Per il corpo umano, così come per il restogli esseri viventi hanno bisogno di energia. Senza di essa, nessun processo è possibile. Dopo tutto, ogni reazione biochimica, qualsiasi processo enzimatico o stadio del metabolismo necessita di una fonte di energia.
Pertanto, il valore delle sostanze che fornisconola forza del corpo di vivere è molto grande e importante. Quali sono queste sostanze? Carboidrati, proteine, grassi. La struttura di ognuno di essi è diversa, appartengono a classi completamente diverse di composti chimici, ma una delle loro funzioni è simile: fornire al corpo l'energia necessaria per la vita. Consideriamo un gruppo delle sostanze elencate: i carboidrati.
Composizione e struttura dei carboidrati dalla loro scopertadeterminato dal loro nome. In effetti, secondo le prime fonti, si riteneva che si tratti di un tale gruppo di composti nella struttura dei quali sono presenti atomi di carbonio associati a molecole d'acqua.
Analisi più approfondite e accumulatele informazioni sulla varietà di queste sostanze hanno permesso di dimostrare che non tutti i rappresentanti hanno solo una tale composizione. Tuttavia, questo tratto è ancora uno di quelli che determina la struttura dei carboidrati.
La classificazione moderna di questo gruppo di composti è la seguente:
Inoltre, tutti i carboidrati possono essere suddivisi nei seguenti due grandi gruppi:
Consideriamo la struttura delle molecole di carboidrati di ciascun gruppo in modo più dettagliato.
Questa categoria include tutti i semplicicarboidrati che contengono gruppi di aldeidi (aldosi) o chetoni (chetosi) e non più di 10 atomi di carbonio nella struttura della catena. Se osservi il numero di atomi nella catena principale, i monosaccaridi possono essere suddivisi in:
Tutti gli altri rappresentanti non sono così importanti per l'organismo come quelli elencati.
Con la loro struttura, le monosi possono essere rappresentatesia sotto forma di catena che sotto forma di un carboidrato ciclico. Come succede? Il punto è che l'atomo di carbonio centrale nel composto è un centro asimmetrico attorno al quale può ruotare una molecola in soluzione. Ecco come si formano gli isomeri ottici dei monosaccaridi di forma L e D. In questo caso, la formula del glucosio, scritta sotto forma di una catena dritta, può essere afferrata mentalmente dal gruppo aldeidico (o chetone) e arrotolata in una palla. Si otterrà la corrispondente formula ciclica.
Struttura chimica dei carboidrati di un numero di monosiabbastanza semplice: una serie di atomi di carbonio che formano una catena o un ciclo, da ciascuno dei quali gruppi ossidrilici e atomi di idrogeno si trovano su un lato diverso o su un lato. Se tutte le strutture con lo stesso nome sono su un lato, allora si forma l'isomero D, se sono differenti con l'alternanza l'uno dell'altro, quindi l'isomero L. Se scriviamo la formula generale del rappresentante più comune dei monosaccaridi del glucosio in forma molecolare, allora sembrerà: C6H12oh6... Inoltre, questo record riflette anche la struttura del fruttosio. Dopotutto, chimicamente, queste due monose sono isomeri strutturali. Il glucosio è un alcool aldeidico, il fruttosio è un alcool chetogenico.
La struttura e le proprietà dei carboidrati di un numero di monosaccaridistrettamente correlato. In effetti, a causa della presenza di gruppi di aldeidi e chetoni nella struttura, appartengono agli alcoli di aldeidi e chetoni, che determinano la loro natura chimica e le reazioni in cui sono in grado di entrare.
Quindi, il glucosio presenta le seguenti proprietà chimiche:
1. Reazioni dovute alla presenza di un gruppo carbonilico:
2. La molecola contiene anche gruppi idrossilici, che riflettono la struttura. Proprietà dei carboidrati che sono interessati da questi raggruppamenti:
3. Proprietà altamente specifiche del glucosio:
La struttura e le funzioni dei carboidrati di un certo numero di monosi sono strettamente correlate. Questi ultimi consistono, prima di tutto, nella partecipazione a reazioni biochimiche degli organismi viventi. Che ruolo giocano i monosaccaridi in questo?
La struttura dei carboidrati in questo gruppo è ridotta ala presenza di due (diosio) o tre (triosio) molecole di monosaccaride nella composizione. Ci sono quelli con 4, 5 o più strutture (fino a 10), ma i più comuni sono i disaccaridi. Cioè, durante l'idrolisi, tali composti si decompongono per formare glucosio, fruttosio, pentosio e così via. Quali sono i composti in questa categoria? Esempi tipici sono il saccarosio (comune zucchero di canna), il lattosio (il componente principale del latte), il maltosio, il lattulosio, l'isomaltosio.
La struttura chimica di questa serie di carboidrati ha le seguenti caratteristiche:
Pertanto, la struttura dei carboidrati può essere brevementepresentato come formula molecolare. Se è necessaria una struttura espansa dettagliata, questa può essere rappresentata utilizzando le proiezioni grafiche di Fischer o le formule di Hewors. Nello specifico, due monomeri ciclici (monosi) sono diversi o uguali (a seconda dell'oligosaccaride), legati da un ponte glicosidico. Durante la creazione, è necessario tenere in considerazione la capacità di ripristino di visualizzare correttamente la connessione.
Se il compito è nella forma: "Annotare le caratteristiche strutturali dei carboidrati", allora per i disaccaridi è meglio indicare prima di quali residui di monosi è costituito. I tipi più comuni sono:
Quindi, sulla base dei residui disponibili, dovrebbe essere redatta una formula strutturale con una chiara prescrizione del tipo di ponte glicosidico.
Anche il ruolo dei disaccaridi è molto importante, è importante non solostruttura. Le funzioni dei carboidrati e dei grassi sono generalmente simili. Si basa sulla componente energetica. Tuttavia, per alcuni singoli disaccaridi, dovrebbe essere indicato il loro significato speciale.
Qualsiasi disaccaride, trisaccaride e così viail corpo umano e altre creature subiscono un'idrolisi istantanea con la formazione di monosi. È questa caratteristica che sta alla base dell'utilizzo di questa classe di carboidrati da parte dell'uomo nella loro forma grezza e invariata (barbabietola o zucchero di canna).
Funzioni, composizione e struttura dei carboidrati di questa seriesono di grande importanza per gli organismi degli esseri viventi, così come per l'attività economica umana. Innanzitutto, devi capire quali carboidrati sono polisaccaridi.
Ce ne sono alcuni:
Questo non è un elenco completo, ma solo il più significativo peranimali e piante. Se esegui il compito "Annota le caratteristiche strutturali dei carboidrati di un certo numero di polisaccaridi", prima di tutto dovresti prestare attenzione alla loro struttura spaziale. Si tratta di molecole giganti molto voluminose, costituite da centinaia di unità monomeriche, legate tra loro da legami chimici glicosidici. Spesso la struttura delle molecole dei carboidrati dei polisaccaridi è una composizione a strati.
Esiste una certa classificazione di tali molecole.
I composti con una struttura spaziale lineare dovrebbero includere, ad esempio, la cellulosa. La maggior parte dei polisaccaridi ha una struttura ramificata: amido, glicogeno, chitina e così via.
La struttura e la funzione dei carboidrati di questo gruppo sono vicineassociato alla vita di tutti gli esseri. Ad esempio, le piante accumulano l'amido in diverse parti del germoglio o della radice come sostanza nutritiva di riserva. La principale fonte di energia per gli animali sono ancora i polisaccaridi, la cui scomposizione produce molta energia.
I carboidrati svolgono un ruolo molto importante nella struttura della cellula. La copertura di molti insetti e crostacei è costituita da chitina, la mureina è un componente della parete cellulare dei batteri, la cellulosa è la base delle piante.
Riserva i nutrienti per gli animaliorigine: si tratta di molecole di glicogeno o, come viene più comunemente chiamato, grasso animale. È immagazzinato in singole parti del corpo e svolge non solo energia, ma anche una funzione protettiva contro le influenze meccaniche.
Per la maggior parte degli organismi è di grande importanzastruttura dei carboidrati. La biologia di ogni animale e pianta è tale da richiedere una fonte di energia costante, inesauribile. E solo loro possono darlo, e soprattutto sotto forma di polisaccaridi. Quindi, la completa ripartizione di 1 g di carboidrati a seguito di processi metabolici porta al rilascio di 4,1 kcal di energia! Questo è il massimo, nessun collegamento ne dà più. Ecco perché i carboidrati devono essere presenti nella dieta di qualsiasi persona e animale. Le piante, invece, si prendono cura di se stesse: nel processo di fotosintesi, formano dentro di sé l'amido e lo immagazzinano.
La struttura di grassi, proteine e carboidrati è generalmente simile.Dopotutto, sono tutte macromolecole. Anche alcune delle loro funzioni sono di natura comune. Il ruolo e il significato di tutti i carboidrati nella vita della biomassa del pianeta dovrebbero essere generalizzati.
Quindi, è ovvio che la struttura dei grassi,proteine e carboidrati, le loro funzioni e il ruolo negli organismi dei sistemi viventi sono di importanza decisiva e decisiva. Queste molecole sono le creatrici della vita, la preservano e la supportano.
Il ruolo dei carboidrati è noto anche non in forma pura, ma in combinazione con altre molecole. Questi includono i più comuni, come:
La struttura e le proprietà di questo tipo di carboidratipiuttosto complicato, perché il complesso combina una varietà di gruppi funzionali. Il ruolo principale delle molecole di questo tipo è la partecipazione a molti processi vitali degli organismi. I rappresentanti sono: acido ialuronico, condroitin solfato, eparano, cheratan solfato e altri.
Esistono anche complessi di polisaccaridi conaltre molecole biologicamente attive. Ad esempio, glicoproteine o lipopolisaccaridi. La loro esistenza è importante nella formazione delle reazioni immunologiche del corpo, poiché fanno parte delle cellule del sistema linfatico.
