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（一）碳水化物的主要生理意义
1、供给能量 人体热能的来源主要是依赖食物中碳水化物，每克碳水化物在体内可以提供16.8KJ（4kcal）能量。
2、构成细胞和组织的成分 机体每个细胞都有碳水化物，其含量约为2%～10%，主要以糖脂、糖蛋白和多糖的形式分布在细胞膜、细胞器膜、细胞浆及细胞间质中。糖结合物还广泛存在于各种组织中，如脑和神经组织中含有大量糖脂，主要分布在髓鞘上，骨、软骨、肌腱、韧带、关节、皮肤、血管中有较多蛋白多糖。
（1）作为细胞识别的标志，细胞和细胞是能相互识别的，如果将不同脏器的细胞放在同一个培养皿内，它们各自集中在一起；如将一个人的器官移植到另一个人身上去，会受到接受者的白细胞的排斥和破坏。细胞间的识别主要是膜上糖链的不同。
（2）有抗原作用，有些低聚糖具有抗原作用。如决定血型分类的是红细胞膜上糖蛋白和糖脂的低聚糖末端的分子，这种糖链有14个单糖组成，A型血者是最末端是一个N—乙酰氨基半乳糖，B型血者是半乳糖，AB型血者这两种抗原链都有，O型血者没有这两种单糖分子，其链上只有13个单糖分子。肿瘤细胞上也有能起护原作用的糖链，能在人体产生抗体。随着分子生物学和医学的进步，这类抗原抗体的反应，很有可能用于癌症的治疗。
（3）控制细胞膜的通透性，伸出在细胞膜外的糖链和其他极性基团，能控制水分、无机离子和小分子有机物的移动和进入细胞内。
（4）起润滑作用，关节腔内有大量透明质酸，是关节活动的润滑剂；呼吸道的糖蛋白有防止支气管和肺泡上皮干燥，保护呼吸道免受气体和微生物侵入的作用；生殖系统的糖蛋白有润滑和利于精子运动，保护胚胎的作用。
（5）细胞间粘着中发挥作用，细胞和细胞可粘着在一起。粘着方式有两种:① 直接粘着。细胞表面有糖苷转移酶和糖脂或糖蛋白，这个酶可将一个细胞膜上的糖加到另一个细胞的糖链或糖蛋白上，使两个细胞粘连在一起；② 通过细胞间基质中的糖蛋白如CSP糖蛋白，半乳糖蛋白等使两个细胞结合；③ 细胞的接触抑制。正常细胞在培养时。增加到一定密度就不再生长，此种接触抑制作用与细胞表面的糖链有很大关系。
3、解毒作用 肝中的葡萄糖醛酸能结合一些外来化合物以及细菌产生的毒素等，排出体外，起解毒作用。
4、节约蛋白质作用 如前所述，食物中碳水化合物不足，机体就不得不从蛋白质取得能量，如果要最大限度地把氨基酸用于合成蛋白质，在摄取蛋白的同时一定要有足够的碳水化物供给。
5、保证脂肪的充分氧化 机体碳水化物不足时要动用脂肪来供能，但如脂肪动用过多，其分解代谢中的中间产物酮体不能被完全氧化，从而引起酸中毒。膳食中足够的碳水化物可保证这种情况不会发生。
（二） 具有特殊生理意义的单糖
1、葡萄糖 人类脑的功能完全依赖葡萄糖分解过程中产生的能量，并且不论血液中葡萄糖浓度如何，在单位时间内需要恒定量的葡萄糖供给。因此膳食中必需及时供给碳水化物以分解成葡萄糖，维持正常的血液浓度。
2、乳糖 乳糖存在于乳类及制品，对婴儿的营养十分重要。乳糖在肠道可以促进双岐乳酸杆菌的生长，有利于杀灭致病菌。母乳中乳糖量较高，因此母乳喂养婴儿较少腹泻。乳糖还可促进膳食钙等矿物质吸收。
3、有些单糖参与构成重要的生命物质，如核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）中含有D—核糖（五碳醛糖），糖蛋白中含氨己糖等。
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