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太原师范学院化学系 Taiyuan Normal University 化学与社会 第 9 章 生命现象与化学 太原师范学院化学系 Taiyuan Normal University 化学与社会 研究核心：生命的本质； 研究对象：生物体的生命过程； 学科性质：是生物学、化学、物理学、数学、医学、环境科学等学科之间相渗透形成的交叉学科。 21世纪是生命科学的世纪。 生命科学 自然界存在的一大类具有生物功能的有机化合物。 　　形成渠道：光合作用； 组成：C、H、O； 　　化学式：Cm(H2O)n； 又名：碳水化合物。 　　糖类物质是多羟基醛类或酮以及以它们为构筑单元所形成的聚合物。 　　作为构筑单元的糖称为单糖；单糖的聚合物称为多糖。 9.1 生命体中的重要有机化合物 9.1.1 糖类 葡萄糖、果糖 C C H OH HO C C CH2OH CHO H H H OH OH C C H O HO C C CH2OH CH2OH H H OH OH 己醛糖 己酮糖 C O H (CHOH)n-1 C CH2OH OH H C O HO (CHOH)n-1 C CH2OH H CH2OH 环状醛糖 环状酮糖 　　糖类物质的主要生物学功能是通过生物氧化提供能量，以满足生命活动的能量需要。 链状结构 环状结构 单 糖 1） 　　大米中含淀粉62%~86%； 马铃薯中含淀粉12~14%。 多 糖 2） 　　可水解为单糖分子，是天然的高分子化合物。 性质：与单糖、低聚糖不同，没有甜味，不溶于水。 葡萄糖的高聚体，水解为二糖为麦芽糖，分为直链淀粉和支链淀粉。 直链淀粉含几百个葡萄糖单元，约占22~26%，可溶，遇碘显蓝色； 支链淀粉含几千个葡萄糖单元，遇碘显红棕色。 淀粉是植物体中贮存的养分，存在于种子和块茎中。 a）淀 粉 　　食物进入胃肠后，能被胰脏分泌出的淀粉酶水解，形成葡萄糖，葡萄糖再被小肠壁吸收，成为人体组织的营养物。 支链淀粉部分水解可产生糊精。 用途：食品添加剂、胶水、浆糊等。 又称动物淀粉，是动物的糖贮存库、体内能源库。 结构：以葡萄糖为基本单位的分支链。 性质：无定形无色粉末，易溶于热水，形成胶体溶液。 糖在动物的肝脏和肌肉中含量最大。 b）糖 原 自然界最丰富的多糖。 c）纤维素 结构：没有分支的链状分子，与直链淀粉相似。 　　葡萄糖单体的连接方式不同，直链淀粉是一条单链；而纤维素分子间存在氢键，可使分子链平行排列、紧密结合，形成纤维束，这些纤维束拧在一起可形成绳状结构，绳状结构再排列起来就形成了纤维素。 特点：优良的机械性能和化学稳定性。 淀粉与纤维素的结构差异 多糖水解并不是一步成为单糖。 性质：不溶于水、强酸、碱。 人体中缺乏分解纤维素的酶，故纤维素不能被人体所利用；但纤维素能促进肠的蠕动，有助于消化。 牛、马等动物可以食用含有大量纤维素的饲料。 纤维素是植物支撑组织的基础。 用途：制人造丝、人造棉、玻璃纸、火棉胶等。 知识点 淀粉 水解 糊精 麦芽糖 葡萄糖 　　由少数单糖分子构成的糖称为寡糖（低聚糖）。 典型：双糖。 　　蔗糖(来自甘蔗、甜菜)：由葡萄糖和果糖形成的双糖； 麦芽糖(来自淀粉)：可做营养基和培养基； 乳糖：用于食品工业和医药工业。 　　生物界对能量的需要和利用均离不开糖类。 光合作用 　　自然界将光能转变为太阳能的主要途径。 6CO2 + 6H2O + 太阳能 C6H12O6 + 6O2 叶绿素 6CO2 + 24H+ + 24e- C6H12O6 + 6H2O 24H2O 6O2 + 24H+ + 24e- 　　叶绿素是含镁的配合物，能吸收可见光。当叶绿素吸收光子后，能量就被植物细胞所摄取，进而通过一系列的步骤以化学势能的形式将能量贮存起来。 在光照下发生的反应，称为光反应；在黑暗中进行的反应称为暗反应。绿色植物细胞中发生的光反应和暗反应组成了光合作用的全过程。 植物可通过光合作用制造糖类，但动物不能发生光合作用。 光合作用是自然界的基本反应之一。 德国科学家De