生化概念及重点

糖类糖类物质：是一类多羟基醛或多羟基酮或其衍生物，或水解时能产生这些化合物的物质的总称。复合糖或糖复合物:糖类与蛋白质、脂质等生物分子形成的共价结合物如糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂等。差向异构体(epimer)：醛糖的旋光异构体中有的仅有一个手性碳原子的构型不同，其余结构完全相同，如葡萄糖与甘露糖或葡萄糖与半乳糖，这种非对映异构体称为差向异构体(epimer)。对映体：两两互有实物与镜像关系的异构体，称为对应体(enantiomer)。彼此没有实物与镜像关系的，称为非对映体。构象异构：结合两个多价原子的单键的旋转，可使分子中的其余原子或基团的空间取向发生改变，从而产生种种可能的有差别的立体形象，这种现象称为构象异构。立体异构：同一结构异构体，由于原子或基团在三维空间的排布方式不同所引起的异构现象称为立体异构现象。a-葡萄糖：一般规定半缩醛碳原子上的羟基(称为半缩醛羟基)与决定单糖构型的碳原子(C5)上的羟基在同一侧的称为a-葡萄糖，不在同一侧的称为0-葡萄糖。、异头物：单糖由直链结构变成环状结构后，羰基碳原子成为新的手性中心，导致C1差向异构化，产生两个非对映异构体。这种羰基碳上形成的差向异构体称为异头物糖昔：是单糖的半缩醛羟基与非糖物质的羟基形成的缩醛，其化学键称为糖昔键半缩醛：结构见王书P9.糖醇糖的羰基被还原(加氢)生成相应的糖醇糖醛酸单糖具有还原性，可被氧化.氨基糖单糖的羟基(一般为C2)可以被氨基取代，形成糖胺或称氨基糖麦芽糖：是D-吡喃葡萄糖-a(1 4)-D-吡喃葡萄糖昔，因为有一个醛基是自由的，所有它是还原糖，能还原费林试剂。。麦芽糖在缺少胰岛素的情况下也可被肝脏吸收，不引起血糖升高，可供糖尿病人食用。乳糖：它是0-D-半乳糖-(1 4)-D-葡萄糖昔乳糖的水解需要乳糖酶，婴儿一般都可消化乳糖，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积累，产生渗透作用，使体液外流，引起恶心、腹痛、腹泻。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，在丹麦约3%,泰国则高达92%。可能是从一万年前人类开始养牛时成人体内出现了乳糖酶。蔗糖(sucrose)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。在甜菜、甘蔗和各种水果中含有较多的蔗糖。日常食用的糖主要是蔗糖。蔗糖很甜，易结晶，易溶于水，但较难溶于乙醇。若加热到160°C，便成为玻璃样的晶体，加热至200C时成为棕褐色的焦糖。它是a-D-吡喃葡萄糖-(1^2)-0-D-呋喃果糖昔。它是由葡萄糖的半缩醛羟基和果糖的半缩酮羟基之间缩水而成的，因为两个还原性基团都包含在糖昔键中，所有没有还原性，是非还原性杂聚二糖。右旋，[a]D20=+66.5°。淀粉(starch)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。直链淀粉(amylose)分子量从几万到十几万，平均约在60，000左右，相当于300-400个葡萄糖分子缩合而成。由端基分析知道，每分子中只含一个还原性端基和一个非还原性端基，所有它是一条不分支的长链支链淀粉(amylopectin)的分子量在20万以上，含有1300个葡萄糖或更多。与碘反应呈紫色，光吸收在530-555nm。端基分析指出，每24-30个葡萄糖单位含有一个端基，所有它具有支链结构，每个直链是a-1,4连接的链，而每个分支是a-1,6连接的链。粘多蓬，也叫糖胺聚糖，它与蛋白质结合构成蛋白聚糖，又称粘蛋白。结合糖是指糖与非糖物质的结合物，常见的是与蛋白质的结合物脂类脂类(lipids)泛指不溶于水，易溶于有机溶剂的各类生物分子。脂类都含有碳、氢、氧元素，有的还含有氮和磷。共同特征是以长链或稠环脂肪烃分子为母体。脂类分子中没有极性基团的称为非极性脂；有极性基团的称为极性脂。极性脂的主体是脂溶性的，其中的部分结构是水溶性的。非皂化脂包括类固醇、萜类和前列腺素类。不含脂肪酸，不能被碱水解，称为非皂化脂。三酰甘油由3分子脂肪和1分子甘油组成油脂是由一分子甘油与一至三分子脂肪酸所形成的酯。根据脂肪酸数量，可分为单酰甘油、二酰甘油和三酰甘油(过去称为甘油三酯)皂化值：使1克油脂完全皂化所需的氢氧化钾的毫克数称为皂化值。碘值：通常把100克油脂所能吸收的碘的克数称为碘值酸价：就是中和1克油脂中的游离脂肪酸所需的KOH毫克数。酸价是衡量油脂质量的指标之一。生物膜(bioligicalmembrane):镶嵌有蛋白质的脂双层，起着画分和分隔细胞和细胞器作用生物膜也是与许多能量转化和细胞内通讯有关的重要部位。内在膜蛋白(integralmembraneprotein):插入脂双层的疏水核和完全跨越脂双层的膜蛋白。外周膜蛋白(peripheralmembraneprotein)：通过与膜脂的极性头部或内在的膜蛋白的离子相互作用和形成氢键与膜的内或外表面弱结合的膜蛋白。通透系数(permeabilitycoefficient)：是离子或小分子扩散过脂双层膜能力的一种量度。通透系数大小与这些离子或分子在非极性溶液中的溶解度成比例协同运输(contransport)：两种不同溶质的跨膜的耦联转运。可以通过一个转运蛋白进行同一方向(同向转运)或反方向(反向转运)转运。胞吞(信用)(endocytosis):物质被质膜吞入并以膜衍生出的脂囊泡形成(物质在囊泡内)被带入到细胞内的过程。pI:当溶液浓度为某一pH值时，氨基酸分子中所含的-NH3+和-COO-数目正好相等，净电荷为0。这一pH值即为氨基酸的等电点，简称生化重点1糖的鉴别(重要)鉴别糖与非糖：Molisch试剂，a-萘酚，生成紫红色。丙酮、甲酸、乳酸等干扰该反应。该反应很灵敏，滤纸屑也会造成假阳性。

蒽酮(10-酮-9,10-二氢蒽)反应生成蓝绿色，在620nm有吸收，常用于测总糖，色氨酸使反应不稳定糠醛，有机化合物，是呋喃2位上的氢原子被醛基取代的衍生物。分子式C5H4O2。又称2-吠喃甲醛。糠醛是吠喃环系最重要的衍生物，是一个重要的由农副产品中制得的产品。无色液体，具有与苯甲醛类似的气味。熔点一38.7。沸点161.7。相对密度1.1594(20/4°。。在空气中容易变黑。在20。可形成8.3%的水溶液，溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。糠醛经氧化生成2-吠喃甲酸；经还原生成呋喃甲醇糠醛与芳香醛的性质类似，在氤化钾的催化下，发生安息香缩合反应。主要用作溶剂，以及作为合成香料、糠醇、四氢吠喃的中间体。糠醛Molisch反应：糖在浓硫酸或浓盐酸的作用下脱水形成糠醛及其衍生物与a-萘酚作用形成紫红色复合物，在糖液和浓硫酸的液面间形成紫环，称紫环反应・ ■ =.■■因此又称紫环反应■ ■(2)鉴别酮糖与醛糖：成鲜红色，醛糖反应慢蔗糖容易水解，产糠醛Molisch反应：糖在浓硫酸或浓盐酸的作用下脱水形成糠醛及其衍生物与a-萘酚作用形成紫红色复合物，在糖液和浓硫酸的液面间形成紫环，称紫环反应・ ■ =.■■因此又称紫环反应■ ■(2)鉴别酮糖与醛糖：成鲜红色，醛糖反应慢蔗糖容易水解，产(3)鉴定戊糖：(或鲜绿色，670n(4)单糖鉴定：B内显色，而寡糖要有干扰.糖的氧化作.还原作用3D-核糖(ribos重要组成成分。在3、 5位的羟基可与物核醇是某些维生素(B2)和辅酶的组成成分。D-核糖的比旋是-23.7°。细胞核中还有D-2-脱氧核糖含氮碱基结合，但因2位脱糖的比旋是-60°可苯二酚)，酮糖在20-30秒内生

%时间煮沸才有较弱的红色。但糖：用SeliwaHoif ，颜色浅，增加色。 ■l反应，用甲基间可溶于正丁醇。ord反应，微酸20分钟以上。样品水解、浓度过大都会造成干扰，NaCl也单糖含有游离羟基，因离羰基，所以易彳D-核糖是所有活酚(地衣酚)与铁生成深蓝色沉淀生成灰绿或棕色沉淀，不溶。下与铜反应，单糖还原快，在3分钟£有还原能力。原&的普遍成分之一，它是核糖核酸的酸中，核糖以其醛基与嘌吟或嘧啶的氮原子结合，而其2、连接。核糖在衍生物中总以吹喃糖形式出现。它的衍生是DNA的组分之一，胴能以3,5位的，以醛基与吉合。D-2-脱氧核是自然界中分子结构复杂且庞大的糖类物质。多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糖类物质。多糖按功能可分为两大类：一类是结构多糖，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；另一类是贮藏多糖，如植物中的淀粉、动物体内的糖原等。还有一些多糖具有更复杂的生理功能，如粘多糖、血型物质等，它们在生物体内起着重要的作用。双糖的组成及结构：麦芽糖(maltose)大量存在于发酵的谷粒，特别是麦芽中。它是淀粉的组成成分。淀粉和糖原在淀粉酶作用下水解可产生麦芽糖。麦芽糖是D-吡喃葡萄糖-a(14)-D-吡喃葡萄糖苷，因为有一个醛基是自由的，所有它是还原糖，能还原费林试剂。支链淀粉水解产物中除麦芽糖外还含有少量异麦芽糖，它是a-D-毗喃葡萄糖-(1 6)-D-毗喃葡萄糖昔乳糖(lactose)存在于哺乳动物的乳汁中(牛奶中含4-6%),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-(1 4)-D-葡萄糖昔。蔗糖(sucrose)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。在甜菜、甘蔗和各种水果中含有较多的蔗糖。日常食用的糖主要是蔗糖。蔗糖很甜，易结晶，易溶于水，但较难溶于乙醇。若加热到160°C，便成为玻璃样的晶体，加热至200C时成为棕褐色的焦糖。它是a-D-毗喃葡萄糖-(1-2)-0-D-呋喃果糖昔。它是由葡萄糖的半缩醛羟基和果糖的半缩酮羟基之间缩水而成的，因为两个还原性基团都包含在糖昔键中，所有没有还原性，是非还原性杂聚二糖糖原的结构与支链淀粉相似，其主链骨架仍由-D吡喃葡糖残基通过(1-4)昔键联接,主链上每隔3-4个葡萄糖基产生一个分支，每个分支的平均长度为8-12个葡萄糖基。外围的支链约含6-7个葡萄糖单位。因此糖原的结构紧密，分子为球形。糖原与碘作用红紫色至红褐色脂类油脂的结构和化学性质⑴水解和皂化脂肪酸平均分子量=3x56x1000:皂化值加成反应碘值大，表示油脂中不饱和脂肪酸含量高，即不饱和程度高。酸败油和脂因为不饱和脂肪酸的熔点比相应的饱和脂肪酸低，所以一般三酰甘油中，不饱和脂肪酸含量较高者在室温时为液态，俗称油，如棉籽油的不饱和脂肪酸占75%。而饱和脂肪酸含量高的三酰甘油在室温时通常为固态，俗称脂。化学性质水解和皂化油脂能在酸、碱、蒸汽及脂酶的作用下水解，生成甘油和脂肪酸。当用碱水解油脂时，生成甘油和脂肪酸盐。脂肪酸的钠盐和钾盐就是肥皂。因此把油脂的碱水解称为皂化。使1克油脂完全皂化所需的氢氧化钾的毫克数称为皂化值。根据皂化值的大小可以判断油脂中所含脂肪酸的平均分子量。皂化值越大，平均分子量越小。脂肪酸平均分子量=3x56x1000:皂化值式中56是KOH的分子量，因为三酰甘油中含三个脂肪酸，所以乘以3。(2)加成反应含不饱和脂肪酸的油脂，分子中的碳-碳双键可以与氢、卤素等进行加成反应。氢化：在高温、高压和金属镍催化下，碳-碳双键与氢发生加成反应，转化为饱和脂肪酸。氢化的结果使液态的油变成半固态的脂，所以常称为“油脂的硬化”。卤化：卤素中的溴、碘可与双键加成，生成饱和的卤化脂，这种作用称为卤化。通常把100克油脂所能吸收的碘的克数称为碘值。碘值大表示油脂中不饱和脂肪酸含量高，即不饱和程度高。酸败油脂在空气中放置过久，会腐败产生难闻的臭味，这种变化称为酸败。酸败是由空气中氧、水分或霉菌的作用而引起的。阳光可加速这个反应。酸败的化学本质是油脂水解放出游离的脂肪酸，不饱和脂肪酸氧化产生过氧化物，再裂解成小分子的醛或酮。干化某些油在空气中放置，表面能生成一层干燥而有韧性的薄膜，这种现象叫做干化。具有这种性质的油称为干性油。一般认为，如果组成油脂的脂肪酸中含有较多的共轭双键，油的干性就好。桐油中含桐油酸(CH3(CH2)3CH=CH-CH=CH-CH=CH-(CH2)7COOH)达79%，是最好的干性油，不但干化快，而且形成的薄膜韧性好，可耐冷、热和潮湿，在工业上有重要价值。生物膜具有及其重要的生物功能:(1)它具有保护层的作用，是细胞表面的屏障；(2)它是细胞内外环境进行物质交换的通道；能量转换和信息传递也都要通过膜进行。(3)许多酶系与膜相结合，一系列生化反应在膜上进行。功能糖鞘脂是细胞膜的组分，其糖结构突出于质膜表面，与细胞识别和免疫有关。位于神经细胞的还与神经传递有关。神经节昔脂在脑灰质和胸腺中含量丰富，与神经冲动的传导有关。红细胞表面的神经节昔脂决定血型专一性。某些神经节昔脂是激素(促甲状腺素、绒毛膜促性腺激素等)、毒素(破伤风、霍乱毒素等)和干扰素等的受体。必需脂肪酸有降低血清胆固醇和甘油三酯的作用。鞘脂类以可分为三类，即鞘磷脂类、脑昔脂类及神经节昔脂类。蛋白质概括起来，蛋白质主要有以下功能：催化功能生物体内的酶都是由蛋白质构成的，它们有机体新陈代谢的催化剂。没有酶，生物体内的各种化学反应就无法正常进行。例如，没有淀粉酶，淀粉就不能被分解利用。结构功能蛋白质可以作为生物体的结构成分。在高等动物里，胶原是主要的细胞外结构蛋白，参与结缔组织和骨骼作为身体的支架，占蛋白总量的1/4。细胞里的片层结构，如细胞膜、线粒体、叶绿体和内质网等都是由不溶性蛋白与脂类组成的。动物的毛发和指甲都是由角蛋白构成的。运输功能脊椎动物红细胞中的血红蛋白和无脊椎动物体内的血蓝蛋白在呼吸过程中起着运输氧气的作用。血液中的载脂蛋白可运输脂肪，转铁蛋白可转运铁。一些脂溶性激素的运输也需要蛋白，如甲状腺素要与甲状腺素结合球蛋白结合才能在血液中运输。贮存功能某些蛋白质的作用是贮存氨基酸作为生物体的养料和胚胎或幼儿生长发育的原料。此类蛋白质包括蛋类中的卵清蛋白、奶类中的酪蛋白和小麦种子中的麦醇溶蛋白等。肝脏中的铁蛋白可将血液中多余的铁储存起来，供缺铁时使用。运动功能肌肉中的肌球蛋白和肌动蛋白是运动系统的必要成分，它们构象的改变引起肌肉的收缩，带动机体运动。细菌中的鞭毛蛋白有类似的作用，它的收缩引起鞭毛的摆动，从而使细菌在水中游动。防御功能高等动物的免疫反应是机体的一种防御机能，它主要也是通过蛋白质(抗体)来实现的。凝血与纤溶系统的蛋白因子、溶菌酶、干扰素等，也担负着防御和保护功能。调节功能某些激素、一切激素受体和许多其他调节因子都是蛋白质。信息传递功能生物体内的信息传递过程也离不开蛋白质。例如，视觉信息的传递要有视紫红质参与，感受味道需要味觉蛋白。视杆细胞中的视紫红质，只需1个光子即可被激发，产生视觉。遗传调控功能遗传信息的储存和表达都与蛋白质有关。DNA在储存时是缠绕在蛋白质(组蛋白)上的。有些蛋白质，如阻遏蛋白，与特定基因的表达有关。。-半乳糖苷酶基因的表达受到一种阻遏蛋白的抑制，当需要合成。-半乳糖苷酶时经过去阻遏作用才能表达。其他功能某些生物能合成有毒的蛋白质，用以攻击或自卫。如某些植物在被昆虫咬过以