Углеводы
План:
1.Классификация
1.1.Моносахариды
1.2.Дисахариды
1.3.Полисахариды
2.Пространственная изомерия
3.Биологическая роль
4. Биосинтез
5.Обмен
6.Важнейшие источники
7.Список наиболее распространенных углеводов
Органические вещества
Содержат карбонильную группу и несколько гидроксильных групп.
Источником углеводов для всех живых организмов является процесс
фотосинтеза , осуществляемый растениями.
Углеводы
Название класса соединений происходит от слов «гидраты углерода», оно было впервые предложено К. Шмидтом в 1844 году.
Соединения этого класса составляют около 80 % сухой массы растений и 2—3 % массы животных.
Являются неотъемлемым компонентом клеток и тканей всех живых организмов.
Классификация
Углеводы
Моносахариды
Полисахариды
Дисахариды
Глюкоза
Сахароза
Крахмал
Гликоген
Рибоза
Мальтоза
Лактоза
Фруктоза
Целлюлоза
Моносахариды
Простейшие углеводы, не гидролизующиеся с образованием более простых углеводов — обычно представляют собой бесцветные, легко растворимые в воде, плохо — в спирте и совсем нерастворимые в эфире, твёрдые прозрачные органические соединения одна из основных групп углеводов, самая простая форма сахара. Водные растворы имеют нейтральную pH. Моносахарид, у которого карбонильная группа расположена в конце цепи, представляет собой альдегид и называется альдоза . При любом другом положении карбонильной группы моносахарид является кетоном и называется кетоза . В зависимости от длины углеродной цепи (от трёх до десяти атомов) различают триозы , тетрозы , пентозы , гексозы , гептозы и так далее. Среди них наибольшее распространение в природе получили пентозы и гексозы . В природе в свободном виде наиболее распространена D-глюкоза (C6H12O6) — структурная единица многих дисахаридов (мальтозы, сахарозы и лактозы) и полисахаридов (целлюлоза, крахмал). Другие моносахариды, в основном, известны как компоненты ди-, олиго- или полисахаридов и в свободном состоянии встречаются редко.
Глюкоза
Фруктоза
Рибоза
Дисахариды
Дисахари́ды (от di — два, sacchar — сахар) — сложные органические соединения, одна из основных групп углеводов, при гидролизе каждая молекула распадается на две молекулы моносахаридов, являются частным случаем олигосахаридов. По строению дисахариды представляют собой гликозиды, в которых две молекулы моносахаридов соединены друг с другом гликозидной связью, образованной в результате взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных или одной полуацетальной и одной спиртовой). В зависимости от строения дисахариды делятся на две группы: восстанавливающие и невосстанавливающие. Например, в молекуле мальтозы у второго остатка моносахарида (глюкозы) имеется свободный полуацетальный гидроксил, придающий данному дисахариду восстанавливающие свойства. Дисахариды наряду с полисахаридами являются одним из основных источников углеводов в рационе человека и животных.
Сахароза
Мальтоза
Лактоза
Полисахариды
Полисахари́ды — общее название класса сложных высокомолекулярных углеводов, молекулы которых состоят из десятков, сотен или тысяч мономеров — моносахаридов. С точки зрения общих принципов строения в группе полисахаридов возможно различить гомополисахариды, синтезированные из однотипных моносахаридных единиц и гетерополисахариды, для которых характерно наличие двух или нескольких типов мономерных остатков.
Полисахариды необходимы для жизнедеятельности животных и растительных организмов. Это один из основных источников энергии организма, образующейся в результате обмена веществ. Полисахариды принимают участие в иммунных процессах, обеспечивают сцепление клеток в тканях, являются основной массой органического вещества в биосфере.
Крахмал
Целлюлоза
Гликоген
Пространственная изомерия
Изомерия (от др.-греч. ἴσος — равный, и μέρος — доля, часть) — существование химических соединений (изомеров), одинаковых по составу и молекулярной массе, различающихся по строению или расположению атомов в пространстве и, вследствие этого, по свойствам.
Стереоизомерия моносахаридов: изомер глицеральдегида у которого при проецировании модели на плоскость ОН-группа у асимметричного атома углерода расположена с правой стороны принято считать D-глицеральдегидом, а зеркальное отражение — L-глицеральдегидом. Все изомеры моносахаридов делятся на D- и L- формы по сходству расположения ОН-группы у последнего асимметричного атома углерода возле СН2ОН-группы (кетозы содержат на один асимметричный атом углерода меньше, чем альдозы с тем же числом атомов углерода). Природные гексозы — глюкоза, фруктоза, манноза и галактоза — по стереохимической конфигурациям относят к соединениям D-ряда.
Биологическая роль
1.Структурная и опорная функции . Углеводы участвуют в построении различных опорных структур. Так целлюлоза является основным структурным компонентом клеточных стенок растений.
2.Защитная роль у растений . У некоторых растений есть защитные образования (шипы, колючки и др.), состоящие из клеточных стенок мёртвых клеток.
3.Энергетическая функция . Углеводы служат источником энергии: при окислении 1 грамма углеводов выделяются 4,1 ккал энергии и 0,4 г воды.
4.Пластическая функция . Углеводы входят в состав сложных молекул (например, пентозы (рибоза и дезоксирибоза) участвуют в построении АТФ, ДНК и РНК).
5.Запасающая функция . Углеводы выступают в качестве запасных питательных веществ: гликоген у животных, крахмал и инулин — у растений.
6.Осмотическая функция. Углеводы участвуют в регуляции осмотического давления в организме. Так, в крови содержится 100—110 мг/% глюкозы, от концентрации глюкозы зависит осмотическое давление крови.
Биосинтез
В суточном рационе человека и животных преобладают углеводы. Травоядные получают крахмал, клетчатку, сахарозу. Хищники получают гликоген с мясом.
Организмы животных не способны синтезировать углеводы из неорганических веществ. Они получают их от растений с пищей и используют в качестве главного источника энергии, получаемой в процессе окисления:
В зеленых листьях растений углеводы образуются в процессе фотосинтеза — уникального биологического процесса превращения в сахара неорганических веществ — оксида углерода (IV) и воды, происходящего при участии хлорофилла за счёт солнечной энергии:
Обмен углеводов в организме человека и высших животных складывается из нескольких процессов:
- Гидролиз (расщепление) в желудочно-кишечном тракте полисахаридов и дисахаридов пищи до моносахаридов, с последующим всасыванием из просвета кишки в кровеносное русло.
- Гликогеногенез (синтез) и гликогенолиз (распад) гликогена в тканях, в основном в печени.
- Аэробный (пентозофосфатный путь окисления глюкозы или пентозный цикл) и анаэробный (без потребления кислорода) гликолиз — пути расщепления глюкозы в организме.
- Взаимопревращение гексоз.
- Аэробное окисление продукта гликолиза — пирувата (завершающая стадия углеводного обмена).
- Глюконеогенез — синтез углеводов из неуглеводистого сырья (пировиноградная, молочная кислота, глицерин, аминокислоты и другие органические соединения).
Важнейшие источники
Список наиболее распространенных углеводов:
- Моносахариды
- глюкоза
- фруктоза
- галактоза
- манноза
- Олигосахариды
- Дисахариды
- сахароза (обычный сахар, тростниковый или свекловичный)
- мальтоза
- изомальтоза
- лактоза
- лактулоза
- Полисахариды
- декстрин
- гликоген
- крахмал
- целлюлоза
- галактоманнаны
- глюкоманнан
- Гликозаминогликаны (Мукополисахариды)
- гепарин
- хондроитин-сульфат
- гиалуроновая кислота
- гепаран-сульфат
- дерматан-сульфат
- кератан-сульфат
Получите свидетельство
Вход
Презентация по предмету "Химия" на тему "Углеводы" (1.44 MB)
0
943
57
Нравится
0
