Eigenschappen en de structuur van koolhydraten. koolhydraten functie

Voor het menselijk lichaam, maar ook andere levende wezens hebben energie nodig. Zonder dat kan er geen stroom niet processen. Immers, elke biochemische reactie, elke enzymatische proces of fase van het metabolisme moet energiebron.

Daarom is de waarde van de materialen, het verstrekken van het lichaam kracht om het leven, is zeer groot en belangrijk. Wat is er? Koolhydraten, eiwitten, vetten. De structuur van elk van hen is anders, ze behoren volledig verschillende klassen van chemische verbindingen, maar een van hun functies gelijk - het lichaam met de benodigde energie voor het leven. Denk aan een groep van de volgende stoffen - koolhydraten.

classificatie van koolhydraten

De samenstelling en structuur van koolhydraten sinds de opening gedefinieerd door hun naam. Immers, in het begin van bronnen werd aangenomen dat het zo'n groep verbindingen die aanwezig zijn in de structuur van koolstofatomen gebonden aan watermoleculen.

Een grondige analyse, en de verzamelde gegevens over de diversiteit van deze stoffen mag bewijzen dat niet alle vertegenwoordigers zijn slechts een deel. Maar deze functie is nog steeds een van degenen die de structuur van koolhydraten bepaalt.

Modern classificatie van deze groep van verbindingen is als volgt:

1. Monosachariden (ribose, fructose, glucose en ga zo maar door).
2. Oligosachariden (Bios, triose).
3. Polysacchariden (zetmeel, cellulose).

Ook kunnen alle koolhydraten worden onderverdeeld in de volgende twee groepen:

• herstellen;
• niet-reducerende.

De structuur van de moleculen van koolhydraten elke groep een kijkje nemen.

Monosaccharides: karakteristiek

Deze categorie omvat alle eenvoudige koolhydraten die een aldehyde (aldose) of keton (ketose) -groep en ten hoogste 10 koolstofatomen in de keten groepen bevat. Als je kijkt naar het aantal atomen in de hoofdketen, kunnen de monosacchariden worden onderverdeeld in:

• triose (glyceraldehyde);
• tetrosen (erythrulose, erytrose);
• pentose (ribose en deoxyribose);
• hexosen (glucose, fructose).

Alle andere vertegenwoordigers zijn niet zo belangrijk voor het lichaam zoals vermeld.

Kenmerken van de structuur van moleculen

In structuur monosacchariden worden voorgesteld als een ketting en in de vorm van een cyclische koolwaterstof. Hoe gaat dit gebeuren? Het is dat het centrale koolstofatoom in de verbinding een asymmetrisch centrum waaromheen het molecuul in oplossing kan draaien. Aangezien vormende optische isomeren monosacchariden L- en D-vormen. In deze formule glucose geregistreerd in de vorm van een rechte keten kan mentaal grijpen de aldehydegroep (of keton) en rol tot een bal. De overeenkomstige cyclische formule.

De chemische structuur van een aantal koolhydraten monosachariden simpel: het aantal koolstofatomen die de keten of ring, die elk verschillend zijn en zijn aangebracht aan een zijde van hydroxylgroepen en waterstofatomen. Als alle gelijknamige aan één zijde van de constructie, wordt de D-isomeer wordt gevormd, als voor verschillende interleaved elkaar - dan L-isomeer. Als we schrijven de algemene formule vertegenwoordiger van de meest voorkomende monosacchariden glucose in een moleculaire vorm, zal de vorm hebben: C ₆ H ₁₂ O _6. Bovendien, het record weerspiegelt de structuur en fructose, ook. Immers, deze twee monosacchariden chemisch - structurele isomeren. Glucose - aldegidospirt, fructose - Cetoalcohol.

Structuur en eigenschappen van een aantal koolhydraten monosachariden zijn nauw verbonden. Immers, vanwege de aanwezigheid van het aldehyde en keton groepen in de samenstelling van de constructie zij behoren tot het aldehyde en ketonospirtam hun chemische aard en het reactiemengsel waarin zij kunnen deelnemen bepaalt.

Aldus glucose vertoont de volgende eigenschappen:

1. De reacties veroorzaakt door de aanwezigheid van carbonylgroepen:

• Oxidatie - reactie "silver mirror";
• met vers neergeslagen hydroxide, koper (II) - aldonzuur;
• Sterke oxidanten kunnen dizuren (aldarovye), transformerende niet alleen een aldehyde maar één hydroxylgroep te vormen;
• Recovery - omgezet in polyolen.

2. Het molecuul hydroxylgroepen en reflecteert de structuur. De eigenschappen van koolhydraten, begrensd door groeperen van de gegevens:

• vermogen om alkylering - vorming van ethers;
• acylering - vormen esters ;
• kwalitatieve reactie voor koperhydroxide (II).

3. enkele specifieke eigenschappen van glucose:

• boterzuur;
• alcohol;
• melkzuurfermentatie.

Functies in het lichaam

Structuur en functie van een aantal koolhydraten monosachariden zijn nauw verwant. In het verleden zijn, vooral om deel te nemen aan biochemische reacties van levende organismen. Welke rol heeft gespeeld in deze monosachariden?

1. De basis voor de bereiding van oligo- en polysachariden.
2. Pentose (ribose en desoxyribose) - de belangrijkste molecuul betrokken bij de vorming van ATP, RNA, DNA. En zij op hun beurt, de belangrijkste leveranciers van het erfelijk materiaal, energie en eiwit.
3. De concentratieniveaus van glucose in het bloed - een goede meting van de osmotische druk en de veranderingen.

Oligosacchariden: structuur

De structuur van de koolhydraatgroep wordt gereduceerd tot die twee (Diozu) of drie (triose) monosaccharide moleculen in de samenstelling. Er zijn die waarbij de samenstelling van 4, 5 of meer structuren (tot 10), maar de meest voorkomende zijn disacchariden. Dat wil zeggen, bij de hydrolyse van deze verbindingen ontleden onder vorming van glucose, fructose, pentosen vormen, enzovoort. Welke verbindingen vallen in deze categorie? Een typisch voorbeeld - Het sucrose (gewone rietsuiker suiker), lactose (hoofdbestanddeel melk), maltose, lactulose, isomalt.

De chemische structuur van deze reeks koolhydraten heeft de volgende kenmerken:

1. De algemene formule van de moleculaire species: C ₁₂ H ₂₂ O _11.
2. Twee identieke of verschillende monosaccharideresidu in disaccharide structuur zijn verbonden door middel van de brug glycoside. Over de aard van de verbinding zal afhangen van de reducerend vermogen van suiker.
3. Reducerende disacharide. Koolhydraten dergelijke constructie is de vorming van een brug tussen de glycosidische hydroxyl aldehyde en hydroxylgroepen van verschillende moleculen monosacchariden. Deze omvatten maltose, lactose, enzovoort.
4. Reducerende - een voorbeeld sucrose - wanneer de brug wordt gevormd tussen hydroxylgroepen alleen die zonder de deelname aldehyd structuur.

Aldus kan de koolhydraatstructuur worden samengevat in de vorm van molecuulformule. Eventueel gedetailleerde structuur ingezet, dan kan representeren middels grafische of Heuorsa Fischerprojectie formules. Bijzonder twee cyclische monomeren (monosacchariden) of verschillend en dergelijke (afhankelijk van het oligosaccharide) verbonden door een glycosidische brug. Bij het bouwen moeten overwegen het herstel van de mogelijkheid om de verbinding goed weergegeven.

Voorbeelden van disacchariden moleculen

Als een opdracht is de moeite waard in de vorm van: "Let op de structurele kenmerken van koolhydraten," dan is de disaccharide is het beste om eerst te geven van wat er overblijft van monosacchariden is. De meest voorkomende soorten zijn:

• sucrose - opgebouwd uit alfa-beta-glucose en fructose;
• maltose - glucose residuen;
• cellobiose - bestaat uit twee glucose- residuen van beta-D-vormen;
• lactose - galactose + glucose;
• lactulose - galactose + fructose en ga zo maar door.

Vervolgens, volgens de beschikbare residuen moet blijkens de structuurformule voorschrijven type glycoside brug.

Betekenis voor levende organismen

Zeer grote en de rol van disaccharide, is het belangrijk om niet alleen de structuur. De functies van koolhydraten en vetten die in het algemeen vergelijkbaar. Het is gebaseerd op de energiecomponent. Toch moet hun bijzondere betekenis voor sommige individuele disacchariden te geven.

1. Sucrose - de belangrijkste bron van glucose in het menselijk lichaam.
2. Lactose wordt aangetroffen in de moedermelk van zoogdieren, waaronder vrouwen en 8%.
3. Lactulose wordt verkregen in het laboratorium worden gebruikt voor medische doeleinden, en toegevoegd aan de productie van zuivelproducten.

Elke disaccharide, trisaccharide en ga zo maar door bij de mens en andere wezens ondergaat onmiddellijk gehydrolyseerd tot monosacchariden. Deze functie is de basis van het gebruik van deze klasse van koolhydraten een persoon in het ruwe, ongewijzigde (suikerbieten of suikerriet).

Polysacchariden: moleculaire kenmerken

Functies, samenstelling en structuur van een aantal koolhydraten zijn belangrijk voor organismen levende wezens, evenals menselijke activiteiten. Ten eerste moet je begrijpen wat voor soort koolhydraten zijn polysacchariden.

Ze zijn legio:

• zetmeel;
• glycogeen;
• mureïne;
• glucomannan;
• cellulose;
• dextrine;
• galactomannan;
• muromin;
• pectine;
• amylose;
• chitine.

Dit is geen uitputtende lijst, maar alleen de meest significante dier- en plantensoorten. Als u de taak uit te voeren "Controleer de kenmerken van de structuur van een aantal koolhydraten polysacchariden", het eerste wat je moet aandacht besteden aan hun ruimtelijke structuur. Het is zeer volumineus, de reus molecule, bestaande uit honderden monomeereenheden verknoopt glycosidische chemische bindingen. Vaak is de molecuulstructuur van polysacchariden koolhydraten is een gelaagd preparaat.

Er is een zekere indeling van dergelijke moleculen.

1. Gomopolisaharidy - uit hetzelfde herhalende eenheden van monosachariden. Afhankelijk van de monosaccharide kan worden hexosen, pentosen, en ga zo maar door (glucanen, mannanen, galactanen).
2. Heteropolysacchariden - opgebouwd uit verschillende monomeereenheden.

Verbindingen met een lineaire ruimtelijke structuur moet worden toegekend, bijvoorbeeld cellulose. Vertakte structuur een meerderheid van polysacchariden - zetmeel, glycogeen, chitine, enzovoort.

Rol in het lichaam van levende wezens

Structuur en functie van koolhydraten in deze groep zijn nauw verbonden met het leven van alle wezens. Bijvoorbeeld planten binnen de nutriënt vermeerdert in verschillende delen van de scheut of wortel zetmeel. De belangrijkste energiebron voor dieren - naast polysachariden, die worden gevormd door splitsing van een veel energie.

Koolhydraten in de celstructuur spelen een zeer belangrijke rol. Is samengesteld uit chitine dekking van vele insecten en schaaldieren, mureïne - celwand componenten van bacteriën, pulp - grond plant.

Spare voedzame stoffen van dierlijke oorsprong - een molecule van glycogeen, of zoals het is vaker een beroep, het dierlijk vet. Hij opgeslagen in delen van het lichaam en draagt niet alleen energie, maar ook een beschermende functie tegen mechanische schokken.

Voor de meeste organismen is zeer belangrijk structuur van koolhydraten. Biologie van elk dier en de plant is zodanig dat een constante energiebron onuitputtelijke vereist. En het kan hen alleen maar geven, en de meeste van alles wat het is in de vorm van polysacchariden. Dus de volledige digestie van 1 g koolhydraten als gevolg van metabole processen leidt tot het vrijkomen van 4,1 kcal energie! Dit is het maximum, niet meer geeft een verbinding. Dat is de reden waarom koolhydraten in de voeding van een persoon of dier moet zijn. Planten zorgen ook voor zich: in het proces van fotosynthese ze binnen in zetmeel en op te slaan.

Algemene eigenschappen van koolhydraten

De structuur van de vetten, eiwitten en koolhydraten in het algemeen vergelijkbaar. Immers, ze zijn allemaal macromoleculen. Zelfs sommige van hun functies hebben een gemeenschappelijke oorsprong. Het moet de rol en het belang van koolhydraten in het leven van de biomassa van de planeet samen te vatten.

1. De samenstelling en structuur van koolhydraten omvatten het gebruik ervan als bouwmateriaal voor het reservoir van plantencellen, dierlijke en bacteriële membranen en de vorming van intracellulaire organellen.
2. De beschermende functie. Kenmerkend voor plantaardige organismen en komt tot uiting in de vorming van hun stekels, doornen en ga zo maar door.
3. Kunststof rol - vorming van vitaal belang moleculen (DNA, RNA, ATP en anderen).
4. Receptor-functie. Polysacchariden en oligosacchariden - actieve deelnemers transport transfers het celmembraan, "bewakers" vangen impact.
5. Energie de belangrijkste rol. Het biedt maximale kracht voor al intracellulaire processen, evenals het werk van het hele organisme.
6. De regulering van de osmotische druk - Glucose voert deze controle.
7. Sommige polysacchariden zijn voedselvoorraden, de energiebron voor dierlijke wezens.

Aldus is het duidelijk dat de structuur van vetten, eiwitten en koolhydraten, hun functie en rol in de lichamen van levende systemen cruciaal en doorslaggevend belang. Deze moleculen - de makers van het leven, maar ook te behouden en onderhouden.

Koolhydraten met andere macromoleculaire verbindingen

Bekend is ook de rol van koolhydraten niet in zuivere vorm, als in combinatie met andere moleculen. Het betreft onder meer de meest voorkomende, zoals:

• glycosaminoglycanen of mucopolysacchariden;
• glycoproteïnen.

Structuur en eigenschappen van koolhydraten van dit type is tamelijk gecompliceerd vanwege de complexe zijn verbonden met een verscheidenheid aan functionele groepen. De belangrijkste rol van dit type van moleculen - betrokken bij vele levensprocessen van organismen. Vertegenwoordigers zijn: hyaluronzuur, chondroïtinesulfaat, heparansulfaat, keratansulfaat, en anderen.

Er zijn ook polysachariden complexen met andere biologisch actieve moleculen. Bijvoorbeeld lipopolysacchariden of glycoproteïnen. Hun bestaan is belangrijk bij de vorming van de immunologische reacties van het lichaam, omdat ze deel uitmaken van cellen van het lymfestelsel.