医学课件-第2章糖化学(环境生物化学)汇报人：XXX2025-X-X
目录1.糖的基本概念
2.单糖的结构与性质
3.二糖与多糖的结构与性质
4.糖的代谢途径
5.糖代谢的调控
6.糖的生理功能
7.糖的检测与临床应用
01糖的基本概念
糖的分类单糖分类单糖根据结构可分为醛糖和酮糖，其中醛糖约占单糖总量的70%，常见的有葡萄糖、果糖等，酮糖如甘油醛和二羟基丙酮。单糖分子量小，通常为180-300道尔顿。二糖分类二糖由两个单糖分子通过糖苷键连接而成，可分为还原性二糖和非还原性二糖。还原性二糖如麦芽糖、乳糖，非还原性二糖如蔗糖、海藻糖。二糖分子量较大，一般在500-1000道尔顿之间。多糖分类多糖是由多个单糖分子通过糖苷键连接而成的高分子化合物，根据来源和结构可分为淀粉、糖原、纤维素和果胶等。多糖分子量可达到数万甚至数十万道尔顿，是生物体内重要的能量和结构物质。
糖的命名与结构糖命名规则糖的命名通常以希腊字母表示碳原子数，如五碳糖称为戊糖，六碳糖称为己糖。例如，葡萄糖为己糖，其分子式为C6H12O6。命名还需考虑官能团，如醛糖以醛结尾，酮糖以酮结尾。糖结构特点糖分子结构中包含多个羟基，且糖环通常为六元或五元环状结构。例如，葡萄糖环状结构为吡喃环，包含5个碳原子和1个氧原子。糖的结构决定了其物理和化学性质，如旋光性和溶解度。糖苷键类型糖分子之间通过糖苷键连接形成二糖、多糖等。糖苷键有α-和β-两种类型，取决于糖环上的羟基与另一个糖分子的连接位置。例如，α-葡萄糖苷键和β-果糖苷键是常见的糖苷键类型，影响糖的生理活性。
糖的物理性质溶解性糖类物质通常具有良好的溶解性，如葡萄糖在水中溶解度约为90g/100mL。不同糖的溶解度略有差异，影响其在食品和医药中的应用。旋光性糖分子具有旋光性，能旋转偏振光的平面向左或向右。例如，葡萄糖是左旋糖，旋光度约为+112°（20°C，1g/mL水溶液）。旋光性可用于糖的鉴定和质量控制。熔点与沸点糖类物质的熔点较高，一般在100-200°C之间，沸点更高，一般在200-300°C之间。例如，蔗糖的熔点为186°C，沸点为186°C。这些性质使得糖在食品加工中具有重要作用。
糖的化学性质还原性含有游离醛基或酮基的糖具有还原性，可以还原银氨溶液或斐林试剂，生成银镜或砖红色沉淀。例如，葡萄糖在斐林试剂中反应，生成砖红色氧化亚铜沉淀。酸碱性糖分子中含有多个羟基，表现出一定的酸性。例如，葡萄糖的pKa值为约12.4，表明其在碱性溶液中呈现酸性。糖的酸碱性影响其在食品和药物中的应用。缩合反应糖分子在酸、碱或酶的作用下可以发生缩合反应，形成糖苷键或脱水缩合生成低聚糖或多糖。例如，葡萄糖在酸催化下可以缩合形成麦芽糖。
02单糖的结构与性质
单糖的结构特点五元或六元环单糖通常以五元或六元环状结构存在，如葡萄糖是六元吡喃糖，果糖是五元呋喃糖。这种环状结构赋予糖分子特有的化学性质。羟基分布单糖分子上含有多个羟基，这些羟基的位置和数量决定了糖的化学性质。例如，葡萄糖分子上有五个羟基，其中三个在环上，两个在链上。醛基或酮基单糖分子中通常含有一个醛基或酮基，这是糖分类的重要依据。醛糖含有醛基，酮糖含有酮基。例如，葡萄糖是醛糖，果糖是酮糖。
单糖的化学性质还原性反应单糖具有还原性，可以还原银氨溶液或斐林试剂，生成银镜反应或砖红色沉淀。例如，葡萄糖在斐林试剂中产生红色沉淀，证明其还原性。缩合反应单糖分子间或与醇类、胺类等物质发生缩合反应，形成糖苷键或脱水缩合产物。例如，葡萄糖与葡萄糖分子缩合生成麦芽糖，分子量增加。酸碱性质单糖分子中含有羟基，表现出一定的酸性。例如，葡萄糖的pKa值约为12.4，表明其在碱性溶液中呈现酸性，而在酸性溶液中则表现为碱性。
常见的单糖葡萄糖葡萄糖是人体主要的能量来源，分子式为C6H12O6，广泛存在于植物和动物体内。血液中的葡萄糖浓度通常在3.9-6.1mmol/L之间，是血糖监测的重要指标。果糖果糖是水果中的天然糖分，分子式为C6H12O6，甜度是蔗糖的1.7倍。果糖在肝脏中代谢，过量摄入可能导致肥胖和糖尿病。半乳糖半乳糖是乳糖的组成部分，分子式为C6H12O6，存在于哺乳动物的乳汁中。半乳糖是婴儿生长发育必需的营养素，但过量摄入可能导致消化不良。
单糖的生理功能能量来源单糖是机体主要的能量来源之一，葡萄糖在人体内通过糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化等过程产生ATP，满足细胞能量需求。人体大脑每天大约消耗120g葡萄糖。构成物质单糖是构成多糖、糖蛋白、糖脂等生物大分子的基本单位。例如，糖原和淀粉是动物和植物储存能量的多糖，由葡萄糖单元组成。信号传导某些单糖，如果糖，在细胞信号传导中发挥作用。果糖可以通过激活胰岛素受体，调节血糖水平和胰岛素分泌。此外，糖蛋白中的糖链也参与细胞识别和免疫反应