糖类的结构与功能 (4)课件.ppt
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1、糖类的结构与功能(4)1现在学习的是第1页,共52页1)元素组成元素组成糖类物质由碳、氢、氧三种元素组成糖类物质由碳、氢、氧三种元素组成。多数糖类所含碳及氢氧元素的通式为多数糖类所含碳及氢氧元素的通式为Cn(H2O)m,过去常将糖类物,过去常将糖类物质称为质称为“碳水化合物碳水化合物”。甲醛甲醛(HCHO)C(H2O)、乙酸、乙酸(CH3COOH)C2(H2O)2、乳酸、乳酸(CH3CHOHCOOH)C3(H2O)6等不是糖。等不是糖。鼠李糖鼠李糖(C6H12O5)、脱氧核糖、脱氧核糖(C5H10O4)等是糖。等是糖。一、一、概述概述1、糖的定义与组成、糖的定义与组成2现在学习的是第2页,共5
2、2页是不是所有的糖都有甜味呢?是不是所有的糖都有甜味呢?乳糖是没有甜味的糖;乳糖是没有甜味的糖;乙二醇、甘油虽有甜味,但不是糖。乙二醇、甘油虽有甜味,但不是糖。3现在学习的是第3页,共52页2)定义定义糖类物质是一类多元醇的醛或酮衍生物糖类物质是一类多元醇的醛或酮衍生物包括多羟基醛、多羟基酮和它们的缩聚物及其衍生物包括多羟基醛、多羟基酮和它们的缩聚物及其衍生物葡萄糖葡萄糖果糖果糖4现在学习的是第4页,共52页2 2、糖的分类、糖的分类 单糖单糖糖糖寡糖寡糖多糖多糖最简单的糖,不能被水解最简单的糖,不能被水解由由2-10个单糖分子缩合而成,水解为几分子单糖个单糖分子缩合而成,水解为几分子单糖。由
3、许多单糖分子缩合而成的,水解后可生成许由许多单糖分子缩合而成的,水解后可生成许多分子单糖。多分子单糖。组组成成糖缀化合物或复合糖糖缀化合物或复合糖5现在学习的是第5页,共52页同多糖同多糖多糖多糖杂多糖杂多糖相同的糖相同的糖不相同的糖不相同的糖胞外多糖胞外多糖多糖多糖胞内多糖胞内多糖胞壁多糖胞壁多糖组成组成分布分布多糖多糖功能功能结构多糖结构多糖贮存多糖贮存多糖抗原多糖抗原多糖6现在学习的是第6页,共52页3、糖类的生物学功能、糖类的生物学功能1)提供能量)提供能量植物的淀粉和动物的糖原,人体所需要的左右的能量由糖提供。植物的淀粉和动物的糖原,人体所需要的左右的能量由糖提供。2)提供碳骨架提供
4、碳骨架为蛋白质、核酸、脂类的合成提供碳骨架。为蛋白质、核酸、脂类的合成提供碳骨架。3)细胞的骨架细胞的骨架纤维素、半纤维素、木质素纤维素、半纤维素、木质素(对香豆醇、松柏醇、对香豆醇、松柏醇、5-羟基松柏醇、芥子醇形成的一种复杂酚类聚合物羟基松柏醇、芥子醇形成的一种复杂酚类聚合物)是植物是植物细胞壁的主要成分,肽聚糖细胞壁的主要成分,肽聚糖(N-乙酰葡萄糖胺和乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸交替连接的杂多糖与不同组成的肽交叉连接形成的大分子乙酰胞壁酸交替连接的杂多糖与不同组成的肽交叉连接形成的大分子)是细胞壁是细胞壁的主要成分。的主要成分。4)细胞间识别和生物分子间的识别细胞间识别和生物分子间的识
5、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,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。构成细胞的天线,参与细胞通信。7现在学习的是第7页,共52页糖对人体的危害糖对人体的危害 蔗糖是含有最高热值的碳水化合物,过量摄入会引起肥胖、动脉蔗糖是含有最高热值的碳水化合物,过量摄入会引起肥胖、动脉硬化、高血压、糖尿病等疾病。硬化、高血压、糖尿病等疾病。8现在学习的是第8页,共52页二、单糖的结构二、单糖的结构1、单糖开链结构单糖开链结构 1)甘甘油油醛醛结结构构 9现在学习的是第9页,共52页2
6、)单糖的构型单糖的构型 10现在学习的是第10页,共52页2、单糖的环状结构单糖的环状结构(Fischer式)半缩醛羟基半缩醛羟基D-葡萄糖葡萄糖吡喃吡喃呋喃呋喃11现在学习的是第11页,共52页和和构型构型 异头碳原子异头碳原子-D(+)-呋喃型葡萄糖-D(+)-吡喃型葡萄糖-D(+)-吡喃型葡萄糖-D(+)-吡喃型葡萄糖12现在学习的是第12页,共52页3、哈渥斯氏透视式结构哈渥斯氏透视式结构13现在学习的是第13页,共52页直链碳链右边的羟基写在环的下面,左边的羟基写在环的上面;直链碳链右边的羟基写在环的下面,左边的羟基写在环的上面;当糖环形成后还有多余的碳原子时当糖环形成后还有多余的碳
7、原子时(未成环的碳原子未成环的碳原子),如果直链环是向右的,未成,如果直链环是向右的,未成环碳原子规定写在环之上,反之写在环之下。环碳原子规定写在环之上,反之写在环之下。14现在学习的是第14页,共52页4、单糖的构象、单糖的构象15现在学习的是第15页,共52页5 5、重要的单糖及其衍生物、重要的单糖及其衍生物(1)D-(-)-核糖和核糖和D-(-)-2-脱氧核糖脱氧核糖核糖以糖苷的形式存在于酵母和细胞中,是核核糖以糖苷的形式存在于酵母和细胞中,是核酸以及某些酶和维生素的组酸以及某些酶和维生素的组成成分。成成分。(2)D-(+)-葡萄糖葡萄糖D-(+)-葡萄糖在自然界中分布极广,尤以葡萄中含
8、量较多。葡萄糖在自然界中分布极广,尤以葡萄中含量较多。(3)D-(+)-半乳糖半乳糖半乳糖与葡萄糖结合成乳糖,存在于哺乳动物的乳汁中,是己醛糖,是葡萄糖的非对映半乳糖与葡萄糖结合成乳糖,存在于哺乳动物的乳汁中,是己醛糖,是葡萄糖的非对映体。体。(4)D-(-)-果糖果糖D-果糖以游离状态存在于水果和蜂蜜中,是蔗糖的一个组成单元。果糖以游离状态存在于水果和蜂蜜中,是蔗糖的一个组成单元。1)重要的单糖)重要的单糖16现在学习的是第16页,共52页2)、单糖衍生物)、单糖衍生物糖醇:较稳定,有甜味。甘露醇糖醛酸糖醛酸葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸氨基糖氨基糖氨基葡萄糖氨基葡萄糖山梨醇D-(+)-葡萄糖葡萄糖1
9、7现在学习的是第17页,共52页糖苷糖苷单糖的半缩醛上羟基与糖或非糖物质缩合形成的化合物;单糖的半缩醛上羟基与糖或非糖物质缩合形成的化合物;糖苷的非糖物质称配基或非糖体;糖苷的非糖物质称配基或非糖体;配基是另一分子单糖,所生成的糖苷为二糖;配基是另一分子单糖,所生成的糖苷为二糖;糖苷是缩醛,单糖是半缩醛。糖苷是缩醛,单糖是半缩醛。半缩醛易变为醛式,性质较活泼,糖苷需水解后才能分为糖与配糖体,糖苷较半缩醛易变为醛式,性质较活泼,糖苷需水解后才能分为糖与配糖体,糖苷较稳定。稳定。18现在学习的是第18页,共52页四、寡四、寡 糖糖 寡糖是少数几个单糖通过糖苷键连接起来的缩醛衍生物。寡糖是少数几个单
10、糖通过糖苷键连接起来的缩醛衍生物。1、定定义义构成寡糖的单糖基数一般为构成寡糖的单糖基数一般为2-10个,若糖基数大于个,若糖基数大于10则称为多则称为多糖或高聚糖。糖或高聚糖。已知天然存在的寡糖,糖基数大多为已知天然存在的寡糖,糖基数大多为2-6。寡糖分为二糖、三糖、四糖等。寡糖分为二糖、三糖、四糖等。19现在学习的是第19页,共52页2、二糖、二糖二糖是两分子单糖失去一分子水缩合成的。二糖是两分子单糖失去一分子水缩合成的。糖苷键的表示方法:指糖苷键的表示方法:指出连接两个碳原子的位出连接两个碳原子的位置。置。糖苷键的构型由提供半糖苷键的构型由提供半缩醛缩醛(酮酮)羟基的构型决羟基的构型决定
11、定。提供半缩醛提供半缩醛(酮酮)羟基糖的碳位用箭头指向配基的碳位。羟基糖的碳位用箭头指向配基的碳位。20现在学习的是第20页,共52页21现在学习的是第21页,共52页常见的二二糖 蔗糖、麦芽糖、纤维二糖、异麦芽糖、龙胆二糖、海藻糖和乳糖等。22现在学习的是第22页,共52页蔗糖,蔗糖,光合作用光合作用的主要产物,广泛分布于植物体内,特别是的主要产物,广泛分布于植物体内,特别是甜菜甜菜、甘蔗甘蔗和和水果水果。生产生产将甘蔗或甜菜用机器压碎,收集糖汁,过滤后用将甘蔗或甜菜用机器压碎,收集糖汁,过滤后用石灰石灰处理,除去杂质,再用处理,除去杂质,再用二氧化硫二氧化硫漂白;漂白;将经过处理的糖汁煮沸
12、,抽去沉底的杂质,刮去浮到面上的泡沫,然后熄火待糖浆结晶将经过处理的糖汁煮沸,抽去沉底的杂质,刮去浮到面上的泡沫,然后熄火待糖浆结晶成为蔗糖。成为蔗糖。纯度纯度的高低可分为三种:的高低可分为三种:白糖白糖、砂糖砂糖和和片糖片糖。蔗糖为什么会有甜味蔗糖为什么会有甜味甜味理论,认为许多有甜味的化学物质存在着距离为甜味理论,认为许多有甜味的化学物质存在着距离为0.3 nm的两个能形成氢键的基团,的两个能形成氢键的基团,这两个基团必须是分离的而不致互相合。舌头上有配合形成氢键的一边,当甜味物质的一部这两个基团必须是分离的而不致互相合。舌头上有配合形成氢键的一边,当甜味物质的一部分键合到舌头上的一边,特
13、殊的神经细胞就传出一系列的信息,感觉到甜味。分键合到舌头上的一边,特殊的神经细胞就传出一系列的信息,感觉到甜味。糖精的甜味比蔗糖高糖精的甜味比蔗糖高300500倍。倍。蔗糖蔗糖-葡萄糖(1 2)-果糖23现在学习的是第23页,共52页定义定义:由多个单糖基以糖苷键相连接形成的高聚物。:由多个单糖基以糖苷键相连接形成的高聚物。五五、多、多糖糖分类分类:多糖有同聚多糖和杂多糖。:多糖有同聚多糖和杂多糖。1、多多糖糖性质性质:多糖没有还原性,无甜味,大多不溶于水,有的与:多糖没有还原性,无甜味,大多不溶于水,有的与水形成胶体溶液。水形成胶体溶液。分分布布:动动物物的的骨骨架架纤纤维维素素、动动植植物
14、物贮贮藏藏成成分分淀淀粉粉、糖糖原原,昆昆虫与节肢动物的甲壳质、植物的粘液等,由多糖虫与节肢动物的甲壳质、植物的粘液等,由多糖组成的。组成的。24现在学习的是第24页,共52页结构:结构:单糖的组成、糖苷键的类型及单糖的排列顺序。单糖的组成、糖苷键的类型及单糖的排列顺序。生物功能:某些多糖,可构成生物功能:某些多糖,可构成植物植物或或动物骨架动物骨架(如纤维素和(如纤维素和几丁质几丁质)。可。可作为生物体储存能量的物质(如淀粉和糖原等多糖)。不均一多糖通作为生物体储存能量的物质(如淀粉和糖原等多糖)。不均一多糖通过过共价键共价键与与蛋白质蛋白质构成构成蛋白聚糖蛋白聚糖发挥生物学功能,如作为机体
15、润滑剂、识别发挥生物学功能,如作为机体润滑剂、识别外来外来组织组织的的细胞细胞、血型血型物质的基本成分等。物质的基本成分等。25现在学习的是第25页,共52页2、淀粉淀粉1)存在:)存在:存在于植物的根、茎或种子中,是贮存多糖。存在于植物的根、茎或种子中,是贮存多糖。2)分类)分类:直链直链淀粉淀粉1525%;支链淀粉支链淀粉7585。26现在学习的是第26页,共52页3)直链淀粉直链淀粉:(14)糖苷键)糖苷键聚合而成聚合而成一级结构27现在学习的是第27页,共52页呈呈螺螺旋旋结结构构28现在学习的是第28页,共52页4)支链淀粉)支链淀粉结构特征:结构特征:主链主链(1,4)糖苷键糖苷键
16、11-12个葡萄糖残基后即产生一个分支个葡萄糖残基后即产生一个分支支链支链(1,6)糖苷键糖苷键24-32个葡萄糖残基个葡萄糖残基29现在学习的是第29页,共52页5)淀粉性质)淀粉性质(1)水溶性)水溶性直链淀粉,水溶性较差,支链淀粉可分散水中直链淀粉,水溶性较差,支链淀粉可分散水中 30现在学习的是第30页,共52页(2)碘显色)碘显色直链淀粉为蓝色,支链淀粉为紫红色直链淀粉为蓝色,支链淀粉为紫红色当淀粉形成螺旋圈时,碘分子进入其中,糖的羟基成为当淀粉形成螺旋圈时,碘分子进入其中,糖的羟基成为供电子体,碘分子成为受电子体,形成络合物。当链长供电子体,碘分子成为受电子体,形成络合物。当链长小
17、于小于6 6个葡萄糖基时,不能形成一个螺旋圈,不能呈色。个葡萄糖基时,不能形成一个螺旋圈,不能呈色。当平均长度为当平均长度为2020个葡萄糖时红色,大于个葡萄糖时红色,大于6060个葡萄糖基时个葡萄糖基时是蓝色。是蓝色。支链支链24-32个葡萄糖残基个葡萄糖残基31现在学习的是第31页,共52页(3)水解)水解32现在学习的是第32页,共52页4)分布分布 广泛分布于植物种子和块根中,米中达6282、麦中达5775、马铃薯中约1214。33现在学习的是第33页,共52页3、糖原糖原 1)存在及作用:)存在及作用:糖糖原原是是动动物物体体内内的的储储存存多多糖糖,相相当当于于植植物物体体内内的的
18、淀淀粉粉,称称为为动物淀粉。动物淀粉。糖糖原原主主要要分分布布在在动动物物的的肝肝脏脏(肝肝糖糖原原)和和骨骨骼骼肌肌(肌肌糖糖原原),肝肝脏脏中中糖糖原含量与血糖的水平高低有关,(原含量与血糖的水平高低有关,(肌糖原主要供肌肉收缩时能量的需要肌糖原主要供肌肉收缩时能量的需要)。人体需要能量时,肝糖原经分解并进入血液而变成葡萄糖,供机体人体需要能量时,肝糖原经分解并进入血液而变成葡萄糖,供机体消耗;在饭后或其他情况下血中葡萄糖的含量升高时,多余的葡萄糖又消耗;在饭后或其他情况下血中葡萄糖的含量升高时,多余的葡萄糖又可以转变成糖原而储存于肝中。可以转变成糖原而储存于肝中。34现在学习的是第34页
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