[興倫智能課堂] 生命的化學成分

第一節碳水化合物

碳水化合物

碳水化合物由碳（C）、氫（H）和氧（O）三種元素組成，其中氫原子的數量是氧原子數量的兩倍，化學式為 C_x(H₂O)_y。

碳水化合物的組成單元是糖。根據糖分子數的不同，碳水化合物可分為單糖、雙糖和多糖。

單糖

單糖是大分子碳水化合物的單體，一般含有 3-8 個碳原子。單糖是指不能進一步水解的碳水化合物。

常見的單糖例子：葡萄糖、果糖、半乳糖。

單糖的特性： 1. 易溶於水，帶甜味，能形成晶體；2. 具有還原力，可提供 H 或電子還原其他物質，而自身被氧化。

單糖的功能： 1. 葡萄糖是直接能量資源，即可直接被氧化釋放能量；2. 光合作用合成的葡萄糖可轉化成澱粉儲存，也可轉化成蔗糖轉運到其他地方；3. 葡萄糖是許多植物結構的主要構成元件，如纖維素，半纖維素和果膠。

蜂蜜的主要成分葡萄糖和果糖，都是單糖

雙糖的形成：在酶催化下，兩個單糖分子經縮合反應失去一個水分子，生成一個雙糖分子。

每個雙糖分子在酶催化下，經水解作用，會形成兩個單糖分子。

雙糖的特性：

種類	水解產物	功能
麥芽糖	葡萄糖 + 葡萄糖	1. 一些種子萌發時的儲能形式； 2. 從大麥中提取的麥芽糖，可用來釀酒和加工食物。
蔗糖	葡萄糖 + 果糖	1. 植物中碳水化合物的轉運形式； 2. 甘蔗的莖和甜菜頭的根中含有大量蔗糖，可作為商業製糖的原料。
乳糖	葡萄糖 + 半乳糖	牛奶中含有乳糖。

麥芽糖是釀製啤酒的重要原料

甘蔗和甜菜中含有大量蔗糖

牛奶中含有大量乳糖

常見的雙糖出處

多糖的形成：大量的單糖經過縮合反應會形成多糖，單糖之間以糖苷鍵連接起來。常見的多糖例子：澱粉、糖原、纖維素。

多糖的特性：

	澱粉	糖原（肝糖）	纖維素
結構	由α-葡萄糖組成的長鏈結構。具螺旋形結構，帶有支鏈。	由α-葡萄糖組成，含有非常多的支鏈。	由多條β-葡萄糖形成的長鏈組成，沒有支鏈。
溶解度	輕微溶於水。	能溶於水，溶解度比澱粉高。	不溶於水。
特性	遇碘液呈深藍色。	遇碘液呈紅棕色。	遇碘液不會變色。
功用	植物儲存能量的形式。	動物和真菌儲存能量的形式。	細胞壁的主要成分。
分佈	葡萄糖長鏈折疊形成澱粉粗粒，位於植物細胞質。澱粉巨大的分子結構和微水溶性，使其既不容易移動到細胞外，也不影響細胞滲透平衡，便於儲存。	以顆粒形式存在於細胞質中。在人體中，糖原主要由肝臟和肌肉細胞產生和儲存。	β-葡萄糖長鏈間的氫鍵使得纖維素非常穩定，它具有堅強的機械力，這對其形成的細胞壁非常重要。