Органические соединения, состоящие из углерода, кислорода и водорода и по химической природе являются полигидроксиальдегидами или кетонами (т.е. имеют несколько гидроксильных групп и одну карбонильную), либо превращаются в них путем гидролиза.
Роль углеводов
Углеводы чрезвычайно распространены в растительном и животном мире и имеют исключительное значение в жизненных процессах, поскольку является источником энергии для биологических систем. Наряду с белками, нуклеиновыми кислотами и липидами они являются основными компонентами, из которых формируются клетки организмов людей и животных. В природе около 80% сухой массы растений и 2% сухой массы животных приходится на углеводы.
Углеводы – один из основных продуктов питания, содержащихся в зернах, картофеля, фруктах, овощах. Они широко используются для производства спирта, искусственного волокна, бумаги, взрывчатки и тому подобного.
Классы углеводов
Углеводы весьма разнообразны по химическому составу. Помимо упомянутых углерода, кислорода и водорода они также могут содержать азот, фосфор, серу и иные гетероатомы. Название этого класса соединений связано с тем, что у самых распространенных из них (глюкоза, сахароза, крахмал) соотношение между атомами углерода, водорода и кислорода составляет 1: 2: 1, то есть молекула имеет вид:
Различают три основных класса углеводов:
- моносахариды – состоят из одной молекулы, то есть m = 1;
- олигосахариды – состоят из коротких цепей, количество мономеров от 2 до 12;
- полисахариды (полигликаны) – крупные полимерные молекулы, количество мономеров достигает сотен тысяч.
Моносахариды
Это мономеры, при гидролизе которых другие углеводы не образуются.
Основу моносахаридов составляет неразветвленная цепочка атомов углерода, соединенных между собой одинарными связями. Один из атомов углерода соединяется с атомом кислорода двойной связью, образуя карбонильную группу. Ко всем прочим атомам углерода присоединены гидроксильные группы и водород.
Когда карбонильная группа расположена в конце углеродной цепочки, то моносахарид является альдегидом, а когда в другом положении – то кетоном. Соответствующие моносахариды называют альдозами и кетозами.
Простейшими примерами альдоз является глицеральдегид:
а кетоз – дигидроксиацетон:
Полное название моносахарида образуют из приставки альдо- или кето-, к которой добавляют название числительного и окончания (суффикса) -оза. Например, моносахариды пентозы (состоящие из пяти атомов углерода) называются альдопентозами с альдегидной группой (рибоза, арабиноза, ксилоза, ликсоза) и кетопентозами с карбонильной группой (рибулоза, ксилулоза), а гексозы (состоящие из шести атомов углерода) – альдогексозами и соответственно.
Наибольшее значение из природных моносахаридов имеют пентозы и гексозы, причем триозы (глицериновый альдегид, дигидроксиацетон) не являются сахаридами вследствие существенного отличия их химических свойств от свойств других моносахаридов, а тетрозы в природе не встречаются.
Научная статья по биологии на заказ от проверенных экспертов по низкой цене!
Комментарии