Углеводы

Сложные органические вещества, содержащие углерод и являющиеся главным источником энергии в живых организмах, называются углеводами. Термин предложен химиком Карлом Шмидтом в 1844 году.

Строение

По-другому углеводы называются сахарами. Они состоят из углерода, водорода и кислорода. Углеводы могут содержать карбонильную группу (=С=O) или альдегидную группу (-CHO). Общая формула – Cn(Н2О)m, где n и m – не менее 3.

Сахара бывают простые и сложные. Простые состоят из одной молекулы или структурной единицы, которая называется сахаридом. Они имеют форму кристаллов и сладкий привкус. Быстро растворяются в воде.

В зависимости от количества атомов углерода в одной молекуле различают несколько групп углеводов.
Часто встречается две группы:

  • пентозы с пятью атомами углерода;
  • гектозы с шестью атомами углерода.

Пентозы и гектозы

Рис. 1. Пентозы и гектозы.

Сложные сахара объединяют несколько моносахаридов. Могут образовывать длинные и ветвистые цепочки (гликаны).

В графической формуле углевода обозначение углерода (С) не пишется, а обозначается геометрической фигурой. Количество углов соответствует количеству углерода в молекуле.

Виды

Выделяют три вида углеводов, которые отличаются количеством структурных единиц. Описание каждой группы углеводов представлено в таблице.

ТОП-1 статьякоторые читают вместе с этой

Вид

Общая формула

Особенности

Примеры

Моносахариды

Cn(Н2О)n

Содержат одну структурную единицу (от 2 до 6 атомов углерода). Входят в состав АТФ, РНК, ДНК, мёда, фруктов

– Глюкоза;

– галактоза;

– фруктоза;

– рибоза;

– дезоксирибоза

Олигосахариды

CmH2nOn

Содержат от двух до десяти сахаридов. Различают гомоолигосахариды, содержащие одинаковые моносахаридные остатки, и гетероолигосахариды, содержащие разные моносахариды. Входят в состав тростникового сахара, молока

– Сахароза;

– целлобиоза;

– рафиноза;

– акарбоза

Полисахариды

CnH2mOm

Содержат множество структурных единиц, могут включать несколько тысяч сахаридов. Не растворяются в воде, не имеют сладкого вкуса. Играют роль строительного материала или резерва энергии

– Целлюлоза;

– гликоген;

– крахмал;

– хитин;

– муреин

Моносахариды относятся к простым сахарам, олигосахариды и полисахариды – к сложным.

Моносахариды и полисахариды

Рис. 2. Моносахариды и полисахариды.

Одной из важнейших групп углеводов являются дисахариды, относящиеся к олигосахаридам и содержащие два моносахаридных остатка.
Наиболее известные и важные из них:

  • лактоза – содержит глюкозу и галактозу;
  • сахароза – состоит из фруктозы и глюкозы;
  • мальтоза – образуется из двух молекул глюкозы.

Дисахариды

Рис. 3. Дисахариды.

Химическая формула всех дисахаридов – C12H22O11. Молекулы отличаются связями и структурой. При гидролизе образуется две молекулы глюкозы:

C12H22O11 + Н2О → 2С6Н12О6

Лактоза содержится в молоке и используется для изготовления детского питания. Сахароза – привычный сахар, употребляемый в пищу. Мальтоза входит в состав зёрен.

Функции

Углеводы активно участвуют в обмене веществ.
Основными функциями углеводов являются:

  • обеспечение энергией – распад грамма углеводов даёт 17,6 кДж;
  • запас энергии – крахмал (в растениях) и гликоген (в животных) являются энергетическими резервами;
  • построение организма – целлюлоза входит в состав клеточных стенок растений, хитин – грибов и членистоногих, муреин – бактерий;
  • участие в пластическом обмене – входят в состав ДНК, РНК, АТФ.

Что мы узнали?

Биология 9-10 класса включает тему, посвящённую строению и значению углеводов. Полимеры содержат углерод и участвуют в биохимических реакциях организма. Выделяют простые углеводы (моносахариды) и сложные (олигосахариды и полисахариды). Моносахариды и олигосахариды сладкие на вкус и растворимые в воде. Полисахариды не растворяются в воде, выполняют энергетическую и структурную функции. Углеводы – главный источник энергии при метаболизме.

Тест по теме

Предметы