Углеводы

Органические соединения, состоящие из углерода, водорода, кислорода и являющиеся источником биохимической энергии, называются углеводами или сахарами. Термин появился в 1844 году.

Классификация

Любой углевод состоит из сахарида или структурной единицы. Он включает карбонильную группу (=C=O) и несколько гидроксильных групп (-OH.

Рис. 1. Строение углеводов.

По количеству звеньев в цепи углеводы делятся на две группы:

  • простой – включает функциональную группу (моносахариды);
  • сложный: включает более одной функциональной группы (олигосахариды, полисахариды).

Рис. 2. Классификация углеводов.

Описание каждой группы углеводов представлено в таблице.

Группа

Углеводная формула

Описание

Примеры

Моносахариды

Cn(Н2О)n

Молекула состоит из одной связи. Они являются структурной единицей ДНК, РНК, АТФ. Делятся на кетозы и альдозы

Глюкоза, фруктоза

Олигосахариды

CmH2nOn

Молекулярная цепь включает от одного до десяти остатков моносахаридов. В зависимости от числа связей различают дисахариды (богини), трисахариды (триозы), тетрасахариды (тетраозы) и др. они делятся на гомоолигосахариды, в состав которых входят одинаковые остатки моносахаридов, и гетероолигосахариды, состоящие из разных моносахаридов

Лактоза, сахароза, рафинированная, стахиоза

Полисахариды

CnH2mOm

Цепь состоит из множества моносахаридов. Количество ссылок может превышать несколько тысяч

Целлюлоза

Наиболее значимыми для организма человека являются глюкоза, участвующая в обмене веществ, и сахароза (общий сахар), употребляемая в пищу. Под действием ферментов в желудочно-кишечном тракте все сложные углеводы расщепляются до моносахаридов.

Физические свойства

Моносахариды и олигосахариды имеют сладкий вкус. Они плавятся и кипят при низких температурах. Олигосахариды хорошо растворимы в воде, имеют нейтральный рН (рН в растворах).

Полисахариды имеют более жесткую структуру, не имеют сладкого вкуса и не растворяются в воде. В живых организмах они выполняют опорную или энергетическую функцию. Например, целлюлоза входит в состав клеточной стенки растений, хитин — грибов и панцирей членистоногих. Крахмал и гликоген являются источниками энергии, которые накапливаются в клетках в виде зерен и капель.

Рис. 3. Хитин в клеточных стенках грибов.

Углеводы характеризуются своей пространственной изомерией.

Химические свойства

Углеводы имеют различные химические свойства в зависимости от типа. В таблице описаны основные свойства сахаров.

Реакция

Группы

Моносахариды

Олигосахариды

Полисахариды

Окисление

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O

(C6H10O5)n + 6O2 → 6nCO2 + 5nH2O

Ферментация

– спирт – C6H12O6 → 2C2H5OH (этанол) + 2CO2;

– молочная кислота – C6H12O6 → 2CH3-CH(OH)-COOH (молочная кислота)

Гидролиз

C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6

(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6

Углеводы являются продуктом фотосинтеза, образующимся в растительных клетках под действием солнечного света.

Поделиться:
×
Рекомендуем посмотреть