Lastnosti in struktura ogljikovih hidratov. funkcija ogljikovih hidratov

Za človeško telo, kot tudi druga živa bitja potrebujejo energijo. Brez njega ne tok ne more biti procesi. Konec koncev, vsak biokemijsko reakcijo, koli postopek encimskimi ali stopnjo presnove potrebuje vir energije.

Zato je tudi vrednost materialov, ki zagotavljajo moč telesa do življenja, je zelo velika in pomembna. Kaj je narobe? Ogljikovi hidrati, beljakovine, maščobe. Struktura vsakega od njih je drugačen, da pripadajo popolnoma različne razrede kemičnih spojin, vendar je ena od njihovih nalog je podobno - oskrbuje telo s potrebno energijo za življenje. Razmislite skupino naslednjih snovi - ogljikove hidrate.

klasifikacija ogljikovih hidratov

Sestava in struktura ogljikovih hidratov, saj njihovo odpiranje opredeljeno v njihovem imenu. Konec koncev, v zgodnjih virih je bilo predpostavljeno, da je taka skupina spojin, ki so prisotne v strukturi atomov ogljika, vezanih na vodnih molekul.

Podrobnejša analiza, kot tudi zbrani podatki o raznolikosti teh snovi je dovoljeno dokazovati, da so vsi predstavniki niso le del. Vendar pa ta funkcija je še vedno eden izmed tistih, ki določa strukturo ogljikovih hidratov.

Sodobna razvrstitev te skupine spojin je, kot sledi:

1. Monosaharidi (riboza, fruktoza, glukoza in podobno).
2. Oligosaharidov (BIOS, trioza).
3. Polisaharidi (škrob, celuloza).

Prav tako lahko vsi ogljikovi hidrati razdelimo v dve skupini:

• obnavljanje;
• nereducirajoči.

Struktura molekul ogljikovih hidratov vsake skupine pobliže.

Monosaharidi: značilen

Ta kategorija vključuje vse enostavnih ogljikovih hidratov z ki vsebujejo aldehida (aldoza) ali ketonsko (ketozo) skupine in ne več kot 10 ogljikovih atomov v strukturi verige. Če pogledate na število atomov v glavni verigi, lahko monosaharidi je razdeljen na:

• trioza (gliceraldehid);
• tetroses (erythrulose, eritroza);
• pentoze (riboza in deoksiriboza);
• heksoze (glukoza, fruktoza).

Vsi ostali predstavniki niso tako pomembni za telo, kot je naveden.

Značilnosti strukture molekul

Pri konstrukciji monosaharide lahko predstavimo kot verigo, ter v obliki cikličnega ogljikovih hidratov. Kako se je to zgodilo? Gre za to, da je centralni atom ogljika v spojini asimetrični center, okoli katerega je molekula v raztopini lahko vrti. Ker tvori optični izomeri monosaharidi L- in D-oblike. V tej formuli glukoze zabeležena v obliki ravne verige, lahko mentalno dojeti aldehidno skupino (ali keton) in zvijemo v klobčič. Da dobimo ustrezno ciklično formulo.

Kemijska struktura več ogljikovih hidratov monosaharidi preprosta: številom ogljikovih atomov, ki je lahko veriga ali obroč, od katerih je vsak drugačen ali so razporejena na eni strani hidroksilnih skupin in atomov vodika. Če vse istoimenski na eni strani zgradbe, potem je D-izomer oblikovani, če za različne prepletenega drug od drugega - potem L-izomera. Če zapišemo splošno formulo predstavnika najpogostejših monosaharidov glukoze v molekularni obliki, bo imel naslednjo obliko: C ₆ H ₁₂ O _6. Poleg tega je zapis odraža strukturo in fruktozo, preveč. Konec koncev, ti dve monosaharidi kemijsko - strukturne izomere. Glukoza - aldegidospirt, fruktoza - Cetoalcohol.

Zgradba in lastnosti več ogljikovih hidratov monosaharidi tesno povezani. Konec koncev, zaradi prisotnosti aldehida in ketonska skupina v sestavi strukture pripadajo aldehida in ketonospirtam ki določa svoje kemijske lastnosti in reakcije, pri kateri se lahko pridruži.

Tako glukoze kaže naslednje lastnosti:

1. reakcije zaradi prisotnosti karbonilnih skupin povzroča:

• Oksidacija - reakcija "srebrno ogledalo";
• s sveže usedlino hidroksida, bakrovega (II) - aldonska kisline;
• Močni oksidanti so sposobni tvoriti dvobaznih kislin (aldarovye), transformiranje ne samo aldehida temveč eno hidroksilno skupino;
• Recovery - je pretvori v polioli.

2. Molekula vsebuje hidroksilne skupine in ki odraža strukturo. Lastnosti ogljikovih hidratov, ki so vplivali z združevanjem podatkov:

• sposobnost alkiliranjem - nastanek etrov;
• aciliranje - tvorijo estri ;
• kvalitativno Reakcijsko za bakrov hidroksid (II).

3. posamezne specifične lastnosti glukoze:

• maslena kislina;
• alkohol;
• mlečni fermentaciji.

Funkcije v telesu

Struktura in funkcija več ogljikovih hidratov monosaharidov so tesno povezani. Mimo so predvsem, da sodelujejo v biokemičnih reakcijah v živih organizmov. Kakšna je vloga v tem monosaharidi?

1. Podlaga za proizvodnjo oligo-in polisaharidov.
2. Pentoza (riboza in deoksiriboza) - najpomembnejša molekula sodeluje pri tvorbi ATP, RNA, DNA. In po drugi strani, so glavni dobavitelji dednega materiala, energije in beljakovin.
3. Koncentracije glukoze v krvi - pravi merilo osmotskega pritiska in njenih sprememb.

Oligosaharidi: struktura

Struktura skupine ogljikovih hidratov reduciramo, da imajo dve (Diozu) ali tri (trioza) monosaharidnih molekul v sestavka. Obstajajo tisti, v kateri so sestava 4, 5 ali več struktur (do 10), vendar je najbolj pogosta disaharide. To pomeni, da v hidrolizo teh spojin razpadejo da se tvori glukozo, fruktozo, pentoz in tako naprej. Katere spojine spadajo v to kategorijo? Tipičen primer - to saharoze (skupna trsnega sladkorja), laktoza (glavna sestavina mleka), maltoza, laktuloza, izomalta.

Kemijska struktura te serije ogljikovih hidratov ima naslednje lastnosti:

1. Splošna formula molekulskih vrst: C ₁₂ H ₂₂ O _11.
2. Dva identična ali različna ostanka monosaharid pri disaharida strukturi sta med seboj povezana z mostom glikozida. Na narave spojine bo odvisna od zmanjšanje moči sladkorja.
3. Zmanjševanje disaharid. Ogljikovi hidrati sestava tega tipa je tvorba most med glikozidno hidroksilnimi aldehidne in hidroksilnih skupin različnih molekul monosaharidov. Ti vključujejo maltozo, laktozo, in tako naprej.
4. Nereduktivnih - tipičen primer saharozo - kadar se tvori most med hidroksilnimi skupinami le tisti brez udeležbe aldehidno strukturo.

Tako lahko ogljikohidratne strukture mogoče povzeti v obliki molekulske formule. Po potrebi podrobna sestava razporejeno, nato pa lahko predstavlja z grafičnimi ali Heuorsa Fischerjeva nomenklatura formul. Natančneje, dve ciklični monomeri (monosaharidi) ali različna ali podobno (odvisno od oligosaharida) z glikozidno mostom povezani. Pri gradnji je treba upoštevati obnovitev sposobnosti za pravilen prikaz povezavo.

Primeri disaharidi molekul

Če delo je vredno v obliki: "Vedite, strukturne značilnosti ogljikovih hidratov," potem je disaharid je najbolje, da se najprej opredeli od tega, kar je ostalo od monosaharidi, da je. Najpogostejše vrste so:

• saharoza - izdelana iz alfa-beta-glukoze in fruktoze;
• ostanki glukoze - maltoze;
• celobioze - je sestavljen iz dveh glukoznih ostankov beta-D-oblike;
• laktoza - galaktoza glukoza +;
• laktulozo - galaktoza + fruktoza in tako naprej.

Potem bi bilo glede na razpoložljive ostankom biti iz strukturno formulo recepta tipa glikozid mostu jasna.

Pomen za žive organizme

Zelo velika in vloga disaharid, je pomembno, da ne samo strukturo. Naloge ogljikovih hidratov in maščob so na splošno podobni. Temelji na energentov. Kljub temu pa bi morala navesti svoj poseben pomen za nekatere posamezne disaharidov.

1. Saharoza - glavni vir glukoze v človeškem telesu.
2. Laktoza najdemo v mleku sesalcev, vključno žensk in 8%.
3. Laktulozo dobimo v laboratoriju, ki se uporablja v medicinske namene, kakor tudi dodana proizvodnji mlečnih izdelkov.

Vsak disaharid, trisaharidi in tako naprej pri ljudeh in drugih bitij podvržena trenutni hidrolizira v monosaharidi. Ta funkcija je osnova za uporabo tega razreda ogljikovih hidratov po osebi v surovi, nespremenjeni (sladkorne pese ali sladkornega trsa).

Polisaharidi: molekularne lastnosti

Naloge, sestavo in strukturo več ogljikovih hidratov, ki so pomembni za organizme, ki živijo bitja, kot tudi človeških dejavnosti. Prvič, morate razumeti, kakšne vrste ogljikovih hidratov, so polisaharidi.

So veliko:

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

To ni izčrpen seznam, ampak samo najbolj pomembne rastlinske in živalske vrste. Če opravlja nalogo "Check značilnosti strukture več ogljikovih hidratov polisaharidov", je prva stvar, ki jo je treba paziti na njihove prostorske strukture. To je zelo obsežna, velika molekula, ki je sestavljena iz več sto monomernih enot zamreženih glikozidnimi kemijske vezi. Pogosto molekularno strukturo polisaharidov ogljikovih hidratov je večplastna sestavek.

Obstaja določeno razvrstitev teh molekul.

1. Gomopolisaharidy - sestavljena iz enakih ponavljajočih se enot monosaharidov. Glede na monosaharida lahko heksoze, pentoz, in tako naprej (glukani, mannans, galactans).
2. Heteropolisaharidi - sestavljen iz različnih monomernih enot.

Spojine z linearnim prostorske strukture je treba pripisati, na primer celuloze. Razvejano strukturo ima večino polisaharidov - škrob, glikogen, hitin in tako naprej.

Vloga v telesu živih bitij

Struktura in funkcija ogljikovih hidratov v tej skupini so tesno povezani z življenjem vseh bitij. Na primer, rastline v rezervo hranil zbrani v različnih delih poganjka ali korenine škroba. Glavni vir energije za živali - poleg polisaharidov, ki se oblikujejo s cepitvijo veliko energije.

Ogljikovi hidrati v celične strukture igrajo zelo pomembno vlogo. Sestavlja ga hitin krinko številnih žuželk in rakov, murein - celične stene komponent bakterij, celuloze - za vsako napravo posebej.

Rezervni hranljive snovi živalskega izvora - molekulo glikogena, ali je to bolj običajno imenujemo, v živalskih maščob. Je shranjena v delih telesa in opravlja ne samo energije, ampak tudi zaščitno funkcijo pred mehanskimi vplivi.

Za večino organizmov je zelo pomembna sestava ogljikovih hidratov. Biologija vsake živali in rastline je taka, da je potreben stalen vir energije, neizčrpen. In to jim lahko le, in predvsem, da je v obliki polisaharidov. Tako popoln razklop 1 g ogljikovih hidratov, ki so posledica metabolnih procesih vodi do sproščanja 4,1 kcal energije! To je največja, ne daje nobene eno povezavo. To je razlog, zakaj morajo ogljikovi hidrati prisotni v prehrani katere koli osebe ali živali. Rastline poskrbimo tudi sami: v procesu fotosinteze tvorijo znotraj škroba in ga shranite.

Splošne lastnosti ogljikovih hidratov

Struktura maščob, proteinov in ogljikovih hidratov na splošno podobni. Konec koncev, vsi so makromolekule. Celo nekatere od svojih nalog imajo skupen izvor. To bi morala povzeti vlogo in pomen ogljikovih hidratov v življenju planeta biomase.

1. Sestava in struktura ogljikovih hidratov vključujejo uporabe kot gradbeni material za lupino rastlinskih celic, živalskih in bakterijske membrane ter tvorbo znotrajceličnih organelov.
2. Zaščitna funkcija. Značilen rastlinskih organizmov in se kaže v oblikovanju svoje bodice, trnje in tako naprej.
3. Plastični vloga - izobraževanje je bistvenega pomena molekule (DNA, RNA, ATP in drugi).
4. Funkcija receptor. Polisaharidov in oligosaharidov - aktivni udeleženci transferji prevoz membrana celic, "stražarji" lovljenje učinek.
5. Energija je najbolj pomembno vlogo. To zagotavlja največjo moč za vse znotrajceličnih procesov, kot tudi delo celotnega organizma.
6. Ureditev osmotskega tlaka - Glukoza opravlja tak nadzor.
7. Nekateri polisaharidi so zaloge hrane, vir energije za živalskih bitij.

Tako je očitno, da sta struktura maščob, beljakovin in ogljikovih hidratov, njihove funkcije in vloge v organih živih sistemov ključnega pomena in odločilnega pomena. Te molekule - ustvarjalci življenja, pa tudi ohraniti in ga ohranjati.

Ogljikovi hidrati z drugimi makromolekularne spojine

znan je tudi vloga ogljikovih hidratov ni v čisti obliki in v kombinaciji z drugimi molekulami. Med njimi so na primer najbolj pogosta, kot so:

• glikozaminoglikani ali mukopolisaharidi;
• glikoproteini.

Zgradba in lastnosti ogljikovih hidratov te vrste je precej zapleten zaradi kompleksa so povezani z različnimi funkcionalnimi skupinami. Glavna naloga te vrste molekul - sodeluje v številnih življenjskih procesov organizmov. Predstavniki so: hialuronska kislina, hondroitin sulfat, heparan, keratan sulfat in drugi.

Obstajajo tudi polisaharidov komplekse z drugimi biološko aktivnih molekul. Na primer, lipopolisaharidi ali glikoproteinov. Njihov obstoj je pomembna pri oblikovanju imunoloških reakcij telesa, saj so sestavni del celic limfnega sistema.