Ιδιότητες και τη δομή των υδατανθράκων. λειτουργία υδατάνθρακες

Για το ανθρώπινο σώμα, καθώς και άλλα έμβια όντα χρειάζονται ενέργεια. Χωρίς αυτό, δεν υπάρχει ροή δεν μπορεί να είναι διαδικασίες. Μετά από όλα, κάθε βιοχημική αντίδραση, οποιαδήποτε ενζυματική διεργασία ή το στάδιο του μεταβολισμού χρειάζεται πηγή ενέργειας.

Ως εκ τούτου, η αξία των υλικών, παρέχοντας τη δύναμη του σώματος για τη ζωή, είναι πολύ μεγάλη και σημαντική. Ποιο είναι το θέμα; Υδατάνθρακες, πρωτεΐνες, λίπη. Η δομή του κάθε ένα από αυτά είναι διαφορετικά, ανήκουν σε εντελώς διαφορετικές κατηγορίες χημικών ενώσεων, αλλά και μία από τις λειτουργίες τους είναι παρόμοια - παροχή του σώματος με την απαραίτητη ενέργεια για τη ζωή. Σκεφτείτε μια ομάδα από τις ακόλουθες ουσίες - υδατάνθρακες.

ταξινόμηση των υδατανθράκων

Η σύνθεση και η δομή των υδατανθράκων από το άνοιγμά τους ορίζονται από το όνομά τους. Μετά από όλα, στις αρχές της δεκαετίας πηγές θεωρήθηκε ότι είναι μια τέτοια ομάδα ενώσεων οι οποίες είναι παρούσες στη δομή των ατόμων άνθρακα που συνδέεται με τα μόρια του νερού.

Μια πιο προσεκτική ανάλυση, καθώς και η συσσωρευμένη πληροφορίες σχετικά με την ποικιλομορφία των ουσιών αυτών επιτρέπεται να αποδείξει ότι δεν είναι όλοι οι εκπρόσωποι είναι μόνο ένα μέρος. Ωστόσο, αυτή η λειτουργία είναι ακόμα ένας από εκείνους που καθορίζει τη δομή των υδατανθράκων.

Σύγχρονη ταξινόμηση αυτής της ομάδας των ενώσεων είναι ως εξής:

1. Μονοσακχαρίτες (ριβόζη, φρουκτόζη, γλυκόζη και ούτω καθεξής).
2. Οι ολιγοσακχαρίτες (Bios, τριόζης).
3. Πολυσακχαρίτες (άμυλο, κυτταρίνη).

Επίσης, όλοι οι υδατάνθρακες μπορούν να χωριστούν στις ακόλουθες δύο ομάδες:

• αποκατάσταση?
• μη-αναγωγικό.

Η δομή των μορίων των υδατανθράκων κάθε ομάδα ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά.

Μονοσακχαρίτες: χαρακτηριστικό

Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει όλα τα απλούς υδατάνθρακες που περιέχουν μια αλδεΰδη (αλδόζης) ή κετόνη (κετόζης) ομάδα και όχι περισσότερα από 10 άτομα άνθρακα στη δομή της αλυσίδας. Αν κοιτάξετε τον αριθμό των ατόμων στην κύρια αλυσίδα, οι μονοσακχαρίτες μπορούν να χωριστούν σε:

• τριόζης (γλυκεραλδεϋδη)?
• τετρόζες (ερυθρουλόζη, ερυθρόζη)?
• πεντόζη (ριβόζη και τη δεοξυριβόζη)?
• εξόζες (γλυκόζη, φρουκτόζη).

Όλοι οι άλλοι αντιπρόσωποι δεν είναι τόσο σημαντικό για το σώμα, όπως αναφέρεται.

Χαρακτηριστικά της δομής των μορίων

Στη δομή μονοσακχαρίτες μπορεί να αναπαρασταθεί ως μια αλυσίδα, και με τη μορφή ενός κυκλικού υδατάνθρακα. Πώς συμβαίνει αυτό; Το θέμα είναι ότι το κεντρικό άτομο άνθρακα στην ένωση είναι ένα ασύμμετρο κέντρο γύρω από το οποίο το μόριο στο διάλυμα είναι σε θέση να περιστρέφεται. Δεδομένου ότι σχηματίζουν οπτικά ισομερή μονοσακχαρίτες L- και D-μορφές. Στον τύπο αυτό της γλυκόζης καταγράφονται με τη μορφή μιας ευθείας αλυσίδας, μπορούν διανοητικά πιάστε το αλδεϋδομάδα (ή κετόνη) και να κυλήσει επάνω σε μια μπάλα. Για να ληφθεί η αντίστοιχη κυκλική τύπο.

Η χημική δομή ενός αριθμού υδατανθράκων μονοσακχαριτών αρκετά απλή: ο αριθμός των ατόμων άνθρακα που σχηματίζουν την αλυσίδα ή δακτύλιο, καθένα από τα οποία είναι διαφορετικά ή είναι διατεταγμένα σε μία πλευρά του υδροξυλίου ομάδες και άτομα υδρογόνου. Αν όλα το ίδιο όνομα σε μία πλευρά της δομής, τότε το D-ισομερές σχηματίζεται, εάν για διαφορετικά διαστρωμένα μεταξύ τους - τότε το L-ισομερές. Αν γράφουμε τον γενικό τύπο Αντιπροσωπευτικά από τα πιο κοινά μονοσακχαρίτες γλυκόζη σε ένα μοριακή μορφή, θα έχει τη μορφή: C ₆ H ₁₂ O _6. Επιπλέον, το ρεκόρ αντικατοπτρίζει τη δομή και τη φρουκτόζη, πάρα πολύ. Μετά από όλα, αυτά τα δύο μονοσακχαρίτες χημικώς - δομικά ισομερή. Γλυκόζη - aldegidospirt, φρουκτόζη - Cetoalcohol.

Δομή και ιδιότητες μιας σειράς υδατανθράκων μονοσακχαρίτες συνδέονται στενά μεταξύ τους. Μετά από όλα, λόγω της παρουσίας των ομάδων αλδεΰδης και κετόνης στη σύνθεση της δομής που ανήκουν στην αλδεΰδη και ketonospirtam που καθορίζει χημική φύση τους και την αντίδραση στην οποία μπορούν να ενταχθούν.

Έτσι, η γλυκόζη εμφανίζει τις ακόλουθες ιδιότητες:

1. Οι αντιδράσεις που προκαλούνται από την παρουσία των καρβονυλ ομάδων:

• Οξείδωση - μια αντίδραση «ασημένιο καθρέφτη»?
• με πρόσφατα καθιζάνει υδροξείδιο, του χαλκού (II) - αλδονικό οξύ?
• Ισχυρά οξειδωτικά είναι ικανές να σχηματίσουν διοξέα (aldarovye), μεταμορφώνοντας όχι μόνο μια αλδεΰδη, αλλά μία ομάδα υδροξυλίου?
• Ανάκτηση - μετατρέπεται σε πολυόλες.

2. Το μόριο περιέχει ομάδες υδροξυλίου και ότι αντανακλά τη δομή. Οι ιδιότητες των υδατανθράκων, οι οποίες επηρεάζονται από την ομαδοποίηση των δεδομένων:

• ικανότητα να αλκυλίωση - σχηματισμό αιθέρων?
• ακυλίωση - μορφοποίηση εστέρες ?
• ποιοτική αντίδραση για το υδροξείδιο του χαλκού (II).

3. ενιαία ειδικές ιδιότητες της γλυκόζης:

• βουτυρικό οξύ?
• το αλκοόλ?
• γαλακτική ζύμωση.

Λειτουργίες στο σώμα

Δομή και λειτουργία του αριθμού των υδατανθράκων μονοσακχαρίτες είναι στενά συνδεδεμένες. Παρελθόν είναι, πάνω απ 'όλα, να συμμετέχουν σε βιοχημικές αντιδράσεις των ζωντανών οργανισμών. Ποιος είναι ο ρόλος σε αυτό μονοσακχαρίτες;

1. Βάση για την παραγωγή των ολιγο-και πολυσακχαρίτες.
2. Πεντόζη (ριβόζη και τη δεοξυριβόζη) - το πιο σημαντικό μόριο εμπλέκεται στο σχηματισμό της ΑΤΡ, RNA, DNA. Και, με τη σειρά τους, οι κυριότεροι προμηθευτές του κληρονομικού υλικού, ενέργεια και πρωτεΐνες.
3. Τα επίπεδα συγκέντρωσης της γλυκόζης στο αίμα - ένα πραγματικό μέτρο της οσμωτικής πίεσης και τις αλλαγές του.

Ολιγοσακχαρίτες: δομή

Η δομή της ομάδας υδατάνθρακα ανάγεται για να έχουν δύο (Diozu) ή τρία μόρια (τριόζης) μονοσακχαρίτη στη σύνθεση. Υπάρχουν εκείνες στις οποίες η σύνθεση της 4, 5 ή περισσότερες δομές (μέχρι 10), αλλά η πιο κοινή είναι δισακχαρίτες. Δηλαδή, στην υδρόλυση των ενώσεων αυτών αποσυντίθενται για να σχηματίσουν τη γλυκόζη, φρουκτόζη, πεντόζες, και ούτω καθεξής. Ποιες ενώσεις εμπίπτουν σε αυτή την κατηγορία; Ένα τυπικό παράδειγμα - είναι σακχαρόζη (κοινή ζαχαροκάλαμο ζάχαρη), λακτόζη (κύριο συστατικό του γάλακτος), μαλτόζη, λακτουλόζη, isomalt.

Η χημική δομή αυτής της σειράς των υδατανθράκων έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

1. Ο γενικός τύπος των μοριακών ειδών: C ₁₂ H ₂₂ O _11.
2. Δύο πανομοιότυπα ή διαφορετικά υπολείμματα μονοσακχαρίτη στο δισακχαρίτη δομή αλληλοσυνδέονται μέσω γέφυρας γλυκοζίτη. Σχετικά με τη φύση της ένωσης θα εξαρτηθεί από την αναγωγική ισχύς του σακχάρου.
3. Μείωση δισακχαρίτης. Υδατάνθρακες δομή αυτού του τύπου είναι ο σχηματισμός μιας γέφυρας μεταξύ των γλυκοσιδικών υδροξυλίων ομάδων αλδεΰδης και υδροξυλίου διαφορετικών μορίων μονοσακχαριτών. Αυτές περιλαμβάνουν μαλτόζη, λακτόζη, και ούτω καθεξής.
4. Μη αναγωγική - ένα τυπικό παράδειγμα σακχαρόζης - όταν η γέφυρα σχηματίζεται μεταξύ ομάδων υδροξυλίου μόνον εκείνους που δεν έχουν δομή αλδεΰδη συμμετοχή.

Έτσι, η δομή υδατάνθρακα μπορούν να συνοψιστούν με τη μορφή του μοριακού τύπου. Εάν είναι αναγκαίο λεπτομερή δομή αναπτύσσεται, τότε μπορεί να αντιπροσωπεύει τη χρήση γραφικών ή Heuorsa Fischer φόρμουλες προβολής. Συγκεκριμένα, δύο κυκλικά μονομερή (μονοσακχαρίτες) ή διαφορετικά ή παρόμοια (ανάλογα με τον ολιγοσακχαρίτη) διασυνδέονται με έναν γλυκοζιτικό γέφυρα. Κατά την κατασκευή θα πρέπει να εξετάσει την αποκατάσταση τη δυνατότητα να εμφανίζουν σωστά τη σύνδεση.

Παραδείγματα δισακχαριτών μορίων

Εάν μια εργασία αξίζει με τη μορφή: «Σημειώστε τα δομικά χαρακτηριστικά των υδατανθράκων,» τότε ο δισακχαρίτης είναι καλύτερο να ορίσετε το πρώτο από ό, τι έχει απομείνει από μονοσακχαρίτες είναι. Οι πιο κοινοί τύποι είναι:

• σακχαρόζη - κατασκευασμένο από άλφα-βήτα-γλυκόζη, και φρουκτόζη?
• υπολειμμάτων γλυκόζης - μαλτόζη?
• κελλοβιόζη - αποτελείται από δύο υπολειμμάτων γλυκόζης των β-ϋ-μορφές?
• λακτόζη - γαλακτόζη + γλυκόζη?
• λακτουλόζη - γαλακτόζη + φρουκτόζη και ούτω καθεξής.

Στη συνέχεια, σύμφωνα με τα διαθέσιμα υπολείμματα θα πρέπει να είναι σαφές από τον συντακτικό τύπο συνταγή του τύπου γλυκοσίδης γέφυρας.

Σημασία για τους ζωντανούς οργανισμούς

Πολύ μεγάλο και ο ρόλος των δισακχαρίτης, είναι σημαντικό όχι μόνο για την κατασκευή. Οι λειτουργίες των υδατανθράκων και των λιπών είναι γενικά παρόμοιες. Βασίζεται στην ενεργειακή συνιστώσα. Παρ 'όλα αυτά, θα πρέπει να δείξει ιδιαίτερη σημασία τους για κάποιες μεμονωμένες δισακχαρίτες.

1. Η σακχαρόζη - η κύρια πηγή της γλυκόζης στο ανθρώπινο σώμα.
2. Η λακτόζη βρίσκεται στο μητρικό γάλα των θηλαστικών, συμπεριλαμβανομένων των γυναικών και το 8%.
3. Λακτουλόζη λαμβάνεται στο εργαστήριο πρέπει να χρησιμοποιούνται για ιατρικούς σκοπούς, καθώς και προστίθεται στην παραγωγή γαλακτοκομικών προϊόντων.

Κάθε δισακχαρίτης, τρισακχαρίτης και ούτω καθεξής σε ανθρώπους και άλλα πλάσματα υφίσταται στιγμιαία υδρολύεται σε μονοσακχαρίτες. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι η βάση της χρήσης αυτής της κατηγορίας των υδατανθράκων ένα άτομο στα πρωτογενή, αναλλοίωτη (ζαχαρότευτλα ή ζαχαροκάλαμο).

Πολυσακχαρίτες: μοριακά χαρακτηριστικά

Λειτουργίες, σύνθεση και δομή ενός αριθμού υδατανθράκων είναι σημαντικές για τους οργανισμούς που ζουν όντα, καθώς και τις ανθρώπινες δραστηριότητες. Κατ 'αρχάς, πρέπει να καταλάβετε τι είδους υδατάνθρακες είναι πολυσακχαρίτες.

Είναι πολλά:

• άμυλο?
• γλυκογόνο?
• murein?
• γλυκομαννάνη?
• κυτταρίνη?
• δεξτρίνη?
• γαλακτομαννάνη?
• muromin?
• πηκτίνη?
• αμυλόζη?
• χιτίνη.

Αυτό δεν είναι μια πλήρης λίστα, αλλά μόνο τα πιο σημαντικά είδη ζώων και φυτών. Αν εκπληρώνει την αποστολή «Ελέγξτε τα χαρακτηριστικά της δομής ενός αριθμού υδατανθράκων πολυσακχαρίτες», το πρώτο πράγμα που πρέπει να δώσουν προσοχή στην χωρική δομή τους. Είναι πολύ ογκώδες, ο γίγαντας μόριο, που αποτελείται από εκατοντάδες μονάδες μονομερούς με σταυροειδείς δεσμούς γλυκοσιδικούς χημικούς δεσμούς. Συχνά η μοριακή δομή των πολυσακχαριτών του υδατάνθρακα είναι ένα στρωματοποιημένο σύνθεση.

Υπάρχει ένα συγκεκριμένο χαρακτηρισμό αυτών των μορίων.

1. Gomopolisaharidy - αποτελούνται από τα ίδια επαναλαμβανόμενες μονάδες μονοσακχαριτών. Ανάλογα με τον μονοσακχαρίτη μπορεί να είναι εξόζες, πεντόζες, και ούτω καθεξής (γλυκάνες, μαννάνες, galactans).
2. Ετεροπολυσακχαρίτες - σχηματίζεται από διαφορετικές μονομερείς μονάδες.

Ενώσεις με μία γραμμική χωρική δομή πρέπει να αποδοθεί, για παράδειγμα, κυτταρίνη. Διακλαδισμένη δομή έχει την πλειοψηφία των πολυσακχαριτών - άμυλο, γλυκογόνο, χιτίνη και ούτω καθεξής.

Ρόλος στο σώμα των έμβιων όντων

Δομή και λειτουργία των υδατανθράκων σε αυτή την ομάδα είναι στενά συνδεδεμένη με τη ζωή όλων των όντων. Για παράδειγμα, τα φυτά σε θρεπτικό αποθεματικό συσσωρεύεται σε διάφορα μέρη του βλαστού ή ρίζα άμυλο. Η κύρια πηγή ενέργειας για τα ζώα - εκτός από πολυσακχαρίτες, τα οποία σχηματίζονται με διάσπαση ενός πολλή ενέργεια.

Οι υδατάνθρακες στη δομή των κυττάρων παίζουν έναν πολύ σημαντικό ρόλο. Είναι αποτελείται από χιτίνη κάλυψη πολλών εντόμων και καρκινοειδών, murein - συστατικά κυτταρικού τοιχώματος των βακτηρίων, πολτού - φυτού βάση.

Ανταλλακτικά θρεπτικές ουσίες ζωικής προέλευσης - ένα μόριο γλυκογόνου, ή όπως είναι πιο συχνά αποκαλείται, το ζωικό λίπος. Αυτός αποθηκεύεται σε μέρη του σώματος και φέρει όχι μόνο ενέργεια, αλλά επίσης μια προστατευτική λειτουργία ενάντια μηχανικές προσκρούσεις.

Για τους περισσότερους οργανισμούς είναι πολύ σημαντική δομή των υδατανθράκων. Βιολογία κάθε ζώου και το φυτό είναι τέτοια που απαιτεί μια σταθερή πηγή ενέργειας, ανεξάντλητη. Και μπορεί να τους δώσει μόνο, και πάνω απ 'όλα είναι υπό τη μορφή πολυσακχαριτών. Έτσι, η πλήρης πέψη του 1 g υδατάνθρακα, ως αποτέλεσμα μεταβολικών διεργασιών οδηγεί στην απελευθέρωση του 4.1 kcal της ενέργειας! Αυτό είναι το μέγιστο, δεν δίνει καμία μία σύνδεση. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι υδατάνθρακες πρέπει να είναι παρούσα στη διατροφή του κάθε ατόμου ή ζώου. Τα φυτά λαμβάνουν επίσης φροντίσουν τον εαυτό τους: στη διαδικασία της φωτοσύνθεσης αποτελούν μέσα άμυλο και να το αποθηκεύσετε.

Γενικές ιδιότητες των υδατανθράκων

Η δομή των λιπών, πρωτεϊνών και υδατανθράκων σε γενικές γραμμές παρόμοια. Μετά από όλα, είναι όλα τα μακρομόρια. Ακόμη και μερικές από τις λειτουργίες τους έχουν κοινή προέλευση. Θα πρέπει να συνοψίσω τον ρόλο και τη σημασία των υδατανθράκων στη ζωή της βιομάζας του πλανήτη.

1. Η σύνθεση και η δομή των υδατανθράκων περιλαμβάνουν τη χρήση τους ως ένα δομικό υλικό για το κέλυφος των φυτικών κυττάρων, ζωικών και βακτηριακές μεμβράνες καθώς και το σχηματισμό των ενδοκυτταρικών οργανιδίων.
2. Η προστατευτική λειτουργία. Χαρακτηριστικό των φυτικών οργανισμών και εκδηλώνεται με τον σχηματισμό αγκάθια τους, αγκάθια και ούτω καθεξής.
3. Πλαστικά ρόλος - εκπαίδευση είναι ζωτικής σημασίας μόρια (DNA, RNA, ΑΤΡ και άλλοι).
4. λειτουργία του υποδοχέα. Πολυσακχαρίτες και ολιγοσακχαρίτες - ενεργοί συμμετέχοντες μεταφορές μεταφορά της κυτταρικής μεμβράνης, «φύλακες» πιάσει επιπτώσεις.
5. Ενέργεια το πιο σημαντικό ρόλο. Παρέχει μέγιστη ισχύ για όλους ενδοκυτταρικές διεργασίες, όπως επίσης και το έργο του συνόλου του οργανισμού.
6. Η ρύθμιση της οσμωτικής πίεσης - Γλυκόζη εκτελεί τέτοιες ελέγχου.
7. Μερικά πολυσακχαρίτες είναι τα αποθέματα τροφίμων, η πηγή ενέργειας για τα πλάσματα των ζώων.

Έτσι, είναι προφανές ότι η δομή των λιπών, των πρωτεϊνών και των υδατανθράκων, η λειτουργία και ο ρόλος των φορέων των συστημάτων που ζουν είναι κρίσιμη και αποφασιστική σημασία. Αυτά τα μόρια - οι δημιουργοί της ζωής, μπορούν επίσης να διατηρήσουν και να το διατηρεί.

Υδατάνθρακες με άλλες μακρομοριακές ενώσεις

Επίσης γνωστό είναι ο ρόλος των υδατανθράκων δεν είναι στην καθαρή μορφή του, και σε συνδυασμό με άλλα μόρια. Αυτά περιλαμβάνουν, όπως το πιο κοινό, όπως:

• γλυκοζαμινογλυκανών ή βλεννοπολυσακχαρίτες?
• γλυκοπρωτεΐνες.

Δομή και ιδιότητες των υδατανθράκων αυτού του τύπου είναι μάλλον περίπλοκη λόγω του σύνθετου είναι συνδεδεμένα με μια ποικιλία λειτουργικών ομάδων. Ο κύριος ρόλος αυτού του τύπου των μορίων - που εμπλέκονται σε πολλές βιολογικές διεργασίες των οργανισμών. Εκπρόσωποι είναι: υαλουρονικό οξύ, θειική χονδροϊτίνη, ηπαρίνη, θειική κερατάνη, και άλλοι.

Υπάρχουν επίσης πολυσακχαρίτες σύμπλοκα με άλλα βιολογικώς δραστικά μόρια. Για παράδειγμα, λιποπολυσακχαρίτες ή γλυκοπρωτεΐνες. Η ύπαρξή τους είναι σημαντική για τον σχηματισμό των ανοσολογικών αντιδράσεων του σώματος, δεδομένου ότι είναι μέρος των κυττάρων του λεμφικού συστήματος.