Значение углеводов биология: Ошибка 403 — доступ запрещён

1. 2 Значение и биологическая роль углеводов организма

1. Энергетический обмен ( продукция макроэргических соединений).

   В анаэробных условиях углеводы являются практически единственными энергетическими субстратами

2. Резервная ( гликоген)

3. Пластическая. Пентозы входят в состав нуклеотидов, нуклеиновых кислот. Гетерополисахариды составляют основу внеклеточного матрикса соединительной ткани.

4. Продукт метаболизма моносахаров — ацетилКоА— начальное вещество в синтезе холестерина, высших жирных кислот, необходим для синтеза нейромедиатора ацетилхолина.

5. Глюкоза участвует в продукции НАДФН , который нужен для обеспечения антиоксидантной и антипероксидной защиты, нужен для биосинтеза жирных кислот, азотистых оснований, для обеспечения МСО- системы микросомального окисления.

Пути обмена углеводов ( глюкозы) в организме ( схема 1)

потребности

( повторение темы : Биохимия пищеварения )

Углево­ды — обязательный компонент пищи, они составляют 75% массы пищевого рациона и дают более 50% необходимых калорий. У здорового взрослого человека суточная потребность в усваиваемых углеводах от 250 — 400 г/сут., а в целлюлозе и пектине до 10-15 г/сут.

В составе смешанной пищи человека присутствуют полисахариды: крахмал, целлюлоза, гликоген и дисахариды сахароза, мальтоза Сахароза— самый распространенный пищевой сахар, входит в состав меда.. Моносахариды используют для приготовления кондитерских изделий, напитков, они содержатся в небольшом количестве в очень спелых фруктах.

Все углеводы в отношении легкости переваривания, скорости всасывания и влияния на скорость секреции инсулина делятся на две группы: легко и трудноусвояемые.

К трудноусвояемым относятся полисахариды: переваривание происходит достаточно медленно и потребление их не сопровождается одномоментным быстрым повышением уровня глюкозы в крови. Легкоусвояемыми являются сахароза, фруктоза, глюкоза , они быстро всасываются и вызывают заметное развитие повышенного уровня глюкозы в крови( гипергликемии)..Поэтому рекомендуется употреблять в пищу больше полисахаридов и меньше моносахаров

Углеводы пищи являются для организма человека источником моносахаридов, преимущественно глюкозы.

Некоторые полисахариды( целлюлоза, пектиновые вещества) у человека практически не перевариваются, в ЖКТ они выполняют функцию сорбента (выводят холестерин, желчные кислоты, токсины и д.р.), необходимы для стимуляции перистальтики кишечника и формирования нормальной микрофлоры кишечника.

Переваривание углеводов происходит в ротовой полости и верхних отделах кишечника.

* В ротовой полости пища измельчается при пе­режёвывании и смачивается слюной. Слюна состоит на 99% из воды и обычно имеет рН 6,8-7,2.Процесс подготовки к перевариванию пищи и содержащегося в ней крахмала зависит от слюноотделения и состава слюны.

В слюне присутствует фермент α

-амилаза (α-1,4-гликозидаза), гидролизующая в крахмале внутренние α-1,4-гликозидные связи с об­разованием крупных фрагментов — декстринов и небольшого количества мальтозы и изомальтозы. Амилаза активируется ионами кальция и хлорида..

70% амилазы выделяется околоушной железой

У новорожденного ребенка амилазная активность слюны отсутствует, но в течение первого года жизни достигает уровня взрослого человека.

* Переваривание углеводов в желудке практически не происходит. Действие амилазы слюны прекращается в кислой среде содержимого желудка (рН <4), но внутри пищевого комка ак­тивность амилазы может некоторое время сохраняться. Желудочный сок не содержит фермен­тов, расщепляющих углеводы, в нем возможен лишь незначительный неферментативный кислотный гидролиз гликозидных связей ( сахарозы)

* Переваривание углеводов в тонком кишечнике следует отнести к полостному и пристеночному типам.

В двенадцатиперстной кишке кислое содержимое желу­дка нейтрализуется слабощелочнм секретом поджелудочной железы (рН 7,5—8,0 ), содержащим гидрокарбонат натрия.

В соке поджелудочной железы присутствует панкреатическая α—амилаза, которая гидролизует внутренние α-1,4-гликозидные связи в крахмале и декстринах с образованием дисахаридов мальтозы( связь α-1,4 ) , изомальтозы ( связь α-1,6 ) и олигосахаридов, содержащих 3—8 остатков глюкозы, свя­занных α-1,4- и α-1,6-гликозидными связями.

( С6 Н10 О5 )п + ( х-1 ) Н2 О —— ( фермент амилаза)————> х ( С6 Н10 О5 )m

Крахмал декстрины

Переваривание мальтозы, изомальтозы и поступивших с пищей сахарозы и лактозы, происходит под дей­ствием специфических ферментов — экзогликозидаз, образующих ферментативные комплексы. Эти комплексы находятся на поверхности эпителиаль­ных клеток тонкого ки­шечника и осуществляют пристеночное пищеварение.

С12 Н22 О11 + Н2 О —— (фермент дисахараза)————> 2 С6 Н12 О6

дисахарид моносахариды

.

Значение углеводов в природе и жизни человека

Похожие презентации:

Эндокринная система

Анатомо — физиологические особенности сердечно — сосудистой системы детей

Хронический панкреатит

Топографическая анатомия верхних конечностей

Анатомия и физиология сердца

Мышцы головы и шеи

Эхинококкоз человека

Черепно-мозговые нервы

Анатомия и физиология печени

Топографическая анатомия и оперативная хирургия таза и промежности

1.

Значение углеводов в природе и жизни человека.Презентация подготовлена
ученицей 10-а класса
Руденко Дарьей.

2. Роль углеводов живой природе.

Углеводы служат основным источником энергии. Свыше 56% энергии организм
получает за счет углеводов, остальную часть — за счет белков и жиров.
В зависимости от сложности строения, растворимости, быстроты усвоения
углеводы пищевых продуктов подразделяются на простые углеводы:
моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза)
дисахариды (сахароза, лактоза,мальтоза)
сложные углеводы, или полисахариды
(крахмал, гликоген, клетчатка).
Простые углеводы легко растворяются в воде и быстро
усваиваются. Они обладают выраженным сладким вкусом и
относятся к сахарам.
1.Моносахариды
Наиболее распространенный моносахарид — глюкоза — содержится
во многих плодах и ягодах, а также образуется в организме в
результате расщепления дисахаридов и крахмала пищи. Глюкоза
наиболее быстро и легко используется в организме для
образования гликогена, для питания тканей мозга, работающих
мышц (в том числе и сердечной мышцы), для поддержания
необходимого уровня сахара в крови и создания запасов гликогена
печени. Во всех случаях при большом физическом напряжении
глюкоза может использоваться как источник энергии.
Фруктоза обладает теми же свойствами, что и глюкоза, и
может рассматриваться как ценный, легкоусвояемый сахар.
Однако она медленнее усваивается в кишечнике и, поступая в
кровь, быстро покидает кровяное русло. Фруктоза в
значительном количестве (до 70 — 80%) задерживается в печени
и не вызывает перенасыщение крови сахаром. В печени
фруктоза более легко превращается в гликоген по сравнению с
глюкозой. Фруктоза усваивается лучше сахарозы и отличается
большей сладостью. Высокая сладость фруктозы позволяет
использовать меньшие ее количества для достижения
необходимого уровня сладости продуктов и таким образом
снизить общее потребление сахаров, что имеет значение при
построении пищевых рационов ограниченной калорийности.
Галакто́за— один из простых сахаров, моносахарид изомер глюкозы.
Содержится в животных и растительных организмах, в том числе в
некоторых микроорганизмах. Один из основных и важных элементов,
входящих в питание грудных детей. Входит в состав дисахаридов —
лактозы и лактулозы.. L-галактоза входит в состав полисахаридов
красных водорослей. D-галактоза широко распространена в природе,
входит в состав олигосахаридов, некоторых гликозидов, растительных и
бактериальных , в организме животных и человека — в состав лактозы.
2.Дисахариды
Лактоза— углевод группы дисахаридов, содержится в молоке и
молочных продуктах. Лактоза отличается от других дисахаридов
отсутствием гигроскопичности — она не отсыревает. Это её свойство
имеет большое практическое значение в фармации: если нужно
приготовить с сахаром какой-либо порошок, содержащий легко
гидролизующееся лекарство, то берут молочный сахар; если же взять
другой сахар, то он быстро отсыреет и легко гидролизующееся
лекарственное вещество быстро разложится. Значение лактозы очень
велико, так как она является важным питательным веществом,
особенно для растущих организмов человека и млекопитающих
Мальтоза— дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы;
содержится в больших количествах в проросших зёрнах (солоде)
ячменя, ржи и других зерновых; обнаружен также в томатах, в
пыльце и нектаре ряда растений. Мальтоза относится к
восстанавливающим сахарам, восстанавливает фелингову
жидкость
Сахароза является весьма распространённым в природе
дисахаридом. Она встречается во многих фруктах, плодах и ягодах.
Особенно велико содержание сахарозы в сахарной свёкле и
сахарном тростнике, которые и используются для промышленного
производства пищевого сахара.Используется в лечении сахарного
диабета 2-го типа
3.Полисахариды
Крахмалы— полимеры глюкозы. Крахмалы
нерастворимы в воде. Картофель, рис, мука и кукуруза —
главные источники крахмала в человеческом питании.
Растения запасают глюкозу в виде крахмалов.
Гликоген служит вторым по значению долговременным
энергетическим запасом в клетках животных и грибов, который
откладывается в виде энергии в жировой ткани. Гликоген в первую
очередь образовывается в печени и мышцах, но также может
вырабатываться гликогеногенезом в головном мозге и желудке.
Гликоген — аналог крахмала, глюкозного полимера в растениях,
иногда его называют «животный крахмал»
Целлюло́за, клетчáтка — органическое соединение,
углевод, полисахарид. Белое твёрдое вещество,
нерастворимое в воде. Главная составная часть клеточных
оболочек всех высших растений.

7. Роль в жизни человека.

Значение углеводов заключается сразу в нескольких
функциях. Основными из этих функций являются:
1. Энергетическая. За счет окисления компонентов выделяется
энергия, которую организм потом использует для удовлетворения
своих потребностей. Значение углеводов в питании крайне важно,
ведь именно они дают силы на целый день.
2. Гидроосмотическая. Значение углеводов в питании очень велико,
ведь именно благодаря им в межклеточном веществе человека
удерживаются ионы магния, кальция, а также молекулы воды.
3. Структурная. Некоторые из этих веществ входят в состав
соединительных тканей. А кроме того, они вместе с белками
способны образовывать ферменты, гормоны и другие соединения в
организме.
4. Защитная. Значение углеводов для организма очень важно, т.к.
некоторые из них обеспечивают прочность стенок сосудов, другие –
входят в состав смазки, покрывающей трущиеся друг о друга суставы
человека, третьи – присутствуют в структуре слизистых оболочек.
5. Кофакторная. Определенные виды рассматриваемых веществ
участвуют в образовании ферментов, отвечающих за свертываемость
крови, а также входят в состав ее плазмы.

English     Русский Правила

Определение, типы, функции и часто задаваемые вопросы

Клетки человеческого тела используют глюкозу в качестве топлива. Роль углеводов заключается в том, чтобы обеспечить эту глюкозу, чтобы клетки человеческого тела могли выполнять свои необходимые функции. Кроме того, углеводы помогают сохранить мышцы и сохранить энергию для последующего использования.

Что такое углеводы?

Углеводы — это сахар, крахмал и клетчатка, содержащиеся в обычных продуктах питания, таких как фрукты, зерновые и молочные продукты. Это один из трех микроэлементов, с помощью которых человеческий организм получает энергию. Свойства биологии углеводов включают атомы углерода, водорода и кислорода на химическом уровне.

Примерами углеводной пищи являются молоко, йогурт, хлеб, рис, картофель, кукуруза, цельные фрукты или фруктовые соки, конфеты, печенье и т. д.

Типы углеводов

Существует два типа углеводов: простые и сложные. Это деление в первую очередь основано на их химической структуре и степени полимеризации.

Простые углеводы несут одну или две молекулы сахара. Такие примеры углеводов в изобилии содержатся в молочных продуктах, рафинированном сахаре и т. д. Поскольку эти углеводы не содержат клетчатки, витаминов или минералов, они считаются пустыми калориями.

Простые углеводы можно разделить на три категории. К ним относятся:

Моносахариды: Углеводы, состоящие из одной молекулы сахара, называются моносахаридами. Структурная иллюстрация углеводов этой категории выглядит следующим образом:

(изображение будет загружено в ближайшее время)

Моносахариды могут быть дополнительно классифицированы на основе количества атомов углерода. Это триозы, тетрозы, пентозы, гексозы и гептозы.

Дисахариды: Два моносахарида объединяются, образуя дисахарид. Сахароза, лактоза и мальтоза являются одними из основных примеров этого углевода.

Олигосахариды: Углеводы, состоящие из 2-9 мономеров, классифицируются как олигосахариды.

Сложные углеводы состоят из двух или более молекул сахара. Такие углеводы в изобилии содержатся в продуктах питания, таких как кукуруза, чечевица, арахис, бобы и т. д. Сложные углеводы также известны как полисахариды, поскольку они образуются в результате полимеризации.

Основные функции углеводов

1. Обеспечение необходимым топливом

Основная роль углеводов заключается в обеспечении топливом клеток человеческого организма, центральной нервной системы и работающих мышц. Углеводы, которые люди потребляют с продуктами питания, перевариваются и расщепляются до глюкозы, прежде чем она попадает в кровоток.

Эта глюкоза помогает в производстве АТФ, и клетки организма используют эти АТФ для выполнения различных метаболических задач.

2. Сохранение энергии

Затем избыток глюкозы сохраняется для будущих целей. Эта форма глюкозы известна как гликоген и в основном содержится в печени и мышцах.

3. Сохранить мышцы

При дефиците глюкозы из углеводов организм человека расщепляет мышечные клетки на аминокислоты. Затем он превращается в глюкозу, чтобы обеспечить необходимую энергию для центральной нервной системы. Таким образом, одним из наиболее важных применений углеводов является сохранение мышц тела.

Последствия дефицита углеводов

• Неупотребление углеводов в любой форме может вызвать серьезные проблемы со здоровьем. Без достаточного количества энергии человеческое тело изо всех сил пытается функционировать. Например, когда центральная нервная система с трудом работает, это может вызвать головокружение. Кроме того, люди могут испытывать умственную и физическую усталость.

• Более того, в отсутствие глюкозы, вырабатываемой из углеводов, организм человека использует белок для получения энергии. Это не идеальная ситуация, потому что, если белок используется в качестве источника энергии, это может вызвать нагрузку на почки.

• Кроме того, недостаток углеводов в рационе может вызвать проблемы с пищеварением.

Углеводы можно разделить на два типа в зависимости от их пищевой ценности. Вот сравнительное исследование обоих:

Полезные и плохие углеводы

9 0093 9008 5

Имеют высокое содержание насыщенных и транс-жиров

Полезные углеводы	Полезные углеводы
Состоят из низко или умеренно калорийных продуктов	Высококалорийные
Высокое содержание питательных веществ	Низкое содержание питательных веществ
Высокое содержание натуральной клетчатки	Низкое содержание клетчатки
С низким содержанием натрия	С высоким содержанием натрия
Содержит малое количество насыщенных и транс-жиров

Понимание Роль углеводов в правильном функционировании человеческого организма чрезвычайно важна. Кроме того, это жизненно важная тема биологии, и эта статья предлагает всесторонний взгляд на эту тему.

Углеводы: определение, классификация, структура, функции

19 мая 2023 г. 8 апреля 2023 г. Анупама Сапкота

Содержание

Углеводы Определение

Углеводы представляют собой большую группу органических соединений, состоящих из углерода, водорода и кислорода, которые обычно могут расщепляться на мономеры для высвобождения энергии в живых существах.

• Это самые распространенные биомолекулы в живом организме по массе.
• Углеводы также известны как сахариды, поскольку многие из них имеют относительно небольшую молекулярную массу и сладкий вкус. Однако это может быть справедливо не для всех углеводов.
• Эмпирическая формула для углеводов C _m (H ₂ O) _n , которая справедлива для большинства моносахаридов. Углеводы представляют собой гидраты углерода и в широком смысле определяются как полигидроксиальдегиды или кетоны и их производные.
• Это широко распространенные молекулы как в растительных, так и в животных тканях, служащие скелетными структурами растений, а также насекомых и ракообразных.
• Они также встречаются в качестве запасов пищи в запасающих органах растений, а также в печени и мышцах животных. Они являются важным источником энергии, необходимой для различных метаболических процессов в живых организмах.
• Растения содержат значительно больше углеводов, чем животные.
• Другие углеводные полимеры смазывают суставы скелета и участвуют в узнавании и адгезии между клетками.
• Глюкоза, сахароза, целлюлоза и т. д. являются одними из самых известных и важных углеводов на Земле.

Что такое мономер?

• Мономер представляет собой простейшую молекулу, которая образует основную единицу полимеров и поэтому считается строительным материалом полимеров.
• Мономеры связываются с другим мономером, образуя цепь повторяющихся молекул в процессе полимеризации.
• Мономеры могут быть как природными, так и синтетическими по своей природе. Природными мономерами являются аминокислоты и моносахариды, а примерами синтетических мономеров являются винилхлорид и стирол.

Что такое полимер?

• Полимер – это вещество, состоящее из больших молекул, состоящих из множества повторяющихся субъединиц или мономеров.
• Полимеры образуются путем связывания нескольких мономерных звеньев в процессе, называемом полимеризацией.
• Полимеры, как и мономеры, могут быть как синтетическими, так и природными. Природные полимеры включают биомолекулы, такие как углеводы и белки, тогда как синтетические полимеры представляют собой полистирол и поливинилхлорид.

Что такое макромолекула?

• Макромолекула представляет собой большую молекулу, состоящую из тысяч атомов, образованных в результате полимеризации более мелких субъединиц, называемых мономерами.
• Макромолекулы состоят из большого числа атомов, связанных между собой ковалентными связями. Эти макромолекулы вместе образуют полимеры.
• Макромолекулы также бывают двух типов; натуральные и синтетические. Природные макромолекулы — это биомолекулы, такие как углеводы и липиды, а синтетические макромолекулы — это синтетические полимеры, такие как пластмассы и каучук.

Что такое ковалентные связи?

Рисунок: Образование этилглюкозида из глюкозы и этанола, показаны аномерный углерод и образующаяся гликозидная связь. Источник изображения: АксельБолдт.

• Мономерные звенья углеводов связаны друг с другом ковалентными связями, называемыми гликозидными связями.
• Гликозидная связь образуется между карбоксильной группой, присутствующей на аномерном углероде одного мономера, и спиртовой группой, присутствующей в другом мономере.
• Ковалентные связи в углеводах — это специальные связи, которые во многом определяют форму более сложного соединения, главным образом потому, что эти связи препятствуют вращению определенных молекул по отношению друг к другу.
• Ковалентные связи в углеводах представляют собой α- или β-гликозидные связи в зависимости от стереохимии связанных друг с другом атомов углерода.
• Линейная цепь в молекуле углевода содержит либо α-1,4-гликозидную связь, либо β-1,4-гликозидную связь. Однако разветвление в углеводах происходит за счет 1,6-гликозидной связи.

Редуцирующие и нередуцирующие сахара

Что такое редуцирующие сахара?

• Восстанавливающий сахар представляет собой молекулу сахара или углевода со свободной альдегидной группой или свободной кетоновой группой, которая заставляет молекулу действовать как восстановитель.
• Все моносахариды, а также некоторые дисахариды и полисахариды являются восстанавливающими сахарами.
• В случае других полисахаридов и дисахаридов альдегидные и кетоновые группы остаются связанными в циклической форме.
• Большинство редуцирующих сахаров имеют сладкий вкус. Эти сахара могут быть обнаружены с помощью таких тестов, как тест Бенедикта и тест Фелинга, поскольку они дают положительный результат этих тестов.
• Примеры восстанавливающих сахаров включают моносахариды, такие как галактоза, глюкоза, глицеральдегид, фруктоза, рибоза и ксилоза, дисахариды, такие как целлобиоза, лактоза и мальтоза, и полимеры, такие как гликоген.

Что такое невосстанавливающие сахара?

• Невосстанавливающий сахар представляет собой молекулу сахара или углевода, которая не имеет свободной альдегидной или кетоновой группы и поэтому не может действовать как восстановитель.
• Невосстанавливающие сахара имеют альдегидные и кетоновые группы, но они входят в циклическую форму молекулы сахара.
• Некоторые дисахариды и все полисахариды являются невосстанавливающими сахарами.
• Нередуцирующие сахара имеют менее сладкий вкус, чем редуцирующие сахара. Эти сахара также могут быть обнаружены с помощью таких тестов, как тест Бенедикта и тест Фелинга, поскольку они дают отрицательный результат на эти тесты.
• Примеры невосстанавливающих сахаров включают дисахариды, такие как сахароза, мальтоза и лактоза, и полисахариды, такие как крахмал и целлюлоза.

Образование гликозидной связи путем конденсации

• Процесс образования гликозидной связи в углеводах является реакцией конденсации, т.е. в ходе этого процесса образуется молекула воды.
• Реакция конденсации образуется между группой ОН и аномерным углеродом сахара.
• Эти гликозидные связи образуются в реакции синтеза дегидратации.
• Когда спирт атакует аномерный углерод, ОН-группа углерода заменяется атомом кислорода молекулы спирта. ОН-группа углерода и оставшийся атом Н спирта высвобождаются в виде молекулы воды.
• Реакция гликозилирования включает нуклеофильное замещение аномерного центра. Поскольку реакция протекает на вторичном атоме углерода при атаке слабых нуклеофилов (акцепторов сахаров), она часто протекает по мономолекулярному механизму SN ¹ .
• Результатом гликозидной связи является молекула сахара, связанная с другой молекулой эфирной группой.
• Образовавшаяся эфирная связь имеет атом кислорода, связанный с двумя атомами углерода, что приводит к относительно стабильной структуре, чем со спиртовой группой. В результате гликозидная связь приводит к более стабильной структуре сахара.

Разрыв гликозидной связи путем гидролиза

• Разрыв гликозидной связи происходит в процессе гидролиза путем присоединения молекулы воды.
• Гидролиз гликозидной связи происходит как в присутствии кислоты, так и щелочи.
• Группа ОН молекулы воды атакует атом углерода, участвующий в гликозидной связи.
• При катализируемом кислотой гидролизе атом водорода связывается с атомом кислорода эфирной связи, разделяющей мономерные звенья.
• В случае полисахаридов в результате гидролиза образуются более мелкие полисахариды, дисахариды или моносахариды.
• В живой системе гидролиз полисахаридов происходит в присутствии группы ферментов, называемых гидролазами, которые катализируют процесс гидролиза.

Классификация углеводов

Углеводы подразделяются на три различные группы в зависимости от степени полимеризации;

А. Моносахариды

• Моносахариды представляют собой простейшую форму сахара, которая не может быть гидролизована до более мелких единиц.
• Моносахариды, часто называемые простыми сахарами, представляют собой соединения, которые содержат свободную альдегидную (—CHO) или кетоновую (= CO) группу и две или более гидроксильных (—OH) групп.
• Моносахариды считаются топливными молекулами, участвующими в формировании полимеров, таких как полисахариды и нуклеиновые кислоты.
• Моносахариды далее делятся на разные группы на основе различных характеристик, таких как расположение карбонильной группы, количество содержащихся в ней атомов углерода и стереохимия атома углерода.

Рисунок: Некоторые примеры моносахаридов.

В зависимости от расположения карбонильной группы моносахариды бывают двух типов;

Альдозы

• Моносахариды, имеющие альдегидную группу в качестве карбонильной группы, называются альдозами.

Кетозы

• Моносахариды, имеющие кетоновую группу в качестве карбонильной группы, называются кетозами.
• По числу атомов углерода моносахариды делятся на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы и гептозы, содержащие три, четыре, пять, шесть и семь атомов углерода.
• Моносахариды далее делятся на D- и L-формы в зависимости от ориентации асимметричного углерода, наиболее удаленного от карбонильной группы.

Структура

• Эмпирическая формула всех моносахаридов (CH ₂ )O указывает на то, что центральный атом углерода связан с двумя атомами водорода и атомом кислорода.
• Карбонильная группа присутствует во всех моносахаридах, где, если группа находится на конце, она образует альдозу, а если она находится в середине, она образует кетозный сахар.
• Моносахариды с более чем пятью атомами углерода существуют в виде колец в растворенном состоянии.
• Кольцевая структура образуется, когда гидроксильная группа пятого атома углерода реагирует с первым атомом углерода.
• Моносахариды состоят из одной молекулы сахара без гликозидной связи.
• Все моносахариды представляют собой восстанавливающие сахара со свободной альдегидной или кетоновой группой.

Функции

• Моносахариды являются одним из основных источников энергии для живых существ, причем большинство из них обеспечивают 4 ккал энергии на грамм углеводов.
• Моносахариды участвуют в синтезе различных биомолекул, таких как рибоза и рибулоза, участвуют в синтезе нуклеиновых кислот, коферментов, таких как НАД, НАДН, кофермент А и т. д.
• Несколько моносахаридов, связанных между собой гликозидными связями, в результате полимеризации образуют более крупные полисахариды.
• У растений рибулозодифосфат действует как акцептор углекислого газа во время фотосинтеза.

Пример моносахарида

Глюкоза

• Глюкоза — важный моносахарид, обеспечивающий энергией и структурой различные части клетки.
• Глюкоза представляет собой шестиуглеродное соединение с молекулярной формулой C ₆ H ₁₂ O ₆ . Это альдогексоза с шестью атомами углерода и свободной альдегидной группой.
• Молекула глюкозы существует как в открытой цепи, так и в кольцевой форме, последняя образуется в результате межмолекулярного взаимодействия между альдегидным углеродом и гидроксильной группой С-5.
• Глюкоза существует в двух формах; α-глюкоза и β-глюкоза. Если группа -ОН, присоединенная к аномерному углероду, находится ниже кольца, молекула представляет собой альфа-глюкозу, а если группа -ОН находится над кольцом, молекула представляет собой бета-глюкозу.
• α-глюкоза образует вкусную часть растений, таких как фрукты и цветы, тогда как β-глюкоза образует структурно твердую часть растения, такую ​​как стебель и корни.
• Однако эти две формы могут взаимно преобразовываться по мере того, как глюкоза меняет структуру с открытой цепи на циклическую или кольцевую форму.
• Глюкоза — это незаменимый моносахарид, который расщепляется во время гликолиза, обеспечивая энергию и предшественники для клеточного дыхания.
• Длинные цепи молекул глюкозы соединены гликозидными связями с образованием незаменимых полисахаридов, таких как крахмал и гликоген.
• Глюкоза вместе с другими молекулами также составляет основу различных структурных частей клетки.

В. Дисахариды

Рисунок: Некоторые примеры дисахаридов.

• Дисахарид представляет собой молекулу сахара, состоящую из двух мономерных звеньев, соединенных гликозидной связью в результате реакции конденсации.
• Дисахариды — простейшие полисахариды, состоящие либо из одинаковых, либо из двух разных моносахаридов.
• Наиболее распространенные и немодифицированные дисахариды имеют молекулярную формулу C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ .
• Дисахариды бывают двух типов; восстанавливающие и невосстанавливающие дисахариды. Восстанавливающие дисахариды имеют свободную карбонильную группу, тогда как невосстанавливающие дисахариды не имеют свободной карбонильной группы.
• Дисахариды, такие как мальтоза, сахароза и лактоза, имеют одинаковую молекулярную формулу, но имеют разное расположение атомов.
• Дисахариды являются важным источником энергии, поскольку они могут расщепляться с образованием моносахаридов, которые участвуют в метаболических путях живых существ.

C. Полисахариды

• Полисахариды представляют собой молекулы сахара с более чем десятью моносахаридными звеньями, связанными вместе гликозидными связями.
• Полисахариды также называют гликанами.
• Полисахариды представляют собой длинную цепь моносахаридов, где полисахарид может быть либо гомополисахаридом, либо гетерополисахаридом.
• Гомополисахариды образуются из одинаковых моносахаридов, а гетерополисахариды – из разных моносахаридов.
• Полисахариды имеют различные формы в зависимости от присутствующих моносахаридов и атомов углерода, связанных друг с другом.
• Некоторые полисахариды являются линейными, а другие разветвленными.

Рисунок: Некоторые примеры полисахаридов.

Примеры полисахаридов

1. Крахмал

Крахмал представляет собой полисахарид, состоящий из мономеров глюкозы, соединенных гликозидными связями. Крахмал — это органическое соединение, содержащееся во всех живых растениях, которое производится из избытка глюкозы, образующейся в процессе фотосинтеза. Крахмал — это запасная пища растений, хранящаяся в хлоропластах в виде гранул и органов хранения, таких как корни, клубни, стебли и семена.

Структура

• Крахмал представляет собой гомогликан, состоящий из единиц сахара одного типа, независимо от источника крахмала.
• Одна молекула крахмала содержит от 300 до 1000 единиц глюкозы, связанных вместе.
• Большинство крахмалов состоят из двух видов полисахаридов: линейного α-(1→4) связанного глюкана, называемого амилозой, и α-(1→4) связанного глюкана с 4,2–5,9% α-(1→6) ответвления. связи, называемые амилопектином.
• Соотношение амилозы и амилопектина также варьируется в зависимости от источника крахмала; он колеблется от 17 до 70% амилозы и, соответственно, от 83 до 30% амилопектина.
• α-амилоза или просто амилоза имеет молекулярную массу в диапазоне от 10 000 до 50 000, которая может образовываться в растительных клетках путем отщепления молекулы воды от гликозидной ОН-группы одной молекулы α-D-глюкозы и спиртовой ОН-группы на углерод 4 соседней молекулы α-D-глюкозы.
• Таким образом, связь в амилозе представляет собой α-1,4-глюкозид.
• β-амилоза или амилопектин имеет высокую молекулярную массу в диапазоне от 50 000 до 1 000 000, что указывает на наличие 300–5 500 единиц глюкозы на молекулу.
• Дополнительные α-1,6-глюкозидные связи обнаружены в амилопектине в дополнение к α-1,4-глюкозидным связям.
• В растениях молекулы крахмала расположены в виде полукристаллических гранул.

Функции

• Крахмал является наиболее распространенной и необходимой формой хранения углеводов в растениях.
• Это основной источник энергии в углеводной диете, где гидролиз крахмала дает глюкозу, которая далее метаболизируется для производства энергии.

2. Гликоген

Гликоген представляет собой разветвленный полисахарид, который является основной формой глюкозы у животных и человека. Его часто называют «животным крахмалом», и он хранится в печени и мышцах животных.

Структура

• Гликоген представляет собой полисахарид с разветвленной цепью и по своей структуре напоминает амилопектин.
• Молекула гликогена состоит из субъединиц глюкозы, которые связаны между собой α-1,4-связями, которые ответвляются через α-1,6-связи через каждые десять остатков глюкозы.
• Эти связи приводят к спиральной структуре полимера, которая существует в виде гранул в цитоплазме.
• Гликоген подобен крахмалу, но имеет больше разветвлений и более компактен, чем крахмал.
• Гликоген синтезируется в организме при избытке глюкозы, вырабатываемой в организме.

Функции

• Основной функцией гликогена является накопление избытка глюкозы в организме при повышении уровня глюкозы в крови.
• Гликоген затем распадается на молекулы глюкозы, чтобы обеспечить организм энергией, когда уровень глюкозы в крови снижается.
• Способствуя образованию и гидролизу, гликоген помогает поддерживать уровень глюкозы в крови.
• Около 6-10% веса печени состоит из гликогена, который во время голодания превращается в молекулы глюкозы.
• Запас гликогена в мышечных клетках служит топливом или запасом АТФ во время мышечного сокращения.

3. Целлюлоза

Целлюлоза является наиболее распространенным внеклеточным структурным полисахаридом в растениях и самой распространенной из всех биомолекул в биосфере. Целлюлоза содержится во всех наземных растениях, но отсутствует в мясе, яйцах, рыбе и молоке. Однако он не может метаболизироваться в организме человека. Целлюлоза встречается в клеточных стенках растений, где она вносит основной вклад в структуру организма.

Структура

• Молекулярная масса целлюлозы находится в диапазоне от 200 000 до 2 000 000, что соответствует 1 250–12 500 остатков глюкозы на молекулу.
• Он образован гликозидной связью между ОН-группой на С1 одной молекулы β-D-глюкозы и спиртовой ОН-группой на С4 соседней молекулы β-D-глюкозы.
• По структуре он напоминает амилозу, за исключением того, что единицы глюкозы связаны друг с другом β-1,4-глюкозидными связями.

Функции

• Целлюлоза является основным структурным полисахаридом растений, формирующим различные структуры растительных клеток, включая клеточную стенку.
Целлюлоза
• обладает высокой жесткостью и прочностью, что позволяет клетке иметь прочную структуру и форму.
• Целлюлоза может быть расщеплена на более мелкие моносахариды, такие как глюкоза, которые затем могут метаболически расщепляться для получения энергии.
• Также важен для формирования бумаги и дерева.

Ссылки и источники

• Нельсон Д.Л. и Кокс М.М. Ленингер Принципы биохимии. Четвертое издание
• Берг Дж.М. и др. (2012) Биохимия. Седьмое издание. WH Freeman and Company
• Джейн Д.Л., Джейн С. и Джейн Н. (2005). Основы биохимии. С. Чанд и компания.
• Робит Дж. (2008) Крахмал: структура, свойства, химия и энзимология. В: Fraser-Reid B.O., Tatsuta K., Thiem J. (eds) Glycoscience. Шпрингер, Берлин, Гейдельберг. https://doi.org/10.1007/978-3-540-30429-6_35
• 3% – https://microbenotes.com/microbial-degradation-of-целлюлоза/
• 1% – https://www.ukessays.com/essays/biology/qualitative-tests-used-for-carbohydrates-biology-essay.php
• 1% – https://www.researchgate.net/publication/289564731_Formation_of_complexes_between_two_non-ionic_surfactants_and_potato_starch
• 1% – https://study.com/academy/lesson/glycosidic-bond-definition-formation-quiz.html
• 1% – https://nutritionofpower.com/nutrition/the-phrase-reduction-sugars/
• 1% – https://en.wikibooks.org/wiki/Structural_Biochemistry/Carbohydrates
• 1% – https://db0nus869y26v.cloudfront.net/en/Carbohydrate
• 1% – https://alevelbiology.co.uk/notes/carbohydrates-introduction-and-classification/
• 1% – http://www.pharmaresearchlibrary.com/wp-content/uploads/2013/03/Structure-and-bonding-of-carbohydrates-proteins-and-lipids.pdf
• 1% – http://ndl. ethernet.edu.et/bitstream/123456789/78706/5/Chap-05.pdf
• <1% – https://www.wiley-vch.de/books/sample/3527317805_c01.pdf
• <1% – https://www.vedantu.com/chemistry/classification-of-carbohydrates-and-its-structure
• <1% – https://www.vedantu.com/biology/polysaccharides
• <1% – https://www.thoughtco.com/polysaccharide-definition-and-functions-4780155
• <1% – https://www.thoughtco.com/list-of-disaccharide-examples-603876
• <1% – https://www.thoughtco.com/definition-of-monomer-605375
• <1% – https://www.slideshare.net/sanjaijosephManesh/food-chemistry-51688453
• <1% – https://www.slideshare.net/ght2haty/disaccharide
• <1% – https://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/амилопектин
• <1% – https://www.sciencedirect.com/topics/food-science/polysaccharides
• <1% – https://www.sciencedirect.com/topics/agriculture-and-biological-sciences/amylose
• <1% – https://www. researchgate.net/publication/227009769_Starch_Structure_Properties_Chemistry_and_Enzymology
• <1% – https://www.quora.com/What-are-reduction-disaccharides
• <1% – https://www.online-sciences.com/biology/carbohydrates-importance-types-of-isomerism-monosaccharides-disaccharides/
• <1% – https://www.lexico.com/en/definition/carbohydrate
• <1% – https://www.differencebetween.com/difference-between-disaccharide-and-vs-monosaccharide/
• <1% – https://www.differencebetween.com/difference-between-amylopectin-and-vs-glycogen/
• <1% – https://www.britannica.com/science/starch
• <1% – https://www.britannica.com/science/ribose
• <1% – https://www.bionity.com/en/encyclopedia/Glycosidic_bond.html
• <1% – https://www.bbc.co.uk/bitesize/topics/zf339j6/articles/zfqg4qt
• <1% – https://tamibio.files.wordpress.com/2020/10/ch05.biological-macromolecules-and-lipids.pdf
• <1% – https://quizlet.com/gb/469295286/monosaccharides-flash-cards/
• <1% – https://quizlet. com/gb/292248599/glycogen-metabolism-in-muscle-and-liver-l6-flash-cards/
• <1% – https://quizlet.com/509650739/01-foundations-of-biology-exam-flash-cards/
• <1% – https://quizlet.com/188155035/bmb-flash-cards/
• <1% – https://quizlet.com/143757314/biochem-final-flash-cards/
• <1% – https://quizlet.com/119212007/biomolecules-flash-cards/
• <1% – https://pediaa.com/difference-between-reduction-and-nonreduction-sugar/
• <1% – https://pediaa.com/difference-between-benedicts-and-fehlings-solution/
• <1% – https://feinmantheother.com/2012/02/14/organic-biochem-nutrition-3-альдегиды-кетоны-сахара/
• <1% – https://diabetestalk.net/insulin/glucose-to-starch
• <1% – https://diabetestalk.net/blood-sugar/is-glucose-is-a-polysaccharide
• <1% – https://diabetestalk.net/blood-sugar/is-glucose-a-compound-or-a-molecule
• <1% — https://diabetestalk.net/blood-sugar/glucose-combines-with-fructose-to-form-sucrose-through-a-process-known-as
• <1% – https://chem.