- •Загальна характеристика. Функції
- •Класифікація
- •Моносахариди
- •Хімічні властивості
- •Характеристика окремих моносахаридів
- •Деякі похідні моносахаридів
- •Полісахариди
- •Солодкість цукрів
- •Вищі полісахариди
- •Вміст пектинів, %:
- •Деякі полісахариди водоростей
- •Синтез, розпад і перетворення вуглеводів у рослині
- •Біосинтез сахарози
- •Біосинтез три-, тетра- і пентасахаридів
- •Біосинтез вищих полісахаридів
- •Біосинтез і розпад крохмалю
- •Біосинтез і розпад целюлози
- •Утворення геміцелюлоз і пектинів
- •Утворення пентоз
- •Контрольні питання і завдання:
- •Література:
Лекція № 1. вуглеводи
-
Загальна характеристика. Функції.
-
Класифікація.
-
Моносахариди.
-
Структура молекул.
-
Хімічні властивості.
-
Характеристика окремих моносахаридів.
-
Деякі похідні моносахаридів.
-
-
Полісахариди.
-
Олігосахариди.
-
Солодкість цукрів.
-
-
Вищі полісахариди.
-
Деякі полісахариди водоростей.
-
Обмін вуглеводів.
-
Утворення вуглеводів при фотосинтезі.
-
Синтез, розпад і перетворення вуглеводів у рослині.
-
Біосинтез сахарози.
-
Біосинтез три-, тетра- і пентасахаридів.
-
Біосинтез вищих полісахаридів.
-
Біосинтез і розпад крохмалю.
-
Біосинтез і розпад целюлози.
-
Утворення геміцелюлоз і пектинів.
-
Утворення пентоз.
-
Загальна характеристика. Функції
Вуглеводи – важливий клас природних органічних сполук. Особливо високим вмістом вуглеводів відрізняються рослинні організми (до 85 – 90 % від маси рослини). Вуглеводи у великій кількості накопичуються в запасаючих органах (насіння, бульби, корені), оболонки рослинних клітин майже цілком складаються з вуглеводів. Учені підрахували, що в природі вуглеводів більше, ніж усіх інших органічних сполук, разом узятих.
Функції вуглеводів у рослині важливі та різноманітні:
1. Енергетична. Вуглеводи є головними продуктами фотосинтезу, у хімічних зв'язках яких запасається сонячна енергія. Ця енергія здобувається рослинами при диханні та використовується у процесах їхньої життєдіяльності.
2. Пластична. У процесі дихання з універсальної хімічної сполуки – глюкози утворюються різні метаболіти (вуглецеві скелети), необхідні для синтезу величезної кількості різноманітних органічних сполук живої клітини.
3. Опорна (структурна). Клітинні оболонки складаються вуглеводів. Вони є опорою як для окремих клітин, так і для рослин у цілому.
4. Запасна. Вуглеводи (крохмаль, цукри, інулін, геміцелюлози) є найважливішими запасними речовинами рослин. Вони накопичуються у насінні, плодах, коренях, бульбах, кореневищах і використовуються при проростанні насіння, розпусканні листків тощо.
5. Осмотична. Цукри, розчинені у клітинному соку, беруть участь у створенні його концентрації, тобто осмотичних властивостей рослинної клітини.
6. Регуляторна. Наприклад, зв'язування з цукрами знижує активність фітогормонів, що регулюють процеси життєдіяльності рослин.
7. Сигнальна. Наприклад, вважається, що деякі білки – глікопротеїди (лектини), до складу молекул яких входять моно- і олігосахариди, беруть участь у розпізнанні патогену, що проникає в клітину.
8. Захисна. Ця функція виявляється, наприклад, при стресі. Розчинні цукри зв'язують воду, утримуючи її в клітині, та з'єднуються з білками і нуклеїновими кислотами, стабілізуючи їхні молекули у несприятливих умовах.
Термін «вуглеводи» було введено у 1844 р. професором Юр'ївського університету Карлом Шмідтом. У той час вважали, що всі сполуки цього класу складаються з вуглецю, водню та кисню і що водень та кисень у їх молекулах міститься в тому ж співвідношенні, що й у воді, тобто 2:1. Пізніше з'ясували, що, дійсно, таке співвідношення водню і кисню характерне для більшості вуглеводів (наприклад, глюкоза – С6Н12О6, сахароза – С12Н22О11). Однак виявилося, що існує цілий ряд сполук, які за своїми властивостями належать до вуглеводів, але мають інше співвідношення водню і кисню (наприклад, рамноза – С6Н12О5, дезоксирибоза – С5Н10О4).
У 1927 р. Міжнародна комісія з реформи хімічної номенклатури запропонувала замінити назву «вуглеводи» терміном «глюциди» (або «гліциди»), що підкреслює першорядне значення глюкози в утворенні багатьох біологічно важливих вуглеводів. Однак він не набув поширення, тому термін «вуглеводи» зберігається в науці як назва даного класу сполук.
Пізніше були виявлені вуглеводи, до складу яких, крім вуглецю, водню і кисню, входить також азот. Наприклад, глюкозамін, галактозамін.