2 Вопрос

Углеводы (сахариды)- органические вещества с общей формулой Сn (H2O)n.

Наиболее богаты углеводами растительные клетки (90% от массы), в животной клетке углеводы содержатся в количестве 2- 5 %.

Углеводы делят на: моносахариды, дисахариды и полисахариды.

Моносахариды (простые сахара)- сладкие, бесцветные, хорошо растворимые - подразделяют в зависимости от числа углеродных атомов в молекуле на:

- триозы ( 3 атома –С- ) глицерин

- тетрозы (4-) эритроза

- пентозы (5-) рибоза

- гексозы (6-) глюкоза

Окисление 1г глюкозы дает 17,1 кДж энергии.

Дисахариды состоят из двух моносахарид, соедененных гликозидной связью (сахароза, лактоза, мальтоза). Хорошо растворяются в воде.

Полисахариды - высокомолекулярные углеводы, состоящие из большого числа моносахаридов; линейная или разветвленная структура, несладкие, плохо растворимые.

- крахмал- главный резервный полисахарид растений.

- гликоген - в тканях человека и животных, играет важную роль в превращениях углеводов в клетках.

- клетчатка – основной структурный полисахарид клеточных оболочек растений.

Функции углеводов:

1. Энергетическая - основная функция. При сжигании простых сахаров организм получает основную часть необходимой ему энергии. При окислении 1г углеводов освобождается 17, 6 кДж энергии.

2. Запасающая- крахмал и гликоген играют роль источников глюкозы, высвобождая ее по мере необходимости.

3. Опорно- строительная- эту функцию выполняет целлюлоза ( образует клеточную стенку растений), хитин (из него построен панцирь насекомых), различные олиго- и полисахариды, образующие клеточную стенку бактерий.

4. Сигнальная.

УГЛЕВОДЫ - органические соединения, состоящие из оной или нескольких молекул простых сахаров.

Сn(H2O)n – общая формула, где n не меньше трех.

Соотношение водорода и кислорода в формуле углеводов аналогично их соотношению в молекуле воды, отсюда и их название.

Наиболее богаты углеводами растительные клетки, в которых содержание сахаридов достигает в некоторых случаях 90% от сухой массы (клубни картофеля, семена), в животной клетке углеводы содержатся в количестве 2 – 5 %.

Все углеводы подразделяются на три группы: моносахариды, дисахариды и полисахариды. Несколько молекул моносахаридов, соединяясь между собой с выделением воды, образуют молекулу полисахарида, полимера:

Моносахариды (простые сахара) подразделяют в зависимости от числа углеродных атомов в молекуле на:

- триозы ( 3 атома углерода )

- тетрозы (4 атома углерода)

- пентозы (5 атомов углерода)

- гексозы (6 атомов углерода)

Из триоз большое значение имеют глицерин и его производные (молочная и пировиноградная кислоты). Из тетроз – эритроза. К пентозам относятся рибоза и дезоксирибоза, входящие в состав РНК и ДНК. Среди гексоз наибольшее значение для живых организмов имеют глюкоза, фруктоза, и галактоза, их общая формула С6Н12О6.

Моносахариды – бесцветные вещества, сладкие на вкус, хорошо растворимые в воде. Они являются основным источником энергии в клетке. Окисление 1г глюкозы дает 17, 1 кДж энергии.

Дисахариды, олигосахариды состоят из двух моносахарид, соедененных гликозидной связью. К ним относятся сахароза, лактоза и мальтоза. Хорошо растворяются в воде, обладают сладким вкусом. Молекулы этих углеводов образованы двумя моносахаридами: сахароза состоит из глюкозы и фруктозы, а молочный сахар – из глюкозы и галактозы.

Полисахариды - высокомолекулярные углеводы, состоящие из большого числа моносахаридов;

Их молекулярная масса велика, молекулы имеют линейную или разветвленную структуру. В функциональном отношении различают полисахариды резервного и структурного назначения.

Нерастворимый в холодной воде крахмал – главный резервный полисахарид растений; содержится в большом количестве в клубнях картофеля, плодах, семенах. Гликоген – полисахарид, содержащийся в тканях тела человека и животных, а также в грибах и дрожжах,- играет важную роль в превращениях углеводов в клетках.

Клетчатка (целлюлоза) – основной структурный полисахарид клеточных оболочек растений. В ней содержится почти 50 % всего углерода биосферы.

Высокомолекулярные полисахариды – несладкие, плохо растворимы в воде. Подразделяются на гомо – и гетерополисахариды. Первые состоят из моносахаридов только одного вида; вторые – из моносахаридов разных типов и их производных. Комплексы с белками имеют название гликопротеиды, с жирами – гликолипиды.

Известны также соединения, относящиеся к углеводам, состав которых не соответствует общей формуле, например сахар рамноза С₆Н₁₂О₅.

Углеводы являются очень распространенными природными соединениями, входят в состав растений и живых организмов. В растениях они образуются в результате фотосинтеза:

n CO₂+m H₂O + свет = C n(H₂O) m+ n O₂

Функции углеводов:

1. Энергетическая: углеводы необходимы для всех форм активности клетки (движение, биосинтез, деление и т.д. )

При расщеплении одного грамма углевода освобождается 17,6 кДж.

2. Структурная : участие в построении мембран клеток всех органов и тканей.

3. Сигнальная: (гликопротеид) реагируют на очень слабые раздражения.

4. В растениях полисахариды выполняют и опорную функцию.

Отдельные представители:

ГЛЮКОЗА (виноградный сахар): С₆Н₁₂О₆ – это белое кристаллическое вещество, сладкое на вкус, хорошо растворимое в воде. Глюкоза содержится в растительных и живых организмах, в особенности велико её содержание в виноградном соке, в мёде, в спелых фруктах и ягодах.

Глюкоза – ценное питательное вещество, при её окислении в тканях освобождается энергия, необходимая для нормальной жизнедеятельности организмов :

С₆Н₁₂О₆ + 6 СО₂→ 6СО₂ + 6Н₂О

Глюкоза применяется в медицине для приготовления лечебных препаратов, консервирования крови, внутривенного вливания и т.д. В кондитерском производстве, в производстве зеркал и игрушек (серебрение). Ею пользуются при покраски и аппретирования тканей и кожи.

ФРУКТОЗА – изомер глюкозы, содержится вместе с глюкозой в сладких плодах и мёде. Она слаще глюкозы и сахарозы.

САХАРОЗА – (свекловичный или тростниковый сахар) – С₁₂Н₂₂О₁₁ большое содержание сахарозы в сахарной свекле и в стеблях сахарного тростника, в соке березы, клёна, во многих плодах и овощах.

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆

Сахароза глюкоза фруктоза

КРАХМАЛ (С₆Н₁₀О₅)n – безвкусный белый порошок, нерастворимый в холодной воде. В горячей набухает, образуя клейстер.

Наиболее богаты крахмалом : зерно злаков таких как рис ( 86%), пшеница (75%), кукуруза (72%), картофель (24%)

(С₆Н₁₀О₅) n + nН₂О → nС₆Н₁₂О₆

Крахмал является основным углеводом пищи человека – хлеб, крупы, картофель. В медицине на его основе готовят мази, присыпки.

ЦЕЛЛЮЛОЗА (клетчатка) находится в стенках растительных клеток. В древесине (60%), в вате и фильтровальной бумаге(90%) : (С₆Н₁₀О₅)n или (С₆Н₇О₂(ОН)₃)n

Из целлюлозы получают хлопок, лен, пеньку, ткань, бумагу, шелк, пластмассу, кинопленку, порох, лак и т. д.

Участие в процессах метаболизма.

Углеводы в организме играют энергетическую роль. Большая часть всасываемой из кишечника глюкозы поступает в печень и превращается в гликоген. Гликоген обеспечивает нормальный уровень глюкозы в крови. Гликоген печени – это запасной углевод. По мере убыли глюкозы в крови происходит расщепление гликогена и поступление глюкозы в кровяное русло. Благодаря этому сохраняется относительное постоянство содержания глюкозы в крови 80-120 мг. Уменьшение уровня сахара в крови - гипогликемия, гипергликемия – увеличение. При употреблении основного углевода в пище уровень сахара в крови не меняется, так как расщепление крахмала происходит долго, и образующаяся глюкоза всасывается медленно. При употреблении в пищу большого количества сахара или глюкозы, уровень сахара в крови повышается. Это называется Пищевая гликемия. Избыток сахара выводится с мочой, т.е. в моче появляется глюкоза – гликозурия. При нарушении внутренней секреции поджелудочной железы, развивается сахарный диабет, при которой уровень сахара в крови стойко повышается. При гипогликемии наступают судороги, потеря сознания, изменение работы сердца. Все эти явления исчезают при появлении в кровь глюкозы или употребление сахара. Гликоген также откладывается в мышцах. При работе мышц происходит усиленное расщепление гликогена и поступление глюкозы в кровь. Распад углеводов в организме происходит без кислорода – анаэробный гликолиз и путем окисления – аэробный гликолиз. При расщеплении углеводов происходит фосфорилирование и образование молекул АТФ запасающих энергию. Окислительное фосфорилирование значительно выгодно, чем анаэробное т.к. при окислении образуется 38 молекул АТФ на 1 молекулу глюкозы. А при анаэробном гликолизе только 2 молекулы АТФ. Углеводы могут образовываться из жиров и белков.

Самостоятельная работа по биологии