Углеводы

Цели урока:

Образовательные:

углубить знания о строении и свойствах углеводов;

показать взаимосвязь физических и химических процессов.

Развивающие:

развивать:

умение применять знания теории на практике;

умение сравнивать, анализировать, делать выводы;

наблюдательность, самостоятельность.

Воспитательные:

Прививать чувства личной ответственности и сознательного отношения к правильным и безопасным методам лабораторной работы

Планируемые результаты

Знать:

состав, строение, основные свойства и применение углеводов

Уметь:

выявлять связь между строением и свойствами углеводов;

Комплексно-методическое обеспечение:

На столе преподавателя: мультимедийный проектор, компьютер, экран

На столах учеников: химические реактивы: йод, сахароза, крахмал, сульфат меди, гидроксид натрия, вода;·  химическая посуда: спиртовки, спички,  пробирки, штативы для пробирок, колбы, пробиркодержатель; инструкция по выполнению лабораторной работы.

Методы обучения:

словесные, наглядные, практические, проблемные.

Межпредметные связи: органическая химия;· физколлоидная химия;· биология;· физика, история.

Ход урока:

Орг.момент.

Я приветствую  вас на нашем уроке. Ученые доказали, что нужно каждое утро, съедая 20 г черного шоколада,  у вас не будет  ни когда депрессии. Предлагаю вам шоколад, чтоб вы позитивно настроились на урок, и у вас не было депрессии.

Слайд №1 Учитель:  Ребята, в начале урока я хочу обратить ваше внимание на слова немецкого поэта Гёте «Природа – единственная книга, каждая страница которой полна глубокого содержания».

Как вы думаете, почему я взяла  эти слова для того, чтобы начать наш урок? Смысл этого высказывания состоит в том, что все на нашей планете большое количество веществ, которые нас окружают. Их надо научиться понимать и их правильно использовать.  Каждое вещество – это кусочек химии.  Я желаю вам успеха в ваших  сегодняшних открытиях!

Слайд № 2 Эпиграф к уроку: «К знанию ведут три пути: первый-размышление – самый благородный, второй – подражание - самый легкий, третий – опыт – самый горький». Хотелось бы, чтобы каждый из вас научился пользоваться каждым из этих методов.

Учитель: Перед вами  различные объекты, в состав которых входят органические вещества. Как вы думаете, почему они здесь стоят – хлеб, цветок, сок яблочный, яблоко, картофель, картофельный крахмал, бумага, вата, глюкоза в ампуле.

Учащиеся  высказываю свою точку зрения. Значит, эти вещества можно объединить по их свойствам – каким? Все вещества делятся на группы.

Учитель: Составьте кластер и объясните почему вы так разделили все предложенные здесь предметы.

Слайд № 3

Для того, чтобы узнать об этих веществах подробно мы разделимся на группы, которые будут самостоятельно изучать эти вещества. Количество групп будет соответствовать – моносахаридам, дисахаридам и полисахаридам.

Работа по инструктивным картам. Заполняют таблицу.

Слайд №4 Моносахариды учащиеся работают по учебнику параграф 14, стр100

Слайд № 5 химические свойства глюкозы

Проблемный вопрос к группе моносахариды слайд № 6

Ночью 29 декабря 1916 года группа заговорщиков (князь Феликс Юсупов, член Думы Владимир Пуришкевич, великий князь Дмитрий Павлович, поручик Александр Сухотин и доктор Станислав Лазоверт) тайно заманили старца во дворец Юсупова на Мойке, где задумали отравить его.  Юсупов принимал Распутина в подвальном помещении, специально оборудованном для этой цели. «В 11 часов, - пишет князь, — все было готово... На столе уже пыхтел самовар, кругом были расставлены вазы с пирожными и любимыми распутинскими лакомствами, в которые был добавлен цианистый калий. Но Распутин  невозмутимо мелкими глоточками пил вино, смакуя его, как настоящий знаток, и при этом ничуть не менялся в лице. Яд, очевидно, не действовал. Распутин преспокойно расхаживал по комнате. Тогда я взял второй бокал с ядом, наполнил его вином и протянул Распутину. Тот выпил и его с тем же результатом. На подносе оставался третий, и последний, бокал.

- Яд не подействовал.

- Но ведь доза была огромная? И он все выпил?

- Все.

Очень может быть, огромная доза цианистого калия, которой, по словам Лазоверта, можно было мгновенно убить несколько человек, но не  сработало по совсем другой причине. Какая была причина?

Слайд №  7  Еще в конце XIX века было подмечено, что сахар способен обезвреживать цианиды. Глюкоза, соединяясь с синильной кислотой и ее солями, образует неопасное вещество – циангидрин.

Слайд №  8 Дисахариды учащиеся работают с параграфом 15 до стр 112

Слайд №  9 Полисахариды  учащиеся работают с учебником стр.112

Приложение №2

Слайд № 10 Лабораторный практикум.

 Помните, что проведение эксперимента требует точности, аккуратности, внимательности (вспомнить правила техники безопасности: работа с едкими веществами, нагревание спиртовки, правила закрепления пробирки).

1. Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди (II)

Налейте в пробирку 2-3 мл раствора глюкозы и столько же разбавленного раствора гидроксида натрия. Затем добавьте несколько капель раствора сульфата меди (II). Пробирку с полученным раствором нагрейте.

С помощью, каких качественных реакций можно распознать альдегид и многоатомный спирт? Ответ: Качественный реактив на многоатомный спирт – взаимодействие со свежеприготовленным гидроксидом меди (II). Признак реакции – изменение цвета с голубого на ярко синий. Качественная реакция на альдегид-взаимодействие с гидроксидом меди (II) при нагревании. Признак реакции – образование осадка оранжевого цвета.

2.  Выдан белый хлеб и  картофель. Докажите, что  в этих продуктах содержится крахмал.  Найдите сами необходимые для опыта реактивы.  Составить схему опыта.

3. Выданы два реактива: глюкоза и крахмал. Распознать вещества при помощи   при помощи химических реактивов. Составить уравнения протекающих реакций.

4. Перед вами разные виды вареной  колбасы. Говорят, что в колбасу добавляют крахмал. Определите есть ли в Серышевской колбасе разных видов  крахмал.

5. Я купила сметану, которая была такая густая, что стоит ложка. Каким реактивом можно определить, что добавили в сметану для ее густоты.

Учитель:  Какие свойства характерны для  моносахаридов, дисахаридов и полисахаридов.

Закрепление.

Слайд №11

Установите соответствие между названием вещества и его содержанием в природе:

Слайд № 12 Выбор верного ответа

Слайд № 13 высказывание Бертло как вы это понимаете?

Учитель Так что же мы сегодня изучали на нашем уроке? Слайд № 14

Так какая же была тема урока? Какие цели нашего урока?

Слайд №   15 Значение углеводов для человека?

Слайд № 16 Буриме – это ...

Составить буриме:

Рефлексия

Сегодня на уроке:

Я Сегодня:

- Я удивился;

- Я понял;

- Я задумался.

Д/З  параграф 14, 15

Приложение №1

Моносахариды

Историческая справка.

Углеводы используются с глубокой древности – самым первым углеводом (точнее смесью углеводов), с которым познакомился человек, был мед.

Родиной сахарного тростника является северо-западная Индия-Бенгалия.

Европейцы познакомились с тростниковым сахаром благодаря походам Александра Македонского в 327г. До н.э.

Свекловичный сахар в чистом виде был открыт лишь в 1747 г. Немецким химиком А. Марггафом.

Крахмал был известен еще древним грекам.

Целлюлоза, как составная часть древесины, используется с глубокой древности.

Термин слова «сладкий» и окончание –оза- для сахаристых веществ было предложено французским химиком Ж.  Дюла в 1838г.

Исторически сладость была главным признаком, по которому то или иное вещество относится к углеводам.

В 1811г. Русский химик Кирхгоф впервые получил глюкозу гидролизом крахмала, а впервые правильную эмпирическую формулу глюкозы предложил шведский химик Я.Берцелиус в 1837  г. C₆H₁₂O₆

Синтез углеводов из формальдегидов в  присутствии  Ca(OH)₂  был произведён  А.М.Бутлеровым в 1864 г.

Дополнительный материал.

В самом начале ХХ века было обнаружено, что у человека существует 4 различных группы крови: 0 (первая), A (вторая), B (третья) и AB (четвертая). Оказалось, что на поверхности эритроцитов находятся особые молекулы – антигены групп крови. В сыворотке крови имеются белки-антитела, которые могут связываться с антигенами групп крови и вызывать склеивание (агглютинацию) эритроцитов. Разумеется, в сыворотке живого человека не может быть антител к его собственным антигенам: иначе бы его эритроциты склеились, и он умер.

У людей с первой группой крови на эритроцитах нет ни антигена А, ни антигена В, (поэтому этот вариант и был обозначен 0), в плазме их крови содержатся антитела к обоим антигенам: А и В. У людей со второй группой на поверхности эритроцитов есть антиген А, а в сыворотке имеются антитела к антигену В. У людей с третьей группой на эритроцитах имеется антиген В, а в сыворотке есть антитела к антигену А. Наконец, у людей с четвертой группой на поверхности эритроцитов содержатся оба антигена – и А, и В, а в их сыворотке не содержится антител к ним.

Кровь первой группы можно переливать людям любой другой группы, их эритроциты не содержат антигенов А или В, антитела не свяжутся с ними, и склеивания (агглютинации) не произойдет. Кровь доноров второй группы можно переливать пациентам со второй и с четвертой группами крови – эритроциты второй группы содержат антиген А, а в сыворотке 2-й и 4-й групп нет антител к нему. А вот если перелить кровь второй группы людям с первой или третьей группами, то антитела к антигену А, содержащиеся в плазме этих людей, станут склеивать эритроциты донора друг с другом, образующийся сгусток закупоривает кровеносный сосуд, и пациент быстро умирает. Кровь от доноров третьей группы (В) можно переливать пациентам с третьей и с четвертой группами, поскольку на эритроцитах третьей группы есть антиген В, а у доноров третьей и четвертой групп нет антител к нему. А вот при попытке перелить эту кровь людям с первой или второй группами крови наступает склеивание эритроцитов и смерть – ведь в их сыворотке содержатся антитела к В. Наконец, кровь четвертой группы (АВ) можно переливать только людям с той же группой – их эритроциты несут оба антигена, и А, и В.

Вскоре биохимики установили, что антигены групп крови АВ0 являются гликолипидами, различающимися всего лишь одним моносахаридным остатком. У людей с первой группой крови этот антиген (форма 0) на один остаток короче, чем у двух других групп. У людей с группой крови А гликолипид содержит на конце дополнительный остаток N-ацетилглюкозамина, а у людей с группой крови В вместо него имеется дополнительная галактоза. Такого небольшого отличия достаточно, чтобы белки-антитела могли специфически связываться только с одной из трех форм.

Приложение№2

Полисахариды  

Дополнительный материал:

Крахмал – запасное питательное вещество у высших растений и зеленых водорослей (другие группы водорослей используют похожие, но несколько отличающиеся полисахариды). У животных эту функцию выполняет полисахарид гликоген. Он очень похож на крахмал по своему строению, но обладает еще большей разветвленностью – одна точка ветвления приходится на 8–12 глюкозных остатков.

Главные запасы гликогена в организме человека содержатся в печени и мышцах. Запасать углеводы в виде полисахаридов выгоднее, чем накачивать в клетку большое количество глюкозы. Если бы глюкоза запасалась в виде отдельных молекул, то осмотическое давление резко возросло бы, и животная клетка, лишенная жесткой оболочки, просто лопнула бы из-за сильного набухания. Есть и еще одно преимущество крахмала и гликогена: их молекулы не содержат свободных альдегидных групп, которые вредны для клетки.

Целлюлоза – самое распространенное в биосфере органическое соединение. Целлюлоза также является полисахаридом, состоящим из множества остатков глюкозы, однако в отличие от крахмала глюкоза находится в β-форме, а не в α.У млекопитающих (как и большинства других животных) нет ферментов, способных расщеплять целлюлозу. Однако многие травоядные животные (например, жвачные) имеют в пищеварительном тракте бактерий-симбионтов, которые расщепляют и помогают хозяевам усваивать этот полисахарид.

Полисахаридом является также хитин. Он содержится в наружном скелете различных членистоногих, а также в клеточных стенках грибов.

В организме человека хитин не синтезируется, но, тем не менее, у нас есть фермент, расщепляющий хитин – хитиназа. Возможно, он служит для защиты нашего организма от патогенных грибов с хитиновой клеточной стенкой, а также для разрушения панцирей случайно попавших в легкие насекомых.

У человека тоже есть полисахариды, выполняющие структурную функцию. Например, гиалуроновая кислота, образующая основу межклеточного вещества тканей. Особенно много ее в стекловидном теле глаза и сухожилиях. Гиалуроновая кислота состоит из моносахаридных остатков, находящихся в β-форме. Эти структурные полисахариды находятся в межклеточном веществе, а также в хрящах. Они очень гидрофильны и связывают много воды. Такой набухший полисахарид выдерживает большие механические нагрузки на сжатие. Белок соединительной ткани коллаген хорошо выдерживает нагрузки на растяжение, так что сочетание этих двух биополимеров обеспечивает высокую механическую прочность.

Углеводы часто соединяются с белками, образуя гликопротеины (т. е. белки, с которыми связаны небольшие олигосахаридные цепочки) и протеогликаны (так называют соединения, в которых углеводы составляют не меньше половины общего веса). Углеводы могут соединяться и с липидами, образуя гликолипиды. Разные классы этих веществ имеют различные углеводные остатки. На наружной мембране животных клеток углеводные части гликопротеинов и гликолипидов образуют гликокаликс – своего рода рыхлую углеводную оболочку, окружающую клетку. Гликокаликс может играть защитную роль для клеток пищеварительного тракта: пищеварительные ферменты не проникают через сеть, образованную полисахаридными цепочками, и не повреждают стенки желудка и кишечника.

Урок по теме «Углеводы» 10 класс

Цели урока:

Образовательные:

·  углубить знания о строении и свойствах углеводов;

·  показать взаимосвязь физических и химических процессов.

Развивающие:

развивать:

·  умение применять знания теории на практике;

·  умение сравнивать, анализировать, делать выводы;

·  наблюдательность, самостоятельность.

Воспитательные:

Прививать чувства личной ответственности и сознательного отношения к правильным и безопасным методам лабораторной работы

Планируемые результаты

Знать:

·  состав, строение, основные свойства и применение углеводов

Уметь:

·  выявлять связь между строением и свойствами углеводов;

Комплексно-методическое обеспечение:

На столе преподавателя: ·  мультимедийный проектор, компьютер, экран

На столах учеников: химические реактивы: йод, сахароза, крахмал, сульфат меди, гидроксид натрия, вода;·  химическая посуда: спиртовки, спички, пробирки, штативы для пробирок, колбы, пробиркодержатель;·  инструкция по выполнению лабораторной работы.

Методы обучения:

·  словесные, наглядные,   практические,   проблемные.

Межпредметные связи: ·  органическая химия;· физколлоидная химия;·  биология;·  физика, история.

Ход урока:

Орг.момент.

Я приветствую вас на нашем уроке. Ученые доказали, что нужно каждое утро, съедая 20 г черного шоколада, у вас не будет ни когда депрессии. Предлагаю вам шоколад, чтоб вы позитивно настроились на урок, и у вас не было депрессии.

Слайд №1 Учитель: Ребята, в начале урока я хочу обратить ваше внимание на слова немецкого поэта Гёте «Природа – единственная книга, каждая страница которой полна глубокого содержания».

Как вы думаете, почему я взяла эти слова для того, чтобы начать наш урок? Смысл этого высказывания состоит в том, что все на нашей планете большое количество веществ, которые нас окружают. Их надо научиться понимать и их правильно использовать. Каждое вещество – это кусочек химии. Я желаю вам успеха в ваших сегодняшних открытиях!

Слайд № 2 Эпиграф к уроку: «К знанию ведут три пути: первый-размышление – самый благородный, второй – подражание - самый легкий, третий – опыт – самый горький». Хотелось бы, чтобы каждый из вас научился пользоваться каждым из этих методов.

Учитель: Перед вами различные объекты, в состав которых входят органические вещества. Как вы думаете, почему они здесь стоят – хлеб, цветок, сок яблочный, яблоко, картофель, картофельный крахмал, бумага, вата, глюкоза в ампуле.

Учащиеся высказываю свою точку зрения. Значит, эти вещества можно объединить по их свойствам – каким? Все вещества делятся на группы.

Учитель: Составьте кластер и объясните почему вы так разделили все предложенные здесь предметы.

Слайд № 3

Для того, чтобы узнать об этих веществах подробно мы разделимся на группы, которые будут самостоятельно изучать эти вещества. Количество групп будет соответствовать – моносахаридам, дисахаридам и полисахаридам.

Работа по инструктивным картам. Заполняют таблицу.

Слайд №4 Моносахариды учащиеся работают по учебнику параграф 14, стр100

Слайд № 5 химические свойства глюкозы

Проблемный вопрос к группе моносахариды слайд № 6

Ночью 29 декабря 1916 года группа заговорщиков (князь Феликс Юсупов, член Думы Владимир Пуришкевич, великий князь Дмитрий Павлович, поручик Александр Сухотин и доктор Станислав Лазоверт) тайно заманили старца во дворец Юсупова на Мойке, где задумали отравить его. Юсупов принимал Распутина в подвальном помещении, специально оборудованном для этой цели. «В 11 часов, - пишет князь, — все было готово... На столе уже пыхтел самовар, кругом были расставлены вазы с пирожными и любимыми распутинскими лакомствами, в которые был добавлен цианистый калий. Но Распутин невозмутимо мелкими глоточками пил вино, смакуя его, как настоящий знаток, и при этом ничуть не менялся в лице. Яд, очевидно, не действовал. Распутин преспокойно расхаживал по комнате. Тогда я взял второй бокал с ядом, наполнил его вином и протянул Распутину. Тот выпил и его с тем же результатом. На подносе оставался третий, и последний, бокал.

- Яд не подействовал.

- Но ведь доза была огромная? И он все выпил?

- Все.

Очень может быть, огромная доза цианистого калия, которой, по словам Лазоверта, можно было мгновенно убить несколько человек, но не сработало по совсем другой причине. Какая была причина?

Слайд № 7 Еще в конце XIX века было подмечено, что сахар способен обезвреживать цианиды. Глюкоза, соединяясь с синильной кислотой и ее солями, образует неопасное вещество – циангидрин.

Слайд № 8 Дисахариды учащиеся работают с параграфом 15 до стр 112

Слайд № 9 Полисахариды учащиеся работают с учебником стр.112

Приложение №2

Слайд № 10 Лабораторный практикум.

Помните, что проведение эксперимента требует точности, аккуратности, внимательности (вспомнить правила техники безопасности: работа с едкими веществами, нагревание спиртовки, правила закрепления пробирки).

    1.  Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди (II)

Налейте в пробирку 2-3 мл раствора глюкозы и столько же разбавленного раствора гидроксида натрия. Затем добавьте несколько капель раствора сульфата меди (II). Пробирку с полученным раствором нагрейте.

  С помощью, каких качественных реакций можно распознать альдегид и многоатомный спирт? Ответ: Качественный реактив на многоатомный спирт – взаимодействие со свежеприготовленным гидроксидом меди (II). Признак реакции – изменение цвета с голубого на ярко синий. Качественная реакция на альдегид-взаимодействие с гидроксидом меди (II) при нагревании. Признак реакции – образование осадка оранжевого цвета.

2. Выдан белый хлеб и картофель. Докажите, что в этих продуктах содержится крахмал. Найдите сами необходимые для опыта реактивы. Составить схему опыта.

3. Выданы два реактива: глюкоза и крахмал. Распознать вещества при помощи при помощи химических реактивов. Составить уравнения протекающих реакций.

4. Перед вами разные виды вареной колбасы. Говорят, что в колбасу добавляют крахмал. Определите есть ли в Серышевской колбасе разных видов крахмал.

5. Я купила сметану, которая была такая густая, что стоит ложка. Каким реактивом можно определить, что добавили в сметану для ее густоты.

Учитель: Какие свойства характерны для моносахаридов, дисахаридов и полисахаридов.

Закрепление.

Слайд №11

Установите соответствие между названием вещества и его содержанием в природе:

Слайд № 12 Выбор верного ответа

Слайд № 13 высказывание Бертло как вы это понимаете?

Учитель Так что же мы сегодня изучали на нашем уроке? Слайд № 14

Так какая же была тема урока? Какие цели нашего урока?

Слайд № 15 Значение углеводов для человека?

Слайд № 16 Буриме – это ...

Составить буриме:

___________________ паника

___________________ органика

___________________ глюкоза

___________________ угроза.

Рефлексия

Сегодня на уроке:

Я Сегодня:

- Я удивился;

- Я понял;

- Я задумался.

Д/З параграф 14, 15

Приложение №1

Моносахариды

Историческая справка.

Углеводы используются с глубокой древности – самым первым углеводом (точнее смесью углеводов), с которым познакомился человек, был мед.

Родиной сахарного тростника является северо-западная Индия-Бенгалия.

Европейцы познакомились с тростниковым сахаром благодаря походам Александра Македонского в 327г. До н.э.

Свекловичный сахар в чистом виде был открыт лишь в 1747 г. Немецким химиком А. Марггафом.

Крахмал был известен еще древним грекам.

Целлюлоза, как составная часть древесины, используется с глубокой древности.

Термин слова «сладкий» и окончание –оза- для сахаристых веществ было предложено французским химиком Ж.  Дюла в 1838г.

Исторически сладость была главным признаком, по которому то или иное вещество относится к углеводам.

В 1811г. Русский химик Кирхгоф впервые получил глюкозу гидролизом крахмала, а впервые правильную эмпирическую формулу глюкозы предложил шведский химик Я.Берцелиус в 1837  г. C₆H₁₂O₆

Синтез углеводов из формальдегидов в  присутствии  Ca(OH)₂  был произведён  А.М.Бутлеровым в 1864 г.

Дополнительный материал.

В самом начале ХХ века было обнаружено, что у человека существует 4 различных группы крови: 0 (первая), A (вторая), B (третья) и AB (четвертая). Оказалось, что на поверхности эритроцитов находятся особые молекулы – антигены групп крови. В сыворотке крови имеются белки-антитела, которые могут связываться с антигенами групп крови и вызывать склеивание (агглютинацию) эритроцитов. Разумеется, в сыворотке живого человека не может быть антител к его собственным антигенам: иначе бы его эритроциты склеились, и он умер.

У людей с первой группой крови на эритроцитах нет ни антигена А, ни антигена В, (поэтому этот вариант и был обозначен 0), в плазме их крови содержатся антитела к обоим антигенам: А и В. У людей со второй группой на поверхности эритроцитов есть антиген А, а в сыворотке имеются антитела к антигену В. У людей с третьей группой на эритроцитах имеется антиген В, а в сыворотке есть антитела к антигену А. Наконец, у людей с четвертой группой на поверхности эритроцитов содержатся оба антигена – и А, и В, а в их сыворотке не содержится антител к ним.

Кровь первой группы можно переливать людям любой другой группы, их эритроциты не содержат антигенов А или В, антитела не свяжутся с ними, и склеивания (агглютинации) не произойдет. Кровь доноров второй группы можно переливать пациентам со второй и с четвертой группами крови – эритроциты второй группы содержат антиген А, а в сыворотке 2-й и 4-й групп нет антител к нему. А вот если перелить кровь второй группы людям с первой или третьей группами, то антитела к антигену А, содержащиеся в плазме этих людей, станут склеивать эритроциты донора друг с другом, образующийся сгусток закупоривает кровеносный сосуд, и пациент быстро умирает. Кровь от доноров третьей группы (В) можно переливать пациентам с третьей и с четвертой группами, поскольку на эритроцитах третьей группы есть антиген В, а у доноров третьей и четвертой групп нет антител к нему. А вот при попытке перелить эту кровь людям с первой или второй группами крови наступает склеивание эритроцитов и смерть – ведь в их сыворотке содержатся антитела к В. Наконец, кровь четвертой группы (АВ) можно переливать только людям с той же группой – их эритроциты несут оба антигена, и А, и В.

Вскоре биохимики установили, что антигены групп крови АВ0 являются гликолипидами, различающимися всего лишь одним моносахаридным остатком. У людей с первой группой крови этот антиген (форма 0) на один остаток короче, чем у двух других групп. У людей с группой крови А гликолипид содержит на конце дополнительный остаток N-ацетилглюкозамина, а у людей с группой крови В вместо него имеется дополнительная галактоза. Такого небольшого отличия достаточно, чтобы белки-антитела могли специфически связываться только с одной из трех форм.

Приложение№2

Полисахариды

Дополнительный материал:

Крахмал – запасное питательное вещество у высших растений и зеленых водорослей (другие группы водорослей используют похожие, но несколько отличающиеся полисахариды). У животных эту функцию выполняет полисахарид гликоген. Он очень похож на крахмал по своему строению, но обладает еще большей разветвленностью – одна точка ветвления приходится на 8–12 глюкозных остатков.

Главные запасы гликогена в организме человека содержатся в печени и мышцах. Запасать углеводы в виде полисахаридов выгоднее, чем накачивать в клетку большое количество глюкозы. Если бы глюкоза запасалась в виде отдельных молекул, то осмотическое давление резко возросло бы, и животная клетка, лишенная жесткой оболочки, просто лопнула бы из-за сильного набухания. Есть и еще одно преимущество крахмала и гликогена: их молекулы не содержат свободных альдегидных групп, которые вредны для клетки.

Целлюлоза – самое распространенное в биосфере органическое соединение. Целлюлоза также является полисахаридом, состоящим из множества остатков глюкозы, однако в отличие от крахмала глюкоза находится в β-форме, а не в α.У млекопитающих (как и большинства других животных) нет ферментов, способных расщеплять целлюлозу. Однако многие травоядные животные (например, жвачные) имеют в пищеварительном тракте бактерий-симбионтов, которые расщепляют и помогают хозяевам усваивать этот полисахарид.

Полисахаридом является также хитин. Он содержится в наружном скелете различных членистоногих, а также в клеточных стенках грибов.

В организме человека хитин не синтезируется, но, тем не менее, у нас есть фермент, расщепляющий хитин – хитиназа. Возможно, он служит для защиты нашего организма от патогенных грибов с хитиновой клеточной стенкой, а также для разрушения панцирей случайно попавших в легкие насекомых.

У человека тоже есть полисахариды, выполняющие структурную функцию. Например, гиалуроновая кислота, образующая основу межклеточного вещества тканей. Особенно много ее в стекловидном теле глаза и сухожилиях. Гиалуроновая кислота состоит из моносахаридных остатков, находящихся в β-форме. Эти структурные полисахариды находятся в межклеточном веществе, а также в хрящах. Они очень гидрофильны и связывают много воды. Такой набухший полисахарид выдерживает большие механические нагрузки на сжатие. Белок соединительной ткани коллаген хорошо выдерживает нагрузки на растяжение, так что сочетание этих двух биополимеров обеспечивает высокую механическую прочность.

Углеводы часто соединяются с белками, образуя гликопротеины (т. е. белки, с которыми связаны небольшие олигосахаридные цепочки) и протеогликаны (так называют соединения, в которых углеводы составляют не меньше половины общего веса). Углеводы могут соединяться и с липидами, образуя гликолипиды. Разные классы этих веществ имеют различные углеводные остатки. На наружной мембране животных клеток углеводные части гликопротеинов и гликолипидов образуют гликокаликс – своего рода рыхлую углеводную оболочку, окружающую клетку. Гликокаликс может играть защитную роль для клеток пищеварительного тракта: пищеварительные ферменты не проникают через сеть, образованную полисахаридными цепочками, и не повреждают стенки желудка и кишечника