第三章++碳水化合物(carborhydrates)
碳水化合物百度百科
1 碳水化合物
碳水化合物（carbohydrate）是由碳、氢和氧三种元素组成，由于它所含的氢氧的比例为二比一，和水一样，故称为碳水化合物。它是为人体提供热能的三种主要的营养素中最廉价的营养素。食物中的碳水化合物分成两类：人可以吸收利用的有效碳水化合物如单糖、双糖、多糖和人不能消化的无效碳水化合物，如纤维素，是人体必须的物质。
糖类化合物是一切生物体维持生命活动所需能量的主要来源。它不仅是营养物质，而且有些还具有特殊的生理活性。例如：肝脏中的肝素有抗凝血作用；血型中的糖与免疫活性有关。此外，核酸的组成成分中也含有糖类化合物——核糖和脱氧核糖。因此，糖类化合物对医学来说，具有更重要的意义。
自然界存在最多、具有广谱化学结构和生物功能的有机化合物。可用通式Cx(H2O)y来表示。有单糖、寡糖、淀粉、半纤维素、纤维素、复合多糖，以及糖的衍生物。主要由绿色植物经光合作用而形成，是光合作用的初期产物。从化学结构特征来说，它是含有多羟基的醛类或酮类的化合物或经水解转化成为多羟基醛类或酮类的化合物。例如葡萄糖，含有一个醛基、六个碳原子，叫己醛糖。果糖则含有一个酮基、六个碳原子，叫己酮糖。它与蛋白质、脂肪同为生物界三大基础物质，为生物的生长、运动、繁殖提供主要能源。是人类生存发展必不可少的重要物质之一。 2 发现历史
在人们知道碳水化合物的化学性质及其组成以前，碳水化合物已经得到很好的作用，如今含碳水化合物丰富的植物作为食物，利用其制成发酵饮料，作为动物的饲料等。一直到18世纪一名德国学者从甜菜中分离出纯糖和从葡萄中分离出葡萄糖后，碳水化合物研究才得到迅速发展。1812年，俄罗斯化学家报告，植物中碳水化合物存在的形式主要是淀粉，在稀酸中加热可水解为葡萄糖。1884年，另一科学家指出，碳水化合物含有一定比例的C、H、O三种元素，其中H和O的比例恰好与水相同为2：1，好像碳和水的化合物，故称此类化合物为碳水化合物，这一名称，一直沿用至今。
碳水化合物定义
碳水化合物定义
碳水化合物（carbohydrates），是一类包含碳、氢、氧三种元素的化合物，是生物体中最丰富的有机物之一。它们是所有生物体中最主要的能量来源，并在生物体的生命活动中发挥着重要的作用。碳水化合物可以被分为单糖、双糖和多糖三种类型。
单糖是由一个简单的糖分子组成的，是最简单的碳水化合物。它们的化学式通常为（CH2O）n，其中n等于3、4、5、6等，即三碳糖（triose）、四碳糖（tetrose）、五碳糖（pentose）和六碳糖（hexose）。常见的单糖有葡萄糖、果糖和半乳糖等。单糖在生物体内可以通过细胞膜的转运蛋白进入细胞，并通过代谢途径产生能量。
双糖是由两个单糖分子组成的，通过糖苷键链接在一起。常见的双糖有蔗糖（由葡萄糖和果糖组成）、乳糖（由葡萄糖和半乳糖组成）和麦芽糖（由两个葡萄糖分子组成）等。双糖在生物体内需要被分解为单糖才能被利用。
多糖是由多个单糖或双糖分子组成的，通过糖苷键链接在一起。它们可以分为淀粉和纤维素两种类型。淀粉是植物储存能量的形式，由多个葡萄糖分子组成。人类可以消化淀粉，将其分解为单糖来获取能量。纤维素则是由植物细胞壁组成的，含有大量的葡萄糖分子，人类无法通过消化吸收纤维素，但纤维素有助于人体的消化道健康。
碳水化合物在生物体中具有多种作用，除了提供能量之外，还可以保持细胞膜的完整性、参与细胞信号传递、促进细胞黏附和参与免疫应答等。此外，碳水化合物还具有一定的调节作用，可以影响胰岛素和葡萄糖的代谢等。
尽管碳水化合物在我们的日常饮食中非常常见，但是过量摄入碳水化合物可能会导致肥胖和其他慢性疾病。因此，合理控制碳水化合物的摄入量是非常重要的，特别是面粉、糖和淀粉质食品等高 GI 食物，应该适量消费。此外，对于糖尿病患者及其它特定人群，还需要控制饮食中碳水化合物的摄入量。
总之，碳水化合物不仅是生物体中最主要的能量来源，同时也具有多种生物学作用和调节作用。控制碳水化合物的摄入量对维持身体健康和预防疾病都非常重要。
碳水化合物名词解释营养学
碳水化合物名词解释营养学
碳水化合物（carbohydrates）是一类由碳、氢和氧原子组成的物质，是人体主要的能量来源之一。在营养学中，碳水化合物是指一类可以被分解为葡萄糖（glucose）的有机化合物，包括单糖、双糖和多糖。碳水化合物在食物中主要以淀粉、蔗糖、果糖和乳糖的形式存在。它们在人体内被消化为葡萄糖，通过血液运送到各个身体组织，供给能量和提供脑部的燃料。
人们通常将碳水化合物分为简单和复杂两类。简单的碳水化合物由较少的分子组成，例如葡萄糖、果糖和蔗糖。它们被迅速消化吸收，快速提供能量，但也容易导致血糖波动。复杂的碳水化合物则由更多分子组成，例如淀粉和纤维素。它们消化吸收较慢，提供持久的能量，同时有助于保持饱腹感和稳定血糖。
碳水化合物的摄入对人体健康至关重要。它们是身体的主要能源，可以提供脑部、肌肉和其他器官所需的能量。合理的碳水化合物摄入可以维持适当的血糖水平，防止低血糖和疲劳。此外，一些复杂的碳水化合物还富含膳食纤维，有助于促进肠道健康，控制体重和降低慢性疾病的风险。
然而，摄入过多的碳水化合物也可能引起问题。过多补充简单的碳水化合物会导致能量过剩，致使体重增加以及慢性病（如肥胖、心脏病和2型糖尿病）的风险增加。因此，一般建议在饮食中选择复杂碳水化合物为主要来源，并在摄入量上进行适当的控制。营养学家推荐脂肪、蛋白质和碳水化合物的平衡摄入，以满足身体的能量需求和各种营养素的需求。
碳水化合物
1 碳水化合物(carbohydrates)
碳水化合物是自然界中最丰富的有机物，自然界的生物物质中，碳水化合物约占3/4，从细菌到高等动物都含有糖类化合物，植物体中含量最丰富，约占其干重的85%～90%，其中又以纤维素最为丰富，其次是节肢动物，如昆虫、蟹和虾外壳中的壳多糖（甲壳质）。
碳水化合物是生物体维持生命活动所需能量的主要来源，是合成其它化合物的基本原料，同时也是生物体的主要结构成分。人类摄取食物的总能量中大约80%由碳水化合物提供，因此，它是人类及动物的生命源泉。我国传统膳食习惯是以富含碳水化合物的食物为主食，但近十几年来随着动物蛋白质食物产量的逐年增加和食品工业的发展，膳食的结构也在逐渐发生变化。
碳水化合物这一名词来源于此类物质由C、H、O三种元素组成，而且它们的经验式都符合通式CnH2nOn即Cm(H2O)n ，其中氢和氧的比例与水分子中氢和氧的比例相同，就好象是碳同水的化合物，因而得名。后来发现一些不属于碳水化合物的分子也有同样的元素组成比例, 如乙酸C2H4O2，而一些碳水化合物如脱氧核糖（C5H10O4）则又不符合这一比例，因而碳水化合物这一名词并不确切，根2据糖类的化学结构特征，糖类的定义应是多羟基醛或酮及其衍生物和缩合物，但由于沿用习惯，碳水化合物一词仍被广为使用。
碳水化合物可分为三类：
单糖：不能被水解的简单碳水化合物，如葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖。
寡糖：单糖聚合度≤10的碳水化合物（以双糖最为多见）：蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖。
多糖：单糖聚合度>10的碳水化合物：淀粉、糊精、糖原、纤维素、半纤维素及果胶等。
碳水化合物与食品的加工、烹调和保藏有密切的关系，例如，食品的褐变就与还原糖有关，食品的粘性及弹性也与淀粉和果胶等多糖分不开。至于蔗糖，果糖等作为甜味剂，更是人类饮食中不可缺少的物质。
一、 单糖(monosaccharides)及糖苷(glycosides)
碳水化合物的主要功能
- 1 - 碳水化合物的主要功能
碳水化合物（Carbohydrates）是一类主要由碳、氢和氧元素组成的有机化合物，它们拥有十分重要的生物学功能，而它们的主要功能则是提供生物体的能量源、组成细胞壁以及制造及吸收脂肪、维生素和矿物质。
碳水化合物是人类主要的能量源，它们能够提供大量的热量来帮助人体能够持续地运转、生活和运动。简单碳水化合物例如面包、面条、米饭等食物，它们能在人体细胞中经过专门的代谢过程被分解成葡萄糖，然后被人体细胞吸收进行利用。更复杂的碳水化合物比如淀粉、纤维素及类似的膳食纤维，它们在人体消化系统中被解析出葡萄糖分子。经过细胞内的葡萄糖酵素的催化作用，葡萄糖分子将经历一系列的反应，它们能够被氧化以产生大量的热量以及其他有用的醇和酮，正是这些醇和酮提供了大量的能量来帮助人体正常运转。
除了提供能量外，碳水化合物还有其他重要的功能。一种特别重要的碳水化合物叫做凝胶纤维素，它们可以组成细胞壁，而细胞壁是细胞得以存在和形成生物群落的基础。碳水化合物也能提供遮蔽和保护由维生素、矿物质和脂肪组成的细胞膜的能力，这些有机物能够在细胞膜的内部被吸收以及传递到人体的其他部位。
另外，碳水化合物还能够提供额外的醣质以促进其他的生理功能，例如胰岛素的分泌、血糖水平的维持以及糖尿病的治疗。此外，碳水化合物也能够作为抗氧化剂和细胞膜调节剂，防止脂质过氧化而造成的损坏。 - 2 - 总之，碳水化合物具有重要的生物学功能，它们主要提供生物体的能量源、组成细胞壁以及制造及吸收脂肪、维生素和矿物质，进而促进人体正常的生理运转。它们也可以被用作抗氧化剂和细胞膜调节剂，防止脂质过氧化而造成的损坏。因此，碳水化合物在我们日常生活中发挥着极其重要的作用，为我们健康、健壮的身体提供有力的支持。
综上所述，碳水化合物是人类生活和运动中不可缺少的组成部分，其主要功能是提供能量源、组成细胞壁以及制造及吸收脂肪、维生素和矿物质，进而促进人体正常的生理运转，并可用作抗氧化剂和细胞膜调节剂。因此，从日常我们需要适量的碳水化合物来维持身体健康，为有效地进行活动而提供坚实的基础。
第十三章 碳水化合物
化学与环境工程学院 有机化学
教案
专业 生物、生物技术 教师 戴捷 授课时间 第14－15周
第 十三 章 碳水化合物 学时 4
教
学
目
的 掌握碳水化合物的组成，分类及结构
了解单糖的性质
了解二糖，多糖
教
材
分
析
重点
单糖的开链结构，环状结构和单糖的化学性质
难点
开链结构和环状结构的互换
教
学
方
法
以教师讲授为主
教学手段 多媒体教学与传统教学方法相结合
教学过程 教学内容
作业讲评
内容引入
新课讲授 第一讲
首先介绍碳水化合物的结构特点及糖的分类，再学习单糖的结构，着重讲单糖的环状结构及表示方法。
第二讲
先要求同学们写出α－D－葡萄糖，α－D－吡喃果糖的结构式，再学习单糖的化学性质，简单介绍二糖的形成及其性质，介绍几种点型的双糖。
参考书：
高鸿宾等主编
《有机化学》第四版 高等教育出版社
邢其毅等主编
《有机化学》 高等教育出版社
教
学
后
记