高中生物競賽糖類

第一章

糖類第一節(jié)概述第二節(jié)單糖第三節(jié)寡糖第四節(jié)多糖第一節(jié)概述一、糖類的概念與分類1.糖的概念糖類物質(zhì)是含多羥基的醛類或多羥基酮類化合物。大多數(shù)糖類物質(zhì)主要由C、H和O三種元素組成，其分子式通常以Cn（H2O）m表示，所以過去人們一直認(rèn)為糖類是碳與水的化合物，稱為碳水化合物?，F(xiàn)在這種稱呼并不恰當(dāng)，只是沿用已久，仍有許多人稱之為碳水化合物。P1旋光異構(gòu)體通常所謂的單糖構(gòu)型是指分子中離羰基碳最遠(yuǎn)的那個手性碳原子的構(gòu)型，如果在投影式中此碳原子上的羥基具有與D（+）-甘油醛C2-OH相同的取向（向右），則為D型糖，反之（向左）為L型糖。D型：dextrorotary（右旋轉(zhuǎn)）L型：levorotary（左旋轉(zhuǎn)） D（+）-葡萄糖的對映體只有L（-）-葡萄糖，其余的旋光異構(gòu)體都是它的非對映體，物理化學(xué)性質(zhì)會發(fā)生改變。僅一個手性碳原子的構(gòu)型不同的非對映異構(gòu)體稱為差向異構(gòu)體。自然界存在的糖多為D構(gòu)型2．糖的分類（1）根據(jù)分子中含醛基還是酮基可分為醛糖和酮糖（2）根據(jù)分子中所含的碳原子數(shù)目（3-7）可分為丙

糖，丁糖，戊糖、己糖和庚糖，其中，丙糖(甘

油醛和二羥丙酮)是最簡單的糖類；（3）根據(jù)糖的結(jié)構(gòu)單元數(shù)目多少分為單糖、寡糖和

多糖單糖：不能被水解成更小分子的糖類；寡糖：水解時產(chǎn)生2-6個單糖分子的糖類，如雙糖、三糖，其中雙糖最為普遍，意義也較大；多糖：水解時產(chǎn)生20個以上單糖分子的糖類，包括同多糖和雜多糖。

同多糖：水解后只產(chǎn)生一種單糖或單糖衍生物

雜多糖：水解后產(chǎn)生一種以上單糖或/和單糖衍生物第二節(jié)單糖一、單糖的分子結(jié)構(gòu)1.葡萄糖的鏈狀結(jié)構(gòu)葡萄糖分子式：C6H12O6

鏈狀結(jié)構(gòu)包含6個碳原子、5個羥基和1個醛基，因此稱為己醛糖。葡萄糖2.單糖分子的構(gòu)型

葡萄糖的投影式和透視式：

O

OH‖|—CH+HO—C→—C—O—C—

半縮醛半縮醛羥基

（活性部位）★鏈狀環(huán)狀互變

α-D-葡萄糖醛式（鏈?zhǔn)剑┢咸烟铅?D-葡萄糖（37％）（63％）（括號內(nèi)數(shù)字為摩爾濃度百分?jǐn)?shù)）14六圓環(huán)葡萄糖：吡喃葡萄糖五圓環(huán)葡萄糖：呋喃葡萄糖第三節(jié)寡糖（一）麥芽糖

α—（1—4）糖苷鍵17糖苷鍵：兩個單糖殘基之間的連鍵稱為糖苷鍵，由一單糖單位的半縮醛羥基與另一單糖單位的羥基縮合而成。提供半縮醛羥基的糖部分稱為糖基，非糖部分稱為配基。由于單糖有α-和β-兩種型式，生成的糖苷也有α-和β-型之分

（二）蔗糖蔗糖分子是由葡萄糖殘基和果糖殘基通過兩個異頭碳連接而成。糖苷鍵類型為α—（1—2）糖苷鍵。α-葡萄糖β-果糖

（三）乳糖由一分子β-半乳糖和一分子α-葡萄糖通過β—（1—4）糖苷鍵連接而成。β-半乳糖α-葡萄糖

（四）纖維二糖是纖維素的降解產(chǎn)物和基本的結(jié)構(gòu)單位，自然界中不存在游離的纖維二糖。結(jié)構(gòu)：由兩分子的葡萄糖通過β-（1-4）糖苷鍵連接而成。β-葡萄糖

麥芽糖

蔗糖乳糖纖維二糖第四節(jié)多糖多糖的性質(zhì)：多糖是高分子化合物，相對分子質(zhì)量極大，大多不溶于水。由于很大的一個多糖分子只有一個還原末端，因此多糖屬于非還原糖，無變旋現(xiàn)象，無甜味，一般不能結(jié)晶。P40一、同多糖同多糖：水解后只產(chǎn)生一種單糖或單糖衍生物。自然界中最豐富的同多糖是淀粉、糖原和纖維素，它們都是由葡萄糖組成。淀粉和糖原分別是植物和動物中葡萄糖的貯存形式，纖維素是植物細(xì)胞主要的結(jié)構(gòu)組分。

1.淀粉淀粉以淀粉粒形式貯存于植物細(xì)胞中，是植物營養(yǎng)物質(zhì)的一種貯存形式。天然淀粉一般含有兩種組分：直鏈淀粉和支鏈淀粉，前者一般占20-25%，后者占75-80%。（1）直鏈淀粉一級結(jié)構(gòu)：

直鏈淀粉是由葡萄糖單位通過α-（1-4）糖苷鍵連接而成的線形分子。α-葡萄糖（1）直鏈淀粉二級結(jié)構(gòu)：

是一個左手螺旋，每圈螺旋含6個殘基，螺距0.8nm，直徑1.4nm碘分子（I2）正好能嵌入螺旋中心，每圈容納一個碘分子。產(chǎn)生特征性的顏色需要約36個即6圈葡萄糖殘基。（2）支鏈淀粉

支鏈淀粉高度分支，約每25-30單位有一個分支點。線形糖鏈?zhǔn)铅?（1-4）糖苷鍵糖苷鍵連接，分支點處還存在α-（1-6）糖苷鍵連接。因此，支鏈淀粉只有一個還原端，但有多個非還原端。支鏈淀粉的性質(zhì)與直鏈淀粉有明顯不同：直鏈淀粉分子量約10萬-200萬，支鏈淀粉的分子量比直鏈淀粉大得多，約100萬-600萬。支鏈淀粉螺旋中的短串碘分子比直鏈淀粉螺旋中的長串碘分子吸收更短波長的光，因此支鏈淀粉遇碘呈紫色到紫紅色。支鏈淀粉易溶于水，形成穩(wěn)定的膠體，靜置時溶液不出現(xiàn)沉淀；直鏈淀粉僅少量的溶于熱水，溶液放置時重新析出淀粉晶體淀粉酶有兩種：α-淀粉酶：是一種內(nèi)切葡糖苷酶，隨機作用于淀粉鏈內(nèi)部的α-1，4糖苷鍵糖苷鍵，斷裂C1-O鍵；β-淀粉酶：是一種外切葡糖苷酶，專門從淀粉的非還原端開始斷裂α-（1-4）糖苷鍵糖苷鍵，逐個除去二糖單位，原來的α連接被轉(zhuǎn)型，產(chǎn)物是β-麥芽糖2.糖原

糖原以顆粒形式存在于動物細(xì)胞的胞液中，是動物體內(nèi)貯存的主要多糖，此多糖相當(dāng)于植物體內(nèi)的淀粉，因此糖原又稱為動物淀粉。肝細(xì)胞中的糖原顆粒

糖原結(jié)構(gòu)與支鏈淀粉類似，只是分支程度更高，分支鏈更短，平均每隔8-12個葡萄糖殘基便有一個分支。與碘作用呈紅褐色。

3.纖維素

纖維素是植物細(xì)胞壁的主要結(jié)構(gòu)成份。纖維素分子是葡萄糖殘基以β（1-4）糖苷鍵連接的直鏈分子。鏈中每個殘基相對于前一個殘基翻轉(zhuǎn)180°，使鏈采取完全伸展的構(gòu)象。β-葡萄糖

相鄰、平行的伸展鏈通過氫鍵形成片層結(jié)構(gòu)，即微晶或膠束。纖維素不溶于水，水解很難。一般要在強酸中加熱、加壓才能水解，水解過程中，可得到纖維四糖、三糖、二糖，最終是葡萄糖。在生理上，纖維素只能被纖維素酶又叫-糖苷酶催化水解，但不能被淀粉酶催化水解。

人體內(nèi)無-糖苷酶，所以人體不能消化木頭和植物纖維,但具有刺激腸蠕動等作用，因此也是維持健康所必需；食草動物（如牛、羊）的消化系統(tǒng)中，含有這種酶，故這些動物可以用草作為營養(yǎng)來源。幾丁質(zhì)

36二、雜多糖同多糖：水解后只產(chǎn)生多種單糖或單糖衍生物。果膠瓊脂半纖維素三、糖蛋白糖的半縮醛羥基和氨基酸R基中的NH2-或者是氨基酸R基中的-OH發(fā)生脫水縮合反應(yīng)。糖-NH-氨基酸（蛋白質(zhì)）糖-O-