生物化学讲座

1、第一讲第一讲 糖类化学糖类化学 考试知识点考试知识点 掌握典型单糖（葡萄糖和果糖）的结构、掌握典型单糖（葡萄糖和果糖）的结构、 性质性质 熟悉二糖和多糖的结构、性质熟悉二糖和多糖的结构、性质 第一部分第一部分 概述概述 一、糖的概念一、糖的概念* 糖主要由碳、氢、氧三种元素构成，糖主要由碳、氢、氧三种元素构成， 是一类多羟基醛、多羟基酮或是它们的是一类多羟基醛、多羟基酮或是它们的 缩聚物或衍生物。缩聚物或衍生物。 乳酸乳酸 C3H6O3 糖类也称为碳水化合物糖类也称为碳水化合物: C m (H2O) n 葡萄糖葡萄糖 C6H12O6 麦芽糖麦芽糖 C12H22O11 不符合通式的糖：不符合通式

2、的糖： 鼠李糖鼠李糖 C6H12O5 脱氧核糖脱氧核糖 C5H10O4 符合通式但不属于糖：符合通式但不属于糖： 单糖：不能再水解的糖；单糖：不能再水解的糖； 寡糖：水解能生成寡糖：水解能生成210个单糖分子的糖；个单糖分子的糖； 多糖多糖 ：能水解生成许多单糖的高分子化合物。：能水解生成许多单糖的高分子化合物。 二、糖的分类（根据其能否被水解）二、糖的分类（根据其能否被水解） 均（同）多糖：由一种单糖组成的多糖；均（同）多糖：由一种单糖组成的多糖； 杂多糖：多种单糖或单糖衍生物组成的单糖。杂多糖：多种单糖或单糖衍生物组成的单糖。 * * 第二部分第二部分 单糖单糖 单糖的结构单糖的结构 结构

3、通式结构通式醛糖醛糖 酮糖酮糖 有有旋光异构旋光异构现象现象（/-/-）以及以及对映体对映体D D、L L型型 碳原子碳原子是不对称是不对称 的的 （一）链状结构（一）链状结构 （二）（二）D系单糖和系单糖和L系单糖系单糖 L-葡萄糖葡萄糖 L-甘油醛甘油醛 D-葡萄糖葡萄糖 D-甘油醛甘油醛 CH0 CHOH CHOH CH CH CH2OH OH OH D D葡萄糖葡萄糖 CH0 CHOH CHOH CH CH CH2OH OH OH D D甘露糖甘露糖？L L甘露糖甘露糖 CH0 CHOH CHOH CH CH CH2OH OH OH 讨论一种单糖的构型次序为：讨论一种单糖的构型次序为：

4、 确定确定D、L型型 确定归属确定归属(醛醛/酮酮） 确定名称确定名称 确定对映体确定对映体 C原子数相同的单糖异构体，除原子数相同的单糖异构体，除对映体对映体外以不同名称加以区分。外以不同名称加以区分。 D D葡萄糖葡萄糖 CH0 CHOH CHOH CH CH CH2OH OH OH D-D-半乳糖半乳糖 CH0 CHOH CHOH CH CH CH2OH OH OH CH0 CHOH CHOH CH CH CH2OH OH OH L-L-半乳糖半乳糖 对 映 体 异 构 单糖中以单糖中以醛糖醛糖种类分布居多，且其天然构型多为种类分布居多，且其天然构型多为D型型 D D葡萄糖葡萄糖 CH0

5、 CHOH CHOH CH CH CH2OH OH OH CH0 CHOH CHOH CH CH CH2OH OH OH D-D-半乳糖半乳糖 差向异构体差向异构体（epimer） 仅一个手性碳原子构型不同的非对映异构体仅一个手性碳原子构型不同的非对映异构体 单糖的构象单糖的构象 1 1、戊糖、己糖的环状结构与构象、戊糖、己糖的环状结构与构象 分多羟基醛、酮分多羟基醛、酮开链开链、半缩醛环状半缩醛环状两种形式两种形式 天然情况以天然情况以环状占绝大多数环状占绝大多数。 以以葡萄糖葡萄糖为例为例 吡喃环吡喃环 开链开链 CH0 CHOH CHOH CH CH CH 2 OH OH OH O O

6、葡萄糖的构象葡萄糖的构象 船式船式 椅式（居椅式（居 多）多） O CH2OH HO HO OH OH O CH2OH HO HO OH OH O CH2OH OH OHOH OH 单糖的性质单糖的性质 1、单糖的物理性质、单糖的物理性质 （1）旋光性及变旋现象）旋光性及变旋现象 （2）甜度（以蔗糖为参考）（表）甜度（以蔗糖为参考）（表12） （3）溶解度）溶解度 2、单糖的化学性质、单糖的化学性质 单糖可发生哪些化学反应？单糖可发生哪些化学反应？ 氧化氧化糖酸、糖醛酸糖酸、糖醛酸 还原还原糖醇糖醇 脂化脂化糖脂糖脂 聚合聚合寡糖、多糖寡糖、多糖 CH0 CHOH CHOH CH CH CH2

7、OH OH OH 如如 葡萄糖葡萄糖(G)(G) 氧化反应氧化反应* 醛糖可醛糖可 使溴水褪使溴水褪 色，而酮色，而酮 糖不具备糖不具备 此性质此性质 能被弱氧化剂班氏试剂氧化的糖称为还原糖。能被弱氧化剂班氏试剂氧化的糖称为还原糖。 果糖也是还原糖，原因在于其果糖也是还原糖，原因在于其-羟甲基酮在羟甲基酮在 碱性条件下可通过酮碱性条件下可通过酮-烯醇式互变异构转变成醛：烯醇式互变异构转变成醛： 还原反应还原反应 成酯反应成酯反应* 成苷反应成苷反应* 聚合反应聚合反应 H2O 麦芽糖麦芽糖【葡萄糖葡萄糖- -（1414）葡萄糖苷葡萄糖苷】 葡萄糖葡萄糖 糖苷键糖苷键 1 4C O C 糖苷糖苷

8、 一、二糖一、二糖 1.麦芽糖麦芽糖 （1）组成和结构）组成和结构 第三部分第三部分 寡糖寡糖 葡萄糖葡萄糖 -1，4糖苷键糖苷键 葡萄糖葡萄糖 14 （2）化学性质）化学性质 有还原性（分子中存在半缩醛羟基），有还原性（分子中存在半缩醛羟基）， 能被班氏试剂氧化；能被班氏试剂氧化； 麦芽糖在酸性条件或麦芽糖酶作用下麦芽糖在酸性条件或麦芽糖酶作用下 水解，生成水解，生成2分子的葡萄糖。分子的葡萄糖。 2.乳糖乳糖 （1）组成和结构）组成和结构 -半乳糖半乳糖 -1，4糖苷键糖苷键 葡萄糖葡萄糖 （2）化学性质）化学性质 乳糖具有还原性，能被班氏试剂氧化；乳糖具有还原性，能被班氏试剂氧化； 乳糖

9、在酸性条件或乳糖酶作用下水解，乳糖在酸性条件或乳糖酶作用下水解， 生成生成-D-半乳糖和半乳糖和D-葡萄糖。葡萄糖。 3. 蔗糖蔗糖 （1）组成和结构）组成和结构 -D-D-葡萄糖葡萄糖 ，-（1 2）糖苷键）糖苷键 -D-D-果糖果糖 （2）化学性质）化学性质 无还原性（分子中无半缩醛羟基），不无还原性（分子中无半缩醛羟基），不 能被班氏试剂氧化；能被班氏试剂氧化； 蔗糖在酸性条件或蔗糖酶作用下水解，蔗糖在酸性条件或蔗糖酶作用下水解， 生成葡萄糖和果糖，此时的水解液具有还生成葡萄糖和果糖，此时的水解液具有还 原性。原性。 二、三糖二、三糖 p30 棉子糖（无还原性）棉子糖（无还原性） 第四部

10、分第四部分 多糖多糖 分为分为同同/杂多糖杂多糖 （一）均（同）多糖（一）均（同）多糖 由一种单糖聚合而成由一种单糖聚合而成 淀粉（由淀粉（由D-葡萄糖组成）葡萄糖组成） 植物细胞能源的储藏形式植物细胞能源的储藏形式 直链淀粉（直链淀粉（amylose） 一级结构一级结构 （1 14 4）葡萄糖葡萄糖苷键苷键 可溶于热水可溶于热水 遇碘呈遇碘呈紫蓝色紫蓝色 空间结构空间结构 支链淀粉（支链淀粉（amylopectin） 不可溶于热水不可溶于热水 可溶水冷水可溶水冷水 6, 000个糖分子个糖分子 遇碘呈遇碘呈 空间空间 结构结构 （1 14 4）糖糖苷键苷键 （ （1616） ）糖苷键糖苷键

11、化学性质：化学性质： 无还原性；无还原性； 淀粉淀粉+碘碘蓝色反应；蓝色反应； 淀粉水解最终生成葡萄糖，水解程度可用碘加以检测：淀粉水解最终生成葡萄糖，水解程度可用碘加以检测： 淀粉淀粉 糊精糊精 麦芽糖麦芽糖 葡萄糖葡萄糖 蓝蓝 蓝紫蓝紫红色红色 无色无色 无色无色 “动物淀粉动物淀粉” 结构与支链淀粉类似；结构与支链淀粉类似； 遇碘为红褐色；遇碘为红褐色； 人体中的血糖浓度是定值人体中的血糖浓度是定值 （红细胞、视网膜、脑组织）（红细胞、视网膜、脑组织） 血糖血糖 糖原合成糖原合成 血糖血糖 糖原分解糖原分解 糖原糖原（由（由D-葡萄糖组成）葡萄糖组成） 纤维素（纤维素（cellulose

12、） 葡萄糖以葡萄糖以（ （1414）糖苷键连接而成的无分支的多糖糖苷键连接而成的无分支的多糖 一级结构一级结构 800010000分子分子 化学性质：化学性质： 无还原性；无还原性； 其水解产物也是葡萄糖；其水解产物也是葡萄糖； A.A.半纤维素半纤维素 存在于细胞壁中所有杂多糖的总称。存在于细胞壁中所有杂多糖的总称。 B.B.果胶果胶（细胞壁间粘连物质，基质多糖）（细胞壁间粘连物质，基质多糖） C.C.琼脂糖琼脂糖（红藻类石花菜属中提取，食物胶：果冻）（红藻类石花菜属中提取，食物胶：果冻） D.D.药物多糖药物多糖 中草药治病的主要成分就是此类多糖及其衍生物中草药治病的主要成分就是此类多糖及

13、其衍生物 结构与功能的研究刚刚起步结构与功能的研究刚刚起步 E.E.其它其它 二二 杂多糖杂多糖 （由不同的几种单糖聚合而成）（由不同的几种单糖聚合而成） 考试知识点考试知识点 掌握典型单糖（葡萄糖和果糖）的结构、掌握典型单糖（葡萄糖和果糖）的结构、 性质性质 熟悉二糖和多糖的结构、性质熟悉二糖和多糖的结构、性质 第一部分第一部分 概述概述 一、糖的概念一、糖的概念* 糖主要由碳、氢、氧三种元素构成，糖主要由碳、氢、氧三种元素构成， 是一类多羟基醛、多羟基酮或是它们的是一类多羟基醛、多羟基酮或是它们的 缩聚物或衍生物。缩聚物或衍生物。 D D葡萄糖葡萄糖 CH0 CHOH CHOH CH CH CH2OH OH OH D-D-半乳糖半乳糖 CH0 CHOH CHOH CH CH CH2OH OH OH CH0 CHOH CHOH CH CH CH2OH OH OH L-L-半乳糖半乳糖 对 映 体 异 构 单糖中以单糖中以醛糖醛糖种类分布居多，且其天然构型多为种类分布居多，且其天然构型多为D型型 1 1、戊糖、己糖的环状结构与构象、戊糖、己糖的环状结构与构象 分多羟基醛、酮分多羟基醛、酮开链开链、半缩醛环状半缩醛环状两种形式两种形