1、第六章第六章 糖类化学糖类化学是多羟基的醛或酮及其缩聚物和某些衍生是多羟基的醛或酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。物的总称。糖的化学概念糖的化学概念糖的分类糖的分类单糖单糖是最简单的糖，不能再被水解为更是最简单的糖，不能再被水解为更小的单位。小的单位。寡糖寡糖是由是由2 21010个分子单糖缩合而成，水个分子单糖缩合而成，水解后产生单糖。解后产生单糖。多糖多糖是由多个单糖分子缩合而成。是由多个单糖分子缩合而成。多糖中由相同的单糖基组成的称多糖中由相同的单糖基组成的称同多糖同多糖，不相同的单糖基组成的称不相同的单糖基组成的称杂多糖杂多糖。按其分子中按其分子中有无支链有无支链，则有，则有直链直链、支
2、链支链多糖多糖之之分分按其功能的不同，则可分为按其功能的不同，则可分为结构结构多糖、多糖、贮存贮存多多糖、糖、抗原抗原多糖多糖等等按其分布来说，则又有按其分布来说，则又有胞外胞外多糖、多糖、胞内胞内多糖、多糖、胞壁胞壁多糖多糖之别之别如果糖类化合物中尚含有非糖物质部分，则称如果糖类化合物中尚含有非糖物质部分，则称糖缀合物或复合糖类糖缀合物或复合糖类，例如糖肽、糖脂、，例如糖肽、糖脂、糖蛋糖蛋白白等。等。第一部分第一部分 单糖单糖一、单糖的结构一、单糖的结构n链状结构链状结构n环状结构环状结构n椅式和船式构象椅式和船式构象1.1.链状结构链状结构多羟基的醛或酮多羟基的醛或酮手碳手碳CHOCOHH
3、CCCCH2OHHOHOHHOHHG是人为规定的单糖的构型。是以是人为规定的单糖的构型。是以D-D-、L-L-甘油醛为参照物，甘油醛为参照物，以距醛基最远的不对以距醛基最远的不对称碳原子为准，羟基在左面的为称碳原子为准，羟基在左面的为L L构型，构型，羟基在右面为羟基在右面为D D构型。构型。单糖的单糖的D-D-、L-L-型型对映体对映体2.2.环状结构环状结构葡萄糖的某些性质不能用链式结构来解释葡萄糖的某些性质不能用链式结构来解释:葡萄糖不能发生醛的葡萄糖不能发生醛的NaHSONaHSO3 3加成反应加成反应;葡萄糖不能和醛一样与两分子醇形成缩醛，葡萄糖不能和醛一样与两分子醇形成缩醛，只能与
4、一分子醇反应只能与一分子醇反应;葡萄糖溶液有变旋现象葡萄糖溶液有变旋现象:CCH2OHOHHOCOHCH2OHOHFischer式式 一般规定半缩醛碳原子上的羟基一般规定半缩醛碳原子上的羟基(称为称为半缩醛羟基半缩醛羟基)与决定单糖构型的碳原子与决定单糖构型的碳原子上的羟基在同一侧的称为上的羟基在同一侧的称为-葡萄糖，葡萄糖，不在同一侧的称为不在同一侧的称为-葡萄糖。葡萄糖。CCH2OHOOHHCCH2OHOHHO-葡萄糖葡萄糖-葡萄糖葡萄糖-和和-糖互为端基异构体，也叫糖互为端基异构体，也叫异头物异头物。D-D-葡萄糖葡萄糖在在水介质中达到平衡时水介质中达到平衡时，-异构体占异构体占63.6
5、63.6，-异异构体占构体占36.436.4，以，以链式结构存在者极少链式结构存在者极少。为了更好地表示糖的环式结构，哈瓦斯为了更好地表示糖的环式结构，哈瓦斯（Haworth,1926Haworth,1926）设计了单糖的设计了单糖的透视结构透视结构式。式。1.1.碳原子按顺时针方向编号，氧位于环的后方；碳原子按顺时针方向编号，氧位于环的后方；2.2.环平面与纸面垂直，粗线部分在前，细线在后；环平面与纸面垂直，粗线部分在前，细线在后；3.3.将费歇尔式中左右取向的原子或集团改为上下取向，将费歇尔式中左右取向的原子或集团改为上下取向，原来在左边的写在上方，右边的在下方；原来在左边的写在上方，右边
6、的在下方；4.4.D-D-型糖的末端羟甲基在环上方，型糖的末端羟甲基在环上方，L L型糖在下方；型糖在下方；5.5.半缩醛羟基与末端羟甲基同侧的为半缩醛羟基与末端羟甲基同侧的为-异构体，异异构体，异侧的为侧的为-异构体异构体.OC H2O H123451.1.碳原子按顺时针方向编号，氧碳原子按顺时针方向编号，氧位于环的后方；位于环的后方；2.2.环平面与纸面垂直，粗线部分环平面与纸面垂直，粗线部分在前，细线在后；在前，细线在后；3.3.将费歇尔式中左右取向的原子将费歇尔式中左右取向的原子或集团改为上下取向，或集团改为上下取向，原来在原来在左边的写在上方，右边的在下左边的写在上方，右边的在下方；
7、方；4.4.D-D-型糖的末端羟甲基在环上方，型糖的末端羟甲基在环上方，L L型糖在下方型糖在下方；5.5.半缩醛羟基与末端羟甲基同侧半缩醛羟基与末端羟甲基同侧的为的为-异构体，异侧的为异构体，异侧的为-异构体异构体.3.3.椅式和船式构象椅式和船式构象二、单糖的性质二、单糖的性质(1).(1).旋光性旋光性 除二羟丙酮外，所有的糖都有旋光性除二羟丙酮外，所有的糖都有旋光性。旋光性是鉴定糖的重要指标。旋光性是鉴定糖的重要指标。一般用比旋光度一般用比旋光度 t tD D （或称旋光率）（或称旋光率）来衡量物质的旋光性。来衡量物质的旋光性。1.1.物理性质物理性质公式为公式为 t tD D=t t
8、D D100/(100/(L LC)C)t tD D是是比旋光度比旋光度t tD D是在钠光灯（是在钠光灯（D D线，线，：589.6nm589.6nm与与589.0nm589.0nm）为光源，温度为）为光源，温度为t t，时所测得的，时所测得的旋光度。旋光度。旋光管长度为旋光管长度为L L(dm(dm),),浓度为浓度为C(g/100ml)C(g/100ml)在比旋光度数值前面加在比旋光度数值前面加“”号表示右旋号表示右旋，加加“”表示左旋表示左旋。(2).(2).甜度甜度 以蔗糖的甜度为以蔗糖的甜度为100100。果糖为。果糖为173.3173.3，葡萄，葡萄糖糖74.374.3，乳糖为，
9、乳糖为1616。(糖精并非糖类糖精并非糖类)(3).(3).溶解度溶解度 单糖分子中有多个羟基，增加了它的水溶单糖分子中有多个羟基，增加了它的水溶性，尤其在热水中溶解度极大。但不溶于性，尤其在热水中溶解度极大。但不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。乙醚、丙酮等有机溶剂。单糖是多羟基醛或酮，因此单糖是多羟基醛或酮，因此具有醇具有醇羟基和羰基的性质羟基和羰基的性质，如具有醇羟基的，如具有醇羟基的成酯、成醚、成缩醛等反应和羰基的成酯、成醚、成缩醛等反应和羰基的一些加成反应，一些加成反应，又具有由于他们互相又具有由于他们互相影响而产生的一些特殊反应影响而产生的一些特殊反应。2.2.化学性质化学性质糖可被氧化剂
10、氧化。糖可被氧化剂氧化。实验室常用的费林实验室常用的费林(FehlingFehling)试剂就是氧化试剂就是氧化铜的碱性溶液铜的碱性溶液。糖的羰基被氧化，而氧化。糖的羰基被氧化，而氧化铜被还原成氧化亚铜。测定氧化亚铜的生铜被还原成氧化亚铜。测定氧化亚铜的生成量，即可测定溶液中的糖含量。成量，即可测定溶液中的糖含量。BenedictBenedict试剂是其改进型试剂是其改进型，用柠檬酸作络合，用柠檬酸作络合剂，干扰少，灵敏度高。剂，干扰少，灵敏度高。（1 1）.糖的氧化作用糖的氧化作用 除羰基外，除羰基外，单糖分子中的羟基也能被氧化单糖分子中的羟基也能被氧化。在。在不同的条件下，可产生不同的氧化
11、产物。不同的条件下，可产生不同的氧化产物。COOHCH2OHCOOHCOOHCHOCOOH在在钠汞齐及硼氢化钠钠汞齐及硼氢化钠类还原剂作用下，醛糖还原类还原剂作用下，醛糖还原成糖醇成糖醇如如葡萄糖还原后生成山梨醇葡萄糖还原后生成山梨醇。酮糖还原成两个同分异构的羟基醇。酮糖还原成两个同分异构的羟基醇。（2 2）.还原作用还原作用CH2OHCH2OHCH2OHCH2OHOCH2OHCH2OHCH2OHCH2OH山梨醇山梨醇单糖具有自由羰基，能与单糖具有自由羰基，能与3 3分子苯肼作用分子苯肼作用生成糖脎。生成糖脎。糖脎是黄色结晶，难溶于水糖脎是黄色结晶，难溶于水。各种糖生成。各种糖生成的糖脎形状与
12、熔点都不同，的糖脎形状与熔点都不同，因此常用糖脎因此常用糖脎的生成来鉴定各种不同的糖。的生成来鉴定各种不同的糖。（3 3）.糖脎的生成糖脎的生成COHCHN NHNH NH2NH NH2NH NH2CNHN NHNHCOHN NH葡萄糖苯腙葡萄糖苯腙葡萄糖酮苯腙葡萄糖酮苯腙葡萄糖脎葡萄糖脎 在弱碱作用下，葡萄糖、果糖和甘露糖在弱碱作用下，葡萄糖、果糖和甘露糖三者可通过三者可通过烯醇式而相互转化烯醇式而相互转化，称为烯醇，称为烯醇化作用。在体内酶的作用下也能进行类似化作用。在体内酶的作用下也能进行类似的转化。的转化。单糖在强碱溶液中很不稳定，分解成各单糖在强碱溶液中很不稳定，分解成各种不同的物质
13、。种不同的物质。（4 4）.单糖的异构作用单糖的异构作用（5 5）.发酵作用发酵作用生物化学上较重要的糖酯是生物化学上较重要的糖酯是磷酸酯磷酸酯，他们是糖代谢的中间产物。他们是糖代谢的中间产物。（6 6）.酯化作用酯化作用 单糖的半缩醛羟基很容易与醇或酚的羟基反应，单糖的半缩醛羟基很容易与醇或酚的羟基反应，失水而形成缩醛式衍生物，称糖苷。失水而形成缩醛式衍生物，称糖苷。非糖部分叫配糖体，如配糖体也是单糖，就形成非糖部分叫配糖体，如配糖体也是单糖，就形成二糖，也叫双糖。糖苷有二糖，也叫双糖。糖苷有、两种形式。天然存两种形式。天然存在的糖苷多为在的糖苷多为-型。型。（7 7）.形成糖苷形成糖苷戊糖
14、与强酸共热，可脱水生成戊糖与强酸共热，可脱水生成糠醛糠醛（呋喃（呋喃醛）。醛）。己糖与强酸共热分解成甲酸、二氧化碳、己糖与强酸共热分解成甲酸、二氧化碳、乙酰丙酸以及少量羟甲基糠醛。乙酰丙酸以及少量羟甲基糠醛。糠醛和羟甲基糠醛能与某些酚类作用生成糠醛和羟甲基糠醛能与某些酚类作用生成有色的缩合物。有色的缩合物。（8 8）.脱水作用脱水作用（9 9）.氨基化氨基化氨基糖氨基糖 单糖的羟基（一般为单糖的羟基（一般为C2C2）可以被氨基取代，形）可以被氨基取代，形成糖胺或称氨基糖。成糖胺或称氨基糖。糖胺是碱性糖。糖胺氨基糖胺是碱性糖。糖胺氨基上的氢原子被乙酰基取代时，生成乙酰氨基糖。上的氢原子被乙酰基取
15、代时，生成乙酰氨基糖。自然界中存在的氨基糖都是氨基己糖。自然界中存在的氨基糖都是氨基己糖。D-D-葡萄糖胺是甲壳质（几丁质）的主要成分。葡萄糖胺是甲壳质（几丁质）的主要成分。甲壳质是组成昆虫及甲壳类结构的多糖。甲壳质是组成昆虫及甲壳类结构的多糖。（1010）.脱氧脱氧3.3.重要的单糖重要的单糖重要的丙糖有重要的丙糖有D-D-甘油醛和二羟丙酮甘油醛和二羟丙酮，它们的磷酸酯是糖，它们的磷酸酯是糖代谢的重要中间产物。代谢的重要中间产物。（1 1）丙糖）丙糖（2 2）丁糖）丁糖自然界常见的丁糖有自然界常见的丁糖有D-D-赤藓糖和赤藓糖和D-D-赤藓酮糖赤藓酮糖。它们。它们的磷酸酯也是糖代谢的中间产物
16、。的磷酸酯也是糖代谢的中间产物。D-D-核糖（核糖（riboseribose）D-D-核糖是核糖核酸的重要组成成分。核糖是核糖核酸的重要组成成分。细胞核中还有细胞核中还有D-2-D-2-脱氧核糖，它是脱氧核糖，它是DNADNA的组分之一的组分之一（3 3）戊糖）戊糖CHOCH2OHOCH2OHOCH2OHCHOCH2CH2OHD-2-脱氧核糖脱氧核糖D-核糖核糖L-L-阿拉伯糖阿拉伯糖 阿拉伯糖在高等植物体内以结合状态存在。阿拉伯糖在高等植物体内以结合状态存在。它一般结合成半纤维素、树胶及阿拉伯树胶它一般结合成半纤维素、树胶及阿拉伯树胶等等木糖木糖 木糖在植物中分布很广，以结合状态的木聚木糖在
17、植物中分布很广，以结合状态的木聚糖存在于半纤维素中。木材中的木聚糖达糖存在于半纤维素中。木材中的木聚糖达3030以上。动物组织中也发现了木糖的成分以上。动物组织中也发现了木糖的成分葡萄糖葡萄糖(glucose,Glcglucose,Glc)n葡萄糖是人体内最主要的单糖，是糖代谢的中心葡萄糖是人体内最主要的单糖，是糖代谢的中心物质。物质。n蔗糖由蔗糖由D-D-葡萄糖与葡萄糖与D-D-果糖结合而成。果糖结合而成。n糖原、淀粉和纤维素等多糖也是由葡萄糖聚合而糖原、淀粉和纤维素等多糖也是由葡萄糖聚合而成的。在许多杂聚糖中也含有葡萄糖。成的。在许多杂聚糖中也含有葡萄糖。nD-D-葡萄糖的比旋光度为葡萄糖
18、的比旋光度为52.552.5度，呈片状结晶。度，呈片状结晶。（4 4）己糖）己糖OCH2OHOH果糖果糖(fructose,Frufructose,Fru)植物的蜜腺、水果及蜂蜜中存在大量果糖。植物的蜜腺、水果及蜂蜜中存在大量果糖。它是单糖中最甜的糖类它是单糖中最甜的糖类，比旋光度为，比旋光度为-92.4-92.4度，度，呈针状结晶。呈针状结晶。4242果葡糖浆的甜度与蔗糖相同果葡糖浆的甜度与蔗糖相同（4040），在），在55时甜度为时甜度为143143，适于制作冷饮。，适于制作冷饮。食用果糖后血糖不易升高，且有滋润肌肤作用。食用果糖后血糖不易升高，且有滋润肌肤作用。游离的果糖为游离的果糖为吡
19、喃果糖，结合状态呈吡喃果糖，结合状态呈呋喃果糖。呋喃果糖。OOCH2OHCH2OH-果糖果糖半乳糖半乳糖(Gal)(Gal)半乳糖仅以结合状态存在。半乳糖仅以结合状态存在。乳糖、蜜二糖、棉乳糖、蜜二糖、棉籽糖、琼脂、树胶、粘质和半纤维素等都含有籽糖、琼脂、树胶、粘质和半纤维素等都含有半乳糖。半乳糖。它的它的D-D-型和型和L-L-型都存在于植物产品中，如琼脂型都存在于植物产品中，如琼脂中同时含有中同时含有D-D-型和型和L-L-型半乳糖。型半乳糖。D-D-半乳糖熔点半乳糖熔点167167，比旋，比旋80.280.2度。度。OCH2OH 庚糖在自然界中分布较少，主要存在于高等庚糖在自然界中分布较
20、少，主要存在于高等植物中。最重要的有植物中。最重要的有D-D-景天庚酮糖和景天庚酮糖和D-D-甘露庚甘露庚酮糖。酮糖。D-D-景天庚酮糖是光合作用的中间产物，呈磷景天庚酮糖是光合作用的中间产物，呈磷酸酯态，在碳循环中占重要地位。酸酯态，在碳循环中占重要地位。（5 5）庚糖）庚糖第二部分第二部分 寡糖寡糖双糖是由两个单糖分子缩合而成双糖是由两个单糖分子缩合而成。双糖可以认为是。双糖可以认为是一种糖苷，其中的配基是另外一个单糖分子一种糖苷，其中的配基是另外一个单糖分子在自然界中，在自然界中，仅有三种双糖（蔗糖、乳糖和麦芽糖）仅有三种双糖（蔗糖、乳糖和麦芽糖）以游离状态存在以游离状态存在，其他多以结
21、合状态存在（如纤维，其他多以结合状态存在（如纤维二糖）。二糖）。蔗糖是最重要的双糖，麦芽糖和纤维二糖是淀粉和蔗糖是最重要的双糖，麦芽糖和纤维二糖是淀粉和纤维素的基本结构单位。三者均易水解为单糖纤维素的基本结构单位。三者均易水解为单糖 一、双糖一、双糖蔗糖是主要的光合作用产物，也是植物体内蔗糖是主要的光合作用产物，也是植物体内糖储藏、积累和运输的主要形式。糖储藏、积累和运输的主要形式。蔗糖很甜，易结晶，易溶于水，但较难溶于蔗糖很甜，易结晶，易溶于水，但较难溶于乙醇。若加热到乙醇。若加热到160160，便成为玻璃样的晶体，便成为玻璃样的晶体，加热至加热至200200时成为棕褐色的焦糖。时成为棕褐色
22、的焦糖。它是它是-D-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖-(12)-D-(12)-D-呋喃果呋喃果糖苷糖苷。是。是非还原性非还原性杂聚二糖。杂聚二糖。（1 1）蔗糖）蔗糖(sucrose)(sucrose)OCH2OHOOCH2OHCH2OHOCH2OHCH2OH12345麦芽糖大量存在于发酵的谷粒，特别是麦芽中。麦芽糖大量存在于发酵的谷粒，特别是麦芽中。淀粉和糖原在淀粉酶作用下水解可产生麦芽糖。淀粉和糖原在淀粉酶作用下水解可产生麦芽糖。麦芽糖是麦芽糖是D-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖-(14)-D-(14)-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖苷。苷。因为麦芽糖有一个醛基是自由的，因为麦芽糖有一个醛基是自由的，所有它
23、是还原所有它是还原糖糖，能还原费林试剂。在水溶液中有变旋现象。，能还原费林试剂。在水溶液中有变旋现象。（2 2）麦芽糖）麦芽糖(maltose)(maltose)OCH2OHOOCH2OH-麦芽糖麦芽糖乳糖乳糖(lactose)(lactose)存在于哺乳动物的乳汁中（牛奶存在于哺乳动物的乳汁中（牛奶中含中含4 46 6），高等植物花粉管及微生物中也含），高等植物花粉管及微生物中也含有少量乳糖。有少量乳糖。乳糖是乳糖是-D-D-半乳糖半乳糖-(14)-D-(14)-D-葡萄糖苷。葡萄糖苷。乳糖不易溶解，味不甚甜（甜度只有乳糖不易溶解，味不甚甜（甜度只有1616），），有还有还原性，原性，且能成
24、脎。且能成脎。（3 3）乳糖）乳糖(lactose)(lactose)乳糖的水解需要乳糖酶乳糖的水解需要乳糖酶，婴儿一般都可消，婴儿一般都可消化乳糖，成人则不然。某些成人缺乏乳糖化乳糖，成人则不然。某些成人缺乏乳糖酶，不能利用乳糖，食用乳糖后会在小肠酶，不能利用乳糖，食用乳糖后会在小肠积累，产生渗透作用，使体液外流，引起积累，产生渗透作用，使体液外流，引起恶心、腹痛、腹泻。恶心、腹痛、腹泻。这是一种常染色体隐性遗传疾病，从青春这是一种常染色体隐性遗传疾病，从青春期开始表现。其发病率与地域有关，在丹期开始表现。其发病率与地域有关，在丹麦约麦约3 3，泰国则高达，泰国则高达9292。可能是从一万。
25、可能是从一万年前人类开始养牛时成人体内出现了乳糖年前人类开始养牛时成人体内出现了乳糖酶。酶。OCH2OHOOCH2OH 是纤维素的基本构成单位。可由纤维素水解得到。是纤维素的基本构成单位。可由纤维素水解得到。两个两个-D-D-葡萄糖通过葡萄糖通过C C1 1C C4 4相连，它与麦芽糖相连，它与麦芽糖的区别是后者为的区别是后者为-葡萄糖苷。葡萄糖苷。（4 4）纤维二糖）纤维二糖（5 5）海藻糖）海藻糖-D-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖-(11)-D-(11)-D-吡喃葡萄糖苷吡喃葡萄糖苷。在抗干燥酵母中含量较多，可用做保湿。在抗干燥酵母中含量较多，可用做保湿。OCH2OHOOCH2OH纤维二糖纤维
26、二糖CH2OHOOCH2OHO海藻糖海藻糖自然界中广泛存在的三糖只有自然界中广泛存在的三糖只有棉籽糖棉籽糖，主要存，主要存在于棉籽、甜菜、大豆及桉树的干性分泌物在于棉籽、甜菜、大豆及桉树的干性分泌物（甘露蜜）中。它是（甘露蜜）中。它是-D-D-吡喃半乳糖吡喃半乳糖-(16)-(16)-D-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖-(12)-D-(12)-D-呋喃果糖苷呋喃果糖苷。棉籽糖在蔗糖酶作用下分解成果糖和蜜二糖；棉籽糖在蔗糖酶作用下分解成果糖和蜜二糖；在在-半乳糖苷酶作用下分解成半乳糖和蔗糖。半乳糖苷酶作用下分解成半乳糖和蔗糖。棉籽糖不能还原费林试剂。棉籽糖不能还原费林试剂。二、三糖二、三糖CH2OHO
27、OOCH2OOCH2OHCH2OH第三部分第三部分 多糖多糖n多糖由多个单糖缩合而成，是自然界中分多糖由多个单糖缩合而成，是自然界中分子结构复杂且庞大的物质。子结构复杂且庞大的物质。n它多糖按功能可分为两大类：它多糖按功能可分为两大类：一类是结构一类是结构多糖多糖，如构成植物细胞壁的纤维素、半纤，如构成植物细胞壁的纤维素、半纤维素，构成细菌细胞壁的肽聚糖等；维素，构成细菌细胞壁的肽聚糖等；另一另一类是贮藏多糖类是贮藏多糖，如植物中的淀粉、动物体，如植物中的淀粉、动物体内的糖原等。内的糖原等。n多糖可由一种单糖缩合而成，称均一多糖多糖可由一种单糖缩合而成，称均一多糖（同多糖）（同多糖），如戊糖胶
28、（木糖胶、阿拉伯，如戊糖胶（木糖胶、阿拉伯糖胶）、己糖胶（淀粉、糖原、纤维素等）糖胶）、己糖胶（淀粉、糖原、纤维素等）n由不同类型的单糖缩合而成，称不均一多由不同类型的单糖缩合而成，称不均一多糖（杂多糖）糖（杂多糖），如半乳糖甘露糖胶、阿拉，如半乳糖甘露糖胶、阿拉伯胶和果胶等。伯胶和果胶等。淀粉是植物中最重要的贮藏多糖，在植物中以淀粉是植物中最重要的贮藏多糖，在植物中以淀粉粒状态存在，形状为球状或卵形淀粉粒状态存在，形状为球状或卵形。淀粉与酸缓和地作用时（如淀粉与酸缓和地作用时（如7.5%HCl7.5%HCl，室温下，室温下放置放置7 7日）即形成所谓日）即形成所谓“可溶性淀粉可溶性淀粉”，在
29、实，在实验室内常用。验室内常用。淀粉在工业上可用于酿酒和制糖。淀粉在工业上可用于酿酒和制糖。（1 1）淀粉）淀粉(starch)(starch)淀粉是由麦芽糖单位构成的链状结淀粉是由麦芽糖单位构成的链状结构，可溶于热水的是构，可溶于热水的是直链淀粉直链淀粉，不溶，不溶的是的是支链淀粉支链淀粉。支链淀粉易形成浆糊，。支链淀粉易形成浆糊，溶于热的有机溶剂。溶于热的有机溶剂。直链淀粉相当于直链淀粉相当于300300400400个葡萄糖分子缩合而成个葡萄糖分子缩合而成每分子中每分子中只含一个还原性端基和一个非还原性端只含一个还原性端基和一个非还原性端基基，所有它是一条不分支的长链。，所有它是一条不分支
30、的长链。直链淀粉是由直链淀粉是由1 1，4 4糖苷键连接的糖苷键连接的-葡萄糖残基葡萄糖残基组成的组成的。它的分子通常卷曲成螺旋形，每一转有。它的分子通常卷曲成螺旋形，每一转有六个葡萄糖分子。六个葡萄糖分子。直链淀粉以碘液处理产生蓝色，光吸收在直链淀粉以碘液处理产生蓝色，光吸收在620-620-680nm680nm。I.I.直链淀粉直链淀粉(amylose)(amylose)OOCH2OHOCH2OHOOCH2OHOOCH2OHO直链淀粉螺旋状结构直链淀粉螺旋状结构n支链淀粉支链淀粉(amylopectinamylopectin)的分子量在的分子量在2020万以万以上，含有上，含有130013
31、00个葡萄糖或更多。个葡萄糖或更多。与碘反应与碘反应呈紫色，呈紫色，光吸收在光吸收在530-555nm530-555nm。n端基分析指出，每端基分析指出，每24243030个葡萄糖单位含个葡萄糖单位含有一个端基，所有它具有支链结构，每个有一个端基，所有它具有支链结构，每个直链是直链是1 1，4 4连接的链，而每个分支是连接的链，而每个分支是1 1，6 6连接的链。连接的链。II.II.支链淀粉支链淀粉OOCH2OHOOOOCH2OHOOOCH2OHOOCH2OHOOCH2OHOOOCH2OHOCH2OHOOO糖原糖原(glycogen)(glycogen)是动物中的主要多糖，是葡萄是动物中的主
32、要多糖，是葡萄糖的极容易利用的储藏形式。糖的极容易利用的储藏形式。糖原分子量约为糖原分子量约为500500万，端基含量占万，端基含量占9 9，而支，而支链淀粉为链淀粉为4 4，所以，所以8 8糖原的分支程度比支链淀糖原的分支程度比支链淀粉高一倍多。粉高一倍多。糖原的结构与支链淀粉相似糖原的结构与支链淀粉相似，但，但分支密度更大，平均链长只有分支密度更大，平均链长只有12-1812-18个葡萄糖个葡萄糖单位。单位。每个糖原分子有一个还原末端和很多非还原末每个糖原分子有一个还原末端和很多非还原末端。端。与碘反应呈紫色与碘反应呈紫色，光吸收在，光吸收在430-490nm430-490nm。(2)(2
33、)、糖原、糖原糖原的分支多糖原的分支多，分子表面暴露出许多非还，分子表面暴露出许多非还原末端，每个非还原末端既能与葡萄糖结原末端，每个非还原末端既能与葡萄糖结合，也能分解产生葡萄糖，从而迅速调整合，也能分解产生葡萄糖，从而迅速调整血糖浓度，调节葡萄糖的供求平衡。所以血糖浓度，调节葡萄糖的供求平衡。所以糖原是储藏葡萄糖的理想形式糖原是储藏葡萄糖的理想形式。糖原主要储藏在肝脏和骨骼肌，糖原主要储藏在肝脏和骨骼肌，在肝脏中在肝脏中浓度较高，但在骨骼肌中总量较多。浓度较高，但在骨骼肌中总量较多。n纤维素分子量在纤维素分子量在5 5万到万到4040万之间，每分子约万之间，每分子约含含3003002500
34、2500个葡萄糖残基。个葡萄糖残基。n纤维素由葡萄糖分子以纤维素由葡萄糖分子以-1,4-1,4-糖苷键连接糖苷键连接而成而成，无分支无分支，100-200100-200条链彼此平行，以条链彼此平行，以氢键结合氢键结合，所以，所以不溶于水不溶于水，但溶于铜盐的，但溶于铜盐的氨水溶液，可用于制造人造纤维。氨水溶液，可用于制造人造纤维。纤维素分子排列成束状，和绳索相似，纤纤维素分子排列成束状，和绳索相似，纤维就是由许多这种绳索集合组成的。维就是由许多这种绳索集合组成的。(3)(3)、纤维素、纤维素n纤维素纤维素(cellulose)(cellulose)是自然界中含量最丰富的是自然界中含量最丰富的有
35、机物，它占植物界碳含量的有机物，它占植物界碳含量的5050以上。棉以上。棉花和亚麻是较纯的纤维素，在花和亚麻是较纯的纤维素，在9090以上。以上。n纤维素经弱酸水解可得到纤维二糖。纤维素经弱酸水解可得到纤维二糖。纤维素纤维素的三硝酸酯称为火棉，的三硝酸酯称为火棉，遇火迅速燃烧。一硝遇火迅速燃烧。一硝酸酯和二硝酸酯可以溶解，称为火棉胶，用酸酯和二硝酸酯可以溶解，称为火棉胶，用于医药、工业。于医药、工业。n人和动物体内没有纤维素酶，不能分解纤维人和动物体内没有纤维素酶，不能分解纤维素素。反刍动物和一些昆虫体内的微生物可以。反刍动物和一些昆虫体内的微生物可以分解纤维素，为这些动物提供营养。分解纤维素
36、，为这些动物提供营养。某些海藻（如石花菜属）所含的多糖物质，主某些海藻（如石花菜属）所含的多糖物质，主要成分是多缩要成分是多缩半乳糖半乳糖，含有硫和钙。，含有硫和钙。琼脂（琼脂（agaragar）包括琼脂糖（）包括琼脂糖（agaroseagarose）和）和琼脂胶琼脂胶（araropectinararopectin），），琼脂糖由琼脂糖由D-D-吡喃半乳糖以吡喃半乳糖以-1-1，3 3键相连，每键相连，每9 9个残基与一个个残基与一个L-L-吡喃半乳吡喃半乳糖以糖以1 1，4 4键连接，每键连接，每5353个残基有一个硫酸基。个残基有一个硫酸基。琼脂不易被微生物分解，可作微生物培养基成琼脂不易
37、被微生物分解，可作微生物培养基成分，也可作为电泳支持物。分，也可作为电泳支持物。1 12 2的琼脂在室的琼脂在室温下就能形成凝胶。食品工业中常用来制造果温下就能形成凝胶。食品工业中常用来制造果冻、果酱等。冻、果酱等。(4)(4)、琼脂、琼脂 N-N-乙酰葡萄糖胺以乙酰葡萄糖胺以-1-1，4 4糖苷键相连，糖苷键相连，是是甲壳动物的结构多糖甲壳动物的结构多糖，也叫甲壳素。，也叫甲壳素。是是水中含量最大的有机物水中含量最大的有机物。(5)(5)、几丁质、几丁质n也叫粘多糖，是由特定二糖单位多次重复构成也叫粘多糖，是由特定二糖单位多次重复构成的杂聚多糖，一般都由的杂聚多糖，一般都由一分子己糖胺和一分
38、子一分子己糖胺和一分子己糖醛酸或中性糖构成己糖醛酸或中性糖构成。单糖之间以。单糖之间以1 13 3键键或或1 14 4键相连。糖胺聚糖是高分子量的胶性键相连。糖胺聚糖是高分子量的胶性物质，分子量可达物质，分子量可达500500万，万，n它存在于软骨、腱等结缔组织中，构成组织间它存在于软骨、腱等结缔组织中，构成组织间质，起润滑和粘合的作用。各种腺体分泌出的质，起润滑和粘合的作用。各种腺体分泌出的起润滑作用的粘液多富含粘多糖。它在组织生起润滑作用的粘液多富含粘多糖。它在组织生长和再生过程中，在受精过程中以及机体与许长和再生过程中，在受精过程中以及机体与许多传染源（细菌、病毒）的相互作用上都起着多传
39、染源（细菌、病毒）的相互作用上都起着重要作用。重要作用。(6)(6)、糖胺聚糖、糖胺聚糖糖胺聚糖按其分布和组成分为以下五类：糖胺聚糖按其分布和组成分为以下五类：硫酸软骨素硫酸软骨素 硫酸皮肤素硫酸皮肤素 硫酸角质素硫酸角质素 肝素肝素 透明质酸透明质酸其中其中除角质素外除角质素外，都含有，都含有糖醛酸糖醛酸；除；除透明质透明质酸外酸外，都含有，都含有硫酸基硫酸基。透明质酸透明质酸存在于眼睛的玻璃液及脐带中，可存在于眼睛的玻璃液及脐带中，可溶于水，成粘稠溶液。溶于水，成粘稠溶液。其主要功能是在组织中吸着水分，具有保护其主要功能是在组织中吸着水分，具有保护及粘合细胞使其不分散的作用。及粘合细胞使其
40、不分散的作用。在具有强烈侵染性的细菌中，在迅速生长的在具有强烈侵染性的细菌中，在迅速生长的恶性肿瘤中，在蜂毒与蛇毒中都含有透明恶性肿瘤中，在蜂毒与蛇毒中都含有透明质酸酶，它能引起透明质酸的分解。质酸酶，它能引起透明质酸的分解。硫酸软骨素硫酸软骨素是软骨、腱及骨骼的主要成分。有是软骨、腱及骨骼的主要成分。有A,BA,B和和C C三种。三种。肝素在动物体内分布很广，因在肝脏中含肝素在动物体内分布很广，因在肝脏中含量丰富而得名。具有阻止血液凝固的特性。量丰富而得名。具有阻止血液凝固的特性。目前广泛应用肝素为输血时的血液抗凝剂，目前广泛应用肝素为输血时的血液抗凝剂，临床上也常用它防止血栓形成。分子量为
41、临床上也常用它防止血栓形成。分子量为17,00017,000。(7)(7)、细菌多糖、细菌多糖n肽聚糖肽聚糖n磷壁酸磷壁酸(8)(8)、复合多糖、复合多糖 糖复合物是糖复合物是糖类的还原端糖类的还原端和和其他非糖组分其他非糖组分以以共价键共价键结合的产物，结合的产物，主要有主要有糖蛋白糖蛋白,蛋白蛋白聚糖聚糖,糖脂和脂多糖等。糖脂和脂多糖等。根据含糖多少可分为根据含糖多少可分为以糖为主的蛋白聚以糖为主的蛋白聚（多）糖（多）糖和和以蛋白为主的糖蛋白以蛋白为主的糖蛋白。糖蛋白是以蛋白质为主体的糖蛋白质复糖蛋白是以蛋白质为主体的糖蛋白质复合物，在肽链的特定残基上共价结合着一合物，在肽链的特定残基上共
42、价结合着一个、几个或十几个寡糖链。个、几个或十几个寡糖链。寡糖链一般由寡糖链一般由2 21515个单糖构成个单糖构成，与肽链的，与肽链的连接方式有连接方式有两种两种：一种是它的还原末端以一种是它的还原末端以O-O-糖苷键与肽链的丝氨糖苷键与肽链的丝氨酸或苏氨酸残基的侧链羟基结合酸或苏氨酸残基的侧链羟基结合另一种是以另一种是以N-N-糖苷键与侧链的天冬酰胺残基的糖苷键与侧链的天冬酰胺残基的侧链氨基结合侧链氨基结合。8.18.1、糖蛋白、糖蛋白n糖蛋白在体内分布十分广泛，许多酶、激糖蛋白在体内分布十分广泛，许多酶、激素、运输蛋白、结构蛋白都是糖蛋白。素、运输蛋白、结构蛋白都是糖蛋白。n糖成分的存在
43、对糖蛋白的分布、功能、稳糖成分的存在对糖蛋白的分布、功能、稳定性等都有影响。定性等都有影响。n糖成分通过改变糖蛋白的质量、体积、电糖成分通过改变糖蛋白的质量、体积、电荷、溶解性、粘度等发挥着多种效应。荷、溶解性、粘度等发挥着多种效应。效应效应实例实例生物学意义生物学意义加大体加大体积积血浆蛋血浆蛋白白阻止经肾排出阻止经肾排出增高粘增高粘度度粘蛋白粘蛋白作为润滑剂和运输介质，保护粘膜免受损伤作为润滑剂和运输介质，保护粘膜免受损伤抗冻作抗冻作用用抗冻蛋抗冻蛋白白存在于南极鱼类血中，可降低体液冰点，存在于南极鱼类血中，可降低体液冰点，阻止低温下冰晶生长阻止低温下冰晶生长定向作定向作用用膜结合膜结合蛋
44、白蛋白糖的存在利于建立并保持膜蛋白的不对称定糖的存在利于建立并保持膜蛋白的不对称定向分布向分布识别作识别作用用血浆蛋血浆蛋白白调节凝血酶原等血浆蛋白的降解，当这些蛋调节凝血酶原等血浆蛋白的降解，当这些蛋白失去末端糖残基，暴露出白失去末端糖残基，暴露出D-D-半乳糖残基后，半乳糖残基后，即可为肝细胞表面专一受体识别而被摄入细即可为肝细胞表面专一受体识别而被摄入细胞予以降解胞予以降解例如决定人体血型的是例如决定人体血型的是糖蛋白中寡糖末端糖基组糖蛋白中寡糖末端糖基组成的不同成的不同。nO O型血型型血型物质糖末端半乳糖连接的仅是岩藻糖。物质糖末端半乳糖连接的仅是岩藻糖。nA A型型是半乳糖上除去连
45、接岩藻糖外还连有是半乳糖上除去连接岩藻糖外还连有N-N-乙乙酰氨基半乳糖。酰氨基半乳糖。nB B型型是半乳糖上除去连接岩藻糖外还连有半乳是半乳糖上除去连接岩藻糖外还连有半乳糖。糖。nABAB型型是是A A型与型与B B型末端糖基的总和。型末端糖基的总和。n蛋白多糖是以多糖为主，蛋白或肽类所占比蛋白多糖是以多糖为主，蛋白或肽类所占比例较少，如粘蛋白含糖基高达例较少，如粘蛋白含糖基高达80%80%。n蛋白聚糖以蛋白质为核心，以糖胺聚糖链为蛋白聚糖以蛋白质为核心，以糖胺聚糖链为主体，在同一条核心蛋白肽链上，密集地结主体，在同一条核心蛋白肽链上，密集地结合着几十条至千百条糖胺聚糖糖链，形成瓶合着几十条
46、至千百条糖胺聚糖糖链，形成瓶刷状分子。刷状分子。每条糖胺聚糖链由每条糖胺聚糖链由100100到到200200个单个单糖分子构成，具有糖分子构成，具有二糖重复序列二糖重复序列，一般无分，一般无分支。支。n连接方式：连接方式：O-O-糖苷键，糖苷键，N-N-糖苷键糖苷键8.2 8.2 蛋白聚糖蛋白聚糖蛋白聚糖广泛存在于高等动物的一切组织中，对蛋白聚糖广泛存在于高等动物的一切组织中，对结缔组织、软骨、骨骼的构成至关重要。结缔组织、软骨、骨骼的构成至关重要。n蛋白聚糖具有极强的亲水性，能结合大量的水，蛋白聚糖具有极强的亲水性，能结合大量的水，能保持组织的体积和外形并使之具有抗拉、抗能保持组织的体积和外形并使之具有抗拉、抗压强度压强度。n蛋白聚糖链相互间的作用，蛋白聚糖链相互间的作用，在细胞与细胞、细在细胞与细胞、细胞与基质相互结合，维持组织的完整性中起重胞与基质相互结合，维持组织的完整性中起重要作用要作用。n糖链的网状结构还具有分子筛效应，对物质的糖链的网状结构还具有分子筛效应，对物质的运送有一定意义。运送有一定意义。脂多糖主要是脂多糖主要是G-细胞壁所具有的复合多糖细胞壁所具有的复合多糖脂多糖脂多糖外层专一性寡糖链外层专一性寡糖链中心多糖链中心多糖链脂质脂质
