生物化学课件糖学习资料.ppt

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1、生物化学课件糖第一节第一节概述概述糖是自然界分布很广的一类化合物，几乎所有的动糖是自然界分布很广的一类化合物，几乎所有的动糖是自然界分布很广的一类化合物，几乎所有的动糖是自然界分布很广的一类化合物，几乎所有的动物、植物和微生物体内都含有糖类。物、植物和微生物体内都含有糖类。物、植物和微生物体内都含有糖类。物、植物和微生物体内都含有糖类。地球上糖类物质的根本来源是绿色细胞进行的地球上糖类物质的根本来源是绿色细胞进行的地球上糖类物质的根本来源是绿色细胞进行的地球上糖类物质的根本来源是绿色细胞进行的光合作用。光合作用。光合作用。光合作用。一、糖的定义与组成一、糖的定义与组成糖（糖（糖（糖（sacch

2、aride)saccharide)saccharide)saccharide)的元素组成：的元素组成：的元素组成：的元素组成：C C C C、H H H H、O O O O通式通式通式通式:C Cn n(H(H2 2O)O)n n:糖也称碳水化合物糖也称碳水化合物 （carbohydrate）例外：脱氧核糖（例外：脱氧核糖（C C5 5H H1010O O4 4），），甲醛甲醛(CH(CH2 2O)O)，乙酸，乙酸(C(C2 2H H4 4O O2 2)，乳酸，乳酸(C(C3 3H H6 6O O3 3)等等碳水化合物这个名称并不确切，但因沿用已久，所碳水化合物这个名称并不确切，但因沿用已久，

3、所以至今在西文中还广泛使用。以至今在西文中还广泛使用。定定定定义义义义：糖糖糖糖类类类类（saccharidesaccharide）物物物物质质质质是是是是多多多多元元元元醇醇醇醇的的的的醛醛醛醛衍衍衍衍生物或酮衍生物。生物或酮衍生物。生物或酮衍生物。生物或酮衍生物。常常常常见见见见的的的的葡葡葡葡萄萄萄萄糖糖糖糖（己己己己醛醛醛醛糖糖糖糖）和和和和果果果果糖糖糖糖（己己己己酮酮酮酮糖糖糖糖）分分分分别别别别是它们的典型代表。是它们的典型代表。是它们的典型代表。是它们的典型代表。包括：多羟基醛、多羟基酮、它们的缩聚物（例：包括：多羟基醛、多羟基酮、它们的缩聚物（例：包括：多羟基醛、多羟基酮、它

4、们的缩聚物（例：包括：多羟基醛、多羟基酮、它们的缩聚物（例：聚糖）及其衍生物。聚糖）及其衍生物。聚糖）及其衍生物。聚糖）及其衍生物。二、糖的分类与命名二、糖的分类与命名1单糖（单糖（monosaccharide）：是多羟醛或多羟酮）：是多羟醛或多羟酮（1）碳原子数目：丙糖、丁糖、戊糖、已糖、庚糖等。）碳原子数目：丙糖、丁糖、戊糖、已糖、庚糖等。（2）醛糖、酮糖：如葡萄糖、果糖。）醛糖、酮糖：如葡萄糖、果糖。糖类物质以它们水解的情况糖类物质以它们水解的情况能否水解，以及能否水解，以及水解产物组成情况进行分类。水解产物组成情况进行分类。2 2寡糖（寡糖（oligosaccharideoligosa

5、ccharide）：又称低聚糖，由）：又称低聚糖，由2 2 10 10分子单糖结合而成。分子单糖结合而成。可分为二糖、三糖、四糖、可分为二糖、三糖、四糖、五糖等，或采用习五糖等，或采用习惯名称，如蔗糖、麦芽糖等。惯名称，如蔗糖、麦芽糖等。3 3多糖（多糖（polysaccharidepolysaccharide）：由多分子单糖或单）：由多分子单糖或单糖的衍生物聚合而成。糖的衍生物聚合而成。（1 1）均一多糖、同聚多糖（）均一多糖、同聚多糖（homopolysaccharidehomopolysaccharide）：）：由同一种单糖聚合而成，如淀粉、糖原、纤维素等。由同一种单糖聚合而成，如淀粉、

6、糖原、纤维素等。（2 2）不均一多糖、杂多糖）不均一多糖、杂多糖（heteropolysaccharideheteropolysaccharide）：由不同种单糖或单糖的）：由不同种单糖或单糖的衍生物及某些非糖物质聚合而成，如透明质酸等。衍生物及某些非糖物质聚合而成，如透明质酸等。4 4、糖和非糖物质共价结合成的复合糖（、糖和非糖物质共价结合成的复合糖（complex complex saccharidesaccharide），例如糖与脂类结合成糖脂或脂多糖，例如糖与脂类结合成糖脂或脂多糖，糖与蛋白质结合成糖蛋白或蛋白聚糖。糖与蛋白质结合成糖蛋白或蛋白聚糖。三、糖类的生物功能三、糖类的生物功能

7、生物能源生物能源生物能源生物能源淀粉和糖原淀粉和糖原淀粉和糖原淀粉和糖原结构物质结构物质结构物质结构物质植物细胞壁中的纤维素植物细胞壁中的纤维素植物细胞壁中的纤维素植物细胞壁中的纤维素细菌细胞壁的肽聚糖细菌细胞壁的肽聚糖细菌细胞壁的肽聚糖细菌细胞壁的肽聚糖昆虫、甲壳类动物外骨骼几丁质昆虫、甲壳类动物外骨骼几丁质昆虫、甲壳类动物外骨骼几丁质昆虫、甲壳类动物外骨骼几丁质细胞识别的信息分子细胞识别的信息分子细胞识别的信息分子细胞识别的信息分子复合糖复合糖复合糖复合糖参与细胞识别、免疫、血型区分等参与细胞识别、免疫、血型区分等参与细胞识别、免疫、血型区分等参与细胞识别、免疫、血型区分等第二节第二节单糖

8、的结构和性质单糖的结构和性质问题问题问题问题1 1 1 1、在单糖分子前常冠有符号、在单糖分子前常冠有符号、在单糖分子前常冠有符号、在单糖分子前常冠有符号“”或或或或“”，“”或或或或“”以及以及以及以及“吡喃吡喃吡喃吡喃”或或或或“呋喃呋喃呋喃呋喃”等等等等字样，它们有何意义？字样，它们有何意义？字样，它们有何意义？字样，它们有何意义？问题问题问题问题2 2 2 2、葡萄糖的分子式为、葡萄糖的分子式为、葡萄糖的分子式为、葡萄糖的分子式为C C C C6 6 6 6H H H H12121212O O O O6 6 6 6，其结构式的表示，其结构式的表示，其结构式的表示，其结构式的表示方法有那

9、些？写出方法有那些？写出方法有那些？写出方法有那些？写出 -D-D-D-D-吡喃葡萄糖的这些结构式。吡喃葡萄糖的这些结构式。吡喃葡萄糖的这些结构式。吡喃葡萄糖的这些结构式。问题问题问题问题3 3 3 3、如何划分单糖的构型？、如何划分单糖的构型？、如何划分单糖的构型？、如何划分单糖的构型？问题问题问题问题4 4 4 4、如何确定单糖旋光异构体的数量？、如何确定单糖旋光异构体的数量？、如何确定单糖旋光异构体的数量？、如何确定单糖旋光异构体的数量？问题问题问题问题5 5 5 5、除、除、除、除 以外，单糖都是手性分子，具有旋以外，单糖都是手性分子，具有旋以外，单糖都是手性分子，具有旋以外，单糖都是

10、手性分子，具有旋光性。光性。光性。光性。问题问题问题问题6 6 6 6、FischerFischerFischerFischer提出单糖环状结构的依据？提出单糖环状结构的依据？提出单糖环状结构的依据？提出单糖环状结构的依据？问题问题问题问题7 7 7 7、解释变旋光现象。、解释变旋光现象。、解释变旋光现象。、解释变旋光现象。一、单糖的旋光性与开链结构一、单糖的旋光性与开链结构不对称碳原子（手性碳原不对称碳原子（手性碳原不对称碳原子（手性碳原不对称碳原子（手性碳原子）子）子）子）：是连接：是连接：是连接：是连接4 4个不同原个不同原个不同原个不同原子或基团的碳原子。子或基团的碳原子。子或基团的碳

11、原子。子或基团的碳原子。不对称分子（手性分子）不对称分子（手性分子）不对称分子（手性分子）不对称分子（手性分子）：因有不对称碳原子，可形因有不对称碳原子，可形因有不对称碳原子，可形因有不对称碳原子，可形成互为镜像关系的两种异成互为镜像关系的两种异成互为镜像关系的两种异成互为镜像关系的两种异构体（对映体、对映异构构体（对映体、对映异构构体（对映体、对映异构构体（对映体、对映异构体），这是手性分子的两体），这是手性分子的两体），这是手性分子的两体），这是手性分子的两种构型。种构型。种构型。种构型。构型的划分构型的划分构型的划分构型的划分：常以甘油醛为例，在其开链结构式中，：常以甘油醛为例，在其开链

12、结构式中，：常以甘油醛为例，在其开链结构式中，：常以甘油醛为例，在其开链结构式中，将氧化程度高的基团（醛或酮基）写在上方，其将氧化程度高的基团（醛或酮基）写在上方，其将氧化程度高的基团（醛或酮基）写在上方，其将氧化程度高的基团（醛或酮基）写在上方，其余碳原子依次写在下方，最下面的是伯醇基，与余碳原子依次写在下方，最下面的是伯醇基，与余碳原子依次写在下方，最下面的是伯醇基，与余碳原子依次写在下方，最下面的是伯醇基，与伯醇基相连的一个不对称碳原子上，羟基的排列伯醇基相连的一个不对称碳原子上，羟基的排列伯醇基相连的一个不对称碳原子上，羟基的排列伯醇基相连的一个不对称碳原子上，羟基的排列方位决定单糖分

13、子的构型。方位决定单糖分子的构型。方位决定单糖分子的构型。方位决定单糖分子的构型。醛糖和酮糖醛糖和酮糖单糖含有一个羰基和多个羟基。根据羰基单糖含有一个羰基和多个羟基。根据羰基在碳链上的位置可分为，醛糖在碳链上的位置可分为，醛糖(Aldoses)和和酮糖酮糖(Ketoses)。含有不同碳原子数的单糖都有其醛糖和酮含有不同碳原子数的单糖都有其醛糖和酮糖形式。糖形式。旋光异构现象旋光异构现象旋光异构现象旋光异构现象：当光波通过尼克棱镜时，由于棱镜的结构，通过当光波通过尼克棱镜时，由于棱镜的结构，通过当光波通过尼克棱镜时，由于棱镜的结构，通过当光波通过尼克棱镜时，由于棱镜的结构，通过的只是沿某一平面振

14、动的光波，其它都被遮断，的只是沿某一平面振动的光波，其它都被遮断，的只是沿某一平面振动的光波，其它都被遮断，的只是沿某一平面振动的光波，其它都被遮断，这种光称为这种光称为这种光称为这种光称为“平面偏振光平面偏振光平面偏振光平面偏振光”。当它通过某种物质。当它通过某种物质。当它通过某种物质。当它通过某种物质时，如果偏振面向右（顺时针）或向左（逆时针时，如果偏振面向右（顺时针）或向左（逆时针时，如果偏振面向右（顺时针）或向左（逆时针时，如果偏振面向右（顺时针）或向左（逆时针）旋转，则这种物质为旋光性物质。一种化合物）旋转，则这种物质为旋光性物质。一种化合物）旋转，则这种物质为旋光性物质。一种化合物

15、）旋转，则这种物质为旋光性物质。一种化合物的的的的D D型与型与型与型与L L型异构体的旋光方向不同，因此型异构体的旋光方向不同，因此型异构体的旋光方向不同，因此型异构体的旋光方向不同，因此又称其为旋光异构体，右旋又称其为旋光异构体，右旋又称其为旋光异构体，右旋又称其为旋光异构体，右旋“”，左旋，左旋，左旋，左旋“”。旋光度和比旋光度：旋光度和比旋光度：:测得的旋光度测得的旋光度()l:旋光管的长度旋光管的长度(dm)c:糖液浓度糖液浓度(g/100ml)问题问题4 4、如何确定单糖旋光异构体的数量？、如何确定单糖旋光异构体的数量？问问题题5 5、除除 以以外外，单单糖糖都都是是手手性性分分子

16、子，具具有旋光性。有旋光性。凡分子中含有凡分子中含有n个不对称碳原子的化合物，个不对称碳原子的化合物，有有2n个旋光异构体。个旋光异构体。酮糖二羟丙酮：酮糖二羟丙酮：问题问题问题问题6 6、FischerFischer提出单糖环状结构的依据？提出单糖环状结构的依据？提出单糖环状结构的依据？提出单糖环状结构的依据？1 1、变旋光现象：、变旋光现象：、变旋光现象：、变旋光现象：一个有旋光性的溶液放置后，其一个有旋光性的溶液放置后，其比旋光度改变的现象称变旋光。比旋光度改变的现象称变旋光。2、葡萄糖的化学反应：、葡萄糖的化学反应：+D-D-葡萄糖葡萄糖链状结构链状结构 环状结构（环状结构（Fisch

17、erFischer投影式）投影式）投影式）投影式）+D-D-果糖果糖链状结构链状结构 环状结构（环状结构（FischerFischer投影式）投影式）投影式）投影式）吡喃型与呋喃型结构吡喃型与呋喃型结构吡喃型与呋喃型结构吡喃型与呋喃型结构：单糖在水溶液中容易形成分子内的半缩醛或半缩酮。单糖在水溶液中容易形成分子内的半缩醛或半缩酮。单糖在水溶液中容易形成分子内的半缩醛或半缩酮。单糖在水溶液中容易形成分子内的半缩醛或半缩酮。对于六碳醛糖来说，对于六碳醛糖来说，对于六碳醛糖来说，对于六碳醛糖来说，C-1C-1C-1C-1上的醛基和上的醛基和上的醛基和上的醛基和C-5C-5C-5C-5上的羟基上的羟基

18、上的羟基上的羟基可以反应形成六元可以反应形成六元可以反应形成六元可以反应形成六元吡喃吡喃吡喃吡喃环状结构。环状结构。环状结构。环状结构。也可以与也可以与也可以与也可以与C-4C-4C-4C-4上的羟基反应形成五元上的羟基反应形成五元上的羟基反应形成五元上的羟基反应形成五元呋喃呋喃呋喃呋喃环状结构。环状结构。环状结构。环状结构。在在在在热热热热力力力力学学学学上上上上，六六六六元元元元环环环环比比比比五五五五元元元元环环环环稳稳稳稳定定定定，故故故故天天天天然然然然葡葡葡葡萄萄萄萄糖糖糖糖分子主要以吡喃型结构存在。分子主要以吡喃型结构存在。分子主要以吡喃型结构存在。分子主要以吡喃型结构存在。自自

19、自自然然然然界界界界中中中中以以以以游游游游离离离离状状状状态态态态存存存存在在在在的的的的果果果果糖糖糖糖是是是是吡吡吡吡喃喃喃喃型型型型的的的的，而而而而以以以以结合状态存在的果糖是呋喃型的。结合状态存在的果糖是呋喃型的。结合状态存在的果糖是呋喃型的。结合状态存在的果糖是呋喃型的。吡喃葡萄糖与呋喃果糖吡喃葡萄糖与呋喃果糖“”、“”异构体：异构体：异构体：异构体：成环反应使成环反应使成环反应使成环反应使C-1C-1上形成一个半缩醛羟基，导致新的异上形成一个半缩醛羟基，导致新的异上形成一个半缩醛羟基，导致新的异上形成一个半缩醛羟基，导致新的异构体产生构体产生构体产生构体产生异头体异头体异头体异

20、头体(anomers)(anomers)。规定异头体的半缩。规定异头体的半缩。规定异头体的半缩。规定异头体的半缩醛羟基和分子末端醛羟基和分子末端醛羟基和分子末端醛羟基和分子末端-CH-CH2 2OHOH基邻近不对称碳原子的基邻近不对称碳原子的基邻近不对称碳原子的基邻近不对称碳原子的羟基在碳链同侧的称为羟基在碳链同侧的称为羟基在碳链同侧的称为羟基在碳链同侧的称为 型，在异侧的称为型，在异侧的称为型，在异侧的称为型，在异侧的称为 型。型。型。型。+D-D-葡萄糖葡萄糖 -D-D-葡萄糖葡萄糖 -D-D-葡萄糖葡萄糖 问题问题7 7：解释变旋光现象。：解释变旋光现象。链状环状互变链状环状互变-D-吡

21、喃葡萄糖吡喃葡萄糖醛式（链式）葡萄糖醛式（链式）葡萄糖-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖-D（）（）开链结构开链结构-D（）（）Dt=+112 Dt=+18.7 平衡后：平衡后：36 163Haworth透视式透视式在在在在FischerFischer投影式中形成过长的氧桥是不合理的。投影式中形成过长的氧桥是不合理的。投影式中形成过长的氧桥是不合理的。投影式中形成过长的氧桥是不合理的。19261926年年年年HaworthHaworth提出透视式表达糖的环状结构。提出透视式表达糖的环状结构。提出透视式表达糖的环状结构。提出透视式表达糖的环状结构。将将将将FischerFischer式书写成式书写成式书

22、写成式书写成HaworthHaworth式的原则：一、将直式的原则：一、将直式的原则：一、将直式的原则：一、将直链碳链右边的羟基写在环的下面，左边的羟基写链碳链右边的羟基写在环的下面，左边的羟基写链碳链右边的羟基写在环的下面，左边的羟基写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；二、当糖的环形成后还有多余的碳在环的上面；二、当糖的环形成后还有多余的碳在环的上面；二、当糖的环形成后还有多余的碳在环的上面；二、当糖的环形成后还有多余的碳原子时（未成环的碳原子），如果直链环是向右原子时（未成环的碳原子），如果直链环是向右原子时（未成环的碳原子），如果直链环是向右原子时（未成环的碳原子），

23、如果直链环是向右的，则未成环的碳原子写在环之上，反之写在环的，则未成环的碳原子写在环之上，反之写在环的，则未成环的碳原子写在环之上，反之写在环的，则未成环的碳原子写在环之上，反之写在环之下（酮糖的第一位碳例外）。之下（酮糖的第一位碳例外）。之下（酮糖的第一位碳例外）。之下（酮糖的第一位碳例外）。从从Fischer式到式到Haworth式的转换式的转换单糖的构象单糖的构象构象是指一个分子中，不断裂共价键，仅由键旋构象是指一个分子中，不断裂共价键，仅由键旋构象是指一个分子中，不断裂共价键，仅由键旋构象是指一个分子中，不断裂共价键，仅由键旋转所产生的原子空间位置的改变。转所产生的原子空间位置的改变。

24、转所产生的原子空间位置的改变。转所产生的原子空间位置的改变。葡萄糖的吡喃环并非平面环，吡喃环常采取椅式葡萄糖的吡喃环并非平面环，吡喃环常采取椅式葡萄糖的吡喃环并非平面环，吡喃环常采取椅式葡萄糖的吡喃环并非平面环，吡喃环常采取椅式(chair)(chair)和船式和船式和船式和船式(boat)(boat)构象，其中椅式构象使扭张构象，其中椅式构象使扭张构象，其中椅式构象使扭张构象，其中椅式构象使扭张强度减到最低因而较稳定。强度减到最低因而较稳定。强度减到最低因而较稳定。强度减到最低因而较稳定。一般而言，平伏键比直立键更稳定。因此在溶液一般而言，平伏键比直立键更稳定。因此在溶液一般而言，平伏键比直

25、立键更稳定。因此在溶液一般而言，平伏键比直立键更稳定。因此在溶液中，中，中，中，-D-D-葡萄糖比葡萄糖比葡萄糖比葡萄糖比-D-D-葡萄糖更占优势。葡萄糖更占优势。葡萄糖更占优势。葡萄糖更占优势。-D-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 -D-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖三、单糖的性质三、单糖的性质1 1 1 1、还原性、还原性、还原性、还原性 碱性条件下：碱性条件下：碱性条件下：碱性条件下：还原糖的醛基或酮基使金属离子还原，本身被还原糖的醛基或酮基使金属离子还原，本身被还原糖的醛基或酮基使金属离子还原，本身被还原糖的醛基或酮基使金属离子还原，本身被氧化成糖酸及其他产物。氧化成糖酸及其他产物。氧化成糖酸及其

26、他产物。氧化成糖酸及其他产物。常被用作糖类定性、定量分析的依据。常被用作糖类定性、定量分析的依据。常被用作糖类定性、定量分析的依据。常被用作糖类定性、定量分析的依据。定糖最常用的碱性氧化剂是定糖最常用的碱性氧化剂是定糖最常用的碱性氧化剂是定糖最常用的碱性氧化剂是FehlingsFehlings试剂：由试剂：由试剂：由试剂：由甲液（甲液（甲液（甲液（CuSOCuSO4 4溶液）和乙液（溶液）和乙液（溶液）和乙液（溶液）和乙液（NaOHNaOH酒石酸酒石酸酒石酸酒石酸钾钠溶液组成），使用前甲、乙两种溶液等量钾钠溶液组成），使用前甲、乙两种溶液等量钾钠溶液组成），使用前甲、乙两种溶液等量钾钠溶液组成

27、），使用前甲、乙两种溶液等量混合。混合。混合。混合。2 2 2 2、酸反应、酸反应、酸反应、酸反应强酸催化脱水作用强酸催化脱水作用强酸催化脱水作用强酸催化脱水作用 戊糖与强酸共热，因脱水而生成糠醛。戊糖与强酸共热，因脱水而生成糠醛。戊糖与强酸共热，因脱水而生成糠醛。戊糖与强酸共热，因脱水而生成糠醛。己糖与强酸共热，生成羟甲基糠醛。己糖与强酸共热，生成羟甲基糠醛。己糖与强酸共热，生成羟甲基糠醛。己糖与强酸共热，生成羟甲基糠醛。糠醛或羟甲基糠醛能与酚类物质作用产生各种有色糠醛或羟甲基糠醛能与酚类物质作用产生各种有色物质，可用作糖的定性测定。物质，可用作糖的定性测定。糖的呈色反应糖的呈色反应 -萘酚

28、萘酚间苯二酚间苯二酚间苯三酚间苯三酚甲基间苯二酚甲基间苯二酚AMolischstest（莫里希试验）（莫里希试验）糖糖 糠醛或糠醛衍生物糠醛或糠醛衍生物 紫色紫色 浓浓H2SO4脱水脱水-萘酚萘酚BSeliwanoffstest（塞里万诺夫试验）（塞里万诺夫试验）己酮糖己酮糖 羟甲基糠醛羟甲基糠醛 红色红色 浓浓HCl,脱水脱水间苯二酚间苯二酚鉴定糖类的共同反应。鉴定糖类的共同反应。鉴定酮糖鉴定酮糖3 3 3 3、形成糖苷：、形成糖苷：、形成糖苷：、形成糖苷：单糖的半缩醛羟基很容易与醇及酚的羟基反应，失单糖的半缩醛羟基很容易与醇及酚的羟基反应，失单糖的半缩醛羟基很容易与醇及酚的羟基反应，失单糖

29、的半缩醛羟基很容易与醇及酚的羟基反应，失水而形成缩醛式衍生物，通称糖苷。水而形成缩醛式衍生物，通称糖苷。水而形成缩醛式衍生物，通称糖苷。水而形成缩醛式衍生物，通称糖苷。糖苷分子中成苷的糖苷分子中成苷的糖苷分子中成苷的糖苷分子中成苷的-C-O-C-C-O-C-氧桥键称为糖苷键。氧桥键称为糖苷键。氧桥键称为糖苷键。氧桥键称为糖苷键。其中，非糖部分称配糖体（配基），如果配基也其中，非糖部分称配糖体（配基），如果配基也其中，非糖部分称配糖体（配基），如果配基也其中，非糖部分称配糖体（配基），如果配基也是单糖，如此缩合生成二糖，单糖连续缩合可生是单糖，如此缩合生成二糖，单糖连续缩合可生是单糖，如此缩合生

30、成二糖，单糖连续缩合可生是单糖，如此缩合生成二糖，单糖连续缩合可生成寡糖或多糖。成寡糖或多糖。成寡糖或多糖。成寡糖或多糖。由由由由于于于于有有有有 与与与与 型型型型之之之之分分分分，生生生生成成成成的的的的糖糖糖糖苷苷苷苷也也也也有有有有 与与与与 两种形式，天然存在的糖苷多为两种形式，天然存在的糖苷多为两种形式，天然存在的糖苷多为两种形式，天然存在的糖苷多为 型。型。型。型。糖苷键，也有糖苷键，也有糖苷键，也有糖苷键，也有 与与与与 两种形式。两种形式。两种形式。两种形式。D葡萄糖葡萄糖 D果糖果糖葡萄糖葡萄糖，1，2果糖苷果糖苷第三节第三节 寡糖的结构和性质寡糖的结构和性质一、一、一、一

31、、寡糖的结构寡糖的结构寡糖的结构寡糖的结构1 1、概念：是单糖的缩醛衍生物。概念：是单糖的缩醛衍生物。概念：是单糖的缩醛衍生物。概念：是单糖的缩醛衍生物。一般把单糖基数为一般把单糖基数为一般把单糖基数为一般把单糖基数为2 21010个构成的糖类物质称为寡糖。个构成的糖类物质称为寡糖。个构成的糖类物质称为寡糖。个构成的糖类物质称为寡糖。2 2、常见寡糖常见寡糖常见寡糖常见寡糖二糖和三糖二糖和三糖二糖和三糖二糖和三糖寡糖中以二糖的分布最为普遍。二糖是由两个单糖分寡糖中以二糖的分布最为普遍。二糖是由两个单糖分寡糖中以二糖的分布最为普遍。二糖是由两个单糖分寡糖中以二糖的分布最为普遍。二糖是由两个单糖分

32、子以子以子以子以 或或或或 糖苷键结合而成的，糖苷键结合而成的，糖苷键结合而成的，糖苷键结合而成的，蔗糖（蔗糖（蔗糖（蔗糖（Sucrose Sucrose）,乳糖（乳糖（乳糖（乳糖（lactose lactose）和和和和麦芽糖（麦芽糖（麦芽糖（麦芽糖（maltose maltose）是自然是自然是自然是自然界最为丰富的二糖。界最为丰富的二糖。界最为丰富的二糖。界最为丰富的二糖。结结构构性性质质单单糖种糖种类类糖苷糖苷键类键类型型结结构式构式旋光性旋光性还还原性原性蔗蔗糖糖麦麦芽芽糖糖乳乳糖糖请填写下表请填写下表结结构构性性质质单单糖种糖种类类糖苷糖苷键类键类型型结结构构式式旋光性旋光性还还原

33、原性性蔗糖蔗糖 D葡萄葡萄糖糖 D果糖果糖（21），（12）右旋，右旋，无无变变旋光旋光现现象象无无麦芽麦芽糖糖 D葡萄葡萄糖糖（14）右旋，右旋，变变旋光旋光现现象象（、和开和开链链式异构体式异构体有有乳糖乳糖 D葡萄葡萄糖糖 D半乳糖半乳糖（14）右旋，右旋，变变旋光旋光现现象象有有蔗糖的结构蔗糖的结构麦芽糖（麦芽糖（maltose）乳糖（乳糖（lactose）常见的三糖（常见的三糖（trisaccharide）棉子糖棉子糖 同聚多糖（同聚多糖（Homopolysaccharides）:组成单体糖组成单体糖基相同，例如淀粉基相同，例如淀粉(starch),糖原糖原(glycogen),纤维

34、纤维素素(cellulose),几丁质几丁质(chitin).杂多糖（杂多糖（Heteropolysaccharides）:组成的单体糖组成的单体糖基有两种或两种以上。基有两种或两种以上。第四节第四节 多糖多糖(Polysaccharides)的结构和性的结构和性质质一、同聚多糖一、同聚多糖一、同聚多糖一、同聚多糖直链淀粉（直链淀粉（amylose）：D-D-葡萄糖分子，以葡萄糖分子，以（1 14 4）糖苷键）糖苷键聚合，呈螺旋结构。聚合，呈螺旋结构。1 1淀粉（淀粉（starchstarch）（1）分子结构：）分子结构：分子量：分子量：3.21041.6105，200980个葡萄糖残基个葡萄

35、糖残基直链淀粉直链淀粉支链淀粉支链淀粉非还原性末端非还原性末端还原性末端还原性末端直链淀粉的空间结构直链淀粉的空间结构直直链链淀淀粉粉不不是是完完全全伸伸直直的的，而而通通常常是是卷卷曲曲成成螺螺旋旋形形，每每一一转转有有6个个葡葡萄萄糖糖单单元元，残残基基上上的的游游离离羟羟基基大大都都处处于于螺螺旋圈内侧。旋圈内侧。支链淀粉（支链淀粉（amylopectinamylopectin）：）：D-D-葡萄糖分子，葡萄糖分子，（1 14 4）糖苷键，支点处）糖苷键，支点处（1 16 6）糖苷键。糖苷键。（分支点：（分支点：11111212）（支链：）（支链：24243232）一个支链淀粉分子有一个

36、还原型末端和一个支链淀粉分子有一个还原型末端和n1个非还个非还原型末端，原型末端，n为分支数。为分支数。分子量：分子量：11051106，6006000个葡萄糖残基个葡萄糖残基（2）化学性质化学性质I、碘显色反应、碘显色反应多糖链的螺旋构象是碘显色反应的必要条件，形成多糖链的螺旋构象是碘显色反应的必要条件，形成淀粉碘络合物，碘位于螺旋形复合物中心腔。淀粉碘络合物，碘位于螺旋形复合物中心腔。螺旋圈螺旋圈DP：606020206 6复合物颜色：复合物颜色：蓝色蓝色紫红色紫红色红色红色无色无色直链淀粉（遇碘呈蓝色）直链淀粉（遇碘呈蓝色）支链淀粉（遇碘呈红色）。支链淀粉（遇碘呈红色）。区分区分区分区分

37、水解水解淀粉淀粉红色糊精红色糊精无色糊精无色糊精麦芽糖麦芽糖葡萄糖葡萄糖 与碘的与碘的 呈色反应呈色反应 蓝紫色蓝紫色 红色红色 不显色不显色 不显色不显色 不显色不显色 II、水解反应、水解反应(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6（3 3）淀粉的改性）淀粉的改性主要品种系列主要品种系列：天然淀粉天然淀粉天然淀粉天然淀粉物理变性物理变性物理变性物理变性 化学变性化学变性化学变性化学变性 生物变性生物变性生物变性生物变性 l ll l l l 分离淀分离淀分离淀分离淀粉粉粉粉直链淀直链淀直链淀直链淀粉、支链淀粉、支链淀粉、支链淀粉、支链淀粉粉粉粉l ll l l l 放放放放射射射射线

38、线线线处处处处理理理理 -、-、-射线射线射线射线l l湿湿湿湿热热热热处处处处理理理理淀淀淀淀粉粉粉粉 l l l l淀粉酯无机酸酯淀粉酯无机酸酯淀粉酯无机酸酯淀粉酯无机酸酯（磷酸、硫酸、硝酸）、（磷酸、硫酸、硝酸）、（磷酸、硫酸、硝酸）、（磷酸、硫酸、硝酸）、有机酸酯（甲酸、乙酸、有机酸酯（甲酸、乙酸、有机酸酯（甲酸、乙酸、有机酸酯（甲酸、乙酸、硬脂酸）硬脂酸）硬脂酸）硬脂酸）l ll l l l淀淀淀淀粉粉粉粉醚醚醚醚羟羟羟羟甲甲甲甲基基基基淀淀淀淀粉粉粉粉醚醚醚醚、羟羟羟羟烷烷烷烷基基基基淀淀淀淀粉粉粉粉醚醚醚醚、阳阳阳阳离离离离子子子子淀淀淀淀粉粉粉粉醚醚醚醚（*）、阴离子淀粉醚阴离

39、子淀粉醚阴离子淀粉醚阴离子淀粉醚l l接枝共聚淀粉接枝共聚淀粉接枝共聚淀粉接枝共聚淀粉 l l酶处理环酶处理环酶处理环酶处理环糊精（糊精（糊精（糊精（-、-、-）淀粉及改性淀粉在各行业中的应用：淀粉及改性淀粉在各行业中的应用：食食品品工工业业：面面包包、糖糖果果糕糕饼饼、方方便便食食品品、肉肉类类食品食品动物饲料动物饲料纺织工业：上浆、印花糊料纺织工业：上浆、印花糊料造纸工业：增强剂、表面施胶剂、涂布、瓦楞造纸工业：增强剂、表面施胶剂、涂布、瓦楞纸板、复合包装胶粘剂纸板、复合包装胶粘剂制革工业：制革工业：铬盐的蒙囿剂、预鞣剂、复鞣剂、铬盐的蒙囿剂、预鞣剂、复鞣剂、涂饰剂涂饰剂其他：化妆品、水处

40、理、铸造其他：化妆品、水处理、铸造2、糖原、糖原(Glycogen)糖原糖原糖原糖原和和和和淀粉淀粉淀粉淀粉分别为动物和植物中的葡萄糖储存形式。分别为动物和植物中的葡萄糖储存形式。分别为动物和植物中的葡萄糖储存形式。分别为动物和植物中的葡萄糖储存形式。糖原糖原糖原糖原 由由由由D-葡萄糖通过葡萄糖通过葡萄糖通过葡萄糖通过(1-4)1-4)糖苷键连接而成，分糖苷键连接而成，分糖苷键连接而成，分糖苷键连接而成，分支点处支点处（16）糖苷键）糖苷键。与支链淀粉的不同在与支链淀粉的不同在于糖原分子分支多、于糖原分子分支多、链短、结构紧密。链短、结构紧密。3 3纤维素（纤维素（CelluloseCell

41、ulose）（1 1）结构）结构 分子结构：纤维素由分子结构：纤维素由 D葡萄糖通过葡萄糖通过（14）糖苷键结合成的线性大分子。糖苷键结合成的线性大分子。纤维素分子链纤维素分子链纤维素分子链纤维素分子链原细纤维原细纤维原细纤维原细纤维（填充（填充（填充（填充半纤维素）半纤维素）半纤维素）半纤维素）微细微细微细微细纤维纤维纤维纤维（填充半纤维素、填充半纤维素、填充半纤维素、填充半纤维素、果胶质、木质素）果胶质、木质素）果胶质、木质素）果胶质、木质素）细纤维细纤维细纤维细纤维性质性质纤维素在大部分普通溶剂中极难溶解，但可以润胀。纤维素在大部分普通溶剂中极难溶解，但可以润胀。纤纤维维素素的的降降解解

42、反反应应：酸酸水水解解降降解解、碱碱性性降降解解、氧氧化化降解、微生物降解、热降解、机械降解降解、微生物降解、热降解、机械降解还原反应：醛糖还原反应：醛糖多元醇多元醇成酯反应：纤维素三硝酸酯成酯反应：纤维素三硝酸酯纤纤维维素素醚醚：增增稠稠、分分散散、稳稳定定、粘粘结结及及成成膜膜等等添添加加助助剂剂。羧羧甲甲基基纤纤维维素素（CMC）由由碱碱纤纤维维素素通通过过与与醚醚化化剂剂氯氯乙乙酸酸钠钠作用生成。作用生成。作用作用应用领域应用领域成膜作用成膜作用造造纸纸表表面面施施胶胶、胶胶质质化化妆妆品品、膏膏药及软膏、纺织品上浆药及软膏、纺织品上浆增稠、悬浮作用增稠、悬浮作用饮饮料料、牙牙膏膏、洗

43、洗发发香香波波、洗洗面面奶奶液液稳定作用稳定作用冷冷冻冻奶奶制制品品、色色拉拉调调料料、洗洗发发香香波、软膏等波、软膏等甲基和羟甲基甲基纤维素（甲基和羟甲基甲基纤维素（MC+HPMC）皮皮革革：利利用用热热凝凝胶胶化化性性能能作作皮皮革革加加工工干干燥燥时时革革面面保护胶料的增稠剂和保护剂。保护胶料的增稠剂和保护剂。纺织品：印染色浆中的增稠剂和粘结剂。纺织品：印染色浆中的增稠剂和粘结剂。几丁质又名：甲壳质、甲壳素、壳聚糖等等，几丁质又名：甲壳质、甲壳素、壳聚糖等等，是构成昆虫、甲壳类动物硬壳的主要成分。是构成昆虫、甲壳类动物硬壳的主要成分。4 4、几丁质、几丁质结构：结构：N-乙酰乙酰-D-葡

44、萄糖胺，以葡萄糖胺，以（1 14 4）糖苷）糖苷键缩合而成的线性均一多糖。键缩合而成的线性均一多糖。p 在纺织印染工业中的用量最大，可作为织在纺织印染工业中的用量最大，可作为织 物的整理剂。物的整理剂。p造纸中也有应用造纸中也有应用施胶剂。施胶剂。p在皮革中的应用：在皮革中的应用：浸水、鞣革或复鞣、加脂、浸水、鞣革或复鞣、加脂、染色、涂饰染色、涂饰。壳聚糖：几丁质脱壳聚糖：几丁质脱壳聚糖：几丁质脱壳聚糖：几丁质脱乙酰基产物乙酰基产物1、糖胺聚糖、糖胺聚糖(Glycosaminoglycans)结构：糖胺聚糖由重复的二糖单位组成。其中之结构：糖胺聚糖由重复的二糖单位组成。其中之结构：糖胺聚糖由重

45、复的二糖单位组成。其中之结构：糖胺聚糖由重复的二糖单位组成。其中之一是葡萄糖胺或者半乳糖胺的衍生物。另一个常一是葡萄糖胺或者半乳糖胺的衍生物。另一个常一是葡萄糖胺或者半乳糖胺的衍生物。另一个常一是葡萄糖胺或者半乳糖胺的衍生物。另一个常常是糖醛酸。常是糖醛酸。常是糖醛酸。常是糖醛酸。黏多糖，酸性黏多糖黏多糖，酸性黏多糖黏多糖，酸性黏多糖黏多糖，酸性黏多糖二、杂多糖二、杂多糖糖胺聚糖的类型糖胺聚糖的类型糖胺聚糖的类型糖胺聚糖的类型透透明明质质酸酸硫硫酸酸软软骨骨素素C2、琼脂：海藻多糖、琼脂：海藻多糖不不溶溶于于冷冷水水，溶溶于于热热水水，其其凝凝胶胶性性很很好好，12的水溶液，在的水溶液，在35

46、50就可形成凝胶。就可形成凝胶。琼脂：琼脂：糖琼脂：聚半乳糖糖琼脂：聚半乳糖胶琼脂：糖琼脂的硫酸酯胶琼脂：糖琼脂的硫酸酯3、果胶：植物多糖、果胶：植物多糖果果胶胶酸酸的的甲甲酯酯。果果胶胶酸酸：有有支支链链的的聚聚半半乳乳糖糖醛醛酸酸，支链为：半乳糖、鼠李糖、甘露糖。支链为：半乳糖、鼠李糖、甘露糖。4 4肽聚糖（肽聚糖（peptidoglycanpeptidoglycan）结构：结构：N乙酰葡萄糖胺（乙酰葡萄糖胺（NAG）和乙酰胞壁酸）和乙酰胞壁酸（NAM）通过）通过（1，4）糖苷键连接成二糖单位，）糖苷键连接成二糖单位，其中其中NAM与一个由与一个由L丙氨酸、丙氨酸、D谷氨酸、谷氨酸、L赖氨

47、酸和赖氨酸和D丙氨酸组成的四肽相连接。相邻多糖丙氨酸组成的四肽相连接。相邻多糖链上的四肽再通过由链上的四肽再通过由5个甘氨酸组成的五肽进一步个甘氨酸组成的五肽进一步交联形成肽聚糖。交联形成肽聚糖。三、复合糖（结合糖）三、复合糖（结合糖）复合糖复合糖 糖类糖类+脂类脂类 糖类糖类+蛋白质蛋白质 糖脂糖脂 脂多糖脂多糖 糖蛋白糖蛋白 蛋白聚糖蛋白聚糖 习题习题一、填空题一、填空题一、填空题一、填空题1.1.纤维素是由纤维素是由纤维素是由纤维素是由_组成组成组成组成,它们之间通过它们之间通过它们之间通过它们之间通过_糖苷键相糖苷键相糖苷键相糖苷键相连。连。连。连。2.2.常用定量测定还原糖的试剂为常

48、用定量测定还原糖的试剂为常用定量测定还原糖的试剂为常用定量测定还原糖的试剂为_试剂。试剂。试剂。试剂。3.3.乳糖是由一分子乳糖是由一分子乳糖是由一分子乳糖是由一分子_和一分子和一分子和一分子和一分子_组成组成组成组成,它们之间它们之间它们之间它们之间通过通过通过通过_糖苷键相连。糖苷键相连。糖苷键相连。糖苷键相连。44、蔗糖是由一分子、蔗糖是由一分子、蔗糖是由一分子、蔗糖是由一分子_和一分子和一分子和一分子和一分子_组成组成组成组成,它们之间通它们之间通它们之间通它们之间通过过过过_糖苷键相连。糖苷键相连。糖苷键相连。糖苷键相连。5.5.利用呈色反应鉴别糖的普通方法为利用呈色反应鉴别糖的普通

49、方法为利用呈色反应鉴别糖的普通方法为利用呈色反应鉴别糖的普通方法为_反应。反应。反应。反应。6.6.糖苷是指糖的糖苷是指糖的糖苷是指糖的糖苷是指糖的_和醇、酚等化合物失水而形成和醇、酚等化合物失水而形成和醇、酚等化合物失水而形成和醇、酚等化合物失水而形成的缩醛的缩醛的缩醛的缩醛(或缩酮或缩酮或缩酮或缩酮)等形式的化合物。等形式的化合物。等形式的化合物。等形式的化合物。7.7.判断一个糖的判断一个糖的判断一个糖的判断一个糖的D-D-型和型和型和型和L-L-型是以型是以型是以型是以_碳原子上羟基的碳原子上羟基的碳原子上羟基的碳原子上羟基的位置作依据。位置作依据。位置作依据。位置作依据。8 8、糖类

50、物质包括（、糖类物质包括（、糖类物质包括（、糖类物质包括（）、（）、（）、（）、（）和它们的（）和它们的（）和它们的（）和它们的（）及）及）及）及其衍生物。其衍生物。其衍生物。其衍生物。9 9、葡萄糖和果糖分别是（、葡萄糖和果糖分别是（、葡萄糖和果糖分别是（、葡萄糖和果糖分别是（）糖和（）糖和（）糖和（）糖和（）糖的典型）糖的典型）糖的典型）糖的典型代表。代表。代表。代表。1010、糖原和支链淀粉结构上很相似、糖原和支链淀粉结构上很相似、糖原和支链淀粉结构上很相似、糖原和支链淀粉结构上很相似,都由许多都由许多都由许多都由许多_组组组组成成成成,它们之间通过它们之间通过它们之间通过它们之间通过_