探索生命《生物學》2
1. 碳水化合物由碳、氫、氧組成。在碳氫化合物分子，氫與氧的比例是2：1，跟水分子的比例一樣。此外，碳水化合物中經常有「－CH2O」原子群，它的構造如下：
2. 有些碳水化合物是大型的分子複合物，例如澱粉和纖維素。如同大部分的大型分子，碳水化合物由許多構造更簡單的原子群組成，同樣的原子群反覆連接構成碳水化合物。
3. 因此要瞭解更複雜的化合物，第一步必須先瞭解組成它們的次級單位－特定組合的簡單原子群，稱為單體mononers。
徐弘毅注：社會是由個人組成，而個人又組成各種家庭小團體，所以要瞭解社會必須瞭解家庭的結構「單體」，與各種家庭變形而來的組織（例如教會、廟會）具有的性質，也就是研究「衍生物」的性質。
同樣的，我們要瞭解一個大型動物或植物的行為，必須先瞭解構成他們的基本單位「碳水合化物」的性質，它們是是構成有機體的「單體」。
4. 構成碳水化合物建築體的基本磚塊是簡單的醣分子，稱為單醣monosaccharides。單醣分子的碳鏈有長有短，從3碳到6碳或者更多。
5. 雖然三碳醣與五碳醣在生化反應上扮演重要的角色，六碳醣－主要是「葡萄糖glucose」和「果醣fructos」－才是碳水化合物的主要結構材料。因為所有六碳醣的氫、氧比例都一樣，因此它們的分子化學式也一樣，都是：C6H12O6。換句話說，各種六碳醣彼此都是的異構物。
6. 葡萄糖是多數細胞的能量來源，葡萄糖經常用來快速補充運動員的能量。果醣，許多水果都含有果醣。葡萄糖和果醣只有一點點不同，但是那這一點點差異性十分明顯。
7. 所有直鍊的醣類都帶有C＝O原子群。
u 如果氧的雙鍵（＝O）連接的是碳鍊的最尾巴的那個碳，那麼尾端原子組合「COH」稱為aldehyde group醛原子群。
u 如果氧的雙鍵（＝O）連接的是直鍊中間的某一個碳，那麼連接點的原子組合「C＝O」稱為ketone group酮原子群。如表
8. 「C＝O」位置的差異就是葡萄醣分子與果醣分子的主要區別；葡萄醣分子是醛醣，果醣分子是酮醣。
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9. 因為這小小的結構差異，葡萄醣與果醣這二個原子組成完全一樣的六碳醣擁有非常不同的性質；它們在某些生化反應的行為也不同，事實上它們嚐起來味道也不同。
10. 在單醣分子中，除了用雙鍵連接氧「＝O」的那個「碳C」，其餘所有的碳原子都連接著氫氧基－OH。
u 擁有「碳」與「氫氧基」連接特徵的化合物稱為「醇alcohol」。因此「氫氧基」被稱為「醇」的「官能基」。
u 特別留意，「氫氧基－OH」與鹼的「氫氧根離子OH－」不同。「氫氧根離子OH－」已經離子化了，但是氫氧基「氫氧基－OH」沒有，氫氧基與碳之間的化學鍵是堅固的共價鍵。
11. 氫氧基是有極性的，所以醣十分容易與水形成氫鍵，也因此醣是可溶的。不論是在咖啡、茶或活細胞的液態環境，醣都十分容易溶解。
12. 活的有機體系統內的醣很少是直鍊的。舉例來說，葡萄糖通常會捲成5個碳與1個氧的環，並且還有一個碳突出於環變成側鍊。
徐弘毅注：為什麼活的有機體系統內的醣分子很少是直鍊的？因為不論是植物或動物身體內的液體都需要流動來交換養分或帶走廢棄物，流動的狀態下，分子互相碰撞、推擠，使本來是直的葡萄醣分子被揉成一團，而變成環狀的醣分子。
13. 無庸置疑地，葡萄糖在生物的化學反應中扮演非常重要的角色。有許多種六碳單醣被轉換成葡萄糖，也有許多六碳醣由葡萄糖合成。許多其他種類的有機化合物，例如蛋白質，也能轉換成葡萄糖或者用葡萄糖當素材合成。
14. 有許多種單醣衍生物含有碳、氫與氧以外的元素。舉例來說，葡萄醣衍生物葡萄醣胺glucosamine是葡萄糖原始架構的其中1個碳的氫氧基被胺基amino group（－NH2）取代；而葡萄醣-6-磷酸glucose-6-phosphate是葡萄醣分子的其中一個氫氧基的氫被磷酸基phosphate group（－PO3－2）取代。
15. 這些單醣衍生物對活體細胞十分重要：胺醣與某些蛋白質結合形成細胞膜，葡萄糖分子內的化學鍵斷裂、釋放能量之前，必須先轉換成葡萄糖-6-磷酸glucose-6-phosphate。
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