Биология в лицее

Органические вещества клетки. Углеводы

Углеводы — органические соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Термин «углеводы» возник потому, что первые известные представители по составу отвечали формуле C_m(H₂O)_n (углерод+вода); впоследствии были обнаружены природные углеводы с другим соотношением атомов в молекуле.

По химической структуре углеводы – кетоноспирты или альдегидоспирты: в их молекулах присутствуют несколько гидроксильных групп (как у многоатомных спиртов) и карбонильная группа (как у альдегидов и кетонов). 

Моносахариды (простые углеводы) — бесцветные кристаллические вещества, легко растворимые в воде и обладающие сладким вкусом. Общая формула моносахаридов — С_nН_2nО_n (n = 3 — 9). По числу атомов углерода в молекуле моносахариды делятся на триозы (n = 3), тетрозы (n = 4), пентозы (n =5), гексозы (n = 6) и т. д. В природе чаще всего встречаются пентозы и гексозы. Природные моносахариды с углеродной цепью, содержащей более 9 атомов углерода, не обнаружены. 

Моносахариды в природе редко встречаются в свободном состоянии: обычно они являются мономерами более крупных молекул олиго- и полисахаридов, а также входят в виде остатков в состав гликопротеинов, гликолипидов, нуклеиновых кислот и др.

В свободном состоянии в организмах встречаются такие моносахариды, как глюкоза (содержится в плазме крови и соках растений) и фруктоза (в меде и плодах некоторых растений).

У взрослого человека в крови содержится в среднем 6 г глюкозы. Это энергетическое сырьё может обеспечить потребности организма около 15 минут. Организм постоянно вырабатывает новые порции глюкозы и выделяет её в кровь по мере того, как расходуются старые запасы.

Моносахариды — главный источник энергии для процессов, происходящих в клетке. Моносахариды сразу окисляются до двуокиси углерода и воды, тогда как белки и жиры окисляются до тех же продуктов через ряд сложных промежуточных процессов. При более глубоких превращениях в обмене веществ из моносахаридов могут образовываться аминокислоты, липиды и другие органические соединения.

Биосинтез моносахаридов из углекислого газа и воды происходит в растениях в процессе фотосинтеза.

Дисахариды — углеводы, у которых молекула состоит из двух мономеров — моносахаридов. Таким образом, дисахариды являются димерами. Дисахариды, как и моносахариды, имеют сладкий вкус и потому их называют «сахарами».

В коровьем молоке содержится 4,6% молочного сахара. В женском молоке его больше — 6,5%.

Полисахариды — общее название класса сложных высокомолекулярных углеводов, молекулы которых состоят из десятков, сотен или тысяч мономеров — моносахаридов. Молекулы полисахаридов могут быть линейными или разветвленными, являться гомополимерами (построенными из остатков только одного моносахарида) или гетерополимерами (построенными из остатков двух и более моносахаридов).

К полисахаридам относятся, в частности: крахмал, целлюлоза, хитин, гликоген.

У человека излишки глюкозы конденсируются в особый вид крахмала — гликоген. Он запасается в печени, мышцах и коже. У хорошо упитанного взрослого человека запасы гликогена в организме могут достигать 350 — 400 граммов. Слово «гликоген» происходит от греческих слов «рождающий сладость».

Функции углеводов в организме

Не всякий сахар — пищевой продукт. Например, «свинцовый сахар» или «сахар-сатурн» — это ацетат свинца (Pb(CH₃COO)₂·3H₂O). «Свинцовый сахар» имеет сладкий вкус, но это сильный яд. Это сладкое белое кристаллическое вещество применяется как протрава при крашении, производстве олиф, для изготовления свинцовых белил, в медицине как примочка при ушибах.

Первые опыты по получению сахара из кукурузы проводились в Болгарии. Из этой культуры был получен сироп высокого качества, имеющий все достоинства фруктозы и не имеющий недостатков сахарозы. Он в 1,7 раза слаще обычного сахара и хорошо воспринимается организмом. Его рекомендуют использовать при сердечно-сосудистых и желудочно-кишечных заболеваниях.

< Предыдущая страница "Органические вещества. Общая характеристика. Липиды"

Следующая страница "Органические вещества клетки. Белки" >