Презентацию выполнили: Жанзаков Д. Б. Губайдуллин Г. К. Дуйсенов А. Н.
Углеводами называют вещества с общей формулой Cx(H 2 O)y, где x и y – 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.
Классификация углеводов Моносахариды Ø Глюкоза ( виноградный сахар) ØФруктоза Дисахариды Ø Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) ØРибоза ØЛактоза (молочный сахар) С 6 Н 12 О 6 С 12 Н 22 О 11 (не гидролизуются) (гидролизуются на 2 молекулы моносахаридов) Полисахариды Ø Крахмал ØЦеллюлоза ØГликоген (С 6 Н 10 О 5)n (гидролизуются на большое количество молекул моносахаридов)
М О Н О С А Х А Р И Д Ы Простыми углеводами (моносахаридами и мономинозами) называют углеводы, которые не способны гидролизоваться с образованием более простых углеводов, у них число атомов углерода равно числу атомов кислорода Сп. Н 2 n. Оп.
К моносахаридам относятся: Тетрозы С 4 Н 8 О 4 (элитроза треоза) • Пентозы С 5 Н 10 О 5 (арабиноза, ксилоза, рибоза ) • Гексозы С 6 Н 12 О 6 (глюкоза, манноза, галактоза, фруктоза)
Химические свойства o Моносахариды вступают в химические реакции, свойственные карбонильной и гидроксильной группам. Характерная особенность моносахаридов — способность существовать в открытой (ациклической) и циклической формах и давать производные каждой из форм.
Большинство моноз циклизуются в водном растворе с образованием гемиацеталией или гемикеталей (в зависимости от того, являются ли они альдозами или кетозами) между спиртом и карбонильной группой того же самого сахара. Глюкоза, например, легко образует полуацетали, соединяя своим С 1 и О 5, чтобы сформировать 6 -членное кольцо, названное пиранозид. Та же самая реакция может иметь место между С 1 и О 4, чтобы сформировать 5 -членное фуранозид.
Моносахариды в природе o Моносахариды входят в состав сложных углеводов (гликозиды, олигосахариды, полисахар иды) и смешанных углеводсодержащих биополимеров (гликопротеиды, гликолипиды и др. ). При этом моносахариды связаны друг с другом и с неуглеводной частью молекулы гликозидными связями.
При гидролизе под действием кислот и ферментов эти связи могут рваться с высвобождением моносахаридов. В природе свободные моносахариды, за исключением Dглюкозы и D фруктозы, встречаются редко.
◦ Биосинтез моносахаридов из углекислого газа и воды происходит в растениях; с участием активированных производных моносахаридов — нуклеозиддифосфатсахаров — происходит, как правило, биосинтез сложных углеводов. Распад моносахаридов в организме (например, спиртовое брожение, гликолиз) сопровождается выделением энергии.
Моносахариды - твердые вещества, способные кристаллизоваться. Они гидроскопичны, очень легко растворимы в воде, легко образуют сиропы, из которых выделить их в кристаллическом виде бывает очень трудно. Самые распространённые моносахариды – глюкоза и фруктоза, имеющие формулу (CH 2 O)6. Все моносахариды имеют сладкий вкус, кристаллизуются и легко растворяются в воде.
Глюкозу называют также виноградным сахаром, так как она содержится в большом количестве в виноградном соке. Кроме винограда глюкоза находится и в других сладких плодах и даже в разных частях растений. Распространена глюкоза и в животном мире: 0, 1% ее находится в крови. Глюкоза разносится по всему телу и служит источником энергии для организма. Она также входит в состав сахарозы, лактозы, целлюлозы, крахмала.
В растительном мире широко распространена фруктоза или фруктовый (плодовый) сахар. Фруктоза содержится в сладких плодах, меде. Извлекая из цветов сладких плодов соки, пчелы приготавливают мед, который по химическому составу представляет собой в основном смесь глюкозы и фруктозы. Также фруктоза входит в состав сложных сахаров, например тростникового и свекловичного.
ЗНАЧЕНИЕ МОНОСАХАРИДОВ 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.
Д И С А Х А Р И Д Ы Дисахариды - это сложные сахара, каждая молекула которых при гидролизе распадается на 2 молекулы моносахарида. Иногда они используются в качестве запасных питательных веществ. Дисахариды имеют формулу С 12 Н 22 О 11 К дисахаридам относятся: -сахароза (глюкоза + фруктоза) , -лактоза (глюкоза + галактоза) , -мальтоза (глюкоза + глюкоза), , -целобиоза
Мальтоза Лактоза Сахароза
Важнейший из дисахаридов - сахароза - очень распространен в природе. Это химическое название обычного сахара, называемого тростниковым или свекловичным. Свекловичный сахар широко применяется в пищевой промышленности, кулинарии, приготовлении вин, пива и т. д.
Из молока получают молочный сахар - лактозу. В молоке лактоза содержится в довольно значительном количестве. Лактоза отличается от других сахаров отсутствием гидроскопичности - она не отсыревает. Это свойство имеет большое значение: если нужно приготовить с сахаром какой-либо порошок, содержащий легко гидролизующее лекарство, то берут молочный сахар. Значение лактозы очень велико, т. к. она является важным питательным веществом, особенно для растущих организмов человека и млекопитающихся животных.
Солодовый сахар - это промежуточный продукт при гидролизе крахмала. По другому его называют еще мальтоза, т. к. солодовый сахар получается из крахмала при действии солода (по лат. солод - maltum). Солодовый сахар широко распространен как в растительных, так и в животных организмах. Например, он образуется под влиянием ферментов пищеварительного канала, а также при многих технологических процессах бродильной промышленности: винокурения, пивоварении и т. д.
Целлобиоза — 4 -(β-глюкозидо) -глюкоза, дисахаридов, состоящий из двух остатков глюкозы, соединённых β-глюкозидной связью; основная структурная единица целлюлозы. Белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде и в 45 — 48°-ном спирте. Плохо растворима в 96°ном спирте и эфирах. Молекулярная масса = 342, 30 г/моль. Температура плавления = 225 °C. Оптически
П О Л И С А Х А Р И Д Ы Сложными углеводами (полисахаридами или полиозами) называют такие углеводы, которые способны гидролизоваться с образованием простых углеводов и у них число атомов углерода не равно числу атомов кислорода См. Н 2 п. Оп. К полисахаридам относятся: (С 5 Н 8 О 4)n - пентозаны; (С 6 Н 10 О 5)n - целлюлоза, крахмал, гликоген
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. Важнейшие из полисахаридов - это крахмал, гликоген (животный крахмал), целлюлоза (клетчатка).
Крахмал (C 6 Н 10 О 5)n - это биополимер, состоящий из остатков глюкозы - первый видимый продукт фотосинтеза. При фотосинтезе крахмал образуется в растениях и откладывается в корнях, клубнях, семенах. Крахмал - это белое вещество, состоящее из мельчайших зерен, напоминающих муку, поэтому его второе название «картофельная мука» .
ЗНАЧЕНИЕ КРАХМАЛА: 1). В качестве пищевого продукта (хлеб, картофель, крупы и т. д. ) 2). Для изготовления канцелярского клея 3). В медицине и фармации для приготовления присыпок, паст (густых мазей), а также при производстве таблеток.
В животном мире роль «запасного крахмала» играет родственный крахмалу полисахарид - гликоген. Гликоген содержится во всех животных тканях. Особенно много его в печени (до 20%) и в мышцах (4%). Гликоген представляет собой белый аморфный порошок, хорошо растворимый даже в холодной воде. Молекула животного крахмала построена по типу молекул амилопектина, отличаясь лишь большей ветвистостью. Молекулярная масса гликогена исчисляется миллионами.
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.
Целлюлоза (С 6 Н 10 О 5)n Целлюлоза – это биополимер, состоящий из остатков глюкозы - 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. 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.
Хитин близок к целлюлозе; он встречается у некоторых форм грибов, а также как важный компонент наружного скелета некоторых животных.
В суточном рационе человека и животных преобладают углеводы. Травоядные получают крахмал, клетчатку, сахарозу. Хищники получают гликоген с мясом. Организмы животных не способны синтезировать углеводы из неорганических веществ. Они получают их от растений с пищей и используют в качестве главного источника энергии, получаемой в процессе окисления. В зеленых листьях растений углеводы образуются в процессе фотосинтеза.
