机逆时针编转，称左旋异构体(levorotary,L)或L型异构体。
像甘油醛这样具有旋光性差异的立体异构体又称为光学异构体(Cptical lsmer)，常用D，L表示。
以甘油醛的两种光学异构体作对照，其他单糖的光学异构构与之比较而规定为D型或L 型。
差向异构体(epimer)：又称表异构体，只有一个不对称碳原子上的基因排列方式不同的非对映异构体，如D-等等糖与D-半乳糖。
链状结构一般用Fisher投影式表示：碳骨架、竖直写；氧化程度最高的碳原子在上方，
2、单糖的环状结构
在溶液中，含有4个以上碳原子的单糖主要以环状结构。
单糖分子中的羟基能与醛基或酮基可逆缩合成环状的半缩醛(emiacetal)。
环化后，羰基C 就成为一个手性C原子称为端异构性碳原子(anomeric carbon atom)，环化后形成的两种非对映异构体称为端基异构体，或头异构体(anomer)，分别称为α-型及β-型头异构体。
环状结构一般用Havorth结构式表示：
用FisCher投影式表示环状结构很不方便。
Haworth结构式比Fischer投影式更能正确反映糖分子中的键角和键长度。
转化方法：
①画一个五员或六员环
②从氧原子右侧的端基碳(anomerio carbon)开始，画上半缩醛羟基，在Fischer投影式中右侧的居环下，左侧居环上。
构象式：
Haworth结构式虽能正确反映糖的环状结构，但还是过于简单，构象式最能正确地反映糖的环状结构，它反映出了糖环的折叠形结构。
3、几种重要的单糖的链状结构和环状结构
(1) 丙糖：D-甘油醛二羟丙酮
(2) 丁糖：D-赤鲜糖D-赤鲜酮糖
(3) 戊糖：D-核糖D-脱氧核糖D-核酮糖D-木糖D-木酮糖
(4) 己糖：D-葡萄糖(α-型及β型) D-果糖
(5) 庚糖：D-景天庚酮糖
4、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，最后达到一个动态平衡，称为变旋现象。
从乙醇水溶液中结晶出的D—glucose称为α-D-（+）Glucose（[α]20D=+113°），从吡啶溶液中结晶出的D—glucose称为β-D-（+）glucose（[α]20D=+18.7°）。
将α-D-(+)葡萄糖与β-D-(+)葡萄糖分别溶于水中，放置一段时间后，其旋光率都逐渐转变为+52.7︒C。
原因就是葡萄糖的不同结构形式相互转变，最后，各种结构形式达到一定的平衡，其中α型占36%，β型占63%，链式占1%。
图5 葡萄糖的变旋
5、构型与构象
构型：分子中由于各原子或基团间特有的固定的空间排列方式不同而使它呈现出不同的较定的立体结构，如D-甘油醛与L-甘油醛，D-葡萄糖和L葡萄糖是链状葡萄糖的两种构型，α-D-葡萄糖和β-D-葡萄糖是环状葡萄糖的两种构型。
一般情况下，构型都比较稳定，一种构型转变另一种构型则要求共价键的断裂、原子(基
团)间的重排和新共价键的重新形成。
图3甘油醛的构型：
构象：由于分子中的某个原子(基团)绕C-C单键自由旋转而形成的不同的暂时性的易变的空间结构形式，不同的构象之间可以相互转变，在各种构象形式中，势能最低、最稳定的构象是优势对象。
图1-3 吡喃型己糖构象
6、构型与旋光性
旋光性是分子中具有不对称结构的物质的一种物理性质。
显然，构型不同旋光性就不同。
构型是人为规定的，旋光性是实验测出的。
因此，构型与旋光性之间没有必然的对应规律，每一种物质的旋光性只能通过实验来确定。
二、单糖的物理化学性质
（一）物理性质
旋光性：是鉴定糖的一个重要指标
甜度：以蔗糖的甜度为标准
溶解性：易溶于水而难溶于乙醚、丙酮等有面溶剂
（二）化学性质
1、变旋
图7-11
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，最后达到一个动态平衡，称为变旋现象。
三者间的比例因糖种类而异。
只有链状结构才具有下述的氧化还原反应。
2、糖醛反应(与酸的反应)
(1) Molish反应。