- •Лекция №20.
- •Биологическая роль.
- •Классификация углеводов.
- •Все углеводы можно разделить на две группы: простые углеводы, или моносахариды, и сложные углеводы.
- •Простые углеводы (моносахариды) – это простейшие углеводы, не гидролизующиеся с образованием более простых углеводов.
- •Сложные углеводы – это углеводы, молекулы которых состоят из двух или большего числа остатков моносахаридов и разлагаются на эти моносахариды при гидролизе.
- •Моносахариды.
- •Структура моносахаридов.
- •I. Реакции с участием альдегидной группы глюкозы, т.Е. Свойства глюкозы как альдегида.
- •1. Реакция «серебряного зеркала».
- •2. Окисление гидроксидом меди (II) при нагревании:
- •II. Реакции глюкозы с участием гидроксильных групп (т.Е. Свойства глюкозы как многоатомного спирта).
- •Важнейшие представители моносахаридов.
- •Применение глюкозы.
- •Химические свойства дисахаридов.
- •Сахарат меди (раствор ярко-синего цвета)
- •3. Все дисахариды гидролизуются с образованием моносахаридов:
- •Cахароза α-Глюкоза β-Фруктоза
- •Полисахариды.
- •Крахмал.
- •Амилоза.
- •Амилоза
- •Амилопектин.
- •Разветвленное строение молекулы амилопектина
- •Химические свойства крахмала.
- •Применение крахмала.
- •Биологическая роль крахмала. Гликоген.
- •Превращение крахмала в организме человека и животных.
- •Целлюлоза, или клетчатка.
- •Структурное звено целлюлозы
- •Различия в строении и свойствах крахмала и целлюлозы.
- •Химические свойства целлюлозы.
- •Применение целлюлозы.
Лекция №20.
ТЕМА: «УГЛЕВОДЫ».
Углеводы обширный класс природных соединений, которые играют важную роль в жизни человека, животных и растений.
Название «углеводы» эти соединения получили потому, что состав многих из них выражается общей формулой Сn (H2O)m , т.е. они формально являются соединениями углерода и воды.
С развитием химии углеводов обнаружены соединения, состав которых не отвечает приведенной общей формуле, но обладающих свойствами веществ своего класса (например, десоксирибоза С5Н10О4). В то же время есть вещества, соответствующие общей формуле углеводов, но не проявляющие их свойств (например, природный шестиатомный спирт инозит С6Н12О6).
Биологическая роль.
Углеводы относятся к числу наиболее распространенных в природе органических соединений : они являются компонентами клеток всех растительных и животных организмов. Углеводы образуются растениями в процессе фотосинтеза:
Хлорофилл, hv
n CO2 + m H2O —————→ Cn (H2O)m + n O2
Углеводы
Животные не способны сами синтезировать углеводы и используют углеводы, синтезируемые растениями. Углеводы составляют значительную долю пищи млекопитающих.
В процессах дыхания происходит окисление углеводов, в результате чего выделяется энергия, необходимая для функционирования живых организмов:
Cn (H2O)m + nO2 —→ n CO2 + m H2O + энергия
При полном окислении 1 г углеводов освобождается 17,6 кДж энергии. Некоторое количество выделяющейся энергии превращается в тепло, а большая часть ее аккумулируется в АТФ и затем расходуется в процессах жизнедеятельности.
Функции углеводов в живых организмах разнообразны.
Они служат источником запасной энергии ( в растениях – крахмал, в животных организмах – гликоген ). В растительных организмах углеводы являются основой клеточных мембран. В качестве одного из структурных компонентов остатки углеводов входят в состав нуклеиновых кислот.
Классификация углеводов.
Все углеводы можно разделить на две группы: простые углеводы, или моносахариды, и сложные углеводы.
Простые углеводы (моносахариды) – это простейшие углеводы, не гидролизующиеся с образованием более простых углеводов.
Сложные углеводы – это углеводы, молекулы которых состоят из двух или большего числа остатков моносахаридов и разлагаются на эти моносахариды при гидролизе.
Моносахариды.
Моносахариды представляют собой соединения со смешанными функциями. Они содержат альдегидную или кетогруппу и несколько гидроксильных групп, т.е. являются
альдегидоспиртами или кетоноспиртами. Следовательно, углеводы являются полигидроксикарбонильными соединениями.
Моносахариды с альдегидной группой называются альдозами, с кетогруппой – кетозами. По числу углеродных атомов в молекуле моносахариды делятся на тетрозы, пентозы, гексозы и т. д. .
Альдозы
|
Классификация моносахаридолв по числу углеродных атомов |
||
Тетрозы С4Н8О4 |
Пентозы С5Н10О5 |
Гексозы С6Н12О6 |
|
О // С \ Н * СН — ОН │ * СН — ОН │ СН2 —ОН
Альдотетрозы |
О // С \ Н * СН — ОН │ * СН — ОН │ * СН — ОН │ СН2 —ОН
Альдопентозы |
О // С \ Н * СН — ОН │ * СН — ОН │ * СН — ОН │ * СН — ОН │ СН2 —ОН Альдогексозы |
|
Кетозы |
СН2 ОН │ С ═ О │ * СН—ОН │ СН2 ОН
Кетотетрозы |
СН2 ОН │ С ═ О │ * СН—ОН │ * СН—ОН │ СН2 ОН
Кетопентозы |
СН2 ОН │ С ═ О │ * СН—ОН │ * СН—ОН │ * СН—ОН │ СН2 ОН
Кетогексозы |
* Ассиметрические атомы углерода
Ассиметрический атом углерода – это атом, связанный с четырьмя разными заместителями.
Альдозы и кетозы с одинаковым числом атомов углерода изомерны между собой. Наибольшее значение среди моносахаридов имеют гексозы и пентозы.