Properties dan struktur karbohidrat. fungsi karbohidrat

Untuk tubuh manusia, serta makhluk-makhluk hidup yang lain memerlukan tenaga. Tanpanya, tiada aliran tidak boleh proses. Lagipun, setiap tindak balas biokimia, apa-apa proses enzim atau peringkat metabolisme memerlukan sumber tenaga.

Oleh itu, nilai bahan-bahan, memberikan kekuatan badan untuk hidup, adalah sangat besar dan penting. Apakah perkara itu? Karbohidrat, protein, lemak. Struktur setiap daripada mereka adalah berbeza, mereka tergolong dalam kelas yang berbeza sepenuhnya daripada bahan kimia, tetapi salah satu fungsi mereka adalah sama - menyediakan tubuh dengan tenaga yang diperlukan untuk hidup. Pertimbangkan sekumpulan bahan berikut - karbohidrat.

klasifikasi karbohidrat

Komposisi dan struktur karbohidrat sejak pembukaan ditakrifkan oleh nama mereka. Lagipun, dalam sumber-sumber awal ia telah dianggap bahawa ia adalah satu kumpulan sebatian yang terdapat di dalam struktur atom karbon terikat kepada molekul air.

Satu analisis yang lebih menyeluruh, serta maklumat yang terkumpul pada kepelbagaian bahan-bahan ini dibenarkan untuk membuktikan bahawa tidak semua wakil hanya sebahagian. Walau bagaimanapun, ciri ini masih salah satu yang menentukan struktur karbohidrat.

klasifikasi moden kumpulan ini sebatian adalah seperti berikut:

1. Monosakarida (ribose, fruktosa, glukosa dan sebagainya).
2. Oligosakarida (Bios, triose).
3. Polisakarida (kanji, selulosa).

Juga, semua karbohidrat boleh dibahagikan kepada dua kumpulan berikut:

• mengembalikan;
• bukan mengurangkan.

Struktur molekul karbohidrat setiap kumpulan mengambil melihat dengan lebih dekat.

Monosakarida: ciri

Kategori ini termasuk semua karbohidrat mudah yang mengandungi aldehid (aldose) atau kumpulan (ketose) ketone dan tidak lebih daripada 10 atom karbon dalam struktur rantai. Jika anda melihat bilangan atom dalam rantaian utama, monosakarida boleh dibahagikan kepada:

• triose (gliseraldehid);
• tetroses (erythrulose, erythrose);
• pentosa (ribosa dan deoxyribose);
• hexoses (glukosa, fruktosa).

Semua wakil-wakil lain tidak begitu penting untuk badan seperti yang disenaraikan.

Ciri-ciri struktur molekul

Dalam struktur monosakarida boleh diwakili sebagai rantai, dan dalam bentuk karbohidrat kitaran. Bagaimana ini berlaku? Masalahnya ialah bahawa atom karbon pusat di kompaun adalah sebuah pusat simetri sekitar yang molekul dalam larutan mampu berputar. Sejak membentuk isomer optik monosakarida L dan D-bentuk. Glukosa formula yang tertulis dalam bentuk rantai lurus, mental boleh memahami kumpulan aldehid (atau ketone) dan menggulung menjadi bola. Untuk mendapatkan formula kitaran yang sepadan.

Struktur kimia beberapa karbohidrat monosakarida agak mudah: bilangan atom karbon membentuk rantai atau cincin, setiap yang berbeza atau disusun di sebelah kumpulan hidroksil dan atom hidrogen. Jika semua nama yang sama pada satu bahagian struktur, maka D-isomer terbentuk, jika berbeza interleaved antara satu sama lain - maka L-isomer. Jika kita menulis Wakil formula am monosakarida glukosa yang paling biasa dalam bentuk molekul, ia akan mempunyai bentuk: C ₆ H ₁₂ O _6. Selain itu, rekod itu mencerminkan struktur dan fruktosa juga. Lagipun, kedua-dua monosakarida kimia - isomer struktur. Glukosa - aldegidospirt, fruktosa - Cetoalcohol.

Struktur dan sifat-sifat beberapa karbohidrat monosakarida berkait rapat. Selepas semua, kerana kehadiran aldehid dan keton kumpulan dalam komposisi struktur mereka tergolong dalam aldehid dan ketonospirtam yang menentukan sifat kimia mereka dan tindak balas di mana mereka boleh menyertai.

Oleh itu, glukosa mempamerkan sifat-sifat berikut:

1. Reaksi disebabkan oleh kehadiran kumpulan karbonil:

• Pengoksidaan - reaksi "perak cermin";
• dengan yang baru dicetuskan hidroksida, kuprum (II) - asid aldonic;
• agen pengoksidaan yang kuat mampu membentuk diacids (aldarovye), mengubah bukan sahaja aldehid tetapi satu kumpulan hidroksil;
• Recovery - ditukarkan kepada polyols.

2. molekul ini mengandungi kumpulan hidroksil dan yang mencerminkan struktur. Sifat-sifat karbohidrat, yang dipengaruhi dengan mengumpulkan data:

• keupayaan untuk alkylation - pembentukan eter;
• acylation - membentuk ester ;
• tindak balas kualitatif untuk hidroksida kuprum (II).

3. ciri-ciri khusus tunggal glukosa:

• asid butyric;
• alkohol;
• penapaian laktik.

Fungsi dalam badan

Struktur dan fungsi beberapa karbohidrat monosakarida adalah berkait rapat. Lalu adalah, di atas semua, untuk mengambil bahagian dalam tindak balas biokimia organisma hidup. Apakah peranan yang dimainkan dalam monosakarida ini?

1. Asas untuk pengeluaran oligo-dan polisakarida.
2. Pentosa (ribosa dan deoxyribose) - molekul yang paling penting yang terlibat dalam pembentukan ATP, RNA, DNA. Dan mereka pula, pembekal utama bahan keturunan, tenaga dan protein.
3. Tahap kepekatan glukosa dalam darah - langkah yang sebenar tekanan osmosis dan perubahan.

Oligosakarida: struktur

Struktur kumpulan karbohidrat dikurangkan untuk mempunyai dua (Diozu) atau tiga molekul (triose) monosakarida dalam komposisi. Ada orang-orang di mana komposisi 4, 5 atau lebih struktur (sehingga 10), tetapi yang paling biasa ialah disaccharides. Iaitu, dalam hidrolisis sebatian ini mengurai untuk membentuk glukosa, fruktosa, pentoses, dan sebagainya. Mana sebatian tergolong dalam kategori ini? Satu contoh yang biasa - ia sukrosa (tebu biasa gula), laktosa (komponen utama susu), maltosa, lactulose, isomalt.

Struktur kimia siri ini karbohidrat mempunyai ciri-ciri berikut:

1. Formula umum spesies molekul: C ₁₂ H ₂₂ O _11.
2. Dua serupa atau berbeza sisa monosakarida dalam struktur disaccharide saling melalui jambatan glycoside. Kepada jenis kompaun itu akan bergantung kepada kuasa penurunan gula.
3. Mengurangkan disaccharide. struktur karbohidrat jenis ini ialah pembentukan jambatan antara aldehid dan hidroksil hidroksil kumpulan glycosidic molekul yang berbeza monosakarida. Ini termasuk maltosa, laktosa, dan sebagainya.
4. Nonreducing - contoh sukrosa biasa - apabila jambatan terbentuk antara kumpulan hidroksil hanya mereka yang tidak mempunyai struktur penyertaan aldehid.

Oleh itu, struktur karbohidrat boleh dirumuskan dalam bentuk formula molekul. Jika struktur terperinci perlu digunakan, maka ia boleh mewakili menggunakan formula unjuran grafik atau Heuorsa Fischer. Secara khusus, dua monomer kitaran (monosakarida) atau berbeza atau sama (bergantung kepada oligosakarida yang) saling berkaitan dengan jambatan glycosidic. Apabila membina harus mempertimbangkan mengembalikan keupayaan untuk betul memaparkan sambungan.

Contoh disaccharides molekul

Jika pekerjaan yang bernilai dalam bentuk: "Perhatikan ciri-ciri struktur karbohidrat," kemudian disaccharide adalah yang terbaik untuk pertama menentukan dari apa yang tinggal monosakarida ia adalah. Jenis-jenis yang paling biasa ialah:

• sukrosa - dibina daripada alpha-beta-glukosa, fruktosa dan;
• sisa glukosa - maltosa;
• cellobiose - terdiri daripada dua sisa glukosa beta-D-bentuk;
• laktosa - + glukosa galaktosa;
• lactulose - galaktosa + fruktosa dan sebagainya.

Maka, menurut sisa-sisa yang ada perlu jelas dari preskripsi formula struktur jenis glycoside jambatan.

Kepentingan untuk semua organisma hidup

Sangat besar dan peranan disaccharide, ia adalah penting untuk tidak hanya struktur. Fungsi karbohidrat dan lemak adalah serupa. Ia adalah berdasarkan kepada komponen tenaga. Walau bagaimanapun, ia perlu menunjukkan kepentingan tertentu mereka untuk beberapa disaccharides individu.

1. Sukrosa - sumber utama glukosa dalam tubuh manusia.
2. Laktosa yang terdapat dalam susu ibu mamalia, termasuk% wanita dan 8.
3. Lactulose diperolehi di makmal yang akan digunakan untuk tujuan perubatan, serta ditambah kepada pengeluaran produk tenusu.

Apa-apa disaccharide, trisaccharide dan sebagainya pada manusia dan makhluk lain menjalani merta dihidrolisiskan kepada monosakarida. ciri-ciri ini adalah asas penggunaan kelas ini karbohidrat seseorang dalam mentah, tidak dipinda (bit atau tebu).

Polisakarida: ciri-ciri molekul

Fungsi, komposisi dan struktur beberapa karbohidrat adalah penting bagi organisma hidup makhluk, serta aktiviti-aktiviti manusia. Pertama, anda perlu memahami apa jenis karbohidrat adalah polisakarida.

Mereka banyak:

• kanji;
• glikogen;
• murein;
• Glucomannan;
• selulosa;
• DEKSTRIN;
• galactomannan;
• muromin;
• pektin;
• amilosa;
• chitin itu.

Ini bukan senarai yang lengkap, tetapi hanya haiwan dan tumbuhan spesies yang paling ketara. Jika anda menjalankan tugas "Semak ciri-ciri struktur beberapa karbohidrat polisakarida", perkara pertama yang anda perlu memberi perhatian kepada struktur spatial mereka. Ia adalah sangat besar sekali, molekul-molekul ini, yang terdiri daripada beratus-ratus unit monomer balas berkaitan ikatan kimia glycosidic. Selalunya struktur molekul polisakarida karbohidrat adalah gubahan berlapis.

Terdapat sesuatu klasifikasi molekul tersebut.

1. Gomopolisaharidy - terdiri daripada unit berulang-ulang sama monosakarida. Bergantung kepada monosakarida boleh menjadi hexoses, pentoses, dan sebagainya (glucans, mannans, galactans).
2. Heteropolysaccharides - dibentuk oleh unit monomer yang berbeza.

Sebatian dengan struktur ruang yang linear harus dikaitkan, sebagai contoh, selulosa. struktur bercabang mempunyai majoriti polisakarida - kanji, glikogen, chitin dan sebagainya.

Peranan dalam tubuh makhluk hidup

Struktur dan fungsi karbohidrat dalam kumpulan ini berkait rapat dengan kehidupan semua makhluk. Sebagai contoh, tumbuh-tumbuhan dalam sesuatu rizab nutrien terkumpul di bahagian yang berlainan pucuk atau akar kanji. Sumber utama tenaga untuk haiwan - selain polisakarida, yang terbentuk oleh belahan banyak tenaga.

Karbohidrat dalam struktur sel memainkan peranan yang sangat penting. Ia terdiri daripada penutup chitin banyak serangga dan krustasia, murein - komponen dinding sel bakteria, pulpa - tumbuhan asas.

Ganti bahan-bahan berkhasiat yang berasal dari haiwan - satu molekul glikogen, atau kerana ia lebih biasanya dipanggil, lemak haiwan. Beliau disimpan di bahagian-bahagian badan dan membawa bukan sahaja tenaga, tetapi juga fungsi perlindungan terhadap impak mekanikal.

Bagi kebanyakan organisma adalah struktur yang sangat penting dalam karbohidrat. Biologi setiap haiwan dan tumbuhan adalah seperti yang memerlukan sumber tenaga yang berterusan, tidak habis-habis. Dan ia hanya boleh memberikannya kepada mereka, dan yang paling penting ia adalah dalam bentuk polisakarida. Oleh itu, penghadaman lengkap 1 g karbohidrat akibat proses metabolik membawa kepada pembebasan 4.1 kcal tenaga! Ini adalah yang maksimum, tidak lagi memberi apa-apa satu sambungan. Itulah sebabnya karbohidrat perlu hadir dalam diet mana-mana orang atau haiwan. Tumbuh-tumbuhan juga menjaga diri mereka sendiri: dalam proses fotosintesis mereka terbentuk di dalam kanji dan menyimpannya.

sifat-sifat umum karbohidrat

Struktur lemak, protein dan karbohidrat secara umum sama. Lagipun, mereka semua makromolekul. Bahkan beberapa fungsi mereka mempunyai asal yang sama. Ia perlu merumuskan peranan dan kepentingan karbohidrat dalam kehidupan biomass planet.

1. Komposisi dan struktur karbohidrat melibatkan penggunaan mereka sebagai bahan binaan untuk shell sel tumbuhan, haiwan dan membran bakteria dan pembentukan organel selular.
2. Fungsi perlindungan. Ciri-ciri organisma loji dan ditunjukkan dalam pembentukan belakang mereka, duri dan sebagainya.
3. peranan plastik - pendidikan adalah amat penting molekul (DNA, RNA, ATP dan lain-lain).
4. fungsi reseptor. Polisakarida dan oligosakarida - pemindahan pengangkutan peserta aktif membran sel, "pengawal" menangkap kesan.
5. Tenaga peranan yang paling penting. Ia memberikan kuasa maksimum untuk semua proses intrasel, serta kerja-kerja organisma keseluruhan.
6. Peraturan tekanan osmosis - Glukosa melaksanakan kawalan tersebut.
7. Beberapa polisakarida rizab makanan, sumber tenaga untuk makhluk haiwan.

Oleh itu, adalah jelas bahawa struktur lemak, protein dan karbohidrat, fungsi dan peranan dalam badan sistem hidup adalah amat penting dan tegas. Molekul - pencipta kehidupan, mereka juga memelihara dan mengekalkannya.

Karbohidrat dengan sebatian makromolekul lain

Juga dikenali peranan karbohidrat tidak dalam bentuk yang tulen, dan dalam kombinasi dengan molekul yang lain. Ini termasuklah seperti yang paling biasa, seperti:

• glycosaminoglycans atau mukopolisakarida;
• glycoproteins.

Struktur dan sifat-sifat karbohidrat jenis ini agak rumit kerana kompleks ini dikaitkan dengan pelbagai kumpulan berfungsi. Peranan utama jenis ini molekul - terlibat dalam banyak proses kehidupan organisma. Wakil-wakil adalah: asid hialuronik, kondroitin sulfat, heparan, sulfat keratan, dan lain-lain.

Terdapat juga polisakarida kompleks dengan molekul biologi aktif yang lain. Sebagai contoh, Lipopolisakarida atau glycoproteins. kewujudan mereka adalah penting dalam pembentukan reaksi imunologi tubuh, kerana mereka adalah sebahagian daripada sel-sel sistem limfa.