《人教版高中生物必修一课件：2.5 水无机盐糖类(共80张)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中生物必修一课件：2.5 水无机盐糖类(共80张)（80页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一节 水和无机盐,第一章 生命的分子基础,生物化学部分 （一）细胞的化学成分,水、无机盐、糖类、脂类、蛋白质、核酸、酶、维生素和辅酶,一、水 （一）存在形式：结合水、自由水 ；,自由水比例增加时，代谢活跃； 结合水含量增加，代谢下降，细胞和生物体的抗寒、抗热、抗旱性则会提高。,水是极性分子 分子之间形成氢键 液态水中的水分子具有内聚力 水分子之间的氢键使水能缓和温度的变化 冰比水密度低。 水是良好的溶剂。 水能够电离 保证生物膜等细胞结构的稳定（结合水） 参与某些化学反应的必须原料,（二）水的特性:,4, 水的特性 内聚力（表面张力）强 水分子间氢键 分子间“黏合” 较强内聚力； 意义：植物
2、体内，运输中起重要作用；,5, 比热大水分子间氢键 缓和温度变化 细胞温度、体温相对恒定 代谢速率稳定； 密度（与冰相比）大 利于水生生物生存。,6, 良好溶剂生命系统中各种化学反应的理想介质；, 电离 H2O 氢离子 H+ + 羟基离子； H+、OH- 必须处于平衡状态大多细胞的 pH 近于 7 （中性）pH 微小变化 危害细胞。,7,结合水对亲水性大分子的空间结构和生物学功能有重要作用如蛋白质大分子失去结合水会变性 参与生物体内化学反应的必须原料如呼吸作用，光合作用、ATP和有机大分子水解都需要水的参与,二、无机盐,构成组织或生物体某些复杂化合物的重要组成成分 对细胞的渗透压和pH值起着重
3、要的调节作用 参与调节生物体的代谢活动,无机盐 即无机化合物中的盐类，旧称矿物质、目前人体已经发现20余种，其中常量元素有钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁，微量元素有铁、锌、硒、钼、铬、钴、碘等。,功能：,微量元素 Fe 氧的运送和酶的活性有关，缺少时，引起缺铁性贫血。 Cu 发生冠心病的主要原因，与酶的活性有关。 Zn 在青少年的发育生长，癌症等的发病和防治起有作用。 Mo （钼）与酶的活性、食道癌的发病率和防治有关。 I 缺碘产生地方性甲状腺肿，幼儿发生呆小症 Co （钴）与酶的活性有关。青春期少女0.015mg/每日。 V （钒）软体动物富有钒；鱼体含量较低。 Ca 缺钙可导致骨软化病、骨质疏
4、松症等，亦可导致抽搐症状,第二节 糖 类 (saccharides),第一节 糖类概述 第二节 单糖 第三节 寡糖 第四节 多糖,糖的分类：根据能否水解和水解后的产物，将糖分为下列几类： 单糖（monosaccharides）是不能再被水解为更简单的糖类物质。据C原子数的多少，又分为丙糖（3C）、丁糖（4C）、戊糖（5C）、己糖（6C）等。 丙糖与丁糖常见于糖代谢的中间物 自然界最常见的单糖是戊糖、己糖 戊糖核糖Rib、脱氧核糖Deo 己糖葡萄糖Glc. 果糖Fru. 半乳糖Gal。,寡糖oligosaccharides由2-6个单糖分子缩合而成，水解产生2-6个单糖分子，最常见的是二糖：蔗糖
5、、麦芽糖、乳糖 多糖polysaccharides由多个单糖分子缩合，失水而成，水解后生成多个分子单糖。 (1)同聚多糖（均一多糖） ：构成多糖分子的单糖分子相同；(2)杂合多糖（不均一多糖）：由几种不同的单糖构成的多糖。 常见的有：淀粉、纤维素、糖原、琼脂、果酸等,第一节 糖类概述,糖是多羟基醛或多羟基酮，而糖类是糖及其衍生物、或水解时能产生这些化合物的物质的总称。大多数糖类物质只由C、H、O三种元素组成，其实验式为(CH2O)n，因此过去曾误认为这类物质是碳的水合物，碳水化合物（carbohydrate）因之得名。后来发现有些糖，如鼠李糖（C6H12O5）和脱氧核糖（C5H10O4）等，它
6、们的分子中H和O的原子数之比并非2:1，而一些非糖物质，如甲醛（CH2O）、乙酸（C2H4O2）和乳酸（C3H6O3）等，它们分子中的H和O之比却都是2:1，所以“碳水化合物”这一名称并不恰当。糖类是生物体主要的功能物质和结构成分。,第二节 单糖,单糖是最简单的糖，不能被水解为更小的单位。单糖通常含有3、4、5、6或7个碳原子，分别称为丙糖、丁糖、戊糖、已糖和庚糖。天然存在的单糖一般都是D-构型。单糖分子既可以开链形式存在，也可以环式结构形式存在，在环式结构中如果第一位碳原子上的OH与第二位碳原子的-OH在环的同一面，称为-型；如果-OH是在环的两面，称-型。,一、单糖,开链,环式结构,，异头
7、物形成与命名,（一）、生物体中重要的单糖,丙糖（C3） 如甘油醛（醛糖）和二羟丙酮（酮糖）,甘油醛,二羟丙酮,三碳酮糖和四碳酮糖,赤藓酮糖,二羟丙酮,四碳醛糖,以离羰基碳最远的那个手性碳原子的构型为该糖分子的D或L构型,赤藓糖,赤藓糖,苏糖,（一）、生物体中重要的单糖,戊糖（C5） 戊糖中最重要的有核糖Rib（醛糖）、脱氧核糖Deo（醛糖）和核酮糖（酮糖）、木糖、阿拉伯糖,阿拉伯糖,木糖,核糖,来苏糖,脱氧核糖在此处脱去O原子,五碳酮糖,核酮糖,木酮糖,（一）、生物体中重要的单糖,己糖 （C6糖） 葡萄糖Glc. 果糖Fru. 半乳糖Gal,若干种单糖及其衍生物的缩写,（二）、单糖的构型,1、
8、单糖的旋光性,理解几个概念：平面偏振光：普通光通过尼科尔棱镜时由于棱镜的结构，通过的光只是沿某一平面振动的光波，其它的都被遮断，这种光称为平面偏振光。当它通过某种具有旋光性的异构物溶液，偏振面向右或左旋转。偏振面：与平面偏振光振动的平面相垂直的平面。不对称碳原子：指4个价键与4个不同的原子或原子团相连接的碳原子。许多单糖含有不对称的碳原子，分子具有不对称性，故具有旋光性,三碳醛糖,投影式,透视式,2、单糖的相对构型,远离醛基的不对称碳原子，其 OH可在左也可在右。规定：D型（OH在右），L型（OH在左）D、L型是两种不同的物质，尽管组成的元素相同，但空间结构不同，表现出不同的性质。,（三）、单
9、糖的环式结构,单糖的环状结构,D 果糖 D 果糖 D 果糖,果糖分子结构的链式和环式之间的互变,葡萄糖分子结构的链式和环式之间的互变,单糖的船、椅式构象,环上的碳原子位于不同平面上，使葡萄糖分子成为船式或椅式构象。其中椅式构象更稳定。,构象：指一个分子中，不改变共价键结构，仅单链周围的原子旋转所产生的原子空间排列。构象改变，共价不一定断裂或重新形成，Haworth 设计的Glc环状结构为一个平面，粗线来表示靠读者的一边，COC键角为10828, 但实测为111，形成两种构象：船式、椅式。,（四）、同分异构体,结构异构体,立体异构体,原子组成相同而具体结构不同,分子中原子连接的次序不同就构成了不
10、同 的结构异构体，如葡萄糖、果糖和半乳糖的结构式不同。,结构式相同而原子的空间取向不同形成立体异构体，如葡萄糖的D与L构型，与构型，船式与椅式构象。,由醛、酮基产生的性质 由羟基产生的性质1 氧化反应 1 成酯作用2 还原反应 2 成苷作用3 成脎作用 3 脱水作用4 异构化作用 4 氨基化5 发酵作用 5 脱氧,（五）、单糖的化学性质,单糖的化学性质：（一）氧化还原反应单糖的氧化与还原反应在物体内极为重要1 糖的氧化，产生ATP从而使机体获得能量2 CO2和H2O在光合作用中发生还原生成糖。所有单糖（包括醛糖和酮糖）在有氧化剂存在时，都具有还原性，它使某些金属离子还原，称为还原糖。,测定还原
11、糖的两种反应：1 Fehling反应，在碱性条件下，以Cu2+为氧化剂，还原糖将Cu2+还原为Cu+（红色沉淀Cu2O）： RCHO+2Cu2+5OH RCOO+ Cu2O +3H2O2 Tollen反应 以Ag(NH3)2+为氧化剂，当有还原糖存在发生银镜反应，管壁上有银沉积。 RCHO+2Ag(NH3)2+2OH- 2Ag+3NH3+NH4+H2O,单糖的醛基和伯醇基（-CH2OH），易氧化成糖酸。,葡萄糖酸 葡萄糖 葡萄糖二酸,（二）酯化反应：单糖具有多个醇性 OH，具有醇的性质，尤其半缩醛OH更活泼，易与酸反应生成酯。也可与C6上的OH缩合，生成1，6二磷酸Glc,（三）甲基化与酰化反
12、应单糖的所有OH都能被甲基化，但不同OH甲基化所要求条件不同：半缩醛OH在酸性条件下加甲醇， 可发生缩醛反应，其他OH在碱性条件下加硫酸二甲酯，发生甲基化，甲基化可用于确定取代基的位置，研究多糖的组成和结构，判断是呋喃型还是吡喃型。,（四）过碘反应单糖为多元醇，具有连续 OH（即相邻C原子均有 OH），过碘酸作用于相邻 OH，断裂CC键，醇基氧化成醛基，与醇基相邻的醛基氧化成甲酸，连续OH结构，两端氧化成醛，中间 OH氧化成甲酸.此反应定量进行，每断裂一个CC键，消耗1分子过碘酸，通过测定过碘酸IO4的消耗量和甲酸的释放量，可以判断单糖单位间连续的位置，直链多糖的聚合度，支链多糖的分支数目等。
13、,（五）糖脎反应(亲核加成)单糖的第1、2碳与苯肼结合后，成晶体糖脎。 糖脎反应发生在醛糖和酮糖的链状结构上。,（六）半缩醛反应：指单糖分子中醛基和其它C原子上的羟基所发生的成环反应。1893年，EFisher提出了Glc的环式结构。,糖分子的环状结构提出发以后，产生了2个新的分子结构问题：其一、C1上的醛基与哪一个C原子上的OH反应：有两种形式：1）C1与C5 连接形成氧桥，与吡喃相似，称吡喃糖。2）C1 与C4连接形成氧桥，与呋喃相似，称呋喃糖。天然Glc多以吡喃型存在，因其更稳定。其二：C1上新出现的OH有2种不同的排列方式，为便于研究，规定： 型 ：半缩醛（酮）碳上的OH与决定直链结构
14、构型（D型或L型）的碳上的OH处于同一边者。 型 ：（与 型相反）不在同一边者。,（七）、成苷作用（缩醛反应）环状单糖的半缩醛（或半缩酮）羟基与另一化合物发生缩合(失水)，形成的缩醛或缩酮类化合物成为糖苷或苷。,单糖之间可以糖苷键连接,二、寡糖：由220个单糖缩合而成的糖。,最多的寡糖是双糖，如麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖,葡萄糖-，(1-4)-糖苷,1、麦芽糖(maltose),性质： 变旋现象； 具有还原性； 能成脎,两分子葡萄糖,主要存在于发生淀粉水解的组织中，如麦芽。,2、蔗糖 (sucrose)葡萄糖-，(1-2)-果糖苷,性质： 无变旋现象 无还原性 不能成脎,甘蔗、甜菜、胡萝卜、
15、香蕉、菠萝中富含蔗糖。,3、乳糖(lactose) 结构： 两种异构体。(或)-葡萄糖和-半乳糖按(1-4)糖苷键,性质： 有变旋现象 具有还原性 能成脎,4、纤维二糖(cellobiose) 结构：两分子-葡萄糖 -(1，4)糖苷键葡萄糖-(1，4)-葡萄糖苷,性质： 具有变旋现象 具有还原性 能成脎,纤维素的重复构成单位，霉菌和食草动物肠道有共生的纤毛虫和某些细菌，能分泌纤维素酶，可水解(1，4)-糖苷键。,5、棉子糖 （三糖）性质：不能使Fehling试剂还原。与酸共煮，水解成葡萄糖、果糖、半乳糖蔗糖酶作用，分解成果糖和蜜二糖-半乳糖苷酶作用，分解成半乳糖和蔗糖。,1分子的葡萄糖、1分子的果糖、1分子的半乳糖组成,据构成多糖的单糖分子情况分：同聚多糖(Homopolysaccharides)：构成多糖的单糖分子相同。又称均一多糖。杂多糖(Hereopolysaccharides) ：构成多糖的单糖分子不同。又称不均一多糖。据分子中有无支链，分 直链多糖：如纤维素、直链淀粉支链多糖：如肝糖原、支链淀粉,
