生物化學(xué)-糖類簡要內(nèi)容

關(guān)于生物化學(xué)-糖類簡要內(nèi)容第1頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五第一節(jié)概述一、糖的概念*糖主要由碳、氫、氧三種元素構(gòu)成，是一類多羥基醛、多羥基酮或是它們的縮聚物或衍生物。第2頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五乳酸C3H6O3糖類也稱為碳水化合物:Cm(H2O)n

葡萄糖C6H12O6麥芽糖C12H22O11不符合通式的糖：

鼠李糖C6H12O5脫氧核糖C5H10O4符合通式但不屬于糖：第3頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五

單糖：不能再水解的糖；寡糖：水解能生成2~10個單糖分子的糖；

多糖：能水解生成許多單糖的高分子化合物。二、糖的分類（根據(jù)其能否被水解）同多糖：由一種單糖組成的多糖；雜多糖：多種單糖或單糖衍生物組成的單糖。**第4頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五醛糖：葡萄糖、半乳糖、（脫氧）核糖按功能基分單糖酮糖：果糖按碳原子數(shù)目分：丙糖、丁糖、戊糖、己糖寡糖如雙糖（麥芽糖、乳糖、蔗糖）同多糖：淀粉、糖原、纖維素、右旋糖苷多糖雜多糖：透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、肝素（含N或S）（含N）（含N和S）（含N和S）第5頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五三、糖在生物界的分布與生物學(xué)作用幾乎存在于所有動、植物、微生物體內(nèi)：細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)中的脫氧核糖和核糖；綠色植物根、莖、葉、果實中葡萄糖、蔗糖、淀粉和纖維素；動物肝臟、肌肉中的糖原，結(jié)締組織中的糖胺聚糖。生物學(xué)作用：

1.生物體生命活動所需能量的主要來源；

2.生物體的結(jié)構(gòu)成分之一。第6頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五一、葡萄糖的分子結(jié)構(gòu)*

1.葡萄糖的開鏈結(jié)構(gòu)與構(gòu)型

第二節(jié)單糖葡萄糖是具有五個羥基和一個醛基的己醛糖

第7頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五甘油醛構(gòu)型

第8頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五葡萄糖開鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)與構(gòu)型

①開鏈?zhǔn)接?個手性碳原子（*C2～*C5），具有旋光性；②葡糖3左有一羥（不能變動）；③以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)，決定單糖構(gòu)型，若末端第二個-OH在右側(cè)，為D型（天然葡萄糖均為D型），末端第二個-OH在左側(cè)，為L型。第9頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五表示醛基表示羥基表示羥甲基第10頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五2.葡萄糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)與變旋光現(xiàn)象第11頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五C1醛基和C5-OH在空間位置上很靠近，易起分子內(nèi)親核加成反應(yīng)，生成環(huán)式半縮醛結(jié)構(gòu)化合物。由于成環(huán)反應(yīng)，使原來C1也成為異頭碳原子，即手性碳原子“*C”。

根據(jù)半縮醛羥基在空間排布的不同，環(huán)狀葡萄糖又有兩種異構(gòu)體，C1-OH在右側(cè)，為α型異頭物，即α-D-葡萄糖；C1-OH在左側(cè)，為β型異頭物，即β-D-葡萄糖。第12頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五在溶液中，開鏈?zhǔn)脚c環(huán)式結(jié)構(gòu)，兩者可互變，有變旋現(xiàn)象：α-D-葡萄糖D-葡萄糖β-D-葡萄糖

36%0.024%64%+112°+18.7°

平衡后（變旋現(xiàn)象）*

+52.7°第13頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五2.環(huán)狀結(jié)構(gòu)的哈沃斯式和構(gòu)象式哈沃斯式：β-D-葡萄糖α-D-葡萄糖

第14頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五

從開鏈或環(huán)式改寫成哈沃斯式，要將左側(cè)原子或原子團(tuán)寫在上方，右側(cè)原子或原子團(tuán)寫在下方。

第15頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五

構(gòu)象式(立體結(jié)構(gòu))：船式構(gòu)象椅式構(gòu)象第16頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五椅式構(gòu)象：α-D-葡萄糖β-D-葡萄糖第17頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五α-D-葡萄糖（哈沃斯式）α-D-葡萄糖（椅式）第18頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五二、單糖的旋光異構(gòu)體

理論上含有n個手性碳原子的單糖有2n個旋光異構(gòu)體。****如己醛糖，開鏈結(jié)構(gòu)有24=16個旋光異構(gòu)體；環(huán)狀結(jié)構(gòu)有25=32個旋光異構(gòu)體。第19頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五三、重要的單糖*1.果糖與半乳糖①果糖①似葡2酮是果糖；②開鏈?zhǔn)接?個手性碳原子（*C3～*C5），具有旋光性；③以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)，決定構(gòu)型，C5-OH在右側(cè)，為D型，C5-OH在左側(cè)，為L型。第20頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五α-D-果糖環(huán)式結(jié)構(gòu)：游離存在（溶液中）結(jié)合型第21頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五α-D-果糖構(gòu)象式：

第22頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五α-D-果糖D-果糖β-D-果糖果糖互變：第23頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五②半乳糖

①半乳3，4偏左方；

②開鏈?zhǔn)接?個手性碳原子（*C2～*C5），具有旋光性；

③以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)，決定構(gòu)型，C5-OH在右側(cè)，為D型，C5-OH在左側(cè)，為L型。第24頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五α-D-半乳糖環(huán)式結(jié)構(gòu)與椅式構(gòu)象：第25頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五半乳糖與葡萄糖的差異僅在于C4上的羥基構(gòu)型不同，象這種存在多個手性碳原子的非對映異構(gòu)體中，彼此僅有一個手性碳構(gòu)型不同，其余都相同，則互稱為差向異構(gòu)體（Epimers）。***第26頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五α-D-半乳糖D-半乳糖β-D-半乳糖半乳糖互變：第27頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五

2.核糖與脫氧核糖

①核糖盡右2脫氧；

②開鏈?zhǔn)胶颂怯?個手性碳原子（*C2～*C4），脫氧核糖2個手性碳原子（*C3～*C4），具有旋光性；

③以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)，決定構(gòu)型，C4-OH在右側(cè)，為D型，C4-OH在左側(cè)，為L型。第28頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五β-D-核糖與β-D-脫氧核糖環(huán)式結(jié)構(gòu)：第29頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五四、單糖的化學(xué)性質(zhì)1.氧化反應(yīng)*醛糖可使溴水褪色，而酮糖不具備此性質(zhì)第30頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五第31頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五第32頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五能被弱氧化劑班氏試劑氧化的糖稱為還原糖。第33頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五果糖也是還原糖，原因在于其α-羥甲基酮在堿性條件下可通過酮-烯醇式互變異構(gòu)轉(zhuǎn)變成醛：第34頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五2.還原反應(yīng)第35頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五第36頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五3.與酸的作用與α-萘酚作用呈紫色第37頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五4.成酯反應(yīng)*第38頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五第39頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五5.成苷反應(yīng)*第40頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五一、二糖

1.麥芽糖（1）組成和結(jié)構(gòu)第三節(jié)寡糖葡萄糖α-1，4糖苷鍵葡萄糖14第41頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五（2）化學(xué)性質(zhì)①有還原性（分子中存在半縮醛羥基），能被班氏試劑氧化；②麥芽糖在酸性條件或麥芽糖酶作用下水解，生成2分子的葡萄糖。第42頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五2.乳糖（1）組成和結(jié)構(gòu)β-半乳糖β-1，4糖苷鍵葡萄糖14第43頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五（2）化學(xué)性質(zhì)①乳糖具有還原性，能被班氏試劑氧化；

②乳糖在酸性條件或乳糖酶作用下水解，生成β-D-半乳糖和D-葡萄糖。

第44頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五3.蔗糖

（1）組成和結(jié)構(gòu)

α-D-葡萄糖α，β-（12）糖苷鍵β-D-果糖12第45頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五

（2）化學(xué)性質(zhì)①無還原性（分子中無半縮醛羥基），不能被班氏試劑氧化；②蔗糖在酸性條件或蔗糖酶作用下水解，生成葡萄糖和果糖，此時的水解液具有還原性。第46頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五二、三糖棉子糖：α-半乳糖α-葡萄糖β-果糖α-1，6糖苷鍵α，β-（12）糖苷鍵第47頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五三、寡糖鏈寡糖鏈由單糖及其衍生物通過糖苷鍵連接而成，對細(xì)胞識別、信息傳遞等起重要作用，有細(xì)胞“化學(xué)天線”之稱。構(gòu)成寡糖鏈的單糖有D-葡萄糖、D-半乳糖、D-甘露糖和它們的氨基糖衍生物以及L-巖藻糖、D-木糖、D-艾杜糖酸、唾液酸等。第48頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五第四節(jié)多糖一、同多糖1.淀粉第49頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五化學(xué)性質(zhì)：

①無還原性；

②淀粉+碘→藍(lán)色反應(yīng)；

③淀粉水解最終生成葡萄糖，水解程度可用碘加以檢測：

淀粉→糊精→麥芽糖→葡萄糖

藍(lán)藍(lán)紫→紅色無色無色

第50頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五2.糖原化學(xué)性質(zhì)：①無還原性；②糖原+碘→紅褐色反應(yīng)；③

糖原水解產(chǎn)物也是葡萄糖。

第51頁，共58頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)51分，星期五3.纖維素化學(xué)性質(zhì)：①無還原性；②其水解產(chǎn)物也是葡萄糖；③人體內(nèi)無水解β-1，4糖苷鍵的酶存在，不能利用纖維素作為能源物質(zhì)；④纖維素具有促進(jìn)胃腸蠕動，幫助消化，防止便秘作