Углеводы

Органические соединения, состоящие из углерода, водорода, кислорода и являющиеся источником биохимической энергии, называются углеводами или сахарами. Термин появился в 1844 году.

Классификация

Любой углевод состоит из сахарида или структурной единицы. Она включает одну карбонильную (=С=O) и несколько гидроксильных (-ОН) групп.

Рис. 1. Строение углеводов.

В зависимости от количества звеньев в цепи углеводы делятся на две группы:

  • простые – включают одну функциональную группу (моносахариды);
  • сложные – включают более одной функциональной группы (олигосахариды, полисахариды).

Классификация углеводов

Рис. 2. Классификация углеводов.

Описание каждой группы углеводов представлено в таблице.

Группа

Формула углеводов

Описание

Примеры

Моносахариды

Cn2О)n

Молекула состоит из одного звена. Являются структурной единицей ДНК, РНК, АТФ. Подразделяются на кетозы и альдозы

Глюкоза, фруктоза

Олигосахариды

CmH2nOn

Молекулярная цепочка включает от одного до десяти остатков моносахаридов. В зависимости от количества звеньев различают дисахариды (диозы), трисахариды (триозы), тетрасахариды (тетраозы) и т.д. Подразделяются на гомоолигосахариды, включающие одинаковые моносахаридные остатки, и гетероолигосахариды, состоящие из разных моносахаридов

Лактоза, сахароза, афиноза, стахиоза

Полисахариды

CnH2mOm

Цепь состоит из многочисленных моносахаридов. Количество звеньев может превышать несколько тысяч

Целлюлоза

Наиболее значимыми для организма человека являются глюкоза, участвующая в метаболизме, и сахароза (привычный сахар), используемая в еду. Под действием ферментов в желудочно-кишечном тракте все сложные углеводы распадаются до моносахаридов.

Физические свойства

Моносахариды и олигосахариды сладкие на вкус. Плавятся и кипят при низких температурах. Олигосахариды хорошо растворяются в воде, имеют в растворах нейтральный водородный показатель (pH).

Полисахариды обладают более жёсткой структурой, не имеют сладкого вкуса, не растворяются в воде. В живых организмах выполняют опорную или энергетическую функцию. Например, целлюлоза входит в состав клеточной стенки растений, хитин – грибов и панцирей членистоногих. Крахмал и гликоген – источники энергии, накапливающиеся в клетках в виде зёрен и капель.

Хитин в клеточных стенках грибов

Рис. 3. Хитин в клеточных стенках грибов.

Для углеводов характерна пространственная изомерия.

Химические свойства

В зависимости от вида углеводы обладают разными химическими свойствами. В таблице описаны основные свойства сахаров.

Реакция

Группы

Моносахариды

Олигосахариды

Полисахариды

Окисление

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O

(C6H10O5)n + 6O2 → 6nCO2 + 5nH2O

Брожение

– спиртовое – C6H12O6 → 2C2H5OH (этанол) + 2CO2;

– молочнокислое – C6H12O6 → 2CH3-CH(OH)-COOH (молочная кислота)

Гидролиз

C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6

(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6

Углеводы являются продуктом фотосинтеза, образуясь в растительных клетках под действием солнечных лучей.

Что мы узнали?

Углеводы – одни из жизненно важных органических соединений. Они включают структурные единицы или сахариды, состоящие из карбонильной группы и нескольких гидроксильных групп. В зависимости от строения классифицируются на моносахариды, содержащие один сахарид, олигосахариды, содержащие от двух до десяти сахаридов, и полисахариды, включающие множество структурных единиц. Моносахариды и олигосахариды сладкие на вкус, хорошо растворимые в воде. Моносахариды подвержены брожению. Полисахариды не растворяются в воде и не имеют сладкого вкуса.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.6. Всего получено оценок: 68.

Предметы