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由于葡萄糖在生物体中的重要地位，了解其化学组成和结构成为19世纪有机化学的重要课题。1884年，埃米尔·费歇尔Fischer开始研究糖类 。 当时所知的单糖只有4种：两种已醛糖 （葡萄糖、半乳糖）、两种已酮糖 （果糖 、 山梨糖），它们具有相同的分子式C6H12O6，慕尼黑大学的化学家吉连尼 ( H . iKhani ) 初步探明葡萄糖和半乳糖是直链的五羟基醛，果糖和山梨糖是直链的五羟基酮。

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（三磷酸腺苷）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乳酸或乙醇,释放出的能量少得多，酿酒是无氧分解的过程。工业上，用酸或酶水解淀粉制得的葡萄糖可用做食品、制酒、制药等工业生产的原料。

临床上做的诊断试验时，通常是测定静脉空腹血糖。当静脉空腹血糖<5.0mmol/L，可排除；当静脉空腹血糖>7.0mmol/L并且有临床症状时，则可以诊断为；而当静脉空腹血糖在5.5～7.0mmol/L之间并且怀疑时，就应该进一步做葡萄糖耐量试验——OGTT。OGTT试验是一种口服葡萄糖负荷试验，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，可以早期发现糖代谢异常，早期诊断。