karbohidrat zat disebut dengan rumus umum C n (H 2 O) m, dimana n dan m dapat memiliki nilai yang berbeda. Nama "karbohidrat" mencerminkan fakta bahwa hidrogen dan oksigen hadir dalam molekul zat-zat ini dalam rasio yang sama seperti dalam molekul air. Selain karbon, hidrogen dan oksigen, turunan karbohidrat mungkin mengandung unsur-unsur lain, seperti nitrogen.

Karbohidrat adalah salah satu kelompok utama zat organik sel. Mereka adalah produk utama fotosintesis dan produk awal biosintesis zat organik lainnya pada tanaman (asam organik, alkohol, asam amino, dll.), Dan juga ditemukan di sel semua organisme lain. Pada sel hewan, kandungan karbohidrat berkisar antara 1-2%, pada sel tumbuhan dalam beberapa kasus dapat mencapai 85-90% dari massa bahan kering.

Ada tiga kelompok karbohidrat:

• monosakarida atau gula sederhana;
• oligosakarida - senyawa yang terdiri dari 2-10 molekul gula sederhana yang terhubung secara berurutan (misalnya, disakarida, trisakarida, dll.).
• polisakarida terdiri dari lebih dari 10 molekul gula sederhana atau turunannya (pati, glikogen, selulosa, kitin).

Monosakarida (gula sederhana)

Tergantung pada panjang kerangka karbon (jumlah atom karbon), monosakarida dibagi menjadi triosa (C 3), tetrosa (C 4), pentosa (C 5), heksosa (C 6), heptosa (C 7).

Molekul monosakarida adalah alkohol aldehida (aldosa) atau alkohol keto (ketosa). Sifat kimia zat ini ditentukan terutama oleh gugus aldehida atau keton yang menyusun molekulnya.

Monosakarida sangat larut dalam air, rasanya manis.

Ketika dilarutkan dalam air, monosakarida, dimulai dengan pentosa, memperoleh bentuk cincin.

Struktur siklik pentosa dan heksosa adalah bentuknya yang biasa: pada saat tertentu, hanya sebagian kecil molekul yang ada dalam bentuk "rantai terbuka". Komposisi oligo- dan polisakarida juga termasuk bentuk siklik dari monosakarida.

Selain gula, di mana semua atom karbon terikat pada atom oksigen, ada sebagian gula tereduksi, yang paling penting adalah deoksiribosa.

Oligosakarida

Setelah hidrolisis, oligosakarida membentuk beberapa molekul gula sederhana. Dalam oligosakarida, molekul gula sederhana dihubungkan oleh apa yang disebut ikatan glikosidik, menghubungkan atom karbon dari satu molekul melalui oksigen ke atom karbon dari molekul lain.

Oligosakarida yang paling penting adalah maltosa (gula malt), laktosa (gula susu) dan sukrosa (gula tebu atau bit). Gula ini juga disebut disakarida. Berdasarkan sifatnya, disakarida merupakan blok dari monosakarida. Mereka larut dengan baik dalam air dan memiliki rasa manis.

Polisakarida

Ini adalah biomolekul polimer molekul tinggi (hingga 10.000.000 Da) yang terdiri dari sejumlah besar monomer - gula sederhana dan turunannya.

Polisakarida dapat terdiri dari monosakarida yang sama atau berbeda jenis. Dalam kasus pertama, mereka disebut homopolisakarida (pati, selulosa, kitin, dll.), Dalam kasus kedua - heteropolisakarida (heparin). Semua polisakarida tidak larut dalam air dan tidak memiliki rasa manis. Beberapa di antaranya mampu membengkak dan mengeluarkan lendir.

Polisakarida yang paling penting adalah sebagai berikut.

Selulosa- polisakarida linier yang terdiri dari beberapa rantai paralel lurus yang dihubungkan oleh ikatan hidrogen. Setiap rantai dibentuk oleh residu -D-glukosa. Struktur ini mencegah penetrasi air, sangat tahan air mata, yang menjamin stabilitas membran sel tanaman, yang mengandung 26-40% selulosa.

Selulosa berfungsi sebagai makanan bagi banyak hewan, bakteri, dan jamur. Namun, sebagian besar hewan, termasuk manusia, tidak dapat mencerna selulosa karena saluran pencernaannya kekurangan enzim selulase yang memecah selulosa menjadi glukosa. Pada saat yang sama, serat selulosa memainkan peran penting dalam nutrisi, karena memberikan tekstur besar dan kasar pada makanan, dan merangsang motilitas usus.

pati dan glikogen. Polisakarida ini adalah bentuk utama penyimpanan glukosa pada tumbuhan (pati), hewan, manusia dan jamur (glikogen). Ketika mereka dihidrolisis, glukosa terbentuk dalam organisme, yang diperlukan untuk proses vital.

kitin dibentuk oleh molekul -glukosa, di mana gugus alkohol pada atom karbon kedua digantikan oleh gugus yang mengandung nitrogen NHCOCH 3 . Rantai paralelnya yang panjang, seperti rantai selulosa, dibundel.

Kitin adalah elemen struktural utama dari integumen arthropoda dan dinding sel jamur.

Fungsi karbohidrat

Energi. Glukosa adalah sumber energi utama yang dilepaskan dalam sel organisme hidup selama respirasi seluler (1 g karbohidrat melepaskan 17,6 kJ energi selama oksidasi).

Struktural. Selulosa adalah bagian dari membran sel tumbuhan; kitin adalah komponen struktural dari integumen arthropoda dan dinding sel jamur.

Beberapa oligosakarida merupakan bagian dari membran sitoplasma sel (dalam bentuk glikoprotein dan glikolipid) dan membentuk glikokaliks.

metabolisme. Pentosa terlibat dalam sintesis nukleotida (ribosa adalah bagian dari nukleotida RNA, deoksiribosa adalah bagian dari nukleotida DNA), beberapa koenzim (misalnya, NAD, NADP, koenzim A, FAD), AMP; mengambil bagian dalam fotosintesis (ribulosa difosfat adalah akseptor CO2 dalam fase gelap fotosintesis).

Pentosa dan heksosa terlibat dalam sintesis polisakarida; glukosa sangat penting dalam peran ini.

Ingat!

Zat apa yang disebut polimer biologis?

Ini adalah polimer - senyawa molekul tinggi yang merupakan bagian dari organisme hidup. Protein, beberapa karbohidrat, asam nukleat.

Apa pentingnya karbohidrat di alam?

Fruktosa tersebar luas di alam - gula buah, yang jauh lebih manis daripada gula lainnya. Monosakarida ini memberikan rasa manis untuk menanam buah-buahan dan madu. Disakarida yang paling umum di alam - sukrosa, atau gula tebu - terdiri dari glukosa dan fruktosa. Itu diperoleh dari tebu atau bit gula. Pati untuk tanaman dan glikogen untuk hewan dan jamur merupakan cadangan nutrisi dan energi. Selulosa dan kitin melakukan fungsi struktural dan protektif pada organisme. Selulosa, atau serat, membentuk dinding sel tumbuhan. Dalam hal massa total, ia menempati urutan pertama di Bumi di antara semua senyawa organik. Dalam strukturnya, kitin sangat dekat dengan selulosa, yang membentuk dasar kerangka luar arthropoda dan merupakan bagian dari dinding sel jamur.

Sebutkan protein yang kamu ketahui! Fungsi apa yang mereka lakukan?

Hemoglobin adalah protein darah yang mengangkut gas dalam darah

Myosin - protein otot, kontraksi otot

Kolagen - protein tendon, kulit, elastisitas, ekstensibilitas

Kasein adalah protein susu

Tinjau pertanyaan dan tugas

1. Senyawa kimia apa yang disebut karbohidrat?

Ini adalah kelompok luas senyawa organik alami. Dalam sel hewan, karbohidrat membentuk tidak lebih dari 5% dari massa kering, dan di beberapa sel tumbuhan (misalnya, umbi atau kentang), kandungannya mencapai 90% dari residu kering. Karbohidrat dibagi menjadi tiga kelas utama: monosakarida, disakarida dan polisakarida.

2. Apa yang dimaksud dengan mono dan disakarida? Berikan contoh.

Monosakarida terdiri dari monomer, zat organik dengan berat molekul rendah. Monosakarida ribosa dan deoksiribosa adalah penyusun asam nukleat. Monosakarida yang paling umum adalah glukosa. Glukosa hadir dalam sel semua organisme dan merupakan salah satu sumber energi utama bagi hewan. Jika dua monosakarida bergabung dalam satu molekul, senyawa seperti itu disebut disakarida. Disakarida yang paling umum di alam adalah sukrosa, atau gula tebu.

3. Karbohidrat sederhana apa yang berfungsi sebagai monomer pati, glikogen, selulosa?

4. Terdiri dari senyawa organik apa protein?

Rantai protein panjang dibangun dari hanya 20 jenis asam amino yang berbeda yang memiliki rencana struktural yang sama, tetapi berbeda satu sama lain dalam struktur radikal. Menghubungkan, molekul asam amino membentuk apa yang disebut ikatan peptida. Dua rantai polipeptida yang membentuk hormon insulin pankreas mengandung 21 dan 30 residu asam amino. Ini adalah beberapa "kata" terpendek dalam "bahasa" protein. Mioglobin adalah protein yang mengikat oksigen dalam jaringan otot dan terdiri dari 153 asam amino. Protein kolagen, yang membentuk dasar serat kolagen jaringan ikat dan memastikan kekuatannya, terdiri dari tiga rantai polipeptida, yang masing-masing mengandung sekitar 1000 residu asam amino.

5. Bagaimana struktur protein sekunder dan tersier terbentuk?

Memutar dalam bentuk spiral, benang protein memperoleh tingkat organisasi yang lebih tinggi - struktur sekunder. Akhirnya, polipeptida menggulung membentuk gulungan (globul). Struktur tersier protein inilah yang merupakan bentuk aktif biologisnya, yang memiliki kekhususan individu. Namun, untuk sejumlah protein, struktur tersier tidak final. Struktur sekunder adalah rantai polipeptida yang dipilin menjadi heliks. Untuk interaksi yang lebih kuat dalam struktur sekunder, interaksi intramolekul terjadi dengan bantuan jembatan –S–S– sulfida antara belokan heliks. Ini memastikan kekuatan struktur ini. Struktur tersier adalah struktur spiral sekunder yang dipelintir menjadi butiran - gumpalan kompak. Struktur ini memberikan kekuatan maksimum dan kelimpahan yang lebih besar dalam sel dibandingkan dengan molekul organik lainnya.

6. Sebutkan fungsi protein yang Anda ketahui. Bagaimana Anda bisa menjelaskan keragaman fungsi protein yang ada?

Salah satu fungsi utama protein adalah enzimatik. Enzim adalah protein yang mengkatalisis reaksi kimia dalam organisme hidup. Reaksi enzimatis adalah reaksi kimia yang terjadi hanya dengan adanya enzim. Tanpa enzim, tidak ada satu reaksi pun yang terjadi pada organisme hidup. Kerja enzim sangat spesifik, setiap enzim memiliki substratnya sendiri, yang dibelahnya. Enzim mendekati substratnya seperti "kunci gembok". Jadi, enzim urease mengatur pemecahan urea, enzim amilase mengatur pati, dan enzim protease mengatur protein. Oleh karena itu, untuk enzim, istilah "kekhususan aksi" digunakan.

Protein juga melakukan berbagai fungsi lain dalam organisme: struktural, transportasi, motorik, pengatur, pelindung, energi. Fungsi protein cukup banyak, karena mendasari berbagai manifestasi kehidupan. Ini adalah komponen membran biologis, pengangkutan nutrisi, seperti hemoglobin, fungsi otot, fungsi hormonal, pertahanan tubuh - kerja antigen dan antibodi, dan fungsi penting lainnya dalam tubuh.

7. Apa yang dimaksud dengan denaturasi protein? Apa yang bisa menyebabkan denaturasi?

Denaturasi adalah pelanggaran struktur spasial tersier molekul protein di bawah pengaruh berbagai faktor fisik, kimia, mekanik, dan lainnya. Faktor fisik adalah suhu, radiasi.Faktor kimia adalah tindakan bahan kimia apa pun pada protein: pelarut, asam, alkali, zat pekat, dan sebagainya. Faktor mekanis - gemetar, tekanan, peregangan, puntiran, dll.

Memikirkan! Ingat!

1. Dengan menggunakan pengetahuan yang diperoleh dalam studi biologi tumbuhan, jelaskan mengapa ada lebih banyak karbohidrat pada organisme tumbuhan daripada pada hewan.

Karena dasar kehidupan - nutrisi tanaman adalah fotosintesis, ini adalah proses pembentukan senyawa organik kompleks karbohidrat dari karbon dioksida anorganik dan air yang lebih sederhana. Karbohidrat utama yang disintesis oleh tanaman untuk nutrisi udara adalah glukosa, dapat juga berupa pati.

2. Penyakit apa yang dapat menyebabkan pelanggaran konversi karbohidrat dalam tubuh manusia?

Pengaturan metabolisme karbohidrat terutama dilakukan oleh hormon dan sistem saraf pusat. Glukokortikosteroid (kortison, hidrokortison) memperlambat laju transportasi glukosa ke dalam sel jaringan, insulin mempercepatnya; adrenalin merangsang proses pembentukan gula dari glikogen di hati. Korteks serebral juga memainkan peran tertentu dalam pengaturan metabolisme karbohidrat, karena faktor psikogenik meningkatkan pembentukan gula di hati dan menyebabkan hiperglikemia.

Keadaan metabolisme karbohidrat dapat dinilai dari kandungan gula dalam darah (normalnya 70-120 mg%). Dengan beban gula, nilai ini meningkat, tetapi kemudian dengan cepat mencapai norma. Gangguan metabolisme karbohidrat terjadi pada berbagai penyakit. Jadi, dengan kekurangan insulin, diabetes mellitus terjadi.

Penurunan aktivitas salah satu enzim metabolisme karbohidrat - fosforilase otot - menyebabkan distrofi otot.

3. Diketahui bahwa jika tidak ada protein dalam makanan, meskipun kandungan kalori makanan cukup, pertumbuhan berhenti pada hewan, komposisi darah berubah dan fenomena patologis lainnya terjadi. Apa alasan pelanggaran seperti itu?

Hanya ada 20 jenis asam amino dalam tubuh yang memiliki rencana struktural yang sama, tetapi berbeda satu sama lain dalam struktur radikal, mereka membentuk molekul protein yang berbeda jika Anda tidak menggunakan protein, misalnya, yang esensial yang tidak dapat digunakan. dibentuk di dalam tubuh sendiri, tetapi harus dikonsumsi bersama makanan. Jadi, jika tidak ada protein, banyak molekul protein tidak dapat terbentuk di dalam tubuh itu sendiri dan perubahan patologis tidak dapat terjadi. Pertumbuhan dikendalikan oleh pertumbuhan sel-sel tulang, dasar dari setiap sel adalah protein; hemoglobin adalah protein utama dalam darah, yang memastikan pengangkutan gas utama dalam tubuh (oksigen, karbon dioksida).

4. Jelaskan kesulitan-kesulitan yang timbul selama transplantasi organ, berdasarkan pengetahuan tentang kekhususan molekul protein pada setiap organisme.

Protein adalah materi genetik, karena mengandung struktur DNA dan RNA tubuh. Dengan demikian, protein memiliki karakteristik genetik di setiap organisme, informasi gen dienkripsi di dalamnya, ini adalah kesulitan ketika transplantasi dari organisme asing (tidak terkait), karena mereka memiliki gen yang berbeda, dan karenanya protein.

Semua karbohidrat terdiri dari "unit" individu, yang merupakan sakarida. Dengan kemampuan untukhidrolisispadamonomerkarbohidrat dibagimenjadi dua kelompok: sederhana dan kompleks. Karbohidrat yang mengandung satu satuan disebutmonosakarida, dua unit -disakarida, dua sampai sepuluh unitoligosakarida, dan lebih dari sepuluhpolisakarida.

Monosakarida cepat meningkatkan gula darah, dan memiliki indeks glikemik tinggi, sehingga disebut juga karbohidrat cepat. Mereka mudah larut dalam air dan disintesis di tumbuhan hijau.

Karbohidrat yang terdiri dari 3 satuan atau lebih disebutkompleks. Makanan kaya karbohidrat kompleks secara bertahap meningkatkan kandungan glukosa dan memiliki indeks glikemik rendah, itulah sebabnya mereka juga disebut karbohidrat lambat. Karbohidrat kompleks adalah produk dari polikondensasi gula sederhana (monosakarida) dan, tidak seperti yang sederhana, dalam proses pembelahan hidrolitik mereka dapat terurai menjadi monomer, dengan pembentukan ratusan dan ribuan.molekulmonosakarida.

Stereoisomerisme monosakarida: isomergliseraldehidadi mana, ketika model diproyeksikan ke bidang, gugus OH pada atom karbon asimetris terletak di sisi kanan, biasanya untuk mempertimbangkan D-gliseraldehida, dan bayangan cerminnya adalah L-gliseraldehida. Semua isomer monosakarida dibagi menjadi bentuk D dan L sesuai dengan kesamaan letak gugus OH pada atom karbon asimetris terakhir di dekat CH 2 Gugus OH (ketosa mengandung satu atom karbon asimetris lebih sedikit daripada aldosa dengan jumlah atom karbon yang sama). Alamiheksosa – glukosa, fruktosa, manosadangalaktosa- menurut konfigurasi stereokimia, mereka diklasifikasikan sebagai senyawa seri-D.

Polisakarida - nama umum kelas karbohidrat kompleks bermolekul tinggi,molekulterdiri dari puluhan, ratusan atau ribuanmonomer – monosakarida. Dari sudut pandang prinsip-prinsip umum struktur dalam kelompok polisakarida, adalah mungkin untuk membedakan antara homopolisakarida yang disintesis dari jenis unit monosakarida yang sama dan heteropolisakarida, yang dicirikan oleh adanya dua atau lebih jenis residu monomer.

https :// id . wikipedia . organisasi / wiki /Karbohidrat

1.6. Lipid - tata nama dan struktur. Polimorfisme lipid.

Lemak - kelompok luas senyawa organik alami, termasuk lemak dan zat mirip lemak. Molekul lipid sederhana terdiri dari alkohol danasam lemak, kompleks - dari alkohol, asam lemak dengan berat molekul tinggi dan komponen lainnya.

Klasifikasi lipid

Lipid sederhana adalah lipid yang mengandung karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O) dalam strukturnya.

Lipid kompleks - Ini adalah lipid yang termasuk dalam strukturnya, selain karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O), dan unsur kimia lainnya. Paling sering: fosfor (P), belerang (S), nitrogen (N).

https:// id. wikipedia. organisasi/ wiki/Lemak

Literatur:

1) Cherkasova L. S., Merezhinsky M. F., Metabolisme lemak dan lipid, Minsk, 1961;

2) Markman A. L., Kimia lipid, v. 12, Tash., 1963 - 70;

3) Tyutyunnikov B. N., Kimia lemak, M., 1966;

4) Mahler G., Kordes K., Dasar-dasar kimia biologi, trans. dari bahasa Inggris, M., 1970.

1.7. membran biologis. Bentuk agregasi lipid. Konsep keadaan kristal cair. Difusi lateral dan sandal jepit.

membran membatasi sitoplasma dari lingkungan, dan juga membentuk membran inti, mitokondria dan plastida. Mereka membentuk labirin retikulum endoplasma dan vesikel bertumpuk yang membentuk kompleks Golgi. Membran membentuk lisosom, vakuola besar dan kecil sel tumbuhan dan jamur, vakuola protozoa yang berdenyut. Semua struktur ini adalah kompartemen (kompartemen) yang dirancang untuk proses dan siklus khusus tertentu. Oleh karena itu, tanpa membran, keberadaan sel tidak mungkin ada.

Diagram struktur membran: a – model tiga dimensi; b - gambar planar;

1 - protein yang berdekatan dengan lapisan lipid (A), terbenam di dalamnya (B) atau menembusnya (C); 2 - lapisan molekul lipid; 3 - glikoprotein; 4 - glikolipid; 5 - saluran hidrofilik berfungsi sebagai pori.

Fungsi membran biologis adalah sebagai berikut:

1) Batasi isi sel dari lingkungan luar dan isi organel dari sitoplasma.

2) Menyediakan transportasi zat masuk dan keluar sel, dari sitoplasma ke organel dan sebaliknya.

3) Mereka bertindak sebagai reseptor (menerima dan mengubah sinyal dari lingkungan, pengenalan zat sel, dll.).

4) Mereka adalah katalis (memastikan proses kimia dekat membran).

5) Berpartisipasi dalam transformasi energi.

http:// sbio. informasi/ halaman. php? Indo=15

Difusi lateral adalah pergerakan termal yang kacau dari molekul lipid dan protein di bidang membran. Dengan difusi lateral, molekul lipid yang berdekatan melompat-lompat, dan sebagai akibat dari lompatan berturut-turut tersebut dari satu tempat ke tempat lain, molekul bergerak sepanjang permukaan membran.

Pergerakan molekul di sepanjang permukaan membran sel selama waktu t ditentukan secara eksperimental dengan metode label fluoresen - kelompok molekul fluoresen. Label fluoresen membuat molekul fluoresen, yang pergerakannya pada permukaan sel dapat dipelajari, misalnya, dengan memeriksa di bawah mikroskop laju penyebaran titik fluoresen yang dibuat oleh molekul-molekul tersebut pada permukaan sel.

sandal jepit adalah difusi molekul fosfolipid membran melintasi membran.

Laju lompatan molekul dari satu permukaan membran ke permukaan lain (flip-flop) ditentukan dengan metode label spin dalam percobaan pada membran lipid model - liposom.

Beberapa molekul fosfolipid dari mana liposom terbentuk diberi label dengan label spin yang melekat padanya. Liposom terkena asam askorbat, akibatnya elektron yang tidak berpasangan pada molekul menghilang: molekul paramagnetik menjadi diamagnetik, yang dapat dideteksi dengan penurunan area di bawah kurva spektrum EPR.

Jadi, lompatan molekul dari satu permukaan bilayer ke permukaan lain (flip-flop) terjadi jauh lebih lambat daripada lompatan selama difusi lateral. Waktu rata-rata untuk molekul fosfolipid untuk flip-flop (T ~ 1 jam) adalah puluhan miliar kali lebih lama dari waktu rata-rata untuk sebuah molekul untuk melompat dari satu tempat ke tempat lain di bidang membran.

Konsep keadaan kristal cair

Tubuh yang kokoh bisa menjadikristal , danamorf. Dalam kasus pertama, ada urutan jarak jauh dalam susunan partikel pada jarak yang jauh lebih besar daripada jarak antarmolekul (kisi kristal). Dalam yang kedua, tidak ada keteraturan jarak jauh dalam susunan atom dan molekul.

Perbedaan antara benda amorf dan cairan bukanlah pada ada atau tidak adanya keteraturan jarak jauh, tetapi pada sifat gerak partikel. Molekul zat cair dan zat padat membuat gerakan osilasi (terkadang rotasi) di sekitar posisi kesetimbangan. Setelah beberapa waktu rata-rata ("waktu kehidupan menetap"), molekul melompat ke posisi keseimbangan lain. Perbedaannya adalah bahwa "waktu menetap" dalam cairan jauh lebih pendek daripada dalam keadaan padat.

Membran bilayer lipid berbentuk cair dalam kondisi fisiologis, "waktu hidup menetap" dari molekul fosfolipid dalam membran adalah 10 −7 – 10 −8 dengan.

Molekul-molekul dalam membran tidak tersusun secara acak; keteraturan jarak jauh diamati dalam susunannya. Molekul fosfolipid berada dalam lapisan ganda, dan ekor hidrofobiknya kira-kira sejajar satu sama lain. Ada juga urutan dalam orientasi kepala hidrofilik polar.

Keadaan fisiologis di mana terdapat keteraturan jarak jauh dalam orientasi dan pengaturan molekul bersama, tetapi keadaan agregasinya cair, disebutkeadaan kristal cair. Kristal cair tidak dapat terbentuk di semua zat, tetapi dalam zat dari "molekul panjang" (dimensi transversalnya lebih kecil daripada yang memanjang). Mungkin ada berbagai struktur kristal cair: nematik (berfilamen), ketika molekul panjang berorientasi sejajar satu sama lain; smectic - molekul sejajar satu sama lain dan tersusun berlapis-lapis; kolestik - molekul sejajar satu sama lain di bidang yang sama, tetapi di bidang yang berbeda orientasi molekulnya berbeda.

http:// www. studfiles. id/ pratinjau/1350293/

Literatur: PADA. Lemeza, L.V. Kamlyuk, N.D. Lisov. "Manual biologi untuk pelamar ke universitas."

1.8. Asam nukleat. Basa heterosiklik, nukleosida, nukleotida, tata nama. Struktur spasial asam nukleat - DNA, RNA (tRNA, rRNA, mRNA). Ribosom dan inti sel. Metode untuk menentukan struktur primer dan sekunder asam nukleat (pengurutan, hibridisasi).

Asam nukleat - biopolimer organisme hidup yang mengandung fosfor yang menyediakan penyimpanan dan transmisi informasi keturunan.

Asam nukleat adalah biopolimer. Makromolekul mereka terdiri dari unit berulang berulang, yang diwakili oleh nukleotida. Dan mereka secara logis dinamaipolinukleotida. Salah satu karakteristik utama asam nukleat adalah komposisi nukleotidanya. Komposisi nukleotida (satuan struktural asam nukleat) meliputi:tiga komponen:

– basa nitrogen. Mungkin pirimidin atau purin. Asam nukleat mengandung 4 jenis basa yang berbeda: dua di antaranya termasuk dalam kelas purin dan dua termasuk dalam kelas pirimidin.

– sisa asam fosfat.

– Monosakarida - ribosa atau 2-deoksiribosa. Gula, yang merupakan bagian dari nukleotida, mengandung lima atom karbon, yaitu. adalah pentosa. Tergantung pada jenis pentosa yang ada dalam nukleotida, dua jenis asam nukleat dibedakan- asam ribonukleat (RNA), yang mengandung ribosa, danasam deoksiribonukleat (DNA), mengandung deoksiribosa.

Nukleotida pada intinya, itu adalah ester fosfat dari nukleosida.Komposisi nukleosida Ada dua komponen: monosakarida (ribosa atau deoksiribosa) dan basa nitrogen.

http :// sbio . informasi / halaman . php ? Indo =11

Basa nitrogen – heterosikliksenyawa organik, turunanpirimidindanpurin, termasuk dalamasam nukleat. Untuk sebutan yang disingkat, digunakan huruf latin kapital. Basa nitrogen adalahadenin(A)guanin(G)sitosin(C) yang merupakan bagian dari DNA dan RNA.Timin(T) hanya bagian dari DNA, danurasil(U) hanya terjadi pada RNA.

KARBOHIDRAT

Karbohidrat adalah bagian dari sel dan jaringan semua organisme tumbuhan dan hewan dan, secara massa, merupakan bagian terbesar dari bahan organik di Bumi. Karbohidrat menyumbang sekitar 80% dari bahan kering tanaman dan sekitar 20% hewan. Tumbuhan mensintesis karbohidrat dari senyawa anorganik - karbon dioksida dan air (CO 2 dan H 2 O).

Karbohidrat dibagi menjadi dua kelompok: monosakarida (monosa) dan polisakarida (poliosa).

Monosakarida

Untuk studi terperinci tentang materi yang terkait dengan klasifikasi karbohidrat, isomerisme, tata nama, struktur, dll., Anda perlu menonton film animasi "Karbohidrat. Genetik. D - serangkaian gula" dan "Konstruksi formula Haworth untuk D - galaktosa" (video ini hanya tersedia di CD ROM ). Teks-teks yang menyertai film-film ini telah ditransfer secara penuh ke subbagian ini dan mengikuti di bawah ini.

Karbohidrat. Gula seri D genetik

Karbohidrat tersebar luas di alam dan melakukan berbagai fungsi penting dalam organisme hidup. Karbohidrat menyediakan energi untuk proses biologis, dan juga merupakan bahan awal untuk sintesis metabolit perantara atau akhir lainnya di dalam tubuh. Karbohidrat memiliki formula umum C n (H 2 O ) m dari mana nama senyawa alami ini berasal.

Karbohidrat dibagi menjadi gula sederhana atau monosakarida dan polimer dari gula sederhana atau polisakarida ini. Di antara polisakarida, kelompok oligosakarida yang mengandung 2 hingga 10 residu monosakarida dalam suatu molekul harus dibedakan. Ini termasuk, khususnya, disakarida.

Monosakarida adalah senyawa heterofungsional. Molekul mereka secara bersamaan mengandung karbonil (aldehida atau keton) dan beberapa gugus hidroksil, mis. monosakarida adalah senyawa polihidroksikarbonil - polihidroksialdehida dan polihidroksiketon. Tergantung pada ini, monosakarida dibagi menjadi aldosa (monosakarida mengandung gugus aldehida) dan ketosa (mengandung gugus keto). Misalnya, glukosa adalah aldosa dan fruktosa adalah ketosa.

(glukosa (aldosa))(fruktosa (ketosa))

Tergantung pada jumlah atom karbon dalam molekul, monosakarida disebut tetrosa, pentosa, heksosa, dll. Jika kita menggabungkan dua jenis klasifikasi terakhir, maka glukosa adalah aldoheksosa, dan fruktosa adalah ketoheksosa. Kebanyakan monosakarida alami adalah pentosa dan heksosa.

Monosakarida digambarkan dalam bentuk rumus proyeksi Fisher, yaitu dalam bentuk proyeksi model tetrahedral atom karbon pada bidang gambar. Rantai karbon di dalamnya ditulis secara vertikal. Dalam aldosa, gugus aldehida ditempatkan di atas, dalam ketosa, gugus alkohol primer berdekatan dengan gugus karbonil. Atom hidrogen dan gugus hidroksil pada atom karbon asimetris ditempatkan pada garis horizontal. Sebuah atom karbon asimetris terletak di garis bidik yang dihasilkan dari dua garis lurus dan tidak ditunjukkan oleh simbol. Dari kelompok yang terletak di atas, penomoran rantai karbon dimulai. (Mari kita definisikan atom karbon asimetris: itu adalah atom karbon yang terikat pada empat atom atau gugus yang berbeda.)

Menetapkan konfigurasi absolut, mis. pengaturan yang benar dalam ruang substituen pada atom karbon asimetris adalah sangat melelahkan, dan sampai beberapa waktu itu bahkan merupakan tugas yang mustahil. Dimungkinkan untuk mengkarakterisasi senyawa dengan membandingkan konfigurasinya dengan senyawa referensi, mis. menentukan konfigurasi relatif.

Konfigurasi relatif monosakarida ditentukan oleh standar konfigurasi - gliseraldehida, yang pada akhir abad terakhir, konfigurasi tertentu ditetapkan secara sewenang-wenang, ditunjuk sebagai D- dan L - gliseraldehida. Konfigurasi atom karbon asimetris dari monosakarida yang terjauh dari gugus karbonil dibandingkan dengan konfigurasi atom karbon asimetrisnya. Dalam pentosa, atom ini adalah atom karbon keempat ( Dari 4 ), dalam heksosa - yang kelima ( Dari 5 ), yaitu kedua dari belakang dalam rantai atom karbon. Jika konfigurasi atom karbon ini bertepatan dengan konfigurasi D - gliseraldehida monosakarida milik D - berturut-turut. Dan sebaliknya, jika cocok dengan konfigurasi L - gliseraldehida menganggap bahwa monosakarida milik L - baris. Simbol D berarti bahwa gugus hidroksil pada atom karbon asimetris yang sesuai dalam proyeksi Fischer terletak di sebelah kanan garis vertikal, dan simbol L - bahwa gugus hidroksil terletak di sebelah kiri.

Gula seri D genetik

Nenek moyang aldosa adalah gliseraldehida. Pertimbangkan hubungan genetik gula D - baris dengan D - gliseraldehida.

Dalam kimia organik, ada metode untuk meningkatkan rantai karbon monosakarida dengan memasukkan gugus secara berurutan

N-

Saya Dengan Saya

-APAKAH DIA

antara gugus karbonil dan atom karbon yang berdekatan. Pengenalan kelompok ini ke dalam molekul D - gliseraldehida menghasilkan dua tetrosa diastereomer - D - eritrosis dan D - pohon. Ini disebabkan oleh fakta bahwa atom karbon baru yang dimasukkan ke dalam rantai monosakarida menjadi asimetris. Untuk alasan yang sama, setiap tetrosa diperoleh, dan kemudian pentosa, ketika satu atom karbon lagi dimasukkan ke dalam molekulnya, juga menghasilkan dua gula diastereomer. Diastereomer adalah stereoisomer yang berbeda dalam konfigurasi satu atau lebih atom karbon asimetris.

Ini adalah bagaimana D diperoleh - serangkaian gula dari D - gliseraldehida. Seperti yang bisa dilihat, semua anggota seri di atas, diperoleh dari D - gliseraldehida, mempertahankan atom karbon asimetrisnya. Ini adalah atom karbon asimetris terakhir dalam rantai atom karbon dari monosakarida yang disajikan.

Setiap aldosa D -angka sesuai dengan stereoisomer L - deret yang molekulnya berhubungan satu sama lain sebagai objek dan bayangan cermin yang tidak kompatibel. Stereoisomer semacam itu disebut enansiomer.

Perlu dicatat dalam kesimpulan bahwa rangkaian aldoheksosa di atas tidak terbatas pada empat yang ditunjukkan. Seperti yang ditunjukkan di atas, dari D - ribosa dan D - xilosa, Anda bisa mendapatkan dua pasang gula diastereomer lagi. Namun, kami hanya fokus pada aldoheksosa, yang paling umum di alam.

Konstruksi formula Haworth untuk D-galaktosa

Bersamaan dengan pengenalan konsep struktur glukosa dan monosakarida lain ke dalam kimia organik sebagai polihidroksialdehida atau polihidroksiketon yang dijelaskan oleh rumus rantai terbuka, fakta mulai menumpuk dalam kimia karbohidrat yang sulit dijelaskan dari sudut pandang struktur seperti itu. Ternyata glukosa dan monosakarida lain ada dalam bentuk hemiasetal siklik yang terbentuk sebagai hasil dari reaksi intramolekul dari gugus fungsi yang sesuai.

Hemiasetal biasa dibentuk oleh interaksi molekul dua senyawa - aldehida dan alkohol. Selama reaksi, ikatan rangkap dari gugus karbonil terputus, di tempat pemutusan, atom hidrogen dari hidroksil dan sisa alkohol ditambahkan ke dalamnya. Hemiasetal siklik terbentuk karena interaksi gugus fungsi serupa yang dimiliki oleh molekul satu senyawa - monosakarida. Reaksi berlangsung dalam arah yang sama: ikatan rangkap dari gugus karbonil terputus, atom hidrogen dari hidroksil ditambahkan ke oksigen karbonil, dan sebuah siklus terbentuk karena pengikatan atom karbon dari karbonil dan oksigen dari kelompok hidroksil.

Hemiasetal paling stabil dibentuk oleh gugus hidroksil pada atom karbon keempat dan kelima. Cincin beranggota lima dan enam yang dihasilkan masing-masing disebut bentuk monosakarida furanosa dan piranosa. Nama-nama ini berasal dari nama senyawa heterosiklik beranggota lima dan enam dengan atom oksigen dalam siklus - furan dan piran.

Monosakarida yang memiliki bentuk siklik dengan mudah diwakili oleh formula Haworth yang menjanjikan. Mereka adalah cincin beranggota lima dan enam planar yang diidealkan dengan atom oksigen di dalam cincin, sehingga memungkinkan untuk melihat pengaturan timbal balik dari semua substituen relatif terhadap bidang cincin.

Pertimbangkan konstruksi rumus Haworth menggunakan contoh D-galaktosa.

Untuk menyusun rumus Haworth, pertama-tama perlu memberi nomor atom karbon monosakarida dalam proyeksi Fisher dan memutarnya ke kanan sehingga rantai atom karbon mengambil posisi horizontal. Kemudian atom dan gugus yang terletak dalam rumus proyeksi di sebelah kiri akan berada di atas, dan yang terletak di sebelah kanan - di bawah garis horizontal, dan dengan transisi lebih lanjut ke rumus siklik - di atas dan di bawah bidang siklus, masing-masing . Pada kenyataannya, rantai karbon monosakarida tidak terletak dalam garis lurus, tetapi berbentuk melengkung di ruang angkasa. Seperti dapat dilihat, hidroksil pada atom karbon kelima secara signifikan dihilangkan dari gugus aldehida; menempati posisi yang tidak menguntungkan untuk menutup ring. Untuk mendekatkan gugus fungsi, bagian dari molekul diputar di sekitar sumbu valensi yang menghubungkan atom karbon keempat dan kelima berlawanan arah jarum jam dengan satu sudut valensi. Sebagai hasil dari rotasi ini, hidroksil dari atom karbon kelima mendekati gugus aldehida, sementara dua substituen lainnya juga mengubah posisinya - khususnya, gugus CH 2 OH terletak di atas rantai atom karbon. Pada saat yang sama, gugus aldehida, karena rotasi sekitar s - ikatan antara atom karbon pertama dan kedua mendekati hidroksil. Gugus fungsi yang didekati berinteraksi satu sama lain sesuai dengan skema di atas, yang mengarah pada pembentukan hemiasetal dengan cincin piranosa beranggota enam.

Gugus hidroksil yang dihasilkan disebut gugus glikosidik. Pembentukan hemiasetal siklik menyebabkan munculnya atom karbon asimetris baru, yang disebut anomerik. Akibatnya, dua diastereomer terbentuk - a-dan b - anomer yang berbeda hanya pada konfigurasi atom karbon pertama.

Berbagai konfigurasi atom karbon anomerik dihasilkan dari fakta bahwa gugus aldehida, yang memiliki konfigurasi planar, karena rotasi sekitar s - penghubung antar jalur dengan atom karbon pertama dan kedua mengacu pada reagen penyerang (gugus hidroksil) baik pada satu sisi dan sisi yang berlawanan dari pesawat. Gugus hidroksil kemudian menyerang gugus karbonil dari kedua sisi ikatan rangkap, menyebabkan hemiasetal dengan konfigurasi yang berbeda dari atom karbon pertama. Dengan kata lain, alasan utama untuk formasi simultan a-dan b -anomer terletak pada non-stereoselektivitas dari reaksi yang dibahas.

sebuah - anomer, konfigurasi pusat anomer sama dengan konfigurasi atom karbon asimetris terakhir, yang menentukan milik D - dan L - berturut-turut, dan b - anomer - berlawanan. Pada aldopentosis dan aldohexosis D - seri dalam rumus Haworth gugus hidroksil glikosidik y sebuah - anomer terletak di bawah bidang, dan y b - anomer - di atas bidang siklus.

Menurut aturan serupa, transisi ke bentuk furanosa dari Haworth dilakukan. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa hidroksil dari atom karbon keempat terlibat dalam reaksi, dan untuk konvergensi gugus fungsi, perlu untuk memutar bagian dari molekul di sekitar s - ikatan antara atom karbon ketiga dan keempat dan searah jarum jam, sebagai akibatnya atom karbon kelima dan keenam akan ditempatkan di bawah bidang siklus.

Nama-nama bentuk siklik monosakarida termasuk indikasi konfigurasi pusat anomerik ( a - atau b -), nama monosakarida dan deretnya ( D - atau L -) dan ukuran siklus (furanosa atau piranosa). Misal , a , D - galaktopiranosa atau b, D - galaktofuranosa."

Resi

Glukosa sebagian besar ditemukan dalam bentuk bebas di alam. Ini juga merupakan unit struktural dari banyak polisakarida. Monosakarida lain dalam keadaan bebas jarang terjadi dan terutama dikenal sebagai komponen oligo- dan polisakarida. Di alam, glukosa diperoleh sebagai hasil dari reaksi fotosintesis:

6CO 2 + 6H 2 O ® C 6 H 12 O 6 (glukosa) + 6O 2

Untuk pertama kalinya, glukosa diperoleh pada tahun 1811 oleh ahli kimia Rusia G.E. Kirchhoff selama hidrolisis pati. Kemudian, sintesis monosakarida dari formaldehida dalam media basa diusulkan oleh A.M. Butlerov.

Dalam industri, glukosa diperoleh dengan hidrolisis pati dengan adanya asam sulfat.

(C 6 H 10 O 5) n (pati) + nH 2 O -- H 2 SO 4,t ° ® nC 6 H 12 O 6 (glukosa)

Properti fisik

Monosakarida adalah zat padat, mudah larut dalam air, buruk dalam alkohol, dan sama sekali tidak larut dalam eter. Larutan berair bersifat netral terhadap lakmus. Kebanyakan monosakarida memiliki rasa manis, tetapi kurang dari gula bit.

Sifat kimia

Monosakarida menunjukkan sifat alkohol dan senyawa karbonil.

SAYA. Reaksi pada gugus karbonil

1. Oksidasi.

sebuah) Seperti semua aldehida, oksidasi monosakarida mengarah ke asam yang sesuai. Jadi, ketika glukosa dioksidasi dengan larutan amonia dari perak hidroksida, asam glukonat terbentuk (reaksi "cermin perak").

b) Reaksi monosakarida dengan tembaga hidroksida ketika dipanaskan juga menghasilkan asam aldonat.

c) Oksidator yang lebih kuat mengoksidasi tidak hanya gugus aldehida, tetapi juga gugus alkohol primer menjadi gugus karboksil, yang menghasilkan asam gula dibasa (aldarit). Biasanya, asam nitrat pekat digunakan untuk oksidasi ini.

2. Pemulihan.

Reduksi gula menghasilkan alkohol polihidrat. Hidrogen dengan adanya nikel, lithium aluminium hidrida, dll digunakan sebagai zat pereduksi.

3. Terlepas dari kesamaan sifat kimia monosakarida dengan aldehida, glukosa tidak bereaksi dengan natrium hidrosulfit ( NaHSO3).

II. Reaksi pada gugus hidroksil

Reaksi pada gugus hidroksil monosakarida dilakukan, sebagai suatu peraturan, dalam bentuk hemiasetal (siklik).

1. Alkilasi (pembentukan eter).

Di bawah aksi metil alkohol dengan adanya gas hidrogen klorida, atom hidrogen dari hidroksil glikosidik digantikan oleh gugus metil.

Saat menggunakan agen alkilasi yang lebih kuat, seperti: Sebagai contoh , metil iodida atau dimetil sulfat, transformasi semacam itu mempengaruhi semua gugus hidroksil dari monosakarida.

2. Asilasi (pembentukan ester).

Ketika anhidrida asetat bekerja pada glukosa, ester terbentuk - pentaasetilglukosa.

3. Seperti semua alkohol polihidrat, glukosa dengan tembaga hidroksida ( II ) memberikan warna biru yang intens (reaksi kualitatif).

AKU AKU AKU. Reaksi spesifik

Selain di atas, glukosa juga dicirikan oleh beberapa sifat spesifik - proses fermentasi. Fermentasi adalah pemecahan molekul gula di bawah pengaruh enzim (enzim). Gula dengan kelipatan tiga atom karbon difermentasi. Ada banyak jenis fermentasi, di antaranya yang paling terkenal adalah sebagai berikut:

sebuah) fermentasi alkohol

C 6 H 12 O 6 ® 2CH 3 -CH 2 OH (etil alkohol) + 2CO 2

b) fermentasi laktat

c) fermentasi butirat

C6H12O6® CH 3 -CH 2 -CH 2 -COOH(asam butirat) + 2 H 2 + 2CO 2

Jenis fermentasi yang disebabkan oleh mikroorganisme yang disebutkan di atas memiliki kepentingan praktis yang luas. Misalnya, alkohol - untuk produksi etil alkohol, dalam pembuatan anggur, pembuatan bir, dll., Dan asam laktat - untuk produksi asam laktat dan produk susu fermentasi.

disakarida

Disakarida (biosis) pada hidrolisis membentuk dua monosakarida identik atau berbeda. Untuk menetapkan struktur disakarida, perlu diketahui: dari monosakarida mana ia dibangun, apa konfigurasi pusat anomerik dalam monosakarida ini ( a - atau b -), berapa ukuran cincinnya (furanosa atau piranosa) dan dengan partisipasi hidroksil mana dua molekul monosakarida dihubungkan.

Disakarida dibagi menjadi dua kelompok: pereduksi dan non-pereduksi.

Disakarida pereduksi termasuk, khususnya, maltosa (gula malt) yang terkandung dalam malt, i. berkecambah, dan kemudian biji-bijian sereal dikeringkan dan dihancurkan.

(maltosa)

Maltosa terdiri dari dua residu D - glukopiranosa, yang dihubungkan oleh ikatan (1-4) -glikosidik, mis. hidroksil glikosidik dari satu molekul dan hidroksil alkohol pada atom karbon keempat dari molekul monosakarida lain berpartisipasi dalam pembentukan ikatan eter. Sebuah atom karbon anomerik ( Dari 1 ) berpartisipasi dalam pembentukan ikatan ini memiliki sebuah - konfigurasi, dan atom anomerik dengan hidroksil glikosidik bebas (ditunjukkan dengan warna merah) dapat memiliki keduanya A A - maltosa) dan b - konfigurasi (b - maltosa).

Maltosa adalah kristal putih, sangat larut dalam air, rasanya manis, tetapi jauh lebih sedikit daripada gula (sukrosa).

Seperti dapat dilihat, maltosa mengandung hidroksil glikosidik bebas, sebagai akibatnya kemampuan untuk membuka cincin dan transfer ke bentuk aldehida dipertahankan. Dalam hal ini, maltosa dapat masuk ke dalam reaksi karakteristik aldehida, dan, khususnya, untuk memberikan reaksi "cermin perak", oleh karena itu disebut disakarida pereduksi. Selain itu, maltosa masuk ke dalam banyak reaksi karakteristik monosakarida, Sebagai contoh , membentuk eter dan ester (lihat sifat kimia monosakarida).

Disakarida non-pereduksi termasuk sukrosa (bit atau tebu)Gula). Ini ditemukan dalam tebu, bit gula (hingga 28% bahan kering), jus tanaman dan buah-buahan. Molekul sukrosa terdiri dari a , D - glukopiranosa dan b, D - fruktofuranosa.

(sukrosa)

Berbeda dengan maltosa, ikatan glikosidik (1–2) antara monosakarida terbentuk dengan mengorbankan hidroksil glikosidik dari kedua molekul, yaitu, tidak ada hidroksil glikosidik bebas. Akibatnya, sukrosa tidak memiliki kemampuan mereduksi, tidak memberikan reaksi “cermin perak”, oleh karena itu disebut sebagai disakarida non-pereduksi.

Sukrosa adalah zat kristal putih, rasanya manis, sangat larut dalam air.

Sukrosa dicirikan oleh reaksi pada gugus hidroksil. Seperti semua disakarida, sukrosa diubah oleh hidrolisis asam atau enzimatik menjadi monosakarida yang menyusunnya.

Polisakarida

Polisakarida yang paling penting adalah pati dan selulosa (serat). Mereka dibangun dari residu glukosa. Rumus umum untuk polisakarida ini ( C 6 H 10 O 5 n . Hidroksil glikosidik (pada atom C 1) dan alkohol (pada atom C 4) biasanya berperan dalam pembentukan molekul polisakarida, yaitu ikatan (1-4)-glikosidik terbentuk.

Pati

Pati adalah campuran dari dua polisakarida yang dibangun dari a , D - tautan glukopiranosa: amilosa (10-20%) dan amilopektin (80-90%). Pati terbentuk pada tanaman selama fotosintesis dan disimpan sebagai "cadangan" karbohidrat di akar, umbi dan biji. Misalnya, biji-bijian beras, gandum, gandum hitam dan sereal lainnya mengandung 60-80% pati, umbi kentang - 15-20%. Peran terkait di dunia hewan dimainkan oleh glikogen polisakarida, yang "disimpan" terutama di hati.

Pati adalah bubuk putih yang terdiri dari butiran kecil, tidak larut dalam air dingin. Ketika pati diperlakukan dengan air hangat, dimungkinkan untuk mengisolasi dua fraksi: fraksi yang larut dalam air hangat dan terdiri dari polisakarida amilosa, dan fraksi yang hanya membengkak dalam air hangat untuk membentuk pasta dan terdiri dari polisakarida amilopektin.

Amilosa memiliki struktur linier, a , D - residu glukopiranosa dihubungkan oleh ikatan (1-4) -glikosidik. Sel unsur amilosa (dan pati pada umumnya) direpresentasikan sebagai berikut:

Molekul amilopektin dibangun dengan cara yang sama, tetapi memiliki cabang dalam rantai, yang menciptakan struktur spasial. Pada titik cabang, residu monosakarida dihubungkan oleh ikatan (1–6)-glikosidik. Di antara titik cabang biasanya terdapat 20-25 residu glukosa.

(amilopektin)

Pati mudah mengalami hidrolisis: ketika dipanaskan dengan adanya asam sulfat, glukosa terbentuk.

(C 6 H 10 O 5 ) n (pati) + nH 2 O –– H 2 SO 4, t ° ® nC 6 H 12 O 6 (glukosa)

Tergantung pada kondisi reaksi, hidrolisis dapat dilakukan bertahap dengan pembentukan produk antara.

(C 6 H 10 O 5 ) n (pati) ® (C 6 H 10 O 5 ) m (dekstrin (m< n )) ® xC 12 H 22 O 11 (мальтоза) ® nC 6 H 12 O 6 (глюкоза)

Reaksi kualitatif terhadap pati adalah interaksinya dengan yodium - warna biru yang intens diamati. Pewarnaan seperti itu muncul jika setetes larutan yodium ditempatkan pada sepotong kentang atau sepotong roti putih.

Pati tidak masuk ke dalam reaksi "cermin perak".

Pati adalah produk makanan yang berharga. Untuk memfasilitasi penyerapannya, produk yang mengandung pati mengalami perlakuan panas, mis. kentang dan sereal direbus, roti dipanggang. Proses dekstrinisasi (pembentukan dekstrin) yang dilakukan dalam hal ini berkontribusi pada penyerapan pati yang lebih baik oleh tubuh dan selanjutnya hidrolisis menjadi glukosa.

Dalam industri makanan, pati digunakan dalam produksi sosis, kembang gula dan produk kuliner. Ini juga digunakan untuk mendapatkan glukosa, dalam pembuatan kertas, tekstil, perekat, obat-obatan, dll.

Selulosa (serat)

Selulosa adalah polisakarida tanaman yang paling umum. Ini memiliki kekuatan mekanik yang besar dan bertindak sebagai bahan pendukung untuk tanaman. Kayu mengandung 50-70% selulosa, kapas hampir merupakan selulosa murni.

Seperti pati, unit struktural selulosa adalah D - glukopiranosa, yang tautannya dihubungkan oleh (1-4) ikatan -glikosidik. Namun, selulosa berbeda dari pati. b - konfigurasi ikatan glikosidik antara siklus dan struktur linier yang ketat.

Selulosa terdiri dari molekul berfilamen, yang dirakit menjadi bundel oleh ikatan hidrogen gugus hidroksil dalam rantai, serta antara rantai yang berdekatan. Pengemasan rantai inilah yang memberikan kekuatan mekanik yang tinggi, kandungan serat, tidak larut dalam air, dan kelembaman kimia, yang membuat selulosa menjadi bahan yang ideal untuk membangun dinding sel.

b - Ikatan glikosidik tidak dihancurkan oleh enzim pencernaan manusia, sehingga selulosa tidak dapat berfungsi sebagai makanan baginya, meskipun dalam jumlah tertentu merupakan zat pemberat yang diperlukan untuk nutrisi normal. Hewan ruminansia memiliki enzim pencerna selulosa di dalam perutnya, sehingga hewan ruminansia menggunakan serat sebagai komponen makanannya.

Meskipun selulosa tidak larut dalam air dan pelarut organik umum, selulosa larut dalam reagen Schweitzer (larutan tembaga hidroksida dalam amonia), serta dalam larutan pekat seng klorida dan asam sulfat pekat.

Seperti pati, selulosa mengalami hidrolisis asam untuk membentuk glukosa.

Selulosa adalah alkohol polihidrat; ada tiga gugus hidroksil per unit sel polimer. Dalam hal ini, selulosa dicirikan oleh reaksi esterifikasi (pembentukan ester). Yang paling penting secara praktis adalah reaksi dengan asam nitrat dan anhidrida asetat.

Serat yang sepenuhnya teresterifikasi dikenal sebagai piroksilin, yang setelah diproses dengan benar, berubah menjadi bubuk tanpa asap. Tergantung pada kondisi nitrasi, selulosa dinitrat dapat diperoleh, yang dalam teknik ini disebut coloxylin. Ini juga digunakan dalam pembuatan bubuk mesiu dan propelan padat. Selain itu, seluloid dibuat atas dasar coloxylin.

Triasetilselulosa (atau selulosa asetat) adalah produk berharga untuk pembuatan film yang tidak mudah terbakar dan sutra asetat. Untuk melakukan ini, selulosa asetat dilarutkan dalam campuran diklorometana dan etanol, dan larutan ini dipaksa melalui pemintal ke aliran udara hangat. Pelarut menguap dan aliran larutan berubah menjadi benang sutra asetat tertipis.

Selulosa tidak memberikan reaksi "cermin perak".

Berbicara tentang penggunaan selulosa, orang tidak bisa tidak mengatakan bahwa sejumlah besar selulosa dikonsumsi untuk pembuatan berbagai kertas. Kertas adalah lapisan tipis serat selulosa, direkatkan dan ditekan pada mesin kertas khusus.

Dari uraian di atas, sudah jelas bahwa penggunaan selulosa oleh manusia begitu luas dan beragam sehingga bagian tersendiri dapat dikhususkan untuk penggunaan produk-produk pengolahan kimia selulosa.

AKHIR BAGIAN

Rencana:

1. Definisi konsep: karbohidrat. Klasifikasi.

2. Komposisi, sifat fisik dan kimia karbohidrat.

3. Distribusi di alam. Resi. Aplikasi.

Karbohidrat - senyawa organik yang mengandung gugus atom karbonil dan hidroksil, dengan rumus umum C n (H 2 O) m, (di mana n dan m > 3).

Karbohidrat Zat-zat penting secara biokimia tersebar luas di alam liar dan memainkan peran penting dalam kehidupan manusia. Nama karbohidrat muncul berdasarkan data dari analisis perwakilan pertama yang diketahui dari kelompok senyawa ini. Zat-zat dari kelompok ini terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen, dan rasio jumlah atom hidrogen dan oksigen di dalamnya sama dengan di dalam air, yaitu. Ada satu atom oksigen untuk setiap 2 atom hidrogen. Pada abad terakhir mereka dianggap sebagai hidrat karbon. Karenanya nama Rusia karbohidrat, diusulkan pada tahun 1844. K.Schmidt. Rumus umum untuk karbohidrat, menurut apa yang telah dikatakan, adalah C m H 2p O p. Ketika “n” dikeluarkan dari tanda kurung, diperoleh rumus C m (H 2 O) n, yang sangat jelas mencerminkan namanya "karbohidrat". Studi tentang karbohidrat telah menunjukkan bahwa ada senyawa yang, dengan semua sifat, harus dikaitkan dengan kelompok karbohidrat, meskipun mereka memiliki komposisi yang tidak persis sesuai dengan rumus C m H 2p O p. Namun demikian, nama lama "karbohidrat" bertahan hingga hari ini, meskipun bersama dengan nama ini, nama yang lebih baru, glisida, kadang-kadang digunakan untuk merujuk pada kelompok zat yang dipertimbangkan.

Karbohidrat dapat dibagi menjadi tiga kelompok : 1) Monosakarida - Karbohidrat yang dapat dihidrolisis menjadi karbohidrat yang lebih sederhana. Kelompok ini termasuk heksosa (glukosa dan fruktosa), serta pentosa (ribosa). 2) Oligosakarida - produk kondensasi dari beberapa monosakarida (misalnya, sukrosa). 3) Polisakarida - senyawa polimer yang mengandung sejumlah besar molekul monosakarida.

Monosakarida. Monosakarida adalah senyawa heterofungsional. Molekul mereka secara bersamaan mengandung karbonil (aldehida atau keton) dan beberapa gugus hidroksil, mis. monosakarida adalah senyawa polihidroksikarbonil - polihidroksialdehida dan polihidroksiketon. Tergantung pada ini, monosakarida dibagi menjadi aldosa (monosakarida mengandung gugus aldehida) dan ketosa (mengandung gugus keto). Misalnya, glukosa adalah aldosa dan fruktosa adalah ketosa.

Resi. Glukosa sebagian besar ditemukan dalam bentuk bebas di alam. Ini juga merupakan unit struktural dari banyak polisakarida. Monosakarida lain dalam keadaan bebas jarang terjadi dan terutama dikenal sebagai komponen oligo- dan polisakarida. Di alam, glukosa diperoleh sebagai hasil dari reaksi fotosintesis: 6CO 2 + 6H 2 O ® C 6 H 12 O 6 (glukosa) + 6O 2 Untuk pertama kalinya, glukosa diperoleh pada tahun 1811 oleh ahli kimia Rusia G.E. Kirchhoff selama hidrolisis pati. Kemudian, sintesis monosakarida dari formaldehida dalam media basa diusulkan oleh A.M. Butlerov