王鏡巖生物化學(xué)筆記

1、生物化學(xué)筆記針對王鏡巖等生物化學(xué)第三版適合以王鏡巖生物化學(xué)第三版為考研指導(dǎo)教材的各高校的生物類考生備考目錄第 一 章 概 述-01第 二 章 糖 類-06第 三 章 脂 類-14第 四 章 蛋 白 質(zhì)（注1）-21第 五 章 酶 類（注2）-38第 六 章 核 酸（注3）-48第 七 章 維 生 素（注4）-56第 八 章 抗 生 素-60第 九 章 激 素-63第 十 章 代謝總論-68第十一章 糖類代謝（注5）-70第十二章 生物氧化-78第十三章 脂類代謝（注6）-80第十四章 蛋白質(zhì)代謝（注7）-85第十五章 核苷酸的降解和核苷酸代謝-91第十六章 DNA的復(fù)制與修復(fù)（注8）-93第十

2、七章 RNA的合成與加工（注9）-98第十八章 蛋白質(zhì)的合成與運(yùn)轉(zhuǎn)-101第十九章 代謝調(diào)空-103第二十章 生 物 膜（補(bǔ)充部分）-108注：（1）對應(yīng)生物化學(xué)課本上冊第3、4、5、6、7章。 （2）對應(yīng)生物化學(xué)課本上冊第8、9、10章。 （3）對應(yīng)生物化學(xué)課本上冊第12、13、14、15章。（4）對應(yīng)生物化學(xué)課本上冊第11章。（5）對應(yīng)生物化學(xué)課本下冊第22、23、25、26、27章。（6）對應(yīng)生物化學(xué)課本下冊第28、29章。（7）對應(yīng)生物化學(xué)課本下冊第30、31、32章。（8）對應(yīng)生物化學(xué)課本下冊第34、35章，（9）對應(yīng)生物化學(xué)課本下冊第36、37章。 *（10）第二十章是應(yīng)使用本筆記

3、的同學(xué)要求而添加的，對應(yīng)課本18、21章。筆記概要：本筆記來源于本人一些學(xué)長及自己整理的考研筆記，其中部分內(nèi)容還來源于網(wǎng)上的一些資料，內(nèi)容較為充實(shí)，適合以王鏡巖生物化學(xué)第三版為考研參考教材的各高校的復(fù)習(xí)考研備考之用。王鏡巖生物化學(xué)第三版分上、下冊，共計(jì)40章。上冊為靜態(tài)生物化學(xué)，要求記憶的知識點(diǎn)較多，下冊為動態(tài)生物化學(xué)，初記憶的知識點(diǎn)外，更側(cè)重于生命大分子在生命過程中的化學(xué)變化。本筆記將可以歸為一章的內(nèi)容盡量歸結(jié)為一章，以便于大家復(fù)習(xí)的條理性。具體歸結(jié)方式見目錄。第一章 概 述第一節(jié) 概 述一、生物分子是生物特有的有機(jī)化合物 生物分子泛指生物體特有的各類分子，它們都是有機(jī)物。典型的細(xì)胞含有一萬

4、到十萬種生物分子，其中近半數(shù)是小分子，分子量一般在500以下。其余都是生物小分子的聚合物，分子量很大，一般在一萬以上，有的高達(dá)1012，因而稱為生物大分子。構(gòu)成生物大分子的小分子單元，稱為構(gòu)件。氨基酸、核苷酸和單糖分別是組成蛋白質(zhì)、核酸和多糖的構(gòu)件。二、生物分子具有復(fù)雜有序的結(jié)構(gòu)生物分子都有自己特有的結(jié)構(gòu)。生物大分子的分子量大，構(gòu)件種類多，數(shù)量大，排列順序千變?nèi)f化，因而其結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。估計(jì)僅蛋白質(zhì)就有1010-1012種。生物分子又是有序的，每種生物分子都有自己的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，所有的生物分子都以一定的有序性(組織性)存在于生命體系中。三、生物結(jié)構(gòu)具有特殊的層次生物用少數(shù)幾種生物元素(C、H、O、N

5、、S、P)構(gòu)成小分子構(gòu)件，如氨基酸、核苷酸、單糖等;再用簡單的構(gòu)件構(gòu)成復(fù)雜的生物大分子;由生物大分子構(gòu)成超分子集合體;進(jìn)而形成細(xì)胞器，細(xì)胞，組織，器官，系統(tǒng)和生物體。生物的不同結(jié)構(gòu)層次有著質(zhì)的區(qū)別:低層次結(jié)構(gòu)簡單，沒有種屬專一性，結(jié)合力強(qiáng);高層次結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有種屬專一性，結(jié)合力弱。生物大分子是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，生命是生物大分子的存在形式。生物大分子的特殊運(yùn)動體現(xiàn)著生命現(xiàn)象。四、生物分子都行使專一的功能每種生物分子都具有專一的生物功能。核酸能儲存和攜帶遺傳信息，酶能催化化學(xué)反應(yīng)，糖能提供能量。任何生物分子的存在，都有其特殊的生物學(xué)意義。人們研究某種生物分子，就是為了了解和利用它的功能。五、代謝是生物

6、分子存在的條件代謝不僅產(chǎn)生了生物分子，而且使生物分子以一定的有序性處于穩(wěn)定的狀態(tài)中，并不斷得到自我更新。一旦代謝停止，穩(wěn)定的生物分子體系就要向無序發(fā)展，在變化中解體，進(jìn)入非生命世界。六、生物分子體系有自我復(fù)制的能力遺傳物質(zhì)DNA能自我復(fù)制，其他生物分子在DNA的直接或間接指導(dǎo)下合成。生物分子的復(fù)制合成，是生物體繁殖的基礎(chǔ)。七、生物分子能夠人工合成和改造生物分子是通過漫長的進(jìn)化產(chǎn)生的。隨著生命科學(xué)的發(fā)展，人們已能在體外人工合成各類生物分子，以合成和改造生物大分子為目標(biāo)的生物技術(shù)方興未艾。第二節(jié) 生物元素在已知的百余種元素中，生命過程所必需的有27種，稱為生物元素。生物體所采用的構(gòu)成自身的元素，是

7、經(jīng)過長期的選擇確定的。生物元素都是在自然界豐度較高，容易得到，又能滿足生命過程需要的元素。一、主要生物元素都是輕元素主要生物元素C、H、O、N占生物元素總量的95%以上，其原子序數(shù)均在8以內(nèi)。它們和S、P、K、Na、Ca、Mg、Cl共11種元素，構(gòu)成生物體全部質(zhì)量的99%以上，稱為常量元素，原子序數(shù)均在20以內(nèi)。另外16種元素稱為微量元素，包括B,F,Si,Se,As,I,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Sn,Mo，原子序數(shù)在53以內(nèi)。二、碳?xì)溲醯蛄资巧锓肿拥幕舅夭?一)碳?xì)涫巧锓肿拥闹黧w元素碳原子既難得到電子，又難失去電子，最適于形成共價鍵。碳原子非凡的成鍵能力和它的四

8、面體構(gòu)型，使它可以自相結(jié)合，形成結(jié)構(gòu)各異的生物分子骨架。碳原子又可通過共價鍵與其它元素結(jié)合，形成化學(xué)性質(zhì)活潑的官能團(tuán)。氫原子能以穩(wěn)定的共價鍵于碳原子結(jié)合，構(gòu)成生物分子的骨架。生物分子的某些氫原子被稱為還原能力，它們被氧化時可放出能量。生物分子含氫量的多少(以H/C表示)與它們的供能價值直接相關(guān)。氫原子還參與許多官能團(tuán)的構(gòu)成。與電負(fù)性強(qiáng)的氧氮等原子結(jié)合的氫原子還參與氫鍵的構(gòu)成。氫鍵是維持生物大分子的高級結(jié)構(gòu)的重要作用力。(二)氧氮硫磷構(gòu)成官能團(tuán)它們是除碳以外僅有的能形成多價共價鍵的元素，可形成各種官能團(tuán)和雜環(huán)結(jié)構(gòu)，對決定生物分子的性質(zhì)和功能具有重要意義。此外，硫磷還與能量交換直接相關(guān)。生物體內(nèi)重

9、要的能量轉(zhuǎn)換反應(yīng)，常與硫磷的某些化學(xué)鍵的形成及斷裂有關(guān)。一些高能分子中的磷酸苷鍵和硫酯鍵是高能鍵。三、無機(jī)生物元素(一)、利用過渡元素的配位能力過渡元素具有空軌道，能與具有孤對電子的原子以配位鍵結(jié)合。不同過渡元素有不同的配位數(shù)，可形成各種配位結(jié)構(gòu)，如三角形，四面體，六面體等。過渡元素的絡(luò)和效應(yīng)在形成并穩(wěn)定生物分子的構(gòu)象中，具有特別重要的意義。過渡元素對電子的吸引作用，還可導(dǎo)致配體分子的共價鍵發(fā)生極化，這對酶的催化很有用。已發(fā)現(xiàn)三分之一以上的酶含有金屬元素，其中僅含鋅酶就有百余種。鐵和銅等多價金屬離子還可作為氧化還原載體，擔(dān)負(fù)傳遞電子的作用。在光系統(tǒng)II中，四個錳原子構(gòu)成一個電荷累積器，可以累積

10、失去四個電子，從而一次氧化兩分子水，釋放出一分子氧，避免有害中間產(chǎn)物的形成。細(xì)胞色素氧化酶中的鐵-銅中心也有類似功能。(二)、利用常量離子的電化學(xué)效應(yīng)K等常量離子，在生物體的體液中含量較高，具有電化學(xué)效應(yīng)。它們在保持體液的滲透壓，酸堿平衡，形成膜電位及穩(wěn)定生物大分子的膠體狀態(tài)等方面有重要意義。各種生物元素對生命過程都有不可替代的作用，必需保持其代謝平衡。氟是骨骼和牙釉的成分，以氟磷灰石的形式存在，可使骨晶體變大，堅(jiān)硬并抗酸腐蝕。所以在飲食中添加氟可以預(yù)防齲齒。氟還可以治療骨質(zhì)疏松癥。但當(dāng)水中氟含量達(dá)到每升2毫克時，會引起斑齒，牙釉無光，粉白色，嚴(yán)重時可產(chǎn)生洞穴。氟是烯醇化酶的抑制劑，又是腺苷酸

11、環(huán)化酶的激活劑。硒缺乏是克山病的病因之一，而硒過多也可引起疾病，如亞硒酸鹽可引起白內(nèi)障。糖耐受因子（GTF）可以促使胰島素與受體結(jié)合，而鉻可以使煙酸、甘氨酸、谷氨酸、半胱氨酸等與GTF絡(luò)合。某些非生物元素進(jìn)入體內(nèi)，能干擾生物元素的正常功能，從而表現(xiàn)出毒性作用。如鎘能置換鋅，使含鋅酶失活，從而使人中毒。某些非生物元素對人體有益，如有機(jī)鍺可激活小鼠腹腔巨嗜細(xì)胞，后者介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞毒和抗原提呈作用，從而發(fā)揮免疫監(jiān)視、防御和抗腫瘤作用。第三節(jié) 生物分子中的作用力一、兩類不同水平的作用力生物體系有兩類不同的作用力，一類是生物元素借以結(jié)合稱為生物分子的強(qiáng)作用力-共價鍵，另一類是決定生物分子高層次結(jié)構(gòu)和生物分

12、子之間借以相互識別，結(jié)合，作用的弱作用力-非共價相互作用。二、共價鍵是生物分子的基本形成力共價鍵(covalent bond)的屬性由鍵能，鍵長，鍵角和極性等參數(shù)來描述，它們決定分子的基本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。(一)鍵能鍵能等于破壞某一共價鍵所需的能量。鍵能越大，鍵越穩(wěn)定。生物分子中常見的共價鍵的鍵能一般在300-800kj/mol之間。(二)鍵長鍵長越長，鍵能越弱，容易受外界電場的影響發(fā)生極化，穩(wěn)定性也越差。生物分子中鍵長多在0.1到0.18nm之間。(三)鍵角共價鍵具有方向性，一個原子和另外兩個原子所形成的鍵之間的夾角即為鍵角。根據(jù)鍵長和鍵角，可了解分子中各個原子的排列情況和分子的極性。(四)鍵的極

13、性共價鍵的極性是指兩原子間電子云的不對稱分布。極性大小取決于成鍵原子電負(fù)性的差。多原子分子的極性狀態(tài)是各原子電負(fù)性的矢量和。在外界電場的影響下，共價鍵的極性會發(fā)生改變。這種由于外界電場作用引起共價鍵極性改變的現(xiàn)象稱為鍵的極化。鍵的極性與極化，同化學(xué)鍵的反應(yīng)性有密切關(guān)系。(五)配位鍵對生物分子有特殊意義配位鍵(coordinate bond)是特殊的共價鍵，它的共用電子對是由一個原子提供的。在生物分子中，常以過渡元素為電子受體，以化學(xué)基團(tuán)中的O、N、S、P等為電子供體，形成多配位絡(luò)和物。過渡元素都有固定的配位數(shù)和配位結(jié)構(gòu)。在生物體系中，形成的多配位體，對穩(wěn)定生物大分子的構(gòu)象，形成特定的生物分子復(fù)

14、合物具有重要意義。由多配位體所產(chǎn)生的立體異構(gòu)現(xiàn)象，甚至比手性碳所引起的立體異構(gòu)現(xiàn)象更為復(fù)雜。金屬元素的絡(luò)和效應(yīng)，因能導(dǎo)致配體生物分子內(nèi)鍵發(fā)生極化，增強(qiáng)其反應(yīng)性，而與酶的催化作用有關(guān)。三、非共價相互作用(一)、非共價作用力對生物體系意義重大非共價相互作用是生物高層次結(jié)構(gòu)的主要作用力。非共價作用力包括氫鍵，靜電作用力，范德華力和疏水作用力。這些力屬于弱作用力，其強(qiáng)度比共價鍵低一兩個數(shù)量級。這些力單獨(dú)作用時，的確很弱，極不穩(wěn)定，但在生物高層次結(jié)構(gòu)中，許多弱作用力協(xié)同作用，往往起到?jīng)Q定生物大分子構(gòu)象的作用。可以毫不夸張地說，沒有對非共價相互作用的理解，就不可能對生命現(xiàn)象有深刻的認(rèn)識。各種非共價相互作用

15、結(jié)合能的大小也有差別，在不同級別生物結(jié)構(gòu)中的地位也有不同。結(jié)合能較大的氫鍵，在較低的結(jié)構(gòu)級別(如蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu))，較小的尺度間，把氫受體基團(tuán)與氫供體基團(tuán)結(jié)合起來。結(jié)合能較小的范德華力則主要在更高的結(jié)構(gòu)級別，較大的尺度間，把分子的局部結(jié)構(gòu)或不同分子結(jié)合起來。(二)、氫鍵氫鍵(hydrogen bond)是一種弱作用力，鍵能只相當(dāng)于共價鍵的1/30-1/20(12-30 kj/mol)，容易被破壞，并具有一定的柔性，容易彎曲。氫原子與兩側(cè)的電負(fù)性強(qiáng)的原子呈直線排列時，鍵能最大，當(dāng)鍵角發(fā)生20度偏轉(zhuǎn)時，鍵能降低20%。氫鍵的鍵長比共價鍵長，比范德華距離短，約為0.26-0.31nm。氫鍵對生物體系

16、有重大意義，特別是在穩(wěn)定生物大分子的二級結(jié)構(gòu)中起主導(dǎo)作用。(三)、范德華力范德華力是普遍存在于原子和分子間的弱作用力，是范德華引力與范德華斥力的統(tǒng)一。引力和斥力分別和原子間距離的6次方和12次方成反比。二者達(dá)到平衡時，兩原子或原子團(tuán)間保持一定的距離，即范德華距離，它等于兩原子范德華半徑的和。每個原子或基團(tuán)都有各自的范德華半徑。范德華力的本質(zhì)是偶極子之間的作用力，包括定向力、誘導(dǎo)力和色散力。極性基團(tuán)或分子是永久偶極，它們之間的作用力稱為定向力。非極性基團(tuán)或分子在永久偶極子的誘導(dǎo)下可以形成誘導(dǎo)偶極子，這兩種偶極子之間的作用力稱為誘導(dǎo)力。非極性基團(tuán)或分子，由于電子相對于原子核的波動，而形成的瞬間偶極

17、子之間的作用力稱為色散力。范德華力比氫鍵弱得多。兩個原子相距范德華距離時的結(jié)合能約為4kj/mol，僅略高于室溫時平均熱運(yùn)動能(2.5kj/mol)。如果兩個分子表面幾何形態(tài)互補(bǔ)，由于許多原子協(xié)同作用，范德華力就能成為分子間有效引力。范德華力對生物多層次結(jié)構(gòu)的形成和分子的相互識別與結(jié)合有重要意義。(四)、荷電基團(tuán)相互作用荷電基團(tuán)相互作用，包括正負(fù)荷電基團(tuán)間的引力，常稱為鹽鍵(salt bond)和同性荷電基團(tuán)間的斥力。力的大小與荷電量成正比，與荷電基團(tuán)間的距離平方成反比，還與介質(zhì)的極性有關(guān)。介質(zhì)的極性對荷電基團(tuán)相互作用有屏蔽效應(yīng)，介質(zhì)的極性越小，荷電基團(tuán)相互作用越強(qiáng)。例如，-COO-與-NH3

18、+間在極性介質(zhì)水中的相互作用力，僅為在蛋白質(zhì)分子內(nèi)部非極性環(huán)境中的1/20，在真空中的1/80。(五)、疏水相互作用疏水相互作用(hydrophobic interaction)比范德華力強(qiáng)得多。例如，一個苯丙氨酸側(cè)鏈由水相轉(zhuǎn)入疏水相時，體系的能量降低約40kj/mol。生物分子有許多結(jié)構(gòu)部分具有疏水性質(zhì)，如蛋白質(zhì)的疏水氨基酸側(cè)鏈，核酸的堿基，脂肪酸的烴鏈等。它們之間的疏水相互作用，在穩(wěn)定蛋白質(zhì)，核酸的高層次結(jié)構(gòu)和形成生物膜中發(fā)揮著主導(dǎo)作用。top第四節(jié) 生物分子低層次結(jié)構(gòu)的同一性一、碳架是生物分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)碳架是生物分子的基本骨架，由碳，氫構(gòu)成。生物分子碳架的大小組成不一，幾何形狀結(jié)構(gòu)各異，

19、具有豐富的多樣性。生物小分子的分子量一般在500以下，包括2-30個碳原子。碳架結(jié)構(gòu)有線形的，有分支形的，也有環(huán)形的;有飽和的，也有不飽和的。變化多端的碳架與種類有限的官能團(tuán)，共同組成形形色色的生物分子的低層次結(jié)構(gòu)-生物小分子。二、官能團(tuán)限定分子的性質(zhì)(一)官能團(tuán)是易反應(yīng)基團(tuán)官能團(tuán)是生物分子中化學(xué)性質(zhì)比較活潑，容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的原子或基團(tuán)。含有相同官能團(tuán)的分子，具有類似的性質(zhì)。官能團(tuán)限定生物分子的主要性質(zhì)。然而，在整個分子中，某一官能團(tuán)的性質(zhì)總要受到分子其它部分電荷效應(yīng)和立體效應(yīng)的影響。任何一種分子的具體性質(zhì)，都是其整體結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。(二)主要的官能團(tuán)生物分子中的主要官能團(tuán)和有關(guān)的化學(xué)鍵有:羥基

20、(hydroxyl group) 有極性，一般不解離，能與酸生成酯，可作為氫鍵供體。羰基(carbonyl group) 有極性，可作為氫鍵受體。羧基(carboxyl group) 有極性，能解離，一般顯弱酸性。氨基(amino group) 有極性，可結(jié)合質(zhì)子生成銨陽離子。酰胺基(amido group) 由羧基與氨基縮合而成，有極性，其中的氧和氮都可作為氫鍵供體。肽鏈中聯(lián)接氨基酸的酰胺鍵稱為肽鍵。巰基(sulfhydryl group) 有極性，在中性條件下不解離。易氧化成二硫鍵-S-S。胍基(guanidino group) 強(qiáng)堿性基團(tuán)，可結(jié)合質(zhì)子。胍基磷酸鍵是高能鍵。雙鍵(doubl

21、e bond) 由一個鍵和一個鍵構(gòu)成，其中鍵鍵能小，電子流動性很大，易發(fā)生極化斷裂而產(chǎn)生反應(yīng)。雙鍵不能旋轉(zhuǎn)，有順反異構(gòu)現(xiàn)象。規(guī)定用"順"(cis)表示兩個相同或相近的原子或基團(tuán)在雙鍵同側(cè)的異構(gòu)體，用"反"(trans)表示相同原子位于雙鍵兩側(cè)的異構(gòu)體。焦磷酸鍵(pyrophosphate bond) 由磷酸縮合而成，是高能鍵。一摩爾ATP水解成ADP可放出7.3千卡能量，而葡萄糖-6-磷酸只有3.3千卡。氧酯鍵(ester bond)和硫酯鍵(thioester bond) 分別由羧基與羥基和巰基縮水而成。硫酯鍵是高能鍵。磷酸酯鍵(phosphoeste

22、r bond) 由磷酸與羥基縮水而成。磷酸與兩個羥基結(jié)合時，稱為磷酸二酯鍵。這兩種鍵中的磷酸羥基可解離成陰離子。生物小分子大多是雙官能團(tuán)或多官能團(tuán)分子，如糖是多羥基醛(酮)，氨基酸是含有氨基的羧酸。官能團(tuán)在碳鏈中的位置和在碳原子四周的空間排布的不同，進(jìn)一步豐富了生物分子的異構(gòu)現(xiàn)象。三、雜環(huán)集碳架和官能團(tuán)于一體(一)大部分生物分子含有雜環(huán)雜環(huán)(heterocycle)是碳環(huán)中有一個或多個碳原子被氮氧硫等雜原子取代所形成的結(jié)構(gòu)。由于雜原子的存在，雜環(huán)體系有了獨(dú)特的性質(zhì)。生物分子大多有雜環(huán)結(jié)構(gòu)，如氨基酸中有咪唑，吲哚;核苷酸中有嘧啶，嘌呤，糖結(jié)構(gòu)中有吡喃和呋喃。(二)分類命名和原子標(biāo)位1.分類 根據(jù)

23、成環(huán)原子數(shù)目分為五元雜環(huán)和六元雜環(huán)等。根據(jù)環(huán)的數(shù)目分為單雜環(huán)和稠雜環(huán)。2.命名 雜環(huán)的命名法有兩種，即俗名與系統(tǒng)名。我國常用外文俗名譯音用帶"口"旁的漢字表示。(三)常見雜環(huán)五元雜環(huán):呋喃，吡咯，噻吩，咪唑等六元雜環(huán):吡喃，吡啶，嘧啶等稠雜環(huán):吲哚，嘌呤等四、異構(gòu)現(xiàn)象豐富了分子結(jié)構(gòu)的多樣性(一)生物分子有復(fù)雜的異構(gòu)現(xiàn)象異構(gòu)體(isomer)是原子組成相同而結(jié)構(gòu)或構(gòu)型不同的分子。異構(gòu)現(xiàn)象分類如下:1.結(jié)構(gòu)異構(gòu) 由于原子之間連接方式不同所引起的異構(gòu)現(xiàn)象稱為結(jié)構(gòu)異構(gòu)。結(jié)構(gòu)異構(gòu)包括:(1)由碳架不同產(chǎn)生的碳架異構(gòu);(2)由官能團(tuán)位置不同產(chǎn)生的位置異構(gòu);(3)由官能團(tuán)不同而產(chǎn)生的官能

24、團(tuán)異構(gòu)。如丙基和異丙基互為碳架異構(gòu)體，a-丙氨酸和b-丙氨酸互為位置異構(gòu)體，丙醛糖和丙酮糖互為官能團(tuán)異構(gòu)體。2.立體異構(gòu) 同一結(jié)構(gòu)異構(gòu)體，由于原子或基團(tuán)在三維空間的排布方式不同所引起的異構(gòu)現(xiàn)象稱為立體異構(gòu)現(xiàn)象。立體異構(gòu)可分為構(gòu)型異構(gòu)和構(gòu)象異構(gòu)。通常將分子中原子或原子團(tuán)在空間位置上一定的排布方式稱為構(gòu)型。構(gòu)型異構(gòu)是結(jié)構(gòu)相同而構(gòu)型不同的異構(gòu)現(xiàn)象。構(gòu)型異構(gòu)又包括順反異構(gòu)和光學(xué)異構(gòu)。構(gòu)型相同的分子，可由于單鍵旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生很多不同立體異構(gòu)體，這種現(xiàn)象稱為構(gòu)象異構(gòu)?；プ儺悩?gòu)指兩種異構(gòu)體互相轉(zhuǎn)變，并可達(dá)到平衡的異構(gòu)現(xiàn)象。各種異構(gòu)現(xiàn)象豐富了生物分子的多樣性，擴(kuò)充了生命過程對分子結(jié)構(gòu)的選擇范圍。(二)手性碳原子引起

25、的光學(xué)異構(gòu)左手與右手互為實(shí)物與鏡像的關(guān)系，不能相互重合。分子與其鏡像不能相互重合的特性稱為手性(chirality)，生物分子大多具有手性。結(jié)合4個不同原子或基團(tuán)的碳原子，與其鏡像不能重合，稱為手性碳原子，又稱不對稱碳原子。手性碳原子具有左手與右手兩種構(gòu)型。具有手性碳原子的分子，稱為手性分子。具有n個手性碳原子的分子，有2n個立體異構(gòu)體。兩兩互有實(shí)物與鏡像關(guān)系的異構(gòu)體，稱為對映體(enantiomer)。彼此沒有實(shí)物與鏡像關(guān)系的，稱為非對映體。對映體不論有幾個手性碳原子，每個手性碳原子的構(gòu)型都對應(yīng)相反。非對映體有兩個或兩個以上手性碳原子，其中只有部分手性碳原子構(gòu)型相反。其中只有一個手性碳原子構(gòu)

26、型相反的，又稱為差向異構(gòu)體(epimer)。手性分子具有旋光性，所以又稱為光學(xué)異構(gòu)體。手性分子構(gòu)型表示法:有L-D系統(tǒng)和R-S系統(tǒng)兩種。生物化學(xué)中習(xí)慣采用前者，按系統(tǒng)命名原則，將分子的主鏈豎向排列，氧化度高的碳原子或序號為1的碳原子放在上方，氧化度低的碳原子放在下方，寫出費(fèi)歇爾投影式。規(guī)定:分子的手性碳處于紙面，手性碳的四個價鍵和所結(jié)合的原子或基團(tuán)，兩個指向紙面前方，用橫線表示，兩個指向紙面后方，用豎線表示。例如，甘油醛有以下兩個構(gòu)型異構(gòu)體:人為規(guī)定羥基在右側(cè)的為D-構(gòu)型，在左側(cè)是L-構(gòu)型。括號中的+，-分別表示右旋和左旋。構(gòu)型與旋光方向沒有對應(yīng)關(guān)系。具有多個手性碳原子的分子，按碳鏈最下端手性

27、碳的構(gòu)型，將它們分為D，L-兩種構(gòu)型系列。在糖和氨基酸等的命名中，普遍采用L，D-構(gòu)型表示法。(三)單鍵旋轉(zhuǎn)引起構(gòu)象異構(gòu)結(jié)合兩個多價原子的單鍵的旋轉(zhuǎn)，可使分子中的其余原子或基團(tuán)的空間取向發(fā)生改變，從而產(chǎn)生種種可能的有差別的立體形象，這種現(xiàn)象稱為構(gòu)象異構(gòu)。構(gòu)象異構(gòu)賦予生物大分子的構(gòu)象柔順性。與構(gòu)型相比，構(gòu)象是對分子中各原子空間排布情況的更深入的探討，以闡明同一構(gòu)型分子在非鍵合原子間相互作用的影響下，所發(fā)生的立體結(jié)構(gòu)的變化。（四）互變異構(gòu)由氫原子轉(zhuǎn)移引起，如酮和烯醇的互變異構(gòu)。DNA中堿基的互變異構(gòu)與自發(fā)突變有關(guān)，酶的互變異構(gòu)與催化有關(guān)，在代謝過程中也常發(fā)生代謝物的互變異構(gòu)。第五節(jié) 生物大分子一、

28、定義生物大分子都是由小分子構(gòu)件聚合而成的，稱為生物多聚物。其中的構(gòu)件在聚合時發(fā)生脫水，所以稱為殘基。由相同殘基構(gòu)成的稱為同聚物，由不同殘基構(gòu)成的稱為雜聚物。二、結(jié)構(gòu)層次生物大分子具有多級結(jié)構(gòu)層次，如一級結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)。三、組裝一級結(jié)構(gòu)的組裝是模板指導(dǎo)組裝，高級結(jié)構(gòu)的組裝是自我組裝，一級結(jié)構(gòu)不僅提供組裝的信息，而且提供組裝的能量，使其自發(fā)進(jìn)行。四、互補(bǔ)結(jié)合生物大分子之間的結(jié)合是互補(bǔ)結(jié)合。這種互補(bǔ)，可以是幾何形狀上的互補(bǔ)，也可以是疏水區(qū)之間的互補(bǔ)、氫鍵供體與氫鍵受體的互補(bǔ)、相反電荷之間的互補(bǔ)?；パa(bǔ)結(jié)合可以最大限度地降低體系能量，使復(fù)合物穩(wěn)定。互補(bǔ)結(jié)合是一個誘導(dǎo)契合的過程注：本筆

29、記第一章為生物分子的概述，介紹了生物分子的的特征及部分有機(jī)化學(xué)的基本內(nèi)容，本章為提取各章節(jié)生物化學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)（有機(jī)化學(xué)知識），主要來源于第一章內(nèi)容。掌握該部分知識有助于生物化學(xué)的學(xué)習(xí)。 本章只作基礎(chǔ)內(nèi)容添加入本筆記，本章考點(diǎn)少。 第 二章 糖 類 提 要 一、定義糖、單糖、寡糖、多糖、結(jié)合糖、呋喃糖、吡喃糖、糖苷、手性二、結(jié)構(gòu)1.鏈?zhǔn)剑篏lc、Man、Gal、Fru、Rib、dRib2.環(huán)式：順時針編號，D型末端羥甲基向下，型半縮醛羥基與末端羥甲基在兩側(cè)。3.構(gòu)象：椅式穩(wěn)定，穩(wěn)定，因其較大基團(tuán)均為平鍵。三、反應(yīng)1.與酸：莫里斯試劑、西里萬諾夫試劑。2.與堿：弱堿互變，強(qiáng)堿分解。3.氧化：三種產(chǎn)物

30、。4.還原：葡萄糖生成山梨醇。5.酯化6.成苷：有和兩種糖苷鍵。7.成沙：可根據(jù)其形狀與熔點(diǎn)鑒定糖。四、衍生物氨基糖、糖醛酸、糖苷五、寡糖蔗糖、乳糖、麥芽糖和纖維二糖的結(jié)構(gòu)六、多糖淀粉、糖原、纖維素的結(jié)構(gòu)粘多糖、糖蛋白、蛋白多糖一般了解七、計(jì)算比旋計(jì)算，注意單位。第一節(jié) 概 述一、糖的命名糖類是含多羥基的醛或酮類化合物，由碳?xì)溲跞N元素組成的，其分子式通常以Cn(H2O)n 表示。由于一些糖分子中氫和氧原子數(shù)之比往往是2:1，與水相同，過去誤認(rèn)為此類物質(zhì)是碳與水的化合物，所以稱為"碳水化合物"(Carbohydrate)。 實(shí)際上這一名稱并不確切，如脫氧核糖、鼠李糖等糖類不

31、符合通式，而甲醛、乙酸等雖符合這個通式但并不是糖。只是"碳水化合物"沿用已久，一些較老的書仍采用。我國將此類化合物統(tǒng)稱為糖，而在英語中只將具有甜味的單糖和簡單的寡糖稱為糖(sugar)。二、糖的分類根據(jù)分子的聚合度分，糖可分為單糖、寡糖、多糖。 也可分為：結(jié)合糖和衍生糖。1.單糖 單糖是不能水解為更小分子的糖。葡萄糖，果糖都是常見單糖。根據(jù)羰基在分子中的位置，單糖可分為醛糖和酮糖。根據(jù)碳原子數(shù)目，可分為丙糖，丁糖，戊糖，己糖和庚糖。2.寡糖 寡糖由2-20個單糖分子構(gòu)成，其中以雙糖最普遍。寡糖和單糖都可溶于水，多數(shù)有甜味。3.多糖 多糖由多個單糖（水解是產(chǎn)生20個以上單糖分

32、子）聚合而成，又可分為同聚多糖和雜聚多糖。同聚多糖由同一種單糖構(gòu)成，雜聚多糖由兩種以上單糖構(gòu)成。4.結(jié)合糖 糖鏈與蛋白質(zhì)或脂類物質(zhì)構(gòu)成的復(fù)合分子稱為結(jié)合糖。其中的糖鏈一般是雜聚寡糖或雜聚多糖。如糖蛋白，糖脂，蛋白聚糖等。5.衍生糖 由單糖衍生而來，如糖胺、糖醛酸等。三、糖的分布與功能1.分布 糖在生物界中分布很廣，幾乎所有的動物，植物，微生物體內(nèi)都含有糖。糖占植物干重的80%，微生物干重的10-30%，動物干重的2%。糖在植物體內(nèi)起著重要的結(jié)構(gòu)作用，而動物則用蛋白質(zhì)和脂類代替，所以行動更靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。動物中只有昆蟲等少數(shù)采用多糖構(gòu)成外骨胳，其形體大小受到很大限制。在人體中，糖主要的存在形式:

33、(1)以糖原形式貯藏在肝和肌肉中。糖原代謝速度很快，對維持血糖濃度衡定，滿足機(jī)體對糖的需求有重要意義。(2)以葡萄糖形式存在于體液中。細(xì)胞外液中的葡萄糖是糖的運(yùn)輸形式，它作為細(xì)胞的內(nèi)環(huán)境條件之一，濃度相當(dāng)衡定。(3)存在于多種含糖生物分子中。糖作為組成成分直接參與多種生物分子的構(gòu)成。如:DNA分子中含脫氧核糖，RNA和各種活性核苷酸(ATP、許多輔酶)含有核糖，糖蛋白和糖脂中有各種復(fù)雜的糖結(jié)構(gòu)。2.功能 糖在生物體內(nèi)的主要功能是構(gòu)成細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和作為儲藏物質(zhì)。植物細(xì)胞壁是由纖維素，半纖維素或胞壁質(zhì)組成的，它們都是糖類物質(zhì)。作為儲藏物質(zhì)的主要有植物中的淀粉和動物中的糖原。此外，糖脂和糖蛋白在生物膜

34、中占有重要位置，擔(dān)負(fù)著細(xì)胞和生物分子相互識別的作用。糖在人體中的主要作用:(1)作為能源物質(zhì)。一般情況下，人體所需能量的70%來自糖的氧化。(2)作為結(jié)構(gòu)成分。糖蛋白和糖脂是細(xì)胞膜的重要成分，蛋白聚糖是結(jié)締組織如軟骨，骨的結(jié)構(gòu)成分。(3)參與構(gòu)成生物活性物質(zhì)。核酸中含有糖，有運(yùn)輸作用的血漿蛋白，有免疫作用的抗體，有識別，轉(zhuǎn)運(yùn)作用的膜蛋白等絕大多數(shù)都是糖蛋白，許多酶和激素也是糖蛋白。(4)作為合成其它生物分子的碳源。糖可用來合成脂類物質(zhì)和氨基酸等物質(zhì)。第二節(jié) 單 糖 一、單糖的結(jié)構(gòu)(一)單糖的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)單糖的種類雖多，但其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都有很多相似之處，因此我們以葡萄糖為例來闡述單糖的結(jié)構(gòu)。葡萄糖的分

35、子式為C6H12O6，具有一個醛基和5個羥基，我們用費(fèi)歇爾投影式表示它的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu):以上結(jié)構(gòu)可以簡化:(二)葡萄糖的構(gòu)型葡萄糖分子中含有4個手性碳原子，根據(jù)規(guī)定，單糖的D、L構(gòu)型由碳鏈最下端手性碳的構(gòu)型決定。人體中的糖絕大多數(shù)是D-糖。(三)葡萄糖的環(huán)式結(jié)構(gòu)葡萄糖在水溶液中，只要極小部分(<1%)以鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)存在，大部分以穩(wěn)定的環(huán)式結(jié)構(gòu)存在。環(huán)式結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)是因?yàn)槠咸烟堑哪承┬再|(zhì)不能用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)來解釋。如:葡萄糖不能發(fā)生醛的NaHSO3加成反應(yīng);葡萄糖不能和醛一樣與兩分子醇形成縮醛，只能與一分子醇反應(yīng);葡萄糖溶液有變旋現(xiàn)象，當(dāng)新制的葡萄糖溶解于水時，最初的比旋是+112度，放置后變?yōu)?52.7度

36、，并不再改變。溶液蒸干后，仍得到+112度的葡萄糖。把葡萄糖濃溶液在110度結(jié)晶，得到比旋為+19度的另一種葡萄糖。這兩種葡萄糖溶液放置一定時間后，比旋都變?yōu)?52.7度。我們把+112度的叫做-D(+)-葡萄糖，+19度的叫做-D(+)-葡萄糖。這些現(xiàn)象都是由葡萄糖的環(huán)式結(jié)構(gòu)引起的。葡萄糖分子中的醛基可以和C5上的羥基縮合形成六元環(huán)的半縮醛。這樣原來羰基的C1就變成不對稱碳原子，并形成一對非對映旋光異構(gòu)體。一般規(guī)定半縮醛碳原子上的羥基(稱為半縮醛羥基)與決定單糖構(gòu)型的碳原子(C5)上的羥基在同一側(cè)的稱為-葡萄糖，不在同一側(cè)的稱為-葡萄糖。半縮醛羥基比其它羥基活潑，糖的還原性一般指半縮醛羥基。

37、葡萄糖的醛基除了可以與C5上的羥基縮合形成六元環(huán)外，還可與C4上的羥基縮合形成五元環(huán)。五元環(huán)化合物不甚穩(wěn)定，天然糖多以六元環(huán)的形式存在。五元環(huán)化合物可以看成是呋喃的衍生物，叫呋喃糖；六元環(huán)化合物可以看成是吡喃的衍生物，叫吡喃糖。因此，葡萄糖的全名應(yīng)為-D(+)-或-D(+)-吡喃葡萄糖。-和-糖互為端基異構(gòu)體，也叫異頭物。D-葡萄糖在水介質(zhì)中達(dá)到平衡時，-異構(gòu)體占63.6，-異構(gòu)體占36.4，以鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)存在者極少。為了更好地表示糖的環(huán)式結(jié)構(gòu)，哈瓦斯（Haworth,1926）設(shè)計(jì)了單糖的透視結(jié)構(gòu)式。規(guī)定：碳原子按順時針方向編號，氧位于環(huán)的后方；環(huán)平面與紙面垂直，粗線部分在前，細(xì)線在后；將費(fèi)歇爾

38、式中左右取向的原子或集團(tuán)改為上下取向，原來在左邊的寫在上方，右邊的在下方；D-型糖的末端羥甲基在環(huán)上方，L型糖在下方；半縮醛羥基與末端羥甲基同側(cè)的為-異構(gòu)體，異側(cè)的為-異構(gòu)體.（四）葡萄糖的構(gòu)象葡萄糖六元環(huán)上的碳原子不在一個平面上，因此有船式和椅式兩種構(gòu)象。椅式構(gòu)象比船式穩(wěn)定，椅式構(gòu)象中-羥基為平鍵，比-構(gòu)象穩(wěn)定，所以吡喃葡萄糖主要以-型椅式構(gòu)象C1存在。二、單糖的分類單糖根據(jù)碳原子數(shù)分為丙糖至庚糖，根據(jù)結(jié)構(gòu)分為醛糖和酮糖。最簡單的糖是丙糖，甘油醛是丙醛糖，二羥丙酮是丙酮糖。二羥丙酮是唯一一個沒有手性碳原子的糖。醛糖和酮糖還可分為D-型和L-型兩類。三、單糖的理化性質(zhì)（一）物理性質(zhì)1.旋光性

39、除二羥丙酮外，所有的糖都有旋光性。旋光性是鑒定糖的重要指標(biāo)。一般用比旋光度（或稱旋光率）來衡量物質(zhì)的旋光性。公式為tD=tD*100/(L*C)式中tD是比旋光度，tD是在鈉光燈（D線，：589.6nm與589.0nm）為光源，溫度為t，旋光管長度為L(dm),濃度為C(g/100ml)時所測得的旋光度。在比旋光度數(shù)值前面加“”號表示右旋，加“”表示左旋。2.甜度 各種糖的甜度不同，常以蔗糖的甜度為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，將它的甜度定為100。果糖為173.3，葡萄糖74.3，乳糖為16。3.溶解度 單糖分子中有多個羥基，增加了它的水溶性，尤其在熱水中溶解度極大。但不溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑。（二）化學(xué)

40、性質(zhì)單糖是多羥基醛或酮，因此具有醇羥基和羰基的性質(zhì)，如具有醇羥基的成酯、成醚、成縮醛等反應(yīng)和羰基的一些加成反應(yīng)，又具有由于他們互相影響而產(chǎn)生的一些特殊反應(yīng)。單糖的主要化學(xué)性質(zhì)如下：1.與酸反應(yīng) 戊糖與強(qiáng)酸共熱，可脫水生成糠醛（呋喃醛）。己糖與強(qiáng)酸共熱分解成甲酸、二氧化碳、乙酰丙酸以及少量羥甲基糠醛?？啡┖土u甲基糠醛能與某些酚類作用生成有色的縮合物。利用這一性質(zhì)可以鑒定糖。如-萘酚與糠醛或羥甲基糠醛生成紫色。這一反應(yīng)用來鑒定糖的存在，叫莫利西試驗(yàn)。間苯二酚與鹽酸遇酮糖呈紅色，遇醛糖呈很淺的顏色，這一反應(yīng)可以鑒別醛糖與酮糖，稱西利萬諾夫試驗(yàn)。2.酯化作用 單糖可以看作多元醇，可與酸作用生成酯。生物

41、化學(xué)上較重要的糖酯是磷酸酯，他們是糖代謝的中間產(chǎn)物。3.堿的作用 醇羥基可解離，是弱酸。單糖的解離常數(shù)在1013左右。在弱堿作用下，葡萄糖、果糖和甘露糖三者可通過烯醇式而相互轉(zhuǎn)化，稱為烯醇化作用。在體內(nèi)酶的作用下也能進(jìn)行類似的轉(zhuǎn)化。單糖在強(qiáng)堿溶液中很不穩(wěn)定，分解成各種不同的物質(zhì)。4.形成糖苷(glycoside) 單糖的半縮醛羥基很容易與醇或酚的羥基反應(yīng)，失水而形成縮醛式衍生物，稱糖苷。非糖部分叫配糖體，如配糖體也是單糖，就形成二糖，也叫雙糖。糖苷有、兩種形式。核糖和脫氧核糖與嘌呤或嘧啶堿形成的糖苷稱核苷或脫氧核苷，在生物學(xué)上具有重要意義。-與-甲基葡萄糖苷是最簡單的糖苷。天然存在的糖苷多為-

42、型。苷與糖的化學(xué)性質(zhì)完全不同。苷是縮醛，糖是半縮醛。半縮醛很容易變成醛式，因此糖可顯示醛的多種反應(yīng)。苷需水解后才能分解為糖和配糖體。所以苷比較穩(wěn)定，不與苯肼發(fā)生反應(yīng)，不易被氧化，也無變旋現(xiàn)象。糖苷對堿穩(wěn)定，遇酸易水解。5.糖的氧化作用 單糖含有游離羥基，因此具有還原能力。某些弱氧化劑（如銅的氧化物的堿性溶液）與單糖作用時，單糖的羰基被氧化，而氧化銅被還原成氧化亞銅。測定氧化亞銅的生成量，即可測定溶液中的糖含量。實(shí)驗(yàn)室常用的費(fèi)林(Fehling)試劑就是氧化銅的堿性溶液。Benedict試劑是其改進(jìn)型，用檸檬酸作絡(luò)合劑，堿性弱，干擾少，靈敏度高。除羰基外，單糖分子中的羥基也能被氧化。在不同的條件

43、下，可產(chǎn)生不同的氧化產(chǎn)物。醛糖可用三種方式氧化成相同原子數(shù)的酸：（1）在弱氧化劑，如溴水作用下形成相應(yīng)的糖酸；（2）在較強(qiáng)的氧化劑，如硝酸作用下，除醛基被氧化外，伯醇基也被氧化成羧基，生成葡萄糖二酸；（3）有時只有伯醇基被氧化成羧基，形成糖醛酸。酮糖對溴的氧化作用無影響，因此可將酮糖與醛糖分開。在強(qiáng)氧化劑作用下，酮糖將在羰基處斷裂，形成兩個酸。6.還原作用 單糖有游離羰基，所以易被還原。在鈉汞齊及硼氫化鈉類還原劑作用下，醛糖還原成糖醇，酮糖還原成兩個同分異構(gòu)的羥基醇。如葡萄糖還原后生成山梨醇。7.糖的生成 單糖具有自由羰基，能與3分子苯肼作用生成糖沙。反應(yīng)步驟：首先一分子葡萄糖與一分子苯肼縮合

44、生成苯腙，然后葡萄糖苯腙再被一分子苯肼氧化成葡萄糖酮苯腙，最后再與另一個苯肼分子縮合，生成葡萄糖沙。糖沙是黃色結(jié)晶，難溶于水。各種糖生成的糖沙形狀與熔點(diǎn)都不同，因此常用糖沙的生成來鑒定各種不同的糖。8.糖的鑒別（重要）（1） 鑒別糖與非糖：Molisch試劑，-萘酚，生成紫紅色。丙酮、甲酸、乳酸等干擾該反應(yīng)。該反應(yīng)很靈敏，濾紙屑也會造成假陽性。蒽酮（10-酮-9，10-二氫蒽）反應(yīng)生成藍(lán)綠色，在620nm有吸收，常用于測總糖，色氨酸使反應(yīng)不穩(wěn)定。（2）鑒別酮糖與醛糖：用Seliwanoff 試劑（間苯二酚），酮糖在20-30秒內(nèi)生成鮮紅色，醛糖反應(yīng)慢，顏色淺，增加濃度或長時間煮沸才有較弱的紅色

45、。但蔗糖容易水解，產(chǎn)生顏色。（3）鑒定戊糖：Bial 反應(yīng)，用甲基間苯二酚（地衣酚）與鐵生成深藍(lán)色沉淀（或鮮綠色，670nm），可溶于正丁醇。己糖生成灰綠或棕色沉淀，不溶。（4）單糖鑒定：Barford 反應(yīng)，微酸條件下與銅反應(yīng)，單糖還原快，在3分鐘內(nèi)顯色，而寡糖要在20分鐘以上。樣品水解、濃度過大都會造成干擾，NaCl也有干擾。四、重要單糖（一）丙糖重要的丙糖有D-甘油醛和二羥丙酮，它們的磷酸酯是糖代謝的重要中間產(chǎn)物。（二）丁糖自然界常見的丁糖有D-赤蘚糖和D-赤蘚酮糖。它們的磷酸酯也是糖代謝的中間產(chǎn)物。（三）戊糖自然界存在的戊醛糖主要有D-核糖、D-2-脫氧核糖、D-木糖和L-阿拉伯糖。它

46、們大多以多聚戊糖或以糖苷的形式存在。戊酮糖有D-核酮糖和D-木酮糖，均是糖代謝的中間產(chǎn)物。1.D-核糖（ribose） D-核糖是所有活細(xì)胞的普遍成分之一，它是核糖核酸的重要組成成分。在核苷酸中，核糖以其醛基與嘌呤或嘧啶的氮原子結(jié)合，而其2、3、5位的羥基可與磷酸連接。核糖在衍生物中總以呋喃糖形式出現(xiàn)。它的衍生物核醇是某些維生素(B2)和輔酶的組成成分。D-核糖的比旋是-23.7°。細(xì)胞核中還有D-2-脫氧核糖，它是DNA的組分之一。它和核糖一樣，以醛基與含氮堿基結(jié)合，但因2位脫氧，只能以3，5位的羥基與磷酸結(jié)合。D-2-脫氧核糖的比旋是-60°。2.L-阿拉伯糖 阿拉伯糖

47、在高等植物體內(nèi)以結(jié)合狀態(tài)存在。它一般結(jié)合成半纖維素、樹膠及阿拉伯樹膠等。最初是在植物產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)的。熔點(diǎn)160,比旋104.5°。酵母不能使其發(fā)酵。3.木糖 木糖在植物中分布很廣，以結(jié)合狀態(tài)的木聚糖存在于半纖維素中。木材中的木聚糖達(dá)30以上。陸生植物很少有純的木聚糖，常含有少量其他的糖。動物組織中也發(fā)現(xiàn)了木糖的成分。熔點(diǎn)143,比旋18.8°。酵母不能使其發(fā)酵。（四）己糖重要的己醛糖有D-葡萄糖、D-甘露糖、D-半乳糖，重要的己酮糖有D-果糖、D-山梨糖。1.葡萄糖(glucose,Glc) 葡萄糖是生物界分布最廣泛最豐富的單糖，多以D-型存在。它是人體內(nèi)最主要的單糖，是糖代

48、謝的中心物質(zhì)。在綠色植物的種子、果實(shí)及蜂蜜中有游離的葡萄糖，蔗糖由D-葡萄糖與D-果糖結(jié)合而成，糖原、淀粉和纖維素等多糖也是由葡萄糖聚合而成的。在許多雜聚糖中也含有葡萄糖。D-葡萄糖的比旋光度為52.5度，呈片狀結(jié)晶。酵母可使其發(fā)酵。2.果糖(fructose,Fru) 植物的蜜腺、水果及蜂蜜中存在大量果糖。它是單糖中最甜的糖類，比旋光度為-92.4度，呈針狀結(jié)晶。42果葡糖漿的甜度與蔗糖相同（40），在5時甜度為143，適于制作冷飲。食用果糖后血糖不易升高，且有滋潤肌膚作用。游離的果糖為吡喃果糖，結(jié)合狀態(tài)呈呋喃果糖。酵母可使其發(fā)酵。3.甘露糖(Man) 是植物粘質(zhì)與半纖維素的組成成分。比旋1

49、4.2度。酵母可使其發(fā)酵。4.半乳糖(Gal) 半乳糖僅以結(jié)合狀態(tài)存在。乳糖、蜜二糖、棉籽糖、瓊脂、樹膠、粘質(zhì)和半纖維素等都含有半乳糖。它的D-型和L-型都存在于植物產(chǎn)品中，如瓊脂中同時含有D-型和L-型半乳糖。D-半乳糖熔點(diǎn)167，比旋80.2度?？杀蝗樘墙湍赴l(fā)酵。5.山梨糖 酮糖，存在于細(xì)菌發(fā)酵過的山梨汁中。是合成維生素C的中間產(chǎn)物，在制造維生素C工藝中占有重要地位。又稱清涼茶糖。其還原產(chǎn)物是山梨糖醇，存在于桃李等果實(shí)中。熔點(diǎn)159160，比旋-43.4度。（五）庚糖庚糖在自然界中分布較少，主要存在于高等植物中。最重要的有D-景天庚酮糖和D-甘露庚酮糖。前者存在于景天科及其他肉質(zhì)植物的葉子

50、中，以游離狀態(tài)存在。它是光合作用的中間產(chǎn)物，呈磷酸酯態(tài)，在碳循環(huán)中占重要地位。后者存在于樟梨果實(shí)中，也以游離狀態(tài)存在。（六）單糖的重要衍生物1.糖醇 糖的羰基被還原（加氫）生成相應(yīng)的糖醇，如葡萄糖加氫生成山梨醇。糖醇溶于水及乙醇，較穩(wěn)定，有甜味，不能還原費(fèi)林試劑。常見的有甘露醇和山梨醇。甘露醇廣泛分布于各種植物組織中，熔點(diǎn)106，比旋-0.21度。海帶中占干重的5.2-20.5，是制取甘露醇的原料。山梨醇在植物中分布也很廣，熔點(diǎn)97.5，比旋-1.98度。山梨醇積存在眼球晶狀體內(nèi)引起白內(nèi)障。山梨醇氧化時可形成葡萄糖、果糖或山梨糖。糖的羥基被還原（脫氧）生成脫氧糖。除脫氧核糖外還有兩種脫氧糖：L

51、-鼠李糖和6-脫氧-L-甘露糖（巖藻糖），他們是細(xì)胞壁的成分。2.糖醛酸 單糖具有還原性，可被氧化。糖的醛基被氧化成羧基時生成糖酸；糖的末端羥甲基被氧化成羧基時生成糖醛酸。重要的有D-葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸等。葡萄糖醛酸是肝臟內(nèi)的一種解毒劑，半乳糖醛酸存在于果膠中。3.氨基糖 單糖的羥基（一般為C2）可以被氨基取代，形成糖胺或稱氨基糖。自然界中存在的氨基糖都是氨基己糖。D-葡萄糖胺是甲殼質(zhì)（幾丁質(zhì)）的主要成分。甲殼質(zhì)是組成昆蟲及甲殼類結(jié)構(gòu)的多糖。D-半乳糖胺是軟骨類動物的主要多糖成分。糖胺是堿性糖。糖胺氨基上的氫原子被乙?；〈鷷r，生成乙酰氨基糖。4.糖苷 主要存在于植物的種子、葉子及皮內(nèi)。在

52、天然糖苷中的糖苷基有醇類、醛類、酚類、固醇和嘌呤等。它大多極毒，但微量糖苷可作藥物。重要糖苷有：能引起溶血的皂角苷，有強(qiáng)心劑作用的毛地黃苷，以及能引起葡萄糖隨尿排出的根皮苷?？嘈尤受找彩且环N毒性物質(zhì)。配糖體一般對植物有毒，形成糖苷后則無毒。這是植物的解毒方法，也可保護(hù)植物不受外來傷害。5.糖酯 單糖羥基還可與酸作用生成酯。糖的磷酸酯是糖在代謝中的活化形式。糖的硫酸酯存在于糖胺聚糖中。top第三節(jié) 寡 糖寡糖是由少數(shù)（220個）單糖分子結(jié)合而成的糖。與稀酸共煮寡糖可水解成各種單糖。寡糖中以雙糖分布最普遍，意義也較大。一、雙糖雙糖是由兩個單糖分子縮合而成。雙糖可以認(rèn)為是一種糖苷，其中的配基是另外一

53、個單糖分子。在自然界中，僅有三種雙糖（蔗糖、乳糖和麥芽糖）以游離狀態(tài)存在，其他多以結(jié)合狀態(tài)存在（如纖維二糖）。蔗糖是最重要的雙糖，麥芽糖和纖維二糖是淀粉和纖維素的基本結(jié)構(gòu)單位。三者均易水解為單糖。（一）麥芽糖麥芽糖(maltose)大量存在于發(fā)酵的谷粒，特別是麥芽中。它是淀粉的組成成分。淀粉和糖原在淀粉酶作用下水解可產(chǎn)生麥芽糖。麥芽糖是D-吡喃葡萄糖-(14)-D-吡喃葡萄糖苷，因?yàn)橛幸粋€醛基是自由的，所有它是還原糖，能還原費(fèi)林試劑。支鏈淀粉水解產(chǎn)物中除麥芽糖外還含有少量異麥芽糖，它是-D-吡喃葡萄糖-(16)-D-吡喃葡萄糖苷。麥芽糖在水溶液中有變旋現(xiàn)象，比旋為136度，且能成，極易被酵母發(fā)

54、酵。右旋D20=+130.4°。麥芽糖在缺少胰島素的情況下也可被肝臟吸收，不引起血糖升高，可供糖尿病人食用。（二）乳糖乳糖(lactose)存在于哺乳動物的乳汁中（牛奶中含46），高等植物花粉管及微生物中也含有少量乳糖。它是-D-半乳糖-(14)-D-葡萄糖苷。乳糖不易溶解，味不甚甜（甜度只有16），有還原性，且能成鎩，純酵母不能使它發(fā)酵，能被酸水解，右旋D20=+55.4°。乳糖的水解需要乳糖酶，嬰兒一般都可消化乳糖，成人則不然。某些成人缺乏乳糖酶，不能利用乳糖，食用乳糖后會在小腸積累，產(chǎn)生滲透作用，使體液外流，引起惡心、腹痛、腹瀉。這是一種常染色體隱性遺傳疾病，從青春期

55、開始表現(xiàn)。其發(fā)病率與地域有關(guān)，在丹麥約3，泰國則高達(dá)92?？赡苁菑囊蝗f年前人類開始養(yǎng)牛時成人體內(nèi)出現(xiàn)了乳糖酶。（三）蔗糖蔗糖(sucrose)是主要的光合作用產(chǎn)物，也是植物體內(nèi)糖儲藏、積累和運(yùn)輸?shù)闹饕问?。在甜菜、甘蔗和各種水果中含有較多的蔗糖。日常食用的糖主要是蔗糖。蔗糖很甜，易結(jié)晶，易溶于水，但較難溶于乙醇。若加熱到160，便成為玻璃樣的晶體，加熱至200時成為棕褐色的焦糖。它是-D-吡喃葡萄糖-(12)-D-呋喃果糖苷。它是由葡萄糖的半縮醛羥基和果糖的半縮酮羥基之間縮水而成的，因?yàn)閮蓚€還原性基團(tuán)都包含在糖苷鍵中，所有沒有還原性，是非還原性雜聚二糖。右旋，D20=+66.5°。蔗糖極易被酸水解，其速度比麥芽糖和乳糖大1000倍。水解后產(chǎn)生等量的D-葡萄糖和D-果糖，這個混合物稱為轉(zhuǎn)化糖，甜度為160。蜜蜂體內(nèi)有轉(zhuǎn)化酶，因此蜂蜜中含有大量轉(zhuǎn)化糖。因?yàn)楣堑谋刃绕咸烟堑慕^對值大，所以轉(zhuǎn)化糖溶液是左旋的。在植物中有一種轉(zhuǎn)化酶催化這個反應(yīng)?？谇患?xì)菌利用蔗糖合成的右旋葡聚糖苷是牙垢的主要成分。（四）纖維二糖是纖維素的基本構(gòu)成單位。可由纖維素水解得到。由兩個-D-葡萄糖通過C1C4相連