خصائص وبنية من الكربوهيدرات. وظيفة الكربوهيدرات

لجسم الإنسان، وكذلك الكائنات الحية الأخرى تحتاج إلى الطاقة. وبدون ذلك، لا تدفق لا يمكن أن يكون العمليات. بعد كل شيء، كل رد فعل كيميائي حيوي، أي عملية الأنزيمية أو مرحلة من مراحل عملية التمثيل الغذائي يحتاج مصدر الطاقة.

ولذلك، فإن قيمة المواد، وتوفير قوة الجسم في الحياة، هو كبير جدا ومهم. ما هو الموضوع؟ الكربوهيدرات والبروتينات و الدهون. هيكل من كل واحد منهم هو مختلف، وأنهم ينتمون إلى فئات مختلفة تماما من المركبات الكيميائية، ولكن واحدة من وظائفهم مشابه - تزويد الجسم بالطاقة الضرورية للحياة. النظر في مجموعة من المواد التالية: - الكربوهيدرات.

تصنيف الكربوهيدرات

تكوين وبنية الكربوهيدرات منذ افتتاح مبارياته محددة بأسمائها. بعد كل شيء، في المصادر في وقت مبكر كان من المفترض أنه هو مثل مجموعة من المركبات التي هي موجودة في هيكل ذرات الكربون المستعبدين من جزيئات الماء.

تحليل أكثر دقة، وكذلك المعلومات المتراكمة على تنوع هذه المواد يسمح لإثبات أن ليس جميع الممثلين سوى جزء منه. ومع ذلك، هذه الميزة لا تزال واحدة من تلك التي تحدد هيكل من الكربوهيدرات.

تصنيف الحديث لهذه الفئة من المركبات على النحو التالي:

1. السكريات الأحادية (الريبوز وسكر الفواكه والجلوكوز، وهلم جرا).
2. يغوساكاريدس (السير، تريوز).
3. السكريات (النشا والسليلوز).

أيضا، كل من الكربوهيدرات ويمكن تقسيم المجموعتين التاليتين:

• استعادة.
• غير الحد.

هيكل جزيئات من الكربوهيدرات كل مجموعة نلقي نظرة فاحصة.

السكريات الأحادية: المميزة

وتشمل هذه الفئة جميع الكربوهيدرات البسيطة التي تحتوي على ألدهيد (ألدوز) أو مجموعة (كيتوز) كيتون وليس أكثر من 10 ذرات الكربون في هيكل السلسلة. اذا نظرتم الى عدد الذرات في السلسلة الرئيسية، ويمكن تقسيمها على السكريات الأحادية إلى:

• تريوز (غليسيرألدهيد)؛
• tetroses (إيثرولوز، احميرار)؛
• البنتوز (الريبوز والديوكسيريبوز)؛
• hexoses (الجلوكوز والفركتوز).

جميع الممثلين الآخرين ليست مهمة جدا للجسم كما هو موضح.

ملامح من بنية الجزيئات

في هيكل يمكن تمثيل السكريات الأحادية وسلسلة، وفي شكل الكربوهيدرات دوري. كيف يحدث هذا؟ الشيء هو أن ذرة الكربون المركزية في المجمع هو مركز غير المتماثلة حولها جزيء في حل قادر على تدوير. منذ تشكيل الايزومرات البصرية السكريات الأحادية L- وD-النماذج. في هذه الصيغة الجلوكوز المسجلة في شكل سلسلة مستقيمة، يمكن فهم عقليا مجموعة ألدهيد (أو كيتون)، ونشمر على شكل كرة. للحصول على صيغة دوري المقابلة.

التركيب الكيميائي لعدد من الكربوهيدرات والسكريات الأحادية بسيطة للغاية: عدد ذرات الكربون التي تشكل سلسلة أو حلقة، كل منها تختلف أو يتم ترتيب على جانب واحد من مجموعة الهيدروكسيل وذرات الهيدروجين. وإذا كان كل من يحمل نفس الاسم على جانب واحد من الهيكل، ثم يتم تشكيل D-ايزومير، إذا كان مختلفا معشق بعضها البعض - ثم L-ايزومير. إذا نكتب الممثل صيغة العام للجلوكوز السكريات الأحادية الأكثر شيوعا في شكل الجزيئي، وسوف يكون النموذج: C ₆ H ₁₂ O _6. وعلاوة على ذلك، يعكس سجل هيكل والفركتوز، أيضا. بعد كل شيء، هذه السكريات الأحادية اثنين كيميائيا - أيزومرات الهيكلية. الجلوكوز - aldegidospirt وسكر الفواكه - Cetoalcohol.

ترتبط ارتباطا وثيقا هيكل وخصائص عددا من الكربوهيدرات والسكريات الأحادية. بعد كل شيء، بسبب وجود مجموعة ألدهيد وكيتون في تكوين بنية أنهم ينتمون إلى ألدهيد وketonospirtam أن يحدد طبيعتها الكيميائية وردود الفعل التي يمكن الانضمام إليها.

وهكذا، الجلوكوز يسلك الخصائص التالية:

1. ردود الفعل الناجمة عن وجود جماعات الكربونيل:

• الأكسدة - رد فعل "مرآة الفضة".
• مع عجلت حديثا هيدروكسيد النحاس (II) - حمض aldonic.
• تأكسد قوية قادرة على تشكيل diacids (aldarovye)، وتحويل ليس فقط ألدهيد ولكن مجموعة الهيدروكسيل واحد؛
• وتحويلها إلى البوليولات - الانتعاش.

2. يحتوي جزيء مجموعات الهيدروكسيل والذي يعكس هيكل. خصائص الكربوهيدرات، والتي تتأثر من خلال تجميع البيانات:

• القدرة على الألكلة - تشكيل الاثير.
• أسيلة - تشكيل استرات .
• رد فعل نوعي لهيدروكسيد النحاس (II).

3. خصائص معينة واحدة من الجلوكوز:

• حمض زبدي.
• الكحول.
• التخمر اللبني.

وظائف في الجسم

بنية ووظيفة عدد من الكربوهيدرات والسكريات الأحادية ترتبط ارتباطا وثيقا. الماضي هي، قبل كل شيء، للمشاركة في التفاعلات الكيميائية الحيوية للكائنات الحية. ما هو الدور الذي تلعبه في هذه السكريات الأحادية؟

1. أساسا لإنتاج بنسبة ضئيلة والسكريات.
2. البنتوز (الريبوز والديوكسيريبوز) - جزيء أهم المشاركين في تكوين ATP، RNA، DNA. وهم، في المقابل، الموردين الرئيسيين للمواد وراثية، والطاقة والبروتين.
3. مستويات تركيز الجلوكوز في الدم - وهو المقياس الحقيقي من الضغط الاسموزي وتغيراته.

يغوساكاريدس: هيكل

يتم تخفيض هيكل مجموعة الكربوهيدرات إلى وجود اثنين (Diozu) أو ثلاثة جزيئات (تريوز) أحادي السكاريد في تكوينها. هناك هي تلك التي تكوين 4 أو 5 أو هياكل أكثر (حتى 10)، ولكن الأكثر شيوعا هي المركبات السكرية الثنائية. وهذا هو، في التحلل من هذه المركبات تتحلل إلى تشكيل الجلوكوز، الفركتوز، pentoses، وهلم جرا. الذي المركبات تقع ضمن هذه الفئة؟ والمثال النموذجي - هو السكروز (قصب المشترك السكر)، واللاكتوز (المكون الرئيسي للحليب)، المالتوز، اكتولوز، إسومالت.

التركيب الكيميائي لهذه السلسلة من الكربوهيدرات يحتوي على الميزات التالية:

1. الصيغة العامة للالأنواع الجزيئية: C ₁₂ H ₂₂ O _11.
2. مترابطة اثنين متطابقة أو مختلفة بقايا أحادي السكاريد في هيكل ثنائي السكاريد عن طريق الأنتراكينون الجسر. وعن طبيعة المجمع سوف تعتمد على الطاقة والحد من السكر.
3. الحد ديساكهارايد. هيكل الكربوهيدرات من هذا النوع هو تشكيل جسر بين ألدهيد والهيدروكسيل غليكوزيدية مجموعة الهيدروكسيل من جزيئات مختلفة من السكريات الأحادية. وتشمل هذه المالتوز، اللاكتوز، وهكذا دواليك.
4. امختزل - مثال نموذجي السكروز - عندما يتم تشكيل جسر بين مجموعة الهيدروكسيل فقط تلك دون هيكل مشاركة ألدهيد.

وهكذا، فإن هيكل الكربوهيدرات ويمكن تلخيص في شكل الصيغة الجزيئية. إذا نشرت الهيكل التفصيلي ضروري، فإنه يمكن أن تمثل باستخدام الصيغ إسقاط رسومية أو Heuorsa فيشر. على وجه التحديد، وهما أحادية دورية (السكريات الأحادية) أو مختلفة أو ما شابه ذلك (اعتمادا على قليل السكاريد) مترابطة عن طريق جسر غليكوزيدية. عند بناء ينبغي أن تنظر استعادة القدرة على عرض الاتصال بشكل صحيح.

أمثلة من جزيئات المركبات السكرية الثنائية

إذا كان العمل يستحق في شكل: "لاحظ السمات الهيكلية من الكربوهيدرات"، ثم ديساكهارايد هو أفضل لتحديد أول من ما تبقى من السكريات الأحادية هو عليه. الأنواع الأكثر شيوعا هي:

• السكروز - شيدت من ألفا-بيتا-الجلوكوز، والفركتوز.
• بقايا الجلوكوز - المالتوز.
• سيلوبيوز - يتكون من اثنين من مخلفات السكر بيتا-D-الأشكال.
• اللاكتوز - الجالاكتوز + الجلوكوز،
• اكتولوز - الجلاكتوز + سكر الفواكه وهلم جرا.

ثم، وفقا لبقايا المتاحة ينبغي أن يكون واضحا من صيغة وصفة طبية الهيكلية من نوع الأنتراكينون الجسر.

أهمية للكائنات الحية

كبيرة جدا ودور ديساكهارايد، من المهم ليس فقط للهيكل. وظائف الكربوهيدرات والدهون متشابهة عموما. لأنه يقوم على عنصر الطاقة. ومع ذلك، ينبغي أن تشير إلى أهمية خاصة من أجل بعض المركبات السكرية الثنائية الفردية.

1. السكروز - المصدر الرئيسي للجلوكوز في الجسم البشري.
2. تم العثور على اللاكتوز في حليب الثدي من الثدييات، بما في ذلك الإناث و 8٪.
3. يتم الحصول على اكتولوز في المختبر لاستخدامها للأغراض الطبية، وكذلك إضافة إلى إنتاج منتجات الألبان.

أي ديساكهارايد، ثلاثي السكاريد وهلم جرا في البشر والمخلوقات الأخرى يخضع لتحلل لحظية لالسكريات الأحادية. هذه الميزة هي أساس استخدام هذا النوع من الكربوهيدرات شخص في الخام، دون تغيير (البنجر أو قصب السكر).

السكريات: ميزات الجزيئية

وظائف وتكوينها وهيكلها عدد من الكربوهيدرات مهمة للكائنات الحية الكائنات، فضلا عن الأنشطة البشرية. أولا، يجب أن نفهم ما هو نوع من الكربوهيدرات هي السكريات.

وهي كثيرة:

• النشا.
• الجليكوجين.
• murein.
• glucomannan.
• السليلوز.
• المواد النشوية.
• galactomannan.
• muromin.
• البكتين.
• أميلوز.
• كيتين.

هذه ليست قائمة شاملة، ولكن الأنواع الحيوانية والنباتية أهم فقط. إذا كنت تنفيذ المهمة "التحقق من ملامح هيكل عددا من الكربوهيدرات السكريات"، فإن أول شيء يجب الانتباه إلى الهيكل المكاني. ومن ضخمة جدا، وجزيء العملاقة، التي تتألف من مئات الوحدات مونومر الروابط الكيميائية غليكوزيدية عبر ربط. في كثير من الأحيان التركيب الجزيئي للالسكريات من الكربوهيدرات هو تكوين الطبقات.

وهناك تصنيف معين من هذه الجزيئات.

1. Gomopolisaharidy - تتكون من نفس الوحدات المتكررة من السكريات الأحادية. يمكن اعتمادا على أحادي السكاريد يكون hexoses، pentoses، وهلم جرا (جلوكان، mannans، galactans).
2. Heteropolysaccharides - شكلت من قبل وحدات مونومر مختلفة.

ينبغي أن ينسب المركبات مع الهيكل المكاني الخطي، على سبيل المثال، السليلوز. هيكل تشعبت لديه أغلبية من السكريات - النشا والجليكوجين، كيتين وهلم جرا.

دور في الجسم من الكائنات الحية

هيكل وظيفة الكربوهيدرات في هذه المجموعة ترتبط ارتباطا وثيقا مع حياة جميع البشر. على سبيل المثال، والنباتات في محمية المواد الغذائية المتراكمة في أجزاء مختلفة من تبادل لاطلاق النار أو الجذر النشا. المصدر الرئيسي للطاقة للحيوانات - إلى جانب السكريات، والتي تتشكل من انشقاق الكثير من الطاقة.

الكربوهيدرات في هيكل الخلية تلعب دورا هاما جدا. انها تتكون من غطاء كيتين العديد من الحشرات والقشريات، murein - مكونات جدار الخلية من البكتيريا، واللب - المصنع الأساس.

قطع المواد الغذائية من أصل حيواني - جزيء من الجليكوجين، أو كما يطلق عليه أكثر شيوعا، والدهون الحيوانية. والمخزنة في أجزاء من الجسم ويحمل الطاقة فحسب، ولكن أيضا وظيفة وقائية ضد التأثيرات الميكانيكية.

بالنسبة لمعظم الكائنات هو هيكل مهم جدا من الكربوهيدرات. علم الأحياء من كل حيوان والنبات هو من النوع الذي يتطلب وجود مصدر طاقة مستمر، لا ينضب. وأنها يمكن أن تعطي لهم فقط، والأهم من كل ذلك هو في شكل من السكريات. وهكذا، فإن عملية الهضم الكامل ل1 غرام من الكربوهيدرات نتيجة لعمليات التمثيل الغذائي يؤدي إلى الإفراج عن 4.1 كيلو كالوري من الطاقة! هذا هو الحد الأقصى، لم يعد يعطي أي اتصال واحد. هذا هو السبب في الكربوهيدرات يجب أن تكون موجودة في النظام الغذائي من أي شخص أو حيوان. النباتات أيضا الاعتناء بأنفسهم: في عملية التمثيل الضوئي التي تشكل داخل النشا وتخزينه.

الخصائص العامة للكربوهيدرات

هيكل الدهون والبروتينات والكربوهيدرات في عام مماثلة. بعد كل شيء، هم جميع الجزيئات. حتى بعض وظائفها لها أصل مشترك. ينبغي أن تلخص دور وأهمية الكربوهيدرات في حياة الكتلة الحيوية على كوكب الأرض.

1. تكوين وبنية الكربوهيدرات تنطوي على الاستفادة منها كمادة بناء لقذيفة من الخلايا النباتية والحيوانية والأغشية البكتيرية وكذلك تشكيل العضيات داخل الخلايا.
2. وظيفة واقية. ويتجلى تميز الكائنات الحية النباتية وفي تشكيل العمود الفقري لها، الشوك وهلم جرا.
3. دور البلاستيك - التعليم هو حيوية الجزيئات المهمة (DNA، RNA، ATP وغيرها).
4. وظيفة مستقبلات. السكريات ويغوساكاريدس - نقل النقل مشاركين نشطين غشاء الخلية، "حراس" اصطياد تأثير.
5. الطاقة الدور الأكثر أهمية. ويوفر الطاقة القصوى لجميع العمليات داخل الخلايا، وكذلك العمل من الحي كله.
6. تنظيم الضغط الأسموزي - الجلوكوز يؤدي هذه السيطرة.
7. بعض السكريات هي الاحتياطات الغذائية، مصدر الطاقة للالمخلوقات الحيوانية.

وبالتالي، فمن الواضح أن هيكل الدهون والبروتينات والكربوهيدرات، وظيفتها ودورها في أجساد الأنظمة الحية وأهمية الحاسمة والفاصلة. هذه الجزيئات - المبدعين من الحياة، كما أنها تحافظ على والحفاظ عليه.

الكربوهيدرات مع مركبات الجزيئات الأخرى

المعروف أيضا هو دور الكربوهيدرات ليست في شكله النقي، وبالاقتران مع جزيئات أخرى. وتشمل هذه الأكثر شيوعا، مثل:

• الجليكوسامينوجليكان أو عديدات السكاريد المخاطية.
• بروتينات سكرية.

هيكل و خصائص الكربوهيدرات من هذا النوع هو معقدة الى حد ما بسبب مجمع ترتبط مجموعة متنوعة من المجموعات الوظيفية. الدور الرئيسي لهذا النوع من الجزيئات - شارك في العديد من العمليات الحيوية من الكائنات الحية. الممثلون: حمض الهيالورونيك، كبريتات شوندروتن، heparan، كبريتات كيراتان، وغيرها.

وهناك أيضا السكريات المجمعات مع الجزيئات النشطة بيولوجيا أخرى. على سبيل المثال، عديد السكاريد الشحمي أو بروتينات سكرية. وجودها مهم في تكوين ردود الفعل المناعية للجسم، لأنها جزء من خلايا الجهاز اللمفاوي.