碳水化合物
碳水化合物由糖单位经缩合反应以糖苷键连接而成,从单一的单糖到淀粉、糖原和纤维素等巨大的多糖分子不等,主要功能是提供和储存能量,或提供结构支撑。
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碳水化合物的分类
- 单糖,最简单的糖,由单一糖单位构成,如葡萄糖、果糖和半乳糖;它们不能再分解成更简单的糖。
- 双糖,由两个单糖结合而成,如麦芽糖(葡萄糖+葡萄糖)、蔗糖(葡萄糖+果糖)和乳糖(葡萄糖+半乳糖)。
- 多糖,由许多单糖单位连接而成的大分子,如淀粉和糖原(储存能量)以及纤维素(结构用途)。
碳水化合物如何形成与分解
双糖或多糖通过缩合反应构建,即两个糖分子结合并释放一个水分子,形成糖苷键。逆反应,水解,则是加入一个水分子来断开糖苷键,把较大的碳水化合物分解回较小的糖单位,这基本上就是消化过程中发生的事。
碳水化合物的功能
| 碳水化合物 | 主要功能 |
|---|---|
| 葡萄糖 | 主要的呼吸底物;即时的能量来源 |
| 淀粉 | 植物体内储存能量 |
| 糖原 | 动物体内储存能量,主要储存在肝脏和肌肉中 |
| 纤维素 | 植物细胞壁的结构成分 |
碳水化合物的检测
本尼迪克特试验用于检测还原糖(如葡萄糖):将样本与本尼迪克特溶液一同加热,若含有还原糖会形成砖红色沉淀,若不含则溶液保持蓝色。碘液试验用于检测淀粉:将碘液加入样本中,若含有淀粉会变成蓝黑色,若不含淀粉则保持橙棕色。
如何考查
考题常要求你把指定的碳水化合物归类为单糖、双糖或多糖,描述连接糖单位的缩合或水解反应,或说出本尼迪克特试验或碘液试验预期的颜色变化并解释其含义。你也可能被要求把碳水化合物的结构与其作为能量来源或结构材料的作用联系起来。
还原糖与非还原糖
本尼迪克特试验用于检测还原糖,还原糖包括所有单糖(葡萄糖、果糖、半乳糖)以及部分双糖(麦芽糖与乳糖)。这些糖与本尼迪克特溶液一同加热时会直接产生砖红色沉淀。
蔗糖是非还原糖,单独与本尼迪克特溶液作用时不会发生颜色变化。要检测它,须先把样本与稀盐酸一同煮沸,把蔗糖水解成葡萄糖与果糖,再用碱中和,最后用本尼迪克特溶液重新检测,此时便会出现砖红色沉淀。
考试风格例题
题目。一名学生检测三份食物样本。
样本1与本尼迪克特溶液一同加热时产生砖红色沉淀。样本2遇碘液变成蓝黑色。
样本3与本尼迪克特溶液作用无变化,直到把它与稀盐酸一同煮沸、中和后再检测,才产生砖红色沉淀。(a) 样本1含有哪一类碳水化合物?
(b) 样本2含有什么?(c) 解释样本3的结果。
(d) 说出样本3与酸一同煮沸时使其分解的那一反应。
参考答案。(a) 还原糖,因为与本尼迪克特溶液产生砖红色沉淀属于阳性结果。
(b) 淀粉,因为蓝黑色是碘液试验的阳性结果。(c) 样本3含有非还原糖,如蔗糖;它在被与酸一同煮沸水解成还原糖(葡萄糖与果糖)之前不会与本尼迪克特溶液反应,水解后才产生砖红色沉淀。
(d) 水解。
练习题
试一试。(a) 说出蔗糖水解时产生的两种单糖。
(b) 说出此次水解所断开的键的类型。(c) 一种多糖由许多葡萄糖单位连接而成。
说出两种储存能量的多糖和一种提供结构支撑的多糖。
考试提示
关键术语
来源:SRC-DSKP-EN
常见问题
碳水化合物中缩合反应与水解反应有何不同?
如何测试食物样本中的还原糖和淀粉?
为什么人类能消化淀粉却不能消化纤维素?
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