Биология в лицее

Углеводы. Классификация. Функции

Основные вопросы теории

Углеводы – органические вещества с общей формулой С_n(Н₂О)_n. Термин предложил К. Г. Шмидт в 1844 г.

Моносахариды

В зависимости от числа атомов С:

С₃ – триозы: С₃Н₆О₃: глицеральдегид, ПВК (пировиноградная кислота);

С₄ – тетрозы: С₄Н₈О₄: эритроза;

С₅ – пентозы: С₅Н₁₀О₅: рибоза (входит в состав РНК), дезоксирибоза (входит в состав ДНК);

рибоза                                                дезоксирибоза

С₆ – гексозы: С₆Н₁₂О₆: глюкоза (виноградный сахар), галактоза (в составе молочного сахара), фруктоза (плодовый сахар); основные источники энергии, мономеры ди- и полисахаридов;

глюкоза                                        галактоза                                   фруктоза

С₇ – гептозы: С₇Н₁₄О₇ и т.д. до 9.

Дисахариды

Образуются в результате реакции конденсации между двумя моносахаридами (гексозами).

                                                 1,4-гликозидная связь

Полисахариды

Полимеры, создаваемые из моносахаридов гликозидными связями.

Целлюлоза – линейный полимер глюкозы (10000), соединенный 1,4-гликозидными связями.

Параллельные полисахаридные цепи соединяются водородными связями. Поперечная связь между цепями препятствует проникновению воды, поэтому целлюлоза очень устойчива к гидролизу и является строительным материалом, образует клеточные стенки растений.

Хитин – линейный полимер ацетилглюкозамина, является строительным материалом, образует клеточные стенки грибов и наружный скелет членистоногих.

Крахмал – смесь двух полисахаридов: амилозы (10 - 20%) и амилопектина (80 - 90%). Запасной углевод растений (клубни, плоды, семена).

Амилоза – 300 остатков глюкозы, соединены 1,4-гликозидными связями.

Амилопектин – разветвленная цепь из 1500 остатков глюкозы, в которой 1,4-цепи связаны между собой 1,6-гликозидными связями.

Гликоген – полимер глюкозы, по строению похож на амилопектин, но его цепи ветвятся сильнее, а 1,4-цепи короче. Запасной углевод животных (печень, мышцы), встречается в клетках грибов.

Функции углеводов

1. Энергетическая: основной источник Е для биосинтеза, транспорта веществ, движения; при расщеплении 1 г глюкозы выделяется 17,6 кДж энергии.
2. Запасающая: крахмал, инулин у растений; гликоген у животных, грибов.
3. Структурная: глюкоза – компонент целлюлозы, крахмала, гликогена; фруктоза – компонент инулина; рибоза – компонент РНК, АТФ; дезоксирибоза – компонент ДНК; целлюлоза, хитин, муреин – строительный материал клеточных стенок.
4. Рецепторная: углеводные компоненты мембран обеспечивают узнавание клеток, рецепцию гормонов и медиаторов, ткане-специфичность, группы крови.
5. Защитная: гликопротеиды – иммунные реакции, секреты желез содержат углеводы (слюна, слизь желудка).