下列何者為結構型多醣（ structural polysaccharide ）而非儲存型多醣（ storage polysaccharide ）？

本題觀念：

本題考查生物化學中多醣體（Polysaccharides）的功能性分類。多醣體主要依據其生物功能分為兩大類：

1. 儲存型多醣（Storage Polysaccharides）：作為生物體的能量儲備，通常由 $\alpha$-葡萄糖（$\alpha$-glucose）組成，結構呈螺旋狀或高度分支，易於酵素水解以釋放能量。
2. 結構型多醣（Structural Polysaccharides）：作為細胞或生物體的支架與保護結構，通常由 $\beta$-葡萄糖（$\beta$-glucose）或其他修飾單醣組成，結構呈直鏈狀並形成堅固的纖維（纖維素）或片狀結構，不易被一般生物酵素分解。

選項分析

• A. Cellulose（纖維素）：正確。
  • 分類：結構型多醣。
  • 結構：由 D-葡萄糖以 $\beta(1\to4)$ 糖苷鍵連接而成的直鏈聚合物。
  • 功能：植物細胞壁（cell wall）的主要成分，提供植物細胞剛性與機械支撐力。由於 $\beta$ 鍵結讓分子鏈伸展平直，鏈與鏈之間形成強大的氫鍵網絡，使其具有高度的抗拉強度且不溶於水。
• B. Amylose（直鏈澱粉）：錯誤。
  • 分類：儲存型多醣（澱粉的成分之一）。
  • 結構：主要由 D-葡萄糖以 $\alpha(1\to4)$ 糖苷鍵連接，形成螺旋狀結構。
  • 功能：植物體內儲存能量的形式。
• C. Amylopectin（支鏈澱粉）：錯誤。
  • 分類：儲存型多醣（澱粉的成分之一）。
  • 結構：主鏈為 $\alpha(1\to4)$ 連結，並具有約每 24-30 個葡萄糖單元出現一次的 $\alpha(1\to6)$ 分支。
  • 功能：植物體內儲存能量的形式。
• D. Glycogen（肝醣）：錯誤。
  • 分類：儲存型多醣。
  • 結構：與支鏈澱粉相似，但分支更為密集（約每 8-12 個葡萄糖單元即有一個 $\alpha(1\to6)$ 分支）。
  • 功能：動物體內（主要在肝臟與肌肉）儲存能量的主要形式。

答案解析

題目要求選出「結構型多醣」。在四個選項中，Cellulose（纖維素） 是唯一利用 $\beta$ 鍵結形成堅固纖維結構以支撐植物細胞壁的多醣；其餘三者（Amylose, Amylopectin, Glycogen）皆利用 $\alpha$ 鍵結形成螺旋或顆粒狀結構，用於儲存葡萄糖以供代謝使用。故答案為 A。

核心知識點

考生應熟記以下多醣體的鍵結型態與對應功能：

1. 結構型多醣 (Structural)：

   • Cellulose (纖維素)：植物細胞壁。由 $\beta(1\to4)$ 連結。
   • Chitin (几丁質)：昆蟲外骨骼、黴菌細胞壁。由 N-乙醯葡萄糖胺 (GlcNAc) 經 $\beta(1\to4)$ 連結。
   • Glycosaminoglycans (GAGs)：細胞外基質成分（如玻尿酸）。

2. 儲存型多醣 (Storage)：

   • Starch (澱粉)：植物儲能。包含 Amylose ($\alpha 1\to4$) 與 Amylopectin ($\alpha 1\to4$ + $\alpha 1\to6$ 分支)。
   • Glycogen (肝醣)：動物儲能。結構似 Amylopectin 但分支更密集 ($\alpha 1\to4$ + $\alpha 1\to6$ 分支)。

記憶口訣：$\alpha$ 鍵結通常較鬆散、易水解（適合儲存）；$\beta$ 鍵結通常形成平面或纖維、抗水解（適合結構）。

參考資料

1. Polysaccharides: Structure and Function - Britannica
2. Starch & Glycogen vs Cellulose - SaveMyExams
3. Carbohydrates - Biochemistry LibreTexts