第五章 糖类和糖生物学.ppt

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1、第五章第五章 糖糖一节一节 糖的概念、功能、分布及分类糖的概念、功能、分布及分类二节二节 单糖单糖三节三节 寡糖寡糖四节四节 多糖多糖五节五节 糖缀合物糖缀合物5.1 5.1 糖的概念、功能、分布及分类糖的概念、功能、分布及分类5.1.1 5.1.1 糖的化学概念糖的化学概念5.1.2 5.1.2 糖的功能糖的功能5.1.3 5.1.3 糖的分布糖的分布5.1.4 5.1.4 糖的分类糖的分类5.1.1 5.1.1 糖的化学概念糖的化学概念糖类糖类(saccharides)(saccharides)又称又称碳水化合物碳水化合物（carbohydratescarbohydrates，元素组成元素

2、组成 符合符合C Cn n(H(H2 2O)O)n n的一类化合物）的一类化合物）例外：乙酸（例外：乙酸（CHCH3 3COOHCOOH）、）、甲醛（甲醛（CHCH2 2O O）、）、乳酸乳酸C C3 3H H6 6O O3 3）、）、脱氧核糖（脱氧核糖（C C5 5H H1010O O4 4）、）、鼠李糖鼠李糖C C6 6H H1212O O5 5）等）等糖类糖类:是是多羟基醛多羟基醛或或多羟基酮及其缩聚物和衍生物多羟基酮及其缩聚物和衍生物。甘油醛甘油醛二羟丙酮二羟丙酮l1.2 1.2 功能功能l能源物质、结构物质能源物质、结构物质细胞壁中结细胞壁中结构糖构糖储备能源储备能源糖糖植物干重90

3、DNADNA、RNA RNA 结构糖结构糖碳源碳源昆虫外昆虫外骨骼骨骼糖糖韧带结构糖韧带结构糖结缔组织结缔组织结构糖结构糖肌糖原能源肌糖原能源动物干重动物干重2光合光合作用作用糖一切含碳物质一切含碳物质合成合成代谢代谢分解分解代谢代谢COCO2 2糖碳来源糖碳来源细胞识别的信细胞识别的信号物质号物质细胞表面细胞表面识别标记识别标记糖糖糖蛋白、糖脂、信息分子糖糖蛋白、糖脂、信息分子糖5.1.3 5.1.3 糖的分布糖的分布分布极广、几乎所有生物体都含有分布极广、几乎所有生物体都含有植物体植物体中含量最高，约占其干重的中含量最高，约占其干重的80%80%以上。每年全球以上。每年全球植物和藻类光合作

4、用可转换植物和藻类光合作用可转换10001000亿吨亿吨COCO2 2和和H H2 2O O成为纤维成为纤维素和其他植物产物素和其他植物产物。动物体动物体中的含量中的含量约占其干重的约占其干重的2%2%以下以下微生物微生物体含糖量约占其干重的体含糖量约占其干重的10-30%10-30%糖的世界糖的世界食用糖（食用糖（蔗糖蔗糖）医医疗疗用用糖糖（葡葡萄萄糖糖及及其其衍衍生生物物，如如葡葡萄萄糖糖酸酸的的钠、钾、钙、锌盐等）钠、钾、钙、锌盐等）绿色植物的皮、杆等多糖（绿色植物的皮、杆等多糖（纤维素纤维素）粮食及块根、块茎中的糖（粮食及块根、块茎中的糖（淀粉淀粉）动物体内动物体内的贮藏多糖（的贮藏多

5、糖（糖元糖元）昆虫、蟹、虾等昆虫、蟹、虾等外骨骼糖外骨骼糖（几丁质几丁质）食用菌中的糖（香菇多糖、茯苓多糖、灵芝多食用菌中的糖（香菇多糖、茯苓多糖、灵芝多糖、昆布多糖等）糖、昆布多糖等）糖的世界糖的世界细菌、酵母的细胞壁糖细菌、酵母的细胞壁糖结结缔缔组组织织中中的的糖糖（肝肝素素、透透明明质质酸酸、硫硫酸酸软软骨骨素、硫酸皮肤素等）素、硫酸皮肤素等）核核酸酸中中的的糖糖、脂脂多多糖糖（糖糖脂脂）、糖糖蛋蛋白白（蛋蛋白白聚糖）中的糖聚糖）中的糖细胞膜及其他细胞结构中的糖细胞膜及其他细胞结构中的糖血型糖血型糖活性糖分子活性糖分子5.1.4 5.1.4 糖的命名与分类糖的命名与分类单糖单糖(mono

6、monosaccharidessaccharides)：不能被水解成更简单的糖不能被水解成更简单的糖寡糖寡糖(oligooligosaccharides):saccharides):凡能凡能水解成水解成少数少数个单糖分个单糖分子的糖。子的糖。多糖多糖(polypolysaccharides):saccharides):水解产生水解产生2020个以上单糖分子个以上单糖分子的糖类（包括同多糖与杂多糖）的糖类（包括同多糖与杂多糖）糖复合物糖复合物(polysaccharides complex):(polysaccharides complex):糖与脂、蛋白糖与脂、蛋白等共价相连等共价相连所形成的

7、复合物所形成的复合物糖的衍生物糖的衍生物:指糖的指糖的氧化产物、还原产物、氨基取代物氧化产物、还原产物、氨基取代物及糖苷化合物及糖苷化合物等，如，等，如，D-D-氨基葡萄糖、氨基葡萄糖、N-N-乙酰氨基葡乙酰氨基葡萄糖、糖的硫酸酯等萄糖、糖的硫酸酯等根据分子中根据分子中所含基团所含基团分为分为醛糖醛糖和和酮糖酮糖根据根据所含碳原子数所含碳原子数分为分为丙糖、丁糖、戊糖、己糖和庚糖丙糖、丁糖、戊糖、己糖和庚糖5.2单糖单糖6.2.1 6.2.1 单糖的结构单糖的结构6.2.2 6.2.2 重要的单糖重要的单糖6.2.3 6.2.3 单糖的性质单糖的性质5.2.1 5.2.1 单糖的结构单糖的结构

8、1.1.单糖的链状结构单糖的链状结构2.2.单糖的环状结构单糖的环状结构3.3.单糖的构象单糖的构象1.1.单糖的链状结构单糖的链状结构(1)最简单的醛糖是最简单的醛糖是甘油醛甘油醛，酮糖是，酮糖是二羟基丙酮二羟基丙酮甘油醛甘油醛二羟基丙酮二羟基丙酮(2)单糖的构型单糖的构型三碳以上的醛糖和四碳以上的酮糖分子中含有三碳以上的醛糖和四碳以上的酮糖分子中含有不对称不对称碳原子碳原子，是不对称分子，有，是不对称分子，有立体异构体立体异构体（构造相同构造相同,分子分子中原子或基中原子或基团在空在空间的排列方式不同的化合物互称的排列方式不同的化合物互称为立体异构体立体异构体）存在。存在。立体异构体的数目

9、为立体异构体的数目为2 2n n，其中其中n n为不对称碳原子的数目。为不对称碳原子的数目。单糖的单糖的构型构型不对称碳原子周围的取代基在空间上的排列不对称碳原子周围的取代基在空间上的排列有两种有两种 -L L构构型型和和D D构型构型。规定。规定由编号最大的不对称碳原子的构型决由编号最大的不对称碳原子的构型决定定自然界中的糖绝大多数为自然界中的糖绝大多数为D D构型构型投投影影式式和和透透视视式式镜象异构体与差向异构体镜象异构体与差向异构体L-L-葡萄糖与葡萄糖与D-D-葡萄糖、葡萄糖、L-L-果糖与果糖与D-D-果糖等互为镜象异构体，果糖等互为镜象异构体，或互为或互为对映体对映体（anti

10、podeantipode）葡萄糖与甘露糖、葡萄糖与半乳糖，两两之间除一个不对葡萄糖与甘露糖、葡萄糖与半乳糖，两两之间除一个不对称称C C（分别是分别是C C2 2和和C C4 4上的上的-OH-OH位置）构型不同外，其余部分位置）构型不同外，其余部分的结构完全相同，的结构完全相同，这种仅有一个不对称碳原子构型不同，这种仅有一个不对称碳原子构型不同，两非镜象异构体称为差向异构体两非镜象异构体称为差向异构体（epimersepimers）对对映映异异构构体体差向异构体差向异构体甘露糖甘露糖半半乳糖乳糖葡萄糖葡萄糖2.单糖的环状结构单糖的环状结构单糖分子中既含有单糖分子中既含有羰基羰基又含有又含有羟

11、基羟基，可，可形成形成半缩醛半缩醛或或半缩酮半缩酮。单糖由链状结构变为环状结构。单糖由链状结构变为环状结构环状结构中五元环和六元环最稳定。五元的糖叫环状结构中五元环和六元环最稳定。五元的糖叫呋喃呋喃糖糖、六元的叫、六元的叫吡喃糖吡喃糖成环后羰基碳原子变成不对称碳原子，构型分别用成环后羰基碳原子变成不对称碳原子，构型分别用a-a-和和-表示表示如果氧环上的碳原子按如果氧环上的碳原子按顺时针顺时针方向排列时，方向排列时，羟甲基羟甲基在在平面之上为平面之上为D-D-型，在平面之下为型，在平面之下为L-L-型。在型。在D-D-型中，型中，半半缩醛羟基缩醛羟基在平面之下为在平面之下为a-a-型，在平面之

12、上为型，在平面之上为-型。逆型。逆时针时相反。时针时相反。半缩醛与半缩酮半缩醛与半缩酮半半缩醛缩醛缩醛缩醛半半缩酮缩酮缩酮缩酮 葡葡萄萄糖糖的的环环状状结结构构吡喃葡萄糖和呋喃果糖吡喃葡萄糖和呋喃果糖在溶液中，有能力在溶液中，有能力形形成环结构的醛糖和酮糖成环结构的醛糖和酮糖，它们的不同它们的不同环式和开链环式和开链形式形式处于平衡中。处于平衡中。例如在例如在31下，下，D-葡葡萄糖以大约萄糖以大约64的的-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖和和36-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖的平衡混合的平衡混合物存在，物存在，溶液中只有很小的一溶液中只有很小的一部分是以呋喃或开链形部分是以呋喃或开链形式存在。式存在。3

13、 单糖单糖的构象的构象构象构象(conformation)有机分子中单键的有机分子中单键的旋转旋转产产生的不同空间结构。生的不同空间结构。-由单键的旋转引起；由单键的旋转引起；构象的改变不需要共价键的破裂；无数种。构象的改变不需要共价键的破裂；无数种。构型构型(configuration)不对称碳原子不对称碳原子周围的取周围的取代基在空间上的排列代基在空间上的排列。-由不对称碳原子由不对称碳原子引起；构型的改变需要共价键的破裂；数量有限。引起；构型的改变需要共价键的破裂；数量有限。葡葡萄萄糖糖的的构构象象平伏键平伏键C-OH、C-CH2OH垂直键垂直键C-H葡萄糖的构象葡萄糖的构象椅式构象椅式

14、构象比比船式构象船式构象稳定稳定两种椅式构象中，大的取代基处于两种椅式构象中，大的取代基处于平伏键平伏键(equatorialbond)位置的稳定，处于位置的稳定，处于垂直键垂直键(axialbond)位置的不位置的不稳定稳定-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖比比a-D-吡喃葡萄糖稳定吡喃葡萄糖稳定(中性水溶液中中性水溶液中平衡平衡时时a-D-G占占37%，-D-G占占63%)52.2重要的单糖重要的单糖1.1.丙糖、丁糖、戊糖、己糖或丙糖、丁糖、戊糖、己糖或三、四、五、六碳糖三、四、五、六碳糖的的醛糖醛糖2.2.三、四、五、六碳糖的三、四、五、六碳糖的酮糖酮糖1.1.三、四、五、六碳糖（三、四、五、

15、六碳糖（D D醛糖）醛糖）（1）D 丙丙 醛醛 糖糖甘油醛，糖甘油醛，糖酵解重中间酵解重中间产物产物（1 1）D-D-丁丁 醛醛 糖糖赤藓糖苏阿糖 赤藓赤藓糖的糖的磷磷酸酯酸酯是是磷酸戊磷酸戊糖途径糖途径的重要的重要的的中间中间产物产物。（2 2）D D 戊戊 醛醛 糖糖核糖阿拉伯糖木糖来苏糖（3 3）D D 己己 醛醛 糖糖阿洛糖阿卓糖葡萄糖甘露糖古洛糖艾杜糖塔罗糖半乳糖2.三三、四四、五五、六六碳碳糖糖（酮酮糖糖）（酮糖）（酮糖）（1 1）丙酮糖）丙酮糖二羟基丙酮，二羟基丙酮，糖酵解重中间糖酵解重中间产物产物（2 2）丁）丁 酮酮 糖糖赤藓酮糖赤藓酮赤藓酮糖的糖的磷磷酸酯酸酯是是磷酸戊磷酸

16、戊糖途径糖途径的重要的重要的的中间中间产物产物。（3 3）戊）戊 酮酮 糖糖核酮糖木酮糖戊戊 酮酮 糖的糖的5-磷酸酯磷酸酯是是磷酸磷酸戊糖途戊糖途径径的重的重要的要的中中间产物间产物（4 4）己）己 酮酮 糖糖阿洛酮糖果糖山梨糖塔格糖5.2.3 单糖的性质单糖的性质结构决定性质，性质是结构的反映结构决定性质，性质是结构的反映单糖的性质与其所含的单糖的性质与其所含的醛基、酮基和羟基醛基、酮基和羟基有关有关物理性质物理性质化学性质化学性质（一）单糖的物理性质（一）单糖的物理性质熔点：室温下为固体熔点：室温下为固体溶解性：溶于水，不溶于有机溶剂。溶解性：溶于水，不溶于有机溶剂。p6当光波通过尼克棱

17、镜当光波通过尼克棱镜(nicolprism)时，由于棱镜的结构通过的只是时，由于棱镜的结构通过的只是沿某一平面振动的光波，其他都被遮断，这种光称为沿某一平面振动的光波，其他都被遮断，这种光称为“平面偏振光平面偏振光”。旋光性旋光性：旋光物质（手性化合物）引起平面偏振光的偏振：旋光物质（手性化合物）引起平面偏振光的偏振面发生旋转的能力，称为旋光性。面发生旋转的能力，称为旋光性。使偏振光振动面右旋（顺时针方向）的物质称右旋光性物使偏振光振动面右旋（顺时针方向）的物质称右旋光性物质，而使偏振光振动面左旋的称左旋光性物质，分别用质，而使偏振光振动面左旋的称左旋光性物质，分别用“+”，“-”表示。表示。

18、构型与旋光方向是两种概念，D，L是指构型，“+”，“-”指旋光方向。D与“+”，L与“-”并无必然联系。D-葡萄糖和D-果糖旋光方向分别为“+”和“-”，而L-葡萄糖与L-果糖旋光方向却均为“-”。变旋现象变旋现象(mutarotation)：新配制的旋光体溶液放新配制的旋光体溶液放置后，其比旋光度改变的现象置后，其比旋光度改变的现象比旋光度比旋光度：以：以1 ml中含有中含有1 g溶质的溶液，放在溶质的溶液，放在1 dm长的盛长的盛液管中测出的旋光度。液管中测出的旋光度。甜度甜度 单糖的比旋光度单糖的比旋光度葡萄糖的变旋现象葡萄糖的变旋现象+112.20+52.50+18.70a-D-吡喃葡

19、萄糖吡喃葡萄糖平衡平衡-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖（1000C结晶）结晶）（1100C结晶结晶）（37%）（63%）糖的甜度糖的甜度1.醛基或酮基醛基或酮基产生的性质产生的性质1）异构化异构化作用（碱的作用）作用（碱的作用）2）单糖的）单糖的氧化氧化3）单糖的）单糖的还原还原4）成脎反应）成脎反应（二）单糖的化学性质（二）单糖的化学性质1 1）单糖的异构化作用（弱碱的作用）单糖的异构化作用（弱碱的作用）Ba（OH）21，2稀醇式葡萄糖稀醇式葡萄糖D-甘露糖甘露糖D-葡萄糖葡萄糖D-果糖果糖单糖在强碱溶液中很不稳定单糖在强碱溶液中很不稳定,分解成各种不同的物质分解成各种不同的物质2 2）单糖的氧化

20、）单糖的氧化单糖都具有还原性单糖都具有还原性。在不同条件下单糖被氧化成不同产物。在不同条件下单糖被氧化成不同产物。糖酸糖酸(sugaracid)、糖醛酸糖醛酸(uronicacid)及及糖二酸糖二酸(saccharicacid)单糖都具还原性，单糖都具还原性，能被弱氧化剂（如能被弱氧化剂（如CuSO4的碱性溶液）的碱性溶液）氧化，生成糖酸等氧化，生成糖酸等各种氧化产物。各种氧化产物。同时，同时，兰色的兰色的Cu(OH)2被还原为被还原为砖砖红色的红色的Cu2O。最常用的最常用的Benedict试剂试剂和和Fehling试剂试剂就是就是CuSO4的碱性溶的碱性溶液液葡萄糖的三种氧化产物葡萄糖的三

21、种氧化产物（1）弱氧化剂作用）弱氧化剂作用下，形成相应的糖酸下，形成相应的糖酸（2）较）较强氧化剂强氧化剂作用下，作用下，伯醇基也伯醇基也被氧化成被氧化成羧基羧基（3）有时只有伯醇）有时只有伯醇基被氧化成羧基，基被氧化成羧基，形成糖醛酸形成糖醛酸单单糖糖的的羰羰基基在在钠钠汞汞齐齐或或硼硼氢氢化化钠钠等等还还原原剂剂的的作作用用下可被下可被还原为还原为-OH而形成糖醇而形成糖醇葡萄糖葡萄糖山梨醇山梨醇甘露糖甘露糖甘露醇甘露醇核糖核糖核醇（核醇（Vit B2的组成成分）的组成成分）3）单糖的还原）单糖的还原甘油和肌醇都是甘油和肌醇都是脂脂的重要成分，的重要成分，核醇是核醇是FMN和和FAD的成分

22、，也是的成分，也是磷壁酸磷壁酸的成分，磷壁酸是一的成分，磷壁酸是一个复杂的聚合物，常出现在某些个复杂的聚合物，常出现在某些Gram-阳性细菌的细胞壁阳性细菌的细胞壁中。中。木糖醇是木糖的衍生物，它是木糖醇是木糖的衍生物，它是无糖的咀嚼胶无糖的咀嚼胶的成分。的成分。D-山梨糖醇是发生在某些组织中的山梨糖醇是发生在某些组织中的由葡萄糖转化为果糖的代由葡萄糖转化为果糖的代谢途径中的中间产物谢途径中的中间产物。4）糖脎（）糖脎（Osazone）的生成的生成糖糖能能与与过过量量的的苯苯肼肼成成脎脎，生生成成的的脎脎具具有有一一定定的的熔熔点点和和晶形，根据晶形，根据糖脎糖脎的晶形和熔点可鉴别某些糖。的晶

23、形和熔点可鉴别某些糖。脎的溶解度小，易成结晶，不同脎的溶解度小，易成结晶，不同糖脎晶体糖脎晶体形状不同、形状不同、熔点不同，可作为熔点不同，可作为糖的定性鉴定糖的定性鉴定。葡萄糖脎为黄色结晶葡萄糖脎为黄色结晶成脎反应只在成脎反应只在C1和和C2原子上发生，只要原子上发生，只要C1、C2以外的以外的碳原子构型相同的糖，都可以形成相同的糖脎。碳原子构型相同的糖，都可以形成相同的糖脎。糖脎糖脎的晶形的晶形葡萄糖脎葡萄糖脎麦芽糖脎麦芽糖脎乳糖脎乳糖脎部分糖的部分糖的糖脎糖脎性质一览表性质一览表糖析出糖脎糖脎所需时间所需时间（min）糖脎糖脎结晶结晶颜色颜色糖脎糖脎熔点熔点或分解温或分解温度度(0C)糖

24、脎糖脎溶液溶液的比旋光的比旋光度度果糖5深黄色204-92葡萄糖10深黄色204+52.5麦芽糖冷后析出黄色+129.0蔗糖30（转化生成）黄色+66.52.羟基产生的性质羟基产生的性质1）成酯反应2）成苷反应3）氨基化4）脱氧（二）单糖的化学性质（二）单糖的化学性质1）成酯作用（酯化作用）成酯作用（酯化作用）单糖分子中的单糖分子中的-OH，特别是特别是半缩醛和半缩酮半缩醛和半缩酮羟基能与羟基能与磷酸、硫酸、乙酸酐磷酸、硫酸、乙酸酐等脱水生成等脱水生成酯酯糖的磷酸酯在生物体中普遍存在。糖的磷酸酯在生物体中普遍存在。-D-葡萄糖葡萄糖1磷酸磷酸-D-果糖果糖1，6二磷酸二磷酸腺苷三磷酸（腺苷三磷

25、酸（ATP）（）（核苷酸）核苷酸）2）成苷作用）成苷作用单糖分子中的半缩醛或半缩酮羟基在一定条件下可以单糖分子中的半缩醛或半缩酮羟基在一定条件下可以和含有和含有羟基或氨基的化合物羟基或氨基的化合物缩合形成缩合形成缩醛或缩酮式缩醛或缩酮式化化合物，称为合物，称为糖苷糖苷。糖苷有糖苷有糖体糖体和和配糖体配糖体两部分组成。连接糖体与配糖体两部分组成。连接糖体与配糖体的化学键叫的化学键叫糖苷键糖苷键.单糖形成糖苷后，不再能够变为醛式结构。因此，不单糖形成糖苷后，不再能够变为醛式结构。因此，不再具有再具有变旋现象、还原性和成脎变旋现象、还原性和成脎 反应反应糖苷由糖苷由糖体糖体和和配糖体配糖体两两部分组

26、成：部分组成：形成糖苷时形成糖苷时提供半缩醛提供半缩醛或半缩酮羟基或半缩酮羟基的糖部分叫的糖部分叫糖体糖体提供羟基或氨基提供羟基或氨基的非糖的非糖部分叫配糖体。部分叫配糖体。糖体与配糖体以糖体与配糖体以糖苷键糖苷键相连相连。有有很很多多糖糖是是由由原原来来单单糖糖上上的的羟羟基基被被氨氨基基取取代代后后形形成成的的，有有时时氨氨基被乙酰化。基被乙酰化。N-乙酰葡萄糖胺是同多糖几丁质的单体。而而N-乙乙酰酰神神经经氨氨酸酸是是由由N-乙乙酰酰甘甘露露糖糖胺胺和和丙丙酮酮酸酸生生成成的的，当当该该化化合合物物环环化化形形成成吡吡喃喃时时，来来自自丙丙酮酮酸酸成成分分的的羰羰基基与与C-6的的羟羟基

27、基反反应应。N-乙乙酰酰神神经经氨氨酸酸是是许许多多糖糖蛋蛋白白的的重重要要成成分分，也也是是称称之之神神经经节节苷苷脂脂脂类的成分。（脂类的成分。（唾液酸唾液酸）p983）氨）氨基基化化脱氧糖是由脱氧糖是由-H取代了原来单糖的取代了原来单糖的-OH后生成的。后生成的。2-脱氧脱氧-D-核糖是用于核糖是用于DNA合成的构件分子合成的构件分子。L-岩岩藻藻糖糖（6-脱脱氧氧-L-半半乳乳糖糖）和和L-鼠鼠李李糖糖（6-脱脱氧氧-L-甘甘露露糖糖）广广泛泛存存在在于于植植物物、动动物物和和微微生生物物中中，并并且且常常出出现现在在寡寡糖糖和多糖中。和多糖中。p97脱脱氧氧糖糖4）脱氧）脱氧由少数单

28、糖通过由少数单糖通过糖苷键糖苷键连接在一起而形成连接在一起而形成常见的是常见的是二糖二糖和和三糖三糖都溶于水，可形成晶体，大部分有甜味都溶于水，可形成晶体，大部分有甜味都具有都具有旋光性旋光性有的有还原性，有的没有还原性。有还原性的叫有的有还原性，有的没有还原性。有还原性的叫还原还原糖糖，无还原性的叫，无还原性的叫非还原糖非还原糖还原糖有变旋现象、成苷、成脎还原糖有变旋现象、成苷、成脎 反应反应5.3 寡聚糖寡聚糖日常食用的糖主要是蔗糖日常食用的糖主要是蔗糖。它是植物机体糖的运输形式。它是植物机体糖的运输形式。蔗糖是由蔗糖是由-D-葡萄糖和葡萄糖和-D-果糖各一分子按果糖各一分子按、(12)键

29、键型缩合、型缩合、失水形成的。失水形成的。分子中不含有分子中不含有游离的半缩醛或半缩酮羟基游离的半缩醛或半缩酮羟基，没有还原性，没有还原性蔗糖很甜，蔗糖很甜，易结晶，易溶于水，但较难溶于乙醇易结晶，易溶于水，但较难溶于乙醇。若加热至。若加热至160C，便成为玻璃样的晶体，热至便成为玻璃样的晶体，热至200C便成棕褐色的焦糖。便成棕褐色的焦糖。右旋，旋右旋，旋光度为光度为+66.5。经水解后水解液具有左旋性。经水解后水解液具有左旋性。5.3.1蔗糖蔗糖,(12)糖苷键糖苷键蔗糖的水解蔗糖的水解麦芽糖大量存在于发芽的谷粒麦芽糖大量存在于发芽的谷粒，特别是麦芽中。淀粉、糖原被淀，特别是麦芽中。淀粉、

30、糖原被淀粉酶水解也可产生少量的麦芽糖。粉酶水解也可产生少量的麦芽糖。它是由两个葡萄糖分子缩合失水形成。其糖苷键型为它是由两个葡萄糖分子缩合失水形成。其糖苷键型为(14)型。型。具有还原性。具有还原性。在在酸或麦芽糖酶酸或麦芽糖酶的作用下水解成葡萄糖的作用下水解成葡萄糖它在水溶液中有变旋现象，且它在水溶液中有变旋现象，且能成脎能成脎，极易被酵母发酵。如，极易被酵母发酵。如两分两分子子-D-葡萄糖按葡萄糖按（16）糖苷键型缩合、失水，则生成异麦芽糖苷键型缩合、失水，则生成异麦芽糖糖,它存在于分枝淀粉和糖原中。它存在于分枝淀粉和糖原中。5.3.2麦芽糖麦芽糖 (14)糖苷键糖苷键异异麦麦芽芽糖糖异麦

31、芽糖异麦芽糖由两分子葡萄糖通过由两分子葡萄糖通过(1(16)6)糖苷键糖苷键连接而成连接而成存在于动物的乳汁中存在于动物的乳汁中由一分子半乳糖和一分子葡萄糖缩合而成，连接键为由一分子半乳糖和一分子葡萄糖缩合而成，连接键为-1.4糖苷键糖苷键。具有具有还原性还原性5.3.3乳糖乳糖 (14)糖苷键糖苷键5.3.4棉籽糖棉籽糖许多植物中存在，棉籽与桉树分泌物中尤多。许多植物中存在，棉籽与桉树分泌物中尤多。无还原性无还原性纤维素部分水解的产物纤维素部分水解的产物两分子葡萄糖通过两分子葡萄糖通过 (14)糖苷键糖苷键连接而成连接而成有还原性有还原性不容易被水解成葡萄糖不容易被水解成葡萄糖5.3.5纤维

32、二糖纤维二糖低聚糖的保健作用低聚糖的保健作用5.4 多糖多糖由多个单糖分子缩合而成。由多个单糖分子缩合而成。按其组分可分为按其组分可分为均一多糖（同聚多糖）均一多糖（同聚多糖）（由一种单糖组成）（由一种单糖组成）和和不均一多糖不均一多糖(杂聚多糖杂聚多糖)（由两种或两种以上单糖组成）。（由两种或两种以上单糖组成）。按其功能可分为按其功能可分为结构多糖和贮存多糖结构多糖和贮存多糖没有没有还原性还原性。大多难溶于水，溶于水后形成大多难溶于水，溶于水后形成胶体溶液胶体溶液。有有旋光性旋光性，但没有，但没有变旋现象变旋现象。无甜味无甜味。在在酸或酶酸或酶的作用下水解成的作用下水解成单糖和寡糖单糖和寡糖

33、。5.4.1淀粉淀粉广泛分布于植物体中由D-葡萄糖形成的同聚多糖。属于储存性多糖按其结构不同，分为直链淀粉和支链淀粉1.一些作物的淀粉含量一些作物的淀粉含量2.淀粉的分子结构淀粉的分子结构l（1）直链淀粉的分子结构）直链淀粉的分子结构（2）支链淀粉的分子结构）支链淀粉的分子结构（1）直链淀粉的分子结构）直链淀粉的分子结构分子量：分子量：30,000-160,000，相当于，相当于200-980个葡萄糖个葡萄糖残基残基葡萄糖残基之间葡萄糖残基之间以以(1(14)4)糖苷键糖苷键连接形连接形 成不分支的链成不分支的链状结构状结构链的一端具有还原性，称为链的一端具有还原性，称为还原性末端还原性末端；

34、另一端为；另一端为非还非还原性末端原性末端天然直链淀粉卷曲呈天然直链淀粉卷曲呈螺旋状螺旋状，每圈螺旋含，每圈螺旋含6 6个葡萄糖残基个葡萄糖残基直链淀粉直链淀粉（2）支链淀粉的分子结构支链淀粉的分子结构分子量：分子量：100,000-1,000,000，相当于，相当于600-6,000个葡萄糖个葡萄糖残基残基每个分子至少有每个分子至少有50个分支，每一个分支含有个分支，每一个分支含有20-35个葡个葡萄糖残基，分支点间距为萄糖残基，分支点间距为11-12个葡萄糖残基个葡萄糖残基分支之间分支之间以以(16)糖苷键糖苷键连接连接每个分子每个分子只有一个还原末端只有一个还原末端，多个非还原末端，多个

35、非还原末端每一分支自成每一分支自成螺旋状螺旋状(16)糖苷键糖苷键支链淀粉结构支链淀粉结构(14)糖苷键糖苷键2.淀粉粒的结构淀粉粒的结构直链淀粉和支链淀粉聚集在一起直链淀粉和支链淀粉聚集在一起共同形共同形成淀粉粒成淀粉粒淀粉粒中含有淀粉粒中含有易被酸或酶水解的非晶体易被酸或酶水解的非晶体部分部分和和不易被酸或酶水解的晶体部分不易被酸或酶水解的晶体部分淀粉颗粒淀粉颗粒直链淀粉直链淀粉,多糖多糖支链淀粉支链淀粉,胶淀粉胶淀粉3.淀粉的性质淀粉的性质白色粉末，比重白色粉末，比重1.5，不溶于冷水。具有旋光性。，不溶于冷水。具有旋光性。无还原性无还原性。在。在酸或酶酸或酶作用下被水解成糊精，作用下被

36、水解成糊精，彻底水解彻底水解后生成葡萄糖后生成葡萄糖能吸附能吸附碘分子碘分子形成复合物形成复合物3.淀粉的性质淀粉的性质淀粉的糊化淀粉的糊化淀粉的悬浮液加热到一定的温度时淀粉的悬浮液加热到一定的温度时（一般在（一般在550C以上），以上），淀粉淀粉粒会突然吸水膨胀，淀粉的悬浮液变成粘稠的胶体溶液。粒会突然吸水膨胀，淀粉的悬浮液变成粘稠的胶体溶液。这一现象，称为这一现象，称为淀粉的糊化。淀粉的糊化。淀粉粒突然吸水膨胀时的淀粉粒突然吸水膨胀时的温度称为糊化开始温度，或温度称为糊化开始温度，或糊化温度糊化温度淀粉的凝沉淀粉的凝沉淀粉的稀溶液，在低温下放置一段时间后，溶液变浑浊，淀粉的稀溶液，在低温下

37、放置一段时间后，溶液变浑浊，并有沉淀析出。这种现象叫并有沉淀析出。这种现象叫淀粉的凝沉作用淀粉的凝沉作用，也叫，也叫淀粉淀粉的老化的老化。淀粉老化的本质淀粉老化的本质4.变性淀粉变性淀粉直接从植物体中得到的淀粉称为直接从植物体中得到的淀粉称为原淀粉，或天然淀粉原淀粉，或天然淀粉。把天然淀粉用物理或化学方法进行处理，改变其某些把天然淀粉用物理或化学方法进行处理，改变其某些物理性质，如：水溶性、粘度、糊化性质、味道及流物理性质，如：水溶性、粘度、糊化性质、味道及流动性等。动性等。这种被处理过的淀粉叫变性淀粉这种被处理过的淀粉叫变性淀粉变性的方法有：变性的方法有：高温处理、预糊化、酸处理、碱处理、高

38、温处理、预糊化、酸处理、碱处理、氧化等氧化等淀粉除被用作食品外，还被广泛应用在淀粉除被用作食品外，还被广泛应用在纺织、造纸、纺织、造纸、胶合板制造胶合板制造等行业等行业工业应用提问：淀粉与酸缓和作用（如提问：淀粉与酸缓和作用（如7.5%HCl，室温放置室温放置7日）即形成日）即形成可溶性淀粉（糊精）可溶性淀粉（糊精），为什么？，为什么？酸催化水解酸催化水解淀淀粉粉水解程度水解程度糊精糖浆麦芽低聚糖水解葡萄糖工业方法酸或酶水解l-淀粉酶淀粉酶随机水解淀粉的水解淀粉的-1，4-糖苷键，其水水解解产物为麦芽糖、麦芽三糖、糊精等还原性糖；l-淀粉酶水解淀粉酶水解非还原端的第二个-1，4-糖苷键，水解水

39、解产物为麦芽糖，并能使一部分糊精糖化。要想进一步分解成葡萄糖，还需麦芽糖酶5.4.2糖原糖原（glycogen）脊椎动物体中的储存性多糖。肝脏及肌肉细胞中含量最高脊椎动物体中的储存性多糖。肝脏及肌肉细胞中含量最高（可达到肝细胞湿重的（可达到肝细胞湿重的8-10%，肌肉细胞湿重的，肌肉细胞湿重的2-3%）结构与支链淀粉相似结构与支链淀粉相似。但分支更多，分支点之间的距离更。但分支更多，分支点之间的距离更小（小（4-12个葡萄糖残基）个葡萄糖残基）具有一个还原末端和许多个非还原末端具有一个还原末端和许多个非还原末端溶于水，溶于水，遇碘呈红色遇碘呈红色 1-4 glycosidic bond-1-6

40、 glycosidic bond5.4.3纤维素（纤维素（cellulose）植物体中最重要的结构性多糖。它是自然界中含量植物体中最重要的结构性多糖。它是自然界中含量最多的有机化合物。最多的有机化合物。由由D-葡萄糖通过葡萄糖通过-(1,4)糖苷键连接而成，分子中糖苷键连接而成，分子中没有分支。分子量大约在没有分支。分子量大约在50万以上万以上许多纤维素分子平行排列，彼此之间以氢键结合而许多纤维素分子平行排列，彼此之间以氢键结合而形成微纤维，作为植物细胞壁的骨架形成微纤维，作为植物细胞壁的骨架只有某些微生物具有消化纤维素的能力，这些微生只有某些微生物具有消化纤维素的能力，这些微生物能产生纤维素

41、酶。物能产生纤维素酶。纤维素在植物细胞壁中的排列纤维素在植物细胞壁中的排列衍生物应用极广衍生物应用极广提问：提问：我国农林废弃物（主要是纤维素、半纤维素、木质素）我国农林废弃物（主要是纤维素、半纤维素、木质素）7000万吨万吨/年，利用率只有年，利用率只有2，原因何在呢？，原因何在呢？答案：答案：难消化、分离难难消化、分离难1.只有很少的微生物具有纤维素酶只有很少的微生物具有纤维素酶；（食草动物也是依赖胃（食草动物也是依赖胃内微生物的酶）内微生物的酶）2.纤维素结构致密，周围常裹一层木素（纤维素结构致密，周围常裹一层木素（非糖聚合物）非糖聚合物），木，木素素致密、极难生物降解，不透水，保护纤维

42、素致密、极难生物降解，不透水，保护纤维素5.4.4几丁质几丁质几丁质（几丁质（chitin）(甲壳素甲壳素)是在昆虫和甲壳纲的外骨骼中发是在昆虫和甲壳纲的外骨骼中发现的结构同多糖，也存在于大多数真菌和许多藻类的细胞现的结构同多糖，也存在于大多数真菌和许多藻类的细胞壁中，壁中，几丁质类似于纤维素，也是一个线性的聚合物，是几丁质类似于纤维素，也是一个线性的聚合物，是由由（14）连接的）连接的N-乙酰葡萄糖胺残基（乙酰葡萄糖胺残基（GlcNAc）组成的组成的。几丁质常常与非多糖化合物，例如蛋白质和无机材料紧密几丁质常常与非多糖化合物，例如蛋白质和无机材料紧密联系在一起。联系在一起。几丁质的部分去乙酰

43、化可以生成脱乙酰壳多糖几丁质的部分去乙酰化可以生成脱乙酰壳多糖（chitosan），），它是一种带正电荷的无毒的聚合物。它是一种带正电荷的无毒的聚合物。脱乙酰壳多糖可以用作处理废水和工业废液的吸附剂，也脱乙酰壳多糖可以用作处理废水和工业废液的吸附剂，也可用作食品保存或美容的包膜可用作食品保存或美容的包膜几丁质的结构几丁质的结构N-乙酰葡萄糖胺残基乙酰葡萄糖胺残基NHNH2 2NHNH2 2脱乙酰基后为脱乙酰基后为壳聚糖壳聚糖（甲壳胺）（甲壳胺）化学改性化学改性(水解、烷基化、磺化、硝化等等水解、烷基化、磺化、硝化等等）后用途）后用途十分广泛（十分广泛（2121世纪新材料）世纪新材料）2N2N乙

44、酰乙酰乙酰乙酰DD氨基葡萄糖氨基葡萄糖氨基葡萄糖氨基葡萄糖（1414）糖苷糖苷糖苷糖苷N-乙酰葡萄糖胺残基乙酰葡萄糖胺残基壳聚糖功能简介l药物（药物（提高免疫力、防治动脉硬化、抗肿瘤、排毒等等）提高免疫力、防治动脉硬化、抗肿瘤、排毒等等）l抗菌纤维抗菌纤维l工业原料（膜、酶载体）工业原料（膜、酶载体）l环保药剂（净水剂、重金属吸附、絮凝剂）环保药剂（净水剂、重金属吸附、絮凝剂）l提问：提问：为什么其具有如此功能呢？为什么其具有如此功能呢？l答案答案：氨基氨基的吸附性质的吸附性质l制备方法简单制备方法简单l原料（虾、蟹壳）原料（虾、蟹壳）甲壳素甲壳素酸、碱酸、碱蛋白质、蛋白质、Ca2+等等漂洗烘

45、干漂洗烘干脱乙酰脱乙酰壳聚糖壳聚糖l一、果胶物质一、果胶物质细胞壁的基质多糖，结构复杂，主细胞壁的基质多糖，结构复杂，主链是聚半乳糖醛酸链是聚半乳糖醛酸，是细胞壁间粘连物质是细胞壁间粘连物质l二、半纤维素二、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。l三、糖胺聚糖三、糖胺聚糖(glycosaminoglycanglycosaminoglycan)，又称为糖胺又称为糖胺多糖、粘多糖，含氨基己糖的杂多糖总称。多糖、粘多糖，含氨基己糖的杂多糖总称。l糖胺聚糖与蛋白质相连接构成蛋白聚糖糖胺聚糖与蛋白质相连接构成蛋白聚糖，存在于软骨、腱存在于软骨、腱等结缔组织中，构成组

46、织间质等结缔组织中，构成组织间质。透明质酸（结缔组织）、肝素（抗凝血）6.2不均一多糖（杂多糖）不均一多糖（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）l四、其它四、其它琼脂糖：琼脂糖：是某些海藻是某些海藻(如石花菜属如石花菜属)所含的多糖物质所含的多糖物质l主要成分是多聚半乳糖。主要成分是多聚半乳糖。l它是微生物培养基组分，也是电泳、免疫扩散的支它是微生物培养基组分，也是电泳、免疫扩散的支持物之一。食品工业中常用来制造果冻、果酱等。持物之一。食品工业中常用来制造果冻、果酱等。12%的琼脂在室温下便能形成凝胶的琼脂在室温下便能形成凝胶5.5 糖缀合物糖缀合物l5.1糖蛋白糖蛋白

47、l糖与蛋白质共价结合的缀合物，糖是蛋白质糖与蛋白质共价结合的缀合物，糖是蛋白质的辅基的辅基l糖蛋白主要分布于细胞膜表面，与生物识别与关糖蛋白主要分布于细胞膜表面，与生物识别与关5.5 糖缀合物糖缀合物糖蛋白短糖链血型糖链血型糖链肽链肽链O O岩藻糖半乳糖半乳糖葡萄糖葡萄糖乙酰氨基葡萄糖半乳糖半乳糖B乙酰氨基半乳糖乙酰氨基半乳糖Al5.5.2蛋白聚糖蛋白聚糖l一类特殊的糖蛋白，由糖胺聚糖和蛋白质共一类特殊的糖蛋白，由糖胺聚糖和蛋白质共价结合形成。结缔组织的主要成份。价结合形成。结缔组织的主要成份。l与糖蛋白的区别与糖蛋白的区别l5.5.3脂多糖脂多糖l脂多糖是细菌的结构物质脂多糖是细菌的结构物质重点和难点重点和难点 1糖的概念、功能、分类糖的概念、功能、分类2单糖的结构（链状、环状、空间构型）单糖的结构（链状、环状、空间构型）3单糖性质和化学性质单糖性质和化学性质4几种重要的寡聚糖的结构和性质几种重要的寡聚糖的结构和性质5几种重要多糖的结构和性质几种重要多糖的结构和性质习题习题1.解释下列概念：解释下列概念：糖苷糖苷氨基糖氨基糖还原糖还原糖变旋现象变旋现象2.分别写出蔗糖、乳糖、麦芽糖的分子分别写出蔗糖、乳糖、麦芽糖的分子结构式，并指出还原糖和非还原糖结构式，并指出还原糖和非还原糖3.环状己酮糖有多少可能的立体异构体环状己酮糖有多少可能的立体异构体？