Kaikki hiilihydraatit koostuvat yksittäisistä "yksiköistä", jotka ovat sakkarideja. Kykyllähydrolyysipäällämonomeerithiilihydraatit jakautuvatkahteen ryhmään: yksinkertainen ja monimutkainen. Hiilihydraatteja, jotka sisältävät yhden yksikön, kutsutaanmonosakkaridit, kaksi yksikköä -disakkaridit, kahdesta kymmeneen yksikköäoligosakkaridit, ja yli kymmenenpolysakkarideja.

Monosakkaridit nostaa nopeasti verensokeria ja niillä on korkea glykeeminen indeksi, joten niitä kutsutaan myös nopeiksi hiilihydraateiksi. Ne liukenevat helposti veteen ja syntetisoituvat vihreissä kasveissa.

Hiilihydraatteja, jotka koostuvat 3 tai useammasta yksiköstä, kutsutaanmonimutkainen. Monimutkaisia ​​hiilihydraatteja sisältävät ruoat lisäävät vähitellen glukoosipitoisuuttaan ja niillä on alhainen glykeeminen indeksi, minkä vuoksi niitä kutsutaan myös hitaiksi hiilihydraateiksi. Monimutkaiset hiilihydraatit ovat yksinkertaisten sokereiden (monosakkaridien) polykondensaatiotuotteita, ja toisin kuin yksinkertaiset, ne pystyvät hajoamaan hydrolyyttisessä pilkkoutumisprosessissa monomeereiksi, jolloin muodostuu satoja ja tuhansiamolekyylejämonosakkaridit.

Monosakkaridien stereoisomerismi: isomeeriglyseraldehydijossa mallia projisoitaessa tasolle asymmetrisen hiiliatomin OH-ryhmä sijaitsee oikealla puolella, on tapana ajatella D-glyseraldehydiä ja peilikuvana on L-glyseraldehydi. Kaikki monosakkaridien isomeerit jaetaan D- ja L-muotoihin sen mukaan, kuinka samankaltainen OH-ryhmän sijainti on viimeisessä asymmetrisessä hiiliatomissa lähellä CH:ta 2 OH-ryhmät (ketoosit sisältävät yhden asymmetrisen hiiliatomin vähemmän kuin aldoosit, joissa on sama määrä hiiliatomeja). Luonnollinenheksoosit – glukoosi, fruktoosi, mannoosijagalaktoosi- Stereokemiallisen konfiguraation mukaan ne luokitellaan D-sarjan yhdisteiksi.

Polysakkaridit - monimutkaisten suurimolekyylisten hiilihydraattien luokan yleisnimi,molekyylejäkoostuu kymmenistä, sadaista tai tuhansistamonomeerit – monosakkaridit. Polysakkaridien ryhmän yleisten rakenneperiaatteiden näkökulmasta on mahdollista erottaa samantyyppisistä monosakkaridiyksiköistä syntetisoidut homopolysakkaridit ja heteropolysakkaridit, joille on ominaista kahden tai useamman tyyppisten monomeeritähteiden läsnäolo.

https :// fi . wikipedia . org / wiki / Hiilihydraatit

1.6. Lipidit - nimikkeistö ja rakenne. Lipidipolymorfismi.

Lipidit - laaja joukko luonnollisia orgaanisia yhdisteitä, mukaan lukien rasvat ja rasvan kaltaiset aineet. Yksinkertaiset lipidimolekyylit koostuvat alkoholista jarasvahapot, kompleksi - alkoholista, korkean molekyylipainon rasvahapoista ja muista komponenteista.

Lipidiluokitus

Yksinkertaiset lipidit ovat lipidejä, joiden rakenteessa on hiiltä (C), vetyä (H) ja happea (O).

Monimutkaiset lipidit - Nämä ovat lipidejä, jotka sisältävät rakenteessa hiilen (C) lisäksi vetyä (H) ja happea (O) sekä muita kemiallisia alkuaineita. Useimmiten: fosfori (P), rikki (S), typpi (N).

https:// fi. wikipedia. org/ wiki/Lipidit

Kirjallisuus:

1) Cherkasova L. S., Merezhinsky M. F., Metabolism of fats and lipids, Minsk, 1961;

2) Markman A. L., Chemistry of lipids, v. 12, Tash., 1963 - 70;

3) Tyutyunnikov B. N., Chemistry of fats, M., 1966;

4) Mahler G., Kordes K., Fundamentals of Biological Chemistry, käänn. Englannista, M., 1970.

1.7. biologiset kalvot. Lipidiaggregaation muodot. Nestekidetilan käsite. Lateraalinen diffuusio ja varvastossut.

kalvot rajaavat sytoplasman ympäristöstä ja muodostavat myös ytimien, mitokondrioiden ja plastidien kalvot. Ne muodostavat labyrintin endoplasmisesta retikulumista ja litteistä pinottuista vesikkeleistä, jotka muodostavat Golgi-kompleksin. Kalvot muodostavat lysosomeja, suuria ja pieniä kasvi- ja sienisolujen tyhjiöitä, sykkiviä alkueläinvakuoleja. Kaikki nämä rakenteet ovat tiettyjä erikoisprosesseja ja syklejä varten suunniteltuja osastoja (osastoja). Siksi solun olemassaolo on mahdotonta ilman kalvoja.

Kaavio kalvon rakenteesta: a – kolmiulotteinen malli; b - tasokuva;

1 - lipidikerroksen (A) vieressä olevat proteiinit, jotka on upotettu siihen (B) tai tunkeutuvat sen läpi (C); 2 - lipidimolekyylien kerrokset; 3 - glykoproteiinit; 4 - glykolipidit; 5 - hydrofiilinen kanava, joka toimii huokosena.

Biologisten kalvojen tehtävät ovat seuraavat:

1) Rajaa solun sisältö ulkoympäristöstä ja soluelinten sisältö sytoplasmasta.

2) Tarjoaa aineiden kuljetuksen soluun ja solusta ulos, sytoplasmasta organelleihin ja päinvastoin.

3) Ne toimivat reseptoreina (vastaanottavat ja muuntavat signaaleja ympäristöstä, tunnistavat solun aineita jne.).

4) Ne ovat katalyyttejä (varmistavat lähes membraanikemialliset prosessit).

5) Osallistu energian muuntamiseen.

http:// sbio. tiedot/ sivu. php? id=15

Lateraalinen diffuusio on lipidi- ja proteiinimolekyylien kaoottista lämpöliikettä kalvon tasossa. Sivudiffuusiossa vierekkäiset lipidimolekyylit hyppäävät ympäriinsä, ja tällaisten peräkkäisten hyppyjen seurauksena paikasta toiseen molekyyli liikkuu kalvon pintaa pitkin.

Molekyylien liike solukalvon pintaa pitkin ajan t aikana määritettiin kokeellisesti fluoresoivien leimojen - fluoresoivien molekyyliryhmien - menetelmällä. Fluoresoivat leimat tekevät fluoresoivia molekyylejä, joiden liikettä solun pinnalla voidaan tutkia esimerkiksi tutkimalla mikroskoopilla tällaisten molekyylien synnyttämän fluoresoivan täplän leviämisnopeutta solun pinnalla.

varvastossu on kalvon fosfolipidimolekyylien diffuusio kalvon läpi.

Molekyylien hyppynopeus kalvopinnalta toiselle (flip-flop) määritettiin spin-leimamenetelmällä kokeissa mallilipidikalvoilla - liposomeilla.

Jotkut fosfolipidimolekyyleistä, joista liposomeja muodostuivat, leimattiin niihin kiinnitetyillä spin-leimoilla. Liposomit altistettiin askorbiinihapolle, minkä seurauksena molekyyleistä katosivat parittomat elektronit: paramagneettisista molekyyleistä tuli diamagneettisia, mikä oli havaittavissa EPR-spektrin käyrän alla olevan alueen pienenemisellä.

Siten molekyylien hyppyjä kaksoiskerroksen pinnalta toiselle (flip-flop) tapahtuu paljon hitaammin kuin hyppyjä lateraalisen diffuusion aikana. Keskimääräinen aika fosfolipidimolekyylin flip-flopille (T ~ 1 tunti) on kymmeniä miljardeja kertoja pidempi kuin keskimääräinen aika, jonka molekyyli hyppää paikasta toiseen kalvotasossa.

Nestekidetilan käsite

Kiinteä runko voi ollakiteinen , jaamorfinen. Ensimmäisessä tapauksessa hiukkasten järjestelyssä on pitkän kantaman järjestys, joka on paljon suurempi kuin molekyylien väliset etäisyydet (kidehila). Toisessa atomien ja molekyylien järjestelyssä ei ole pitkän kantaman järjestystä.

Ero amorfisen kappaleen ja nesteen välillä ei ole pitkän kantaman järjestyksen läsnäolossa tai poissaolossa, vaan hiukkasten liikkeen luonteessa. Nesteen ja kiinteän aineen molekyylit tekevät värähteleviä (joskus pyöriviä) liikkeitä tasapainoasennon ympärillä. Jonkin keskimääräisen ajan ("vakioituneen elämän aika") jälkeen molekyylit hyppäävät toiseen tasapainoasentoon. Erona on, että "laskeutumisaika" nesteessä on paljon lyhyempi kuin kiinteässä tilassa.

Lipidikaksoiskerroskalvot ovat nestemäisiä fysiologisissa olosuhteissa, fosfolipidimolekyylin "laskeutunut elinaika" kalvossa on 10 −7 – 10 −8 kanssa.

Kalvossa olevat molekyylit eivät ole satunnaisesti järjestettyjä, vaan niiden järjestelyssä havaitaan pitkän kantaman järjestys. Fosfolipidimolekyylit ovat kaksikerroksisia, ja niiden hydrofobiset hännät ovat suunnilleen yhdensuuntaiset toistensa kanssa. Myös polaaristen hydrofiilisten päiden suunnassa on järjestys.

Fysiologista tilaa, jossa molekyylien keskinäisessä orientaatiossa ja järjestelyssä on pitkän kantaman järjestys, mutta aggregaatiotila on nestemäinen, kutsutaan ns.nestekidetila. Nestekiteitä ei voi muodostua kaikissa aineissa, vaan aineissa "pitkistä molekyyleistä" (jonkien poikittaismitat ovat pienempiä kuin pitkittäiset). Nestekiderakenteita voi olla erilaisia: nemaattinen (filamenttimainen), kun pitkät molekyylit ovat suuntautuneet rinnakkain toistensa kanssa; smektinen - molekyylit ovat yhdensuuntaisia ​​toistensa kanssa ja järjestetty kerroksiin; kolestinen - molekyylit ovat samansuuntaisia ​​toistensa kanssa samassa tasossa, mutta eri tasoissa molekyylien orientaatiot ovat erilaisia.

http:// www. nastatiedostot. fi/ esikatselu/1350293/

Kirjallisuus: PÄÄLLÄ. Lemeza, L.V. Kamlyuk, N.D. Lisov. "Biologian käsikirja yliopistoihin hakijoille."

1.8. Nukleiinihapot. Heterosykliset emäkset, nukleosidit, nukleotidit, nimikkeistö. Nukleiinihappojen spatiaalinen rakenne - DNA, RNA (tRNA, rRNA, mRNA). Ribosomit ja solun ydin. Menetelmät nukleiinihappojen primäärisen ja sekundaarisen rakenteen määrittämiseksi (sekvensointi, hybridisaatio).

Nukleiinihapot - elävien organismien fosforia sisältävät biopolymeerit, jotka tarjoavat perinnöllisen tiedon varastoinnin ja välittämisen.

Nukleiinihapot ovat biopolymeerejä. Niiden makromolekyylit koostuvat toistuvasti toistuvista yksiköistä, joita edustavat nukleotidit. Ja ne on nimetty loogisestipolynukleotidit. Yksi nukleiinihappojen pääominaisuuksista on niiden nukleotidikoostumus. Nukleotidin (nukleiinihappojen rakenneyksikön) koostumus sisältääkolme komponenttia:

– typpipitoinen emäs. Voi olla pyrimidiini tai puriini. Nukleiinihapot sisältävät 4 erityyppistä emästä: kaksi niistä kuuluu puriinien luokkaan ja kaksi pyrimidiinien luokkaan.

– loput fosforihaposta.

– Monosakkaridi - riboosi tai 2-deoksiriboosi. Nukleotidin osana oleva sokeri sisältää viisi hiiliatomia, ts. on pentoosi. Nukleotidissa olevan pentoosin tyypistä riippuen erotetaan kahden tyyppisiä nukleiinihappoja- ribonukleiinihapot (RNA), jotka sisältävät riboosia jadeoksiribonukleiinihapot (DNA), sisältää deoksiriboosia.

Nukleotidi ytimessä se on nukleosidin fosfaattiesteri.Nukleosidin koostumus Siinä on kaksi komponenttia: monosakkaridi (riboosi tai deoksiriboosi) ja typpipitoinen emäs.

http :// sbio . tiedot / sivu . php ? id =11

Typpipitoiset emäkset – heterosyklinenorgaaniset yhdisteet, johdannaisetpyrimidiinijapuriini, mukananukleiinihapot. Lyhennettynä nimityksenä käytetään isoja latinalaisia ​​kirjaimia. Typpipitoiset emäkset ovatadeniini(A)guaniini(G)sytosiini(C), jotka ovat osa sekä DNA:ta että RNA:ta.Timin(T) on vain osa DNA:ta jaurasiili(U) esiintyy vain RNA:ssa.

Muistaa!

Mitä aineita kutsutaan biologisiksi polymeereiksi?

Nämä ovat polymeerejä - suurimolekyylisiä yhdisteitä, jotka ovat osa eläviä organismeja. Proteiinit, jotkut hiilihydraatit, nukleiinihapot.

Mikä on hiilihydraattien merkitys luonnossa?

Fruktoosi on laajalti levinnyt luonnossa - hedelmäsokeri, joka on paljon makeampaa kuin muut sokerit. Tämä monosakkaridi antaa makean maun kasvien hedelmille ja hunajalle. Yleisin luonnossa esiintyvä disakkaridi - sakkaroosi eli ruokosokeri - koostuu glukoosista ja fruktoosista. Sitä saadaan sokeriruo'osta tai sokerijuurikkaasta. Tärkkelys kasveille ja glykogeeni eläimille ja sienille ovat ravinto- ja energiavarasto. Selluloosa ja kitiini suorittavat rakenteellisia ja suojaavia tehtäviä organismeissa. Selluloosa tai kuitu muodostaa kasvisolujen seinämät. Kokonaismassaltaan se on ensimmäinen maapallolla kaikista orgaanisista yhdisteistä. Kitiini on rakenteeltaan hyvin lähellä selluloosaa, joka muodostaa niveljalkaisten ulkoisen luuston perustan ja on osa sienten soluseinää.

Nimeä tuntemasi proteiinit. Mitä toimintoja ne suorittavat?

Hemoglobiini on veren proteiini, joka kuljettaa kaasuja veressä

Myosiini - lihasproteiini, lihasten supistuminen

Kollageeni - jänteiden, ihon, kimmoisuuden, venyvyyden proteiini

Kaseiini on maitoproteiini

Tarkista kysymyksiä ja tehtäviä

1. Mitä kemiallisia yhdisteitä kutsutaan hiilihydraatteiksi?

Tämä on laaja ryhmä luonnollisia orgaanisia yhdisteitä. Eläinsoluissa hiilihydraatit muodostavat enintään 5 % kuivamassasta, ja joissakin kasvisoluissa (esimerkiksi mukuloissa tai perunoissa) niiden pitoisuus saavuttaa 90 % kuivajäännöksestä. Hiilihydraatit jaetaan kolmeen pääluokkaan: monosakkaridit, disakkaridit ja polysakkaridit.

2. Mitä ovat mono- ja disakkaridit? Antaa esimerkkejä.

Monosakkaridit koostuvat monomeereistä, pienimolekyylisistä orgaanisista aineista. Monosakkaridit riboosi ja deoksiriboosi ovat nukleiinihappojen ainesosia. Yleisin monosakkaridi on glukoosi. Glukoosia on kaikkien organismien soluissa ja se on yksi eläinten tärkeimmistä energianlähteistä. Jos kaksi monosakkaridia yhdistyy yhteen molekyyliin, tällaista yhdistettä kutsutaan disakkaridiksi. Yleisin disakkaridi luonnossa on sakkaroosi eli ruokosokeri.

3. Mikä yksinkertainen hiilihydraatti toimii tärkkelyksen, glykogeenin, selluloosan monomeerinä?

4. Mistä orgaanisista yhdisteistä proteiinit koostuvat?

Pitkät proteiiniketjut rakennetaan vain 20 erilaisesta aminohappotyypistä, joilla on yhteinen rakennesuunnitelma, mutta jotka eroavat toisistaan ​​radikaalin rakenteessa. Yhdistyvät aminohappomolekyylit muodostavat niin kutsuttuja peptidisidoksia. Kaksi polypeptidiketjua, jotka muodostavat haimahormoniinsuliinin, sisältävät 21 ja 30 aminohappotähdettä. Nämä ovat joitain lyhimmistä "sanoista" proteiinien "kielessä". Myoglobiini on proteiini, joka sitoo happea lihaskudoksessa ja koostuu 153 aminohaposta. Kollageeniproteiini, joka muodostaa sidekudoksen kollageenikuitujen perustan ja varmistaa sen vahvuuden, koostuu kolmesta polypeptidiketjusta, joista jokainen sisältää noin 1000 aminohappotähdettä.

5. Miten sekundääriset ja tertiääriset proteiinirakenteet muodostuvat?

Kierrettynä spiraalin muodossa proteiinilanka saa korkeamman organisoitumisen tason - toissijaisen rakenteen. Lopuksi polypeptidi kiertyy muodostaen kierteen (globulin). Tämä proteiinin tertiäärinen rakenne on sen biologisesti aktiivinen muoto, jolla on yksilöllinen spesifisyys. Useiden proteiinien tertiäärinen rakenne ei kuitenkaan ole lopullinen. Toissijainen rakenne on polypeptidiketju, joka on kierretty heliksiksi. Vahvemman vuorovaikutuksen aikaansaamiseksi sekundaarirakenteessa tapahtuu molekyylinsisäinen vuorovaikutus kierteen käänteiden välisten –S–S– sulfidisiltojen avulla. Tämä varmistaa tämän rakenteen lujuuden. Tertiäärinen rakenne on toissijainen spiraalirakenne, joka on kierretty palloiksi - tiiviiksi kokkareiksi. Nämä rakenteet tarjoavat maksimaalisen lujuuden ja suuremman määrän soluissa verrattuna muihin orgaanisiin molekyyleihin.

6. Nimeä tuntemasi proteiinien toiminnot. Miten voit selittää olemassa olevan proteiinitoimintojen monimuotoisuuden?

Yksi proteiinien päätehtävistä on entsymaattinen. Entsyymit ovat proteiineja, jotka katalysoivat kemiallisia reaktioita elävissä organismeissa. Entsymaattinen reaktio on kemiallinen reaktio, joka tapahtuu vain entsyymin läsnä ollessa. Ilman entsyymiä elävissä organismeissa ei tapahdu yhtäkään reaktiota. Entsyymien työ on tiukasti spesifistä, jokaisella entsyymillä on oma substraattinsa, jonka se pilkkoo. Entsyymi lähestyy substraattiaan kuin "avain lukkoon". Joten ureaasientsyymi säätelee urean hajoamista, amylaasientsyymi säätelee tärkkelystä ja proteaasientsyymit säätelevät proteiineja. Siksi entsyymeille käytetään ilmaisua "vaikutuksen spesifisyys".

Proteiinit suorittavat myös monia muita toimintoja organismeissa: rakenteellisia, kuljetus-, moottori-, säätely-, suojaavia-, energiatoimintoja. Proteiinien toiminnot ovat melko lukuisia, koska ne ovat elämän ilmenemismuotojen moninaisuuden taustalla. Se on osa biologisia kalvoja, ravintoaineiden, kuten hemoglobiinin, kuljetusta, lihasten toimintaa, hormonaalista toimintaa, kehon puolustusta - antigeenien ja vasta-aineiden toimintaa ja muita tärkeitä toimintoja kehossa.

7. Mitä on proteiinien denaturaatio? Mikä voi aiheuttaa denaturaatiota?

Denaturaatio on proteiinimolekyylien tertiaarisen spatiaalisen rakenteen rikkominen erilaisten fysikaalisten, kemiallisten, mekaanisten ja muiden tekijöiden vaikutuksesta. Fysikaalisia tekijöitä ovat lämpötila, säteily Kemialliset tekijät ovat minkä tahansa kemikaalin vaikutus proteiineihin: liuottimiin, happoihin, emäksiin, väkevöityihin aineisiin ja niin edelleen. Mekaaniset tekijät - ravistelu, paine, venytys, vääntyminen jne.

Ajatella! Muistaa!

1. Selitä kasvibiologian tutkimuksessa saatujen tietojen perusteella, miksi kasviorganismeissa on huomattavasti enemmän hiilihydraatteja kuin eläimissä.

Koska elämän perusta - kasvien ravitsemus on fotosynteesi, tämä on prosessi, jossa hiilihydraattien monimutkaisia ​​orgaanisia yhdisteitä muodostuu yksinkertaisemmasta epäorgaanisesta hiilidioksidista ja vedestä. Pääasiallinen hiilihydraatti, jota kasvit syntetisoivat ilmaravinnoksi, on glukoosi, se voi olla myös tärkkelystä.

2. Mitkä sairaudet voivat johtaa hiilihydraattien muuntamisen rikkomiseen ihmiskehossa?

Hiilihydraattiaineenvaihduntaa säätelevät pääasiassa hormonit ja keskushermosto. Glukokortikosteroidit (kortisoni, hydrokortisoni) hidastavat glukoosin kuljetusnopeutta kudossoluihin, insuliini nopeuttaa sitä; adrenaliini stimuloi sokerin muodostumisprosessia glykogeenista maksassa. Aivokuorella on myös tietty rooli hiilihydraattiaineenvaihdunnan säätelyssä, koska psykogeeniset tekijät lisäävät sokerin muodostumista maksassa ja aiheuttavat hyperglykemiaa.

Hiilihydraattiaineenvaihdunnan tila voidaan arvioida veren sokeripitoisuuden perusteella (normaalisti 70-120 mg%). Sokerikuormalla tämä arvo kasvaa, mutta saavuttaa sitten nopeasti normin. Hiilihydraattiaineenvaihdunnan häiriöitä esiintyy erilaisissa sairauksissa. Joten insuliinin puutteella ilmenee diabetes mellitus.

Yhden hiilihydraattiaineenvaihdunnan entsyymin - lihasfosforylaasin - toiminnan väheneminen johtaa lihasdystrofiaan.

3. Tiedetään, että jos ruokavaliossa ei ole proteiinia, vaikka ruuan kaloripitoisuus on riittävä, eläimillä kasvu pysähtyy, veren koostumus muuttuu ja muita patologisia ilmiöitä ilmenee. Mikä on syynä tällaisiin rikkomuksiin?

Elimistössä on vain 20 erilaista aminohappoa, joilla on yhteinen rakennesuunnitelma, mutta jotka eroavat toisistaan ​​radikaalin rakenteessa, ne muodostavat erilaisia ​​proteiinimolekyylejä, jos ei käytä proteiineja, esimerkiksi välttämättömiä, jotka eivät voi muodostuu elimistössä itsestään, mutta ne on nautittava ruoan kanssa. Näin ollen, jos proteiineja ei ole, monet proteiinimolekyylit eivät voi muodostua kehon sisällä eikä patologisia muutoksia voi tapahtua. Kasvua säätelee luusolujen kasvu, minkä tahansa solun perusta on proteiini; hemoglobiini on veren pääproteiini, joka varmistaa tärkeimpien kaasujen (happi, hiilidioksidi) kuljetuksen kehossa.

4. Selitä elinsiirron aikana ilmenevät vaikeudet kunkin organismin proteiinimolekyylien spesifisyyden perusteella.

Proteiinit ovat geneettistä materiaalia, koska ne sisältävät kehon DNA:n ja RNA:n rakenteen. Siten proteiineilla on geneettisiä ominaisuuksia jokaisessa organismissa, geenien tiedot on salattu niissä, tämä on vaikeus siirrettäessä vieraista (sukulaisista) organismeista, koska niillä on erilaisia ​​geenejä ja siten proteiineja.

Hiilihydraattien yleiset ominaisuudet, rakenne ja ominaisuudet.

Hiilihydraatit - Nämä ovat moniarvoisia alkoholeja, jotka sisältävät alkoholiryhmien lisäksi aldehydi- tai ketoryhmän.

Molekyylin koostumuksen ryhmän tyypistä riippuen erotetaan aldoosit ja ketoosit.

Hiilihydraatit ovat hyvin yleisiä luonnossa, erityisesti kasvimaailmassa, jossa ne muodostavat 70-80 % solujen kuiva-ainemassasta. Eläimen kehossa ne muodostavat vain noin 2% ruumiinpainosta, mutta tässä niiden rooli ei ole vähemmän tärkeä.

Hiilihydraatteja voidaan varastoida tärkkelyksenä kasveissa ja glykogeeninä eläimissä ja ihmisissä. Näitä varantoja käytetään tarpeen mukaan. Ihmiskehossa hiilihydraatit kerääntyvät pääasiassa maksaan ja lihaksiin, jotka ovat sen varasto.

Korkeampien eläinten ja ihmisten organismin muiden komponenttien joukossa hiilihydraatit muodostavat 0,5 % kehon painosta. Hiilihydraatilla on kuitenkin suuri merkitys keholle. Nämä aineet yhdessä muodossa olevien proteiinien kanssa proteoglykaanit sidekudoksen alla. Hiilihydraattia sisältävät proteiinit (glykoproteiinit ja mukoproteiinit) ovat olennainen osa elimistön limaa (suojaavat, ympäröivät toiminnot), plasman kuljetusproteiineja ja immunologisesti aktiivisia yhdisteitä (ryhmäspesifisiä veriaineita). Osa hiilihydraateista toimii "varapolttoaineena" energia-organismeille.

Hiilihydraattien tehtävät:

• Energiaa - Hiilihydraatit ovat yksi kehon tärkeimmistä energianlähteistä, ja ne tarjoavat vähintään 60 % energiakustannuksista. Aivojen, verisolujen ja munuaisytimen toimintaan lähes kaikki energia saadaan glukoosin hapetuksesta. Kun 1 g hiilihydraatteja hajoaa täydellisesti, 4,1 kcal/mol(17,15 kJ/mol) energiaa.

• Muovi Hiilihydraatteja tai niiden johdannaisia ​​löytyy kaikista kehon soluista. Ne ovat osa solujen biologisia kalvoja ja organelleja, osallistuvat entsyymien, nukleoproteiinien jne. muodostumiseen. Kasveissa hiilihydraatit toimivat pääasiassa tukimateriaalina.

• Suojaava - eri rauhasten erittämät viskoosit salaisuudet (lima) sisältävät runsaasti hiilihydraatteja tai niiden johdannaisia ​​(mukopolysakkarideja jne.). Ne suojaavat maha-suolikanavan onttojen elinten sisäseinämiä, hengitysteitä mekaanisilta ja kemiallisilta vaikutuksilta, patogeenisten mikrobien tunkeutumista.

• Sääntely - Ihmisen ruoka sisältää huomattavan määrän kuitua, jonka karkea rakenne aiheuttaa mekaanista ärsytystä mahalaukun ja suoliston limakalvoissa ja osallistuu siten peristaltiikan säätelyyn.

• erityistä - yksittäiset hiilihydraatit suorittavat erityisiä toimintoja kehossa: ne osallistuvat hermoimpulssien johtamiseen, vasta-aineiden muodostukseen, varmistavat veriryhmien spesifisyyden jne.

Hiilihydraattien toiminnallinen merkitys määrittää tarpeen tarjota elimistölle näitä ravintoaineita. Ihmisen päivittäinen hiilihydraattitarve on keskimäärin 400 - 450 g, kun otetaan huomioon ikä, työlaji, sukupuoli ja eräät muut tekijät.

alkuainekoostumus. Hiilihydraatit koostuvat seuraavista kemiallisista alkuaineista: hiili, vety ja happi. Useimpien hiilihydraattien yleinen kaava on C n (H 2 O ) n. Hiilihydraatit ovat yhdisteitä, jotka koostuvat hiilestä ja vedestä, mikä on niiden nimen perusta. Hiilihydraattien joukossa on kuitenkin aineita, jotka eivät vastaa yllä olevaa kaavaa, esimerkiksi ramnoosi C 6 H 12 O 5 jne. Samalla tunnetaan aineita, joiden koostumus vastaa yleistä hiilihydraattien kaavaa, mutta ne vastaavat. eivät kuulu niihin ominaisuuksiltaan (etikkahappo C 2 H 12 O 2). Siksi nimi "hiilihydraatit" on melko mielivaltainen, eikä se aina vastaa näiden aineiden kemiallista rakennetta.

Hiilihydraatit- Nämä ovat orgaanisia aineita, jotka ovat moniarvoisten alkoholien aldehydejä tai ketoneja.

Monosakkaridit

Monosakkaridit - Nämä ovat moniarvoisia alifaattisia alkoholeja, jotka sisältävät koostumuksessaan aldehydiryhmän (aldoosit) tai ketoryhmän (ketoosit).

Monosakkaridit ovat kiinteitä, kiteisiä aineita, jotka liukenevat veteen ja maistuvat makealta. Tietyissä olosuhteissa ne hapettuvat helposti, minkä seurauksena aldehydialkoholit muuttuvat hapoiksi, minkä seurauksena aldehydialkoholit muuttuvat hapoiksi ja pelkistyessään vastaaviksi alkoholeiksi.

Monosakkaridien kemialliset ominaisuudet :

• Hapetus mono-, dikarboksyyli- ja glykuronihapoiksi;

• Palautus alkoholiksi;

• Esterien muodostuminen;

• Glykosidien muodostuminen;

• Käyminen: alkoholi, maitohappo, sitruunahappo ja voihappo.

Monosakkaridit, joita ei voida hydrolysoida yksinkertaisemmiksi sokereiksi. Monosakkaridin tyyppi riippuu hiilivetyketjun pituudesta. Hiiliatomien lukumäärästä riippuen ne jaetaan triooseihin, tetrooseihin, pentooseihin ja heksooseihin.

Trioosit: glyseraldehydi ja dihydroksiasetoni, ne ovat glukoosin hajoamisen välituotteita ja osallistuvat rasvojen synteesiin. molemmat trioosit voidaan saada alkoholiglyserolista sen dehydraamalla tai hydrauksella.

Tetroosit: erytroosi - osallistuu aktiivisesti aineenvaihduntaprosesseihin.

Pentoosit: riboosi ja deoksiriboosi ovat nukleiinihappojen komponentteja, ribuloosi ja ksyluloosi ovat glukoosin hapettumisen välituotteita.

Heksoosit: ne ovat laajimmin edustettuina eläin- ja kasvimaailmassa ja niillä on tärkeä rooli aineenvaihduntaprosesseissa. Näitä ovat glukoosi, galaktoosi, fruktoosi jne.

Glukoosi (rypälesokeri) . Se on kasvien ja eläinten tärkein hiilihydraatti. Glukoosin tärkeä rooli selittyy sillä, että se on pääasiallinen energianlähde, muodostaa perustan monille oligo- ja polysakkarideille ja osallistuu osmoottisen paineen ylläpitämiseen. Glukoosin kulkeutumista soluihin säätelee monissa kudoksissa haimahormoni insuliini. Solussa monivaiheisissa kemiallisissa reaktioissa glukoosi muuttuu muiksi aineiksi (glukoosin hajoamisen aikana muodostuvia välituotteita käytetään aminohappojen ja rasvojen syntetisoimiseen), jotka lopulta hapettuvat hiilidioksidiksi ja vedeksi, samalla kun se vapauttaa energiaa, jota keho käyttää elämän varmistamiseen. Veren glukoositasoa arvioidaan yleensä kehon hiilihydraattiaineenvaihdunnan tilan perusteella. Kun veren glukoositaso laskee tai sen korkea pitoisuus ja sen käyttö on mahdotonta, kuten diabeteksessa tapahtuu, esiintyy uneliaisuutta ja tajunnan menetystä (hypoglykeeminen kooma). Glukoosin pääsy aivoihin ja maksakudoksiin ei riipu insuliinista, ja sen määrää vain sen pitoisuus veressä. Näitä kudoksia kutsutaan insuliinista riippumattomiksi. Ilman insuliinia glukoosi ei pääse soluun eikä sitä käytetä polttoaineena..

Galaktoosi. Glukoosin spatiaalinen isomeeri, jolle on tunnusomaista OH-ryhmän sijainti neljännessä hiiliatomissa. Se on osa laktoosia, joitakin polysakkarideja ja glykolipidejä. Galaktoosi voi isomeroitua glukoosiksi (maksassa, maitorauhasessa).

Fruktoosi (hedelmäsokeri). Sitä löytyy suuria määriä kasveissa, erityisesti hedelmissä. Paljon sitä hedelmissä, sokerijuurikkaassa, hunajassa. Isomeroituu helposti glukoosiksi. Fruktoosin hajoamisreitti on lyhyempi ja energeettisesti edullisempi kuin glukoosin. Toisin kuin glukoosi, se voi tunkeutua verestä kudossoluihin ilman insuliinin osallistumista. Tästä syystä fruktoosia suositellaan diabeetikkojen turvallisimpana hiilihydraattilähteenä. Osa fruktoosista joutuu maksasoluihin, jotka muuttavat siitä monipuolisemman "polttoaineen" - glukoosin, joten fruktoosi pystyy myös nostamaan verensokeria, vaikkakin paljon vähemmän kuin muut yksinkertaiset sokerit.

Kemiallisen rakenteen mukaan glukoosi ja galaktoosi ovat aldehydialkoholeja, fruktoosi on ketoalkoholeja. Erot glukoosin ja fruktoosin rakenteessa kuvaavat sekä eroja että joitakin niiden ominaisuuksia. Glukoosi palauttaa metallit niiden oksideista, fruktoosilla ei ole tätä ominaisuutta. Fruktoosi imeytyy suolistosta noin 2 kertaa hitaammin kuin glukoosi.

Kun heksoosimolekyylin kuudes hiiliatomi hapettuu, heksuronihapot (uronihapot). : glukoosista - glukuroninen, galaktoosista - galakturoni.

Glukuronihappo osallistuu aktiivisesti kehon aineenvaihduntaprosesseihin, esimerkiksi myrkyllisten tuotteiden neutralointiin, on osa mukopolysakkarideja jne. Sen tehtävänä on yhdistyä elimessä veteen huonosti liukenevilla aineilla. Tämän seurauksena sideaine muuttuu vesiliukoiseksi ja erittyy virtsaan. Tämä erittymisreitti on erityisen tärkeä vedelle liukoiset steroidihormonit, niiden hajoamistuotteet ja myös lääkeaineiden hajoamistuotteiden eristämiseen. Ilman vuorovaikutusta glukuronihapon kanssa sappipigmenttien hajoaminen ja erittyminen kehosta häiriintyvät.

Monosakkarideissa voi olla aminoryhmä .

Kun toisen hiiliatomin OH-ryhmän heksoosimolekyyli korvataan aminoryhmällä, muodostuu aminosokereita - heksosamiineja: glukosamiini syntetisoidaan glukoosista, galaktosamiini syntetisoidaan galaktoosista, jotka ovat osa solukalvoja ja limakalvoja polysakkarideja sekä vapaassa muodossa että yhdessä etikkahapon kanssa.

Aminosokerit kutsutaan monosakkarideiksi, jotkaOH-ryhmän paikka sisältää aminoryhmän (- N H 2).

Aminosokerit ovat tärkein ainesosa glykosaminoglykaanit.

Monosakkaridit muodostavat estereitä . monosakkaridimolekyylin OH-ryhmä; kuten mikä tahansa alkoholi ryhmä, voi olla vuorovaikutuksessa hapon kanssa. Välissä vaihtosokeriesterit ovat erittäin tärkeitä. Mahdollistaametaboloituakseen sokerin täytyy muuttuafosforieetteri. Tässä tapauksessa terminaaliset hiiliatomit fosforyloituvat. Heksoosien osalta nämä ovat C-1 ja C-6, pentooseille C-1 ja C-5 jne. KipuEnemmän kuin kaksi OH-ryhmää ei ole fosforyloitumisen kohteena. Siksi päärooli on sokerien mono- ja difosfaatit. Nimeen fosforiesteri osoittavat yleensä esterisidoksen paikan.

Oligosakkaridit

Oligosakkaridit on kaksi tai useampi monosakkaridi. Niitä löytyy soluista ja biologisista nesteistä sekä vapaassa muodossa että yhdessä proteiinien kanssa. Disakkaridit ovat erittäin tärkeitä keholle: sakkaroosi, maltoosi, laktoosi jne. Nämä hiilihydraatit suorittavat energiatoimintoa. Oletetaan, että ne osana soluja osallistuvat solujen "tunnistusprosessiin".

sakkaroosi(juurikas- tai ruokosokeri). Koostuu glukoosi- ja fruktoosimolekyyleistä. Hän on on kasvistuote ja tärkein komponentti ravitseva ruoka, jolla on makein maku verrattuna muihin disakkarideihin ja glukoosiin.

Sokerin sakkaroosipitoisuus on 95 %. Sokeri hajoaa nopeasti maha-suolikanavassa, glukoosi ja fruktoosi imeytyvät vereen ja toimivat energianlähteenä sekä glykogeenin ja rasvojen tärkeimpänä esiasteena. Sitä kutsutaan usein "tyhjäksi kalorien kantajaksi", koska sokeri on puhdas hiilihydraatti eikä sisällä muita ravintoaineita, kuten esimerkiksi vitamiineja, kivennäissuoloja.

Laktoosi(maitosokeria) koostuu glukoosista ja galaktoosista, jotka syntetisoituvat maitorauhasissa imetyksen aikana. Ruoansulatuskanavassa se hajoaa laktaasientsyymin vaikutuksesta. Tämän entsyymin puute johtaa joillakin ihmisillä maito-intoleranssiin. Tämän entsyymin puutetta havaitaan noin 40 %:lla aikuisväestöstä. Sulamaton laktoosi toimii hyvänä ravintoaineena suoliston mikroflooralle. Samaan aikaan runsas kaasun muodostuminen on mahdollista, vatsa "turpoaa". Hapatetuissa maitotuotteissa suurin osa laktoosista käy maitohapoksi, joten laktaasin puutteesta kärsivät ihmiset sietävät fermentoituja maitotuotteita ilman epämiellyttäviä seurauksia. Lisäksi fermentoiduissa maitotuotteissa olevat maitohappobakteerit estävät suoliston mikroflooran toimintaa ja vähentävät laktoosin haittavaikutuksia.

Maltoosi koostuu kahdesta glukoosimolekyylejä ja on tärkkelyksen ja glykogeenin tärkein rakennekomponentti.

Polysakkaridit

Polysakkaridit - korkean molekyylipainon hiilihydraatteja, koostuu suuresta määrästä monosakkarideja. Niillä on hydrofiilisiä ominaisuuksia ja ne muodostavat kolloidisia liuoksia, kun ne liuotetaan veteen.

Polysakkaridit jaetaan homo- ja geteen roposakkaridit.

Homopolysakkaridit. Sisältää monosakkarideja vain yksi laji. Gak-, tärkkelys- ja glykogeenipaasto parvi vain glukoosimolekyyleistä, inuliini - fruktoosi. Homopolysakkaridit ovat erittäin haarautuneita rakenne ja ovat kahden sekoitus polymeerit - amyloosi ja amylopektiini. Amyloosi koostuu 60-300 glukoosijäännöksestä, jotka on yhdistetty ketju happisillan kautta, muodostuu yhden molekyylin ensimmäisen hiiliatomin ja toisen neljännen hiiliatomin välille (sidos 1,4).

amyloosi liukenee kuumaan veteen ja antaa sinisen värin jodin kanssa.

Amylopektiini - haarautunut polymeeri, joka koostuu sekä suorista ketjuista (sidos 1,4) että haarautuneista ketjuista, jotka muodostuvat glukoosimolekyylin ensimmäisen hiiliatomin ja toisen kuudennen hiiliatomin välisistä sidoksista happisillan (sidos) avulla 1,6).

Homopolysakkaridien edustajat ovat tärkkelystä, kuitua ja glykogeenia.

Tärkkelys(kasvien polysakkaridi)- koostuu useista tuhansista glukoositähteistä, joista 10-20 % on amyloosia ja 80-90 % amylopektiiniä. Tärkkelys ei liukene kylmään veteen, mutta kuumassa vedessä se muodostaa kolloidisen liuoksen, jota kutsutaan yleisesti tärkkelyspastaksi. Tärkkelys muodostaa jopa 80 % ruoan kanssa kulutetuista hiilihydraateista. Tärkkelyksen lähde on kasvistuotteet, pääasiassa viljat: vilja, jauhot, leipä ja peruna. Viljat sisältävät eniten tärkkelystä (60 % tattarissa (jyvässä) ja 70 % riisissä).

Selluloosa tai selluloosaa,- yleisin kasvihiilihydraatti maan päällä, jota muodostuu noin 50 kg maapallon asukasta kohti. Selluloosa on lineaarinen polysakkaridi, joka koostuu 1000 tai useammasta glukoositähteestä. Kuitu osallistuu kehossa mahalaukun ja suoliston motiliteettien aktivoimiseen, stimuloi ruuansulatusnesteiden eritystä ja luo kylläisyyden tunnetta.

Glykogeeni(eläintärkkelys) on ihmiskehon tärkein varastohiilihydraatti, joka koostuu noin 30 000 glukoosijäännöksestä, jotka muodostavat haarautuneen rakenteen. Merkittävimpänä määränä glykogeenia kertyy maksaan ja lihaskudokseen, mukaan lukien sydänlihakseen. Lihasglykogeenin tehtävänä on, että se on helposti saatavilla oleva glukoosin lähde, jota käytetään itse lihaksen energiaprosesseissa. Maksan glykogeenia käytetään ylläpitämään fysiologisia verensokeripitoisuuksia, pääasiassa aterioiden välillä. 12-18 tunnin kuluttua aterian jälkeen maksan glykogeenivarastot ovat lähes täysin tyhjentyneet. Lihasten glykogeenipitoisuus laskee selvästi vasta pitkäaikaisen ja rasittavan fyysisen työn jälkeen. Glukoosin puutteessa se hajoaa nopeasti ja palauttaa normaalin tasonsa veressä. Soluissa glykogeeni liittyy sytoplasmiseen proteiiniin ja osittain solunsisäisiin kalvoihin.

Heteropolysakkaridit (glykosaminoglykaanit tai mukopolysakkaridit) (etuliite "muco-" osoittaa, että ne saatiin ensin musiinista). Ne koostuvat erityyppisistä monosakkarideista (glukoosi, galaktoosi) ja niiden johdannaisista (aminosokerit, heksuronihapot). Niiden koostumuksesta löytyi myös muita aineita: typpipitoisia emäksiä, orgaanisia happoja ja joitain muita.

Glykosaminoglykaanit ovat hyytelömäisiä, tahmeita aineita. Ne suorittavat erilaisia ​​tehtäviä, mukaan lukien rakenteelliset, suojaavat, säätelevät jne. Glykosaminoglykaanit muodostavat esimerkiksi suurimman osan kudosten solujen välisestä aineesta, ovat osa ihoa, rustoa, nivelnestettä ja silmän lasiaista. Elimistössä niitä esiintyy yhdessä proteiinien (proteoglykaanien ja glykoproteiinien) ja rasvojen (glykolipidien) kanssa, joissa polysakkaridit muodostavat suurimman osan molekyylistä (jopa 90 % tai enemmän). Seuraavat asiat ovat tärkeitä keholle.

Hyaluronihappo- solujen välisen aineen pääosa, eräänlainen "biologinen sementti", joka yhdistää solut ja täyttää koko solujen välisen tilan. Se toimii myös biologisena suodattimena, joka vangitsee mikrobit ja estää niiden tunkeutumisen soluun ja osallistuu veden vaihtoon kehossa.

On huomattava, että hyaluronihappo hajoaa tietyn hyaluronidaasientsyymin vaikutuksesta. Tässä tapauksessa solujen välisen aineen rakenne häiriintyy, sen koostumukseen muodostuu "halkeamia", mikä lisää sen läpäisevyyttä vedelle ja muille aineille. Tämä on tärkeää munasolun hedelmöityksessä siittiöiden toimesta, jotka sisältävät runsaasti tätä entsyymiä. Jotkut bakteerit sisältävät myös hyaluronidaasia, mikä helpottaa suuresti niiden tunkeutumista soluun.

X ondroitiinisulfaatit- kondroitiinirikkihapot, toimivat ruston, nivelsiteiden, sydänläppien, napanuoran jne. rakenneosina. Ne edistävät kalsiumin laskeutumista luihin.

Hepariini muodostuu syöttösoluissa, joita löytyy keuhkoista, maksasta ja muista elimistä ja vapautuu niistä vereen ja solujen väliseen ympäristöön. Veressä se sitoutuu proteiineihin ja estää veren hyytymistä toimien antikoagulanttina. Lisäksi hepariinilla on anti-inflammatorinen vaikutus, se vaikuttaa kaliumin ja natriumin vaihtoon ja toimii antihypoksisena.

Erityinen glykosaminoglykaanien ryhmä ovat neuramiinihappoja ja hiilihydraattijohdannaisia ​​sisältävät yhdisteet. Neuramiinihapon yhdisteitä etikkahapon kanssa kutsutaan opaalihapoiksi. Niitä löytyy solukalvoista, syljestä ja muista biologisista nesteistä.

Hiilihydraatit ovat orgaanisia yhdisteitä, jotka koostuvat hiilestä ja hapesta. On olemassa yksinkertaisia ​​hiilihydraatteja tai monosakkarideja, kuten glukoosia, ja komplekseja tai polysakkarideja, jotka on jaettu alempiin, jotka sisältävät vähän yksinkertaisia ​​hiilihydraattijäännöksiä, kuten disakkarideja, ja korkeampiin, joissa on erittäin suuria molekyylejä monia yksinkertaisia ​​hiilihydraattijäämiä. Eläinorganismeissa hiilihydraattipitoisuus on noin 2 % kuivapainosta.

Aikuisen keskimääräinen päivittäinen hiilihydraattitarve on 500 g ja intensiivisellä lihastyöllä 700-1000 g.

Hiilihydraattien päivittäisen määrän tulee olla 60 painoprosenttia ja 56 painoprosenttia ruoan kokonaismäärästä.

Veressä on glukoosia, jonka määrä pysyy vakiona (0,1-0,12%). Suolistossa imeytymisen jälkeen monosakkaridit kulkeutuvat veren mukana, missä tapahtuu glykogeenin synteesi monosakkarideista, joka on osa sytoplasmaa. Glykogeenivarastot varastoituvat pääasiassa lihaksiin ja maksaan.

Glykogeenin kokonaismäärä 70 kg painavassa ihmiskehossa on noin 375 g, josta lihaksissa on 245 g, maksassa 110 g (jopa 150 g), veressä ja muissa kehon nesteissä 20 g. koulutetun ihmisen kehossa glykogeenia on 40-50% enemmän kuin kouluttamattoman.

Hiilihydraatit ovat tärkein energianlähde kehon elämälle ja työlle.

Kehossa hapettomissa (anaerobisissa) olosuhteissa hiilihydraatit hajoavat maitohapoksi vapauttaen energiaa. Tätä prosessia kutsutaan glykolyysiksi. Hapen osallistuessa (aerobiset olosuhteet) ne hajoavat hiilidioksidiksi ja vapauttavat samalla paljon enemmän energiaa. Suuri biologinen merkitys on hiilihydraattien anaerobisella hajoamisella, johon osallistuu fosforihappo - fosforylaatio.

Glukoosin fosforylaatio tapahtuu maksassa entsyymien osallistuessa. Glukoosin lähde voi olla aminohappoja ja rasvoja. Maksassa esifosforyloidusta glukoosista muodostuu valtavia polysakkaridimolekyylejä, glykogeenia. Glykogeenin määrä ihmisen maksassa riippuu ravinnon luonteesta ja lihasten aktiivisuudesta. Muiden maksan entsyymien osallistuessa glykogeeni hajoaa glukoosi-sokerin muodostumiseen. Glykogeenin hajoamiseen maksassa ja luustolihaksissa paaston ja lihastyön aikana liittyy samanaikainen glykogeenisynteesi. Maksassa muodostuva glukoosi tulee ja toimitetaan sen mukana kaikkiin soluihin ja kudoksiin.

Vain pieni osa proteiineista ja rasvoista vapauttaa energiaa desmolyyttisessä hajoamisprosessissa ja toimii siten suorana energialähteenä. Merkittävä osa proteiineista ja rasvoista muuttuu lihaksissa hiilihydraateiksi jo ennen täydellistä hajoamista. Lisäksi ruoansulatuskanavasta proteiinien ja rasvojen hydrolyysituotteet kulkeutuvat maksaan, jossa aminohapot ja rasvat muunnetaan glukoosiksi. Tätä prosessia kutsutaan glukoneogeneesiksi. Pääasiallinen glukoosin muodostumisen lähde maksassa on glykogeeni, paljon pienempi osa glukoosista saadaan glukoneogeneesillä, jonka aikana ketonikappaleiden muodostuminen viivästyy. Siten hiilihydraattiaineenvaihdunta vaikuttaa merkittävästi aineenvaihduntaan ja vesi.

Kun työskentelevien lihasten glukoosinkulutus lisääntyy 5-8-kertaiseksi, maksaan muodostuu glykogeenia rasvoista ja proteiineista.

Toisin kuin proteiinit ja rasvat, hiilihydraatit hajoavat helposti, joten elimistö mobilisoi ne nopeasti korkeilla energiakustannuksilla (lihastyö, kivun tunteet, pelko, viha jne.). Hiilihydraattien hajoaminen pitää kehon vakaana ja on lihasten tärkein energianlähde. Hiilihydraatit ovat välttämättömiä hermoston normaalille toiminnalle. Verensokerin lasku johtaa kehon lämpötilan laskuun, lihasten heikkouteen ja väsymykseen sekä hermostotoiminnan häiriintymiseen.

Kudoksissa vain hyvin pieni osa veren kuljettamasta glukoosista käytetään energian vapautumiseen. Pääasiallinen hiilihydraattiaineenvaihdunnan lähde kudoksissa on glykogeeni, joka on aiemmin syntetisoitu glukoosista.

Lihasten - hiilihydraattien pääkuluttajien - työn aikana käytetään niissä olevia glykogeenivarastoja, ja vasta kun nämä varat on käytetty kokonaan, alkaa veren kautta lihaksiin toimitetun glukoosin suora käyttö. Tämä kuluttaa glukoosia, joka muodostuu maksan glykogeenivarastoista. Työn jälkeen lihakset uusivat glykogeenivarantonsa syntetisoimalla sitä verensokerista ja maksa - ruoansulatuskanavassa imeytyneiden monosakkaridien ja proteiinien ja rasvojen hajoamisen vuoksi.

Esimerkiksi kun verensokeri nousee yli 0,15-0,16% sen runsaan pitoisuuden vuoksi ruoassa, jota kutsutaan ruokahyperglykemiaksi, se erittyy kehosta virtsan mukana - glykosuria.

Toisaalta, jopa pitkäaikaisessa paastossa, veren glukoositaso ei laske, koska glukoosi pääsee vereen kudoksista glykogeenin hajoamisen aikana.

Lyhyt kuvaus hiilihydraattien koostumuksesta, rakenteesta ja ekologisesta roolista

Hiilihydraatit ovat orgaanisia aineita, jotka koostuvat hiilestä, vedystä ja hapesta ja joilla on yleinen kaava C n (H 2 O) m (suurelle enemmistölle näistä aineista).

Arvo n on joko yhtä suuri kuin m (monosakkarideille) tai suurempi kuin se (muille hiilihydraattiluokille). Yllä oleva yleinen kaava ei vastaa deoksiriboosia.

Hiilihydraatit jaetaan monosakkarideihin, di(oligo)sakkarideihin ja polysakkarideihin. Alla on lyhyt kuvaus kunkin hiilihydraattiluokan yksittäisistä edustajista.

Lyhyt kuvaus monosakkarideista

Monosakkaridit ovat hiilihydraatteja, joiden yleinen kaava on C n (H 2 O) n (poikkeus on deoksiriboosi).

Monosakkaridien luokitukset

Monosakkaridit ovat melko laaja ja monimutkainen ryhmä yhdisteitä, joten niillä on monimutkainen luokitus eri kriteerien mukaan:

1) monosakkaridimolekyylin sisältämän hiilen lukumäärän mukaan erotetaan tetroosit, pentoosit, heksoosit, heptoosit; Pentoosit ja heksoosit ovat käytännönläheisimpiä;

2) funktionaalisten ryhmien mukaan monosakkaridit jaetaan ketoosiin ja aldooseihin;

3) syklisen monosakkaridimolekyylin sisältämien atomien lukumäärän mukaan erotetaan pyranoosit (sisältää 6 atomia) ja furanoosit (sisältävät 5 atomia);

4) "glukosidisen" hydroksidin (tämä hydroksidi saadaan kiinnittämällä vetyatomi karbonyyliryhmän happeen) tilajärjestelyn perusteella monosakkaridit jaetaan alfa- ja beetamuotoihin. Katsotaanpa joitain tärkeimpiä monosakkarideja, joilla on suurin biologinen ja ekologinen merkitys luonnossa.

Lyhyt kuvaus pentooseista

Pentoosit ovat monosakkarideja, joiden molekyylissä on 5 hiiliatomia. Nämä aineet voivat olla sekä avoketjuisia että syklisiä, aldooseja ja ketooseja, alfa- ja beetayhdisteitä. Niistä riboosi ja deoksiriboosi ovat käytännöllisimpiä.

Riboosikaava yleisessä muodossa C5H10O5. Riboosi on yksi aineista, joista syntetisoidaan ribonukleotideja, joista myöhemmin saadaan erilaisia ​​ribonukleiinihappoja (RNA). Siksi riboosin furanoosin (5-jäseninen) alfa-muoto on tärkein (kaavoissa RNA on kuvattu säännöllisen viisikulmion muodossa).

Deoksiriboosin kaava yleisessä muodossa on C5H10O4. Deoksiriboosi on yksi niistä aineista, joista deoksiribonukleotideja syntetisoidaan organismeissa; viimeksi mainitut ovat deoksiribonukleiinihappojen (DNA) synteesin lähtöaineita. Siksi deoksiriboosin syklinen alfamuoto, josta puuttuu hydroksidi syklin toisesta hiiliatomista, on suurin merkitys.

Riboosin ja deoksiriboosin avoketjuiset muodot ovat aldooseja, eli ne sisältävät 4 (3) hydroksidiryhmää ja yhden aldehydiryhmän. Nukleiinihappojen täydellisen hajoamisen myötä riboosi ja deoksiriboosi hapetetaan hiilidioksidiksi ja vedeksi; Tähän prosessiin liittyy energian vapautuminen.

Lyhyt kuvaus heksoosista

Heksoosit ovat monosakkarideja, joiden molekyylit sisältävät kuusi hiiliatomia. Heksoosien yleinen kaava on C 6 (H 2 O) 6 tai C 6 H 12 O 6. Kaikki heksoosilajikkeet ovat isomeerejä, jotka vastaavat yllä olevaa kaavaa. Heksoosien joukossa on ketoosit ja aldoosit sekä molekyylien alfa- ja beetamuodot, avoketjuiset ja sykliset muodot, pyranoosi ja furanoosi sykliset molekyylimuodot. Luonnossa tärkeimmät ovat glukoosi ja fruktoosi, joita käsitellään lyhyesti alla.

1. Glukoosi. Kuten millä tahansa heksoosilla, sillä on yleinen kaava C6H12O6. Se kuuluu aldooseihin, eli sisältää funktionaalisen aldehydiryhmän ja 5 hydroksidiryhmää (ominaista alkoholeille), joten glukoosi on moniatominen aldehydialkoholi (nämä ryhmät ovat avoketjuisessa muodossa, aldehydiryhmä puuttuu syklisestä muodostaa, koska se muuttaa hydroksidiksi ryhmän nimeltä "glukosidihydroksidi"). Syklinen muoto voi olla joko viisijäseninen (furanoosi) tai kuusijäseninen (pyranoosi). Tärkein luonnossa on glukoosimolekyylin pyranoosimuoto. Sykliset pyranoosi- ja furanoosimuodot voivat olla joko alfa- tai beetamuotoja riippuen glukosidihydroksidin sijainnista suhteessa muihin hydroksidiryhmiin molekyylissä.

Fysikaalisten ominaisuuksiensa mukaan glukoosi on valkoinen kiteinen kiinteä aine, jolla on makea maku (tämän maun voimakkuus on samanlainen kuin sakkaroosi), joka liukenee hyvin veteen ja pystyy muodostamaan ylikylläisiä liuoksia ("siirappeja"). Koska glukoosimolekyyli sisältää epäsymmetrisiä hiiliatomeja (eli neljään eri radikaaliin liittyneitä atomeja), glukoosiliuoksilla on optista aktiivisuutta, joten erotetaan D-glukoosi ja L-glukoosi, joilla on erilainen biologinen aktiivisuus.

Biologisesta näkökulmasta glukoosin kyky hapettua helposti kaavion mukaisesti on tärkein:

С 6 Н 12 O 6 (glukoosi) → (välivaiheet) → 6СO 2 + 6Н 2 O.

Glukoosi on biologisesti tärkeä yhdiste, koska elimistö käyttää sitä hapettumisensa kautta yleisravinteena ja helposti saatavilla olevana energialähteenä.

2. Fruktoosi. Tämä on ketoosi, sen yleinen kaava on C 6 H 12 O 6, eli se on glukoosin isomeeri, sille on ominaista avoimet ketjut ja sykliset muodot. Tärkein on beeta-B-fruktofuranoosi tai lyhennettynä beetafruktoosi. Sakkaroosi on valmistettu beetafruktoosista ja alfa-glukoosista. Tietyissä olosuhteissa fruktoosi pystyy muuttumaan glukoosiksi isomerointireaktion aikana. Fruktoosi on fysikaalisesti samanlainen kuin glukoosi, mutta sitä makeampi.

Lyhyt kuvaus disakkarideista

Disakkaridit ovat saman tai eri monosakkaridimolekyylien dikondensaatioreaktion tuotteita.

Disakkaridit ovat yksi oligosakkaridien lajikkeista (pieni määrä monosakkaridimolekyylejä (samoja tai erilaisia) osallistuu niiden molekyylien muodostumiseen.

Disakkaridien tärkein edustaja on sakkaroosi (juurikas- tai ruokosokeri). Sakkaroosi on alfa-D-glukopyranoosin (alfa-glukoosin) ja beeta-D-fruktofuranoosin (beeta-fruktoosi) vuorovaikutuksen tuote. Sen yleinen kaava on C12H22O11. Sakkaroosi on yksi monista disakkaridien isomeereistä.

Tämä on valkoinen kiteinen aine, jota on eri muodoissa: karkearakeinen ("sokeripäät"), hienokiteinen (rakesokeri), amorfinen (jauhemainen sokeri). Se liukenee hyvin veteen, erityisesti kuumaan veteen (kuumaan veteen verrattuna sakkaroosin liukoisuus kylmään veteen on suhteellisen alhainen), joten sakkaroosi pystyy muodostamaan "ylityydytettyjä liuoksia" - siirappeja, jotka voivat "sokeroitua", eli hienojakoisia. muodostuu kiteisiä suspensioita. Konsentroidut sakkaroosiliuokset pystyvät muodostamaan erityisiä lasimaisia ​​järjestelmiä - karamellia, jota ihmiset käyttävät tiettyjen makeisten saamiseksi. Sakkaroosi on makea aine, mutta makean maun voimakkuus on pienempi kuin fruktoosin.

Sakkaroosin tärkein kemiallinen ominaisuus on sen kyky hydrolysoida, jolloin muodostuu alfa-glukoosia ja beetafruktoosia, jotka osallistuvatktioihin.

Ihmisille sakkaroosi on yksi tärkeimmistä elintarviketuotteista, koska se on glukoosin lähde. Sakkaroosin liiallinen kulutus on kuitenkin haitallista, koska se johtaa hiilihydraattiaineenvaihdunnan rikkomiseen, johon liittyy sairauksien ilmaantumista: diabetes, hammassairaudet, liikalihavuus.

Polysakkaridien yleiset ominaisuudet

Polysakkarideja kutsutaan luonnollisiksi polymeereiksi, jotka ovat monosakkaridien polykondensaatioreaktion tuotteita. Monomeereinä polysakkaridien muodostamiseen voidaan käyttää pentooseja, heksooseja ja muita monosakkarideja. Käytännössä ovat tärkeimpiä. Tunnetaan myös polysakkarideja, joiden molekyylit sisältävät typpiatomeja, kuten kitiini.

Heksoosipohjaisilla polysakkarideilla on yleinen kaava (C6H10O5)n. Ne ovat veteen liukenemattomia, kun taas jotkut niistä pystyvät muodostamaan kolloidisia liuoksia. Tärkeimmät näistä polysakkarideista ovat erilaiset kasvi- ja eläintärkkelyslajikkeet (jälkimmäisiä kutsutaan glykogeeneiksi) sekä selluloosalajikkeet (kuitu).

Tärkkelyksen ominaisuuksien ja ekologisen roolin yleiset ominaisuudet

Tärkkelys on polysakkaridi, joka on alfa-glukoosin (alfa-D-glukopyranoosi) polykondensaatioreaktion tuote. Alkuperän mukaan erotetaan kasvi- ja eläintärkkelys. Eläintärkkelyksiä kutsutaan glykogeeneiksi. Vaikka yleensä tärkkelysmolekyylillä on yhteinen rakenne, sama koostumus, mutta eri kasveista saadun tärkkelyksen yksittäiset ominaisuudet ovat erilaisia. Joten perunatärkkelys eroaa maissitärkkelyksestä jne. Mutta kaikilla tärkkelyslajikkeilla on yhteisiä ominaisuuksia. Nämä ovat kiinteitä, valkoisia, hienojakoisia tai amorfisia aineita, kosketettaessa "hauraita", veteen liukenemattomia, mutta kuumassa vedessä ne pystyvät muodostamaan kolloidisia liuoksia, jotka säilyttävät stabiiliutensa jäähdytettynäkin. Tärkkelys muodostaa sekä sooleja (esim. nestemäinen hyytelö) että geelejä (esim. korkealla tärkkelyspitoisuudella valmistettu hyytelö on hyytelömäistä massaa, joka voidaan leikata veitsellä).

Tärkkelyksen kyky muodostaa kolloidisia liuoksia liittyy sen molekyylien globulaarisuuteen (molekyyli on ikään kuin kierretty palloksi). Lämpimän tai kuuman veden kanssa kosketuksissa vesimolekyylit tunkeutuvat tärkkelysmolekyylien kierrosten väliin, molekyylin tilavuus kasvaa ja aineen tiheys pienenee, mikä johtaa tärkkelysmolekyylien siirtymiseen kolloidisille järjestelmille ominaiseen liikkuvaan tilaan. Tärkkelyksen yleinen kaava on: (C 6 H 10 O 5) n, tämän aineen molekyyleissä on kaksi lajiketta, joista toinen on nimeltään amyloosi (tässä molekyylissä ei ole sivuketjuja) ja toinen on amylopektiini ( molekyyleissä on sivuketjuja, joissa yhteys tapahtuu 1-6 hiiliatomin kautta happisillalla).

Tärkein tärkkelyksen biologisen ja ekologisen roolin määräävä kemiallinen ominaisuus on sen kyky hydrolysoitua, jolloin lopulta muodostuu joko disakkaridi maltoosia tai alfa-glukoosia (tämä on tärkkelyksen hydrolyysin lopputuote):

(C6H10O5) n + nH20 → nC6H12O6 (alfa-glukoosi).

Prosessi tapahtuu organismeissa kokonaisen entsyymiryhmän vaikutuksesta. Tämän prosessin ansiosta keho rikastuu glukoosilla - tärkeimmällä ravintoaineyhdisteellä.

Laadullinen reaktio tärkkelyksestä on sen vuorovaikutus jodin kanssa, jossa esiintyy puna-violetti väri. Tätä reaktiota käytetään tärkkelyksen havaitsemiseen eri järjestelmissä.

Tärkkelyksen biologinen ja ekologinen rooli on melko suuri. Tämä on yksi tärkeimmistä varastoyhdisteistä kasviorganismeissa, esimerkiksi viljaperheen kasveissa. Tärkkelys on eläimille tärkein trofinen aine.

Lyhyt kuvaus selluloosan (kuidun) ominaisuuksista ja ekologisesta ja biologisesta roolista

Selluloosa (kuitu) on polysakkaridi, joka on beeta-glukoosin (beeta-D-glukopyranoosi) polykondensaatioreaktion tuote. Sen yleinen kaava on (C6H10O5)n. Toisin kuin tärkkelys, selluloosamolekyylit ovat tiukasti lineaarisia ja niillä on fibrillaarinen ("filamenttimainen") rakenne. Tärkkelyksen ja selluloosamolekyylien rakenteiden erot selittää eron niiden biologisissa ja ekologisissa rooleissa. Selluloosa ei ole vara- tai trofinen aine, koska useimmat organismit eivät pysty sulattamaan sitä (lukuun ottamatta tiettyjä bakteerityyppejä, jotka voivat hydrolysoida selluloosaa ja assimiloida beetaglukoosia). Selluloosa ei pysty muodostamaan kolloidisia liuoksia, mutta se voi muodostaa mekaanisesti vahvoja filamenttisia rakenteita, jotka suojaavat yksittäisiä soluorganelleja ja eri kasvikudosten mekaanista lujuutta. Kuten tärkkelys, selluloosa hydrolysoituu tietyissä olosuhteissa ja sen hydrolyysin lopputuote on beeta-glukoosi (beeta-D-glukopyranoosi). Luonnossa tämän prosessin rooli on suhteellisen pieni (mutta se sallii biosfäärin "assimiloida" selluloosaa).

(C 6 H 10 O 5) n (kuitu) + n (H 2 O) → n (C 6 H 12 O 6) (beeta-glukoosi tai beeta-D-glukopyranoosi) (kuitujen epätäydellinen hydrolyysi, liukoinen disakkaridi on mahdollinen - sellobioosi).

Luonnollisissa olosuhteissa kuitu (kasvien kuoleman jälkeen) hajoaa, minkä seurauksena erilaisten yhdisteiden muodostuminen on mahdollista. Tämän prosessin seurauksena muodostuu humusta (maaperän orgaaninen komponentti), erityyppistä hiiltä (öljyä ja hiiltä muodostuu erilaisten eläin- ja kasviorganismien kuolleista jäännöksistä ilman, ts. anaerobisissa olosuhteissa, koko kompleksi Orgaaniset aineet osallistuvat niiden muodostumiseen, mukaan lukien hiilihydraatit).

Kuidun ekologinen ja biologinen rooli on, että se on: a) suojaava; b) mekaaninen; c) muodostava yhdiste (joillekin bakteereille se suorittaa troofista toimintaa). Kasviorganismien kuolleet jäännökset ovat substraatti joillekin organismeille - hyönteisille, sienille, erilaisille mikro-organismeille.

Lyhyt kuvaus hiilihydraattien ekologisesta ja biologisesta roolista

Yhteenvetona edellä olevasta materiaalista hiilihydraattien ominaisuuksista, voimme tehdä seuraavat johtopäätökset niiden ekologisesta ja biologisesta roolista.

1. Ne suorittavat rakennustehtävän sekä soluissa että koko kehossa johtuen siitä, että ne ovat osa soluja ja kudoksia muodostavia rakenteita (tämä pätee erityisesti kasveihin ja sieniin), esimerkiksi solukalvoihin, erilaiset kalvot jne. lisäksi hiilihydraatit osallistuvat biologisesti välttämättömien aineiden muodostumiseen, jotka muodostavat useita rakenteita, esimerkiksi nukleiinihappojen muodostumisessa, jotka muodostavat kromosomien perustan; hiilihydraatit ovat osa monimutkaisia ​​proteiineja - glykoproteiineja, jotka ovat erityisen tärkeitä solurakenteiden ja solujen välisen aineen muodostumisessa.

2. Hiilihydraattien tärkein tehtävä on troofinen toiminta, joka koostuu siitä, että monet niistä ovat heterotrofisten organismien (glukoosi, fruktoosi, tärkkelys, sakkaroosi, maltoosi, laktoosi jne.) ruokatuotteita. Nämä aineet muodostavat yhdessä muiden yhdisteiden kanssa ihmisten käyttämiä elintarvikkeita (eri viljat; yksittäisten kasvien hedelmät ja siemenet, jotka sisältävät hiilihydraatteja koostumuksessaan, ovat lintujen ruokaa, ja monosakkaridit, jotka osallistuvat erilaisten muutosten kiertoon, vaikuttavat sekä omien tietylle organismille ominaisten hiilihydraattien että muiden organo-biokemiallisten yhdisteiden (rasvat, aminohapot (mutta ei niiden proteiinit), nukleiinihapot jne.) muodostumiseen.

3. Hiilihydraateille on ominaista myös energiafunktio, joka koostuu siitä, että monosakkaridit (erityisesti glukoosi) hapettuvat helposti eliöissä (hapetuksen lopputuote on CO 2 ja H 2 O), kun taas suuri määrä energiaa vapautuu ATP:n synteesin mukana.

4. Niillä on myös suojaava tehtävä, joka koostuu siitä, että rakenteet (ja tietyt solun organellit) syntyvät hiilihydraateista, jotka suojaavat joko solua tai kehoa kokonaisuutena erilaisilta vaurioilta, mukaan lukien mekaanisilta vaurioilta (esim. kitiiniset kuoret hyönteiset, jotka muodostavat ulkoisen luuston, kasvien solukalvot ja monet sienet, mukaan lukien selluloosa jne.).

5. Tärkeä rooli on hiilihydraattien mekaanisilla ja muotoilevilla toiminnoilla, jotka ovat joko hiilihydraattien tai muiden yhdisteiden kanssa muodostuneiden rakenteiden kykyä antaa keholle tietty muoto ja tehdä niistä mekaanisesti vahvoja; siis ksyleemin mekaanisen kudoksen solukalvot ja suonet muodostavat puita (sisäisen luuston) puu-, pensas- ja ruohomaisille kasveille, hyönteisten ulkoinen luuranko muodostuu kitiinistä jne.

Lyhyt kuvaus heterotrofisessa organismissa (ihmiskehon esimerkissä)

Tärkeä rooli aineenvaihduntaprosessien ymmärtämisessä on tiedolla hiilihydraattien transformaatioista heterotrofisissa organismeissa. Ihmiskehossa tälle prosessille on tunnusomaista seuraava kaavamainen kuvaus.

Ruoassa olevat hiilihydraatit pääsevät elimistöön suun kautta. Ruoansulatuskanavan monosakkaridit eivät käytännössä muutu, disakkaridit hydrolysoituvat monosakkarideiksi ja polysakkaridit muuttuvat melko merkittäviksi (tämä koskee niitä polysakkarideja, joita keho kuluttaa, ja hiilihydraatteja, jotka eivät ole ravintoaineita, esimerkiksi selluloosa, jotkut pektiinit, erittyvät ulosteeseen).

Suuontelossa ruoka murskataan ja homogenoidaan (tulee homogeenisemmaksi kuin ennen sen sisääntuloa). Sylkirauhasten erittämä sylki vaikuttaa ruokaan. Se sisältää ptyaliinia ja sillä on ympäristön emäksinen reaktio, jonka seurauksena polysakkaridien primaarinen hydrolyysi alkaa, mikä johtaa oligosakkaridien (hiilihydraattien, joilla on pieni n-arvo) muodostumiseen.

Osa tärkkelyksestä voi jopa muuttua disakkarideiksi, mikä näkyy leivän pitkittyneessä pureskelussa (hapan musta leipä muuttuu makeaksi).

Pureskeltu, runsaasti sylkeä käsitelty ja hampailla murskattu ruoka menee ruokatorven kautta ruokapalana mahaan, jossa se altistuu mahanesteelle proteiineihin ja nukleiinihappoihin vaikuttavia entsyymejä sisältävän väliaineen happaman reaktion seurauksena. Hiilihydraattien kanssa mahassa ei tapahdu melkein mitään.

Sitten ruokamurska menee suolen ensimmäiseen osaan (ohutsuoleen) alkaen pohjukaissuolesta. Se vastaanottaa haimamehua (haiman eritystä), joka sisältää entsyymikompleksin, joka edistää hiilihydraattien sulamista. Hiilihydraatit muuttuvat monosakkarideiksi, jotka ovat vesiliukoisia ja imeytyviä. Ruokavalion sisältämät hiilihydraatit pilkkoutuvat lopulta ohutsuolessa, ja siinä osassa, jossa villit ovat, ne imeytyvät verenkiertoon ja pääsevät verenkiertoelimistöön.

Verenkierron mukana monosakkarideja kulkeutuu kehon eri kudoksiin ja soluihin, mutta ensin kaikki veri kulkee maksan läpi (jossa se puhdistetaan haitallisista aineenvaihduntatuotteista). Veressä monosakkarideja on pääasiassa alfa-glukoosina (mutta muut heksoosi-isomeerit, kuten fruktoosi, ovat myös mahdollisia).

Jos verensokeri on normaalia pienempi, osa maksan sisältämästä glykogeenista hydrolysoituu glukoosiksi. Liiallinen hiilihydraatti on tyypillistä vakavalle ihmisen sairaudelle - diabetekselle.

Verestä monosakkaridit pääsevät soluihin, joissa suurin osa niistä kuluu hapettumiseen (mitokondrioissa), jonka aikana syntetisoituu ATP, joka sisältää energiaa keholle "kätevässä" muodossa. ATP:tä käytetään erilaisiin energiaa vaativiin prosesseihin (kehon tarvitsemien aineiden synteesi, fysiologisten ja muiden prosessien toteuttaminen).

Osa ruoassa olevista hiilihydraateista syntetisoi tietyn organismin hiilihydraatteja, joita tarvitaan solurakenteiden muodostumiseen, tai yhdisteitä, jotka ovat välttämättömiä muiden yhdisteluokkien aineiden muodostumiselle (näin rasvat, nukleiinihapot jne. . voidaan saada hiilihydraateista). Hiilihydraattien kyky muuttua rasvoiksi on yksi liikalihavuuden syistä - sairaudesta, joka sisältää monia muita sairauksia.

Siksi ylimääräisten hiilihydraattien kulutus on haitallista ihmiskeholle, mikä on otettava huomioon tasapainoista ruokavaliota järjestettäessä.

Kasviorganismeissa, jotka ovat autotrofeja, hiilihydraattien aineenvaihdunta on hieman erilainen. Hiilihydraatit (monosokeri) syntetisoidaan itse hiilidioksidista ja vedestä aurinkoenergian avulla. Di-, oligo- ja polysakkaridit syntetisoidaan monosakkarideista. Osa monosakkarideista sisältyy nukleiinihappojen synteesiin. Kasviorganismit käyttävät tietyn määrän monosakkarideja (glukoosia) hengitysprosesseissa hapettumista varten, joissa (kuten heterotrofisissa organismeissa) syntetisoidaan ATP:tä.

Suunnitelma:

1. Käsitteen määritelmä: hiilihydraatit. Luokitus.

2. Hiilihydraattien koostumus, fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet.

3. Jakautuminen luonnossa. Kuitti. Sovellus.

Hiilihydraatit - orgaaniset yhdisteet, jotka sisältävät atomien karbonyyli- ja hydroksyyliryhmiä, joilla on yleinen kaava C n (H 2 O) m, (missä n ja m> 3).

Hiilihydraatit Biokemiallisesti erittäin tärkeitä aineita on laajalti levinnyt villieläimiin ja niillä on tärkeä rooli ihmisten elämässä. Hiilihydraattien nimi syntyi tämän yhdisteryhmän ensimmäisten tunnettujen edustajien analyysistä saatujen tietojen perusteella. Tämän ryhmän aineet koostuvat hiilestä, vedystä ja hapesta, ja niissä olevien vety- ja happiatomien lukumäärän suhde on sama kuin vedessä, ts. Jokaista kahta vetyatomia kohden on yksi happiatomi. Viime vuosisadalla niitä pidettiin hiilihydraatteina. Tästä johtuu vuonna 1844 ehdotettu venäläinen nimi hiilihydraatit. K. Schmidt. Hiilihydraattien yleinen kaava on sanotun mukaan C m H 2p O p. Kun "n" otetaan pois suluista, saadaan kaava C m (H 2 O) n, joka heijastaa hyvin selvästi nimeä " hiilihydraatti". Hiilihydraattien tutkimus on osoittanut, että on yhdisteitä, jotka on kaikkien ominaisuuksiensa perusteella luettava hiilihydraattien ryhmään, vaikka niiden koostumus ei täsmälleen vastaa kaavaa C m H 2p O p. Siitä huolimatta vanha nimi "hiilihydraatit" ovat säilyneet tähän päivään asti, vaikka tämän nimen lisäksi käytetään joskus uudempaa nimeä, glysidit, viittaamaan tarkasteltavana olevaan aineryhmään.

Hiilihydraatit voidaan jakaa kolme ryhmää : 1) Monosakkaridit - hiilihydraatteja, jotka voidaan hydrolysoida muodostamaan yksinkertaisempia hiilihydraatteja. Tähän ryhmään kuuluvat heksoosit (glukoosi ja fruktoosi) sekä pentoosi (riboosi). 2) Oligosakkaridit - useiden monosakkaridien (esimerkiksi sakkaroosin) kondensaatiotuotteet. 3) Polysakkaridit - polymeeriset yhdisteet, jotka sisältävät suuren määrän monosakkaridimolekyylejä.

Monosakkaridit. Monosakkaridit ovat heterofunktionaalisia yhdisteitä. Niiden molekyylit sisältävät samanaikaisesti sekä karbonyyliä (aldehydi tai ketoni) että useita hydroksyyliryhmiä, ts. monosakkaridit ovat polyhydroksikarbonyyliyhdisteitä - polyhydroksialdehydejä ja polyhydroksiketoneja. Tästä riippuen monosakkaridit jaetaan aldooseihin (monosakkaridi sisältää aldehydiryhmän) ja ketooseihin (sisältää ketoryhmän). Esimerkiksi glukoosi on aldoosi ja fruktoosi on ketoosi.

Kuitti. Glukoosia esiintyy luonnossa pääasiassa vapaassa muodossa. Se on myös monien polysakkaridien rakenneyksikkö. Muut vapaassa tilassa olevat monosakkaridit ovat harvinaisia ​​ja tunnetaan pääasiassa oligo- ja polysakkaridien komponentteina. Luonnossa glukoosia saadaan fotosynteesireaktion seurauksena: 6CO 2 + 6H 2 O ® C 6 H 12 O 6 (glukoosi) + 6O 2 Venäläinen kemisti G.E. Kirchhoff sai glukoosia ensimmäisen kerran vuonna 1811 tärkkelyksen hydrolyysin aikana. Myöhemmin A. M. Butlerov ehdotti monosakkaridien synteesiä formaldehydistä emäksisessä väliaineessa