生物化学-第二章-糖类.ppt

《生物化学-第二章-糖类.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物化学-第二章-糖类.ppt（90页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、四川省精品课程 生物化学第二章第二章 糖糖 类类本章重点：本章重点：糖的概念与分类；单糖的糖的概念与分类；单糖的结构与性质；多糖的结构与性质。结构与性质；多糖的结构与性质。本章难点：本章难点：单糖的构型；寡糖、多糖单糖的构型；寡糖、多糖结构与性质的关系。结构与性质的关系。四川省精品课程 生物化学第一节第一节 概概 述述第三节第三节 单糖的性质单糖的性质第二节第二节 单糖的化学结构单糖的化学结构第四节第四节 重要的寡糖重要的寡糖第五节第五节 重要的多糖重要的多糖四川省精品课程 生物化学第一节第一节 概概 述述u食用糖（蔗糖）；食用糖（蔗糖）；u医疗用糖（葡萄糖及其衍生物，如葡萄糖酸的钠、医疗用糖

2、（葡萄糖及其衍生物，如葡萄糖酸的钠、钾、钙、锌盐等）；钾、钙、锌盐等）；u绿色植物的皮、杆等多糖（纤维素）；绿色植物的皮、杆等多糖（纤维素）；u粮食及块根、块茎中的糖（淀粉）；粮食及块根、块茎中的糖（淀粉）；u动物体内的贮藏多糖（糖元）；动物体内的贮藏多糖（糖元）；u昆虫、蟹、虾等外骨骼糖（几丁质）；昆虫、蟹、虾等外骨骼糖（几丁质）；一、一、糖的世界糖的世界四川省精品课程 生物化学u细菌、酵母的细胞壁糖细菌、酵母的细胞壁糖u结缔组织中的糖（肝素、透明质酸、硫酸软骨素、结缔组织中的糖（肝素、透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等）硫酸皮肤素等）u核酸的糖、脂多糖（糖脂）、糖蛋白（蛋白聚糖）核酸的糖、

3、脂多糖（糖脂）、糖蛋白（蛋白聚糖）中的糖中的糖u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u血型糖血型糖u活性糖分子活性糖分子u食用菌中的糖（香菇多糖、茯苓多糖、灵芝多糖、食用菌中的糖（香菇多糖、茯苓多糖、灵芝多糖、昆布多糖等）昆布多糖等）四川省精品课程 生物化学u糖类是生物界最重要的有机化合物之糖类是生物界最重要的有机化合物之 一，广泛分布于动物、植物、微生物中。一，广泛分布于动物、植物、微生物中。u糖类是地球上最丰富的生物分子，每年全糖类是地球上最丰富的生物分子，每年全球植物和藻类光合作用可转换球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

4、成为纤维素和其他植物产物。成为纤维素和其他植物产物。四川省精品课程 生物化学二、糖的定义二、糖的定义l糖糖 多（多（2 2）羟基醛和多羟基酮及其缩合物，）羟基醛和多羟基酮及其缩合物，或水解后能产生多羟基醛、酮的一类有机化合物。或水解后能产生多羟基醛、酮的一类有机化合物。l因这类化合物都是由因这类化合物都是由C C、H H、O O三种元素组成，且一三种元素组成，且一般都符合般都符合C Cn n(H(H2 2O)O)m m的通式，所以称之为的通式，所以称之为碳水化合物碳水化合物。例如：例如：葡萄糖：葡萄糖：C C6 6H H1212O O6 6，可表示为，可表示为C C6 6(H(H2 2O)O)

5、6 6，蔗糖：蔗糖：C C1212H H2222O O1111，可表示为，可表示为C C1212(H(H2 2O)O)1111等。等。四川省精品课程 生物化学l但有的糖不符合碳水化合物的比例，例如：但有的糖不符合碳水化合物的比例，例如：鼠李糖鼠李糖C C5 5H H1212O O5 5（甲基糖），脱氧核糖甲基糖），脱氧核糖C C5 5H H1010O O4 4；l有些化合物的组成符合碳水化合物的比例，有些化合物的组成符合碳水化合物的比例，但不是糖，例如甲酸（但不是糖，例如甲酸（CHCH2 2O O）、）、乙酸乙酸（C C2 2H H4 4O O2 2）、）、乳酸（乳酸（C C3 3H H6 6

6、O O3 3）等。因此，最等。因此，最好还是好还是叫做糖类较为合理叫做糖类较为合理。四川省精品课程 生物化学三、三、糖的生物学功能糖的生物学功能（1 1）作为生物能源。）作为生物能源。（2 2）作为其他物质如蛋白质、核酸、脂类等生物合）作为其他物质如蛋白质、核酸、脂类等生物合成的碳源。成的碳源。（3 3）作为生物体的结构物质。如纤维素是植物茎秆）作为生物体的结构物质。如纤维素是植物茎秆等支撑组织的结构成分，甲壳质是虾、蟹等动等支撑组织的结构成分，甲壳质是虾、蟹等动物硬壳组织的结构成分。物硬壳组织的结构成分。（4 4）糖蛋白、糖脂等具有细胞识别、免疫活性等多）糖蛋白、糖脂等具有细胞识别、免疫活性

7、等多种生理活性功能。种生理活性功能。四川省精品课程 生物化学糖糖单糖单糖寡糖寡糖多糖多糖同聚多糖同聚多糖 杂多糖杂多糖四、糖的分类四、糖的分类四川省精品课程 生物化学1.1.单糖单糖单糖单糖（monosaccharidesmonosaccharides）：不能水解为其他不能水解为其他糖的糖。糖的糖。按碳原子数分为：按碳原子数分为：丙糖（甘油醛）丙糖（甘油醛）丁糖（赤藓糖）丁糖（赤藓糖）戊糖（木酮糖、核酮糖、核糖、脱氧核糖等）戊糖（木酮糖、核酮糖、核糖、脱氧核糖等）己糖（葡萄糖、果糖、半乳糖等）己糖（葡萄糖、果糖、半乳糖等）四川省精品课程 生物化学2.2.寡糖寡糖寡糖（寡糖（oligosacch

8、aridesoligosaccharides）：）：可以水解为可以水解为221010个单糖的糖。个单糖的糖。其中最重要的是二糖：其中最重要的是二糖：二糖（二糖（disaccharidesdisaccharides）蔗糖、麦芽糖、乳糖蔗糖、麦芽糖、乳糖其它寡糖比较少见，如三糖其它寡糖比较少见，如三糖（trisaccharidestrisaccharides）棉籽糖棉籽糖四川省精品课程 生物化学3.3.多糖多糖多糖（多糖（polysaccharidespolysaccharides）：）：可水解为多个其可水解为多个其他单糖或其衍生物的糖。他单糖或其衍生物的糖。同聚多糖同聚多糖：水解为同一单糖的高分

9、子聚合物，淀粉、：水解为同一单糖的高分子聚合物，淀粉、糖元、纤维素、几丁质等。糖元、纤维素、几丁质等。杂多糖杂多糖：水解产物不止一种单糖或单糖衍生物，透明：水解产物不止一种单糖或单糖衍生物，透明质酸、肝素、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等。质酸、肝素、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等。四川省精品课程 生物化学第二节第二节 单糖的化学结构单糖的化学结构 单糖的分子式是单糖的分子式是(CH(CH2 2O)O)n n，其中其中n n3 3。碳碳原子构成单糖的主要骨架。含原子构成单糖的主要骨架。含3 3个碳原子的个碳原子的名为名为丙糖丙糖，丙糖之后顺序称为丁糖（丙糖之后顺序称为丁糖（4 4碳）、碳）、戊糖戊糖（5 5

10、碳）和碳）和己糖己糖（6 6碳）等。碳）等。单糖以单糖以2 2种形式存在，即种形式存在，即醛糖醛糖和和酮糖酮糖，前者分子含有醛基前者分子含有醛基 ,位于末位于末端端C C上上后者分子含有酮基后者分子含有酮基 ，位于链，位于链内内C C上）。上）。四川省精品课程 生物化学甘油醛（醛糖）甘油醛（醛糖）二羟丙酮（酮糖）二羟丙酮（酮糖）四川省精品课程 生物化学核糖核糖核酮糖核酮糖戊糖戊糖葡萄糖葡萄糖果糖果糖己糖己糖己糖：己糖：又称六碳糖，是最习见的单糖。又称六碳糖，是最习见的单糖。葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等都是葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等都是六碳糖。一切六碳糖的分子式都是六碳糖。一切六碳糖的分子

11、式都是C C6 6H H1212O O6 6，但结构式各有不同，所以它们但结构式各有不同，所以它们彼此都是异构体。彼此都是异构体。四川省精品课程 生物化学一、单糖的开链结构与构型一、单糖的开链结构与构型构型构型 是指一个分子由于其各原子特有的空间排是指一个分子由于其各原子特有的空间排列而使该分子具有特定的立体化学结构。列而使该分子具有特定的立体化学结构。当一个物质由一种构型转变为另一种构型时，要当一个物质由一种构型转变为另一种构型时，要求有求有共价键的断裂或重新形成共价键的断裂或重新形成。四川省精品课程 生物化学单糖的构型单糖的构型以甘油醛为参照标准以甘油醛为参照标准，甘油醛，甘油醛C2C2为

12、手性为手性碳，与其相连的碳，与其相连的-OH-OH在在右边的为右边的为D D型型、在、在左边的为左边的为L L型型，D D型和型和L L型互为立体异构体，是一对对映体型互为立体异构体，是一对对映体，具具有对映体的结构又称有对映体的结构又称手性结构手性结构。一、单糖的开链结构与构型一、单糖的开链结构与构型四川省精品课程 生物化学单糖的构型由于手性碳往往不止一个，因而规定：单糖的构型由于手性碳往往不止一个，因而规定：离羰基最远的不对称离羰基最远的不对称C C上的上的-OH-OH方向判定糖的构型，方向判定糖的构型，在右边的为在右边的为D D型、在左边的为型、在左边的为L L型。型。一、单糖的开链结构

13、与构型一、单糖的开链结构与构型醛糖醛糖构型谱系构型谱系L(+)-核糖核糖L(+)-阿拉伯糖阿拉伯糖 L(+)-木糖木糖 L(+)-来苏糖来苏糖D(-)-来苏糖来苏糖D(-)-木糖木糖 D(-)-阿拉伯糖阿拉伯糖 D(-)-核糖核糖戊戊糖糖L(+)-甘油醛甘油醛D(-)-甘油醛甘油醛丙丙糖糖L(+)-赤藓糖赤藓糖L(+)-苏阿糖苏阿糖D(-)-苏阿糖苏阿糖D(-)-赤藓糖赤藓糖丁丁糖糖L(+)-阿洛糖阿洛糖L(+)-阿卓糖阿卓糖L(+)-葡萄糖葡萄糖L(+)-古洛糖古洛糖L(+)-艾杜糖艾杜糖L(+)-甘露糖甘露糖L(+)-半乳糖半乳糖L(+)-塔罗糖塔罗糖D(-)-塔罗糖塔罗糖D(-)-半乳糖

14、半乳糖D(-)-艾杜糖艾杜糖D(-)-古洛糖古洛糖D(-)-甘露糖甘露糖D(-)-葡萄糖葡萄糖D(-)-阿卓糖阿卓糖D(-)-阿洛糖阿洛糖己己糖糖酮糖酮糖构型谱系构型谱系C=O二二羟基丙酮羟基丙酮丙丙糖糖C=OC=OL-赤藓酮糖赤藓酮糖D-赤藓酮糖赤藓酮糖丁丁糖糖C=OC=OL-核酮糖核酮糖L-木酮糖木酮糖C=OC=OD-木酮糖木酮糖D-核酮糖核酮糖戊戊糖糖C=OC=OC=OC=OC=OC=OC=OC=OL-阿洛酮糖阿洛酮糖L-果糖果糖L-山梨糖山梨糖L-塔格糖塔格糖D-塔格糖塔格糖D-山梨糖山梨糖D-果糖果糖D-阿洛酮糖阿洛酮糖己己糖糖四川省精品课程 生物化学二、二、葡萄糖的环状结构及异头物

15、葡萄糖的环状结构及异头物五碳糖、六碳糖等单糖分子在溶液中大多不五碳糖、六碳糖等单糖分子在溶液中大多不呈链式，而是呈链式，而是环式结构环式结构。单糖分子中的醛基。单糖分子中的醛基或酮基与另一个碳原子上的羟基反应，生成或酮基与另一个碳原子上的羟基反应，生成半缩醛，从而形成环式结构：半缩醛，从而形成环式结构：COH+HOCHOHCHOCH四川省精品课程 生物化学葡葡萄萄糖糖的的环环式式结结构构 H-1C=O H-2C-OHHO-3C-H H-4C-OH H-5C-OH H-6C-OH H葡萄糖（链式）葡萄糖（链式）H-1C-OH H-2C-OHHO-3C-H H-4C-OH H-5C H-6C-OH

16、 HO葡萄糖（环式）葡萄糖（环式）醛基可与醛基可与C C5 5-OH-OH 成氧桥成氧桥结合，形成六元环，也结合，形成六元环，也可与可与C C4 4-OH-OH 结合形成五结合形成五元环。因为所形成的五元环。因为所形成的五元环和六元环分布与呋元环和六元环分布与呋喃环和吡喃环相似，因喃环和吡喃环相似，因此葡萄糖有呋喃型和吡此葡萄糖有呋喃型和吡喃型之分。在分子热力喃型之分。在分子热力学上，六元环比五元环学上，六元环比五元环稳定，所以稳定，所以天然葡萄糖天然葡萄糖分子主要以吡喃型结构分子主要以吡喃型结构存在存在。四川省精品课程 生物化学形成环状结构以后，形成环状结构以后，C1C1上出上出现一个新的羟

17、基，称为现一个新的羟基，称为半缩半缩醛羟基醛羟基。C1C1原子也随之变成了不对称原子也随之变成了不对称C C原子，半缩醛羟基可能有两原子，半缩醛羟基可能有两种不同的排列方式，称为种不同的排列方式，称为-型和型和-型两种异头物型两种异头物。规定：半缩醛羟基与决定构规定：半缩醛羟基与决定构型（型（D D或或L L）的醇羟基在同侧）的醇羟基在同侧的为的为 -型，在相反侧的为型，在相反侧的为-型。型。H-1C-OH H-2C-OHHO-3C-H H-4C-OH H-5C H-6C-OH HO四川省精品课程 生物化学 1C H-2C-OHHO-3C-H H-4C H-5C-OH H-6C-OH H-D-

18、D-呋喃型呋喃型葡萄糖葡萄糖HOHO 1C H-2C-OHHO-3C-H H-4C H-5C-OH H-6C-OH H-D-D-呋喃型呋喃型葡萄糖葡萄糖HOHO 1C H-2C-OHHO-3C-H H-4C-OH H-5C H-6C-OH H-D-D-吡喃型吡喃型葡萄糖葡萄糖HOHO-D-D-吡喃吡喃型型葡萄葡萄糖糖四川省精品课程 生物化学-型和型和-型只是半缩醛羟基的方位不同，型只是半缩醛羟基的方位不同，其余不对称其余不对称C C原子的构型都相同，因此它们之原子的构型都相同，因此它们之间间并非镜象异构体并非镜象异构体，而是异头物。，而是异头物。两者的比旋光度不同（两者的比旋光度不同（-D-D

19、葡萄糖为葡萄糖为+112+1120 0，-D-D葡萄糖为葡萄糖为+18.7+18.70 0）在溶液中两者可相互）在溶液中两者可相互转化，最后达到动态平衡。转化，最后达到动态平衡。四川省精品课程 生物化学在在水水溶溶液液中中葡葡萄萄糖糖的的构构成成四川省精品课程 生物化学三、三、葡萄糖的葡萄糖的HaworthHaworth式式和分子构象和分子构象 糖的半缩醛氧环式结构因氧桥过长，不尽合理，糖的半缩醛氧环式结构因氧桥过长，不尽合理，19261926年年HaworthHaworth用透视式表达葡萄糖的环状结构，用透视式表达葡萄糖的环状结构，称为称为HaworthHaworth式式或或透视式透视式：-

20、D-D-吡喃型吡喃型葡萄糖葡萄糖-D-D-吡喃型吡喃型葡萄糖葡萄糖四川省精品课程 生物化学将链状结构书写成哈沃斯式的步骤如下：将链状结构书写成哈沃斯式的步骤如下：将碳链向右放成水平，使原基团处于左上右下的位置将碳链向右放成水平，使原基团处于左上右下的位置 将碳链水平位置弯成六边形状。将碳链水平位置弯成六边形状。四川省精品课程 生物化学以以C4-C5C4-C5为轴旋转为轴旋转120120使使C5C5上的羟基与醛基接近，上的羟基与醛基接近，然后成环（因羟基在环平面的下面，它必须旋转到环然后成环（因羟基在环平面的下面，它必须旋转到环平面上才易与平面上才易与C1C1成环。成环。-型-型 课外推导：课外

21、推导：L-葡萄糖葡萄糖四川省精品课程 生物化学葡萄糖分子的构象葡萄糖分子的构象 按照按照HaworthHaworth式，葡萄糖分子的成环元素都在式，葡萄糖分子的成环元素都在一个平面上，实际并非如此，而是折叠为椅式（船一个平面上，实际并非如此，而是折叠为椅式（船式很少），这样最稳定。式很少），这样最稳定。-D-D-葡萄糖（椅式）葡萄糖（椅式）四川省精品课程 生物化学第三节第三节 单糖的性质单糖的性质一、单糖的物理性质一、单糖的物理性质1.1.溶解度溶解度 单糖分子有许多亲水基团，易溶于水，单糖分子有许多亲水基团，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。微溶于乙醇，不溶于乙醚、丙酮等有机

22、溶剂。2.2.甜度甜度 蔗糖的相对甜度规定为蔗糖的相对甜度规定为100100，用感官品评，用感官品评的方法确定。的方法确定。四川省精品课程 生物化学糖糖甜度甜度糖糖甜度甜度果糖果糖173.3鼠李糖鼠李糖 32.5转化糖转化糖130麦芽糖麦芽糖 32.5蔗糖蔗糖100半乳糖半乳糖 32.1葡萄糖葡萄糖74.3棉子糖棉子糖 22.6木糖木糖40乳糖乳糖16.1糖的相对甜度糖的相对甜度四川省精品课程 生物化学3.旋光性和比旋光度旋光性和比旋光度v 糖都具有手性碳，因此糖都有使平面偏振糖都具有手性碳，因此糖都有使平面偏振光发生偏转的能力，即糖的光发生偏转的能力，即糖的旋光性旋光性。四川省精品课程 生物

23、化学当光通过含有某物质的溶液时，使经过此当光通过含有某物质的溶液时，使经过此物质的偏振光平面发生旋转的现象。物质的偏振光平面发生旋转的现象。可通过存在镜像形式的物质显示出来，这可通过存在镜像形式的物质显示出来，这是由于物质内存在不对称碳原子或整个分是由于物质内存在不对称碳原子或整个分子子不对称的结果不对称的结果。由于这种不对称性，物质对偏振光平面有由于这种不对称性，物质对偏振光平面有不同的折射率，因此表现出向左或向右的不同的折射率，因此表现出向左或向右的旋光性。旋光性。四川省精品课程 生物化学四川省精品课程 生物化学v糖的旋光性和旋光度由糖分子中的手性糖的旋光性和旋光度由糖分子中的手性碳上的羟

24、基方向所决定。碳上的羟基方向所决定。v糖的旋光性以右旋（以糖的旋光性以右旋（以d d或或+表示）或左表示）或左旋（以旋（以l l或或-表示）。旋光性与表示）。旋光性与D-D-或或L-L-构构型没有必然联系。但同一化合物的型没有必然联系。但同一化合物的D-D-型型和和L-L-型旋光方向相反。型旋光方向相反。v利用旋光性可以对物质利用旋光性可以对物质(如某些糖类如某些糖类)进进行定性或定量分析。行定性或定量分析。四川省精品课程 生物化学四川省精品课程 生物化学 在一定条件下，测定一定浓度糖溶液的在一定条件下，测定一定浓度糖溶液的旋光度，可以计算比旋光度：旋光度，可以计算比旋光度：各种糖的比各种糖的

25、比旋光度是一旋光度是一定的。借此定的。借此可作为糖的可作为糖的定性、定量定性、定量测定。测定。四川省精品课程 生物化学二、单糖的化学性质二、单糖的化学性质v 多羟基醛或多羟基酮；多羟基醛或多羟基酮；v 具有一切羟基及多羟基的反应，如氧化、酯化、具有一切羟基及多羟基的反应，如氧化、酯化、缩醛反应；缩醛反应；v 醛基或羰基的反应；醛基或羰基的反应；v 基团间相互影响而产生的一些特殊的反应；基团间相互影响而产生的一些特殊的反应；v 具有环状结构的单糖，不仅表现环状结构的化学性具有环状结构的单糖，不仅表现环状结构的化学性质，同时，也表现开链结构的化学性质。因为在水溶质，同时，也表现开链结构的化学性质。

26、因为在水溶液中参加反应时，一般是以开链结构进行的，环状结液中参加反应时，一般是以开链结构进行的，环状结构可转化为开链结构，直至反应平衡。构可转化为开链结构，直至反应平衡。四川省精品课程 生物化学1.1.糖的氧化反应糖的氧化反应（1 1）在弱氧化剂作用下，醛基被氧化生成葡）在弱氧化剂作用下，醛基被氧化生成葡萄糖酸。萄糖酸。溴水能氧化醛糖，但不能氧化酮糖，可用此反应来区溴水能氧化醛糖，但不能氧化酮糖，可用此反应来区别醛糖和酮糖。别醛糖和酮糖。四川省精品课程 生物化学（2 2）在较强氧化剂作用下，醛基和伯醇基同）在较强氧化剂作用下，醛基和伯醇基同时被氧化，生成葡萄糖二酸。时被氧化，生成葡萄糖二酸。四

27、川省精品课程 生物化学v 酮糖的氧化作用与醛糖有所不同，弱氧化剂溴水，酮糖的氧化作用与醛糖有所不同，弱氧化剂溴水，不能使酮糖氧化，据此不能使酮糖氧化，据此,可鉴别酮糖与醛糖。可鉴别酮糖与醛糖。v 在强氧化剂作用下，酮糖在羧基处断裂，生成两种在强氧化剂作用下，酮糖在羧基处断裂，生成两种酸，以果糖为例：酸，以果糖为例：CH2OH C=O(CHOH)3 CH2OHOCH2OHCOOHCOOHCHOHCHOHCH2OH+D-D-果糖果糖 乙醇酸乙醇酸 三羟基丁酸三羟基丁酸四川省精品课程 生物化学（3 3）在生物体内，在专一性酶的作用下，伯）在生物体内，在专一性酶的作用下，伯醇基被氧化，生成葡萄糖醛酸。

28、醇基被氧化，生成葡萄糖醛酸。酶O CHO(CHOH)4 CH2OH CHO(CHOH)4 COOH 葡萄糖醛酸四川省精品课程 生物化学斐林试剂定糖原理斐林试剂定糖原理 在碱性条件下，还原糖的醛基或在碱性条件下，还原糖的醛基或酮基即变成非常活泼的烯醇式结构，酮基即变成非常活泼的烯醇式结构，具有还原性，能使金属离子具有还原性，能使金属离子(如如Cu2+、Ag+、Hg2+、Bi3+等离子等离子)还原，本身还原，本身则被氧化成糖酸及其他产物。则被氧化成糖酸及其他产物。还原糖在碱性溶液中的氧化还原反还原糖在碱性溶液中的氧化还原反应常被用作糖类定性、定量分析的依据。应常被用作糖类定性、定量分析的依据。定糖

29、最常用的碱性氧化剂是碱性硫酸铜定糖最常用的碱性氧化剂是碱性硫酸铜溶液，所配成的定糖试剂最常用的是斐溶液，所配成的定糖试剂最常用的是斐林林(Fehlings)试剂试剂 。四川省精品课程 生物化学v 斐林试剂斐林试剂由由甲液甲液(CuSO4溶液溶液)和和乙液乙液(NaOH+酒石酸钾钠溶液酒石酸钾钠溶液)组成。组成。v 使用之前将甲、乙两种溶液等量混合，反使用之前将甲、乙两种溶液等量混合，反应生成应生成Cu(OH)2。v 酒石酸钾钠的作用是防止酒石酸钾钠的作用是防止Cu(OH)2沉淀，沉淀，它与它与Cu2+络合成可溶性酒石酸钾钠铜复合物，络合成可溶性酒石酸钾钠铜复合物，从而保证从而保证Cu2+与还原

30、糖发生氧化还原反应。与还原糖发生氧化还原反应。四川省精品课程 生物化学（1）Cu2SO4+NaOH Cu(OH)2（2）Cu(OH)2 +COONaH-C-OHH-C-OH COOK COONaH-C-OH-C-O COOK COONaO-C-HO-C-H COOKCu酒石酸钾钠酒石酸钾钠酒石酸钾钠铜复合物酒石酸钾钠铜复合物四川省精品课程 生物化学 CHO (CHOH)n CH2OH COOH (CHOH)n CH2OH +2Cu2+4OH-+2CuOH+H2O 醛糖醛糖蓝色蓝色糖酸糖酸不稳定不稳定+H2O Cu2O 黄色或红色黄色或红色四川省精品课程 生物化学2Cu2+(OH)2 4NaOH

31、+2CuSO4还原糖还原糖烯醇化烯醇化（碱）碱）H-C-OH C-OH (CHOH)n CH2OH 烯二醇烯二醇 C-OOH CHOH (CHOH)n CH2OH 糖酸糖酸2Na2SO4H2O2Cu+OH（氢氧化亚铜）氢氧化亚铜）氢氧化铜氢氧化铜Cu2O氧化亚铜（黄红色）氧化亚铜（黄红色）H2O其它产物其它产物四川省精品课程 生物化学斐林试剂定糖的注意事项斐林试剂定糖的注意事项1.1.准确取一定量的斐林试剂与一定量的样品溶液准确取一定量的斐林试剂与一定量的样品溶液(含糖量不得过量，需保证反向后有剩余含糖量不得过量，需保证反向后有剩余Cu2+)反反应，然后，用标准糖液滴定剩余的应，然后，用标准糖

32、液滴定剩余的Cu2+，与空白与空白对照，可计算出样品液的还原糖浓度。对照，可计算出样品液的还原糖浓度。2.2.糖的氧化产物极为复杂，曾有人分离出糖的氧化产物极为复杂，曾有人分离出40余种余种产物，而且，反应条件不同，产物也不同。因此，产物，而且，反应条件不同，产物也不同。因此，用这种方法进行糖的定量分析时，一定要同时做用这种方法进行糖的定量分析时，一定要同时做标准品对照，否则，会带来较大的误差。标准品对照，否则，会带来较大的误差。1.1.直接滴定法：直接滴定法：试样经除去蛋白质后，在加热条件下，以试样经除去蛋白质后，在加热条件下，以亚甲蓝作指示剂，滴定标定过的碱性酒石酸铜溶液（用还亚甲蓝作指示

33、剂，滴定标定过的碱性酒石酸铜溶液（用还原糖标准溶液标定），根据样品液消耗体积计算还原糖含原糖标准溶液标定），根据样品液消耗体积计算还原糖含量；量；2.2.高锰酸钾滴定法：高锰酸钾滴定法：试样经除去蛋白之后，其中还原糖把试样经除去蛋白之后，其中还原糖把铜盐还原为氧化亚铜，加硫酸铁后，氧化亚铜被氧化为铜铜盐还原为氧化亚铜，加硫酸铁后，氧化亚铜被氧化为铜盐，以高锰酸钾溶液滴定氧化作用后生成的亚铁盐，根据盐，以高锰酸钾溶液滴定氧化作用后生成的亚铁盐，根据高锰酸钾消耗量，计算氧化亚铜含量，再查表得还原糖量。高锰酸钾消耗量，计算氧化亚铜含量，再查表得还原糖量。四川省精品课程 生物化学2.2.糖的酯化反应糖

34、的酯化反应单糖分子中的单糖分子中的-OH-OH，特别是异头碳上的特别是异头碳上的半缩醛羟基能与磷酸、硫酸、乙酸酐半缩醛羟基能与磷酸、硫酸、乙酸酐等脱水生成酯。糖的磷酸酯是糖分子等脱水生成酯。糖的磷酸酯是糖分子进入代谢反应的活化形式，最重要的进入代谢反应的活化形式，最重要的是己糖磷酸酯。是己糖磷酸酯。四川省精品课程 生物化学重要的己糖磷酸酯重要的己糖磷酸酯四川省精品课程 生物化学 单糖环状结构中的半缩醛羟基与其他含羟基（如单糖环状结构中的半缩醛羟基与其他含羟基（如醇、酚、酸等）或其他基团的化合物失水而缩合成醇、酚、酸等）或其他基团的化合物失水而缩合成的缩醛（或缩酮）式衍生物，称为糖苷或苷；的缩醛

35、（或缩酮）式衍生物，称为糖苷或苷；3.成苷反应成苷反应因为葡萄糖的半缩醛羟基有因为葡萄糖的半缩醛羟基有-型与型与-型之分，生型之分，生成的糖苷也有成的糖苷也有-与与-之分。之分。糖基糖基配糖体配糖体糖苷键糖苷键四川省精品课程 生物化学-D-D-葡萄糖葡萄糖 甲醇甲醇 -甲基甲基-D-D-葡萄糖苷葡萄糖苷-D-D-葡萄糖葡萄糖 甲醇甲醇 -甲基甲基-D-D-葡萄糖苷葡萄糖苷四川省精品课程 生物化学4.还原反应还原反应葡萄糖葡萄糖C C1 1上的上的-CHO-CHO可被还原为可被还原为-OH-OH而成糖醇而成糖醇山梨醇山梨醇。而而果糖除了象葡萄糖一样可以还原为山梨醇外，还生成果糖除了象葡萄糖一样可

36、以还原为山梨醇外，还生成甘露醇。甘露醇。山梨醇山梨醇是转化成维生素是转化成维生素C C的前体。在生物体内这一反的前体。在生物体内这一反应是由特异的脱氢酶催化，以应是由特异的脱氢酶催化，以NADH+HNADH+H+或或NADPH+HNADPH+H+作作为供氢体来完成的。为供氢体来完成的。四川省精品课程 生物化学5.5.强酸催化脱水作用强酸催化脱水作用 单糖在强酸作用下，受热脱水生成糠醛或糠醛衍生单糖在强酸作用下，受热脱水生成糠醛或糠醛衍生物。糠醛是多种化工合成所需的原料。物。糠醛是多种化工合成所需的原料。糠醛或羟甲基糠醛能与某些酚类作用生成糠醛或羟甲基糠醛能与某些酚类作用生成有色的缩合物，利用这

37、一性质，可进行糖有色的缩合物，利用这一性质，可进行糖的定性定量测定。的定性定量测定。3四川省精品课程 生物化学6.弱碱条件下的异构化作用弱碱条件下的异构化作用单糖对稀酸相当稳定，但在碱性溶液中能发生多种单糖对稀酸相当稳定，但在碱性溶液中能发生多种反应，产生不同的产物。异构化是其中的一种。反应，产生不同的产物。异构化是其中的一种。单糖异构化是在室温下弱碱催化的烯醇化作用的结单糖异构化是在室温下弱碱催化的烯醇化作用的结果。果。例如例如D-D-葡萄糖在氢氧化钡溶液中放置数天，可形成葡萄糖在氢氧化钡溶液中放置数天，可形成63.563.5的的D-D-葡萄糖、葡萄糖、2121的的D-D-果糖、果糖、2.5

38、2.5的的D-D-甘甘露糖、露糖、1010不能发酵的酮糖和不能发酵的酮糖和3 3的其它物质。的其它物质。四川省精品课程 生物化学四川省精品课程 生物化学7.脎的形成脎的形成 单糖与苯肼反应生成苯腙单糖与苯肼反应生成苯腙,过量的苯肼可进一步作过量的苯肼可进一步作用生成脎，每个脎分子中含用生成脎，每个脎分子中含2 2分子苯肼，第三个苯肼被分子苯肼，第三个苯肼被转化为苯胺和氨。转化为苯胺和氨。脎的溶解度小，易成结晶，不同糖脎晶体形状不脎的溶解度小，易成结晶，不同糖脎晶体形状不同、熔点不同，有时可作为糖的定性鉴定。同、熔点不同，有时可作为糖的定性鉴定。四川省精品课程 生物化学8.发酵作用发酵作用 己糖

39、中的己糖中的D-D-葡萄糖、葡萄糖、D-D-甘露糖、甘露糖、D-D-果糖果糖均易被酵母发酵生成酒精和均易被酵母发酵生成酒精和COCO2 2，D-D-半乳糖则半乳糖则较难发酵。较难发酵。D-D-型的其他己糖和型的其他己糖和L-L-型己糖以及型己糖以及戊糖则不能被酵母发酵。戊糖则不能被酵母发酵。四川省精品课程 生物化学单糖的分析检测单糖的分析检测v 用成脎反应和呈色试剂可以定性鉴定未知样品溶液用成脎反应和呈色试剂可以定性鉴定未知样品溶液中的糖类。测定单糖浓度，有物理和化学方法。中的糖类。测定单糖浓度，有物理和化学方法。v 物理方法物理方法，如测样品溶液的折光率、旋光度和利用，如测样品溶液的折光率、

40、旋光度和利用比重计等方法进行测定。比重计等方法进行测定。v 化学方法化学方法主要是根据单糖的还原性质建立的。主要是根据单糖的还原性质建立的。v 常用的有常用的有3 3，5-5-二硝基水杨酸法、斐林试剂法和碘二硝基水杨酸法、斐林试剂法和碘量法等。量法等。以上方法测定的是样品液中的总糖。为了弄清以上方法测定的是样品液中的总糖。为了弄清多糖水解产物中的单糖组分多糖水解产物中的单糖组分(种类和含量种类和含量)，则，则需经过分离。单糖混合液的分离方法常用层析需经过分离。单糖混合液的分离方法常用层析法，新近又有高压液相色谱分析用于糖的分离法，新近又有高压液相色谱分析用于糖的分离分析，既方便又准确。分析，既

41、方便又准确。四川省精品课程 生物化学第四节第四节 重要的寡糖重要的寡糖先从单糖单位的种类和糖苷键的类型考察一下先从单糖单位的种类和糖苷键的类型考察一下面几个简单寡糖的结构式。面几个简单寡糖的结构式。乳糖乳糖四川省精品课程 生物化学蔗糖蔗糖纤维二糖纤维二糖四川省精品课程 生物化学麦芽糖麦芽糖四川省精品课程 生物化学名称名称组成单糖单元组成单糖单元糖苷键糖苷键麦芽糖麦芽糖-D-D-葡萄糖葡萄糖1,41,4纤维二糖纤维二糖-D-D-葡萄糖葡萄糖1,41,4乳糖乳糖-D-D-半乳糖半乳糖-D-D-葡萄糖葡萄糖 1,41,4蔗糖蔗糖-D-D-葡萄糖葡萄糖-D-D-果糖果糖1,21,2备注：备注：葡萄糖为

42、吡喃环，果糖为呋喃环葡萄糖为吡喃环，果糖为呋喃环四川省精品课程 生物化学一一.寡糖的结构与性质寡糖的结构与性质1.1.参与组成的单糖单位参与组成的单糖单位2.2.参与成键（糖苷键）的碳原子位置参与成键（糖苷键）的碳原子位置3.3.参与成键的每一异头碳羟基的构型（异参与成键的每一异头碳羟基的构型（异头定向）头定向）4.4.单糖单位的次序（如果不是同一种单糖单糖单位的次序（如果不是同一种单糖残基）残基）有些寡糖如麦芽糖是由同一种单糖（葡萄糖有些寡糖如麦芽糖是由同一种单糖（葡萄糖残基）组成的，另一些寡糖是由两种或多种残基）组成的，另一些寡糖是由两种或多种不同的单糖组成的，如蔗糖中含葡萄糖和果不同的单

43、糖组成的，如蔗糖中含葡萄糖和果糖两种残基。糖两种残基。两个单糖残基之间的连接可以有多种方式，但两个单糖残基之间的连接可以有多种方式，但最常见的有最常见的有1 11 1（如海藻糖中）如海藻糖中）、l 2l 2（如如蔗糖中蔗糖中）、）、1 41 4（如纤维二糖中）和如纤维二糖中）和1 61 6（如龙胆二糖中（如龙胆二糖中）；）；1 31 3和和1 51 5较少见。注较少见。注意所有的二糖至少有一个单糖的异头碳参与成意所有的二糖至少有一个单糖的异头碳参与成键。键。构型可以是构型可以是型如麦芽糖、海藻糖和蔗糖，型如麦芽糖、海藻糖和蔗糖，型如纤维二糖、龙胆二糖和乳糖型如纤维二糖、龙胆二糖和乳糖。异头碳的

44、构异头碳的构型对寡糖分子形状影响很大，而分子形状涉及型对寡糖分子形状影响很大，而分子形状涉及能否被酶所识别，例如催化麦芽糖（含能否被酶所识别，例如催化麦芽糖（含糖苷糖苷键）和纤维二糖（含键）和纤维二糖（含糖苷键）水解需要不同糖苷键）水解需要不同的酶，虽然两者都是的酶，虽然两者都是D-D-葡萄糖通过葡萄糖通过1 41 4连接连接的。多糖中异头定向对多糖构象非常重要。的。多糖中异头定向对多糖构象非常重要。糖苷键在多数情况下只涉及一个单糖的异头碳，糖苷键在多数情况下只涉及一个单糖的异头碳，另一个单糖的异头碳是游离的。这样，分子的两另一个单糖的异头碳是游离的。这样，分子的两个末端可以根据化学反应性的不

45、同而区分开来，个末端可以根据化学反应性的不同而区分开来，例如乳糖中葡萄糖残基有一个游离的异头碳，并例如乳糖中葡萄糖残基有一个游离的异头碳，并因此具有一个潜在的游离醛基，能被因此具有一个潜在的游离醛基，能被FehlingFehling溶溶液氧化，但半乳糖残基则不能。乳糖是一种还原液氧化，但半乳糖残基则不能。乳糖是一种还原糖，葡萄糖残基处于还原端，另一端称非还原端糖，葡萄糖残基处于还原端，另一端称非还原端。在蔗糖中任一残基都不具有潜在的游离醛基，。在蔗糖中任一残基都不具有潜在的游离醛基，因此蔗糖是一种非还原糖。因此蔗糖是一种非还原糖。四川省精品课程 生物化学二、还原性二糖与非还原性二糖还原性二糖有

46、半缩醛羟基，具有还原性、变旋现象等。麦芽糖、乳糖、纤维二糖等都属于还原性二糖。非还原性二糖没有半缩醛羟基，不具有还原性、变旋现象等，主要是蔗糖。四川省精品课程 生物化学名称名称组成单糖单元组成单糖单元糖苷键糖苷键还原性还原性麦芽糖麦芽糖-D-D-葡萄糖葡萄糖1,41,4还原糖还原糖纤维二糖纤维二糖-D-D-葡萄糖葡萄糖1,41,4还原糖还原糖乳糖乳糖-D-D-半乳糖半乳糖-D-D-葡萄糖葡萄糖 1,41,4还原糖还原糖蔗糖蔗糖-D-D-葡萄糖葡萄糖-D-D-果糖果糖1,21,2非还原糖非还原糖备注：备注：葡萄糖为吡喃环，果糖为呋喃环葡萄糖为吡喃环，果糖为呋喃环四川省精品课程 生物化学第五节第五

47、节 重要的多糖重要的多糖由许多单糖或单糖衍生物聚合而成，缩合时由许多单糖或单糖衍生物聚合而成，缩合时单糖分子以糖苷键相连，一般无甜味、无还单糖分子以糖苷键相连，一般无甜味、无还原性、酸或酶的作用下可水解为双糖、寡糖原性、酸或酶的作用下可水解为双糖、寡糖或单糖，重要的有或单糖，重要的有淀粉、糖元、纤维素、果淀粉、糖元、纤维素、果胶质胶质、几丁质、粘多糖、几丁质、粘多糖等。可分为同多糖和等。可分为同多糖和杂多糖。杂多糖。四川省精品课程 生物化学一一.淀粉淀粉广泛存在于植物的种子和根茎中，热水处理广泛存在于植物的种子和根茎中，热水处理2525分钟能溶解的部分为分钟能溶解的部分为直链淀粉直链淀粉，不溶

48、解的部分，不溶解的部分为为支链淀粉支链淀粉。四川省精品课程 生物化学直链淀粉直链淀粉平均平均250-300250-300个个-D-D-GlcGlc通过通过-1-1，4 4糖苷键相糖苷键相连，旋转卷曲成螺旋状，每连，旋转卷曲成螺旋状，每6 6个个GlcGlc残基盘旋一圈，与残基盘旋一圈，与KI-IKI-I2 2呈（深）兰色。水解的唯一双糖为麦芽糖、唯呈（深）兰色。水解的唯一双糖为麦芽糖、唯一单糖为葡萄糖。一单糖为葡萄糖。四川省精品课程 生物化学支链淀粉支链淀粉由由2000-220002000-22000个个GlcGlc残基组成，大约每残基组成，大约每24-24-3030个个GlcGlc就有一个就

49、有一个-1-1，6 6糖苷键的分支，与糖苷键的分支，与KI-IKI-I2 2呈紫呈紫（红）色。水解时只生成一种双糖（红）色。水解时只生成一种双糖-（+）麦芽糖。）麦芽糖。四川省精品课程 生物化学淀粉的主要性质：淀粉的主要性质：1.糊化作用糊化作用 将淀粉加水调成乳浊液，随着加热升温，淀将淀粉加水调成乳浊液，随着加热升温，淀粉粒吸水溶胀。当温度升高到一定限度，体积膨粉粒吸水溶胀。当温度升高到一定限度，体积膨胀几十倍时，淀粉粒解体，分子均匀分散成粘性胀几十倍时，淀粉粒解体，分子均匀分散成粘性很大的糊状胶体溶液。这种作用过程称为很大的糊状胶体溶液。这种作用过程称为淀粉的淀粉的糊化糊化。糊化作用是淀粉

50、粒的溶胀和水合过程。从热糊化作用是淀粉粒的溶胀和水合过程。从热力学分析，糊化作用可理解为淀粉微晶熔融的力学分析，糊化作用可理解为淀粉微晶熔融的过程。由于受热，淀粉分子内和分子间的氢键过程。由于受热，淀粉分子内和分子间的氢键断裂，分子由原来沉积于淀粉粒中的晶形或非断裂，分子由原来沉积于淀粉粒中的晶形或非晶形有序状态变成无序状态，分散在热水中，晶形有序状态变成无序状态，分散在热水中，形成胶体溶液。形成胶体溶液。四川省精品课程 生物化学几种主要农作物的淀粉含量作物名称淀粉含量（）大麦（种子）63.5小麦（种子）63.7670-.0玉米（种子）64.766.9米7080山芋16.0马铃薯13.223四