carbohydrates ang mga sangkap ay tinatawag na may pangkalahatang formula na C n (H 2 O) m, kung saan ang n at m ay maaaring magkaroon ng magkaibang halaga. Ang pangalan na "carbohydrates" ay sumasalamin sa katotohanan na ang hydrogen at oxygen ay naroroon sa mga molekula ng mga sangkap na ito sa parehong ratio tulad ng sa molekula ng tubig. Bilang karagdagan sa carbon, hydrogen at oxygen, ang carbohydrate derivatives ay maaaring maglaman ng iba pang elemento, gaya ng nitrogen.

Ang mga karbohidrat ay isa sa mga pangunahing grupo ng mga organikong sangkap ng mga selula. Ang mga ito ay ang mga pangunahing produkto ng photosynthesis at ang mga unang produkto ng biosynthesis ng iba pang mga organikong sangkap sa mga halaman (organic acid, alkohol, amino acid, atbp.), At matatagpuan din sa mga selula ng lahat ng iba pang mga organismo. Sa isang selula ng hayop, ang nilalaman ng carbohydrates ay nasa hanay na 1-2%, sa mga selula ng halaman maaari itong umabot sa ilang mga kaso ng 85-90% ng masa ng dry matter.

Mayroong tatlong grupo ng carbohydrates:

• monosaccharides o simpleng asukal;
• oligosaccharides - mga compound na binubuo ng 2-10 magkakasunod na konektadong molekula ng mga simpleng asukal (halimbawa, disaccharides, trisaccharides, atbp.).
• Ang polysaccharides ay binubuo ng higit sa 10 molekula ng mga simpleng asukal o ang kanilang mga derivatives (starch, glycogen, cellulose, chitin).

Monosaccharides (mga simpleng asukal)

Depende sa haba ng carbon skeleton (ang bilang ng mga carbon atoms), ang monosaccharides ay nahahati sa trioses (C 3), tetroses (C 4), pentoses (C 5), hexoses (C 6), heptoses (C 7).

Ang mga molekula ng monosaccharide ay alinman sa mga aldehyde alcohol (aldoses) o mga keto alcohol (ketoses). Ang mga kemikal na katangian ng mga sangkap na ito ay pangunahing tinutukoy ng mga grupong aldehyde o ketone na bumubuo sa kanilang mga molekula.

Ang mga monosaccharides ay lubos na natutunaw sa tubig, matamis sa lasa.

Kapag natunaw sa tubig, ang mga monosaccharides, na nagsisimula sa mga pentose, ay nakakakuha ng hugis ng singsing.

Ang mga cyclic na istruktura ng pentoses at hexoses ay ang kanilang karaniwang mga anyo: sa anumang naibigay na sandali, isang maliit na bahagi lamang ng mga molekula ang umiiral sa anyo ng isang "bukas na kadena". Kasama rin sa komposisyon ng oligo- at polysaccharides ang mga paikot na anyo ng monosaccharides.

Bilang karagdagan sa mga asukal, kung saan ang lahat ng mga carbon atom ay nakagapos sa mga atomo ng oxygen, mayroong bahagyang nabawasang mga asukal, ang pinakamahalaga sa mga ito ay ang deoxyribose.

Oligosaccharides

Sa hydrolysis, ang oligosaccharides ay bumubuo ng ilang molekula ng mga simpleng asukal. Sa oligosaccharides, ang mga simpleng molekula ng asukal ay konektado sa pamamagitan ng tinatawag na mga glycosidic bond, na nagkokonekta sa carbon atom ng isang molekula sa pamamagitan ng oxygen sa carbon atom ng isa pang molekula.

Ang pinakamahalagang oligosaccharides ay maltose (malt sugar), lactose (milk sugar) at sucrose (cane o beet sugar). Ang mga asukal na ito ay tinatawag ding disaccharides. Sa pamamagitan ng kanilang mga katangian, ang disaccharides ay mga bloke sa monosaccharides. Natutunaw sila nang maayos sa tubig at may matamis na lasa.

Mga polysaccharides

Ito ay mga high-molecular (hanggang sa 10,000,000 Da) polymeric biomolecules na binubuo ng malaking bilang ng mga monomer - simpleng sugars at mga derivatives ng mga ito.

Ang polysaccharides ay maaaring binubuo ng monosaccharides ng pareho o iba't ibang uri. Sa unang kaso, sila ay tinatawag na homopolysaccharides (starch, cellulose, chitin, atbp.), Sa pangalawa - heteropolysaccharides (heparin). Ang lahat ng polysaccharides ay hindi matutunaw sa tubig at walang matamis na lasa. Ang ilan sa kanila ay nagagawang bukol at uhog.

Ang pinakamahalagang polysaccharides ay ang mga sumusunod.

Selulusa- isang linear polysaccharide na binubuo ng ilang tuwid na parallel chain na magkakaugnay ng hydrogen bond. Ang bawat chain ay nabuo sa pamamagitan ng β-D-glucose residues. Pinipigilan ng istraktura na ito ang pagtagos ng tubig, ay napaka-lumalaban, na nagsisiguro sa katatagan ng mga lamad ng cell ng halaman, na naglalaman ng 26-40% na selulusa.

Ang selulusa ay nagsisilbing pagkain para sa maraming hayop, bakterya at fungi. Gayunpaman, ang karamihan sa mga hayop, kabilang ang mga tao, ay hindi makakatunaw ng selulusa dahil ang kanilang gastrointestinal tract ay kulang sa enzyme cellulase, na bumabagsak sa selulusa sa glucose. Kasabay nito, ang mga hibla ng selulusa ay may mahalagang papel sa nutrisyon, dahil nagbibigay sila ng maramihan at magaspang na texture sa pagkain, pinasisigla ang motility ng bituka.

almirol at glycogen. Ang mga polysaccharides na ito ay ang mga pangunahing anyo ng pag-iimbak ng glucose sa mga halaman (starch), hayop, tao at fungi (glycogen). Kapag sila ay na-hydrolyzed, ang glucose ay nabuo sa mga organismo, na kinakailangan para sa mahahalagang proseso.

Chitin nabuo sa pamamagitan ng mga molekula ng β-glucose, kung saan ang grupo ng alkohol sa pangalawang carbon atom ay pinalitan ng isang nitrogen-containing group na NHCOCH 3 . Ang mahahabang parallel na kadena nito, tulad ng mga kadena ng selulusa, ay pinagsama-sama.

Ang chitin ay ang pangunahing elemento ng istruktura ng integument ng mga arthropod at ang mga cell wall ng fungi.

Mga function ng carbohydrates

Enerhiya. Ang glucose ay ang pangunahing pinagmumulan ng enerhiya na inilabas sa mga selula ng mga buhay na organismo sa panahon ng cellular respiration (1 g ng carbohydrates ay naglalabas ng 17.6 kJ ng enerhiya sa panahon ng oksihenasyon).

Structural. Ang selulusa ay bahagi ng mga lamad ng selula ng mga halaman; Ang chitin ay isang structural component ng integument ng mga arthropod at ang mga cell wall ng fungi.

Ang ilang oligosaccharides ay bahagi ng cytoplasmic membrane ng cell (sa anyo ng glycoproteins at glycolipids) at bumubuo ng glycocalyx.

metabolic. Ang mga pentose ay kasangkot sa synthesis ng nucleotides (ribose ay bahagi ng RNA nucleotides, deoxyribose ay bahagi ng DNA nucleotides), ilang mga coenzymes (halimbawa, NAD, NADP, coenzyme A, FAD), AMP; nakikibahagi sa photosynthesis (ang bulose diphosphate ay isang acceptor ng CO 2 sa madilim na bahagi ng photosynthesis).

Ang mga pentose at hexoses ay kasangkot sa synthesis ng polysaccharides; Ang glucose ay lalong mahalaga sa papel na ito.

Tandaan!

Anong mga sangkap ang tinatawag na biological polymers?

Ito ay mga polymer - mga high-molecular compound na bahagi ng mga buhay na organismo. Mga protina, ilang carbohydrates, nucleic acid.

Ano ang kahalagahan ng carbohydrates sa kalikasan?

Ang fructose ay malawak na ipinamamahagi sa kalikasan - asukal sa prutas, na mas matamis kaysa sa iba pang mga asukal. Ang monosaccharide na ito ay nagbibigay ng matamis na lasa sa mga prutas at pulot. Ang pinakakaraniwang disaccharide sa kalikasan - sucrose, o asukal sa tubo - ay binubuo ng glucose at fructose. Ito ay nakuha mula sa tubo o sugar beets. Ang starch para sa mga halaman at glycogen para sa mga hayop at fungi ay isang reserba ng nutrients at enerhiya. Ang cellulose at chitin ay gumaganap ng istruktura at proteksiyon na mga tungkulin sa mga organismo. Ang selulusa, o hibla, ay bumubuo sa mga dingding ng mga selula ng halaman. Sa mga tuntunin ng kabuuang masa, ito ay nangunguna sa ranggo sa Earth sa lahat ng mga organikong compound. Sa istraktura nito, ang chitin ay napakalapit sa cellulose, na bumubuo sa batayan ng panlabas na balangkas ng mga arthropod at bahagi ng cell wall ng fungi.

Pangalanan ang mga protina na alam mo. Anong mga function ang ginagawa nila?

Ang Hemoglobin ay isang protina ng dugo na nagdadala ng mga gas sa dugo

Myosin - protina ng kalamnan, pag-urong ng kalamnan

Collagen - protina ng tendons, balat, pagkalastiko, extensibility

Ang Casein ay isang protina ng gatas

Suriin ang mga tanong at takdang-aralin

1. Anong mga kemikal na compound ang tinatawag na carbohydrates?

Ito ay isang malawak na pangkat ng mga natural na organikong compound. Sa mga selula ng hayop, ang mga karbohidrat ay bumubuo ng hindi hihigit sa 5% ng tuyong masa, at sa ilang mga selula ng halaman (halimbawa, tubers o patatas), ang kanilang nilalaman ay umabot sa 90% ng tuyong nalalabi. Ang mga karbohidrat ay nahahati sa tatlong pangunahing klase: monosaccharides, disaccharides at polysaccharides.

2. Ano ang mono- at disaccharides? Magbigay ng halimbawa.

Ang mga monosaccharides ay binubuo ng mga monomer, mababang molekular na timbang na mga organikong sangkap. Ang monosaccharides ribose at deoxyribose ay bahagi ng mga nucleic acid. Ang pinakakaraniwang monosaccharide ay glucose. Ang glucose ay naroroon sa mga selula ng lahat ng mga organismo at isa sa mga pangunahing pinagkukunan ng enerhiya para sa mga hayop. Kung ang dalawang monosaccharides ay pinagsama sa isang molekula, ang naturang tambalan ay tinatawag na disaccharide. Ang pinakakaraniwang disaccharide sa kalikasan ay sucrose, o asukal sa tubo.

3. Anong simpleng carbohydrate ang nagsisilbing monomer ng starch, glycogen, cellulose?

4. Anong mga organikong compound ang binubuo ng mga protina?

Ang mga mahahabang chain ng protina ay binuo mula sa 20 iba't ibang uri lamang ng mga amino acid na may isang karaniwang plano sa istruktura, ngunit naiiba sa bawat isa sa istraktura ng radical. Ang pagkonekta, ang mga molekula ng amino acid ay bumubuo ng tinatawag na mga peptide bond. Ang dalawang polypeptide chain na bumubuo sa pancreatic hormone insulin ay naglalaman ng 21 at 30 amino acid residues. Ito ang ilan sa pinakamaikling "mga salita" sa protina na "wika". Ang myoglobin ay isang protina na nagbubuklod ng oxygen sa tissue ng kalamnan at binubuo ng 153 amino acids. Ang collagen protein, na bumubuo ng batayan ng connective tissue collagen fibers at tinitiyak ang lakas nito, ay binubuo ng tatlong polypeptide chain, na ang bawat isa ay naglalaman ng humigit-kumulang 1000 amino acid residues.

5. Paano nabuo ang pangalawang at tertiary na istruktura ng protina?

Ang pag-twist sa anyo ng isang spiral, ang thread ng protina ay nakakakuha ng isang mas mataas na antas ng organisasyon - isang pangalawang istraktura. Sa wakas, ang polypeptide ay umiikot upang bumuo ng isang coil (globule). Ito ang tersiyaryong istraktura ng protina na ang biologically active form nito, na may indibidwal na pagtitiyak. Gayunpaman, para sa isang bilang ng mga protina, ang istrukturang tersiyaryo ay hindi pangwakas. Ang pangalawang istraktura ay isang polypeptide chain na pinaikot sa isang helix. Para sa isang mas malakas na pakikipag-ugnayan sa pangalawang istraktura, ang isang intramolecular na pakikipag-ugnayan ay nangyayari sa tulong ng –S–S– sulfide bridges sa pagitan ng mga pagliko ng helix. Tinitiyak nito ang lakas ng istrakturang ito. Ang tertiary structure ay isang pangalawang spiral structure na pinaikot sa globules - mga compact lumps. Ang mga istrukturang ito ay nagbibigay ng pinakamataas na lakas at higit na kasaganaan sa mga selula kumpara sa iba pang mga organikong molekula.

6. Pangalanan ang mga function ng mga protina na kilala mo. Paano mo maipapaliwanag ang umiiral na pagkakaiba-iba ng mga function ng protina?

Ang isa sa mga pangunahing pag-andar ng mga protina ay enzymatic. Ang mga enzyme ay mga protina na nagpapagana ng mga reaksiyong kemikal sa mga buhay na organismo. Ang isang reaksyong enzymatic ay isang kemikal na reaksyon na nagaganap lamang sa pagkakaroon ng isang enzyme. Kung walang enzyme, walang isang reaksyon ang nangyayari sa mga buhay na organismo. Ang gawain ng mga enzyme ay mahigpit na tiyak, ang bawat enzyme ay may sariling substrate, na kung saan ito cleaves. Ang enzyme ay lumalapit sa substrate nito tulad ng isang "susi sa isang lock". Kaya, kinokontrol ng urease enzyme ang pagkasira ng urea, kinokontrol ng amylase enzyme ang almirol, at kinokontrol ng mga enzyme ng protease ang mga protina. Samakatuwid, para sa mga enzyme, ang ekspresyong "katiyakan ng pagkilos" ay ginagamit.

Ang mga protina ay gumaganap din ng iba't ibang mga function sa mga organismo: structural, transport, motor, regulatory, protective, energy. Ang mga pag-andar ng mga protina ay medyo marami, dahil pinagbabatayan nila ang iba't ibang mga pagpapakita ng buhay. Ito ay bahagi ng biological membranes, ang transportasyon ng mga nutrients, tulad ng hemoglobin, function ng kalamnan, hormonal function, body defense - ang gawain ng antigens at antibodies, at iba pang mahahalagang function sa katawan.

7. Ano ang protina denaturation? Ano ang maaaring maging sanhi ng denaturation?

Ang denaturation ay isang paglabag sa tertiary spatial na istraktura ng mga molekula ng protina sa ilalim ng impluwensya ng iba't ibang pisikal, kemikal, mekanikal at iba pang mga kadahilanan. Ang mga pisikal na salik ay temperatura, radiation. Ang mga salik na kemikal ay ang pagkilos ng anumang kemikal sa mga protina: mga solvent, acids, alkalis, concentrated substance, at iba pa. Mga mekanikal na kadahilanan - pag-alog, presyon, pag-uunat, pag-twist, atbp.

Isipin mo! Tandaan!

1. Gamit ang kaalamang natamo sa pag-aaral ng biology ng halaman, ipaliwanag kung bakit mas marami ang carbohydrates sa mga organismo ng halaman kaysa sa mga hayop.

Dahil ang batayan ng buhay - ang nutrisyon ng halaman ay photosynthesis, ito ang proseso ng pagbuo ng mga kumplikadong organikong compound ng carbohydrates mula sa mas simpleng inorganic na carbon dioxide at tubig. Ang pangunahing karbohidrat na synthesize ng mga halaman para sa nutrisyon ng hangin ay glucose, maaari rin itong maging almirol.

2. Anong mga sakit ang maaaring humantong sa isang paglabag sa conversion ng carbohydrates sa katawan ng tao?

Ang regulasyon ng metabolismo ng carbohydrate ay pangunahing isinasagawa ng mga hormone at ng central nervous system. Ang mga glucocorticosteroids (cortisone, hydrocortisone) ay nagpapabagal sa rate ng transportasyon ng glucose sa mga selula ng tisyu, pinabilis ito ng insulin; Pinasisigla ng adrenaline ang proseso ng pagbuo ng asukal mula sa glycogen sa atay. Ang cerebral cortex ay gumaganap din ng isang tiyak na papel sa regulasyon ng metabolismo ng karbohidrat, dahil ang mga psychogenic na kadahilanan ay nagpapataas ng pagbuo ng asukal sa atay at nagiging sanhi ng hyperglycemia.

Ang estado ng metabolismo ng karbohidrat ay maaaring hatulan ng nilalaman ng asukal sa dugo (karaniwang 70-120 mg%). Sa isang pag-load ng asukal, ang halaga na ito ay tumataas, ngunit pagkatapos ay mabilis na umabot sa pamantayan. Ang mga karamdaman sa metabolismo ng karbohidrat ay nangyayari sa iba't ibang sakit. Kaya, sa kakulangan ng insulin, nangyayari ang diabetes mellitus.

Ang pagbawas sa aktibidad ng isa sa mga enzyme ng metabolismo ng karbohidrat - phosphorylase ng kalamnan - ay humahantong sa muscular dystrophy.

3. Ito ay kilala na kung walang protina sa diyeta, kahit na sa kabila ng sapat na caloric na nilalaman ng pagkain, ang paglago ay hihinto sa mga hayop, ang komposisyon ng mga pagbabago sa dugo at iba pang mga pathological phenomena ay nangyayari. Ano ang dahilan ng mga ganitong paglabag?

Mayroon lamang 20 iba't ibang uri ng mga amino acid sa katawan na may isang karaniwang plano sa istruktura, ngunit naiiba sa bawat isa sa istraktura ng radikal, bumubuo sila ng iba't ibang mga molekula ng protina kung hindi ka gumagamit ng mga protina, halimbawa, ang mga mahahalagang bagay na hindi maaaring mabuo sa katawan sa kanilang sarili, ngunit dapat kainin kasama ng pagkain . Kaya, kung walang mga protina, maraming mga molekula ng protina ay hindi maaaring mabuo sa loob ng katawan mismo at ang mga pathological na pagbabago ay hindi maaaring mangyari. Ang paglago ay kinokontrol ng paglaki ng mga selula ng buto, ang batayan ng anumang selula ay protina; Ang hemoglobin ay ang pangunahing protina sa dugo, na nagsisiguro sa transportasyon ng mga pangunahing gas sa katawan (oxygen, carbon dioxide).

4. Ipaliwanag ang mga paghihirap na bumangon sa panahon ng paglipat ng organ, batay sa kaalaman sa pagiging tiyak ng mga molekula ng protina sa bawat organismo.

Ang mga protina ay ang genetic na materyal, dahil naglalaman ang mga ito ng istraktura ng DNA at RNA ng katawan. Kaya, ang mga protina ay may mga genetic na katangian sa bawat organismo, ang impormasyon ng mga gene ay naka-encrypt sa kanila, ito ang kahirapan kapag naglilipat mula sa dayuhan (hindi nauugnay) na mga organismo, dahil mayroon silang iba't ibang mga gene, at samakatuwid ay mga protina.

Ang lahat ng carbohydrates ay binubuo ng mga indibidwal na "unit", na mga saccharides. Sa pamamagitan ng kakayahanghydrolysissamonomernahahati ang carbohydratessa dalawang pangkat: simple at kumplikado. Ang mga karbohidrat na naglalaman ng isang yunit ay tinatawagmonosaccharides, dalawang unit -disaccharides, dalawa hanggang sampung yunitoligosaccharides, at higit sa sampupolysaccharides.

Monosaccharides mabilis na tumaas ang asukal sa dugo, at may mataas na glycemic index, kaya tinatawag din silang mabilis na carbohydrates. Madali silang natutunaw sa tubig at na-synthesize sa mga berdeng halaman.

Carbohydrates na binubuo ng 3 o higit pang mga yunit ay tinatawagkumplikado. Ang mga pagkaing mayaman sa kumplikadong carbohydrates ay unti-unting nagpapataas ng kanilang glucose content at may mababang glycemic index, kaya naman tinatawag din silang slow carbohydrates. Ang mga kumplikadong karbohidrat ay mga produkto ng polycondensation ng mga simpleng asukal (monosaccharides) at, hindi tulad ng mga simple, sa proseso ng hydrolytic cleavage nagagawa nilang mabulok sa mga monomer, na may pagbuo ng daan-daan at libu-libo.mga molekulamonosaccharides.

Stereoisomerism ng monosaccharides: isomerglyceraldehydekung saan, kapag ang modelo ay naka-project sa eroplano, ang pangkat ng OH sa asymmetric carbon atom ay matatagpuan sa kanang bahagi, ito ay itinuturing na D-glyceraldehyde, at ang mirror na imahe ay L-glyceraldehyde. Ang lahat ng isomer ng monosaccharides ay nahahati sa D- at L-form ayon sa pagkakapareho ng lokasyon ng pangkat ng OH sa huling asymmetric carbon atom malapit sa CH 2 Mga pangkat ng OH (ang mga ketos ay naglalaman ng isang asymmetric na carbon atom na mas mababa kaysa sa mga aldoses na may parehong bilang ng mga carbon atom). Naturalhexoses – glucose, fructose, mannoseatgalactose- ayon sa mga pagsasaayos ng stereochemical, inuri sila bilang mga compound ng D-series.

Mga polysaccharides - ang pangkalahatang pangalan ng klase ng mga kumplikadong high-molecular carbohydrates,mga molekulana binubuo ng sampu, daan-daan o libu-libomonomer – monosaccharides. Mula sa punto ng view ng pangkalahatang mga prinsipyo ng istraktura sa pangkat ng mga polysaccharides, posible na makilala sa pagitan ng mga homopolysaccharides na na-synthesize mula sa parehong uri ng mga yunit ng monosaccharide at heteropolysaccharides, na kung saan ay nailalarawan sa pagkakaroon ng dalawa o higit pang mga uri ng monomeric residues.

https :// en . wikipedia . org / wiki /Carbohydrates

1.6. Lipid - katawagan at istraktura. Lipid polymorphism.

Mga lipid - isang malawak na pangkat ng mga natural na organikong compound, kabilang ang mga taba at mga sangkap na tulad ng taba. Ang mga simpleng molekula ng lipid ay binubuo ng alkohol atmga fatty acid, kumplikado - mula sa alkohol, mataas na molecular weight fatty acid at iba pang mga bahagi.

Pag-uuri ng lipid

Mga simpleng lipid ay mga lipid na kinabibilangan ng carbon (C), hydrogen (H) at oxygen (O) sa kanilang istraktura.

Mga kumplikadong lipid - Ito ay mga lipid na kasama sa kanilang istraktura, bilang karagdagan sa carbon (C), hydrogen (H) at oxygen (O), at iba pang mga elemento ng kemikal. Kadalasan: posporus (P), asupre (S), nitrogen (N).

https:// en. wikipedia. org/ wiki/Lipid

Panitikan:

1) Cherkasova L. S., Merezhinsky M. F., Metabolismo ng mga taba at lipid, 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, trans. mula sa English, M., 1970.

1.7. biological na lamad. Mga anyo ng pagsasama-sama ng lipid. Ang konsepto ng estado ng likido-kristal. Lateral diffusion at flip flops.

mga lamad limitahan ang cytoplasm mula sa kapaligiran, at bumubuo din ng mga lamad ng nuclei, mitochondria at plastids. Bumubuo sila ng labyrinth ng endoplasmic reticulum at flattened stacked vesicle na bumubuo sa Golgi complex. Ang mga lamad ay bumubuo ng mga lysosome, malaki at maliit na mga vacuole ng halaman at fungal cells, mga pulsating vacuoles ng protozoa. Ang lahat ng istrukturang ito ay mga compartment (compartment) na idinisenyo para sa ilang espesyal na proseso at cycle. Samakatuwid, kung walang mga lamad, imposible ang pagkakaroon ng isang cell.

Diagram ng istraktura ng lamad: a – three-dimensional na modelo; b - planar na imahe;

1 - mga protina na katabi ng lipid layer (A), nahuhulog dito (B) o tumagos dito (C); 2 - mga layer ng mga molekula ng lipid; 3 - glycoproteins; 4 - glycolipids; 5 - hydrophilic channel na gumagana bilang isang pore.

Ang mga pag-andar ng biological membrane ay ang mga sumusunod:

1) Itakda ang mga nilalaman ng cell mula sa panlabas na kapaligiran at ang mga nilalaman ng organelles mula sa cytoplasm.

2) Magbigay ng transportasyon ng mga sangkap sa loob at labas ng cell, mula sa cytoplasm patungo sa mga organelles at vice versa.

3) Gumaganap sila bilang mga receptor (pagtanggap at pag-convert ng mga signal mula sa kapaligiran, pagkilala sa mga sangkap ng cell, atbp.).

4) Ang mga ito ay mga katalista (nagtitiyak ng mga proseso ng kemikal na malapit sa lamad).

5) Makilahok sa pagbabago ng enerhiya.

http:// sbio. impormasyon/ pahina. php? id=15

Lateral diffusion ay ang magulong thermal na paggalaw ng mga molekula ng lipid at protina sa eroplano ng lamad. Sa panahon ng lateral diffusion, tumalon ang mga katabing molekula ng lipid, at bilang resulta ng sunud-sunod na pagtalon mula sa isang lugar patungo sa isa pa, gumagalaw ang molekula sa ibabaw ng lamad.

Ang paggalaw ng mga molekula sa kahabaan ng ibabaw ng lamad ng cell sa panahon ng t ay natutukoy nang eksperimento sa pamamagitan ng paraan ng mga fluorescent na label - mga fluorescent molecular group. Ang mga fluorescent label ay gumagawa ng mga fluorescent molecule, ang paggalaw nito sa ibabaw ng cell ay maaaring pag-aralan, halimbawa, sa pamamagitan ng pagsusuri sa ilalim ng mikroskopyo ang rate ng pagkalat ng fluorescent spot na nilikha ng naturang mga molekula sa ibabaw ng cell.

tsinelas ay ang pagsasabog ng mga molekulang phospholipid ng lamad sa buong lamad.

Ang rate ng pagtalon ng mga molekula mula sa isang ibabaw ng lamad patungo sa isa pa (flip-flop) ay tinutukoy ng pamamaraan ng spin label sa mga eksperimento sa mga lamad ng lipid ng modelo - mga liposome.

Ang ilan sa mga molekula ng phospholipid kung saan nabuo ang mga liposome ay may label na may mga label ng spin na nakakabit sa kanila. Ang mga liposome ay nakalantad sa ascorbic acid, bilang isang resulta kung saan ang mga hindi magkapares na mga electron sa mga molekula ay nawala: ang mga paramagnetic na molekula ay naging diamagnetic, na maaaring makita ng isang pagbawas sa lugar sa ilalim ng curve ng EPR spectrum.

Kaya, ang mga pagtalon ng mga molekula mula sa isang ibabaw ng bilayer patungo sa isa pa (flip-flop) ay nangyayari nang mas mabagal kaysa sa mga pagtalon sa panahon ng lateral diffusion. Ang average na oras para sa isang phospholipid molecule na mag-flip-flop (T ~ 1 oras) ay sampu-sampung bilyong beses na mas mahaba kaysa sa average na oras para sa isang molekula na tumalon mula sa isang lugar patungo sa isa pa sa membrane plane.

Ang konsepto ng estado ng likido-kristal

Ang matibay na katawan ay maaaringmala-kristal , atwalang hugis. Sa unang kaso, mayroong isang mahabang hanay na pagkakasunud-sunod sa pag-aayos ng mga particle sa mga distansya na mas malaki kaysa sa mga intermolecular na distansya (crystal lattice). Sa pangalawa, walang mahabang hanay na pagkakasunud-sunod sa pag-aayos ng mga atomo at molekula.

Ang pagkakaiba sa pagitan ng isang amorphous na katawan at isang likido ay wala sa presensya o kawalan ng long-range order, ngunit sa likas na katangian ng paggalaw ng butil. Ang mga molekula ng isang likido at isang solid ay gumagawa ng oscillatory (kung minsan ay umiikot) sa paligid ng posisyon ng ekwilibriyo. Pagkatapos ng ilang average na oras ("oras ng naayos na buhay"), ang mga molekula ay tumalon sa isa pang posisyon ng balanse. Ang pagkakaiba ay ang "settled time" sa isang likido ay mas maikli kaysa sa isang solidong estado.

Ang mga lipid bilayer na lamad ay likido sa ilalim ng mga kondisyong pisyolohikal, ang "naayos na oras ng buhay" ng isang molekula ng phospholipid sa lamad ay 10 −7 – 10 −8 kasama.

Ang mga molekula sa lamad ay hindi random na nakaayos; ang long-range order ay sinusunod sa kanilang pag-aayos. Ang mga molekula ng phospholipid ay nasa isang dobleng layer, at ang kanilang mga hydrophobic na buntot ay humigit-kumulang na kahanay sa bawat isa. Mayroon ding kaayusan sa oryentasyon ng mga polar hydrophilic na ulo.

Ang pisyolohikal na estado kung saan mayroong isang mahabang hanay na pagkakasunud-sunod sa mutual na oryentasyon at pag-aayos ng mga molekula, ngunit ang estado ng pagsasama-sama ay likido, ay tinatawag naestado ng likidong kristal. Ang mga likidong kristal ay maaaring mabuo hindi sa lahat ng mga sangkap, ngunit sa mga sangkap mula sa "mahabang mga molekula" (ang mga nakahalang na sukat na kung saan ay mas maliit kaysa sa mga pahaba). Maaaring may iba't ibang mga likidong kristal na istruktura: nematic (filamentous), kapag ang mga mahahabang molekula ay nakatuon parallel sa bawat isa; smectic - ang mga molekula ay parallel sa bawat isa at nakaayos sa mga layer; cholestic - ang mga molekula ay parallel sa bawat isa sa parehong eroplano, ngunit sa iba't ibang mga eroplano ang mga oryentasyon ng mga molekula ay naiiba.

http:// www. studfiles. en/ silipin/1350293/

Panitikan: SA. Lemeza, L.V. Kamlyuk, N.D. Lisov. "Manwal ng biology para sa mga aplikante sa mga unibersidad."

1.8. Mga nucleic acid. Mga heterocyclic na base, nucleoside, nucleotides, nomenclature. Spatial na istraktura ng mga nucleic acid - DNA, RNA (tRNA, rRNA, mRNA). Ribosome at ang cell nucleus. Mga pamamaraan para sa pagtukoy ng pangunahin at pangalawang istraktura ng mga nucleic acid (sequencing, hybridization).

Mga nucleic acid - mga biopolymer na naglalaman ng phosphorus ng mga buhay na organismo na nagbibigay ng imbakan at paghahatid ng namamana na impormasyon.

Ang mga nucleic acid ay mga biopolymer. Ang kanilang mga macromolecule ay binubuo ng paulit-ulit na paulit-ulit na mga yunit, na kinakatawan ng mga nucleotide. At sila ay lohikal na pinangalananpolynucleotides. Ang isa sa mga pangunahing katangian ng mga nucleic acid ay ang kanilang komposisyon ng nucleotide. Kasama sa komposisyon ng isang nucleotide (isang istrukturang yunit ng mga nucleic acid).tatlong sangkap:

– nitrogenous na base. Maaaring pyrimidine o purine. Ang mga nucleic acid ay naglalaman ng 4 na magkakaibang uri ng mga base: dalawa sa kanila ay kabilang sa klase ng mga purine at dalawa ay kabilang sa klase ng pyrimidines.

– natitirang phosphoric acid.

– Monosaccharide - ribose o 2-deoxyribose. Ang asukal, na bahagi ng nucleotide, ay naglalaman ng limang carbon atoms, i.e. ay isang pentose. Depende sa uri ng pentose na nasa nucleotide, dalawang uri ng nucleic acid ang nakikilala- ribonucleic acid (RNA), na naglalaman ng ribose, atdeoxyribonucleic acid (DNA), naglalaman ng deoxyribose.

Nucleotide sa core nito, ito ay ang phosphate ester ng nucleoside.Ang komposisyon ng nucleoside Mayroong dalawang bahagi: isang monosaccharide (ribose o deoxyribose) at isang nitrogenous base.

http :// sbio . impormasyon / pahina . php ? id =11

Nitrogenous base – heterocyclicmga organikong compound, derivativespyrimidineatpurine, kasama samga nucleic acid. Para sa pinaikling pagtatalaga, ginagamit ang malalaking titik na Latin. Ang mga nitrogenous base ayadenine(A)guanine(G)cytosine(C) na bahagi ng parehong DNA at RNA.Timin(T) ay bahagi lamang ng DNA, aturacil(U) ay nangyayari lamang sa RNA.

CARBOHYDRATES

Ang mga carbohydrate ay bahagi ng mga selula at tisyu ng lahat ng mga organismo ng halaman at hayop at, ayon sa masa, bumubuo sa karamihan ng mga organikong bagay sa Earth. Ang mga karbohidrat ay bumubuo ng halos 80% ng tuyong bagay ng mga halaman at humigit-kumulang 20% ​​ng mga hayop. Nag-synthesize ang mga halaman ng carbohydrates mula sa mga inorganic compound - carbon dioxide at tubig (CO 2 at H 2 O).

Ang mga karbohidrat ay nahahati sa dalawang pangkat: monosaccharides (monoses) at polysaccharides (polyoses).

Monosaccharides

Para sa isang detalyadong pag-aaral ng materyal na may kaugnayan sa pag-uuri ng carbohydrates, isomerism, nomenclature, istraktura, atbp., kailangan mong panoorin ang mga animated na pelikula na "Carbohydrates. Genetic D - isang serye ng mga asukal" at "Pagbuo ng mga formula ni Haworth para sa D - galactose" (magagamit lang ang video na ito sa CD ROM ). Ang mga tekstong kasama ng mga pelikulang ito ay inilipat nang buo sa subsection na ito at sumunod sa ibaba.

Carbohydrates. Genetic D-serye ng mga asukal

"Ang mga carbohydrate ay malawak na ipinamamahagi sa kalikasan at gumaganap ng iba't ibang mahahalagang tungkulin sa mga buhay na organismo. Nagbibigay sila ng enerhiya para sa mga biological na proseso, at ito rin ang panimulang materyal para sa synthesis ng iba pang intermediate o huling metabolites sa katawan. Ang mga carbohydrate ay may pangkalahatang formula C n (H 2 O ) m kung saan nagmula ang pangalan ng mga natural na compound na ito.

Ang mga karbohidrat ay nahahati sa mga simpleng asukal o monosaccharides at polymer ng mga simpleng asukal o polysaccharides na ito. Sa mga polysaccharides, isang pangkat ng mga oligosaccharides na naglalaman ng 2 hanggang 10 monosaccharide residues sa isang molekula ay dapat na makilala. Kabilang dito, sa partikular, ang mga disaccharides.

Ang mga monosaccharides ay mga heterofunctional compound. Ang kanilang mga molekula ay sabay-sabay na naglalaman ng parehong carbonyl (aldehyde o ketone) at ilang hydroxyl group, i.e. monosaccharides ay polyhydroxycarbonyl compounds - polyhydroxyaldehydes at polyhydroxyketones. Depende dito, ang mga monosaccharides ay nahahati sa mga aldoses (ang monosaccharide ay naglalaman ng isang aldehyde group) at mga ketoses (ang keto group ay nakapaloob). Halimbawa, ang glucose ay isang aldose at ang fructose ay isang ketose.

(glucose (aldose))(fructose (ketose))

Depende sa bilang ng mga carbon atom sa molekula, ang monosaccharide ay tinatawag na tetrose, pentose, hexose, atbp. Kung pagsasamahin natin ang huling dalawang uri ng pag-uuri, kung gayon ang glucose ay aldohexose, at ang fructose ay ketohexose. Karamihan sa mga natural na nagaganap na monosaccharides ay mga pentose at hexoses.

Ang mga monosaccharides ay inilalarawan sa anyo ng mga formula ng projection ng Fisher, i.e. sa anyo ng isang projection ng tetrahedral na modelo ng mga carbon atom sa eroplano ng pagguhit. Ang carbon chain sa mga ito ay nakasulat nang patayo. Sa mga aldoses, ang pangkat ng aldehyde ay inilalagay sa tuktok, sa mga ketos, ang pangunahing pangkat ng alkohol na katabi ng pangkat ng carbonyl. Ang hydrogen atom at ang hydroxyl group sa asymmetric carbon atom ay inilalagay sa isang pahalang na linya. Ang isang asymmetric carbon atom ay matatagpuan sa mga resultang crosshair ng dalawang tuwid na linya at hindi ipinahiwatig ng isang simbolo. Mula sa mga pangkat na matatagpuan sa itaas, nagsisimula ang pagnunumero ng carbon chain. (Tukuyin natin ang isang asymmetric na carbon atom: ito ay isang carbon atom na nakagapos sa apat na magkakaibang atomo o grupo.)

Pagtatatag ng ganap na pagsasaayos, ibig sabihin. ang tunay na pag-aayos sa espasyo ng mga substituent sa isang asymmetric carbon atom ay napakahirap, at hanggang sa ilang panahon ito ay naging isang imposibleng gawain. Posibleng makilala ang mga compound sa pamamagitan ng paghahambing ng kanilang mga pagsasaayos sa mga reference compound, i.e. tukuyin ang mga kamag-anak na pagsasaayos.

Ang kamag-anak na pagsasaayos ng monosaccharides ay tinutukoy ng pamantayan ng pagsasaayos - glyceraldehyde, kung saan, sa pagtatapos ng huling siglo, ang ilang mga pagsasaayos ay arbitraryong itinalaga, na itinalaga bilang D- at L - glyceraldehydes. Ang configuration ng asymmetric carbon atom ng monosaccharide na pinakamalayo mula sa carbonyl group ay inihambing sa configuration ng kanilang mga asymmetric carbon atoms. Sa pentoses, ang atom na ito ay ang ikaapat na carbon atom ( Mula 4 ), sa hexoses - ang ikalima ( Mula 5 ), ibig sabihin. penultimate sa chain ng carbon atoms. Kung ang pagsasaayos ng mga carbon atom na ito ay tumutugma sa pagsasaayos D - kabilang ang glyceraldehyde monosaccharide D - sunud-sunod. At kabaliktaran, kung tumutugma ito sa pagsasaayos L - Isinasaalang-alang ng glyceraldehyde na kabilang ang monosaccharide L - hilera. Simbolo D nangangahulugan na ang hydroxyl group sa kaukulang asymmetric carbon atom sa Fischer projection ay matatagpuan sa kanan ng patayong linya, at ang simbolo L - na ang pangkat ng hydroxyl ay matatagpuan sa kaliwa.

Genetic D-serye ng mga asukal

Ang ninuno ng aldose ay glyceraldehyde. Isaalang-alang ang genetic na relasyon ng mga asukal D - row na may D - glyceraldehyde.

Sa organic chemistry, mayroong isang paraan para sa pagtaas ng carbon chain ng monosaccharides sa pamamagitan ng sunud-sunod na pagpapakilala ng isang grupo.

N–

ako Sa ako

-SIYA BA

sa pagitan ng pangkat ng carbonyl at ng katabing carbon atom. Pagpapakilala ng pangkat na ito sa molekula D - glyceraldehyde ay humahantong sa dalawang diastereomeric tetroses - D - erythrosis at D - treose. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang isang bagong carbon atom na ipinakilala sa monosaccharide chain ay nagiging asymmetric. Para sa parehong dahilan, ang bawat tetrose na nakuha, at pagkatapos ay pentose, kapag ang isa pang carbon atom ay ipinakilala sa kanilang molecule, ay nagbibigay din ng dalawang diastereomeric sugars. Ang mga diastereomer ay mga stereoisomer na naiiba sa pagsasaayos ng isa o higit pang mga asymmetric na carbon atom.

Ito ay kung paano nakuha ang D - isang serye ng mga asukal mula sa D - glyceraldehyde. Tulad ng makikita, ang lahat ng mga miyembro ng serye sa itaas, ay nakuha mula sa D - glyceraldehyde, pinanatili ang asymmetric carbon atom nito. Ito ang huling asymmetric carbon atom sa kadena ng mga carbon atom ng ipinakita na monosaccharides.

Ang bawat aldose D -ang numero ay tumutugma sa isang stereoisomer L - isang serye na ang mga molekula ay nauugnay sa isa't isa bilang isang bagay at isang hindi tugmang imahe ng salamin. Ang ganitong mga stereoisomer ay tinatawag na enantiomer.

Dapat pansinin sa konklusyon na ang nasa itaas na serye ng mga aldohexoses ay hindi limitado sa apat na ipinakita. Tulad ng ipinakita sa itaas, mula sa D - ribose at D - xylose, maaari kang makakuha ng dalawa pang pares ng diastereomeric sugar. Gayunpaman, nakatuon lamang kami sa mga aldohexoses, na pinakakaraniwan sa kalikasan.

Konstruksyon ng mga formula ng Haworth para sa D-galactose

"Kasabay ng pagpapakilala sa organikong kimika ng konsepto ng istraktura ng glucose at iba pang mga monosaccharides bilang polyhydroxyaldehydes o polyhydroxyketones na inilarawan ng mga open-chain na formula, ang mga katotohanan ay nagsimulang maipon sa kimika ng carbohydrates na mahirap ipaliwanag mula sa pananaw ng naturang mga istruktura. .Napag-alaman na ang glucose at iba pang monosaccharides ay umiiral sa anyo ng cyclic hemiacetals na nabuo bilang resulta ng intramolecular reaction ng kaukulang functional group.

Ang mga ordinaryong hemiacetals ay nabuo sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng mga molekula ng dalawang compound - isang aldehyde at isang alkohol. Sa panahon ng reaksyon, ang double bond ng carbonyl group ay nasira, sa lugar ng break, ang hydrogen atom ng hydroxyl at ang natitira sa alkohol ay idinagdag dito. Ang cyclic hemiacetals ay nabuo dahil sa pakikipag-ugnayan ng mga katulad na functional group na kabilang sa molekula ng isang compound - isang monosaccharide. Ang reaksyon ay nagpapatuloy sa parehong direksyon: ang double bond ng carbonyl group ay nasira, ang hydrogen atom ng hydroxyl ay idinagdag sa carbonyl oxygen, at isang cycle ay nabuo dahil sa pagbubuklod ng carbon atoms ng carbonyl at oxygen ng mga pangkat ng hydroxyl.

Ang pinaka-matatag na hemiacetals ay nabuo ng mga hydroxyl group sa ikaapat at ikalimang carbon atoms. Ang nagreresultang limang miyembro at anim na miyembro na singsing ay tinatawag na furanose at pyranose na mga anyo ng monosaccharides, ayon sa pagkakabanggit. Ang mga pangalang ito ay nagmula sa mga pangalan ng lima at anim na miyembro na heterocyclic compound na may oxygen atom sa cycle - furan at pyran.

Ang mga monosaccharides na may cyclic na anyo ay maginhawang kinakatawan ng mga promising formula ni Haworth. Ang mga ito ay idealized planar five- at six-membered rings na may oxygen atom sa ring, na ginagawang posible na makita ang mutual arrangement ng lahat ng substituents na may kaugnayan sa eroplano ng ring.

Isaalang-alang ang pagbuo ng mga formula ng Haworth gamit ang halimbawa D - galactose.

Upang mabuo ang mga formula ng Haworth, kailangan munang bilangin ang mga carbon atom ng monosaccharide sa Fisher projection at iikot ito sa kanan upang ang chain ng mga carbon atom ay kumuha ng pahalang na posisyon. Pagkatapos ang mga atomo at pangkat na matatagpuan sa formula ng projection sa kaliwa ay nasa itaas, at ang mga matatagpuan sa kanan - sa ibaba ng pahalang na linya, at may karagdagang paglipat sa mga cyclic na formula - sa itaas at ibaba ng eroplano ng cycle, ayon sa pagkakabanggit . Sa katotohanan, ang carbon chain ng isang monosaccharide ay hindi matatagpuan sa isang tuwid na linya, ngunit tumatagal ng isang hubog na hugis sa espasyo. Tulad ng makikita, ang hydroxyl sa ikalimang carbon atom ay makabuluhang inalis mula sa aldehyde group; sumasakop sa isang posisyon na hindi kanais-nais para sa pagsasara ng singsing. Upang paglapitin ang mga functional na grupo, ang isang bahagi ng molekula ay pinaikot sa paligid ng valence axis na nagkokonekta sa ikaapat at ikalimang carbon atoms na pakaliwa sa isang valence angle. Bilang resulta ng pag-ikot na ito, ang hydroxyl ng ikalimang carbon atom ay lumalapit sa aldehyde group, habang ang iba pang dalawang substituent ay nagbabago din ng kanilang posisyon - lalo na, ang CH 2 OH group ay matatagpuan sa itaas ng chain ng carbon atoms. Kasabay nito, ang pangkat ng aldehyde, dahil sa pag-ikot sa paligid s - ang bono sa pagitan ng una at pangalawang carbon atoms ay lumalapit sa hydroxyl. Ang mga approached functional group ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa ayon sa scheme sa itaas, na humahantong sa pagbuo ng isang hemiacetal na may anim na miyembro na pyranose ring.

Ang nagresultang hydroxyl group ay tinatawag na glycosidic group. Ang pagbuo ng isang cyclic hemiacetal ay humahantong sa paglitaw ng isang bagong asymmetric carbon atom, na tinatawag na anomeric. Bilang resulta, nabuo ang dalawang diastereomer - a-at b - mga anomer na naiiba lamang sa pagsasaayos ng unang carbon atom.

Ang iba't ibang mga pagsasaayos ng anomeric carbon atom ay nagreresulta mula sa katotohanan na ang pangkat ng aldehyde, na may planar na pagsasaayos, dahil sa pag-ikot sa paligid. s - mga link sa pagitan ng mga lane na may una at pangalawang carbon atoms ay tumutukoy sa umaatakeng reagent (hydroxyl group) kapwa sa isa at magkabilang panig ng eroplano. Pagkatapos ay inaatake ng pangkat na hydroxyl ang pangkat ng carbonyl mula sa magkabilang panig ng dobleng bono, na humahantong sa mga hemiacetal na may iba't ibang mga pagsasaayos ng unang carbon atom. Sa madaling salita, ang pangunahing dahilan para sa sabay-sabay na pagbuo a-at b Ang mga anomer ay nakasalalay sa di-stereoselectivity ng tinalakay na reaksyon.

a - anomer, ang configuration ng anomeric center ay kapareho ng configuration ng huling asymmetric carbon atom, na tumutukoy na kabilang sa D - at L - sa isang hilera, at b - anomer - kabaligtaran. Sa aldopentosis at aldohexosis D - serye sa mga formula ni Haworth na glycosidic hydroxyl group y a - ang anomer ay matatagpuan sa ilalim ng eroplano, at y b - anomer - sa itaas ng eroplano ng cycle.

Ayon sa mga katulad na patakaran, ang paglipat sa mga furanose form ng Haworth ay isinasagawa. Ang pagkakaiba lamang ay ang hydroxyl ng ikaapat na carbon atom ay kasangkot sa reaksyon, at para sa convergence ng mga functional na grupo, kinakailangan upang paikutin ang bahagi ng molekula sa paligid. s - mga bono sa pagitan ng ikatlo at ikaapat na carbon atoms at clockwise, bilang isang resulta kung saan ang ikalima at ikaanim na carbon atoms ay matatagpuan sa ilalim ng eroplano ng cycle.

Ang mga pangalan ng mga cyclic form ng monosaccharides ay kinabibilangan ng mga indikasyon ng pagsasaayos ng anomeric center ( a - o b -), ang pangalan ng monosaccharide at ang serye nito ( D - o L -) at laki ng cycle (furanose o pyranose). Halimbawa, a, D - galactopyranose o b, D - galactofuranose."

Resibo

Ang glucose ay higit na matatagpuan sa libreng anyo sa kalikasan. Ito rin ay isang istrukturang yunit ng maraming polysaccharides. Ang iba pang mga monosaccharides sa malayang estado ay bihira at higit sa lahat ay kilala bilang mga bahagi ng oligo- at polysaccharides. Sa likas na katangian, ang glucose ay nakuha bilang isang resulta ng reaksyon ng photosynthesis:

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

Sa unang pagkakataon, ang glucose ay nakuha noong 1811 ng Russian chemist na si G.E. Kirchhoff sa panahon ng hydrolysis ng starch. Nang maglaon, ang synthesis ng monosaccharides mula sa formaldehyde sa isang alkaline na daluyan ay iminungkahi ni A.M. Butlerov.

Sa industriya, ang glucose ay nakukuha sa pamamagitan ng hydrolysis ng starch sa pagkakaroon ng sulfuric acid.

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

Mga Katangiang Pisikal

Ang mga monosaccharides ay mga solidong sangkap, madaling natutunaw sa tubig, mahinang natutunaw sa alkohol, at ganap na hindi natutunaw sa eter. Ang mga may tubig na solusyon ay neutral sa litmus. Karamihan sa mga monosaccharides ay may matamis na lasa, ngunit mas mababa kaysa sa asukal sa beet.

Mga katangian ng kemikal

Ang mga monosaccharides ay nagpapakita ng mga katangian ng mga alkohol at carbonyl compound.

ako. Mga reaksyon sa pangkat ng carbonyl

1. Oksihenasyon.

a) Tulad ng lahat ng aldehydes, ang oksihenasyon ng monosaccharides ay humahantong sa mga kaukulang acid. Kaya, kapag ang glucose ay na-oxidized sa isang ammonia solution ng silver hydroxide, ang gluconic acid ay nabuo (ang "silver mirror" na reaksyon).

b) Ang reaksyon ng monosaccharides na may tansong hydroxide kapag pinainit ay humahantong din sa mga aldonic acid.

c) Ang mas malakas na oxidizing agent ay nag-oxidize hindi lamang sa pangkat ng aldehyde, kundi pati na rin sa pangunahing pangkat ng alkohol sa pangkat ng carboxyl, na humahantong sa mga dibasic na asukal (aldaric) acid. Karaniwan, ang puro nitric acid ay ginagamit para sa oksihenasyon na ito.

2. Pagbawi.

Ang pagbabawas ng mga asukal ay humahantong sa polyhydric alcohols. Ang hydrogen sa pagkakaroon ng nickel, lithium aluminum hydride, atbp. ay ginagamit bilang isang ahente ng pagbabawas.

3. Sa kabila ng pagkakatulad ng mga kemikal na katangian ng monosaccharides na may aldehydes, ang glucose ay hindi tumutugon sa sodium hydrosulfite ( NaHSO3).

II. Mga reaksyon sa mga pangkat ng hydroxyl

Ang mga reaksyon sa mga hydroxyl group ng monosaccharides ay isinasagawa, bilang panuntunan, sa hemiacetal (cyclic) form.

1. Alkylation (pagbuo ng mga eter).

Sa ilalim ng pagkilos ng methyl alcohol sa pagkakaroon ng gaseous hydrogen chloride, ang hydrogen atom ng glycosidic hydroxyl ay pinalitan ng isang methyl group.

Kapag gumagamit ng mas malakas na mga ahente ng alkylating, tulad ng Halimbawa , methyl iodide o dimethyl sulfate, ang ganitong pagbabago ay nakakaapekto sa lahat ng hydroxyl group ng monosaccharide.

2. Acylation (pagbuo ng mga ester).

Kapag ang acetic anhydride ay kumikilos sa glucose, ang isang ester ay nabuo - pentaacetylglucose.

3. Tulad ng lahat ng polyhydric alcohol, glucose na may tansong hydroxide ( II ) ay nagbibigay ng matinding asul na kulay (kuwalitatibong reaksyon).

III. Mga tiyak na reaksyon

Bilang karagdagan sa itaas, ang glucose ay nailalarawan din ng ilang mga tiyak na katangian - mga proseso ng pagbuburo. Ang pagbuburo ay ang pagkasira ng mga molekula ng asukal sa ilalim ng impluwensya ng mga enzyme (enzymes). Ang mga asukal na may maramihang tatlong carbon atoms ay fermented. Mayroong maraming mga uri ng pagbuburo, kung saan ang pinakasikat ay ang mga sumusunod:

a) pagbuburo ng alkohol

C 6 H 12 O 6 ® 2CH 3 -CH 2 OH (ethyl alcohol) + 2CO 2

b) lactic fermentation

c) butyric fermentation

C6H12O6® CH 3 -CH 2 -CH 2 -COOH(butyric acid) + 2 H 2 + 2CO 2

Ang mga nabanggit na uri ng fermentation na dulot ng mga microorganism ay may malawak na praktikal na kahalagahan. Halimbawa, ang alkohol - para sa produksyon ng ethyl alcohol, sa winemaking, paggawa ng serbesa, atbp., at lactic acid - para sa produksyon ng lactic acid at fermented milk products.

disaccharides

Ang mga disaccharides (bioses) sa hydrolysis ay bumubuo ng dalawang magkapareho o magkaibang monosaccharides. Upang maitatag ang istraktura ng disaccharides, kinakailangang malaman: mula sa kung saan itinayo ang mga monosaccharides, ano ang pagsasaayos ng mga anomeric center sa mga monosaccharides na ito ( a - o b -), ano ang mga sukat ng singsing (furanose o pyranose) at kasama ang paglahok kung saan hydroxyls ang dalawang monosaccharide molecule ay naka-link.

Ang mga disaccharides ay nahahati sa dalawang grupo: pagbabawas at hindi pagbabawas.

Ang pagbabawas ng disaccharides ay kinabibilangan, sa partikular, maltose (malt sugar) na nasa malt, i. sumibol, at pagkatapos ay tuyo at durog na butil ng mga butil.

(maltose)

Ang Maltose ay binubuo ng dalawang residues D - glucopyranoses, na iniuugnay ng isang (1–4) -glycosidic bond, i.e. ang glycosidic hydroxyl ng isang molekula at ang alkohol hydroxyl sa ikaapat na carbon atom ng isa pang monosaccharide molecule ay lumahok sa pagbuo ng isang eter bond. Isang anomeric na carbon atom ( Mula sa 1 ) na nakikilahok sa pagbuo ng bono na ito ay may a - configuration, at isang anomeric atom na may libreng glycosidic hydroxyl (ipinahiwatig sa pula) ay maaaring magkaroon ng pareho isang - (a - maltose) at b - pagsasaayos (b - maltose).

Ang Maltose ay isang puting kristal, lubos na natutunaw sa tubig, matamis sa lasa, ngunit mas mababa kaysa sa asukal (sucrose).

Tulad ng makikita, ang maltose ay naglalaman ng isang libreng glycosidic hydroxyl, bilang isang resulta kung saan ang kakayahang buksan ang singsing at ilipat sa anyo ng aldehyde ay napanatili. Sa pagsasaalang-alang na ito, ang maltose ay maaaring pumasok sa mga reaksyon na katangian ng aldehydes, at, sa partikular, upang magbigay ng reaksyon na "silver mirror", samakatuwid ito ay tinatawag na pagbabawas ng disaccharide. Bilang karagdagan, ang maltose ay pumapasok sa maraming mga reaksyon na katangian ng monosaccharides, Halimbawa , bumubuo ng mga eter at ester (tingnan ang mga kemikal na katangian ng monosaccharides).

Kasama sa non-reducing disaccharides ang sucrose (beet o caneasukal). Ito ay matatagpuan sa tubo, sugar beets (hanggang sa 28% ng dry matter), katas ng halaman at prutas. Ang molekula ng sucrose ay binubuo ng Ad - glucopyranose at b, D - fructofuranoses.

(sucrose)

Sa kaibahan sa maltose, ang glycosidic bond (1–2) sa pagitan ng monosaccharides ay nabuo sa gastos ng glycosidic hydroxyls ng parehong molekula, iyon ay, walang libreng glycosidic hydroxyl. Bilang isang resulta, walang pagbabawas ng kakayahan ng sucrose, hindi ito nagbibigay ng reaksyon na "silver mirror", samakatuwid ito ay tinutukoy bilang non-reducing disaccharides.

Ang Sucrose ay isang puting mala-kristal na substansiya, matamis sa lasa, lubos na natutunaw sa tubig.

Ang Sucrose ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga reaksyon sa mga pangkat ng hydroxyl. Tulad ng lahat ng disaccharides, ang sucrose ay binago ng acidic o enzymatic hydrolysis sa mga monosaccharides kung saan ito ay binubuo.

Mga polysaccharides

Ang pinakamahalagang polysaccharides ay starch at cellulose (fiber). Ang mga ito ay binuo mula sa mga residu ng glucose. Ang pangkalahatang formula para sa mga polysaccharides na ito ( C 6 H 10 O 5 n . Glycosidic (sa C 1 -atom) at alkohol (sa C 4 -atom) hydroxyls ay karaniwang nakikibahagi sa pagbuo ng mga polysaccharide molecule, i.e. nabuo ang isang (1–4)-glycosidic bond.

almirol

Ang starch ay isang pinaghalong dalawang polysaccharides na binuo mula sa Ad - mga link ng glucopyranose: amylose (10-20%) at amylopectin (80-90%). Ang starch ay nabuo sa mga halaman sa panahon ng photosynthesis at idineposito bilang isang "reserba" na karbohidrat sa mga ugat, tubers at buto. Halimbawa, ang mga butil ng bigas, trigo, rye at iba pang mga cereal ay naglalaman ng 60-80% na almirol, mga tubers ng patatas - 15-20%. Ang isang kaugnay na papel sa mundo ng hayop ay nilalaro ng polysaccharide glycogen, na "naka-imbak" pangunahin sa atay.

Ang almirol ay isang puting pulbos na binubuo ng maliliit na butil, hindi matutunaw sa malamig na tubig. Kapag ang starch ay ginagamot ng maligamgam na tubig, posibleng maghiwalay ng dalawang fraction: isang fraction na natutunaw sa maligamgam na tubig at binubuo ng amylose polysaccharide, at isang fraction na bumubukol lamang sa maligamgam na tubig upang bumuo ng paste at binubuo ng amylopectin polysaccharide.

Ang amylose ay may linear na istraktura, Ad - Ang mga residu ng glucopyranose ay iniuugnay ng (1–4)-glycosidic bond. Ang elemental na cell ng amylose (at starch sa pangkalahatan) ay kinakatawan bilang mga sumusunod:

Ang molekula ng amylopectin ay binuo sa katulad na paraan, ngunit may sumasanga sa kadena, na lumilikha ng spatial na istraktura. Sa mga branch point, ang monosaccharide residues ay iniuugnay ng (1–6)-glycosidic bond. Sa pagitan ng mga punto ng sangay ay karaniwang 20-25 na nalalabi ng glucose.

(amylopectin)

Ang starch ay madaling hydrolyzed: kapag pinainit sa pagkakaroon ng sulfuric acid, ang glucose ay nabuo.

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

Depende sa mga kondisyon ng reaksyon, ang hydrolysis ay maaaring isagawa nang sunud-sunod sa pagbuo ng mga intermediate na produkto.

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

Ang isang husay na reaksyon sa almirol ay ang pakikipag-ugnayan nito sa yodo - isang matinding asul na kulay ang sinusunod. Lumilitaw ang gayong paglamlam kung ang isang patak ng solusyon sa yodo ay inilalagay sa isang slice ng patatas o isang slice ng puting tinapay.

Ang almirol ay hindi pumapasok sa reaksyon ng "salamin na pilak".

Ang almirol ay isang mahalagang produktong pagkain. Upang mapadali ang pagsipsip nito, ang mga produkto na naglalaman ng almirol ay sumasailalim sa paggamot sa init, i.e. patatas at cereal ay pinakuluang, tinapay ay inihurnong. Ang mga proseso ng dextrinization (ang pagbuo ng dextrins) na isinasagawa sa kasong ito ay nag-aambag sa mas mahusay na pagsipsip ng starch ng katawan at kasunod na hydrolysis sa glucose.

Sa industriya ng pagkain, ang almirol ay ginagamit sa paggawa ng mga sausage, confectionery at mga produktong culinary. Ginagamit din ito upang makakuha ng glucose, sa paggawa ng papel, tela, pandikit, gamot, atbp.

Cellulose (hibla)

Ang selulusa ay ang pinakakaraniwang polysaccharide ng halaman. Ito ay may mahusay na mekanikal na lakas at gumaganap bilang isang materyal na sumusuporta sa mga halaman. Ang kahoy ay naglalaman ng 50-70% selulusa, ang koton ay halos purong selulusa.

Tulad ng almirol, ang istrukturang yunit ng selulusa ay D - glucopyranose, ang mga link na kung saan ay konektado sa pamamagitan ng (1-4) -glycosidic bonds. Gayunpaman, ang selulusa ay iba sa almirol. b - ang pagsasaayos ng mga glycosidic bond sa pagitan ng mga cycle at isang mahigpit na linear na istraktura.

Ang selulusa ay binubuo ng mga filamentous molecule, na pinagsama-sama sa mga bundle ng hydrogen bond ng mga hydroxyl group sa loob ng chain, gayundin sa pagitan ng mga katabing chain. Ito ang chain packing na nagbibigay ng mataas na mekanikal na lakas, fiber content, tubig na hindi malulutas, at chemical inertness, na gumagawa ng cellulose na isang perpektong materyal para sa pagbuo ng mga cell wall.

b - Ang glycosidic bond ay hindi nawasak ng mga digestive enzymes ng tao, kaya ang selulusa ay hindi maaaring magsilbi bilang pagkain para sa kanya, kahit na sa isang tiyak na halaga ito ay isang ballast substance na kinakailangan para sa normal na nutrisyon. Ang mga ruminant na hayop ay may cellulose-digesting enzymes sa kanilang mga tiyan, kaya ang mga ruminant na hayop ay gumagamit ng fiber bilang bahagi ng pagkain.

Sa kabila ng insolubility ng selulusa sa tubig at karaniwang mga organikong solvent, ito ay natutunaw sa Schweitzer's reagent (isang solusyon ng tansong hydroxide sa ammonia), pati na rin sa isang puro solusyon ng zinc chloride at sa puro sulfuric acid.

Tulad ng starch, ang cellulose ay sumasailalim sa acid hydrolysis upang bumuo ng glucose.

Ang cellulose ay isang polyhydric alcohol; mayroong tatlong hydroxyl group bawat unit cell ng polymer. Sa pagsasaalang-alang na ito, ang selulusa ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga reaksyon ng esterification (ang pagbuo ng mga ester). Ang pinakamahalagang praktikal na kahalagahan ay ang mga reaksyon sa nitric acid at acetic anhydride.

Ang ganap na esterified fiber ay kilala bilang pyroxylin, na, pagkatapos ng naaangkop na pagproseso, ay nagiging walang usok na pulbos. Depende sa mga kondisyon ng nitrasyon, maaaring makuha ang cellulose dinitrate, na tinatawag na colloxylin sa pamamaraan. Ginagamit din ito sa paggawa ng pulbura at solid propellants. Bilang karagdagan, ang celluloid ay ginawa batay sa colloxylin.

Ang triacetylcellulose (o cellulose acetate) ay isang mahalagang produkto para sa paggawa ng non-combustible film at acetate silk. Upang gawin ito, ang cellulose acetate ay natunaw sa isang pinaghalong dichloromethane at ethanol, at ang solusyon na ito ay pinipilit sa pamamagitan ng mga spinneret sa isang stream ng mainit na hangin. Ang solvent ay sumingaw at ang mga daloy ng solusyon ay nagiging pinakamanipis na sinulid ng acetate silk.

Ang selulusa ay hindi nagbibigay ng reaksyong "salamin na pilak".

Sa pagsasalita tungkol sa paggamit ng selulusa, hindi maaaring sabihin ng isang tao na ang isang malaking halaga ng selulusa ay natupok para sa paggawa ng iba't ibang mga papel. Ang papel ay isang manipis na layer ng fiber fibers, nakadikit at pinindot sa isang espesyal na makina ng papel.

Mula sa itaas, malinaw na na ang paggamit ng cellulose ng mga tao ay napakalawak at iba-iba na ang isang independiyenteng seksyon ay maaaring italaga sa paggamit ng mga produkto ng kemikal na pagproseso ng selulusa.

END OF SECTION

Plano:

1. Kahulugan ng konsepto: carbohydrates. Pag-uuri.

2. Komposisyon, pisikal at kemikal na katangian ng carbohydrates.

3. Pamamahagi sa kalikasan. Resibo. Aplikasyon.

Carbohydrates - mga organikong compound na naglalaman ng carbonyl at hydroxyl na mga grupo ng mga atom, na mayroong pangkalahatang formula C n (H 2 O) m, (kung saan n at m> 3).

Carbohydrates Ang mga sangkap ng pinakamahalagang biochemical na kahalagahan ay malawak na ipinamamahagi sa wildlife at gumaganap ng isang mahalagang papel sa buhay ng tao. Ang pangalan ng carbohydrates ay lumitaw sa batayan ng data mula sa pagsusuri ng mga unang kilalang kinatawan ng pangkat na ito ng mga compound. Ang mga sangkap ng pangkat na ito ay binubuo ng carbon, hydrogen at oxygen, at ang ratio ng mga bilang ng mga atomo ng hydrogen at oxygen sa kanila ay kapareho ng sa tubig, i.e. Mayroong isang oxygen atom para sa bawat 2 hydrogen atoms. Sa huling siglo sila ay itinuturing na carbon hydrates. Samakatuwid ang pangalan ng Ruso na carbohydrates, na iminungkahi noong 1844. K. Schmidt. Ang pangkalahatang pormula para sa mga carbohydrate, ayon sa nasabi, ay C m H 2p O p. Kapag ang "n" ay inalis sa mga bracket, ang formula C m (H 2 O) n ay nakuha, na napakalinaw na sumasalamin sa pangalan "carbohydrate". Ang pag-aaral ng carbohydrates ay nagpakita na may mga compound na, ayon sa lahat ng mga katangian, ay dapat na maiugnay sa grupo ng mga carbohydrates, bagaman mayroon silang isang komposisyon na hindi eksaktong tumutugma sa formula C m H 2p O p. Gayunpaman, ang lumang Ang pangalang "carbohydrates" ay nananatili hanggang sa araw na ito, bagaman kasama ng pangalang ito, ang isang mas bagong pangalan, glycides, ay minsan ginagamit upang sumangguni sa pangkat ng mga sangkap na isinasaalang-alang.

Carbohydrates maaaring hatiin sa tatlong pangkat : 1) Monosaccharides - carbohydrates na maaaring i-hydrolyzed upang bumuo ng mas simpleng carbohydrates. Kasama sa pangkat na ito ang hexoses (glucose at fructose), pati na rin ang pentose (ribose). 2) Oligosaccharides - mga produkto ng condensation ng ilang monosaccharides (halimbawa, sucrose). 3) Mga polysaccharides - mga polymeric compound na naglalaman ng malaking bilang ng monosaccharide molecules.

Monosaccharides. Ang mga monosaccharides ay mga heterofunctional compound. Ang kanilang mga molekula ay sabay-sabay na naglalaman ng parehong carbonyl (aldehyde o ketone) at ilang hydroxyl group, i.e. monosaccharides ay polyhydroxycarbonyl compounds - polyhydroxyaldehydes at polyhydroxyketones. Depende dito, ang mga monosaccharides ay nahahati sa mga aldoses (ang monosaccharide ay naglalaman ng isang aldehyde group) at mga ketoses (ang keto group ay nakapaloob). Halimbawa, ang glucose ay isang aldose at ang fructose ay isang ketose.

Resibo. Ang glucose ay higit na matatagpuan sa libreng anyo sa kalikasan. Ito rin ay isang istrukturang yunit ng maraming polysaccharides. Ang iba pang mga monosaccharides sa malayang estado ay bihira at higit sa lahat ay kilala bilang mga bahagi ng oligo- at polysaccharides. Sa likas na katangian, ang glucose ay nakuha bilang isang resulta ng reaksyon ng photosynthesis: 6CO 2 + 6H 2 O ® C 6 H 12 O 6 (glucose) + 6O 2 Sa unang pagkakataon, ang glucose ay nakuha noong 1811 ng Russian chemist na si G.E. Kirchhoff sa panahon ng hydrolysis ng starch. Nang maglaon, ang synthesis ng monosaccharides mula sa formaldehyde sa isang alkaline na daluyan ay iminungkahi ni A.M. Butlerov.