参与葡萄糖有氧代谢代谢的酶有哪些

物质代谢 _百度百科
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物质在体内的、、运转、分解等与生理有关的化学过程称为。既有又有。
(1)体内各种物质代谢过程相互联系形成一个整体;
(2)机体物质代谢不断收到精细调节;
(3)各组织、器官物质代谢各具特色;
(4)体内各种代谢物都具有共同的代谢池;
(5)ATP是机体储存能量和消耗能量的共同形式;
(6)NADPH提供合成代谢所需的还原当量。[1]人和动物从外界环境中所摄取的食物既有动物性的,又有植物性的,但主要成分不外乎是糖类、脂肪、蛋白质这三大营养成分。这些物质在消化系统内需经一系列消化酶的分解,成为比较简单的有机物,才能被小肠所吸收。如淀粉或蔗糖被分解成单糖,蛋白质被分解成氨基酸,脂肪被分解成甘油和脂肪酸。这些小分子有机物被小肠吸收进入血液,构成人体的一部分,并参与各种代谢环节。物质代谢
是生命的基本特征。从有生命的单细胞到复杂的人体,都与周围环物质代谢境不断地进行物质交换,这种物质交换称为或。包括和异化作用两个不同方向的代谢变化。生物在生命活动中不断从外界环境中摄取,转化为机体的组织成分,称为;同时机体本身的物质也在不断分解成,排出体外,称为异化作用。过程十分复杂,即使在一个细胞内进行的物质代谢,亦包含一系列相互联系的合成和分解的化学反应。一般说来由小分子物质合成大分子物质的反应称,如由合成大分子的反应;由大分子物质分解成小分子物质的反应称,如大分子元分解为小分子的反应。常伴有,常释放能量,常能量,分解代谢中释放的能量可供合成代谢的需要。可分为三个阶段:①消化吸收。食物的成分,除、、和等小分子物质可被机体直接之外,多、、类及等都须经,分解成比较简单的水溶性物质,才能被吸收到体内。食物在道内经过的进行叫做消化;各种的消化产物、、和,经肠粘膜细胞进入的和的过程叫做。②中间代谢。食物经后,由及液运送到各组织中参加代谢,在许多相互配合的各种类下,进行和合成,进行内外和能量转变。③。物质经过中间代谢过程产生多种终产物,这些终产物再经、、及等器官随、、及呼气等排出体外。又称新陈代谢,是生物体内各种化学变化的总称,在体内进行的变化包括中的化学变化,也包括异化作用中的化学变化,同化作用意味着,而异化作用意味着。是将从食物中得来的或体内原有的小分子物质合成为体内结构上的及功能方面的分子,一般多为大分子化合物;例如,在有可利用的能量的条件下,缩合成为大分子的。而的产物总是一些小分子,如大分子的糖原降解为,而葡萄糖又降解为二氧化碳,同时产生能量,暂时储存于高能磷酸键的ATP中,供及各种生理活动之用。不论是,还是,都不是简单的过程,需要通过一系列的化学反应来逐步完成,而这些化学反应是在体内较温和的环境中,在酶的下,以极高的速度进行。这一系列的化学反应依次衔接起来,就称为。总之,就是生物体在其生命过程中,从其周围环境中取得物质,在体内通过各种代谢途径,最后将其转变为最终产物,又交回环境的过程。
物质代谢体内的途径不只一种,而许多途径中的化学反应更是多且复杂,而且都在同一微小细胞内同时进行,因此研究起来比较困难。随研究方法的发展,现在对体内许多重要代谢途径已有一定了解。1.完整的平衡实验:测定食物中的一种物质的食进量及其本身或其的排出量,并用以推断其在体内的代谢情况。氮平衡实验就是一个例子,虽然不能测出在体内所经过的代谢途径中各个化学反应,但可确定其利用率、需要量及生理价值。这种饲养平衡实验,对断定其它物质,如等,是否是必需及其需要量无疑是有用的。此外,完整动物的饲养实验,对多种的发现,均作出了一定的贡献。而某些维生素又是中不可缺的物质。2.器官灌流法:将一物质注入某一器官的中,然后分析测定流出器官血液中该物质的,当可获知该物质在此器官中的代谢变化。例如,研究在内的变化时,在将氨基酸注入门后,分析肝静脉血液中氨基酸,即可发现氨基酸经氧化脱氨基而成为α酮酸,并放出,同时还可看出的浓度在流出肝脏的血液中比进入的要高。由此可以证明的脱氨基作用是在肝脏中进行的,而且脱下的氨在肝脏中转变人尿素。这一方法的优点是所灌流的器官并未脱离动物整体,一切生理条件均正常,尤其是神经及激素的控制调节仍与正常动物基本相同。灌流的方法也应用于离体器官,如,等,使被研究物质的衍生物更易于辨认及测定。在器官水平上,还可采用切除器官的办法来确定某物质在一器官中的代谢情况;如果将饲养去除肝脏的动物,当可发现其中及氨(来自肠的)的浓度均显著升高,而尿素的含量则大量下降。这无疑能佐证器官灌流实验的结果:那就是在肝脏中被氧化脱去氨基及尿素在肝脏中合成以解除氨毒。3.组织薄片法 用组织薄片来测定一种物质的代谢途径要比用器官更为便利和准确。这种方法具有完全可靠的控制和对照。肝、肾、脑及其它组织均可切成约50μm 的薄片,使与浴液有充分的接触面,让与的交换适宜,以便能维持组织中细胞活力长达数小时之久。将一定数量被研究物质混于浴液中,保温一定时间后,分析测定浴液中的各种物质,便能推测或断定被研究物质的代谢途径,例如,将铵盐混于浴液中并与肝脏薄片保温,数小时后,铵盐逐渐减少,尿素随之出现。这一结果证明氨在肝脏中转变成尿素。4.亚细胞水平法:为了确定化学反应在细胞内进行的部位,可将组织在中研磨成匀浆,使细胞破裂。然后用差速离心法,可获得各种亚细胞部分,如胞核、、、、及等,体一般指的是粗面内质网、滑面内质网及高尔基体等的碎片;从粗面内质网上,还可分离出核蛋白体。这些亚细胞结构都各有所异。分别用不同的亚细胞结构作实验,即可证明此点。例如,可证明是生物氧化的场所,、β氧化等均在其中进行,将所产生的能量储存于ATP中,供生理活动之用。又如,粗面内质网上的核蛋白体已证实是合成的地方,而所合成的蛋白质,通过滑面内质网而运到,并在其中加工改造后,再分泌于细胞外。再如,胞核已肯定为合成各种RNA的处所。用亚细胞结构水平的方法,不但能对途径定位,而且还推动了代谢途径细节的研究。5.纯酶的应用:从完整动物发展到亚细胞结构水平的各种方法中,各种酶都是相互混杂,而且与生物体内各种组成成分也未分开。这对完全了解一化学反应的细节是极其困难的。使用纯酶不但能知道它所的确切反应,而且还可详细研究其促进反应的各个方面。将许多由纯酶促进的反应依次拼凑起来,对一些重要物质的代谢途径,不论是合成的抑或是分解的,均可大体弄清。事实也是如此。现在、、、、,以及一些生物活性物质等在体内的转变途径,都已有一定的了解。
此外,在途径的研究中,微生物也常被利用。从上面的叙述可以看出,在的研究中,就使用的材料而言,是由完整动物逐渐发展到纯酶。这一发展过程,正是现代科学技术和仪器发展的结果。近代技术和仪器的发展不但能、、、、及及其产物,而且还能对参加中生物分子的组成、结构、构型、构象及其各种性质等加以研究,而所得结果往往有可能用以解释或确定其在物质代谢中的功能。随着的发展,的途径逐渐为人们所了解。
生物体从环境中摄取的,以、、、等为最多。进入体内后,各自进入其代谢途径。一个代谢途径是由许多化学反应有组织、有次序地一个接一个的发生和完成,绝大多数的反应都是在较温和的温度、及离子浓度条件下,由酶促进,以非常高的速度进行。每一酶促反应几乎都是由一特异的酶所,而许多酶还有其必需的辅助因子。例如,进入体内的素“甲”,在其代谢途径中,将转变为中间产物“乙、丙、丁…”一直到最终产物“癸”,可图示如下:
酶1 酶2 酶3
甲--→乙--→丙--→丁 ……癸
辅1 辅2 辅3
图中酶1、酶2、酶3等代表促进每一步骤特异的酶,而辅1、辅2、辅3等为每一种酶所需要的辅助。这可用实例说明,一个成年人食进多于其一切活动所需要的食物时,往往会发胖,这显然是体内将多余的食物储存为,亦即的合成增多。的合成与、及类等相比,较为简单;所用原料为乙酸,但必须以其活泼衍生物,的形式,进入代谢途径。A在体内,来源甚广,主要食物,如类、类及等在中,均可生成乙酰辅酶A。在其进入合成途径之前,必须由催化,先与脂肪酰结合,然后再两个两个碳原子加上去,而每加上两个碳原子,包括从合成的主要原料单酰辅酶A在内,须经七个步骤,需要七种不同的酶及三种不同的辅助因子。在上,七次加上两个碳原子(实际是单酰辅酶A)之后,还须有软脂酰脱酰酶的,才能完成一分子的合成。这一代谢途径可用作合成主要偶数的例子,由于许多化学反应不仅是进行性的、逐步的,而且还是分阶段来完成的,足见其复杂性。
代谢途径的复杂性还表现在一种物质在体内可进入多种代谢途径,可进入途径,也可进入途径,有的即使是合成代谢抑或是分解代谢,其途径也不只一种。例如不仅可进入三羧酸循环而被氧化以产生,而且在方面,除之外,还是酮体及固醇类物质分子中碳原子的主要来源,也是合成一些,如谷氨酸以及微生物体内精氨酸、赖氨酸等的一种原料。此外,在作用中起着广泛的作用,如在乙酰氨基糖、、乙酰肉毒碱等的生成中。生物体的整体,或其组织和,都必须有适宜的环境,方能使生命所需的正常进行。一旦外环境有所改变,体内的内环境也必定有所反映,随之就会有相应的调节控制,使代谢途径正确无误,速度适宜,的供应和的应用及消除得当,才能维持生命的正常继续。主要是在细胞内进行,而外界的改变首先影响生物整体,随之而来的则是内环境的改变,这就使细胞受到影响,致使物质代谢中的化学反应必须有所调节。因此,的调控是在生物体的整体、细胞及分子水子上起作用的。一个生物体与其所生活的环境有着密切关系,其体内的代谢必定因环境的不同而异,尤其受素的供应影响更为明显。爱斯基摩人生活于寒冷地带,主要只能食用、等动物食品,其能量来源自然是及,因此其体内的脂肪及蛋白质的必然旺盛。而居住于较温和区域的人群,以含淀粉多的谷物为主食,体内能量的产生就多来自的。即使生活在同一地区,因食性不同或供应短缺,往往会造成一种或几种素的不足,例如食米区因食用久磨精米而缺乏。B1以的形式,是及α酮戊二酸脱氢酶的一种辅酶,故当维生素B1 缺乏时,丙酮酸不能脱去羧基而进入三羧酸循环彻底氧化,因而堆集,以致引起脚气病的一些症状。再者,食性的改变也能影响促进化学反应的酶在量方面的增减;例如婴幼儿以奶为最主要的食品,故其胃粘膜分泌凝乳酶较多,而不食用或少食用奶的成年人胃中这种酶则几近缺如,因此有些成年人在食用牛奶后,不能将其很好凝结而,以致腹泻。在特殊情况下,如饥饿或应激,体内必须调节,以应变故。某些病现状态可使病人不能进食,若不及时补充素,尤其是,当即造成体内一种饥饿状态。饥饿时,体内必定发生变化,且随时间的延长而逐渐改变,这可从其血糖水平的变化看出一梗概。在饥饿期间,体外素的供应断绝,但体内不能无葡萄糖;虽然脑组织可以适应或多或少的利用,而红细胞所需的ATP则完全依靠血糖在细胞内的分解,所以其它器官组织中糖的逐渐降低,而的分解加强以增加糖异生作用;同时不能不运行以产生ATP,因此大量动用脂肪进行分解,使体内能量需求得到满足。这些的改变都是由某些激素来调节的。现将饥饿中一些代谢参数列于表2-4-2.从表2-4-1可以看到血中胰岛素水平逐渐下降,有所提高;还可以看到酮体明显增多,也可看到水平下降。这无疑是脂肪分解及糖异生作用等增加的结果。应激就是机体对外界异常刺激的适应。这样的刺激可包括创伤、某些外科手术、肾衰竭、烧伤、感染、受冻及强烈情绪激动等。出现任何一种这样的情况时,体内总的表现有中、、及等升高;的分泌虽然不受影响,体内的抗胰岛素性明显存在;结果脂肪分解增加,故许多组织内脂肪的氧化代替了的氧化,因而加速了酮体的生成,使体内能量代谢发生改变;同时代谢亦发生异常,总的看来,分解增加,合成减少,使绝大多数的在肝内脱去氨基,将生糖氨基酸的碳骨架经糖异生途径生成糖,并将氨基合成为尿素,因此造成患者体内氮的负平衡,这可能与皮质醇在应激者体内水平大量升高有关。
纵上所述,可见总是通过神经体液来调节体内的,以应付所遭遇的异常情况。1.作用于的调节体系:体内的是受所在环境的影响。外来的刺激因素首先影响,然后传导到内分泌腺,以分泌激素,经血流而达到各种组织细胞并调节其。激素是调节细胞中代谢的物质。各种激素虽然与全身的细胞都有接触,但只对其靶组织中的起作用。
激素的调节也受的控制,例如下丘脑可分泌促释放激素,促垂体前叶释放促甲状腺激素,以促进甲状腺合成,作为合成甲状腺素及的原料。但是血流中的甲状腺素反过来可以抑制垂体前叶释放促甲状腺激素,也可以抑制下丘脑分泌。此外下丘脑及胰脏分泌的生长激素释放也抑制的分泌。激素具有高度,只作用于靶细胞,这就意味着靶细胞必定拥有使激素能识别的特殊结构;这种结构就是的受体,激素的受体有的是在细胞的表面上,也有的是在胞液中,在者为水溶性的肽及胺类激素的受体,而存在于胞液者则是易于通过质膜的类固醇类激素的受体。它们可能都是一些特定的糖蛋白,对于激素分子都具有高度的特异性及亲和力。一种激素能选择性地识别其特定的受体,并与其结合成复合物。这种复合物即会导致“”的生成或释放。将激素与受体的复合物所携带的信息传递给特定的酶或分子体系,使激素所负的使命得以实现,这就是细胞内的第二信使调节特定酶促反应或使特定基因能够表达。导致生成   触发
激素(第一信使)+受体→激素受体复合物---→第二信使 --→相应的代谢途径
3.在许多情况下,第二信使实际即是环3’,5’-磷酸腺苷,简写为cAMP。
cAMP如何触发特定酶促反应的问题,可用糖原生成对糖原分解的作用来说明。在肌肉活动中肾上腺素与细胞膜上的受体结合而激发cAMP的生成;而cAMP当即触发糖原分解的级联反应(图2-4-4),同时抑制糖原的生成。当肌肉活动减少时,磷酸已糖因无需用以生产ATP而累积,即会反过来将糖原合成酶b激活为糖原合成酶a以促进糖原的生成,同时抑制磷酸化酶b转变为磷酸化酶a。cAMP也可影响胞核,其作用是通过激活特定激酶,促使非组蛋白磷酸化而从与DNA的结合部位上脱落下来,从而使被阻遏的基因得以表达。:及均为脂溶性类固醇物质,能透过而进入;其受体存在于胞液中,且不以cAMP为第二信使。例如,在进入及的靶细胞后,在胞液中与一特定4s的(即受体)结合,经转变成5s的化合物(即第二信使)后而进入胞核,并作用于染色体而促进mRNA的生成,以合成特定的蛋白质。。中的各个化学反应主要由酶促成,所以酶分子的结构改变及合成、降解速度的增减乃是调节代谢最直接的因素。酶分子结构改变甚为快速,其发生以分秒计,而合成及降解则较为缓慢,需数小时才能实现。结构的改变包括分子的变构及修饰,与机体的需要及内环境有较大关系,至于合成及降解,尤其是合成则涉及基因的作用。一个代谢途径的发生或消失及进行速度的增减,取决于其调节酶的活性。而酶的活性,在温度、、作用物及辅助因子等恒定的情况下,又取决于其分子的结构,调节具有变构的性质,故常称为。变构酶往往位于代谢途径的开端处或其附近,其所促进的多为一重要而不可逆的反应,其分子结构可为一些激动或抑制效应分子所改变。变构酶的分子具有一些特定的结构部位,可与某些小分子结合,如与作用物、终未产物、或甚至其它代谢途径的产物结合;一经结合,酶分子的构象即会发生改变而影响其活性;结合不同的分子,产生不同的结果。在中,例如在糖酵解中,ATP是磷酸果糖激酶的作用物,也是其变构调节剂。当体内需要进行糖酵解以供给能量时,ATP与结合而促进酵解的进行,但在ATP水平升高到超过需要时,它又有抑制磷酸果糖激酶的作用,从而使酵解减慢或停止。柠檬酸盐也是磷酸果糖激酶的抑制剂,有降低酵解速度的作用。变构酶可与多种小分子结合,但与代谢途径的终未产物结合是其特有的性质。当终未产物超过需要时,即与酶分子结合而改变其构象,因而抑制其活性;这就是反馈抑制。变构反馈抑制的例子很多,其最早发现者为细菌中促进L苏氨酸转变为L异亮氨酸的酶体系。这一体系由五种酶组成,以为这一转变开端的。苏氨酸脱水酶可被转变过程的终末产物,异亮氨酸所抑制;这当然是异亮氨酸生成过多时发生。异亮氨酸是苏氨酸脱水酶的特异抑制剂,并不抑制体系其它酶,同时其它的中间产物对无抑制作用。异亮氨酸与苏氨酸脱水酶以非共价键与酶分子形成可逆性结合,故在需要时异亮氨酸又可脱离结合部位,恢复酶的活性。由此可见,反馈抑制显然是通过酶分子的变构来调节代谢。酶分子含有多种基团,有的可以去除或加上,也有的可以交互改变;通过这种修饰作用以影响酶的活性,如加上或去掉磷酸及硫氢基与二硫键的互相转变等都是对酶分子修饰的常见例子。精原的合成与分解就是通过糖原合成酶与的与脱磷酸作用来调节的。糖原合成酶以I及D两种型式存在;I型为去掉磷酸并具有活性者,但经激酶的磷酸化作用则成为无活性的D 型。糖原分解中的磷酸化酶则以a及b两种形式存在,其本身的磷酸化或脱磷酸在活性上则与糖原合成酶的正好相反;磷酸化酶a是磷酸化型,在受磷酸化酶磷酸酶而脱去磷酸后,即成为无活性的b型。体内的酶与其它物质一样,也有其合成及,通过酶蛋白的代谢,即可影响细胞内酶的含量,进而调节的速度及存在。酶的半寿期甚短,如无合成,细胞内酶的含量即将逐渐下降,影响酶合成的因素有作用物、、激素及药物等。这些因素都是通过基因来调节酶的合成。作用物影响酶合成的例子很多,例如食用低高糖类膳食的人,其肝脏中分解氨基酸的酶的含量必定很低,因体内对无多大用处的酶,不必大量合成。一旦改食高膳食时,一日之内肝脏中分解的含量必定增高。这表明,肝细胞内酶的合成当视膳食所供给素的性质而定,实际是作用物作用于基因而使所需要的酶得以合成;一般称这种作用为酶的诱导(图2-4-7)。基因因作用物A的影响而生成A的途径中所需要的酶E 1、E 2及E 3等,将A 依次转变为B、C及D。酶的诱导生成,在细菌中亦是常见的,例如,在含的培养基中生长的不能使,而在含乳糖或甲基半乳糖的培养基中生长者则能;这是因为乳糖或半乳糖作用于基因而诱导生成β半乳糖苷酶的结果。
代谢产物通过基因对合成的调节,最常见的是。当一代谢途径的终未产物超过需要时,即与结合而造成反馈抑制,致使这一代谢途径中酶的合成减少。
高等动物体内影响的激素将信息依次传递给细胞的、及基因,然后由蛋白质的合成。例如,胰岛素对有促进合成并抑制分解的作用,这就极有可能使及合成等代谢途径中的酶在细胞内的含量有所增加,又如糖皮质激素促进的分解,由此产生的在肝细胞中通过而生成糖,所以这个激素的作用是导致及糖异生作用中酶的合成。绝大多数药物及毒物都是异生物质,均能诱导生成分解它们的的酶,以解除其不利于生命的作用。药物及毒物多在中进行;促进生物转化的酶,常称为微粒体酶,都不是潜在的或已有酶前身物的激活,而是经异生物质的诱导而重新合成的。这无疑是通过基因的一种调节作用。就现在所知,及诱导剂大致可分为苯巴比妥及多环烃两种类型,前者所能激起微粒体酶的种类远远大于后者。
纵观上述,的调节虽然分为整体、细胞及分子三种水平来讨论,但实际上体内代谢的调节总是依次通过神经、激素及基因,最后落实到酶分子上来实现。
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葡萄糖(Glucose)(化学式)又称为葡糖、糖,简称为。英文别名:Dextrose,Cornsugar,Grapesugar,Bloodsugar。是分布最广且最为重要的一种,它是一种多羟基醛。纯净的葡萄糖为无色,有甜味但甜味不如(一般人无法尝到甜味),易溶于,微溶于,不溶于。水溶液旋光向右,故亦称“右旋糖”。葡萄糖在领域具有重要地位,是活细胞的能量来源和新陈代谢中间产物,即生物的主要供能物质。植物可通过产生葡萄糖。在和领域有着广泛应用。外文名Glucose缩&&&&写GlcSMILESC(C1C(C(C(C(O1)O)O)O)O)O化学式:C6H12O6摩尔质量:180.16 g/mol密度:1.34别&&&&名
EINECS号:200-075-1
化学名:2,3,4,5,6-五羟基己醛,
:(2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-五羟基己醛
物理特性:白色晶体,易溶于水,味甜,熔点146℃,它的结构式如图:
结构简式:CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO,与果糖(CH2OH(CHOH)3COCH2OH)互为同分异构体
它是自然界分布最广泛的。葡萄糖含五个羟基,一个醛基,具有多元醇和醛的性质。
葡萄糖(Glucose)无色结晶或白色结晶性或颗粒性粉末;无臭,味甜,有吸湿性。易溶于水,在碱性条件下加热易分解。应密闭保存。口服后迅速吸收,进入人体后被组织利用,也可转化成糖原或脂肪贮存。正常人体每分钟利用葡萄糖的能力为每公斤体重6毫克。是一种能直接吸收利用,补充热能的碳水化合物,是人体所需能量的主要来源,在体内被氧化成二氧化碳和水,并同时供给热量,或以糖原形式贮存。能促进肝脏的解毒功能,对肝脏有保护作用。是生物体内最为常见的能源物资。⒈
α-D-葡萄糖在20摄氏度光时的比旋光度数值为+52.2。
在20摄氏度时单一的葡萄糖溶液最高为50%。
α-D-葡萄糖的比甜度为0.7。
葡萄糖的黏度随着的升高而增大。[1]⑴分子中的,有,能与反应:CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OH(水浴加热)→ CH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O ,被成铵。
⑵醛基还能被还原为。
⑶分子中有多个,能与发生。三维模型
⑷葡萄糖在生物体内发生,放出。
⑸葡萄糖能用淀粉在或的催化作用下制得。
⑹植物光合作用:6CO2+6H2O+叶绿素——C6H12O6+6O2。
⑺与新制反应方程式:
CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2-加热-&CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O↓+2H2O。
(8)葡萄糖在一定条件下分解成为水和二氧化碳。[2]白色结晶或颗粒状粉末。味甜,是的0.74倍。1g溶于约1ml水,约60ml。146~150℃。比旋光度[α]D+102.0°→47.9°(水中)。培养基。金属还原剂。滴定的形成剂。微量分析。测定全血。可直接被人体吸收。简写G,是。[3]葡萄糖验证:
⒈葡萄糖溶液与新制悬浊液反应生成砖红色沉淀。(浓度高时生成黄色沉淀)
CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2---加热→CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O↓+2H2O
注意事项:⑴ 新制2Cu(OH)2悬浊液要随用随配、不可久置。
⑵ 配制新制Cu(OH)2悬浊液时,所用NaOH溶液必须过量。银镜反应
⑶ 反应液必须直接加热至沸腾。
⑷ 葡萄糖分子中虽然含有醛基,但是d-葡萄糖中不含有醛基。
⒉葡萄糖与反应有
CH2OH(CHOH)4CHO+2[Ag(NH3)2OH](加热)→CH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
CAS No.:50-99-7
注意事项:⑴ 试管内壁必须洁净
⑵ 银氨溶液随用随配不可久置;
⑶ 加热,不可用灯直接加热;
⑷ 可加入氢氧化钠,以促进反应进行;
⑸ 银镜可用稀HNO3浸泡洗涤除去。
加热还原生成的银附着在试管壁上,形成银镜,所以,这个反应也叫。[4]阿洛酮糖(psicose,allulose);果糖(fructose);山梨糖(sorbose);塔格酮糖(tagalose)[5];肌醇(inositol)阿洛糖(allose);阿卓糖(altrose);甘露糖(mannose);古洛糖(gluose);艾杜糖(idose);半乳糖(galactose);塔罗糖(talose)[5]α-D-呋喃葡萄糖;
β-D-呋喃葡萄糖:
α-D-吡喃葡萄糖[6]:
β-D-吡喃葡萄糖[7]:
α-D-吡喃葡萄糖
D-葡萄糖的开链结构
β-D- 吡喃葡萄糖
GG-ROTAMER
GT-ROTAMER
TD-ROTAMER天然的葡萄糖,无论是游离的或是结合的,均属D构型,在水溶液中主要以吡喃式构形含氧环存在,为α和β两种构型的衡态混合物。
在常温条件下,可以α-D-葡萄糖的(含1个水分子)形式从过饱和的水溶液中析出晶体,熔点为80℃;而在50~115℃之间析出的晶体则为无水α-D-葡萄糖,熔点146℃。115℃以上析出的稳定形式则为β-D-葡萄糖,熔点为148~150℃。呋喃环形式的葡萄糖仅以结合状态存在于少数天然化合物中。
D-葡萄糖具有一般醛糖的化学性质:在氧化剂作用下,生成葡萄糖酸,葡萄糖二酸或葡萄糖醛酸;在还原剂作用下,生成;在弱碱作用下,葡萄糖可与另两种结构相近的六碳糖──果糖和甘露糖──三者之间通过烯醇式相互转化。葡萄糖还可与肼结合,生成葡萄糖脎,后者在结晶形状和熔点方面都与其他糖脎不同,可作为鉴定葡萄糖的手段。
大多数生物具有酶系统可分解D-葡萄糖以取得能量的能力。在活细胞中,例如哺乳动物的肌肉细胞或单细胞的酵母细胞中,葡萄糖先后经过不需氧的糖酵解途径、需氧的三羧酸循环以及生物氧化过程生成二氧化碳和水,释放出较多的能量,以ATP()形式贮存起来,供生长、运动等生命活动之需。在无氧的情况下,葡萄糖仅仅被分解生成或,释放出的能量少得多,酿酒是无氧分解的过程。工业上,用酸或水解淀粉制得的葡萄糖可用做食品、制酒、制药等生产的原料。葡萄糖很容易被吸收进入血液中,因此医院人员、运动爱好者以及平常人们常常使用它当作强而有力的快速能量补充。   葡萄糖加强记忆,刺激钙质吸收和增加细胞间的沟通。但是太多会提高胰岛素的浓度,导致肥胖和;太少会造成低血糖症或者更糟,休克(糖尿病昏迷)。葡萄糖对脑部功能很重要,葡萄糖的会受下列因素干扰:忧郁、躁郁、厌食和贪食。阿尔兹海默症病人纪录到比其他脑部功能异常更低的葡萄糖浓度,因而造成中风或其他的血管疾病。研究员发现在饮食补充75克的葡萄糖会增加记忆测验的成绩。   葡萄糖被吸收到中,会减少肝糖的分泌,导致肌肉和脂肪细胞增加葡萄糖的吸收力。过多的血液葡萄糖会在肝脏和脂肪组织中转换成脂肪酸和甘油三酸脂。几乎全部依赖的供应作为能源,一旦血糖下降到80毫克%时可能出现糖尿现象。
工业上葡萄糖由淀粉水解制得,60年代应用微生物酶法生产葡萄糖。这是一项重大革新,比酸水解法有明显的优点。在生产中原料不必精制,不需耐酸、耐压的设备,而且糖液无苦味,产糖率高。
葡萄糖在上主要用作注射用营养剂(葡萄糖注射液);
食品工业上葡萄糖经异构酶处理后可制造,尤其是含果糖42%的果葡糖浆,其甜度同蔗糖,已成为当前制糖工业的重要产品。
葡萄糖是生物体内新陈代谢不可缺少的营养物质。它的氧化反应放出的热量是生命活动所需能量的重要来源。
在食品、医药工业上可直接使用,在印染制革工业中作,在制镜工业和热水瓶胆镀银工艺中常用葡萄糖作。工业上还大量用葡萄糖为原料合成维生素C()。
药理作用:能补充体内水分和糖分,具有补充体液、供给能量、补充血糖、强心利尿、解毒等作用。
适应症:其5%溶液为等渗液,用于各种急性中毒,以促进毒物排泄;10%~50%为高溶液,用于低血糖症、营养不良,或用于心力衰竭、脑水肿、肺水肿等的治疗。
葡萄糖作为非处方药主要用于:⑴配制口服补盐液以调节体液,用于出汗、呕吐、腹泻引起的体液丢失。⑵口服给药用于身体虚弱、营养不良等以补充营养,或用于血糖过低者。
【不良反应】⑴胃肠道反应,如恶心、呕吐等,见于口服浓度过高过快时。⑵反应性低血糖。
葡萄糖是人体重要营养成分和主要的热量来源之一,每1克葡萄糖可产生4kcal(16.7kJ)热能。5%葡萄糖液虽系等渗液,但迅速被氧化成二氧化碳和水,因此主要用于补充水和糖分,而不是为了扩容。25%以上的高渗葡萄糖液静.葡萄糖为机体所需能量的主要来源,在体内被氧化成二氧化碳和水并同时供给热量,或以糖原形式贮存,能促进肝脏的解毒功能,对肝脏有保护作用。
脉推注后可提高血液渗透压,引起组织脱水并短暂利尿。另外,葡萄糖是维持和调节腹膜透析液和液渗透压的主要物质。相当部分葡萄糖输液用作静脉药物的稀释剂和载体.1.补充热能和体液,用于各种原因引起的进食不足或大量体液丢失(如、、重伤大失血等),全静脉营养,。
2.低血糖症。
3.高钾血症。与胰岛素合用,可促进钾转移入细胞内。
4.高渗溶液用作组织脱水剂,可用于脑水肿、肺水肿及降低眼内压,常与甘露醇等脱水药联合应用。
5.配制腹膜透析液临床上做糖尿病的诊断试验时,通常是测定空腹血糖。当静脉空腹血糖&5.0mmol/L,可排除糖尿病;当静脉空腹血糖&7.0mmol/L并且有临床症状时,则可以诊断为糖尿病;而当静脉空腹血糖在5.5~7.0mmol/L之间并且怀疑糖尿病时,就应该进一步做葡萄糖耐量试验——。OGTT试验是一种负荷试验,用以了解人体对进食葡萄糖后的血糖调节能力。通过OGTT试验,可以早期发现异常,早期诊断糖尿病。1、做OGTT试验前3天,不应该控制饮食,每天饮食中含量不应低于150克,并且维持正常活动。
2、影响本试验的药物(引起血糖升高或降低的药物)应停用。
3、试验前病人应10~14个小时不进食。
4、试验当日早晨空腹静脉取血后在5分钟之内饮入300毫升含75克葡萄糖的糖水,喝糖水后30分钟、1小时、2小时分别静脉取血一次,并留取做尿糖定性试验。整个试验中不可吸烟、喝、喝茶或进食,应安静地坐在椅子上。⒈当静脉空腹血糖&6.1mmol/L,OGTT两小时血糖&7.8mmol/L,说明人体对进食葡萄糖后的血糖调节能力正常,为糖耐量正常。
⒉当静脉血糖≥7.0mmol/L或OGTT两小时血糖≥11.1mmol/L,尿糖+~++++,说明人体处理进食后葡萄糖的能力明显降低,已达到糖尿病的诊断标准。
⒊当静脉空腹血糖&7.0mmol/L并且OGTT两小时血糖介于7.8~11.1mmol/L之间,说明人体对葡萄糖的调节能力轻度下降,已达到糖耐量低减的诊断标准。
⒋当静脉空腹血糖介于6.1~7.0mmol/L之间,且OGTT两小时血糖≤7.8mmol/L,说明人体对进食葡萄糖后的血糖调节能力,但对空腹血糖调节能力轻度减退,已达到的诊断标准。[8]在干燥的条件下,葡萄糖具有良好的,水溶液可经高压灭菌。过热可导致溶液的下降和焦糖化。
散装成品应在干燥、低温密闭容器中。口服葡萄糖(ORAL GLUCOSE)一般呈粉状,所以又称葡萄糖粉。
作为人体的基本和最基本的医药原料,该品的作用和用途十分广泛,既可直接应用于人体,又可用于食品加工和医药。它能迅速增加人体能量、耐力、可用作血糖过低、发烧、头晕虚脱、四肢无力及等症的补充液,对也有一定治疗作用。随着广大人民生活水平的提高,葡萄糖作为蔗糖的替代品应用于食品工业,为葡萄糖的应用开拓了更为广阔的领域。[9]葡萄糖在人体新陈代谢中起着重要作用,因此药典载有葡萄糖酸钙针剂、片剂、葡萄糖酸钾、葡萄糖酸铁等并在美国大量生产。在食品加工业非常发达的,食品添加剂证书上明确记载葡萄糖酸、葡萄糖酸-δ-内酯、葡萄糖酸锌、葡萄糖酸钙、葡萄糖酸亚铁、可作为食品添加剂,以葡萄糖为原料深加工,除可制造结晶的葡萄糖酸、葡萄糖酸-δ-内酯外,还可制造各种盐,如、、、、、、等人体必须的,人体缺少它,就会发生疾病,如缺铁就会引起,因铁是和肌红蛋白的组织部分,参与氧化和输送二氧化碳,过去治疗贫血,人体虽能吸收,但刺激胃肠,会引起一系列不良反应,故改用葡萄糖酸亚铁后,胃肠无明显反应,补铁效果良好,鉴于这种情况,国家规定,用葡萄糖酸的钾、钠、钙、锌、铜、铁、等作为人体营养强化剂及药用补充剂,此类药品均有很好的治疗效果。
长期的、科学合理的服用,对一个民族身体素质的提高是不言而喻的,据日本一资料统计,二战后日本青少年的平均身高增长了14.8cm,这与他们在食品、药品制造中科学合理的使用葡萄糖酸是密不可分的。在中国,大家熟知的葡萄糖酸钙的针剂、片剂和都具有重要的生理功能、治疗功能,“巨能钙”、“补铁口服液”热销全国就是一个充分的验证。小儿正常生长发育的营养素,以糖、及脂肪三大要素为最重要。糖类()是供应体内热量的主要来源。葡萄糖是一种单糖,进入体内可被直接利用。1~6个月的婴儿,食物中的糖类主要是乳糖和少许淀粉。4个月后含淀粉食物逐渐增加,到1岁时胃肠道消化淀粉的各种酶系统逐渐完善,能迅速将其水解为葡萄糖,并在吸收进入血液。吸收后可直接供给能量,或以糖原形式贮存,过量的可变成。
人体平时不进食葡萄糖,体内也不会缺乏葡萄糖,因此,平时不需补充。但当小儿在患病、拒食时,体质极度衰弱,为保证小儿基础代谢热量的需要,短时喂以葡萄糖,是可取的,有时静脉输给葡萄糖,就是这个道理。但认为葡萄糖营养价值高,过多过久的给予喂哺,而忽略其他食品供给,可影响小儿食欲,并且由于蛋白质及其它得不到补充,会导致生长迟缓,严重反复感染、营养不良等。还会因血糖升高,引起一过性糖尿,而发生口渴、多饮多尿症状。
小儿消化道产生其他消化酶的腺体被废弃不用,长久会导致萎缩,消化功能更加下降,使之更不能进食其他类食物。正常小儿应尽量让其多吃淀粉类食物,练习,以促进腺的分泌,增强食欲及消化功能,并有利于颌面骨及的发育。[10]⑴、静注高渗时应注意药液有无漏出外,以免引起,在同一部位连续注射5%-10%浓度的药液时也可发生同一并发症。
⑵、治疗脑使用高渗溶液时如突然停药,容易发生反跳现象并致使脑水肿再度发生,故不可突然停药,而应缓缓减量直至停用。
⑶、不宜做,以免引起皮下坏死。
⑷、颅内或膜内出血以及病人谵妄时,均禁止使用高渗注射液,以免发生意外。[11]方法名称:右旋糖酐40—葡萄糖的测定—氧化还原滴定法。
应用范围:该方法采用滴定法测定右旋糖酐40葡萄糖注射液中葡萄糖的含量。
该方法适用于右旋糖酐40葡萄糖注射液。
方法原理:供试品精密加碘滴定液后,边振摇边滴加滴定液,在暗处放置30分钟,加稀硫酸,用滴定液滴定,至近终点时,加淀粉指示液继续滴定至蓝色消失,并将滴定结果用右旋糖酐40作空白试验校正,根据滴定液使用量,计算葡萄糖的含量。
2、碘滴定液(0.05mol/L)
4、氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)
6、硫酸滴定液(0.5mol/L)
7、硫代硫酸钠滴定液(0.1mol/L)
10、淀粉指示液
11、指示液
12、甲基红-溴甲酚绿混合指示液
14、基准邻苯二氢钾
15、基准无水碳酸钠
试样制备:1.碘滴定液(0.05mol/L)
配制:取碘13.0g,加碘化钾36g与水50mL溶解后,加盐酸3滴与水适量使成1000mL,摇匀,用垂熔玻璃滤器滤过。
标定:取在105℃干燥至恒重的基准三氧化二砷约0.15g,精密称定,加氢氧化钠滴定液(1mol/L)10mL,微热使溶解,加水20mL与甲基橙指示液1滴,加硫酸滴定液(0.5mol/L)适量使黄色转变为粉红色,再加碳酸氢钠2g、水50mL与淀粉指示液2mL,用本液滴定至溶液显浅蓝紫色。每1mL碘滴定液(0.05mol/L)相当于4.946mg的三氧化二砷。根据本液的消耗量与三氧化二砷的取用量,算出本液的浓度。
氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)
配制:取氢氧化钠适量,加水振摇使溶解成饱和溶液,冷却后,置塑料瓶中,静置数日,澄清后备用。取澄清的氢氧化钠饱和溶液5.6mL,加新沸过的冷水使成1000mL,摇匀。
标定:精确称取在105℃干燥至恒重的基准邻苯二甲酸氢钾约0.6g,加新沸过的冷水50mL,振摇,使其尽量溶解,加酚酞指示液2滴,用本液滴定,在接近终点时,应使邻苯二甲酸氢钾完全溶解,滴定至溶液显粉红色。每1mL氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)相当于20.42mg的邻苯二甲酸氢钾。根据本液的消耗量与邻苯二甲酸氢钾的取用量,算出本液的浓度。
贮藏:置聚乙烯塑料瓶中,密封保存;塞中有2孔,孔内各插入玻璃管1支,1管与钠管相连,1管供吸出本液使用。
甲基橙指示液
取甲基橙0.1g,加水100mL使溶解。
硫酸滴定液(0.5mol/L)
配制:取硫酸30mL,缓缓注入适量水中,冷却至室温,加水稀释至1000mL,摇匀。
标定:取在270~300℃干燥至恒重的基准无水碳酸钠约1.5g,精密称定,加水50mL使溶解,加甲基红-溴甲酚绿混合指示液10滴,用本液滴定至溶液由绿色转变为紫红色时,煮沸2分钟,冷却至室温,继续滴定至溶液由绿色变为暗紫色。每1mL硫酸滴定液(0.5mol/L)相当于53.00mg的无水碳酸钠。根据本液的消耗量与无水碳酸钠的取用量,算出本液的浓度。
硫代硫酸钠滴定液(0.1mol/L)
配制:取硫代硫酸钠26g与无水碳酸钠0.20g,加新沸过的冷水适量使溶解成1000mL,摇匀,放置1个月后滤过。
标定:取在120℃干燥至恒重的基准重铬酸钾0.15g,精密称定,置碘瓶中,加水50mL使溶解,加碘化钾2.0g,轻轻振摇使溶解,加稀硫酸40mL,摇匀,密塞,在暗处放置10分钟后,加水250mL稀释,用本液滴定至近终点时,加淀粉指示液3mL,继续滴定至蓝色消失而显亮绿色,并将滴定结果用空白试验校正。每1mL硫代硫酸钠滴定液(0.1mol/L)相当于4.903mg的重铬酸钾。根据本液的消耗量与重铬酸钾的取用量,算出本液的浓度。
室温在25℃以上时,应将反应液及稀释用水降温至约20℃。
取57mL,加水稀释至1000mL。
淀粉指示液
取可溶性淀粉0.5g,加水5mL搅匀后,缓缓倾入100mL沸水中,随加随搅拌,继续煮沸2分钟,放冷,倾取上层清液,即得,本液应临用新制。
酚酞指示液
取酚酞1g,加乙醇100mL使溶解。
甲基红-溴甲酚绿混合指示液
取0.1%甲基红的乙醇溶液20mL,加0.2%溴甲酚绿的乙醇溶液30mL,摇匀。
操作步骤:精密量取供试品2mL,置具塞锥形瓶中,精密加碘滴定液(0.05mol/L)25mL,边振摇边滴加氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)50mL,在暗处放置30分钟,加稀硫酸5mL,用硫代硫酸钠滴定液(0.1mol/L)滴定,至近终点时,加淀粉指示液2mL,继续滴定至蓝色消失,并将滴定结果用0.12g(6%规格)或0.20g(10%规格)的右旋糖酐40作用白试验校正。每1mL碘滴定液(0.05mol/L)相当于9.909mg的C6H12O6·H2O。
注:“精密称取”系指称取重量应准确至所称取重量的千分之一。“精密量取”系指量取体积的准确度应符合国家标准中对该体积移液管的精度要求。[12]
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