Углерод крахмал глюкоза фруктоза
Переходя к рассмотрению органических веществ, нельзя не отметить значение углерода для жизни. Вступая в химические реакции, углерод образует прочные ковалентные связи, обобществляя четыре электрона. Атомы углерода, соединяясь между собой, способны образовывать стабильные цепи и кольца, служащие скелетами макромолекул. Углерод также может образовывать кратные ковалентные связи с другими углеродными атомами, а также с азотом и кислородом. Все эти свойства обеспечивают уникальное разнообразие органических молекул.
Макромолекулы , составляющие около 90 % массы обезвоженной клетки, синтезируются из более простых молекул, называемых мономерами . Существуют три основных типа макромолекул: полисахариды, белки и нуклеиновые кислоты; мономерами для них являются, соответственно, моносахариды, аминокислоты и нуклеотиды.
Углеводами называют вещества с общей формулой C (H2O) , где и – натуральные числа. Название «углеводы» говорит о том, что в их молекулах водород и кислород находятся в том же отношении, что и в воде.
В животных клетках содержится небольшое количество углеводов, а в растительных – почти 70 % от общего количества органических веществ.
Углеводы делятся на простые (моносахариды) и сложные (дисахариды и полисахариды). Моносахариды имеют общую формулу (CH2O) , где изменяется от 3 до 9. Самые распространённые моносахариды – глюкоза и фруктоза , имеющие формулу (CH2O)6. Все моносахариды имеют сладкий вкус, кристаллизуются и легко растворяются в воде.
Моносахариды играют роль промежуточных продуктов в процессах дыхания и фотосинтеза, участвуют в синтезе нуклеиновых кислот, коферментов, АТФ и полисахаридов, служат источниками энергии, высвобождаемой при окислении в процессе дыхания. Производные моносахаридов – сахарные спирты, сахарные кислоты, дезоксисахара и аминосахара – имеют важное значение в процессе дыхания, а также используются при синтезе липидов, ДНК и других макромолекул.
Дисахариды образуются в результате реакции конденсации между двумя моносахаридами. Иногда они используются в качестве запасных питательных веществ. Наиболее распространенными из них являются мальтоза (глюкоза + глюкоза), лактоза (глюкоза + галактоза) и сахароза (глюкоза + фруктоза). Лактоза содержится только в молоке. Сахароза (тростниковый сахар) наиболее распространена в растениях; это и есть тот самый «сахар», который мы обычно употребляем в пищу.
Полисахариды состоят из моносахаридов. Большие размеры делают их молекулы практически нерастворимыми в воде; они не оказывают влияние на клетку и потому удобны в качестве запасных веществ. При необходимости они могут быть превращены обратно в сахара путём гидролиза.
Крахмал (полимер глюкозы) запасается в клетках в виде так называемых крахмальных зерен. Эквивалентом крахмала в животном организме является гликоген (у позвоночных он содержится в печени и мышцах). Крахмал и гликоген играют роль резерва пищи и энергии.
Целлюлоза – основной компонент стенок растительных клеток и самое распространённое на Земле органическое вещество
Целлюлоза также является полимером глюкозы. В ней заключено около 50 % углерода, содержащегося в растениях. По общей массе на Земле целлюлоза занимает первое место среди органических соединений. Форма молекулы (длинные цепи с выступающими наружу –OH-группами) обеспечивает прочное сцепление между соседними цепями. При всей своей прочности, макрофибриллы, состоящие из таких цепей, легко пропускают воду и растворённые в ней вещества и потому служат идеальным строительным материалом для стенок растительной клетки. Целлюлоза – ценный источник глюкозы, однако для её расщепления необходим фермент целлюлаза, сравнительно редко встречающийся в природе. Поэтому в пищу целлюлозу употребляют только некоторые животные (например, жвачные). Велико и промышленное значение целлюлозы – из этого вещества изготовляют хлопчатобумажные ткани и бумагу.
Иногда простые сахара вступают в реакцию с сахарными спиртами и кислотами. Образующиеся при этом вещества близки к полисахаридам и носят название мукополисахаридов . Муреин играет роль структурного компонента в клетках прокариот. Хитин близок к целлюлозе; он встречается у некоторых форм грибов, а также как важный компонент наружного скелета некоторых животных. Гликопротеины и гликолипиды определяют антигенные свойства клеток. Гиалуроновая кислота и хондроитинсульфат – важные компоненты соединительной ткани позвоночных. Камеди и слизи имеют важную защитную функцию в организмах растений и животных.
Источник
Тема: Углеводы: глюкоза, крахмал, целлюлоза.
Углеводы – органические вещества, молекулы которых состоят из атомов углерода, водорода и кислорода, причем водород и кислород находятся в них, как правило, в таком же соотношении, как и в молекуле воды (2: 1). Моносахариды – углеводы, которые не гидролизуются (не разлагаются водой).
Глюкоза – твердое бесцветное кристаллическое вещество. Содержится в соке винограда, составляет значительную часть меда. В крови человека и животных постоянно содержится около 0,1 % глюкозы (80–120 мг в 100 мл крови). Большая ее часть (около 70 %) подвергается в тканях медленному окислению с выделением энергии и образованием конечных продуктов – углекислого газа и воды (процесс гликолиза):
Превышение содержания глюкозы в крови уровня 180 мг в 100 мл крови свидетельствует о нарушении углеводного обмена и развитии опасного заболевания – сахарного диабета.
Крахмал – белый аморфный порошок, не растворяется в холодной воде. В горячей воде он разбухает и образует коллоидный раствор – крахмальный клейстер. Содержится в цитоплазме растительных клеток в виде зерен запасного питательного вещества. В картофельных клубнях содержится около 20 % крахмала, в пшеничных и кукурузных зернах – около 70 %, а в рисовых – почти 80 %.
Целлюлоза, выделенная из природных материалов (например, вата или фильтровальная бумага), представляет собой твердое волокнистое вещество, нерастворимое в воде. Оба полисахарида имеют растительное происхождение, однако играют в клетке растений разную роль: целлюлоза – строительную, конструкционную функцию, а крахмал – запасающую.
Строение молекулы глюкозы. Молекулы глюкозы реагирует с карбоновыми кислотами, образуя сложные эфиры, содержащие от 1 до 5 остатков кислоты. Если раствор глюкозы прилить к свежеполученному гидроксиду меди (II), то осадок растворяется и образуется ярко синий раствор соединения меди, то есть происходит качественная реакция на многоатомные спирты. Следовательно, глюкоза является многоатомным спиртом. Если же подогреть полученный раствор, то вновь выпадет осадок, но уже красноватого цвета, то есть произойдет качественная реакция на альдегиды. Аналогично если раствор глюкозы нагреть с аммиачным раствором оксида серебра, то произойдет реакция «серебряного зеркала». Следовательно, глюкоза является одновременно многоатомным спиртом и альдегидом – альдегидо-спиртом. Структурная формулу глюкозы:
 |
Химические свойства глюкозы. Глюкоза обладает двойственной функцией, являясь и альдегидом, и многоатомным спиртом, поэтому для нее характерны свойства и многоатомных спиртов, и альдегидов. Для глюкозы характерны специфические реакции брожения:
Спиртовое брожение
Молочнокислое брожение
 |
Применение углеводов
1. Основной источником энергии в живой клетке, поэтому она применяется в медицине при лечении различных заболеваний, особенно при истощении организма.
2.В микробиологической промышленности растворы глюкозы применяют для размножения кормовых дрожжей. Спиртовым брожением глюкозы получают пищевой этиловый спирт.
3.В кондитерской промышленности глюкоза используется при изготовлении мармелада, карамели, пряников и т. п.
4.Реакция «серебряного зеркала» глюкозы применяется при изготовлении зеркал и елочных украшений.
5.В текстильной промышленности глюкоза используется для отделки тканей.
6. В медицине — для заклеивания небольших ран и для приклеивания повязок к коже (коллодий – смесь коллоксилина в смеси спирта и диэтилового эфира).
7. В промышленности — для изготовления пластмасс (фото – и кинопленка, предметов широкого потребления), нитролаков, нитрокрасок.
Контрольные вопросы:
1. Охарактеризовать физические свойства глюкозы.
2. Какие химические свойства характерны для глюкозы.
3. Привести структурную формулу глюкозы.
4. Рассказать об областях применения углеводов.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Познавательно:
Формирование коллектива и его воспитательное влияние на личность План: 1. Роль коллектива в развитии и формировании личности. 2. Развитие теории коллектива в педагогике. 3. Понятие о детском.
Философия эпохи Возрождения Философией эпохи Возрождения называется совокупность философских направлений, возникших и развивавшихся в Европе в XIV – XVII вв.
Прокуратура района (города): структура, компетенция Прокуратура района (города) – основное звено системы прокуратуры, низовое звено системы прокуратуры.
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ В ИСКУССТВЕ 19 ВЕКА (РОМАНТИЗМ, РЕАЛИЗМ, СИМВОЛИЗМ, ИМПРЕССИОНИЗМ, НАТУРАЛИЗМ) 1. Романтизм (Romanticism), идейное и художественное направление, возникшее в европейской и американской культуре конца 18 века -.
Обзор попытки 1 Тест начат Среда 17 Июнь 2015, 22:03 Завершен Среда 17 Июнь 2015, 22:43 Прошло времени 39 мин 22 сек Набрано баллов 21/32 (65.
Источник