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简答题纤维素和淀粉都是由1→4糖苷键连接的D―葡萄糖聚合物，相对分子质量也相当，但它们在物理性质上有很大的不同，请问是什么结构特点造成它们在物理性质上的如此差别？解释它们各自性质的生物学优点。
  • 淀粉是葡萄糖聚合物，既有α→1，4糖苷键，也有α→1，6糖苷键，为多分支结构。直链淀粉分子的空间构象是卷曲成螺旋形的，每一回转为6个葡萄糖基，淀粉在水溶液中混悬时就形成这种螺旋圈。支链淀粉分子中除有α-（1，4）糖苷键的糖链外，还有α-（1，6）糖苷键连接的分支处，每一分支平均约含20～30个葡萄糖基，各分支也都是卷曲成螺旋。螺旋构象是碘显色反应的必要条件。碘分子进入淀粉螺旋圈内，糖游离羟基成为电子供体，碘分子成为电子受体，形成淀粉碘络合物，呈现颜色。其颜色与糖链的长度有关。当链长小于6个葡萄糖基时，不能形成一个螺旋圈，因而不能呈色。当平均长度为20个葡萄糖基时呈红色，红糊精、无色糊精也因而得名。大于60个葡萄糖基的直链淀粉呈蓝色。支链淀粉相对分子质量虽大，但分支单位的长度只有20～30个葡萄糖基，故与碘反应呈紫红色。纤维素虽然也是由D-吡喃葡萄糖基构成，但它是以β-（1，4）糖苷键连接的一种没有分支的线性分子，它不卷曲成螺旋。纤维素分子的链与链间，能以众多氢键像麻绳样拧在一起，构成坚硬的不溶于水的纤维状高分子（也称纤维素微晶束），构成植物的细胞壁。人和哺乳动物体内没有纤维素酶（cellulase），因此不能将纤维素水解成葡萄糖。虽然纤维素不能作为人类的营养物，但人类食品中必须含纤维素。因为它可以促进胃肠蠕动、促进消化和排便。

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