Разное

Какие функции в живых организмах выполняют углеводы в: Какие функции выполняют углеводы в живых организмах?

Содержание

§ 5. Углеводы. Биология 9 класс Пасечник



1. Какие вещества, относящиеся к углеводам, вам известны?

Глюкоза, фруктоза, крахмал, целлюлоза, хитин.

2. Какую роль играют углеводы в живом организме?

Углеводы представляют собой важнейшие источники энергии, необходимой для жизнедеятельности организмов.

3. В результате какого процесса углеводы образуются в клетках зелёных растений?

Углеводы образуются в клетках зелёных растений в результате фотосинтеза.

Вопросы

1. Какой состав и строение имеют молекулы углеводов?

Углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода. У большинства из них соотношение водорода и кислорода в молекуле такое же, как и в молекуле воды.

Все углеводы делятся на простые, или моносахариды, и сложные, или полисахариды. Ди- и полисахариды образуются путём соединения двух и более молекул моносахаридов.

Так, сахароза (тростниковый сахар), мальтоза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар) — дисахариды, образовавшиеся в результате слияния двух молекул моносахаридов.

2. Какие углеводы называются моно-, ди- и полисахаридами? 3. Какие функции выполняют углеводы в живых организмах?

Все углеводы делятся на простые, или моносахариды, и сложные, или полисахариды. Из моносахаридов наибольшее значение для живых организмов имеют рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза.

Ди- и полисахариды образуются путём соединения двух и более молекул моносахаридов. Так, сахароза (тростниковый сахар), мальтоза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар) — дисахариды, образовавшиеся в результате слияния двух молекул моносахаридов. Дисахариды по своим свойствам близки к моносахаридам. Например, и те и другие хороню растворимы в воде и имеют сладкий вкус.

Полисахариды состоят из большого числа моносахаридов. К ним относятся крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин и др. С увеличением количества мономеров растворимость полисахаридов уменьшается и сладкий вкус исчезает.

Основная функция углеводов — энергетическая. При расщеплении и окислении молекул углеводов выделяется энергия (при распаде 1 г углеводов — 17,6 кДж), которая обеспечивает жизнедеятельность организма.

При избытке углеводов они накапливаются в клетке в качестве запасных веществ (крахмал, гликоген) и при необходимости используются организмом в качестве источника энергии.

Углеводы используются и в качестве строительного материала.

Некоторые полисахариды входят в состав клеточных мембран и служат рецепторами, обеспечивая узнавание клетками друг друга и их взаимодействие.

Задания

Проанализируйте рисунок 6 «Схема строения полисахаридов» и текст параграфа. Какие предположения вы можете выдвинуть на основе сравнения особенностей строения молекул и функций, выполняемых крахмалом, гликогеном и целлюлозой в живом организме? Обсудите этот вопрос с одноклассниками.

Строение представленных на рисунке молекул углеводов позволяет им выполнять определенные функции.

Полимерные цепочки крахмала и гликогена позволяют им накапливаться в клетке в качестве запасных веществ (т.к. они компактные за счет способности изгибаться и свертываться) и при необходимости использоваться организмом в качестве источника энергии.

Строение молекул целлюлозы (длинные прямолинейные цепи) делает их как нельзя лучше приспособленными для использования в качестве строительного материала (целлюлоза является важным структурным компонентом клеточных стенок многих одноклеточных, грибов и растений).

Углеводы | Параграф 1.2

Подробности
Категория: А.А. Каменский-9кл

 «Введение в общую биологию и экологию. 9 класс». А.А. Каменский (гдз)

 

 

 

 

Вопрос 1. Какой состав и строение имеют молекулы углеводов?

Сахара (углеводы) являются одной из наиболее важных и распространённых групп природных органических соединений. Они составляют до 80% массы сухого вещества растений и около 2% сухого вещества животных организмов. Молекулы углеводов состоят из атомов углерода, водорода и кислорода, причем соотношение водорода и кислорода в них 2:1, как в молекуле воды. Именно по этой причине эти вещества получили свое название «углеводы».

Вопрос 2. Какие углеводы называются моно-, ди- и полисахаридами
Моносахариды — это углеводы, в состав которых входит от трех до шести атомов углерода. Из шестиуглеродных сахаров известны глюкоза, фруктоза, галактоза, из пятиуглеродных сахаров — рибоза и дезоксирибоза. Последние входят в состав нуклеиновых кислот.
Дисахариды состоят из двух молекул моносахаридов. Например, сахароза (тростниковый сахар) состоит из молекул глюкозы и фруктозы. Из дисахаридов известны также мальтоза (солодовый сахар) и лактоза (молочный сахар). И моно — и дисахариды растворимы в воде и сладки на вкус.
Полисахариды — сложные сахара, состоящие из множества мономеров, которыми являются моносахариды. К полисахаридам относятся крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин. Целлюлоза — линейный полимер, состоящий из множества молекул глюкозы. Крахмал и гликоген также состоят из глюкозы, только имеют разветвленную структуру.

Вопрос 3. Какие функции выполняют углеводы в живых организмах?
1. Энергетическая функция. Углеводы — основные источники энергии в клетке. При полном расщеплении 1 г глюкозы высвобождается 17,6 кДж энергии.
2. Запасающая функция. Крахмал и гликоген используются клетками растений и животных для запасания энергии.
3. Структурная функция. Целлюлоза и хитин обеспечивают прочность клеточных стенок растений и грибов. Некоторые сложные полисахариды, состоящие из двух типов простых сахаров, входят в состав сухожилий, хрящей, вещества кожи, придавая этим тканям прочность и эластичность, входят в состав ДНК, РНК и АТФ в виде дезоксирибозы и рибозы.


4. Защитная функция. Хитин является защитным компонентом тканей животных.
5. Рецепторная функция. Некоторые углеводы служат рецепторами в составе клеточных мембран и обеспечивают узнавание клетками друг друга при взаимодействии.

1.2. Углеводы

Вопрос 1. Какой состав и строение имеют мо­лекулы углеводов?

Молекулы углеводов состоят из атомов углерода, водорода и кислорода, причем соотношение водорода и кислорода в них 2:1, как в молекуле воды. Именно по этой причине эти вещества получили свое название «углеводы».

Вопрос 2. Какие углеводы называются моно-, ди- и полисахаридами?

Моносахариды — это углеводы, в со­став которых входит от трех до шести ато­мов углерода. Из шестиуглеродных саха­ров известны глюкоза, фруктоза, галакто­за, из пятиуглеродных сахаров — рибоза и дезоксирибоза. Последние входят в со­став нуклеиновых кислот.

Дисахариды состоят из двух молекул моносахаридов. Например, сахароза (тро­стниковый сахар) состоит из молекул глюкозы и фруктозы. Из дисахаридов из­вестны также мальтоза (солодовый сахар) и лактоза (молочный сахар). И моно- и ди­сахариды растворимы в воде и сладки на вкус.

Полисахариды — сложные сахара, со­стоящие из множества мономеров, кото­рыми являются моносахариды. К полисахаридам относятся крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин. Целлюлоза — линей­ный полимер, состоящий из множества молекул глюкозы. Крахмал и гликоген также состоят из глюкозы, только имеют разветвленную структуру.

Вопрос 3. Какие функции выполняют углево­ды в живых организмах?

Энергетическая функция. Угле­воды — основные источники энергии в клетке. При полном расщеплении 1 г глю­козы высвобождается 17,6 кДж энергии.
Запасающая функция. Крахмал и гликоген используются клетками расте­ний и животных для запасания энергии.

Структурная функция. Целлю­лоза и хитин обеспечивают прочность кле­точных стенок растений и грибов. Некото­рые сложные полисахариды, состоящие из двух типов простых сахаров, входят в состав сухожилий, хрящей, вещества ко­жи, придавая этим тканям прочность и эластичность.
Защитная функция. Хитин явля­ется защитным компонентом тканей жи­вотных.
Рецепторная функция. Некото­рые углеводы служат рецепторами в со­ставе клеточных мембран и обеспечивают узнавание клетками друг друга при вза­имодействии.

1.2. Углеводы

4.3 (85.71%) 14 votes
На этой странице искали :
  • какой состав и строение имеют молекулы углеводов
  • какие функции выполняют углеводы в живых организмах
  • какой состав и строение имеют молекулы углеводов?
  • какие углеводы называются моно ди и полисахаридами
  • углеводы не выполняют функцию

Сохрани к себе на стену!

органические вещества, их роль в организме. Углеводы и липиды».

УРОК № 5

Дата проведения____________

Биология 9 класс

Тема: «Особенности химического состава организмов: органические вещества, их роль в организме. Углеводы и липиды».

Цели занятия:

— образовательные: продолжить углубление знаний учащихся с особенностями химического состава и строения углеводов и липидов, их классификацией и биологической ролью, охарактеризовать их многообразие;

— развивающие: способствовать развитию навыков самостоятельной работы, анализировать, сравнивать, делать выводы;

— воспитательные: совершенствовать способы самоорганизации учебной деятельности, упражнять навыки работы в паре и малых группах, формировать коммуникативность обучающихся.

Вид занятия: комбинированное занятие 90минут (лекция с элементами беседы и самостоятельной работы).

Обеспечение занятия: презентация, тесты, карточки задания.

Планируемый результат:

Предметные: углубить знания о составе, строении и функции органических веществ (углеводов, липидов), входящих в состав живых организмов.

Личностные: овладение интеллектуальными умениями: доказывать, строить рассуждения, анализировать, сравнивать, делать выводы

Метапредметные:

Регулятивные:

овладение способами самоорганизации учебной деятельности

Коммуникативные:

ставить цели, задачи и планировать личную учебную деятельность

Познавательные:

формирование приемов работы с разными источниками информации: текстом учебника,

научно-популярной литературой, словарями и справочниками; находить биологическую информацию в различных источниках, анализировать и оценивать информацию, преобразовывать информацию из одной формы в другую форму

Тип урока: комбинированный

Основные термины и понятия урока: углеводы, сахариды, моносахариды, дисахариды, полисахариды, липиды, жиры, функции углеводов, функции жиров.

Ход урока

  1. Организационный момент

Приветствие.

— Здравствуйте, ребята! Присаживайтесь. Проверка отсутствующих.

2. Проверка домашнего задания

  1. Какие вещества относятся к макроэлементам? (кислород, водород, азот, углерод)

  2. Какие вещества относятся к микроэлементам? (натрий, кальций, фосфор, калий, сера, железо и др.)

  3. Какова роль кальция в организме? (свертываемость крови, формирование костной ткани)

  4. Какова роль железа и магния? (перенос кислорода и участие в фотосинтезе соответственно)

  5. Назовите свойства воды (полярность, диполь, теплопроводность, теплоемкость)

  6. Приведите примеры солей, содержащихся в клетке …(катионы калия, натрия и кальция)

3. Самоопределение к изучению нового материала и целеполагание

Определение цели и учебных задач урока.

Ребята, сегодня на уроке мы будем продолжать рассматривать химический состав клетки, изучим органические вещества, которые содержатся в клетке, их структуру, функции и взаимосвязь. Давайте запишем тему урока «Органические вещества. Углеводы. Липиды»

4. Изучение нового материала

Углеводы, или сахариды, — одна из основных групп органических соединений. Они входят в состав клеток всех живых организмов.

Основная функция углеводов — энергетическая (при расщеплении и окислении молекул углеводов выделяется энергия, которая обеспечивает жизнедеятельность организма). При избытке углеводов они накапливаются в клетке в качестве запасных веществ (крахмал, гликоген) и при необходимости используются организмом в качестве источника энергии. Углеводы также используются и в качестве строительного материала.

Общая формула углеводов:

Cn(h3O)m .

Углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода.

Растворимые в воде углеводы. Моносахариды и дисахариды

Пример:

из моносахаридов наибольшее значение для живых организмов имеют рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза.

Глюкоза — основной источник энергии для клеточного дыхания.

Фруктоза — составная часть нектара цветов и фруктовых соков.

Рибоза и дезоксирибоза — структурные элементы нуклеотидов, являющихся мономерами нуклеиновых кислот (РНК и ДНК).

Дисахариды образуются путём соединения двух молекул моносахаридов и по своим свойствам близки к моносахаридам. Например, и те и другие хорошо растворимы в воде и имеют сладкий вкус.

Пример:

сахароза (тростниковый сахар), мальтоза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар) — дисахариды, образовавшиеся в результате слияния двух молекул моносахаридов:

сахароза (глюкоза + фруктоза) — основной продукт фотосинтеза, транспортируемый в растениях.

Лактоза (глюкоза + галактоза) — входит в состав молока млекопитающих.

Мальтоза (глюкоза + глюкоза) — источник энергии в прорастающих семенах.

Функции растворимых углеводов: транспортная, защитная, сигнальная, энергетическая.

Нерастворимые в воде полисахариды

Полисахариды состоят из большого числа моносахаридов. С увеличением количества мономеров растворимость полисахаридов уменьшается и сладкий вкус исчезает.

Пример:

полимерные углеводы: крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин.

Функции полимерных углеводов: структурная, запасающая, энергетическая, защитная.
Крахмал состоит из разветвлённых спирализованных молекул, образующих запасные вещества в тканях растений.

Целлюлоза является важным структурным компонентом клеточных стенок грибов и растений.

Целлюлоза нерастворима в воде и обладает высокой прочностью.

Хитин состоит из аминопроизводных глюкозы, входит в состав клеточных стенок некоторых грибов и формирует наружный скелет членистоногих животных.

Гликоген — запасное вещество животной клетки.

Известны также сложные полисахариды, выполняющие структурные функции в опорных тканях животных (они входят в состав межклеточного вещества кожи, сухожилий, хрящей, придавая им прочность и эластичность).

Функции углеводов:

Энергетическая – одна из основных функций углеводов. Углеводы (глюкоза) – основные источники энергии в животном организме. Обеспечивают до 67% суточного энергопотребления (не менее 50%). При расщеплении 1 г углевода выделяется 17,6 кДж, вода и углекислый газ. 

Запасающая функция выражается в накоплении крахмала клетками растений и гликогена клетками животных, которые играют роль источников глюкозы, легко высвобождая ее по мере необходимости.

Опорно-строительная. Углеводы входят в состав клеточных мембран и клеточных стенок (целлюлоза входит в состав клеточной стенки растений, из хитина образован панцирь членистоногих, муреин образует клеточную стенку бактерий). Соединяясь с липидами и белками, образуют гликолипиды и гликопротеины. Рибоза и дезоксирибоза входят в состав мономеров нуклеотидов.

Рецепторная. Олигосахаридные фрагменты гликопротеинов и гликолипидов клеточных стенок выполняют рецепторную функцию, воспринимая сигналы, поступающие из внешней среды.

ЗащитнаяСлизи, выделяемые различными железами, богаты углеводами и их производными (например, гликопротеинами). Они предохраняют пищевод, кишечник, желудок, бронхи от механических повреждений, препятствуют проникновению в организм бактерий и вирусов.

Липиды — обширная группа жироподобных веществ (сложных эфиров жирных кислот и трёхатомного спирта глицерина), нерастворимых в воде. К липидам относят жиры, воски, фосфолипиды и стероиды (липиды, не содержащие жирных кислот).

Липиды состоят из атомов водорода, кислорода и углерода.

Липиды присутствуют во всех без исключения клетках, но их содержание в разных клетках сильно варьирует (от 2–3 до 50–90 %).

Липиды могут образовывать сложные соединения с веществами других классов, например с белками (липопротеины) и с углеводами (гликолипиды).

Функции липидов:

  • запасающая — жиры являются основной формой запасания липидов в клетке.

  • Энергетическая — половина энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров (при окислении они дают более чем в два раза больше энергии по сравнению с углеводами).

  • Жиры используются и как источник воды (при окислении 1 г жира образуется более 1 г воды).

  • Защитная — подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений.

  • Структурная — фосфолипиды входят в состав клеточных мембран.

  • Теплоизоляционная — подкожный жир помогает сохранить тепло.

  • Электроизоляционная — миелин, выделяемый клетками Шванна (образуют оболочки нервных волокон), изолирует некоторые нейроны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов.

  • Гормональная (регуляторная) — гормон надпочечников (кортизон) и половые гормоны (прогестерон и тестостерон) являются стероидами.

  • Смазывающая — воски покрывают кожу, шерсть, перья и предохраняют их от воды. Восковым налётом покрыты листья многих растений, воск используется при строительстве пчелиных сот.

ТЕМАТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ   

Часть А

А1. Мономером полисахаридов может быть:
1) аминокислота 
2) глюкоза 
3) нуклеотид 
4) целлюлоза

А2. В клетках животных запасным углеводом является:
1) целлюлоза 
2) крахмал 
3) хитин 
4) гликоген

А3. Больше всего энергии выделится при расщеплении:
1) 10 г белка 
2) 10 г глюкозы 
3) 10 г жира 
4) 10 г аминокислоты

А4. Какую из функций липиды не выполняют?
1) энергетическую 
2)каталитическую 
3) изоляционную 
4) запасающую

А5. Липиды можно растворить в:
1) воде 
2) растворе поваренной соли 
3) соляной кислоте 
4) ацетоне

Часть В

В1. Выберите особенности строения углеводов
1) состоят из остатков аминокислот
2) состоят из остатков глюкозы
3) состоят из атомов водорода, углерода и кислорода
4) некоторые молекулы имеют разветвленную структуру
5) состоят из остатков жирных кислот и глицерина
6) состоят из нуклеотидов

В2. Выберите функции, которые углеводы выполняют в организме
1) каталитическая 
2) транспортная 
3) сигнальная 
4)строительная     
5) защитная        
6) энергетическая

ВЗ. Выберите функции, которые липиды выполняют в клетке
1) структурная        
2) энергетическая 
3) запасающая 
4) ферментативная  
5) сигнальная       
6) транспортная

В4. Соотнесите группу химических соединений с их ролью в клетке:

Тест «Углеводы и липиды»

Вариант 1

2)  запасающую 3)  энергетическую 4)  каталитическую

5. Запасным углеводом в животной клетке являются

1)  хитин 2)  целлюлоза 3)  крахмал 4)  гликоген

6. К каким соединениям по отношению к воде относятся липиды?
А) гидрофильные; Б) гидрофобные.

Выберите три правильных ответа из шести.

7. Каковы свойства, строение и функции в клетке полисахаридов?

А) выполняют структурную и запасающую функции

Б) выполняют каталитическую и транспортную функции

В) состоят из остатков молекул моносахаридов

Г) Выберите один правильный ответ

1. Какие вещества образуют основу клеточных мембран?

1. Жиры 2. Фосфолипиды 3. Воски 4. Липиды

2. Остатки какого моносахарида входят в состав молекулы ДНК?

1. Рибозы 2. Дезоксирибозы 3. Глюкозы 4. Фруктозы

3. Остатки какого моносахарида входят в состав молекулы РНК?

1. Рибозы 2. Дезоксирибозы 3. Глюкозы 4. Фруктозы

4. В результате какого процесса органические вещества образуются из неорганических?

1. Биосинтез белка 2. Фотосинтез 3. Синтез АТФ 4. Энергетический обмен

5. При сгорании 1 г вещества выделилось 38,9 кДж энергии. Какое вещество сгорело?

1. Углеводы 2. Белки 3. Жиры 4. И углеводы и липиды

6. Какой из углеводов нерастворим в воде
А) глюкоза; Б) фруктоза; В) рибоза; Г) крахмал.

Выберите 3 правильных ответа

7. Какие функции выполняют углеводы?

А) Структурную

Б) Энергетическую

В) Каталитическую

Г) Являются гормонами

Д) Защитную

Е) Источник метаболической воды (образуется при окислении)

8. Какие функции выполняют липиды?

А) Некоторые являются ферментами

Б) Энергетическую

В) Каталитическую

Г) Являются гормонами

Д) Источник метаболической воды (образуется при окислении)

Е) Сигнальную

Вариант 2

Выберите один правильный ответ.

1.Молекула клетчатки в отличие от молекулы липида

1) органическое вещество 3) мономер

2) биополимер 4) неорганическое вещество

2. Углевод дезоксирибоза входит в состав молекулы

1)  хлорофилла 2)  гемоглобина 3)  инсулин 4)  ДНК

3. Медведи во время продолжительного зимнего сна необходимую для жизни воду получают за счет

1)  расщепления белков 2)  талого снега

3)  окисления жира 4)  окисления аминокислот

4. Липиды в плазматической мембране выполняют функцию

1)  структурную состоят из остатков молекул аминокислот

Д) растворяются в воде
Е) не растворяются в воде

8. Какие углеводы относятся к моносахаридам?

А) рибозу
Б) глюкозу
В) целлюлозу
Г) фруктозу

Д) крахмал
Е) гликоген

9. Жиры в организме животных и человека
А) расщепляются в кишечнике
Б) участвуют в построении мембран клетки
В) откладываются в запас в подкожной клетчатке,в области почек, сердца
Г) превращаются в белки

Д) расщепляются в кишечнике до глицерина и жирных кислот
Е) синтезируются из аминокислот

Домашнее задание: конспект, параграф 5,6

Карточки для индивидуальной работы

Карточка № 1

1. Глюкоза хорошо растворима в воде, а крахмал — практически нерастворим. В какие периоды жизни растения (и в связи с какой ситуацией) будет активизироваться процесс превращения крахмала в глюкозу?

2. Выписать моносахариды из перечня: хитин, целлюлоза, крахмал, фруктоза, сахароза, дезоксирибоза, галактоза, мальтоза, рибоза.

Карточка № 2

1. Почему именно в семенах, плодах и клубнях растений накапливается большое количество включений в виде углеводов и жиров?

2. Выписать дисахариды из перечня: хитин, целлюлоза, крахмал, фруктоза, сахароза, дезоксирибоза, галактоза, мальтоза, рибоза.

Карточка № 3

1. Почему опасна углеводная диета? Дайте аргументированный ответ.

2. Выписать полисахариды из перечня: хитин, целлюлоза, крахмал, фруктоза, сахароза, дезоксирибоза, галактоза, мальтоза, рибоза.

Карточка № 4

1. Как и где идет образование углеводов в организме человека?

2. Выписать углеводы, входящие в состав ДНК и РНК из перечня: хитин, целлюлоза, крахмал, фруктоза, сахароза, дезоксирибоза, галактоза, мальтоза, рибоза.

Карточка № 5

1. Как и где идет образование углеводов в организме растений? Каково практическое значение крахмала?

2. Выписать углеводы, входящие в состав АТФ из перечня: хитин, целлюлоза, крахмал, фруктоза, сахароза, дезоксирибоза, галактоза, мальтоза, рибоза.

Вопросы на закрепление

  1. В какой клетке животной или растительной углеводов больше? Почему?

  2. Какие элементы входят в состав молекул углеводов

  3. Какова общая формула углеводов?

  4. На какие группы делятся углеводы?

  5. Какие функции выполняют углеводы в клетке?

  6. В каких продуктах питания содержится большое количество углеводов?

  7. Какие вещества относятся к липидам?

  8. Соединения молекул каких веществ образует молекулы жира?

  9. Объясните причины нерастворимости (гидрофобности) молекул жира и жировых веществ.

  10. На какие группы делятся липиды?

  11. Какое строение имеют нейтральные жиры?

  12. Раскройте взаимосвязь строения и функции жира.

  13. Какие функции выполняют жир?

  14. В каких клетках наибольшее количество жиров?

Углеводы — Учебник по Биологии. 9 класс. Задорожный

Учебник по Биологии. 9 класс. Задорожный — Новая программа

Из курса биологии человека вспомните, какие вещества должны поступать в организм с пищей. Почему с едой кроме белков в организм должны поступать углеводы? Какие функции выполняют углеводы в организме человека?

Что такое углеводы

Углеводы являются сложными органическими соединениями, в состав молекул которых входят несколько групп: гидроксильная (—ОН), карбоксильная (—СООН) или карбонильная (—СОН). Общая формула углеводов — Cn(H2O)m, где n и m — натуральные числа. Наиболее распространенными углеводами являются глюкоза (С6Н12O6), сахароза (С12Н24O12), лактоза (С12Н22О11), целлюлоза, хитин, крахмал.

Значительная часть углеводов является биополимерами (крахмал, целлюлоза, гликоген). Такие биополимеры называют полисахаридами. Их мономерами являются молекулы небольших углеводов (например, глюкозы), которые называют моносахаридами. Такие углеводы содержат небольшое количество атомов Карбона (от 3 до 7 атомов в молекуле).

В своей жизнедеятельности организмы часто используют молекулы углеводов, которые состоят из двух моносахаридов (например, сахароза, хорошо известная нам как обычный сахар). Такие соединения называют дисахаридами.

Строение и свойства углеводов

Рассмотрим особенности строения молекул углеводов и их характерные свойства на примере конкретных соединений.

Целлюлоза — углевод, образующий клеточные стенки в клетках растений

Хитин — углевод, образующий внешние покровы насекомых

Лактоза — углевод, содержащийся в молоке

Рис. 6.1. Углеводы в живых организмах и продуктах их жизнедеятельности

Особенности строения и свойства моносахаридов и дисахаридов

Соединение

Особенности строения молекулы

Свойства

В состав каких биополимеров входит

У каких организмов встречается

Глюкоза

Линейная или кольцевая молекула содержит 6 атомов Карбона

Хорошо растворимое вещество, сладкое на вкус

Целлюлоза, крахмал, гликоген

Клетки всех живых организмов

Рибоза

Линейная или кольцевая молекула содержит 5 атомов Карбона

РНК

Дезоксирибоза

ДНК

Сахароза

Состоит из двух молекул моносахаридов — глюкозы и фруктозы

Хорошо растворимое вещество, сладкое на вкус

Является дисахаридом

Зеленые растения

Особенности строения и свойства полисахаридов

Окончание таблицы

Следует отметить, что даже небольшие различия в способе соединения молекул глюкозы в полисахаридах приводят к различиям в их свойствах. Именно из-за таких незначительных различий ферменты млекопитающих не способны расщеплять молекулы целлюлозы, но могут расщеплять молекулы гликогена или крахмала.

Биологическая роль углеводов

Основными функциями углеводов в живых организмах является структурная, защитная, резервная, рецепторная, пластическая и энергетическая.

Структурную и защитную функции выполняют такие углеводы, как целлюлоза и хитин. Они создают структуры клеток и организмов, которые обеспечивают поддержание их формы, прочность и защиту от повреждений. Эти соединения могут входить в состав клеток или формировать структуры вне клеток. Например, целлюлоза является основой клеточной стенки, а хитин, составляющий основу внешнего скелета членистоногих, является неклеточной структурой.

Резервную функцию выполняют гликоген (у животных и грибов) и крахмал (у растений). В виде этих соединений организмы запасают питательные вещества. Рецепторную функцию выполняют те небольшие молекулы углеводов, которые вместе с белками образуют рецепторы на поверхности клеток.

Пластическую функцию осуществляют такие углеводы, как рибоза и дезоксирибоза. Они участвуют в образовании новых молекул органических веществ (нуклеиновых кислот). Энергетическую функцию выполняют многие углеводы. Во время окисления 1 г углеводов в клетке образуется 4,1 ккал (17,17 кДж) энергии, которая потом используется клеткой.

Дрожжи не имеют ферментов для расщепления молекул крахмала. Но они легко превращают моносахариды или дисахариды в спирт. Поэтому в производстве пива используют солод — продукт из пророщенного зерна злаков. Солод содержит много ферментов, которые расщепляют крахмал до мальтозы. А уже из нее дрожжи делают пиво.

Углеводы — это сложные органические соединения. В живой клетке могут содержаться такие углеводы, как моносахариды, дисахариды и полисахариды. Они играют важную роль в процессах обмена веществ (глюкоза, фруктоза), сохранении наследственной информации (рибоза, дезоксирибоза), могут выполнять структурную (целлюлоза, хитин) и запасающую (крахмал, гликоген) функции.

Проверьте свои знания

1. На какие группы делятся углеводы? 2. Какие функции выполняют углеводы в организмах животных? 3. На конкретных примерах объясните значение углеводов для растений и животных. 4. Почему растениям проще транспортировать из листьев в корни молекулы сахарозы, чем молекулы крахмала? 5. Животные с помощью своих ферментов достаточно легко могут расщеплять гликоген, а крахмал — труднее, хотя оба эти полимера состоят из молекул глюкозы. С какими особенностями строения молекул этих веществ это может быть связано? 6*. В клетках коровы отсутствуют ферменты, которые могут расщеплять целлюлозу. Как они извлекают глюкозу, которая входит в состав этой целлюлозы?



Урок биологии 10 кл. Тема урока. Углеводы и их роль в жизнедеятельности клетки

Урок биологии 10 кл. Тема урока. Углеводы и их роль в жизнедеятельности клетки

Цель. Продолжить  у учащихся формирование знаний о химическом составе клетки на основе общей характеристики органических веществ; изучитьклассификацию, особенности строения и физиологические функции углеводов, устанавливать связи между строением и функциями веществ.

Ход урока

Повторение. Задание.  Указать  верные утверждения.

1.      Растворяющиеся в воде вещества называют гидрофильными.

2.      Вода – универсальный растворитель.

3.      Капиллярный кровоток происходит за счет сил поверхностного натяжения воды, содержащейся в воде.

4.      Аминокислоты – гидрофобные вещества.

5.      Кислотность раствора определяется концентрацией в нем ионов водорода.

6.      Способность поддерживать рН среды на постоянном уровне составляет сущность буферной смеси.

7.      Железо входит в состав гормона инсулина.

8.      Костная ткань человека содержит соли натрия и кремния.

9.      Равномерное распределение тепла по всему организму обеспечивает высокая теплопроводность воды.

10.  Жиры – гидрофильные вещества.

Ключ.1, 2, 3,5,6,9

Изучение нового материала.

1.    Какие вещества, относящиеся к углеводам, вам известны?

2.    Какую роль играют углеводы в живом организме?

Углеводы и их классификация.

Углеводы, или сахариды, входят в состав клеток всех живых организмов. Содержание углеводов в животных клетках составляет 1—5%, а в некоторых растительных клетках может достигать до 90%.

Различают три основных класса углеводов: моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Моносахариды (греч. monos — один) -— бесцветные, кристаллические вещества, легко растворимые в воде и имеющие сладкий вкус.

Из моносахаридов наибольшее значение для живых организмов имеют рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза (рис. 8) стр34

Рибоза входит в состав РНК, АТФ, витаминов группы Б, ряда ферментов.

Дезоксирибоза входит в состав ДНК. Глюкоза (виноградный сахар) является мономером полисахаридов (крахмала, гликогена, целлюлозы). Она есть в клетках всех организмов. Фруктоза входит в состав олигосахаридов, например сахарозы. В свободном виде содержится в клетках растений.

Галактоза также входит в состав некоторых олигосахаридов, например лактозы.

Олигосахариды (греч. oligos — немного) образованы двумя (тогда их называют дисахариды) или несколькими моносахаридами, связанными ковалентно друг с другом с помощью гликозидной связи, Большинство олигосахаридов растворимы в воде и имеют сладкий вкус.

Из олигосахаридов наиболее широко распространены дисахариды: сахароза (тростниковый сахар), мальтоза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар) (рис. 9) стр.35

Полисахариды (греч. poly — много) являются полимерами и состоят из неопределенно большого (до нескольких сотен или тысяч) числа остатков молекул моносахаридов, соединенных ковалентными связями. К ним относятся крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин и др. Интересно, что крахмал, гликоген и целлюлоза, играющие важную роль в живых организмах, построены из мономеров глюкозы, но связи в их молекулах различны. Кроме того, у целлюлозы цепи не ветвятся, а у гликогена они ветвятся сильнее, чем у крахмала (рис. 10). Стр.36

С увеличением количества мономеров растворимость полисахаридов уменьшается и исчезает сладкий вкус.

Некоторые углеводы способны образовывать комплексы с белками (гликопротеиды) и липидами (гликолипиды).

Функции углеводов. Основная функция углеводов — энергетическая. При их ферментативном расщеплении и окислении молекул углеводов выделяется энергия, которая обеспечивает жизнедеятельность организма. При полном расщеплении 1 г углеводов освобождается 17,6 кДж.

Углеводы выполняют запасающую функцию.

При избытке они накапливаются в клетке в качестве запасающих веществ (крахмал, гликоген) и при необходимости используются организмом как источник энергии. Усиленное расщепление углеводов происходит, например, при прорастании семян, интенсивной мышечной работе, длительном голодании.

Очень важной является структурная, или строительная, функция углеводов. Они используются в качестве строительного материала. Так, целлюлоза благодаря особому строению нерастворима в воде и обладает высокой прочностью. В среднем 20—40% материала клеточных стенок растений составляет целлюлоза, а волокна хлопка — почти чистая целлюлоза, и именно поэтому они используются для изготовления тканей.

Хитин входит в состав клеточных стенок некоторых простейших и грибов. В качестве важного компонента наружного скелета хитин встречается у отдельных групп животных, например у членистоногих.

Признак

Моносахарид

Олигосахариды

Полисахариды

Состав

Одна молекула Сn(H2O)n

Определенное количество остатков молекул моносахаридов, соединенных ковалентными связями.

Неопределенно большое количество остатков молекул моносахаридов

Пути образо-вания

1.Фотосинтез

2. Гидролиз олиго и полисахаридов

3. В процессе метаболизма разных веществ

Ферментативная полимеризация моносахаридов или ферментативный гидролиз полисахаридов

Ферментативная полимеризация моно — и олигосахаридов

Продукт гидролиза

Не гидролизуются

Моносахариды

Моносахариды

Молеку -лярная масса

Определенная

Определенная

Не определенная

Раствори -мость в воде

В основном растворимы

В основном растворимы

Нерастворимы или образуют коллоидные растворы

Вкус

Многие имеют сладкий вкус

Многие имеют сладкий вкус

Не имеют сладкого вкуса

Признаки классификации

По числу атомов углерода

По числу остатков моносахаридов, входящих в состав молекулы

Различным образом

Углеводы выполняют защитную функцию. Так, камеди (смолы, выделяющиеся при повреждении стволов и веток растений, например слив, вишен), препятствующие проникновению в раны болезнетворных микроорганизмов, являются производными моносахаридов.

Твердые клеточные стенки одноклеточных и хитиновые покровы членистоногих, в состав которых входят углеводы, также выполняют защитные функции.

Закрепление знаний.

1.    Какие углеводы называются моно-, олиго- и полисахаридами?

2.    Какие функции выполняют углеводы в живых организмах?

3.    Почему углеводы считаются главными источниками энергии в клетке?

Домашнее задание. Параграф 9, вопросы

 

углеводы

свойства

 биологические функции

  1. Моносахариды:

Глюкоза

Дезоксирибоза

рибоза

  1. Дисахариды:

Сахароза

мальтоза

3. Полисахариды:

Крахмал

Гликоген

Целлюлоза.

 


Углеводы. Функции углеводов — презентация онлайн

1. Углеводы

Какой
природный процесс приводит к
образованию углеводов из неорганических
соединений? В каких живых организмах он
происходит?
Какие природные углеводы вам известны?
Какие функции выполняют углеводы в
живых организмах?
Как название класса веществ –
«Углеводы» — связано с их химическим
составом?
В зеленых листьях растений углеводы образуются в
процессе фотосинтеза — уникального
биологического процесса превращения в сахара
неорганических веществ — оксида углерода (IV) и
воды, происходящего при участии хлорофилла за
счёт солнечной энергии: 6СО2 + 6Н2О
→С6Н12О6 + 6О2 — Q

4. Животные и человек не способны синтезировать углеводы и получают их с различными продуктами растительного происхождения

5. Функции углеводов

1. Энергетическая.
Основная функция углеводов заключается в том,
что они являются непременным компонентом
рациона человека, при расщеплении 1г
углеводов освобождается 17,6 кДж энергии.
2. Структурная.
Клеточная стенка растений состоит из
полисахарида целлюлозы.
3. Запасающая.
Крахмал и гликоген являются запасными
продуктами у растений и животных

6. Историческая справка

Самым первым углеводом (точнее смесью
углеводов), с которой познакомился человек, был
мёд.
Родиной сахарного тростника является северозападная Индия-Бенгалия. Европейцы
познакомились с тростниковым сахаром
благодаря походам Александра
Македонского в 327 г. до н.э.
Крахмал был известен ещё древним грекам.
Целлюлоза, как составная часть древесины,
используется с глубокой древности.
Углеводами называют вещества с
общей формулой Cx(h3O)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.

8. Углеводы – (сахара) – органические соединения, имеющие общую формулу Сn(h3O)m

Классификация углеводов
Моносахариды
Глюкоза
Дисахариды
Полисахариды
Сахароза
(свекловичный
или тростниковый
сахар)
Крахмал
Рибоза
Лактоза
(молочный сахар)
(С6Н10О5)n
С6Н12О6
С12Н22О11
(не
гидролизуются)
(гидролизуются на
2 молекулы
моносахаридов)
( виноградный
сахар)
Фруктоза
Целлюлоза
Гликоген
(гидролизуются на
большое
количество
молекул
моносахаридов)

9. М О Н О С А Х А Р И Д Ы

МОНОСАХАРИДЫ
Простыми углеводами (моносахаридами и монозами)
называют углеводы, которые не способны гидролизоваться
с образованием более простых углеводов, у них число
атомов углерода равно числу атомов кислорода СnН2nОn.
Все моносахариды имеют сладкий вкус, кристаллизуются
и легко растворяются в
воде.
К моносахаридам относятся:
Тетрозы С4Н8О4 (элитроза треоза)
Пентозы С5Н10О5 (арабиноза, ксилоза, рибоза )
Гексозы С6Н12О6 (глюкоза, манноза, галактоза,
фруктоза)
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.
Глюкоза является бифункциональным соединением, т.к.
содержит 2 ФГ – одну альдегидную и 5 гидроксильных.
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.

11. Химические свойства

1.Для глюкозы характерны реакции многоатомных спиртов, в том числе и
качественная реакция:
при взаимодействии гидроксида меди (II) с раствором глюкозы образуется
комплексное соединение ярко-синего цвета, осадок Cu(OH)2 при этом
растворяется.
Н Н Н ОН Н
О
│ │ │ │ │ //
Н─ С ─ С ─ С ─ С ─ С ─ С + Cu(OH)2= ярко-синий раствор соли
│ │ │ │ │ \
глюконата меди(II)
ОН ОН ОН Н ОН Н
Глюкоза
Также глюкоза вступает в реакцию этерификации с карбоновыми кислотами,
образуя сложные эфиры
2. Для глюкозы характерны следующие реакции альдегидов.
а) качественной реакцией на альдегидную группу является реакция глюкозы
с аммиачным раствором оксида серебра— реакция «серебряного зеркала»:
t, Nh4
Сh3OH-(CHOH)4-CHO+Ag2O = Сh3OH-(CHOH)4-COOH+2Ag
Глюконовая кислота
Восстановленное серебро оседает на стенках пробирки в виде блестящего
налета.
б) другой качественной реакцией на альдегидную группу является окисление
гидроксидом меди (II):
t
Сh3OH-(CHOH)4-CHO+2Cu(OH)2 =Сh3OH-(CHOH)4-COOH+Cu2O+h3O
в) При восстановлении (гидрировании) глюкозы образуется шестиатомный
спирт сорбит:
t
Сh3OH-(CHOH)4-CHO+h3 = Сh3OH-(CHOH)4-Ch3OH
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.
В отличие от глюкозы, фруктоза НЕ
вступает в реакции, характерные для
альдегидов, потому что является
кетоном.

14. Пентозы

Рибоза
С5Н10О5
Дезоксирибоза
С5Н10О4
Значение:
Значение:
Входит в состав РНК,
Входит в состав ДНК
АТФ, витаминов
группы В, ферментов

15. Д И С А Х А Р И Д Ы

ДИСАХАРИДЫ
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 С12Н22О11
К дисахаридам относятся:
-сахароза (глюкоза + фруктоза)
-лактоза (глюкоза + галактоза)
-мальтоза (глюкоза + глюкоза)
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 Мальтоза
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.

20. П О Л И С А Х А Р И Д Ы

ПОЛИСАХАРИДЫ
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 СmН2nОn.
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.
К полисахаридам относятся:
(С5Н8О4)n — пентозаны;
(С6Н10О5)n — целлюлоза, крахмал, гликоген
Крахмал (C6Н10О5)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».
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.

24. Гидролиз

Дисахариды и полисахариды непосредственно не усваиваются
организмом. Сначала они подвергаются гидролизу – распаду на более
простые сахара
C12h32 O11 + h3O → C6 h22O6 + C6 h22O6
Сахароза
Крахмал
пищи
глюкоза
Гидролиз
Глюкоза
фруктоза
Окисление
CO2 , h3O, Q
Поликонденсация
Гликоген
Гидролиз
Окисление
Глюкоза
Целлюлоза (С6Н10О5)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.
Хитин близок к целлюлозе;
он встречается у некоторых
форм грибов, а также как
важный компонент наружного
скелета некоторых животных.
Брожением
называют расщепление сахаров под влиянием
биологических катализаторов, ферментов,
вырабатываемых в процессе
жизнедеятельности различными
микроорганизмами.
Процессы брожения протекают сложными
путями – через ряд промежуточных продуктов.
В зависимости от природы действующего фермента различают:
1) спиртовое брожение (производство спирта, вина,
хлебобулочных изделий)
С6Н12О6 → 2СН3-СН2ОН + 2СО2↑
Этиловый спирт
2) молочнокислое брожение (простокваша, кислая
капуста)
С6Н12О6 → 2СН3-СНОН –СООН
Молочная кислота
3) маслянокислое брожение
С6Н12О6 → С3Н7СООН + 2Н2↑ + 2СО2↑
Инверсия
При нагревании под действием кислот или ферментов
сахароза распадается на равные количества глюкозы
и фруктозы. Процесс распада носит название
инверсии, а полученная смесь – инвертного сахара
(более сладкий вкус, чем сахароза).
Инвертный сахар, образуется например, при варке
киселей, компотов, запекании яблок с сахаром, и т.д.

30. Да, это тест, готовим листочки

Да, это тест, готовим листочки
I вариант
1. Полисахаридом является:
а) сахароза
б) целлюлоза
в) фруктоза
г) манноза
2. Лактозу иначе называют:
а) молочным сахаром
б) фруктовым сахаром
в) инвертным сахаром
г) тростниковым сахаром
3. В реакцию «серебряного зеркала» вступают
все вещества из группы:
а) муравьиный альдегид, глюкоза, этаналь
б) метаналь, фенол, метановая кислота
в) сахароза, этаналь, глюкоза
г) пропаналь, глюкоза, глицерин
4. Глюкоза образуется в результате реакций:
а) гидролиза крахмала
б) гидролиза сахарозы
в) фотосинтеза в присутствии воды и
углекислого газа
г) всех перечисленных реакций
II вариант
1. Моносахаридом является
а) лактоза
б) рибоза
в) целлюлоза
г) сахароза
2. Виноградный сахар – это:
а) фруктоза
б) мальтоза
в) глюкоза
г) сахароза
3. Какой из углеводов не подвергается гидролизу?
а) сахароза
б) лактоза
в) фруктоза
г) крахмал
4. Глюкоза реагирует с:
а) уксусной кислотой
б) аммиачным раствором оксида серебра при
нагревании
в) гидроксидом меди (II)
г) всеми перечисленными веществами
I вариант
5. Качественной реакцией на глюкозу является
реакция с:
а) Cu(OH)2
б) FeCl3
в) I2(раствор)
г) CuO
6. Продуктом гидролиза сахарозы является:
а) молочная кислота
б) глюкоза и фруктоза
в) этанол и углекислый газ
г) сорбит
7. К пентозам относятся:
а) глюкоза и фруктоза
б) сахароза и мальтоза
в) крахмал и целлюлоза
г) рибоза и дезоксирибоза
8. Укажите, чем является глюкоза по
строению:
а) спирто-кислота
б) альдегидо-кислота
в) альдегидо-спирт
г) кетоно-спирт
II вариант
5. Крахмал дает синее окрашивание с:
а) бромной водой
б) раствором KMnO4
в) аммиачным раствором Ag2O
г) йодом
6. Общая формула углеводов условно принята:
а) Сnh3nOn
б) Сnh3nOm
в) Сnh3mOm
г) Сn(h3O)m
7. Сложные эфиры образуются в результате
взаимодействия глюкозы с:
а) водородом
б) карбоновыми кислотами
в) гидроксидом меди (II)
г) этанолом
8. В результате чего из молекулы дисахарида
можно получить два остатка моносахаридов?
а) пиролиз
б) гидролиз
в) брожение
г) окисление

Электронное обучение — Углеводы


Брат Грегори выступает перед своим классом,

На сегодняшний день предметом обсуждения является структура и функция углеводов и полисахаридов .Вы должны следовать уроку, отвечать на вопросы, а затем, при необходимости, завершить исследовательское расследование.

«Начнем …….

«Углеводы и полисахариды — одна из четырех основных групп макромолекул, которые встречаются во всех живых организмах. Эти молекулы выполняют многие жизненно важные функции, необходимые клеткам.

«Углеводы участвуют во многих клеточных процессах, таких как идентификация клеток, движение, накопление энергии и многое другое.Это сложные молекулярные структуры, которые проявляются в различных формах от простых сахаридов (сахаров) до крупных энергосодержащих полимеров, которые также можно использовать в качестве универсальных строительных материалов.

«Попадание ценных продуктов в рот и, следовательно, в наши тела, помогает нашему выживанию. Углеводы являются одним из наиболее ценных типов органических молекул в пище. продукты в рот.

«Сладкие продукты доставляют нам удовольствие, поэтому мы ищем и потребляем их больше, чем почти любые другие виды. Углеводы с их высоким содержанием энергии дают нам топливо, необходимое для работы нашего тела.

Из чего ты сделан?

Узнайте, сколько углерода
содержится в вашем теле — прямо сейчас!

«Одним из основных типов атомов (элементов), присутствующих в молекулярных структурах всех углеводов, является углерод.Эти атомы прошли очень долгий путь. Все атомы углерода в человеческом теле были созданы в умирающих звездах.

«Сегодня чистый элементарный углерод широко встречается на нашей планете и может быть найден в 3-5 аллотропных формах, в зависимости от того, как их считать.

«Аллотропия — это когда элемент (тип стабильного атома) существует в двух или более вариантах. Составляющие атомы различаются либо способом, которым они организованы в твердые тела (кристаллы), либо количеством атомов, обнаруженных в основной молекулярной структуре (ах). .

Продолжая этот урок, проверьте себя, отвечая на некоторые из этих вопросов типа «правда / ложь».

Где все начинается

«Образование углеводов начинается с преобразования« световой энергии »в« химическую энергию »(которая хранится в ковалентных связях связанных атомов).Специализированные солнечные рецепторы в растительных клетках улавливают свет, преобразуют его в «энергию электронов» и, наконец, связывают энергию, поскольку атомы углерода, водорода и кислорода соединяются вместе, образуя сложные органические молекулы.

«Одной из первых стабильных органических молекул, созданных таким образом, является углевод. Это очень распространенный тип органических молекул, обнаруженных в той или иной форме во всех живых организмах. Они выполняют множество функций, но одна очень важная функция заключается в том, чтобы действовать как «запас энергии» для топлива клетки или существа.

«Все молекулы углеводов, большие или маленькие, имеют одну из двух различных химически реактивных групп как часть своей структуры. Альдегиды и кетоны — это молекулы углерода, кислорода и водорода, которые содержат реактивную группу, называемую карбонильной группой, обычно обозначаемой C = O

«Атом углерода в карбонильной группе все еще может образовывать две дополнительные ковалентные связи. Если эти атомы углерода соединены с двумя другими атомами углерода, то образующееся соединение является кетоном, но если этот углерод соединен с водородом, то соединение альдегид.

«Без сомнения, наиболее распространенным и распространенным углеводом является глюкоза, которую производят, хранят и затем используют все растения. Она также потребляется, хранится и используется многими животными в качестве источника углерода и энергии.

«Глюкоза — это моносахарид (« единичный сахар »), который содержит углерод, водород и кислород в количествах, соответствующих общей углеводной формуле Cnh3nOn, но это мало что говорит нам о его химических, физических и структурных свойствах.

«Они были разработаны путем воздействия на глюкозу ряда химических реагентов, наблюдения за тем, что произошло, и последующего вывода кое-что об исходной молекуле глюкозы из наблюдаемых изменений.

«Есть две разные формы молекулы глюкозы, которые кристаллизовались из двух разных версий молекулы. Обе имеют одинаковые химические свойства, но единственный способ объяснить их другие различия — это нарисовать молекулу в форме кольца.

«Расположение атомов, присоединенных к первому атому углерода (C1), может принимать две разные конфигурации. Это объясняет, почему каждая из двух форм глюкозы имеет разный способ вращения поляризованного света.

«Глюкоза — хороший пример органической молекулы, которая имеет одну простую молекулярную формулу (C6h22O6), но, как можно доказать, имеет несколько различных структурных формул.

Форма глюкозы — кольцо и лодочка

«Немецкий химик Эмиль Фишер показал, что молекула, такая как глюкоза, может иметь одни и те же атомы, связанные одинаковыми связями с одними и теми же соседними атомами, и при этом иметь очень разные физические, биологические и химические свойства в зависимости от того, как были связаны связи и атомы. расположены в трехмерном пространстве.

«Эти разные версии одной и той же молекулы называются стереоизомерами.

«Хиральные объекты обладают свойством« маневренности »или двумя версиями, которые не идентичны во всех отношениях, даже если они могут быть спроектированы так, чтобы выполнять одну и ту же работу или иметь одинаковые свойства (например, клюшки для гольфа).

«Тест хирального объекта заключается в том, чтобы увидеть, можете ли вы наложить исходный объект на его зеркальное отображение.Если вы не можете наложить объект на его зеркальное отображение, это хиральный объект (например, рука или обувь).

«Молекулы глюкозы образуют кольца. Первый атом углерода (C1), который представляет собой альдегидную группу (-CHO), соединяется с пятым атомом углерода (C5), образуя 6-членное кольцо (называемое пиранозой). Атомы в этой циклической молекуле затем располагаются в пространстве, чтобы минимизировать напряжение каждой из ковалентных связей.

«В этой форме молекула глюкозы наиболее стабильна, когда она находится в форме стула или конформации.

Полисахариды — соединение глюкозы

«Глюкоза — реактивная молекула. ​​В присутствии кислоты она будет соединяться с любой другой молекулой, которая имеет спиртовую (-ОН) группу как часть своей структуры. Получающаяся в результате более крупная молекула называется гликозидом.

«Молекулы моносахаридов имеют ряд реакционноспособных групп спирта (-ОН) как часть их структуры, поэтому две молекулы моносахарида могут реагировать указанным выше способом с образованием« двойного сахарида »или дисахарида.

«Полисахариды — это очень большие биологические молекулы с высокой молекулярной массой, которые представляют собой почти чистые углеводы.

«Они построены животными и растениями из более простых, моносахаридных молекул, путем соединения большого количества более простых молекул с помощью гликозидных связей (-O-). В некоторых из крупнейших полисахаридных структур может быть соединено 10 000 отдельных единиц.

«Существует большое разнообразие форм полисахаридов; они могут различаться типом сахара, связями между сахарами и сложностью общей молекулы.

«Существует три основных и общих типа полисахаридов, целлюлозы, крахмала и гликогена, все они образуются путем соединения молекул глюкозы разными способами.

«Целлюлоза — это полимер моносахаридов глюкозы, который растения используют в качестве основного строительного материала.Нити целлюлозы связаны водородными связями в жгуты большой прочности и гибкости. Они используются растениями, чтобы окружить каждую клетку таким образом, чтобы защитить их от воздействия осмоса, а также придать им форму и форму.

«Крахмал представляет собой полимер альтернативного аномера глюкозы и используется растениями как способ хранения глюкозы. Это основной запас энергии, который можно быстро мобилизовать при необходимости.

Биологическая роль

«Жизнь на этой планете нуждается в постоянном снабжении энергией, чтобы бороться с эффектами энтропии и второго закона термодинамики.Крошечная часть солнечной энергии, достигающей этой планеты, поглощается растениями и превращается из световой энергии в химическую. Этот процесс называется фотосинтезом.

«В этом процессе производятся два важных молекулярных продукта: кислород, который выделяется в атмосферу, и 3-фосфоглицериновая кислота, которая удерживается внутри клеток. Моносахаридные сахара производятся путем объединения и рекомбинации всех тех атомов углерода, которые сначала были захвачены как 3PG. Наиболее распространенным и универсальным из этих моносахаридов является глюкоза.

«Хотя растительные и животные клетки производят большое количество различных полисахаридов для всех видов ролей, доминирующими из них являются те, которые сделаны из глюкозы. Целлюлоза — это полимер моносахаридов глюкозы, который растения используют в качестве основного строительного материала. Крахмал — это полимер альтернативного аномера глюкозы и используется растениями как способ хранения глюкозы. Это основной запас энергии, который можно быстро мобилизовать при необходимости.

«Моно-, ди- и полисахариды обладают большим и разнообразным набором свойств и выполняют множество различных функций у растений, животных и одноклеточных организмов.Это очень универсальные молекулы ».

Научно-исследовательское исследование
проверьте свое расписание, чтобы узнать, требуется ли это
Проклятие Амона
Исследование углеводов Исследование
Вопросы концепции
к уроку

проверьте свое расписание, чтобы узнать, требуется ли это
Набор углеводов
Концепция вопросов и страница личных вопросов
Требуемые чтения
за урок
e -учебник
Содержание — | — Сладость — | — Создание углерода

Формы углерода — | — Аллотропы — | — Типы углерода

Углеводы — | — Альдегиды — | — Глюкоза

Аномеры — | — Стереоизомеры — | — Симметрия

Кольца — | — Дисахариды — | — Полисахариды

Биологическая роль — | _ Поляризованный свет

Наука @ на расстоянии
© 2004, профессор Джон Бламир

Типы и функции — Conduct Science

3.Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты — это макромолекулы, присутствующие в клетках и вирусах, и они участвуют в хранении и передаче генетической информации. Нуклеиновая кислота была впервые обнаружена Фридрихом Мишером в ядрах лейкоцитов. Позже дальнейшие исследования показали, что это смесь основных белков и фосфорсодержащей органической кислоты.

Структурно нуклеиновые кислоты представляют собой полимеры нуклеотидов (или полинуклеотидов), которые представляют собой фосфатные эфиры нуклеозидов. Нуклеотиды состоят из трех компонентов:

  • Азотистое основание: Это гетероциклические, плоские и ароматические молекулы. Он бывает двух типов: пурины и пиримидины. Пурины включают аденин и гуанин, оба из которых находятся как в ДНК, так и в РНК. Пиримидины включают тимин (обнаруженный только в ДНК), цитозин (обнаруженный как в ДНК, так и в РНК) и урацил (обнаруженный только в РНК).
  • Пять углеродных сахаров: Два типа пентозного сахара — это рибоза (присутствует только в РНК) и дезоксирибоза (присутствует в ДНК).Эти сахара в нуклеиновых кислотах имеют D-стереоизомерную конфигурацию.
  • Ион фосфорной кислоты: Это фосфатная группа, участвующая в полимеризации нуклеотидов. Фосфодиэфирная связь связывает два или более нуклеотидов, приводя к образованию полинуклеотидов.
Типы нуклеиновых кислот и их функции

По природе, структуре и функции нуклеиновые кислоты делятся на две группы: дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК) и рибонуклеиновые кислоты (РНК).

  • Дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК)

ДНК — это наследственный материал, который находится внутри ядра. В 1953 году первая структура двойной спирали ДНК (B-форма ДНК) была открыта Уотсоном и Криком. ДНК также имеет две другие формы, A и Z формы. Конформация ДНК зависит от уровня гидратации, последовательности ДНК, химической модификации оснований, типа и концентрации иона металла в растворе.

Структура двойной спирали представляет собой два полинуклеотида ДНК, намотанных вокруг центральной спирали.Две цепи антипараллельны и взаимодействуют за счет водородных связей между комплементарными парами оснований. В некоторых случаях, например, при низком pH, также существует форма тройной спирали ДНК. Он образуется путем размещения третьей нити в большой бороздке ДНК.

Это генетический материал, в котором хранится вся информация, необходимая для передачи потомству. Он определяет биологическое развитие всех живых организмов и вирусов.

Знаете ли вы?

Считается, что около 4 миллиардов лет назад РНК была первым генетическим материалом! Ученые говорят, что это во многом из-за его способности к самовоспроизведению и ферментативной активности.Этот гипотетический период известен как мир РНК . Но когда появились ферменты, образующие белок, ДНК стала наиболее доминирующей и стабильной формой генетического материала.

Структура ДНК более стабильна, чем РНК, из-за отсутствия 2 ’гидроксильной группы. Другое преимущество ДНК состоит в том, что ее двухцепочечная структура позволяет также корректировать мутации.

РНК присутствует во всех живых клетках. Он играет разные роли в разных организмах.Он действует как генетический материал в некоторых вирусах и обладает ферментативной активностью в других организмах (где он называется рибозим ). Среди организмов присутствуют три типа РНК: рРНК, мРНК и тРНК. Все трое играют важную роль в развитии и поддержании жизни.

Значение РНК и ДНК несравнимо. ДНК, несущая генетическую информацию, не может покинуть свой дом, ядро, и именно поэтому существует РНК. Они участвуют в передаче генетической информации для синтеза белка посредством процессов транскрипции и трансляции (вне ядра), а также контролируют экспрессию генов.

Структурно РНК существует как в одноцепочечной (первичная структура), так и в двухцепочечной (вторичная структура) формах. Двойная спиральная структура РНК представлена ​​в форме А.

Знаете ли вы?

Дуплексы РНК

более стабильны, чем дуплексы ДНК.

При физиологическом pH дуплексы РНК требуют более высокой температуры для денатурации, чем дуплексы ДНК. Хотя физическая причина этой разницы до сих пор остается загадкой.

Глава 5. Углеводы 1

Глава 5. Углеводы 1



1. ВВЕДЕНИЕ
2. КЛАССИФИКАЦИЯ И ХИМИЯ
3. УГЛЕВОДНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ В РЫБЕ
4. ССЫЛКИ


K. W. Chow
Продовольственная и сельскохозяйственная организация
Рим, Италия

J. E. Halver
Вашингтонский университет
Сиэтл, Вашингтон

1/ Лекцию прочитал Дж.Э. Халвер

Углеводы представляют собой широкую группу веществ, в которую входят сахара, крахмалы, камеди и целлюлозы. Общие свойства углеводов заключаются в том, что они содержат только элементы углерод, водород и кислород, и что их сгорание дает углекислый газ плюс одну или несколько молекул воды.

Самыми простыми углеводами являются трехуглеродные сахара, которые играют важную роль в промежуточном метаболизме, а самыми сложными являются встречающиеся в природе полисахариды, в основном растительного происхождения.В рационе животных и рыбы значимы два класса полисахаридов:

(a) структурные полисахариды, которые усваиваются травоядными видами: целлюлоза, лигнин, декстраны, маннаны, инулин, пентозаны, пектиновые кислоты, альгиновые кислоты, агар и хитин; а также

(b) универсально усваиваемые полисахариды — в основном крахмал.

Углеводы составляют три четверти биомассы растений, но присутствуют в организме животных лишь в небольших количествах в виде гликогена, сахаров и их производных.Гликоген часто называют животным крахмалом, потому что он отсутствует в растениях. Производные моносахариды, такие как сахарные кислоты, аминосахары и дезоксисахары, являются составными частями всех живых организмов.


2.1 Пентозы
2.2 Гексозы
2.3 Дисахариды
2.4 Олигосахариды
2.5 Полисахариды


Углеводы обычно классифицируются по степени сложности. Следовательно, свободные сахара, такие как глюкоза и фруктоза, называются моносахаридами; сахароза и мальтоза, дисахариды; а также крахмалы и целлюлозы, полисахариды.Углеводы с короткой длиной цепи, такие как рафиноза, стахиоза и вербаскоза, которые представляют собой три, четыре и пять полимеров сахаров соответственно, классифицируются как олигосахариды.

2.1 Пентозы

Пентозы — это пятиуглеродные сахара, редко встречающиеся в природе в свободном состоянии. В растениях они встречаются в полимерных формах и все вместе известны как пентозаны. Таким образом, ксилоза и арабиноза входят в состав пентозанов, присутствующих в растительных волокнах и растительных камедях, соответственно. Поскольку сахарные фрагменты в нуклеиновых кислотах и ​​рибофлавине, рибоза и дезоксирибоза являются незаменимыми составляющими жизненного процесса.D-рибоза имеет следующую химическую структуру:

D-рибоза

2,2 Гексозы

Гексозы составляют большую группу сахаров. Основные из них: глюкоза, фруктоза, галактоза и манноза. В то время как глюкоза и фруктоза в природе свободны, галактоза и манноза встречаются только в комбинированной форме. Гексозы делятся на альдозы и кетозы в зависимости от того, имеют ли они альдегидные или кетоновые группы.Таким образом, глюкоза представляет собой альдо-сахар, а фруктоза — кето-сахар. Наличие асимметричных центров во всех сахарах с тремя или более атомами углерода приводит к стереоизомерам. Галактоза и манноза представляют собой стереоизомеры глюкозы, которая теоретически является только одним из 16 стереоизомеров. Поскольку кетогексозы имеют только три асимметричных центра, фруктоза является одним из восьми стереоизомеров. Химические конфигурации четырех упомянутых гексоз следующие:

D-глюкоза

D-галактоза

D-манноза

D-фруктоза

Общее явление, известное как мутаротация, наблюдается в различных пентозах и гексозах, а также в некоторых дисахаридах.Например, было установлено, что существуют два изомера D-глюкозы, следовательно, требуется дополнительный асимметричный центр в этом сахаре. Стало очевидно, что D-глюкоза и большинство других сахаров имеют циклическую структуру. Положение гидроксильной группы по отношению к кольцевому кислороду характеризует эту дополнительную конфигурацию модификации. По соглашению, расположение гидроксильной группы на атоме углерода 1 на той же стороне структуры, что и кислородное кольцо, описывает -модификацию; и расположение той же гидроксильной группы на противоположной стороне от кольцевого кислорода описывает b-модификацию.

a -D-глюкоза

b -D-глюкоза

Карбогидразы, которые катализируют гидролиз гликозидных связей простых гликозидов, олигосахаридов и полисахаридов, часто проявляют специфичность в отношении конфигурации субстрата. Как мы увидим позже, специфичность ферментативного гидролиза некоторых олигосахаридов помогает объяснить плохое использование этого класса углеводов в питании рыб.

Сахара, содержащие альдо- или кетогруппу, способны восстанавливать медь в щелочных растворах (раствор Фелинга), создавая кирпично-красный цвет ионов одновалентной меди. Эти сахара называются восстанавливающими сахарами, и эта реакция, хотя и не специфична для восстанавливающих сахаров, может использоваться как для качественного, так и для количественного определения.

Глюкоза широко распространена в небольших количествах во фруктах, растительных соках и меде. Его получают в промышленных масштабах путем кислотного или ферментативного гидролиза зерновых и корневых крахмалов.Глюкоза представляет особый интерес для питания, поскольку она является конечным продуктом переваривания углеводов у всех нежвачных животных, включая рыбу.

Фруктоза — единственная важная кетогексоза, которая в свободном состоянии находится вместе с глюкозой в созревающих фруктах и ​​меде. В сочетании с глюкозой образует сахарозу. Фруктоза несколько слаще сахарозы и в промышленных масштабах выпускается в возрастающих количествах как подсластитель.

Галактоза содержится в молоке в сочетании с глюкозой.Он также присутствует в олигосахаридах растительного происхождения в сочетании с глюкозой и фруктозой.

Манноза присутствует в некоторых полисахаридах растений, которые собирательно называются маннанами.

2.3 Дисахариды

Дисахариды — это продукты конденсации двух молекул моносахаридов. Сахароза — преобладающий дисахарид, встречающийся в свободной форме, и основное вещество сахарного тростника и сахарной свеклы. Также он образуется при прорастании семян бобовых.Другие распространенные дисахариды — мальтоза и лактоза. Мальтоза — это димер глюкозы, а лактоза — сополимер галактозы и глюкозы. Две молекулы глюкозы в мальтозе удерживаются вместе гликозидной связью a -1,4, тогда как две гексозные составляющие галактозы связаны в положении b -1,4. В сахарозе глюкоза и фруктоза объединены в связь -1,2. Сокращенное название сахарозы — D-Glu- (a, 1® 2) -D-Fru.

a -Мальтоза

b -Лактоза

Сахароза

2.4 Олигосахариды

Олигосахариды рафиноза, стахиоза и вербаскоза присутствуют в значительных количествах в семенах бобовых. Рафиноза, которая является наиболее распространенной из трех, состоит из одной молекулы глюкозы, связанной с молекулой сахарозы в положении a -1,6. Его сокращенное химическое название — a -D-Gal (1® 6) -a — D -Glu — (1® 2) — b -D-Fru. Дальнейшее удлинение цепи на конце галактозы с другой молекулой галактозы даст стахиозу. Все эти связи галактоза-галактоза находятся в положении a-l, 6, и переваривание этих олигосахаридов животными требует высокоспецифического фермента, вырабатываемого не самими животными, а некоторыми бактериями, присутствующими в кишечнике животных.Постепенное исчезновение олигосахаридов из котелидонов семян бобовых во время прорастания является частью сложного процесса, начинающегося с поглощения воды семенами. Это поглощение влаги высвобождает гибберелловую кислоту, которая, в свою очередь, активирует ДНК в семенах, тем самым запуская жизненный цикл растения. ДНК направляет производство -галактозидазы, которая необходима для гидролиза этих олигосахаридов. Любое вмешательство в процесс транскрипции ДНК блокирует производство ферментов и будет подтверждаться продолжающимся старением семян и сохранением олигосахаридов в семенных котелидонах.

2,5 Полисахариды

Полисахариды представляют собой большую группу сложных углеводов, которые являются продуктами конденсации неопределенного числа молекул сахара. Различные подгруппы довольно плохо определены, и нет согласия по их классификации. Большинство полисахаридов нерастворимы в воде. При гидролизе кислотами или ферментами они в конечном итоге дают составляющие их моносахариды.

Крахмал представляет собой высокомолекулярный полимер D-глюкозы и является основным резервным углеводом в растениях.Большинство крахмалов состоят из смеси двух типов полимеров, а именно; амилоза и амилопектин. Соотношение амилозы и амилопектина обычно составляет одну часть амилозы и три части амилопектина. Ферменты, способные катализировать гидролиз крахмала , присутствуют в пищеварительном секрете животных и рыб внутри их клеток. Α-амилазы, которые присутствуют практически во всех живых клетках, случайным образом расщепляют связи a -D- (1® 4) и в конечном итоге вызывают полное превращение молекулы крахмала в восстанавливающие сахара.Основные α-амилазы животного происхождения вырабатываются слюнной железой и поджелудочной железой. Крахмал нерастворим в воде и окрашивается йодом в синий цвет.

Гликоген — единственный сложный углевод животного происхождения. Он существует в ограниченных количествах в печени и мышцах и действует как легкодоступный источник энергии.

Декстрины — это промежуточные соединения, образующиеся в результате неполного гидролиза или переваривания крахмала. Присутствие -D- (1® 6) связей в амилопектине и неспособность α-амилазы расщеплять эти связи приводят к образованию низкомолекулярных углеводных сегментов, называемых предельными декстринами.На эти остатки действуют в первую очередь ацидофильные бактерии пищеварительного тракта.

Целлюлоза состоит из длинных цепей глюкозных единиц, удерживаемых вместе связями b -D- (1® 4). Ферменты, которые расщепляют эти связи, обычно не присутствуют в пищеварительном секрете животных и рыб, хотя считается, что некоторые виды моллюсков вырабатывают целлюлазу, фермент, катализирующий гидролиз целлюлозы. Микроорганизмы, продуцирующие целлюлазу, присутствующие в кишечнике травоядных животных и рыб, придают своим животным-хозяевам способность использовать в качестве пищи трудноусвояемую целлюлозу.

Другими широко распространенными сложными полисахаридами являются гемицеллюлозы и пентозаны. Гемицеллюлоза представляет собой группу углеводов, включая арабан, ксилан, некоторые гексозаны и полиурониды. Эти вещества обычно менее устойчивы к химической обработке и подвергаются некоторой степени ферментативному гидролизу во время нормальных пищеварительных процессов. Пентозаны представляют собой полимеры ксилозы или арабинозы в качестве компонентов структурного материала растений и растительных камедей, соответственно.


3.1 Пищеварение, абсорбция и хранение
3.2 Прочие факторы Влияние на метаболизм
3.3 Преобразование энергии


Большая часть углеводов, которые входят в рацион животных, включая рыбу, имеют растительное происхождение. Поэтому хищные рыбы, такие как атлантический лосось и желтохвост японская, содержат мало углеводов. Действительно, эксперименты показали, что эти виды плохо приспособлены для обработки значительных количеств сырых углеводов в своем рационе.С другой стороны, всеядные животные, такие как карп и канальный сом, способны переваривать изрядное количество углеводов в своем рационе. Белый амур, травоядное животное, питается в основном вегетарианской диетой.

3.1 Пищеварение, абсорбция и хранение

Способность животных усваивать крахмал зависит от их способности вырабатывать амилазу. Было показано, что все виды рыб секретируют -амилазу. Также было продемонстрировано, что активность этого фермента была наибольшей у травоядных животных.У плотоядных, таких как радужная форель и морской окунь, амилаза в основном имеет панкреатическое происхождение, тогда как у травоядных фермент широко распространен по всему пищеварительному тракту. В исследовании Tilapia mossambica было показано, что поджелудочная железа является местом наибольшей активности амилазы, за которым следует верхний отдел кишечника. Хотя было показано, что переваривание крахмала и декстрина плотоядной радужной форелью постепенно снижается по мере того, как уровни углеводов превышают 20-процентный уровень, рыба может эффективно использовать до 60 процентов глюкозы, сахарозы или лактозы в рационе.Это демонстрирует, что вопреки более раннему мнению, плотоядные рыбы способны эффективно использовать простые углеводы в качестве основного источника энергии.

Кристаллическая структура крахмала, по-видимому, также влияет на его атаку амилазой, о чем свидетельствует двукратное увеличение содержания метаболизируемой энергии в полностью приготовленной (желатинизированной) кукурузе при испытаниях кормления канальным сомом. Также было показано, что радужная форель имеет более высокую толерантность к углеводам (присутствующим в виде пшеничного крахмала) в рационе, когда она была приготовлена.Процесс желатинизации включает в себя тепло и воду. Если водную суспензию крахмала нагреть, гранулы не изменят внешний вид до тех пор, пока не будет достигнута определенная критическая температура. В этот момент некоторые гранулы крахмала набухают и одновременно теряют свою кристалличность. Критическая температура — это температура, при которой водородные связи молекулы крахмала ослабляются, чтобы обеспечить полную гидратацию, что приводит к явлению, известному как «набухание».

Альфа-амилаза способствует более или менее случайной фрагментации молекулы крахмала путем гидролиза по глюкозидным связям a -D- (l® 4) во внутренней и внешней цепях соединения.Результатом полного гидролиза амилозного компонента являются мальтоза и D-глюкоза, в то время как амилопектиновый компонент восстанавливается до мальтозы, D-глюкозы и разветвленных предельных декстринов. Вследствие этих паттернов действия -амилазы на крахмал необходимы другие ферменты для полного гидролиза крахмала до D-глюкозы у рыб. В связи с этим было продемонстрировано, что даже плотоядный морской лещ обладает способностью переваривать мальтозу. С другой стороны, не было показано, что целлюлаза и -галактозидаза секретируются рыбами, хотя целлюлаза бактериального происхождения присутствует в кишечнике большинства видов карпов.Недостаток -галактозидазы может частично объяснить слабую реакцию рыбы на диетический соевый шрот, который содержит значительные уровни галактозидных олигосахаридов рафинозы и стахиозы. Как указывалось ранее, эти олигосахариды действительно подвергаются ферментативному гидролизу в процессе прорастания с образованием галактозы и сахарозы. Следовательно, может показаться, что пищевая ценность соевого шрота повысится, если сначала преобразовать основную часть этого неперевариваемого крахмала. Этого можно добиться, замачивая бобы на 48 часов перед переработкой для производства муки.Следует также отметить, что питательная ценность зернобобовых и других семян бобовых также может быть улучшена для рыбы, поскольку олигосахариды составляют большую часть углеводов в семенах бобовых.

Данные о всасывании глюкозы рыбами немногочисленны. Работа с золотыми рыбками показала, что активный транспорт глюкозы сочетается с транспортом Na + , как у большинства млекопитающих. Обычно считается, что абсорбция происходит на поверхности слизистой оболочки кишечных клеток. Моносахариды, образующиеся в результате переваривания углеводов, состоят в основном из глюкозы, фруктозы, галактозы, маннозы, ксилозы и арабинозы.Хотя скорость поглощения этих сахаров была определена для многих наземных млекопитающих, аналогичная информация для рыб отсутствует.

Глюкоза, по-видимому, не является лучшим источником энергии для рыбы по сравнению с белком или жиром, хотя легкоусвояемые углеводы экономят белок для наращивания тканей. Кроме того, в отличие от млекопитающих, гликоген не является значительным хранилищем энергии, несмотря на свидетельства активного и обратимого пути Эмдена-Мейерхоффа у рыб. Более эффективный метаболизм аминокислот по сравнению с глюкозой для получения энергии может быть связан со способностью рыб выводить азотистые отходы в виде аммиака из своих жабр без высоких затрат энергии на преобразование отходов в мочевину.

3.2 Другие факторы, влияющие на метаболизм

Помимо генетической адаптации, климатические факторы также играют важную роль в углеводном обмене у рыб. Акклимация рыб, по сути, отражает акклиматизацию ферментов, поскольку способность животного выживать во многом зависит от его способности выполнять нормальные метаболические функции. Некоторые ферменты метаболической акклиматизации хорошо компенсируются, а другие — нет. Ферменты, связанные с высвобождением энергии (ферменты гликолиза, пентозного шунта, цикла трикарбоновых кислот, транспорта электронов и окисления жирных кислот), демонстрируют температурную компенсацию, тогда как те ферменты, которые имеют дело в основном с деградацией продуктов метаболизма, показывают плохую или обратную компенсацию (см. Таблицу 1). .

Таблица 1 Ферменты, подлежащие метаболической акклиматизации 1/

Ферменты с компенсацией

Ферменты с обратной компенсацией или без нее

фосфофруктокиназа

каталаза

альдолаза

пероксидаза

молочная дегидрогеназа

кислая фосфатаза

6-фосфоглюконатдегидрогеназа

Оксидаза D-аминокислоты

янтарная дегидрогеназа

Mg-ATP азе

яблочная дегидрогеназа

холина ацетилтрансфераза

цитохромоксидаза

ацетилхолинэстераза

сукцинат-цитохром С редуктаза

щелочная фосфатаза

НАД-цитохром С редуктаза

аллантоиназа

аминоацилтрансфераза

уриказа

Na-K-ATPase

амилаза

протеаза

липаза

яблочный фермент

глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа

1/ Адаптировано из: Сравнительная физиология животных, под редакцией К.Л. Проссер, 1973

Интересно отметить, что два ключевых фермента, участвующих в метаболизме углеводов, амилаза и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа, вместе с ферментом, участвующим в переваривании жиров, липазой, не имеют температурной компенсации. Неизвестно, связано ли это каким-либо образом с прекращением кормления рыб при низких температурах. Молекулярный механизм термической акклиматизации не совсем понятен и может состоять из изменений в синтезе или количествах данного фермента.Различия в кинетике, изменения в пропорции изоферментов, подходящих для определенных температур, и изменения кофакторов, таких как липиды, коферменты, или других факторов, таких как pH и ионы, могут иметь важное значение для адаптации животного к изменениям температуры.

3.3 Преобразование энергии

Несмотря на межвидовые различия в переносимости пищевых углеводов, обычно считается, что основной конечный продукт переваривания углеводов, глюкоза, метаболизируется в порядке, преобладающем во всех клетках, т.е.е., через обратимый путь Эмдена-Мейерхоффа. На этом пути глюкоза имеет только одну главную судьбу: фосфорилирование до глюкозо-6-фосфата. Основные метаболические преобразования изображены следующим образом:

Обратимые стрелки показывают стадию или стадии реакции, катализируемые теми же ферментами в в обоих направлениях.

Пунктирные стрелки показывают реакции на многих промежуточных этапах.

Парные сплошные стрелки показывают разные ферменты, участвующие в двух направлениях. реакции.

(по материалам: Principles of Biochemistry, A. White, et al., , и др., , 1978)

Все превращения происходят с потерей свободной энергии. Таким образом, образование двух молей лактата из глюкозо-6-фосфата происходит при изменении свободной энергии D G o = -22000 кал / моль. Конечный результат — образование четырех молекул АТФ. Функциональное обращение этой трансформации может происходить только через другой последовательности, требующей ввода шести молекул АТФ на моль восстановленного глюкозо-6-фосфата.

Клетки не хранят глюкозу или глюкозо-6-фосфат. Легко доступная форма хранения — это гликоген, который производится из глюкозо-1-фосфата одним путем и возвращается другим. Хотя в клетках млекопитающих глюкозо-6-фосфат трансформируется в жирные кислоты, такое превращение, по-видимому, не происходит у рыб. Исследования с карпом показывают, что предшественником липогенеза является цитрат, образующийся, когда аминокислоты активно метаболизируются в цикле трикарбоновых кислот.

Основной формой полезной энергии во всех клетках является АТФ. В большинстве клеток эта валюта энергии генерируется за счет окисления НАДН митохондриальными системами переноса электронов. Восстановители NAD + для этого процесса представляют собой промежуточные продукты, полученные из цикла TCA и жирных кислот. Энергетический выход глюкозы в дыхательной системе можно суммировать в следующей последовательности реакций:

Реакция

Выход ATP

1.глюкоза® фруктозо-1,6-дифосфат

-2

2. 2-триозофосфат® 2,3-фосфоглицериновый кислота

+2

3. 2 НАД + ® 2 НАДН® 2 NAD +

+6

4.2 фосфоенолпируват® 2 пировиноградная кислота

+2

5. 2 пировиноградная кислота® 2 ацетил-КоА + 2 CO 2

2 НАД + ® 2 НАДН® 2 NAD 2

+6

6.2 Ацетил CoA® 4 CO 2

+24

Всего:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 ® 6 CO 2 + 6 H 2 O

+38

Проссер, К.Л. (ред.), 1973 г. Сравнительная физиология животных. Филадельфия, W.B. Компания Saunders, 1011 стр. 3-е изд.

,

, Уайт, А., и др., , , др., , 1978, Принципы биохимии. Нью-Йорк, McGraw-Hill Book Company, 1492 стр. 6-е изд.


Устройство и функции

Структура макромолекул определяет функцию и регуляцию

Студенты должны уметь объяснять и применять основные концепции макромолекулярной структуры и функции, включая природу биологических макромолекул, их взаимодействие с водой, взаимосвязь между структурой и функцией, а также часто встречающиеся механизмы регулирования их функции.

Цели обучения, приведенные ниже, делятся на вводные A, промежуточные B и верхние C.

1. Биологические макромолекулы большие и сложные

Макромолекулы состоят из основных молекулярных единиц. Они включают белки (полимеры аминокислот), нуклеиновые кислоты (полимеры нуклеотидов), углеводы (полимеры сахаров) и липиды (с множеством модульных компонентов). Биосинтез и разложение биологических макромолекул включает в себя линейную полимеризацию, стадии разрушения (белки, нуклеиновые кислоты и липиды), а также могут включать разветвление / разветвление (углеводы).Эти процессы могут включать мультибелковые комплексы (например, рибосомы, протеасомы) со сложной регуляцией.

Связанные цели обучения
  • Учащиеся должны уметь обсуждать разнообразие и сложность различных биологически значимых макромолекул и макромолекулярных ансамблей с точки зрения эволюционной пригодности. A
  • Учащиеся должны уметь описывать основные единицы макромолекул и типы связей между ними. A
  • Студенты должны уметь сравнивать и противопоставлять процессы, участвующие в биосинтезе основных типов макромолекул (белков, нуклеиновых кислот и углеводов).B
  • Учащиеся должны уметь сравнивать и противопоставлять процессы, участвующие в деградации основных типов макромолекул (белков, нуклеиновых кислот и углеводов).
  • Студенты должны понимать, что белки состоят из доменов, и уметь обсуждать, как семейства белков возникают в результате дублирования первичного гена. C

2. Структура определяется несколькими факторами

Ковалентные и нековалентные связи определяют трехмерные структуры белков и нуклеиновых кислот, влияющие на их функцию.Аминокислотные последовательности, наблюдаемые в природе, тщательно отбираются по биологической функции, но не обязательно имеют уникальную складчатую структуру. Структура (и, следовательно, функция) макромолекул регулируется основополагающими принципами химии, такими как: ковалентные связи и полярность, вращения и колебания связей, нековалентные взаимодействия, гидрофобный эффект и динамические аспекты молекулярной структуры. Последовательность (и, следовательно, структура и функция) белков и нуклеиновых кислот могут быть изменены путем альтернативного сплайсинга, мутации или химической модификации.Последовательности (и, следовательно, структура и функция) макромолекул могут эволюционировать, создавая измененные или новые биологические активности.

Связанные цели обучения
  • Учащиеся должны уметь распознавать повторяющиеся единицы в биологических макромолекулах и уметь обсуждать структурные воздействия вовлеченных ковалентных и нековалентных взаимодействий. A
  • Учащиеся должны уметь обсуждать состав, эволюционные изменения и, следовательно, структурное разнообразие различных типов биологических макромолекул, обнаруженных в организмах.A
  • Студенты должны уметь обсуждать химические и физические отношения между составом и структурой макромолекул. A
  • Студенты должны уметь сравнивать и противопоставлять первичные, вторичные, третичные и четвертичные структуры белков и нуклеиновых кислот. B
  • Студенты должны уметь использовать различные подходы биоинформатики для анализа первичной последовательности и структуры макромолекул. B
  • Учащиеся должны уметь сравнивать и противопоставлять эффекты химической модификации конкретных аминокислот на трехмерную структуру белка.B
  • Учащиеся должны уметь сравнивать и противопоставлять способы, которыми конкретная макромолекула может принимать новые функции в результате эволюционных изменений. B
  • Студенты должны уметь использовать различные биоинформатические и вычислительные подходы для сравнения первичных последовательностей и определения влияния сохранения и / или эволюционных изменений на структуру и функцию макромолекул. C
  • Учащиеся должны уметь предсказывать влияние мутаций на активность, структуру или стабильность белка и разрабатывать соответствующие эксперименты для оценки эффектов мутаций.C
  • Студенты должны уметь предлагать подходящие химические или химические биологические подходы для изучения локализации и взаимодействия биологических макромолекул. C
  • Студенты должны быть в состоянии обсудить, как мутации дублированного гена создают функциональное разнообразие. C
  • Студенты должны уметь оценивать химический и энергетический вклад в соответствующие уровни структуры макромолекулы и предсказывать влияние конкретных изменений структуры на динамические свойства молекулы.C

3. Структура и функции взаимосвязаны

Макромолекулы взаимодействуют с другими молекулами, используя множество нековалентных взаимодействий. Специфичность и сродство этих взаимодействий имеют решающее значение для биологической функции. Некоторые макромолекулы катализируют химические реакции или способствуют физическим процессам (например, молекулярному переносу), позволяя им протекать в условиях окружающей среды. Эти процессы могут быть количественно описаны скоростными законами и термодинамическими принципами (например,грамм. теория столкновений, теория переходного состояния, законы скорости и равновесия, эффекты температуры и структуры и химической реактивности, закон Кулона, законы движения Ньютона, энергия и стабильность, трение, диффузия, термодинамика и концепция случайности и вероятности).

Связанные цели обучения
  • Учащиеся должны уметь использовать механистические рассуждения, чтобы объяснить, как фермент или рибозим катализирует определенную реакцию. A
  • Студенты должны уметь обсуждать основы различных типов ферментативных механизмов.A
  • Студенты должны уметь рассчитывать ферментативные уровни и сравнивать их, а также соотносить эти показатели с гомеостазом клеток или организма. B
  • Студенты должны уметь обсуждать различные методы, которые можно использовать для определения сродства и стехиометрии комплекса лиганд-макромолекула, и соотносить результаты как с термодинамическими, так и с кинетическими данными. B
  • Студенты должны уметь критически оценивать вклад в специфичность в комплексе лиганд-макромолекула и планировать эксперименты, чтобы оценить вклад в специфичность и проверить гипотезы о специфичности лиганда в комплексе.C
  • Учащиеся должны уметь предсказывать биологические и химические эффекты мутации или структурных изменений лиганда на аффинность связывания и планировать соответствующие эксперименты для проверки своих прогнозов. C

4. Макромолекулярные взаимодействия

Взаимодействия между макромолекулами и другими молекулами основаны на тех же слабых нековалентных взаимодействиях, которые играют главную роль в стабилизации трехмерных структур самих макромолекул.Важны гидрофобный эффект, ионные взаимодействия и взаимодействия водородных связей. Структурная организация взаимодействующих химических групп в сайте связывания или активном сайте придает этим взаимодействиям высокую степень специфичности. Специфичность и сродство этих взаимодействий имеют решающее значение для биологической функции.

Связанные цели обучения
  • Учащиеся должны уметь обсуждать влияние изменений специфичности или аффинности на биологическую функцию и любое потенциальное эволюционное влияние.A
  • Студенты должны уметь обсуждать различные методы, которые можно использовать для определения сродства и стехиометрии для комплекса лиганд-макромолекула, и соотносить результаты как с термодинамическими, так и с кинетическими данными. B
  • Учащиеся должны уметь обсуждать взаимодействия между различными биологическими молекулами (включая белки, нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы, мелкие органические вещества и т. Д.) И описывать, как эти взаимодействия влияют на специфичность или сродство, приводя к изменениям биологической функции.B
  • Студенты должны быть в состоянии предсказать эффекты мутации или структурных изменений лиганда на сродство связывания и спланировать соответствующие эксперименты для проверки своих прогнозов. C
  • Учащиеся должны уметь обсуждать взаимосвязь между температурой, необходимой для денатурации (Tm), и структурой макромолекул. C

5. Структура макромолекул динамична

Макромолекулярная структура является динамичной в широком диапазоне временных масштабов, и динамические структурные изменения, большие и малые, часто имеют решающее значение для биологической функции.Небольшие изменения могут проявляться в виде локализованных молекулярных колебаний, которые могут облегчить доступ малых молекул к внутренним частям макромолекулы. Большие конформационные изменения могут происходить в виде движений различных макромолекулярных доменов относительно друг друга, чтобы облегчить катализ или другие формы работы. Белки могут содержать внутренне неструктурированные домены. Отсутствие структуры в растворе может способствовать функции, при которой взаимодействия должны происходить беспорядочно с несколькими другими молекулами.Динамическая структура макромолекул делает возможными быстрые изменения, влияющие на гомеостаз биохимических и молекулярно-биологических процессов.

Связанные цели обучения
  • Студенты должны уметь обсуждать временные масштабы различных конформационных эффектов в биологических макромолекулах А и планировать соответствующие эксперименты для исследования изменений конформации и динамики, вызванных лигандом. C
  • Учащиеся должны уметь обсуждать структурную основу динамических свойств макромолекул и предсказывать эффекты изменений динамических свойств A, которые могут возникнуть в результате изменения первичной последовательности.C
  • Учащиеся должны уметь предсказать, упорядочена или неупорядочена последовательность C, и обсудить потенциальную роль неупорядоченных областей белков. B
  • Студенты должны уметь критически обсуждать доказательства за и против роли динамики в функции макромолекул. C

6. Биологическая активность макромолекул часто регулируется

Биологическая активность макромолекул часто регулируется одним или несколькими иерархическими способами (например,грамм. ингибиторы, активаторы, модификаторы, синтез, разложение и компартментализация).

Связанные цели обучения
  • Учащиеся должны уметь сравнивать и противопоставлять различные механизмы регуляции функции макромолекулы или ферментативной реакции или пути. A
  • Учащиеся должны уметь аллостерически обсуждать преимущества и недостатки регулирования реакции. B
  • Студенты должны уметь обсуждать примеры аллостерической регуляции, ковалентной регуляции и изменений на уровне генов макромолекулярной структуры-функции.B
  • Студенты должны использовать экспериментальные данные для оценки типа регуляции в ответ на гомотропные или гетеротропные лиганды на макромолекуле. C
  • Студенты должны быть в состоянии создать модель, объясняющую регуляцию структуры-функции макромолекул. C
  • Студенты должны быть в состоянии описать, как эволюция повлияла на регуляцию макромолекул и процессов. C
  • Студенты должны уметь описывать, как изменения клеточного гомеостаза влияют на сигнальные и регуляторные молекулы и промежуточные продукты метаболизма.C

7. Структура (и, следовательно, функция) макромолекул регулируется основополагающими принципами химии и физики

Структура (и, следовательно, функция) макромолекул регулируется основополагающими принципами химии (включая ковалентные связи и полярность; вращения и колебания связей; водородные связи и нековалентные взаимодействия; гидрофобный эффект; динамические аспекты молекулярной структуры; теория столкновений ; теория переходного состояния; законы скорости и равновесия; эффекты температуры и структуры и химической реактивности) и физика (включая закон Кулона; законы движения Ньютона; энергия и стабильность; трение; диффузия; термодинамика; а также концепция случайности и вероятности). .

Связанные цели обучения
  • Учащиеся должны уметь связывать основные принципы законов скорости и равновесия с реакциями и взаимодействиями и вычислять соответствующие термодинамические параметры для реакций и взаимодействий. A
  • Студенты должны быть в состоянии объяснить, как лиганд, введенный в раствор, содержащий макромолекулу, с которой он может связываться, взаимодействует с макромолекулой. A
  • Студенты должны уметь объяснять, используя основные принципы, влияние температуры на реакцию, катализируемую ферментами.B
  • Студенты должны уметь обсуждать динамические свойства макромолекул, используя фундаментальные принципы физики. B

8. Для наблюдения и количественного измерения структуры, динамики и функции биологических макромолекул могут использоваться различные экспериментальные и вычислительные подходы

Для наблюдения и количественного измерения структуры, динамики и функций биологических макромолекул можно использовать различные экспериментальные и вычислительные подходы.Уравнения можно выводить из моделей и использовать для прогнозирования результатов или анализа данных. Данные можно анализировать статистически, чтобы оценить правильность модели и надежность данных.

Связанные цели обучения
  • Учащиеся должны уметь предложить схему очистки для конкретной молекулы в смеси с учетом биофизических свойств различных молекул в смеси. B
  • Студенты должны уметь либо предлагать эксперименты, которые определяют четвертичную структуру молекулы, либо уметь интерпретировать данные, относящиеся к третичной и четвертичной структуре молекул.B
  • Студенты должны быть в состоянии объяснить, как вычислительные подходы могут быть использованы для изучения взаимодействий белок-лиганд, и обсудить, как результаты таких вычислений могут быть исследованы экспериментально. C
  • Студенты должны иметь возможность сравнивать и противопоставлять доступные вычислительные подходы, чтобы предложить трехмерную структуру макромолекулы, и обсудить, как предложенная структура может быть подтверждена экспериментально. C
  • Учащиеся должны уметь анализировать кинетические или связывающие данные для получения соответствующих параметров и оценки достоверности модели, используемой для описания явления.C

Почему углеводы важны для живых организмов? — MVOrganizing

Почему углеводы важны для живых организмов?

Углеводы важны для повседневной жизни живых организмов. Они накапливают энергию (крахмалы), обеспечивают энергией клетки (глюкозу) и придают структуру растениям и некоторым животным.

Какие две основные роли углеводы играют в живых клетках?

Углеводы необходимы для двух различных функций вашего тела — энергии и пищеварения.Большинство углеводов, таких как крахмал и сахар, распадаются на глюкозу, которая является простейшей формой углеводов и основным источником энергии для вашего тела.

Каковы функции углеводов в викторине живых организмов?

Хранение и поставка энергии в живые системы. Итак, основные функции углеводов — запасать и обеспечивать энергию, а в некоторых очень важных случаях — обеспечивать структуру организмов.

Какова роль углеводов в клетках животных?

Углеводы — основной источник энергии в клетках животных.Углеводы, получаемые из продуктов растительного происхождения, служат основным источником энергии для животных.

Каковы 3 функции углеводов в живых организмах?

Четыре основные функции углеводов в организме — обеспечивать энергию, накапливать энергию, строить макромолекулы и сберегать белок и жир для других целей.

Каковы две основные функции углеводов в растениях?

Углеводы — источник энергии для растений. Две их основные функции — рост и обмен веществ.

Какова основная функция углеводов в растениях?

В растениях углеводы, производимые фотосинтезом, хорошо известны своей важной ролью в качестве жизненно важных источников энергии и углеродных скелетов для органических соединений и компонентов-хранилищ.

Каковы основные функции углеводов 11 класса?

Углеводы выполняют шесть основных функций в организме:

  • Обеспечивает энергию и регулирует уровень глюкозы в крови.
  • Экономия белков для получения энергии.
  • Расщепление жирных кислот и предотвращение кетоза.
  • Биологические процессы распознавания.
  • Ароматизаторы и подсластители.
  • Пищевые волокна.

Каковы свойства и функции углеводов?

Служат накопителями энергии, топливом и промежуточными продуктами метаболизма. Он хранится в виде гликогена у животных и крахмала в растениях. Накопленные углеводы действуют как источник энергии вместо белков. Они образуют структурные и защитные компоненты, как в клеточной стенке растений и микроорганизмов.

Каковы основные функции углеводов?

Углеводы обеспечивают ваше тело энергией. Одна из основных функций углеводов — обеспечивать ваше тело энергией. Большинство углеводов в продуктах, которые вы едите, перевариваются и расщепляются на глюкозу, прежде чем попасть в кровоток.

Какое значение имеют углеводы?

Зачем нужны углеводы? Углеводы — главный источник энергии вашего тела: они помогают питать ваш мозг, почки, сердечные мышцы и центральную нервную систему.Например, клетчатка — это углевод, который помогает пищеварению, помогает вам чувствовать себя сытым и контролирует уровень холестерина в крови.

Что такое хороший углевод?

Но следующие продукты являются лучшим источником углеводов.

  • Овощи. Все они.
  • Целые плоды. Яблоки, бананы, клубника и др.
  • Бобовые. Чечевица, фасоль, горох и др.
  • Гайки. Миндаль, грецкие орехи, фундук, орехи макадамия, арахис и др.
  • Семена.Семена чиа и тыквенные семечки.
  • Цельнозерновые.
  • Клубни.

Макароны — хороший углевод?

Паста богата углеводами, что может быть вредно для здоровья при употреблении в больших количествах. Он также содержит глютен, тип белка, который вызывает проблемы у тех, кто чувствителен к глютену. С другой стороны, макаронные изделия могут содержать некоторые важные для здоровья питательные вещества.

Макароны полезны или вредны для здоровья?

Паста полезна или вредна? Паста богата углеводами, что может быть вредным для здоровья при употреблении в больших количествах.Он также содержит глютен, тип белка, который вызывает проблемы у тех, кто чувствителен к глютену. С другой стороны, макаронные изделия могут содержать некоторые важные для здоровья питательные вещества.

Какая паста лучше?

10 разных видов макарон и какие блюда лучше всего использовать

  • Спагетти.
  • Penne.
  • Лазанья.
  • Равиоли.
  • Лингвини.
  • Ригатони.
  • Farfalle.
  • Fusilli.

Полезен ли картофель?

Картофель богат витаминами, минералами и антиоксидантами, что делает его очень полезным.Исследования связали картофель и содержащиеся в нем питательные вещества с множеством впечатляющих преимуществ для здоровья, включая улучшение контроля сахара в крови, снижение риска сердечных заболеваний и повышение иммунитета.

Макромолекулы

Макромолекулы Макромолекулы

До сих пор мы рассматривали только небольшие молекулы. Многие молекулы, важные для биологических процессов, ОГРОМНЫ. Эти известны как макромолекулы. Большинство макромолекул представляют собой полимеры, которые длинные цепочки субъединиц, называемые мономерами.Эти субъединицы часто очень похожи друг на друга, и при всем разнообразии полимеров (и живых вещи вообще) всего около 40-50 обычных мономеров.

Изготовление и разрушение полимеров

Соединение двух мономеров достигается с помощью процесса, известного как дегидратационный синтез. Один мономер отдает гидроксильную (ОН) группу, а один отдает (H). Они объединяются, чтобы образовать молекулу воды. Отсюда и название дегидратация синтез.

Полимеры распадаются на части в процессе, известном как гидролиз . Связи между мономерами разрываются при добавлении воды. (3.3, стр. 36)

Существует четыре основных категории обнаруженных органических соединений. в живых клетках.

Углеводы

Углеводы — это сахара и их полимеры. Простой сахара называются моносахаридами. Они могут быть объединены с образованием полисахаридов (3.5, стр 38). Глюкоза — важный моносахарид. Сахароза, дисахарид (состоящий из двух моносахаридов), представляет собой столовый сахар.(Обратите внимание на окончание «ose» обычен для большинства сахаров.)

Полисахариды могут быть получены из тысяч простых сахаров связаны вместе. Эти большие молекулы могут использоваться для хранения энергии. или для структуры. Сначала пара примеров хранилищ:

Крахмал — запасной полисахарид растений. Его это гигантская цепочка глюкоз. Растение может использовать энергию крахмала. сначала гидролизуя его, делая доступной глюкозу. Большинство животных могут также гидролизуют крахмал. Вот почему мы его едим.

Животные хранят гликоген в качестве запаса глюкозы. Он хранится в печени и мышцах. (3,7, стр. 39)

И несколько примеров структурных углеводов:

Целлюлоза — это полисахарид, производимый растениями. Это компонент клеточных стенок. Целлюлоза — это также нить глюкозы. молекулы. Потому что глюкозы соединяются по-разному, целлюлоза имеет другую форму и, следовательно, другие свойства, чем крахмал или гликоген. Используемые ферменты (мы скоро узнаем о них больше) гидролизовать крахмал не работают с целлюлозой.Большинство организмов не могут переваривать целлюлоза и проходит сквозь них (грубые корма). Козы и термиты на самом деле не переваривают целлюлозу, у них есть бактерии, которые делают это за них.

Хитин — важный полисахарид, используемый для экзоскелеты членистоногих.

Липиды

Все липиды похожи в том, что они (по крайней мере частично) гидрофобный . Есть три важных семейства липидов: жиры, фосфолипиды и стероиды.

Жиры

Жиры — это большие молекулы, состоящие из двух типов молекул, глицерин и некоторые жирные кислоты.Жирная кислота имеет длинную цепочку углерод и водород, обычно называемые углеводородным хвостом, с головка карбоксильной группы. (Карбоксильная группа — поэтому ее называют кислотой). Глицерин имеет три атома углерода (3,8b, пг 40), поэтому он может получить три жирные кислоты. Это могут быть одинаковые три или разные. Это расположение трех почему жиры называются триглицеридами.

Жиры могут быть насыщенными и ненасыщенными. Это связано с количество водорода в хвосте. Ненасыщенные жирные кислоты содержат водород. отсутствуют, с заменой их двойными связями.Двойная связь дает жирную кислота перегиб (3.8c, pg 40). Насыщенные жиры остаются твердыми при комнатной температуре. и происходят от животных, ненасыщенные жиры происходят от растений и являются жидкими при комнатной температуре.

Жиры используются в качестве накопителей энергии высокой плотности у животных и в растениях (семенах). Его также можно использовать для изоляции животных.

фосфолипиды

Фосфолипиды похожи на жиры, но содержат две жирные кислоты. и фосфатная группа, присоединенная к глицерину. Хвосты жирных кислот гидрофобны. но фосфатная часть гидрофильна.Это важная особенность эти молекулы.

Подробнее о фосфолипидах, когда речь идет о структуре мембраны.

Стероиды

Стероиды также являются липидами, но имеют углеродный скелет. четырех связанных колец (без глицерина) (3.9, стр. 41). Разные Свойства различных стероидов обусловлены присоединенными функциональными группами. Холестерин — это стероид, который можно модифицировать для образования многих гормонов.

Белки

Белки чрезвычайно важны.Они большие, сложные молекулы, которые используются для структурной поддержки, хранения, транспортировки веществ, и как ферменты. Это сложная, разнообразная группа молекул, и тем не менее, все они представляют собой полимеры всего из 20 аминокислот.

Аминокислоты имеют углерод, присоединенный к водороду, амино группа, карбоксильная группа и что-то еще (R). Это что-то еще которые придают аминокислоте ее характеристики (3.12a и b, стр. 42).

Аминокислоты соединены пептидными связями (дегидратация синтез) (3.13, стр.43). Полипептидные цепи — это цепочки аминокислот, соединены пептидными связями.

Белки образуются путем скручивания одного или нескольких полипептидов. цепи. Это форма или конформация белка, который придает ему его свойства. Есть четыре уровня белковой структуры.

Первичная структура — уникальная серия аминокислотных остатков. кислоты. Вторичная структура является результатом водородных связей вдоль цепь, которая вызывает повторяющиеся спиральные или складчатые узоры. высшее структура накладывается на вторичную структуру. Это нерегулярный искривления, образованные связыванием между R-группами. Некоторые R-группы амино кислоты имеют сульфгидрильные группы, которые соединяются вместе, образуя дисульфидные мостики. Четвертичная структура получается, когда белок состоит из более чем одна полипептидная субъединица (например, гемоглобин, который имеет четыре полипептида субъединицы). Четвертичная структура — это взаимосвязь этих субъединиц. (Рисунок на стр. 45 для обобщения) Когда структура белка была изменена мы говорим, что он денатурирован.Денатурация происходит, когда водородные связи которые удерживают части молекулы с другими частями, разваливаются. Как правило в результате воздействия экстремальных значений pH или тепла. Некоторая денатурация обратима некоторые необратимы. Приготовление яиц денатурирует белки в яичных белках. Они не могут быть сырыми. Высокая температура может денатурировать белки (ферменты) в человеческое тело, которое может быть фатальным.

Нуклеиновые кислоты

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК) представляют собой полимеры нуклеотидов (3.20а, стр. 47). Позже мы узнаем больше подробно описать роль этих нуклеиновых кислот в синтезе белка.

Нуклеотиды состоят из трех частей: фосфата и пентозы. сахар и азотистое основание. Пентозный сахар ДНК — дезоксирибоза. Пентозный сахар РНК — рибоза.

ЯЧЕЙКИ

Все организмы состоят из клеток . Субклеточные структуры называются органеллами . Цитология — это исследование клеточной структуры. «Анатомия» клетки обозначается как ее ультраструктура .

Есть два типа клеток: прокариотических клеток и эукариотических клеток . Четыре из пяти царств, протисты, растения, грибы и животные состоят из эукариотических клеток. Другое королевство, Monera (бактерии и цианобактерии) состоит из прокариотических клеток. Прокариотический клетки не имеют истинного ядра. У них есть генетический материал (ДНК), но это в области нуклеоида . ДНК эукариот находится в ядре который заключен в мембранную ядерную оболочку .Ядро эукариот окружен в клетке цитоплазмой . В органеллы расположены в цитоплазме. Многие органеллы, найдены у эукариот, не найдены у прокариот.

Ячейки обычно очень маленькие. Размер самого маленького клеток ограничено минимальным количеством необходимого генетического материала чтобы клетка продолжала работать. В конечном итоге размер ячейки ограничен прохождение материалов через плазматическую мембрану . Все клетки заключены в плазматическую мембрану, и именно через эту мембрану все питательные вещества и отходы должны пройти.Как трехмерный объект растет по размеру его поверхность не поспевает за объемом. Таким образом клетки достигают ограничение на их максимальный размер. Разделение различных клеточных функций в другие структуры, закрытые мембраной, позволяет использовать более крупные клетки. Это почему эукариотические клетки обычно больше прокариотических клеток. Другой Фактором, ограничивающим размер ячеек, является то, что ячейка должна контролироваться ядром. Вы должны посмотреть раздел 4.2 о различных размерах ячеек.

Разберитесь с углеводами | ADA

Употребляйте углеводы с умом.

Когда вы едите или пьете продукты, содержащие углеводы, также известные как углеводы, ваше тело расщепляет эти углеводы на глюкозу (разновидность сахара), которая затем повышает уровень глюкозы в крови. Ваше тело использует эту глюкозу в качестве топлива, чтобы поддерживать вас в течение дня. Это то, что вы, вероятно, знаете как «уровень глюкозы в крови» или «уровень сахара в крови». Когда дело доходит до лечения диабета, важную роль играют углеводы, которые вы едите. После того, как ваше тело расщепляет эти углеводы до глюкозы, поджелудочная железа вырабатывает инсулин, который помогает клеткам усваивать эту глюкозу.

Когда у кого-то уровень глюкозы в крови — или сахар в крови — слишком высок, это называется гипергликемией. Есть несколько причин «кайфа», в том числе недостаток инсулина в организме для обработки глюкозы в крови или клетки в вашем теле, которые не реагируют эффективно на высвобождаемый инсулин, оставляя лишнюю глюкозу в крови. Низкий уровень глюкозы в крови известен как гипогликемия. «Минусы» иногда могут быть вызваны недостаточным потреблением углеводов или дисбалансом в приеме лекарств. Короче говоря, углеводы, которые мы потребляем, влияют на уровень сахара в крови, поэтому баланс является ключевым моментом!

В пище есть три основных типа углеводов: крахмалы, сахар и клетчатка.Как вы увидите на этикетках продуктов, которые вы покупаете, термин «общие углеводы» относится ко всем трем этим типам. Цель состоит в том, чтобы выбрать углеводы, богатые питательными веществами, что означает, что они богаты клетчаткой, витаминами и минералами и с низким содержанием добавленных сахаров, натрия и нездоровых жиров. При выборе углеводной пищи:

  • Ешьте больше всего: цельных необработанных некрахмалистых овощей. Некрахмалистые овощи, такие как салат, огурцы, брокколи, помидоры и стручковая фасоль, содержат много клетчатки и очень мало углеводов, что в меньшей степени влияет на уровень сахара в крови.Помните, что согласно методу тарелки они должны составлять половину вашей тарелки!
  • Съешьте что-нибудь из этого: цельных продуктов с минимальной обработкой углеводов. Это крахмалистые углеводы, в том числе такие фрукты, как яблоки, черника, клубника и дыня; цельные неповрежденные зерна, такие как коричневый рис, цельнозерновой хлеб, цельнозерновые макароны и овсянка; крахмалистые овощи, такие как кукуруза, зеленый горошек, сладкий картофель, тыква и бананы; а также фасоль и чечевицу, такие как черная фасоль, фасоль, нут и зеленая чечевица.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.