Egenskaber og struktur af kulhydrater. kulhydrater funktion

For det menneskelige legeme, såvel som andre levende væsener har brug for energi. Uden den kan ingen strøm ikke være processer. Efter alt, hver biokemisk reaktion, enhver enzymatisk proces eller stadiet af metabolisme behov energikilde.

Derfor er værdien af materialer, der giver kroppen styrke til livet, er meget stor og vigtig. Hvad er der i vejen? Kulhydrater, proteiner, fedtstoffer. Strukturen af hver af dem er forskellige, de tilhører helt forskellige klasser af kemiske forbindelser, men en af deres funktioner er ens - forsyne kroppen med den nødvendige energi til livet. Overvej en gruppe af de følgende stoffer - kulhydrater.

klassificering af kulhydrater

Sammensætningen og strukturen af kulhydrater siden deres åbning afgrænset ved deres navn. Efter alt, i de tidlige kilder det blev antaget, at det er sådan en gruppe af forbindelser, der er til stede i strukturen af carbonatomer bundet til vandmolekyler.

En mere grundig analyse, samt den akkumulerede oplysninger om mangfoldigheden af disse stoffer er tilladt at bevise, at det ikke er alle repræsentanter er kun en del. Men denne funktion stadig er en af dem, der bestemmer strukturen af kulhydrater.

Moderne klassificering af denne gruppe af forbindelser er som følger:

1. Monosaccharider (ribose, fructose, glucose og så videre).
2. Oligosaccharider (Bios, triose).
3. Polysaccharider (stivelse, cellulose).

Desuden kan alle kulhydrater opdeles i følgende to grupper:

• genoprette;
• ikke-reducerende.

Strukturen af molekylerne i kulhydrater hver gruppe se nærmere.

Monosaccharider: karakteristiske

Denne kategori omfatter alle de simple kulhydrater, der indeholder et aldehyd (aldose) eller keton (ketose) gruppe og ikke mere end 10 carbonatomer i kæden struktur. Hvis man ser på antallet af atomer i hovedkæden, kan de monosaccharider opdeles i:

• triose (glyceraldehyd);
• tetroser (erythrulose, erythrose);
• pentose (ribose og deoxyribose);
• hexoser (glucose, fruktose).

Alle andre repræsentanter er ikke så vigtigt for kroppen som anført.

Funktioner af strukturen af molekyler

I struktur monosaccharider kan repræsenteres som en kæde, og i form af en cyklisk kulhydrat. Hvordan sker det? Sagen er, at det centrale carbonatom i forbindelsen er et asymmetrisk center, omkring hvilken molekylet i opløsning kan rotere. Eftersom dannelse optiske isomerer monosaccharider L- og D-former. I denne formel glucose registreret i form af en lige kæde, kan mentalt forstå aldehydgruppen (eller keton) og rulle op til en kugle. Til opnåelse af den tilsvarende cykliske formel.

Den kemiske struktur af et antal kulhydrater monosaccharider ret enkle: antallet af carbonatomer danner kæde eller ring, som hver især er forskellige, eller er anbragt på den ene side af hydroxylgrupper og hydrogenatomer. Hvis alle af samme navn på den ene side af strukturen, så D-isomeren dannes, hvis for forskellige interleaved hinanden - derefter L-isomer. Hvis vi skrive almene formel repræsentant mest almindelige monosaccharider glucose i en molekylform, vil det have formen: C ₆ H ₁₂ O _6. Desuden posten afspejler den struktur og fruktose, også. Efter alt, disse to monosaccharider kemisk - strukturelle isomerer. Glucose - aldegidospirt, fruktose - Cetoalcohol.

Struktur og egenskaber af et antal kulhydrater monosaccharider er tæt forbundet. Efter alt, på grund af tilstedeværelsen af aldehyd- og ketongrupper i sammensætningen af strukturen de tilhører aldehydet og ketonospirtam som bestemmer deres kemiske natur og den reaktion, hvor de kan deltage.

Således, glucose udviser følgende egenskaber:

1. De reaktioner forårsaget af tilstedeværelsen af carbonylgrupper:

• Oxidation - en reaktion "sølvspejl";
• med frisk udfældet hydroxid, kobber (II) - aldonsyre;
• Stærke oxidanter er i stand til at danne disyrer (aldarovye), transformerende ikke kun et aldehyd men én hydroxylgruppe;
• Recovery - omdannes til polyoler.

2. Molekylet indeholder hydroxylgrupper, og som afspejler strukturen. Egenskaberne af kulhydrater, som påvirkes ved at gruppere data:

• evne til alkylering - dannelse af ethere;
• acylering - danner estere ;
• kvalitative reaktion for kobberhydroxid (II).

3. enkelt specifikke egenskaber ved glucose:

• smørsyre;
• alkohol;
• mælkesyregæring.

Funktioner i kroppen

Struktur og funktion af en række kulhydrater monosaccharider er tæt forbundne. Tidligere er først og fremmest til at deltage i biokemiske reaktioner af levende organismer. Hvilken rolle spiller i denne monosaccharider?

1. Grundlaget for produktionen af oligo-og polysaccharider.
2. Pentose (ribose og deoxyribose) - den vigtigste molekyle involveret i dannelsen af ATP, RNA, DNA. Og de til gengæld, de største leverandører af den arvelige materiale, energi og protein.
3. Koncentrationsniveauerne af glukose i blodet - et sandt mål for det osmotiske tryk og dets ændringer.

Oligosaccharider: struktur

Strukturen af carbohydratgruppe reduceres til at have to (Diozu) eller tre (triose) monosaccharidmolekyler i sammensætningen. Der er dem, hvor sammensætningen af 4, 5 eller flere strukturer (op til 10), men de mest almindelige er disaccharider. Dvs. i hydrolysen af disse forbindelser nedbrydes til dannelse af glucose, fructose, pentoser, og så videre. Hvilke forbindelser falder i denne kategori? Et typisk eksempel - det saccharose (almindeligt rørsukker sukker), lactose (hovedbestanddelen af mælk), maltose, lactulose, isomalt.

Den kemiske struktur af denne serie af kulhydrater har følgende funktioner:

1. Den almene formel for de molekylære arter: _{C12 H22} O _11.
2. To identiske eller forskellige monosaccharidrest i disaccharid struktur er indbyrdes forbundet ved hjælp af broen glycosid. Af beskaffenheden af forbindelsen vil afhænge af den reducerende evne af sukker.
3. Reduktion disaccharid. Carbohydratstruktur af denne type er dannelsen af en bro mellem de glycosidiske hydroxyl aldehyd- og hydroxylgrupper af forskellige molekyler af monosaccharider. Disse indbefatter maltose, lactose og så videre.
4. Ikke-reducerende - et typisk eksempel saccharose - når broen er dannet mellem hydroxylgrupper kun dem uden deltagelse aldehyd struktur.

Således kan carbohydratstrukturen sammenfattes i form af molekylformel. Om nødvendigt detaljeret struktur indsat, så det kan repræsentere anvendelse af grafiske eller Heuorsa Fischer projektion formler. Specifikt to cykliske monomerer (monosaccharider) eller forskellige eller lignende (afhængigt af oligosaccharidet) indbyrdes forbundet ved en glycosidisk bro. Når man bygger bør overveje at gendanne evnen til korrekt at vise forbindelsen.

Eksempler på disaccharider molekyler

Hvis et job er værd i form af: "Bemærk de strukturelle træk af kulhydrat," så disaccharidet er bedst først at specificere fra hvad der er tilbage af monosaccharider det er. De mest almindelige typer er:

• sucrose - konstrueret af alpha-beta-glucose og fructose;
• maltose - glucoserester;
• cellobiose - består af to glucoserester af beta-D-former;
• lactose - galactose + glucose;
• lactulose - galactose + fructose og så videre.

Så ifølge de tilgængelige rester bør være klart fra strukturformlen ordination af glycosid typen bro.

Betydning for levende organismer

Meget stor og den rolle, disaccharid, er det vigtigt ikke kun strukturen. Funktionerne af kulhydrater og fedt ligner generelt. Den er baseret på den energi komponent. Ikke desto mindre bør det angive deres særlige betydning for nogle enkelte disaccharider.

1. Saccharose - den vigtigste kilde til glucose i det menneskelige legeme.
2. Laktose er fundet i modermælk af pattedyr, herunder kvindelige og 8%.
3. Lactulose opnås i laboratoriet skal anvendes til medicinske formål, samt tilsat til produktion af mejeriprodukter.

Alle disaccharid, trisaccharid og så videre i mennesker og andre væsener undergår øjeblikkelig hydrolyseres til monosaccharider. Denne funktion er grundlaget for brugen af denne klasse af kulhydrater en person i den rå, uændret (roe- eller rørsukker).

Polysaccharider: molekylære funktioner

Funktioner, sammensætning og struktur af en række kulhydrater er vigtige for organismer levende væsener, såvel som menneskelige aktiviteter. Først bør du forstå, hvilken slags kulhydrater er polysaccharider.

De er mange:

• stivelse;
• glykogen;
• murein;
• glucomannan;
• cellulose;
• dextrin;
• galactomannan;
• muromin;
• pektin;
• amylose;
• kitin.

Dette er ikke en udtømmende liste, men kun de mest betydningsfulde dyre- og plantearter. Hvis du udføre opgaven "Check funktionerne i strukturen af en række kulhydrater polysaccharider", den første ting du bør være opmærksom på deres rumlige struktur. Det er meget omfangsrig, kæmpemolekylet, består af hundredvis af monomerenheder tværbundne glycosidiske kemiske bindinger. Ofte molekylstrukturen af polysaccharider af carbohydrat er en lagdelt præparat.

Der er en vis klassificering af sådanne molekyler.

1. Gomopolisaharidy - bestå af de samme gentagne enheder af monosaccharider. Afhængig af monosaccharid kan være hexoser, pentoser, og så videre (glucaner, mannaner, galactaner).
2. Heteropolysaccharider - dannet af forskellige monomerenheder.

Forbindelser med en lineær rumlig struktur bør tilskrives for eksempel cellulose. Forgrenet struktur har et flertal af polysaccharider - stivelse, glycogen, chitin og så videre.

Rolle i kroppen af levende væsener

Struktur og funktion af kulhydrater i denne gruppe er tæt forbundet med livet i alle levende væsener. For eksempel planter i en reserve næringsstof akkumuleret i forskellige dele af skuddet eller rod stivelse. Den vigtigste kilde til energi til dyr - udover polysaccharider, som er dannet ved spaltning af en masse energi.

Kulhydrater i cellestrukturen spiller en meget væsentlig rolle. Det består af chitin dække af mange insekter og krebsdyr, murein - cellevægskomponenter af bakterier, pulp - grundlag plante.

Spare nærende stoffer af animalsk oprindelse - et molekyle af glykogen, eller som det er mere almindeligt kaldes, animalsk fedt. Han gemt i dele af kroppen og bærer ikke kun energi, men også en beskyttende funktion mod mekaniske påvirkninger.

For de fleste organismer er meget vigtig struktur af kulhydrater. Biologi på hvert dyr og anlægget er således, at kræver en konstant energikilde, uudtømmelig. Og det kan kun give dem, og mest af alt det er i form af polysaccharider. Således fuldstændig fordøjelse af 1 g kulhydrat som et resultat af metaboliske processer fører til frigivelsen af 4,1 kcal af energi! Dette er den maksimale, ikke længere giver nogen forbindelse. Det er derfor, kulhydrater skal være til stede i kosten af en person eller et dyr. Planter også tage vare på sig selv: i fotosyntesen de danner inde stivelse og gemme den.

Generelle egenskaber af kulhydrater

Strukturen af de fedtstoffer, proteiner og kulhydrater i almindelighed lignende. Efter alt, er de alle makromolekyler. Selv nogle af deres funktioner har en fælles oprindelse. Det skal opsummere rolle og betydning af kulhydrater i livet i planetens biomasse.

1. Sammensætningen og strukturen af kulhydrater involverer anvendelse af dem som et byggemateriale til skallen af planteceller, dyr og bakterielle membraner samt dannelsen af intracellulære organeller.
2. Den beskyttende funktion. Karakteristisk for plante organismer og manifesterer sig i dannelsen af deres pigge, torne og så videre.
3. Plast rolle - uddannelse er meget vigtige molekyler (DNA, RNA, ATP og andre).
4. Receptor-funktion. Polysaccharider og oligosaccharider - aktive deltagere transport overfører cellemembranen, "afskærmninger" fange virkning.
5. Energi den mest betydningsfulde rolle. Det giver maksimal effekt for alle intracellulære processer, samt arbejdet i hele organismen.
6. Regulering af osmotisk tryk - Glucose udfører sådan kontrol.
7. Nogle polysaccharider er fødevarereserverne, energikilden for animalske væsener.

Det er således tydeligt, at strukturen af fedt, proteiner og kulhydrater, deres funktion og rolle i ligene af levende systemer er afgørende og afgørende betydning. Disse molekyler - skaberne af livet, de også bevare og vedligeholde det.

Kulhydrater, med andre makromolekylære forbindelser

Også kendt er den rolle af kulhydrater er ikke i sin rene form, og i kombination med andre molekyler. Disse omfatter sådan den mest almindelige, såsom:

• glycosaminoglycaner eller mucopolysaccharider;
• glycoproteiner.

Struktur og egenskaber af kulhydrater af denne type er ret kompliceret på grund af komplekset er forbundet med en række funktionelle grupper. Den vigtigste rolle af denne type af molekyler - involveret i mange livsprocesser af organismer. Repræsentanter er: hyaluronsyre, chondroitinsulfat, heparansulfat, keratansulfat, og andre.

Der er også polysaccharider komplekser med andre biologisk aktive molekyler. For eksempel, lipopolysaccharider eller glycoproteiner. Deres eksistens er vigtig i dannelsen af de immunologiske reaktioner i kroppen, da de er en del af celler i lymfesystemet.