FormacijaZnanost

Svojstva i struktura ugljikohidrata. Funkcije ugljikohidrata

Za ljudsko tijelo, kao i druga živa bića, potrebna je energija. Bez nje, nema nikakvih procesa. Uostalom, svaka biokemijska reakcija, svaki enzimski proces ili metabolički stupanj treba izvor energije.

Stoga je važnost tvari koje daju snagu tijela za život vrlo velika i važna. Koje su ove tvari? Ugljikohidrati, bjelančevine i masti. Struktura svake od njih je drugačija, pripadaju potpuno različitim vrstama kemijskih spojeva, ali jedna od njihovih funkcija je slična - pružajući tijelu potrebnu energiju za život. Razmislite o jednoj skupini ovih tvari - ugljikohidratima.

Razvrstavanje ugljikohidrata

Sastav i struktura ugljikohidrata od njihovog otkrića određeni su imenom. Uostalom, prema ranijim izvorima, vjerovalo se da je riječ o skupini spojeva u čijoj strukturi postoje ugljikovi atomi povezani s molekulama vode.

Podrobnija analiza, kao i akumulirane informacije o raznolikosti tih tvari, dopušteno je dokazati da nisu svi predstavnici imali samo takav sastav. Međutim, taj znak je i dalje jedan od onih koji određuju strukturu ugljikohidrata.

Suvremena klasifikacija ove skupine spojeva je sljedeća:

  1. Monosaharidi (riboza, fruktoza, glukoza i tako dalje).
  2. Oligosaharidi (bios, trioze).
  3. Polisaharidi (škrob, celuloza).

Također, svi ugljikohidrati mogu se podijeliti u dvije velike skupine:

  • obnavljanje;
  • nereducirajući.

Struktura ugljikohidratnih molekula svake skupine detaljnije se raspravlja.

Monosaharidi: karakteristični

Ova kategorija uključuje sve jednostavne ugljikohidrate koji sadrže grupiranje aldehida (aldoza) ili ketona (ketoza) i ne više od 10 ugljikovih atoma u strukturi lanca. Ako pogledate broj atoma u glavnom lancu, tada se monosaharidi mogu podijeliti na:

  • Trioze (glicerol aldehid);
  • Tetroze (eritruloza, eritroza);
  • Pentoze (riboza i deoksiriboza);
  • Heksoze (glukoza, fruktoza).

Svi drugi predstavnici nisu tako važni za tijelo koje je navedeno.

Značajke strukture molekula

U svojoj strukturi monozemi se mogu predstaviti kako u obliku lanca, tako iu obliku cikličkog ugljikohidrata. Kako se to događa? Stvar je u tome što je središnji ugljikov atom u spoju asimetrični centar oko kojeg se molekula u otopini može rotirati. Tako se formiraju optički izomeri monosaharida L- i D-oblika. U tom slučaju, formula glukoze, napisana u obliku ravnog lanca, može se mentalno shvatiti kao grupiranje aldehida (ili ketona) i valjano u kuglu. Dobivamo odgovarajuću cikličku formulu.

Kemijska struktura ugljikohidrata serije monozona je vrlo jednostavna: niz atoma ugljika koji formiraju lanac ili ciklus, od kojih je svaki na različitoj ili jednoj strani smješten hidroksilne skupine i atome vodika. Ako sve iste strukture na istoj strani, tada se D-izomer stvara, ako je različit s međusobnim izmjenama - onda L-izomer. Ako opisujemo opću formulu najčešćeg predstavnika glukoznog monosaharida u molekularnom obliku, ona će imati oblik: C6H12O6. I ovaj zapis odražava strukturu i fruktozu. Uostalom, kemijski, ova dva monozema su strukturni izomeri. Glucoza - aldehidni alkohol, fruktoza - ketoalkohol.

Struktura i svojstva ugljikohidrata brojnih monosaharida usko su međusobno povezani. Uostalom, zbog prisutnosti aldehida i ketona u strukturi, pripadaju aldehidnim i ketonskim alkoholima koji određuju njihovu kemijsku prirodu i reakcije na koje mogu ući.

Dakle, glukoza pokazuje sljedeća kemijska svojstva:

1. Reakcije zbog prisutnosti karbonilne skupine:

  • Oksidacija - reakcija "srebrnog zrcala";
  • Sa svježe precipitiranom bakrovom (II) hidroksid -aldonskom kiselinom;
  • Jaki oksidanti mogu stvoriti dvobazne kiseline (Aldar), transformirajući ne samo aldehid, već i jednu hidroksilnu skupinu;
  • Oporavak - pretvara se u polihidratne alkohole.

2. U molekuli su također hidroksilne skupine, koje odražavaju strukturu. Svojstva ugljikohidrata, na koje utječu ova skupina:

  • Sposobnost alkiliranja - stvaranje etera;
  • Aciliranje - stvaranje estera ;
  • Kvalitativna reakcija na bakreni (II) hidroksid.

3. Uska specifična svojstva glukoze:

  • Oleaginous kiselina;
  • alkohol;
  • Mliječna fermentacija.

Izvršene funkcije u tijelu

Struktura i funkcije ugljikohidrata brojnih monosoma su usko povezane. Potonji su, prije svega, sudjelovanje u biokemijskim reakcijama živih organizama. Kakvu ulogu igraju monosaharidi?

  1. Osnova za proizvodnju oligo- i polisaharida.
  2. Pentoze (riboza i deoksiriboza) su najvažnije molekule uključene u formiranje ATP, RNA i DNA. A oni, pak, glavni su dobavljači nasljednog materijala, energije i bjelančevina.
  3. Sadržaj koncentracije glukoze u ljudskoj krvi je točan pokazatelj osmotskog tlaka i njegovih promjena.

Oligosaharidi: struktura

Struktura ugljikohidrata ove skupine je smanjena na prisutnost dviju (diozy) ili tri (triozy) molekula monosaharida u pripravku. Tu su i oni s 4, 5 ili više struktura (do 10), ali najčešći su disaharidi. To znači da tijekom hidrolize takvi spojevi razgrađuju stvaranjem glukoze, fruktoze, pentoze i tako dalje. Koje su veze u ovoj kategoriji? Tipičan primjer je saharoza (obični šećer od šećerne trske ), laktoza (glavna komponenta mlijeka), maltoza, laktoza , izomaltoza.

Kemijska struktura ugljikohidrata ove serije ima sljedeće značajke:

  1. Opća formula molekularne vrste je: C12H22O11.
  2. Dva identična ili različita ostatka monazida u strukturi disaharida povezana su glikozidnim mostom. Karakter tog spoja ovisit će o smanjenju sposobnosti šećera.
  3. Regenerirajući disaharidi. Struktura ugljikohidrata ovog tipa sastoji se u stvaranju glikozidnog mosta između hidroksila aldehida i hidroksilnih skupina različitih mono molekularnih molekula. To uključuje: maltoza, laktozu i tako dalje.
  4. Bez redukcije - tipičan primjer saharoze - kada se između hidroksila samo odgovarajućih skupina formira most, bez sudjelovanja aldehidne strukture.

Stoga, struktura ugljikohidrata može se ukratko prikazati u obliku molekulske formule. Ako je potrebna detaljna detaljna struktura, onda se može prikazati pomoću Fisherovih grafičkih projekcija ili formula Hevors. I specifično, dva ciklička monomera (monozemi) su različita ili identična (ovisno o oligosaharidu), povezani zajedno s glikozidnim mostom. Prilikom gradnje potrebno je uzeti u obzir kapacitet vraćanja za ispravan prikaz priključka.

Primjeri molekula disaharida

Ako je zadatak u obliku: "Imajte na umu karakteristike strukture ugljikohidrata", tada je za disaharide najprije najprije naznačiti ono što se sastoji od ostataka monoze. Najčešći tipovi su:

  • Šećer - je konstruiran od alfa-glukoze i betta-fruktoze;
  • Maltoza - od ostataka glukoze;
  • Cellobiose - sastoji se od dva ostatka beta-glukoze D-oblika;
  • Laktoza - galaktoza + glukoza;
  • Lactulose - galaktoza + fruktoza i tako dalje.

Zatim, na temelju raspoloživih ostataka, treba napraviti strukturnu formulu s jasnim receptom za tip glikozidnog mosta.

Značaj za žive organizme

Uloga disaharida je vrlo velika, ne samo da je struktura važna. Funkcije ugljikohidrata i masti općenito su slične. Osnova je energetska komponenta. Ipak, za pojedine pojedine disaharide treba naglasiti njihovo posebno značenje.

  1. Sahroza je glavni izvor glukoze u ljudskom tijelu.
  2. Laktoza se nalazi u majčinom mlijeku sisavaca, uključujući žene do 8%.
  3. Laktuloza se dobiva u laboratoriju za medicinsku upotrebu, a također se dodaje i proizvodnji mliječnih proizvoda.

Bilo koji disaharid, trisaharid i tako dalje u ljudskom tijelu i drugim stvorenjima podvrgava se instant hidrolizi sa formiranjem monoz. To je ta značajka koja podrazumijeva upotrebu ove klase ugljikohidrata od strane osobe u sirovom, nepromijenjenom obliku (rep ili šećerna trska).

Polisaharidi: molekularne značajke

Funkcije, sastav i struktura ugljikohidrata ove serije od velike su važnosti za organizme živih bića, kao i za ljudske gospodarske aktivnosti. Prvo, potrebno je razumjeti koji ugljikohidrati pripadaju polisaharidima.

Mnogo ih je:

  • škrob;
  • glikogen;
  • murein;
  • glukomanan;
  • celuloza;
  • dekstrin;
  • galaktomanan;
  • muromin;
  • Pektinske tvari;
  • amiloze;
  • hitina.

Ovo nije potpuni popis, ali samo najznačajniji za životinje i biljke. Ako obavljate zadatak "Imajte na umu osobitosti strukture ugljikohidrata brojnih polisaharida", onda prvo trebate obratiti pažnju na njihovu prostornu strukturu. To su vrlo voluminozne, gigantske molekule koje se sastoje od stotina monomernih jedinica, umrežene glikozidnim kemijskim vezama. Često, struktura ugljikohidratnih molekula polisaharida je slojevita kompozicija.

Postoji određena klasifikacija takvih molekula.

  1. Homopolisaharidi - sastoje se od identičnih višestrukih ponavljajućih jedinica monosaharida. Ovisno o monozoici mogu biti heksoni, pentoze i tako dalje (glukani, manani, galaktani).
  2. Heteropolisaharidi su formirani od različitih monomernih jedinica.

Za spojeve s linearnom prostornom strukturom, primjerice, treba uključiti celulozu. Razgranana struktura ima većinu polisaharida - škrob, glikogen, kitin i tako dalje.

Uloga živih bića u tijelu

Struktura i funkcije ugljikohidrata u ovoj skupini usko su povezani s vitalnom aktivnošću svih bića. Na primjer, biljke u obliku rezervnih hranjivih tvari akumuliraju škrob u različitim dijelovima izbojka ili korijena. Glavni izvor energije za životinje je opet polisaharidi, čije se cijepanje stvara puno energije.

Ugljikohidrati u strukturi stanice igraju vrlo značajnu ulogu. Kinita je poklopac mnogih insekata i rakova, mišji - sastavnica stanične stijenke bakterija, celuloza je osnova biljaka.

Rezervna hranjiva životinjskog podrijetla su molekule glikogena, ili, kako se često nazivaju, životinjske masti. Pohranjuje se u zasebne dijelove tijela i obavlja ne samo energiju već i zaštitnu funkciju mehaničkih utjecaja.

Za većinu organizama, struktura ugljikohidrata je od velike važnosti. Biologija svake životinje i biljke takva je da zahtijeva konstantan izvor energije, neiscrpiv. A to se može dati samo njima, a najčešće u obliku polisaharida. Dakle, potpuno cijepanje 1 g ugljikohidrata kao rezultat metaboličkih procesa dovodi do oslobađanja od 4,1 kcal energije! Ovo je maksimalna, nema više veza. Zato ugljikohidrati moraju nužno biti prisutni u prehrani bilo koje osobe i životinje. Biljke se također brinu o sebi: u procesu fotosinteze stvaraju škrob unutar sebe i pohranjuju.

Zajednička svojstva ugljikohidrata

Slično je struktura masti, proteina i ugljikohidrata. Uostalom, oni su sve makromolekule. Čak i neke od njihovih funkcija su zajedničke prirode. Potrebno je generalizirati ulogu i važnost svih ugljikohidrata u životu biomase planeta.

  1. Sastav i struktura ugljikohidrata znači njihovo korištenje kao građevni materijal za ljuske biljnih stanica, membrane životinja i bakterija, kao i stvaranje intracelularnih organela.
  2. Zaštitna funkcija. To je karakteristično za biljne organizme i manifestira se u stvaranju šiljaka, trnja i tako dalje.
  3. Plastična uloga - stvaranje vitalnih molekula (DNA, RNA, ATP i dr.).
  4. Receptorska funkcija. Polisaharidi i oligosaharidi aktivni su sudionici u transportnim transportima kroz staničnu membranu, "čuvare" koji hvataju učinke.
  5. Energetska uloga je najznačajnija. Pruža maksimalnu energiju za sve intracelularne procese, kao i za rad cijelog organizma kao cjeline.
  6. Regulacija osmotskog tlaka - glukoza provodi takvu kontrolu.
  7. Neki polisaharidi postaju rezervni nutrijent, izvor energije za životinjska bića.

Dakle, očigledno je da su struktura masti, proteina i ugljikohidrata, njihovih funkcija i uloge u organizmu živih sustava odlučujući i odlučujući. Ove su molekule stvoritelji života, oni ga čuvaju i podupiru.

Ugljikohidrati s drugim visokomolekularnim spojevima

Također, uloga ugljikohidrata nije poznata u čistom obliku, već u kombinaciji s drugim molekulama. Na takav je mogući nositi tako najrašireniju, kao što su:

  • Glikozaminoglikani ili mukopolisaharidi;
  • glikoproteina.

Struktura i svojstva ugljikohidrata ove vrste su vrlo složene, jer se niz funkcionalnih skupina pridružuje kompleksu. Glavna uloga molekula ovog tipa je sudjelovanje u mnogim životnim procesima organizama. Predstavnici su: hijaluronska kiselina, kondroitin sulfat, heparan, keratan-sulfat i drugi.

Tu su i kompleksi polisaharida s drugim biološki aktivnim molekulama. Na primjer, glikoproteini ili lipopolisaharidi. Njihovo postojanje je važno u formiranju imunoloških reakcija tijela, budući da su dio stanica limfnog sustava.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 hr.unansea.com. Theme powered by WordPress.