淀粉、纤维素与糖原的区别

时间：2021-01-05 10:54 | 栏目：第3节细胞中的糖类和脂质 | 点击：次

淀粉、纤维素与糖原的区别

淀粉、纤维素与糖原是最重要的三种多糖，都是由葡萄糖的单体聚合而成（图2-4），但是，由于在结构上有显著差异，其物理性质与化学性质，以及功能都不同。

淀粉是植物体内储存养分的主要物质。淀粉主要分布在植物的种子、果实以及某些块茎、块根中，也是人类食物中糖类的主要来源。淀粉分子是由许多个α-葡萄糖构成的。自然界中含有的淀粉有两种结构类型：直链淀粉和支链淀粉。

直链淀粉分子是由许多个α-葡萄糖分子，通过α-1，4糖苷键连接而成。由于α-1，4糖苷键形成一定的角度（由于直链淀粉分子中相邻葡萄糖单位形成一定的角度），其长链卷曲呈螺旋状，每一圈（圈螺旋）由6个葡萄糖单位组成。

支链淀粉较直链淀粉的分子大，具有高度分支化的结构，小分支极多（约25~30个葡萄糖单位产生一次分支）。每个分支都是由许多α-葡萄糖分子，通过α-1，4糖苷键连接而成，但分支与分支之间（点处）是通过α-1，6糖苷键连接。淀粉在植物细胞中以淀粉粒的形式存在，淀粉粒呈卵形或球形，大小因植物的来源而异。淀粉可以作为植物的能源物质或者合成其他反应的原料物质。

纤维素是自然界中分布最广泛、含量最丰富的一种多糖。纤维素分子是由若十个β-葡萄糖分子构成的，每个葡萄糖分子之间以β-1，4糖苷键结合而形成的长链大分子物质。研究发现，在纤维素分子中，连接葡萄糖分子之间的化学键方向不同，它们会形成一条没有分支的链，也不发生卷曲。大量纤维素的单链分子之间通过氢键发生作用，使数以千计的单链联系在一起形成微纤维。因此，纤维素分子结构通常十分稳定，既不溶于水，也不溶于一般有机溶剂以及稀碱溶液。在木本植物中，大量的微纤维形成纤维状，与其他类型的多聚体结合在一起，具有很强的支持作用，从而可以支持起高大的乔木。人和动物消化道中不含有纤维素酶，不能直接利用纤维素，但是，对人体而言，摄人一定量的膳食纤维，可以吸收水分，有利于促进胃肠道的蠕动，促进粪便的排泄，维持消化系统的功能，有益健康。某些动物，如马、牛等，其消化道中生存着能水解纤维索的微生物，借助这些微生物水解纤维素生成葡萄糖而获得营养。

糖原，又称为动物淀粉，以糖原颗粒的形式分布在动物细胞的细胞质内。它主要分布在动物的肝和骨骼肌中，在心肌、脑、肾等组织中也含有少量糖原。在细菌如大肠杆菌中也发现有糖原。在化学组成上，糖原也是以葡萄糖为基本单位组成的大分子多糖。在结构上，糖原分子中的葡萄糖主要以a-1，4糖苷键连接形成直链。与支链淀粉相似，糖原分子又通过a-1，6糖苷键连接构成支链，所不同的是糖原的分支程度更高，分支链更短，平均每8~12个葡萄糖残基就发生一次分支。研究发现，动物体内糖原的多分支，可以增加糖原分子的溶解度，又可以有更多的非还原糖端能同时被糖原磷酸化酶催化降解，加快其水解（磷酸解）转化为单糖，有利于满足生命活动对能量的需要。

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