Właściwości i struktura węglowodanów. funkcja węglowodany

Dla ludzkiego organizmu, jak i innych istot żywych potrzebują energii. Bez niego nie ma przepływu nie może być procesy. Po tym wszystkim, co reakcji biochemicznej, każdy proces enzymatyczny lub etap metabolizmu wymaga źródła energii.

W związku z tym, wartość materiałów, zapewniając wytrzymałość organizmu do życia, jest bardzo duża i ważna. Co się stało? Węglowodany, białka, tłuszcze. Struktura każdego z nich jest inny, należą do zupełnie różnych klas związków chemicznych, a jedną z funkcji jest podobny – dostarczania organizmowi energii niezbędną do życia. Rozważmy grupę następujących substancji – węglowodanów.

Klasyfikacja węglowodanów

Skład i struktura węglowodanów od ich otwierania, wyznaczony przez ich nazwy. Mimo wszystko, w pierwszych źródeł założono, że jest to taka grupa związków, które są obecne w strukturze atomów węgla związanych cząsteczek wody.

Bardziej dokładna analiza, a także zgromadzone informacje na różnorodność tych substancji dozwolonych, aby udowodnić, że nie wszyscy przedstawiciele są tylko częścią. Jednak ta funkcja jest nadal jednym z tych, które określa strukturę węglowodanów.

Nowoczesne klasyfikacja tej grupy związków jest następujący:

1. Monosacharydy (ryboza, fruktoza, glukoza i tak dalej).
2. Oligosacharydy (BIOS, triozy).
3. Polisacharydy (skrobia, celuloza).

Ponadto, wszystkie węglowodany można podzielić na następujące dwie grupy:

• przywracanie;
• nieredukujących.

Struktura cząsteczek węglowodanów każdej grupy przyjrzeć się bliżej.

Monosacharydy: typowe

Ta kategoria obejmuje wszystkie proste węglowodany, które zawierają aldehydowe (aldozowej) lub ketonu (ketozy) i grupa nie więcej niż 10 atomów węgla w strukturze łańcucha. Jeśli spojrzeć na liczbę atomów w łańcuchu głównym, monosacharydy można podzielić na:

• triozy (aldehydu glicerynowego);
• tetroz (erytruloza, erytrozę);
• pentozy (rybozy i dezoksyrybozy);
• heksozy (glukoza, fruktoza).

Wszyscy inni przedstawiciele nie są tak ważne dla organizmu, jak wymienione.

Charakterystyka struktury cząsteczek

W strukturze monosacharydy mogą być reprezentowane jako łańcuch, a także w postaci węglowodanów cykliczne. Jak to się dzieje? Chodzi o to, że centralny atom węgla w związku jest centrum asymetryczne, wokół którego cząsteczki w roztworze jest w stanie się obracać. Ponieważ formowanie izomery optyczne monosacharydów L- i D-formy. W tym wzorze glukozy zapisanych w postaci prostego łańcucha, można uchwycić psychicznie grupę aldehydową (lub keton) i toczą się w kłębek. W celu uzyskania odpowiedniego wzoru cykliczne.

Struktura chemiczna szeregu węglowodanów monosacharydów prosty: liczba atomów węgla tworzących łańcuch lub pierścienia, z których każdy jest inny i są umieszczone na jednej stronie grup hydroksylowych i atomów wodoru. Jeśli wszystkie o tej samej nazwie, na jednej stronie struktury, a D-izomer tworzy się, gdy dla różnych przeplotu siebie – następnie L-izomeru. Jeśli zapisuje wzorze ogólnym Przedstawiciela najczęściej monosacharydów glukozy w postaci cząsteczkowej, będzie miał postać: C ₆ H ₁₂ O _6. Ponadto, zapis odzwierciedla strukturę i fruktozę, too. Wszakże dwóch monosacharydów chemicznie – izomery strukturalne. Glukoza – aldegidospirt, fruktoza – Cetoalcohol.

Struktura i własności szeregu węglowodanów monosacharydów są ściśle ze sobą powiązane. Po tym wszystkim, z powodu obecności grup aldehydowych i ketonowych w skład struktury należą do aldehydu i ketonospirtam określa ich natury chemicznej i reakcji, w których mogą one zapisać.

Tak więc, poziom glukozy wykazuje następujące właściwości:

1. Reakcje wywołane obecnością grup karbonylowych:

• Utlenianie – reakcja „srebrne lustro”;
• świeżo strącony wodorotlenek miedzi (II) – kwas aldonowy;
• Silne utleniacze mogą tworzyć dikwasów (aldarovye), transformujący nie tylko aldehyd ale jedną grupę hydroksylową;
• Recovery – jest przekształcany polioli.

2. Cząsteczka zawiera grupy hydroksylowe, które odzwierciedla strukturę. Właściwości węglowodanów, które są pod wpływem grupowania danych:

• Zdolność do alkilowania – tworzenia eterów;
• Acylowanie – tworzące estry ;
• Reakcję jakościowe wodorotlenek miedzi (II).

3. pojedyncze specyficzne właściwości glukozy:

• kwas masłowy;
• alkohol;
• mlekowy Fermentacja.

Funkcje w organizmie

Struktura i funkcja szeregu węglowodanów monosacharydów są ściśle powiązane. Przeszłości, przede wszystkim, do udziału w reakcjach biochemicznych organizmów żywych. Jaką rolę odgrywa w tym cukry proste?

1. Podstawą produkcji oligo-i polisacharydów.
2. Pentozy (rybozy i dezoksyrybozy) – najważniejsze cząsteczki zaangażowane w tworzenie się ATP, RNA, DNA. A oni z kolei głównymi dostawcami dziedzicznego materiału, energii i białka.
3. Poziom stężenia glukozy we krwi – rzeczywiste miara ciśnienia osmotycznego i jego zmiany.

Oligosacharydy: budowa

Struktura grupy węglowodanów o zredukowana do dwóch (Diozu) lub trzech cząsteczek (triozy) monosacharydów w kompozycji. Są to związki, w których kompozycja 4, 5 lub więcej struktur (do 10), ale najczęściej są disacharydy. Oznacza to, że podczas hydrolizy tych związków ulegają rozkładowi z wytworzeniem glukozy, fruktoza, pentozy, i tak dalej. Związki, które należą do tej kategorii? Typowym przykładem – to sacharoza (wspólne z trzciny cukrowej), laktozę (główny składnik mleka), maltoza, laktuloza, izomalt.

Struktura chemiczna tej serii węglowodanów posiada następujące cechy:

1. Ogólny wzór tych rodzajów cząsteczek: C ₁₂ H ₂₂ O _11.
2. Dwa identyczne lub różne pozostałość monosacharydu w disacharydu struktury są połączone ze sobą za pomocą mostka glikozydu. Od charakteru związku będzie zależeć od siły redukującej cukru.
3. Zmniejszenie disacharyd. Węglowodany Struktura tego typu jest utworzenie mostka pomiędzy glikozydowych hydroksylowych aldehydami i hydroksylowych grup różnych cząsteczek monosacharydów. Należą maltoza, laktoza, i tak dalej.
4. Nieredukującego – typowy przykład sacharozę – gdy mostek jest utworzony pomiędzy grup hydroksylowych nie tylko te struktury udział aldehydu.

W ten sposób, struktura węglowodanów mogą być zestawione w postaci wzoru cząsteczkowego. Jeśli jest to konieczne szczegółowe struktury stosowane, to mogą one stanowić za pomocą graficznych lub Heuorsa Fischera wzoru projekcji. W szczególności, dwa cykliczne monomery (monosacharydy) lub różne lub podobne (w zależności od oligosacharydów), połączonych ze sobą za pomocą mostka glikozydowe. Przy budowie należy rozważyć przywrócenie zdolności do prawidłowego wyświetlania połączenia.

Przykładami disacharydów cząsteczek

Jeśli zadanie jest warte w formie: „Zwróć uwagę na cechy strukturalne węglowodanów”, a następnie disacharyd najlepiej jest najpierw określić, z tego co pozostało z monosacharydów jest. Najczęstsze typy to:

• sacharozę – wykonane z alfa-beta-glukozy i fruktozy;
• reszty glukozy – maltoza;
• celobioza – składa się z dwóch reszt glukozy beta-D-form;
• laktoza – glukoza + galaktoza;
• laktuloza – galaktoza + fruktoza i tak dalej.

Następnie, w zależności od dostępnych reszt powinno być jasne wzorze strukturalnym recepty typu glikozydów mostu.

Znaczenie dla organizmów żywych

Bardzo duży i rola disacharydu, ważne jest, aby nie tylko struktury jest. Funkcje węglowodanów i tłuszczów są na ogół podobne. Opiera się on składnikiem energetycznym. Należy jednak wskazać ich szczególne znaczenie dla niektórych indywidualnych dwucukrów.

1. Sacharoza – głównym źródłem glukozy w organizmie człowieka.
2. Laktoza występuje w mleku ssaków, w tym płci żeńskiej i 8%.
3. Laktuloza otrzymuje się w laboratorium do zastosowania do celów medycznych, a także dodaje się do wytwarzania produktów mlecznych.

Każdy disacharyd, trisacharyd itd u ludzi i innych istot ulega hydrolizie do chwilowego monosacharydów. Funkcja ta jest podstawą stosowania tej klasy węglowodanów osoby w surowym, nieprzetworzonym (buraków lub trzciny cukrowej).

Polisacharydy właściwości molekularne

Funkcje, skład i strukturę szeregu węglowodanów są ważne dla organizmów żywych istot, a także działalność człowieka. Po pierwsze, należy zrozumieć, jaki rodzaj węglowodanów są polisacharydy.

Jest ich wiele:

• skrobię;
• glikogenu;
• murein;
• glukomannan;
• celuloza;
• dekstryna;
• galaktomannan;
• muromin;
• pektyna;
• amylozy;
• chityny.

Nie jest to wyczerpująca lista, ale tylko najważniejsze gatunki roślin i zwierząt. Jeżeli wykonanie zadania „Sprawdź cechy struktury szeregu węglowodanów polisacharydy”, pierwszą rzeczą, jaką należy zwrócić uwagę na ich strukturę przestrzenną. To jest bardzo obszerna, olbrzymi cząsteczka złożona z setek jednostek monomerów sieciowanych glikozydowymi chemiczne. Często struktura cząsteczkowa polisacharydów węglowodanów warstwowy kompozycji.

Istnieje pewna klasyfikacja tych cząsteczek.

1. Gomopolisaharidy – składać się z tych samych powtarzalnych jednostek monosacharydów. W zależności od cukrów prostych może być heksozy, pentozy, i tak dalej (glukany, mannany, galaktanami).
2. Hetero – formowane z różnych jednostek monomeru.

Związki o liniowej strukturze przestrzennej należy wiązać, na przykład, celuloza. Rozgałęziona struktura posiada większość polisacharydów – skrobia, glikogen, chityna i tak dalej.

Rola w organizmie istot żywych

Struktura i funkcja węglowodanów w tej grupie są ściśle związane z życiem wszystkich istot. Na przykład, rośliny w rezerwie odżywczych zgromadzonego w różnych skrobi pędów i korzeni. Głównym źródłem energii dla zwierząt – oprócz polisacharydów, które są utworzone przez cięcie dużo energii.

Węglowodany w strukturze komórkowej odgrywają bardzo istotną rolę. Składa się ona z chityny pokrywy wielu owadów i skorupiaków, murein – składniki ścian komórkowych bakterii, masy – rośliny bazowych.

Części substancje odżywcze pochodzenia zwierzęcego – cząsteczkę glikogenu, czyli jak to jest powszechnie nazywany, tłuszcz zwierzęcy. On przechowywany w części ciała i prowadzi nie tylko energię, ale również funkcję ochronną przed uszkodzeniami mechanicznymi.

Dla większości organizmów jest bardzo ważna struktura węglowodanów. Biologia każdego zwierzęcia, a urządzenie jest taki, że wymaga stałego źródła energii niewyczerpane. A może tylko dać im, a przede wszystkim jest w postaci polisacharydów. W ten sposób pełne trawienie 1 g węglowodanów w wyniku procesów metabolicznych, prowadzi do uwolnienia 4,1 kcal energii! Jest to maksymalny, nie daje żadnej jedno połączenie. Dlatego węglowodany powinny być obecne w diecie każdego człowieka lub zwierzęcia. Rośliny pobierają również zadbać o siebie: w procesie fotosyntezy tworzą wewnątrz skrobi i przechowywać go.

Ogólne właściwości węglowodanów

Struktura tłuszczów, białek i węglowodanów w ogóle podobne. Po tym wszystkim, są one wszystkie makrocząsteczki. Nawet niektóre ich funkcje mają wspólne pochodzenie. Należy podsumować rolę i znaczenie węglowodanów w życiu biomasy planety.

1. Skład i struktura węglowodanów obejmują użycie ich jako materiał budowlany na powłoce komórki roślinne, zwierzęce i błony bakteryjne oraz tworzenia wewnątrzkomórkowych organelli.
2. Funkcja ochronna. Charakterystyczne dla organizmów roślinnych i przejawia się w formacji ich kolce, ciernie i tak dalej.
3. Rola Plastikowe – wykształcenie jest bardzo ważne (cząsteczki DNA, RNA, ATP i innych).
4. funkcja receptora. Polisacharydy i oligosacharydy – aktywnych uczestników transfery transportu błona komórkowa „strażników” chwytne wpływ.
5. Energia najbardziej znaczącą rolę. Zapewnia maksymalną moc dla wszystkich procesów wewnątrzkomórkowych, jak również pracę całego organizmu.
6. Regulacja ciśnienia osmotycznego – Glukoza wykonuje taką kontrolę.
7. Niektóre polisacharydy są rezerwy żywności, źródłem energii dla stworzeń zwierzęcych.

Tak, to jest oczywiste, że struktura tłuszczów, białek i węglowodanów, ich funkcji i roli w ciałach żywych systemów są kluczowe i decydujące znaczenie. Te cząsteczki – twórcy życia, ale także zachować i utrzymać ją.

Węglowodanów z innymi związkami makrocząsteczkowymi

Znany jest również rolę węglowodanów nie znajduje się w postaci czystej lub w połączeniu z innymi cząsteczkami. Należą do nich takie najczęściej, takich jak:

• glikozoaminoglikany i mukopolisacharydy;
• glikoprotein.

Struktura i właściwości węglowodanów tego rodzaju jest dość skomplikowane ze względu na skomplikowane są połączone z różnymi grupami funkcyjnymi. Głównym zadaniem tego typu cząsteczek – udział w wielu procesach życiowych organizmów. Przedstawicieli są: kwas hialuronowy, siarczan chondroityny, siarczan heparanu, siarczan keratanu, i inne.

Istnieją także polisacharydy, z innymi biologicznie aktywnymi cząsteczkami. Na przykład, lipopolisacharydów lub glikoprotein. Ich obecność jest ważne w formacji reakcji immunologicznych organizmu, gdyż są one z komórek układu limfatycznego.