Углеводы – это органические вещества, которые содержат карбонильную группу и несколько гидроксильных групп.
Рассмотрим каждую из них.
Углеводы. Классификация, состав
Под углеводами понимают природные кислородсодержащие соединения, в состав которых входят следующие элементы: углерод, водород и кислород. Общая формула углеводов представлена в виде .
Состав углеводов неоднозначен. Кислород совместно с углеродом образуют карбонильную группу, а кислород вместе с водородом – гидроксильную. Углеводы, состоящие из отдельных элементов, называют сахаридами.
Углеводы делятся на две основные группы:
- простые углеводы (моносахариды);
- сложные углеводы (дисахариды, олигосахариды, полисахариды).
К простым углеводам относят многоатомные спирты, которые содержат -группу, находящейся у каждого атома углерода. Он входит в состав альдегидной группы или кетогруппы.
Сложные углеводы подразделяются на:
- дисахариды– их широко применяют в природе.
Дисахариды представляют собой:
- сахарозу, т.е. соединение глюкозы с фруктозой.
- лактозы, содержащуюся в молоке млекопитающих. Лактоза содержит в своем составе остатки глюкозы и галактозы.
- мальтозы, состоящая из двух остатков глюкозы. Мальтоза образуется за счет расщепления крахмала и гликогена. Расщепление происходит в пищеварительном тракте животных, а также за счет прорастания семян растений.
- полисахариды– они не растворяются в воде, а также у них отсутствует сладкий вкус. Полисахариды характеризуются разветвленной структурой.
На сегодняшний день широко используются следующие полисахариды:
- крахмал
Крахмал – полисахарид, состоящий из остатков глюкозы. В его состав входят линейный компонент (амилоза) и разветвленный (амилопектин).
Амилоза характеризуется спиральной пространственной структурой. В состав спирали встраиваются молекулы йода. В состав амилозы, а также амилопектина входят несколько тысяч остатков глюкозы. Крахмал – основное запасное вещество у растений.
- гликоген
Гликоген выполняет функцию запаса. Он представляет собой полисахарид, по составу аналогичный амилопектину, но имеющий более разветвленную структуру.
- целлюлоза
Состав целлюлозы заключается в линейном неветвящейся структуре полимера, который содержит около 10 тысяч остатков глюкозы. Молекулы целлюлозы имеют параллельное расположение, что приводит к образованию большого количества водородных связей. Здесь происходит формирование прочных пучков молекул. Благодаря такому строению у целлюлозы есть высокая механическая прочность.
- хитин
Мономерная единица хитина – -ацетилглюкозамин. Он представляет собой азотсодержащий моносахарид, производное глюкозы.
Значение углеводов для жизни человека
Углеводы имеют важное значение для жизни человека. Их присутствие необходимо в питании каждого человека, т.к. они на 50% восполняют потребность в энергии.
Рассмотрим основные функции углеводов, которые помогают людям вести нормальный образ жизни. К таким функциям относятся:
- энергетическая
При окислении компонентов происходит процесс выделения энергии, которую организм человека применяет при удовлетворении своих потребностей. - гидроосмотическая
С помощью углеводов в межклеточном веществе человека будут удерживаться ионы магния, кальция и молекулы воды. - структурная
Такие некоторые вещества могут входить в состав соединительной ткани. Здесь они совместно с белками образуют ферменты и гормоны в организме человека. - защитная
Углеводы очень важны для людей, т.к. их способность заключается в обеспечении прочности стенок сосудов, а также действуют как «смазка», которая покрывает трущиеся друг о друга суставы человека. - кофакторная
За счет участия углеводов происходит образование ферментов, которые отвечают за свертываемость крови. Еще они содержатся в составе ее плазмы.
Глюкоза
Глюкоза представляет собой очень важный моносахарид.
Формула глюкозы
.
Образование глюкозы происходит при фотосинтезе за счет воздействия солнечного света в листьях растений.
Глюкоза является ценным питательным веществом. В тканях животных при окислении освобождается энергия, которая необходима для жизнедеятельности человека.
В состав молекулы глюкозы входят альдегидная и гидроксильная группы.
При взаимодействии карбонильной группы с гидроксильной глюкоза существует в открытой цепной и циклической формах.
Циклическая форма глюкозы получается при взаимодействии альдегидной группы и спиртового гидроксила, приводящего к образованию нового гидроксила (полуацетальный). Циклическая форма в таком случае носит название полуацетальной.
-глюкоза характеризуется тем, что полуацетальный гидроксил распологается в транс-положении к гидроксиметильной группе – , а -глюкоза – в цис-положении.
Не получается самостоятельно разобраться с темой? Заказать написание статьи по химии!
Комментарии