Функции углеводов таблица биология 9 класс: Углеводы (тема биологии, 9 класс)

Сказанное с примерами наиболее распространенных представителей каждой группы углеводов можно представить в виде следующей схемы:

Функции углеводов

Биологические функции полисахаридов весьма разнообразны.

Энергетическая и запасающая функция

В углеводах заключено основное количество калорий, потребляемых человеком с пищей. Основным углеводом, поступающим  с пищей, является крахмал. Он содержится  в хлебобулочных изделиях, картофеле, в составе круп. В рационе человека присутствуют также гликоген (в печени и мясе), сахароза (в качестве добавок к различным блюдам), фруктоза (во фруктах и меде), лактоза (в молоке). Полисахариды, прежде чем усвоиться организмом, должны быть гидролизованы с помощью пищеварительных ферментов до моносахаридов. Только в таком виде они всасываются в кровь. С током крови моносахариды поступают к органам и тканям, где используются для синтеза своих собственных углеводов или других веществ, либо подвергаются  расщеплению с целью извлечения из них энергии.

Освобождающаяся в результате расщепления глюкозы энергия накапливается в виде АТФ. Различают два процесса распада глюкозы: анаэробный (в отсутствие кислорода) и аэробный (в присутствии кислорода). В результате анаэробного процесса образуется молочная кислота

,

которая при тяжелых физических нагрузках накапливается в мышцах и вызывает боль.

В результате же аэробного процесса глюкоза окисляется до оксида углерода (IV) и воды:

Глюкоза может подвергаться спиртовому брожению. Этот процесс осуществляется дрожжами в анаэробных условиях: 

Спиртовое брожение широко используется в промышленности для производства вин и этилового спирта.

Человек научился использовать не только спиртовое брожение, но и нашел применение молочнокислому брожению, например, для получения молочнокислых продуктов и квашения овощей.

В организме человека и животных нет ферментов, способных гидролизовать целлюлозу, тем не менее целлюлоза является основным компонентом пищи для многих животных, в частности, для жвачных. В желудке этих животных в больших количествах содержатся бактерии и простейшие, продуцирующие фермент целлюлазу, катализирующий гидролиз целлюлозы до глюкозы. Последняя может подвергаться дальнейшим превращениям, в результате которых образуются масляная, уксусная, пропионовая кислоты, способные всасываться в кровь жвачных.

Углеводы выполняют и запасную функцию. Так, крахмал, сахароза, глюкоза у растений и гликоген у животных являются энергетическим резервом их клеток.

Структурная, опорная и защитная функции

Целлюлоза у растений и хитин у беспозвоночных и в грибах выполняют опорную и защитную функции. Полисахариды образуют капсулу у микроорганизмов, укрепляя тем самым  мембрану. Липополисахариды бактерий и гликопротеины поверхности животных клеток обеспечивают избирательность межклеточного взаимодействия и иммунологических реакций организма. Рибоза служит строительным материалом для РНК, а дезоксирибоза – для ДНК.

Защитную функцию выполняет гепарин. Этот углевод, являясь ингибитором свертывания крови, предотвращает образование тромбов. Он содержится в крови и соединительной ткани млекопитающих. Клеточные стенки бактерий, образованные полисахаридами, скреплены короткими аминокислотными цепочками, защищают  бактериальные клетки от неблагоприятных воздействий. Углеводы участвуют у ракообразных и насекомых в построение наружного скелета, выполняющего защитную функцию.

Регуляторная функция

Клетчатка усиливает перистальтику кишечника, улучшая этим пищеварение.

Интересна возможность использования углеводов в качестве источника жидкого топлива – этанола. С давних пор использовали древесину для обогрева жилищ и приготовления пищи. В современном обществе этот вид топлива вытесняется другими видами – нефтью и углем, более дешевыми и удобными в использовании. Однако растительное сырье, несмотря на некоторые неудобства в использовании, в отличие от нефти и угля является возобновляемым источником энергии. Но его применение в двигателях внутреннего сгорания затруднено. Для этих целей предпочтительнее использовать жидкое топливо или газ. Из низкосортной древесины, соломы или другого растительного сырья, содержащих целлюлозу или крахмал, можно получить жидкое топливо – этиловый спирт. Для этого необходимо вначале гидролизовать целлюлозу или крахмал и получить глюкозу:

,

а затем полученную глюкозу подвергнуть спиртовому брожению и получить этиловый спирт. После очистки его можно использовать в виде топлива в двигателях внутреннего сгорания. Надо отметить, что в Бразилии с этой целью ежегодно из сахарного тростника, сорго и маниока получают миллиарды литров спирта и используют его в двигателях внутреннего сгорания.

Углеводы — Учебник по Биологии. 9 класс. Задорожный

Учебник по Биологии. 9 класс. Задорожный — Новая программа

Из курса биологии человека вспомните, какие вещества должны поступать в организм с пищей. Почему с едой кроме белков в организм должны поступать углеводы? Какие функции выполняют углеводы в организме человека?

Что такое углеводы

Углеводы являются сложными органическими соединениями, в состав молекул которых входят несколько групп: гидроксильная (—ОН), карбоксильная (—СООН) или карбонильная (—СОН). Общая формула углеводов — C_n(H₂O)_m, где n и m — натуральные числа. Наиболее распространенными углеводами являются глюкоза (С₆Н₁₂O₆), сахароза (С₁₂Н₂₄O₁₂), лактоза (С₁₂Н₂₂О₁₁), целлюлоза, хитин, крахмал.

Значительная часть углеводов является биополимерами (крахмал, целлюлоза, гликоген). Такие биополимеры называют полисахаридами. Их мономерами являются молекулы небольших углеводов (например, глюкозы), которые называют моносахаридами. Такие углеводы содержат небольшое количество атомов Карбона (от 3 до 7 атомов в молекуле).

В своей жизнедеятельности организмы часто используют молекулы углеводов, которые состоят из двух моносахаридов (например, сахароза, хорошо известная нам как обычный сахар). Такие соединения называют дисахаридами.

Строение и свойства углеводов

Рассмотрим особенности строения молекул углеводов и их характерные свойства на примере конкретных соединений.

Целлюлоза — углевод, образующий клеточные стенки в клетках растений

Хитин — углевод, образующий внешние покровы насекомых

Лактоза — углевод, содержащийся в молоке

Рис. 6.1. Углеводы в живых организмах и продуктах их жизнедеятельности

Особенности строения и свойства моносахаридов и дисахаридов

Особенности строения и свойства полисахаридов

Окончание таблицы

Следует отметить, что даже небольшие различия в способе соединения молекул глюкозы в полисахаридах приводят к различиям в их свойствах. Именно из-за таких незначительных различий ферменты млекопитающих не способны расщеплять молекулы целлюлозы, но могут расщеплять молекулы гликогена или крахмала.

Биологическая роль углеводов

Основными функциями углеводов в живых организмах является структурная, защитная, резервная, рецепторная, пластическая и энергетическая.

Структурную и защитную функции выполняют такие углеводы, как целлюлоза и хитин. Они создают структуры клеток и организмов, которые обеспечивают поддержание их формы, прочность и защиту от повреждений. Эти соединения могут входить в состав клеток или формировать структуры вне клеток. Например, целлюлоза является основой клеточной стенки, а хитин, составляющий основу внешнего скелета членистоногих, является неклеточной структурой.

Резервную функцию выполняют гликоген (у животных и грибов) и крахмал (у растений). В виде этих соединений организмы запасают питательные вещества. Рецепторную функцию выполняют те небольшие молекулы углеводов, которые вместе с белками образуют рецепторы на поверхности клеток.

Пластическую функцию осуществляют такие углеводы, как рибоза и дезоксирибоза. Они участвуют в образовании новых молекул органических веществ (нуклеиновых кислот). Энергетическую функцию выполняют многие углеводы. Во время окисления 1 г углеводов в клетке образуется 4,1 ккал (17,17 кДж) энергии, которая потом используется клеткой.

Дрожжи не имеют ферментов для расщепления молекул крахмала. Но они легко превращают моносахариды или дисахариды в спирт. Поэтому в производстве пива используют солод — продукт из пророщенного зерна злаков. Солод содержит много ферментов, которые расщепляют крахмал до мальтозы. А уже из нее дрожжи делают пиво.

Углеводы — это сложные органические соединения. В живой клетке могут содержаться такие углеводы, как моносахариды, дисахариды и полисахариды. Они играют важную роль в процессах обмена веществ (глюкоза, фруктоза), сохранении наследственной информации (рибоза, дезоксирибоза), могут выполнять структурную (целлюлоза, хитин) и запасающую (крахмал, гликоген) функции.

Проверьте свои знания

1. На какие группы делятся углеводы? 2. Какие функции выполняют углеводы в организмах животных? 3. На конкретных примерах объясните значение углеводов для растений и животных. 4. Почему растениям проще транспортировать из листьев в корни молекулы сахарозы, чем молекулы крахмала? 5. Животные с помощью своих ферментов достаточно легко могут расщеплять гликоген, а крахмал — труднее, хотя оба эти полимера состоят из молекул глюкозы. С какими особенностями строения молекул этих веществ это может быть связано? 6*. В клетках коровы отсутствуют ферменты, которые могут расщеплять целлюлозу. Как они извлекают глюкозу, которая входит в состав этой целлюлозы?

Тема 2.5 Органические вещества. Углеводы. Белки.

1. Дайте определения понятий.
Углеводы – органические вещества, содержащие карбонильную группу и несколько гидроксильных групп.
Моносахарид – простой углевод, при гидролизе не расщепляющийся на более простые соединения.
Дисахарид – углевод, представляющий собой соединений из двух моносахаридов.

2. Дополните схему «Разнообразие углеводов в клетке».

3. Рассмотрите рисунок 11 учебника и приведите примеры моносахаридов, в состав которых входит:
пять атомов углерода: рибоза, дезоксирибоза;
шесть атомов углерода: глюкоза, фруктоза.

4. Заполните таблицу.

Биологические функции моно- и дисахаридов

5. Назовите растворимые в воде углеводы. Какие особенности строения их молекул обеспечивают свойство растворимости?
Моносахариды (глюкоза, фруктоза) и дисахариды (сахароза). Их молекулы небольшого размера и полярные, поэтому растворимы в воде. Полисахариды образуют длинные цепи, которые в воде не растворяются

6. Заполните таблицу.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ПОЛИСАХАРИДОВ

7. Полисахарид хитин входит в структуру клеточных стенок грибов и составляет основу наружного скелета членистоногих. С каким из известных вам полисахаридов он проявляет функциональное сходство? Ответ обоснуйте.
Хитин является веществом, очень близким по строению, физико-химическим свойствам и биологической роли к целлюлозе. Он выполняет защитную и опорную функции, содержится в клеточных стенках грибов, некоторых водорослей, бактерий.

8. Дайте определения понятий.
Полипептид — химическое вещество, состоящее из длинной цепи аминокислот, связанных пептидными связями.
Денатурация — потеря белками или нуклеиновыми кислотами их естественных свойств вследствие нарушения пространственной структуры их молекул.
Ренатурация — восстановление (после денатурации) биологически активной пространственной структуры биополимера (белка или нуклеиновой кислоты).

9. Объясните утверждение: «Белки — носители и организаторы жизни».
По Энгельсу «Всюду, где есть встречаем жизнь, она связана с каким-либо белковым телом, и повсюду, где мы встречаем какое-либо белковое тело, которое не находится в процессе разложения, мы без исключения встречаем и явления жизни…». «Жизнь есть способ существования белковых тел…».

10. Напишите общую структурную формулу аминокислоты. Объясните, почему мономер белка носит такое название.
RCH(Nh3)COOH. Аминокислоты объединяют в себе свойства кислот и аминов, т. е. содержат наряду с карбоксильной группой -COOH аминогруппу -Nh3.

11. Чем отличаются друг от друга различные аминокислоты?
Аминокислоты отличаются друг т друга по строению радикала.

12. Заполните кластер «Многообразие белков и их функции».
Белки: гормоны, транспортные белки, ферменты, токсины, антибиотики, запасные белки, защитные белки, двигательные белки, структурные белки.

13. Закончите заполнение таблицы.

14. Пользуясь учебником, объясните суть высказывания: «Биохимические реакции, протекающие в присутствии ферментов, — основа жизнедеятельности клеток».
Белки-ферменты катализируют множество реакций, обеспечивают слаженность ансамбля клеток живых организмов, ускоряя во много раз скорость химических реакций.

15. Приведите примеры белков, участвующих в перечисленных процессах.
Бег, ходьба, прыжки – актин и миозин.
Рост – соматотропин.
Транспорт кислорода и углекислого газа в крови – гемоглобин.
Рост ногтей и волос – кератин.
Свертывание крови – протромбин, фибриноген.  
Связывание кислорода в мышцах – миоглобин.

16. Установите соответствие между конкретными белками и их функциями.
1. Протромбин
2. Коллаген
3. Актин
4. Соматотропин
5. Гемоглобин
6. Инсулин
Роль в организме
A. Сократительный белок мышц
Б. Гормон гипофиза
B. Обеспечивает свертываемость крови
Г. Входит в состав волокон соединительной ткани
Д. Гормон поджелудочной железы
Е. Переносит кислород

17. На чем основано дезинфицирующее свойство этилового спирта?
Он разрушает белки (в т. ч. токсины) бактерий, приводит к их денатурации.

18. Почему вареное яйцо, погруженное в холодную воду, не возвращается к исходному состоянию?
Происходит необратимая денатурация белка куриного яйца под воздействием высокой температуры.

19. При окислении 1 г белков выделяется столько же энергии, сколько при окислении 1 г углеводов. Почему организм использует белки как источник энергии только в крайних случаях?
Функции белков – это, во-первых, строительная, ферментативная, транспортная функции, и только в крайних случаях организм использует или тратит белки на получение энергии, только тогда, когда в организм не поступают углеводы и жиры, когда организм голодает.

20. Выберите правильный ответ.
Тест 1.
Белки, увеличивающие скорость химических реакций в клетке:
2)    ферменты;
Тест 2.
Мономер сложных углеводов — это:
4) глюкоза.
Тест 3.
Углеводы в клетке не выполняют функцию:
3)    хранения наследственной информации.
Тест 4.
Полимер, мономеры которого располагаются в одну линию:
2)    неразветвленный полимер;
Тест 5.
В состав аминокислот не входит:
3)    фосфор;
Тест 6.
У животных гликоген, а у растений:
3)    крахмал;
Тест 7.
У гемоглобина есть, а у лизоцима нет:
4) четвертичной структуры.

21. Объясните происхождение и общее значение слова (термина), опираясь на значение корней, его составляющих.

22. Выберите термин и объясните, насколько его современное значение соответствует первоначальному значению его корней.
Выбранный термин: дезоксирибоза.   
Соответствие: термин соответствует значению. Это дезоксисахар — производное рибозы, где гидроксильная группа у второго атома углерода замещена водородом с потерей атома кислорода (дезокси — отсутствие атома кислорода).

23. Сформулируйте и запишите основные идеи § 2.5.
Углеводы и белки относятся к органическим веществам клетки. К углеводам относятся: моносахариды (рибоза, дезоксирибоза, глюкоза), дисахариды (сахароза), полисахариды (крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин). В организме они выполняют функции: энергетическую, запасающую, структурная.
Белки, мономерами которых являются аминокислоты, имеют первичную, вторичную, третичную и часто четвертичную структуры. Выполняют в организме важные функции: являются гормонами, ферментами, токсинами, антибиотиками, запасными, защитными, транспортными, двигательными и структурными белками.

Свойства углеводов. Функции и свойства углеводов: таблица

В живой природе широко распространены многие вещества, значение которых сложно переоценить. К примеру, к таковым относятся углеводы. Они чрезвычайно важны в качестве источника энергии для животных и человека, а некоторые свойства углеводов делают их незаменимым сырьем для промышленности.

Что это такое?

Это все вещества, строение которых может быть описано формулой Cn(Н₂О)m. Они имеют огромное биологическое значение, играют важнейшую роль в жизни многих живых существ.

Название этой группы ученые придумали после того, как был произведен первичный анализ веществ, которые в нее входят. Тогда было выяснено, что основными их компонентами являются углерод и вода. Позднее выяснилось, что название получилось на редкость точным, так как свойства углеводов таковы, что соотношение атомов водорода и кислорода в них полностью идентично таковому в воде. Проще говоря, на два атома водорода приходится один кислород. Впервые русский вариант названия был предложен в 1844 году профессором К. Шмидтом.

Некоторые дополнения

Если немного видоизменить приведенную выше формулу, вынеся «n» за скобки, то выражение станет несколько иным: См(Н₂О)n. Пожалуй, именно оно как нельзя лучше отражает саму суть названия «угле — воды».

На сегодняшний день ученые точно установили, что существует ряд веществ, которые имеют свойства углеводов, но не совсем соответствуют описанной нами формуле. А потому в зарубежной литературе нередко можно наткнуться на слово «глициды», которое является современным синонимом термина 1844 года, который оказался не совсем точен.

Простая классификация

Весь огромный класс веществ можно поделить на две большие группы: простые и сложные глициды. Каковы же свойства углеводов, которые в них входят? Собственно, они также не отличаются большой сложностью:

• Простыми называются те вещества из группы, которые не поддаются гидролизу с последующим образованием других углеводов. Но главное отличие в том, что число атомов кислорода в их структуре равно аналогичному количеству атомов углерода. Называются моносахаридами.
• Соответственно, под определение «сложных» попадают все те глициды, которые при гидролизе распадаются с образованием нескольких простых углеводов. Разумеется, у них соотношение атомов кислорода и углерода различно. Называются дисахаридами. Очень большую роль в природе играют именно сложные углеводы, список которых мы частично приводим в статье.

Кроме того, имеется и другая классификация, по которой углеводы делятся на три типа. Вот они:

• Моносахариды.
• Олигосахариды.
• Полисахариды.

Приведенная ниже таблица углеводов наверняка поможет вам разобраться с их важнейшими различиями.

Конечно, нами была приведена краткая таблица углеводов, но в ее рамки попросту невозможно уместить все специфические особенности, которые свойственны некоторым представителям этого обширного класса. А потому разберем основные группы каждую отдельно, подробнее остановившись на свойствах некоторых отдельных, наиболее распространенных веществ. Итак, какие бывают классы углеводов?

Моносахариды

Следует помнить, что все они относятся к категории твердых веществ, легко способны переходить в кристаллическое состояние. Они чрезвычайно гигроскопичны, отлично растворяются в воде, образуя сироп. Выделить их в виде кристаллов оттуда бывает очень сложно. Растворы их обладают нейтральной реакцией, чаще всего сладковаты на вкус. Интенсивность вкуса различна: так, фруктоза приблизительно в 3-3,5 раза слаще наиболее часто встречаемой глюкозы.

О структурной форме

Все эти вещества – соединения бифункциональной структуры, в состав которых обязательно входит углеродный скелет, одна карбонильная группа и несколько гидроксильных. Если в роли карбонильной группы выступает альдегидная группа, вещество называется альдозой. Соответственно, в случае наличия кетонного «хвоста» их называют кетозами.

Так как в природе эти вещества распространены чрезвычайно, их можно встретить как в их свободном состоянии, так и в виде ангидридных форм. Вообще, практически все сложные углеводы в той или иной степени являются ангидридами простых сахаров, которые довольно просто получаются при отнятии нескольких (или одной) молекул воды (приставка «ан» — отсутствие).

Глюкоза как наиболее типичный представитель

Формула этого наиболее типичного представителя своей группы — С₆Н₁₂О₆. Очень часто встречаются эти углеводы в клетке растений. Имеет не только широкую распространенность, но и весьма важное значение для организма, так как является основным источником энергии для него (речь о животных и человеке, конечно же). В принципе, таковы общие свойства белков, углеводов и жиров для всех животных организмов. Кроме того, широко используется в медицине, ветеринарии, промышленности (в том числе и пищевой).

Физические свойства

Каковы общие физические свойства углеводов этой группы? Внешний вид – мелкие кристаллы белого цвета, на вкус сладковаты, в воде растворяются хорошо. Растворяемость резко повышается, если раствор подогревать: таким способом получают сироп глюкозы.

Краткие сведения о химическом строении

Если посмотреть на линейную формулу, то в составе этого углевода хорошо заметна одна альдегидная и пять гидроксильных групп. Когда вещество находится в кристаллическом состоянии, то молекулы его могут находиться в одной из двух возможных форм (α- или β-глюкоза). Дело в том, что гидроксильная группа, сцепленная с пятым атомом углерода, может вступать во взаимодействие с карбонильным остатком.

Распространенность в природных условиях

Так как ее исключительно много в виноградном соке, глюкозу нередко называют «виноградным сахаром». Под таким именем ее знали еще наши далекие предки. Впрочем, отыскать ее можно в любом другом сладком овоще или фрукте, в мягких тканях растения. В животном мире ее распространенность ничуть не ниже: приблизительно 0,1% нашей крови – это именно глюкоза. Кроме того, найти можно эти углеводы в клетке практически любого внутреннего органа. Но особенно их много в печени, так как именно там осуществляется переработка глюкозы в гликоген.

Она (как мы уже и говорили) является ценным источником энергии для нашего организма, входит в состав практически всех сложных углеводов. Как и прочие простые углеводы, в природе она возникает после реакции фотосинтеза, которая протекает исключительно в клетках растительных организмов:

6СО₂ + 6Н₂О хлорофилл С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ — Q

Растения при этом выполняют невероятно важную для биосферы функцию, аккумулируя энергию, которая получается ими от солнца. Что касается промышленных условий, то виноградный сахар издревле получали из крахмала, производя его гидролиз, причем катализатором реакции является концентрированная серная кислота:

(С₆Н₁₀О₅)n + nH₂О H₂SO₄, t nC₆H₁₂О₆

Химические свойства

Каковы химические свойства углеводов этого вида? Обладают все теми же характеристиками, которые свойственны сугубо спиртам и альдегидам. Кроме того, имеются у них и некоторые специфические особенности. Впервые синтез простых углеводов (в том числе и глюкозы) был произведен талантливейшим химиком А. М. Бутлеровым в 1861 году, причем в качестве сырья он использовал формальдегид, расщепляя его в присутствии гидроксида кальция. Вот формула этого процесса:

6НСОН ——->С6Н₁₂О₆

А сейчас рассмотрим некоторые свойства двух других представителей группы, природное значение которых не менее велико, а потому их изучает биология. Углеводы этих видов играют в нашей повседневной жизни весьма важную роль.

Фруктоза

Формула этого глюкозного изомера — СеН₁₂О_б. Наподобие «прародителя» может существовать в линейной и циклической форме. Вступает во все реакции, которые характерны для многоатомных спиртов, но, тем самым отличаясь от глюкозы, никак не взаимодействует с аммиачным раствором оксида серебра.

Рибоза

Чрезвычайно большой интерес представляет рибоза и дезоксирибоза. Если вы хоть немного помните программу биологии, то и сами прекрасно знаете о том, что именно эти углеводы в организме входят в состав ДНК и РНК, без которых само существование жизни на планете невозможно. Название «дезоксирибоза» означает, что в ее молекуле на один атом кислорода меньше (если ее сравнивать с обычной рибозой). Будучи сходными в этом отношении с глюкозой, также могут иметь линейное и циклическое строение.

Дисахариды

В принципе, эти вещества по своему строению и функциям во многом повторяют предыдущий класс, а потому нет смысла останавливаться на этом более подробно. Каковы химические свойства углеводов, относящихся к этой группе? Важнейшими представителями семейства являются сахароза, мальтоза и лактоза. Все они могут быть описаны формулой С₁₂Н₂₂О₁₁, так как являются изомерами, но это не отменяет огромных различий в их строении. Так чем характерны сложные углеводы, список и описание которых вы можете увидеть ниже?

Сахароза

Ее молекула имеет в своем составе сразу два цикла: один из них является шестичленным (остаток α-глюкозы), а другой — пятичленный (остаток β-фруктозы). Соединяется все эта конструкция за счет гликозидного гидроксила глюкозы.

Получение и общее значение

Согласно сохранившимся историческим сведениям, еще за три века до Рождества Христова сахар из сахарного тростника научились получать в Древней Индии. Только в середине 19-го века оказалось, что куда больше сахарозы с меньшими для этого усилиями можно добыть из сахарной свеклы. В некоторых ее сортах содержится до 22% этого углевода, тогда как в тростнике содержание может быть в пределах 26%, но такое возможно только при идеальных условиях выращивания и благоприятном климате.

Мы уже говорили, что углеводы хорошо растворяются в воде. Именно на этом принципе основано получение сахарозы, когда для этой цели используют аппараты-диффузоры. Чтобы осадить возможные примеси, раствор фильтруют через фильтры, в состав которых входит известь. Чтобы удалить из полученного раствора гидроксид кальция, через него пропускают обычный углекислый газ. Осадок отфильтровывают, а сахарный сироп упаривают в специальных печах, получая на выходе уже знакомый нам сахар.

Лактоза

Этот углевод в промышленных условиях выделяется из обычного молока, в котором в избытке содержатся жиры и углеводы. В нем этого вещества содержится довольно много: так, коровье молоко содержит приблизительно 4-5,5% лактозы, а в молоке женщин ее объемная доля доходит до 5,5-8,4%.

Каждая молекула этого глицида состоит из остатков 3-галактозы и а-глюкозы в пиранозной форме, которые образуют связи посредством первого и четвертого атома углерода.

В отличие от других сахаров, у лактозы есть одно исключительное свойство. Речь идет о полном отсутствии гигроскопичности, так что даже во влажном помещении этот глицид совершенно не отсыревает. Это свойство активно используется в фармацевтике: если в состав какого-то лекарства в порошкообразной форме входит обычная сахароза, то к ней обязательно добавляют лактозу. Она совершенно натуральная и безвредна для человеческого организма, в отличие от многих искусственных добавках, которые препятствуют слеживанию и намоканию. Каковы функции и свойства углеводов этого типа?

Биологическое значение лактозы чрезвычайно велико, так как лактоза является важнейшим питательным компонентом молока всех животных и человека. Что же касается мальтозы, то ее свойства несколько отличны.

Мальтоза

Является промежуточным продуктом, который получается при гидролизе крахмала. Название «мальтоза» получил из-за того что образуется во многом под влиянием солода (по-латински солод — maltum). Широко распространен не только в растительных, но и в животных организмах. В больших количествах образуется в пищеварительном тракте жвачных животных.

Химическое строение и свойства

Молекула этого углевода состоит из двух частей α-глюкозы в пиранозной форме, которые соединены между собой посредством первого и четвертого атомов углерода. На вид представляет собой бесцветные, белые кристаллы. На вкус – сладковатая, прекрасно растворяется в воде.

Полисахариды

Следует помнить, что все полисахариды можно рассматривать с той точки зрения, что они представляют собой продукты поликонденсации моносахаридов. Их общая химическая формула — (С_бН₁₀О₅)п. В рамках данной статьи мы рассмотрим крахмал, так как он является наиболее типичным представителем семейства.

Крахмал

Образуется в результате фотосинтеза, в больших количествах откладывается в корнях и семенах растительных организмов. Каковы физические свойства углеводов этого вида? На вид представляет собой белый порошок с плохо выраженной кристалличностью, нерастворимый в холодной воде. В горячей жидкости образует коллоидную структуру (клейстер, кисель). В пищеварительном тракте животных имеется много ферментов, которые способствуют его гидролизу с образованием глюкозы.

Является наиболее распространенным природным полимером, который образован из множества остатков а-глюкозы. В природе одновременно встречаются две его формы: амилоза и амшопектин. Амилоза, будучи линейным полимером, может быть растворена в воде. Молекула состоит из остатков альфа-глюкозы, которые связаны через первый и четвертый атом углерода.

Нужно помнить, что именно крахмал является первым видимым продуктом фотосинтеза растений. В пшенице и других злаковых его содержится до 60-80%, тогда как в клубнях картофеля – всего 15-20%. К слову говоря, по виду крахмальных зерен под микроскопом можно безошибочно определить видовую принадлежность растения, так как они у всех разные.

Если углевод быстро нагреть, его огромная молекула будет быстро разлагаться с образованием мелких полисахаридов, которые известны под названием декстринов. У них с крахмалом одна общая химическая формула (С₆Н₁₂О₅)х, но имеется разница в значении переменной «х», которое меньше значения «n» в крахмале.

Напоследок приведем таблицу, в которой отражены не только основные классы углеводов, но и их свойства.

Вот каковы функции и свойства углеводов основных классов.

Углеводы | Параграф 1.2

Подробности

Категория: А.А. Каменский-9кл

 «Введение в общую биологию и экологию. 9 класс». А.А. Каменский (гдз)

Вопрос 1. Какой состав и строение имеют молекулы углеводов?

Сахара (углеводы) являются одной из наиболее важных и распространённых групп природных органических соединений. Они составляют до 80% массы сухого вещества растений и около 2% сухого вещества животных организмов. Молекулы углеводов состоят из атомов углерода, водорода и кислорода, причем соотношение водорода и кислорода в них 2:1, как в молекуле воды. Именно по этой причине эти вещества получили свое название «углеводы».

Вопрос 2. Какие углеводы называются моно-, ди- и полисахаридами
Моносахариды — это углеводы, в состав которых входит от трех до шести атомов углерода. Из шестиуглеродных сахаров известны глюкоза, фруктоза, галактоза, из пятиуглеродных сахаров — рибоза и дезоксирибоза. Последние входят в состав нуклеиновых кислот.
Дисахариды состоят из двух молекул моносахаридов. Например, сахароза (тростниковый сахар) состоит из молекул глюкозы и фруктозы. Из дисахаридов известны также мальтоза (солодовый сахар) и лактоза (молочный сахар). И моно — и дисахариды растворимы в воде и сладки на вкус.
Полисахариды — сложные сахара, состоящие из множества мономеров, которыми являются моносахариды. К полисахаридам относятся крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин. Целлюлоза — линейный полимер, состоящий из множества молекул глюкозы. Крахмал и гликоген также состоят из глюкозы, только имеют разветвленную структуру.

Вопрос 3. Какие функции выполняют углеводы в живых организмах?
1. Энергетическая функция. Углеводы — основные источники энергии в клетке. При полном расщеплении 1 г глюкозы высвобождается 17,6 кДж энергии.
2. Запасающая функция. Крахмал и гликоген используются клетками растений и животных для запасания энергии.
3. Структурная функция. Целлюлоза и хитин обеспечивают прочность клеточных стенок растений и грибов. Некоторые сложные полисахариды, состоящие из двух типов простых сахаров, входят в состав сухожилий, хрящей, вещества кожи, придавая этим тканям прочность и эластичность, входят в состав ДНК, РНК и АТФ в виде дезоксирибозы и рибозы.
4. Защитная функция. Хитин является защитным компонентом тканей животных.
5. Рецепторная функция. Некоторые углеводы служат рецепторами в составе клеточных мембран и обеспечивают узнавание клетками друг друга при взаимодействии.

Структура и функции углеводов — стенограмма видео и урока

Подсчет углерода

На примере глюкозы я покажу вам, как считать атомы углерода. Сначала мы определяем местонахождение углерода, который связан с двумя разными атомами кислорода. Затем мы видим, к скольким атомам углерода присоединен этот углерод. Если этот углерод находится на конце углеродной цепи и присоединен только к одному углероду, тогда этот углерод становится углеродом номер один. Если это не так, то вы продвигаетесь немного дальше, и иногда там есть еще один атом углерода, который в этом случае может стать атомом углерода.

Затем мы обходим кольцо — двигаясь дальше, у нас есть углеродное кольцо с двумя связанными с ним атомами кислорода. Углерод рядом с ним — это второй углерод; третий углерод — следующий; углерод четыре, следующий за ним; углерод пять, следующий за ним; а поскольку в глюкозе шесть атомов углерода, шестой углерод — это последний углерод, который у нас есть для глюкозы.

Сахара

Сахара — это супер-круто, потому что они не только могут существовать сами по себе и иметь свои собственные функции, например, глюкоза является источником топлива для нашего тела, они также могут образовывать связи с другими сахарами и выполнять другие функции. крутые вещи.Не бери это у меня только потому, что я сахарный химик. Давайте посмотрим на этикетку с питанием, посмотрим на раздел углеводов и посмотрим, как он расщепляется.

Этикетка предназначена для одного большого яблока; он содержит 130 калорий и, безусловно, довольно полезен, так как не содержит калорий из любого вида жиров. Однако если вы посмотрите на этикетку, то увидите, что всего углеводов 34 грамма, включая пять граммов пищевых волокон и пять граммов сахара.Итак, некоторые из сахаров в этом могут быть теми моносахаридами или отдельными сахарами, которые мы видели ранее, но некоторые из них могут быть дисахаридами , такими как сахароза, также известная как столовый сахар.

Сахароза — это дисахарид, образованный связью глюкозы от первого до второго углерода молекулы фруктозы. Эта гликозидная связь, или связь между двумя сахарами, и есть то, что удерживает дисахарид или два моносахаридных сахара вместе.

Итак, одна действительно крутая вещь в гликозидных связях, которые являются связями, удерживающими сахара вместе, заключается в том, что они образуются в результате обезвоживания .И это обезвоживание происходит, когда две гидроксильные группы объединяются, оставляя углерод, связанный с кислородом, связанным с другим углеродом (или эфиром), а вода является побочным продуктом этой гидроксильной группы и другой гидроксильной группы.

Теперь углеводы могут не только образовывать дисахариды, но и делать что-то другое: они могут образовывать трисахарида или большие сахара, состоящие из трех различных моносахаридных единиц; или они могут образовывать полисахаридов , которые представляют собой сахара, полученные из многих, многих сахарных звеньев.

Подробнее о гликозидных связях

Гликозидная связь — это ковалентная связь, которая образуется, когда два атома углерода, принадлежащие двум разным моносахаридам, связаны вместе. Этот тип связи присутствует только в различных сахарах и углеводах, и вещества, которые содержат эти связи, называются гликозидами . Гликозиды часто классифицируют в соответствии с элементами, которые участвуют в химической связи. Хотя многие гликозидные связи просто включают углерод, кислород и водород, некоторые могут также включать такие элементы, как азот или сера.Например, N-гликозидная связь имеет атом углерода, который присоединен к одному кислороду и одному азоту.

Гликозидные связи обычно более стабильны, чем сами сахара, потому что эфирная группа очень стабильна. Поскольку гликозидные связи находятся в длинных цепочках сахаров, таких как полисахариды, которые включают пятьдесят или более связанных моносахаридов, они придают прочность этим большим сахарам. Без гликозидных связей многие из создаваемых ими структур были бы слишком хрупкими и развалились бы.Поскольку этот тип связи присутствует в ДНК, это может создать серьезные проблемы.

Двумя основными типами гликозидных связей, которые образуются между моносахаридами, являются 1,4-гликозидная связь и 1,6-гликозидная связь. Каждый из этих типов связей образует молекулу воды и, следовательно, является реакцией конденсации. В 1,4-гликозидной связи группа -ОН, присоединенная к первому атому углерода одного моносахарида, взаимодействует с группой -ОН, присоединенной к четвертому атому углерода второго моносахарида.В 1,6-гликозидной связи группа -ОН, присоединенная к первому атому углерода одного моносахарида, реагирует с группой -ОН, присоединенной к шестому атому углерода другого моносахарида. 1,4-гликозидная связь приводит к линейной цепи, в то время как расположение 1,6-гликозидной связи создает разветвленный углевод.

Волокно

Мы уже объяснили, откуда берется много сахара во фруктах, так почему бы нам не взглянуть на некоторые другие вещи на этикетке? То, что мы называем диетическими волокнами, также известно как , целлюлоза , и это важный структурный материал в растениях — это то, что помогает травинкам стоять прямо, вы видели это раньше.Что действительно интересно в отношении целлюлозы, так это то, что это очень длинная цепочка глюкоз, связанных вместе — тысячи и тысячи глюкоз в одной действительно длинной цепочке!

Один интересный факт о целлюлозе заключается в том, что то, что моя бабушка называла «грубыми кормами», действительно нравится коровам. Это действительно здорово, потому что коровы могут получать от этого энергию, а люди — нет, потому что в их желудках живут маленькие бактерии, которые помогают им расщеплять целлюлозу и получать энергию из содержащейся в ней глюкозы.

Крахмалы

Теперь, если мы снова посмотрим на нашу этикетку с пищевыми продуктами, мы увидим, что мы уже говорили о сахарах, мы говорили о клетчатке или целлюлозе, но мы не говорили о разнице между 34 граммами общее количество углеводов в этом яблоке и десять граммов, которые мы учли, — это 24 грамма углеводов, о которых мы не позаботились. Оказывается, почти все остальные углеводы содержатся в крахмале. То, что мы называем крахмалом , на самом деле является двумя сложными сахарами: амилопектином и амилозой, обозначенными здесь как амилоза.На самом деле крахмал — это то место, откуда мы получаем много энергии.

Итак, если вы думаете о спортсмене, который делает углеводную загрузку перед большой гонкой, обычно вы не думаете о том, что он сидит там и ест пикси-палочки и шоколад — вы представляете, как он сидит за большим обедом, полным макарон. Оказывается, это потому, что макаронные изделия также содержат много крахмала. Крахмал действительно полезен, потому что наш организм может его переваривать, в отличие от целлюлозы. Но поскольку это действительно очень длинные сахара, состоящие из тысяч единиц, нашему организму требуется некоторое время, чтобы их расщепить, так что получается формула расширенного высвобождения сахара с использованием крахмала.

Теперь в растениях много крахмала и целлюлозы, потому что они хранят энергию для будущего использования. Для хранения наших углеводов млекопитающие используют нечто, называемое гликогеном . Оказывается, химическая структура гликогена почти идентична структуре амилопектина; это большая длинная нить глюкозы, и этот сахар может состоять из миллионов сахаров, так что, возможно, он немного больше, чем то, что вы можете найти в растениях, но он выполняет ту же цель, что хранит энергию в форме глюкозы. для будущего использования.

Надеюсь, вам понравилось сегодня познакомиться с некоторыми разными моносахаридами, увидеть, как они могут объединиться, чтобы образовать дисахарид, или две единицы сахара, а также полисахариды, которые состоят из многих, многих тысяч или даже миллионов сахаров, которые мы можно использовать для хранения энергии.

Цели урока

После просмотра этого урока вы должны уметь:

• Определить различные углеводы
• Объясните, сколько атомов углерода содержится в сахаре.
• Продемонстрировать использование сахара в организме
• Посмотрите, как связаны волокна и целлюлоза
• Различают крахмал и целлюлозу в организме человека

Классификация углеводов | Примеры и структура углеводов

Углеводы:

(CH₂O) n — общая эмпирическая структура углеводов.Моносахариды — это простые сахара, которые служат топливными молекулами и основными составляющими живых организмов, и это простейшие углеводы, необходимые в качестве источников энергии. Глюкоза и фруктоза — наиболее известные углеводы.

Сахариды или углеводы просто определяются как кетоны или полигидроксиальдегиды или соединения, которые образуют единицы такого типа при гидролизе.

Несколько распространенных видов углеводов: молоко, хлеб, попкорн, картофель, лабиринт и т. Д.

Углеводы широко распространены как в тканях растений, так и животных. Углеводы содержатся в основном в форме гликогена и глюкозы в клетках животных и в виде целлюлозы и крахмала в клетках растений.

Классификация и структура углеводов:

Обычно углеводы делятся на три основные группы. Это следующие:

1. Моносахариды:

Моносахариды — это простые сахара. Их нельзя гидролизовать до более простой формы.Самыми простыми углеводами являются трехуглеродный дигидроксиацетон и триозный глицеральдегид. Далее они подразделяются на глюкозу, фруктозу, галактозу и маннозу.

Глюкоза:

Глюкоза обычно содержится во фруктовых соках и образуется в организме в результате гидролиза тростникового сахара, крахмала, лактозы и мальтозы. Глюкоза считается сахаром тела. Структуру глюкозы можно изобразить в виде кольца или цепочки. Он обнаруживается в крови, фруктах, меде и, при ненормальных условиях, в моче.

Фруктоза:

Фруктоза содержится в меде, помидорах и яблоках. Гидролиз тростникового сахара в организме также может привести к отказу от фруктозы. C ₆ H ₁₂ O ₆ — это молекулярная формула фруктозы. Как правило, фруктоза является самым сладким моносахаридом и ее получают гидролизом сахарозы.

Галактоза:

Элементом гликопротеинов и гликолипидов является галактоза. Он вырабатывается в молочных железах и гидролизуется с образованием лактозы молока.

Манноза:

При гидролизе растительных камедей и маннозанов получают маннозу. Составной частью протезного полисахарида альбуминов, мукопротеинов и глобулинов является манноза. Гексозы и пентозы существуют как в кольцевой, так и в открытой цепочечной формах.

В зависимости от количества атомов углерода, которыми они обладают, простые сахара можно разделить на тетрозы, триозы, гексозы или гептозы, пентозы и кетозы или альдозы в зависимости от того, присутствуют ли кетоновые или альдегидные группы.Например:

а.Триозы:

Триозы образуются в процессе метаболического расщепления гексоз в организме. Пример: дигидроксиацетон и глицеральдегиды.

г. Пентозы:

Пентозы являются жизненно важными составляющими многих коферментов и нуклеиновых кислот. Они также образуются как переходные этапы определенных метаболических процессов. Пример: нуклеиновые кислоты и коферменты НАД, рибоза, которая является структурным элементом АТФ и ароматических белков: арабинозы, рибулозы и ксилозы.

2. Дисахариды:

Дисахариды состоят из двух моносахаридов, связанных гликозидной связью (C-O-C). Cn (H₂O) n-1 — это общая формула дисахаридов. Наиболее распространенными формами дисахаридов являются лактоза, сахароза и мальтоза.

Мальтоза:

Мальтоза образуется как переходный продукт действия амилаз на крахмал и содержит два остатка глюкозы в 1, 4 связях. Его можно увидеть в заметном количестве во многих прорастающих тканях и семенах, где крахмал расщепляется.

Лактоза:

Лактоза содержится в молоке. При гидролизе он производит D-галактозу и D-глюкозу. Это восстанавливающий дисахарид, поскольку он имеет свободный аномерный углерод на остатке глюкозы.

Сахароза:

Тростниковый сахар или сахароза представляет собой дисахарид фруктозы и глюкозы. Гидролиз сахарозы до D-глюкозы и D-фруктозы часто называют инверсией, поскольку он сопровождается чистым изменением оптического вращения от правого к левому, поскольку образуется эквимолярная смесь фруктозы и глюкозы, и эта смесь известна как инвертный сахар. .Некоторые ферменты, такие как инвертазы, катализируют эту реакцию. Сахароза чрезвычайно богата растениями и широко известна как столовый сахар.

Трегалоза:

Трегалоза содержит два остатка D-глюкозы и представляет собой невосстанавливающий дисахарид, подобный дисахариду сахарозы. Это основной сахар, который содержится во многих хернолимфах насекомых.

3. Трисахариды:

Многие трисахариды встречаются в природе в свободном виде. Рафинозу в изобилии можно увидеть во многих высших растениях и сахарной свекле.Мелецитозу можно увидеть в соке некоторых хвойных деревьев.

4. Полисахариды:

Большинство углеводов, которые можно найти в природе, представляют собой полисахариды с высокой молекулярной массой. Полисахариды — это сложные углеводы, которые образуются методом полимеризации огромного количества мономеров моносахаридов. Другое название полисахаридов также известно как гликаны.

Они длинные, могут быть неразветвленными или разветвленными.После завершения гидролиза специфическими ферментами и кислотой полисахариды уступают простым производным моносахаридов и / или моносахаридам. В зависимости от состава полисахариды можно разделить на два типа: гомополисахариды и гетерополисахариды.

а. Гомогликаны или гомополисахариды представляют собой сложные углеводы, которые образуются методом полимеризации только одного типа мономеров моносахаридов. Пример: гликоген, крахмал и целлюлоза состоят из моносахарида одного типа, известного как глюкоза.

На основе моносахаридной единицы полисахарид известен как глюкан, который состоит из глюкозы, ксилана, содержащего ксилозу, фруктана, состоящего из фруктозы, галактана, состоящего из галактозы, арабана, состоящего из арабинозы, и т. Д.

г. Гетерогликаны или гетерополисахариды представляют собой сложные углеводы, которые образуются в процессе конденсации моносахаридного мономера одного типа или производных моносахарида. Пример: агар, хитин, арабаногалактаны, пептидогликан, арабаноксиланы и т. Д.

Примеры углеводов:

Фрукты: цельные фрукты, фруктовый сок

Бобовые: бобы, растительные белки

Молочные продукты: мороженое, йогурт, молоко

Крахмалистые овощи: картофель, кукуруза

Зерно: пшеница, хлопья, рис

3.5: Углеводы — Биология LibreTexts

Что такое углеводы?

Углеводы — наиболее распространенный класс биохимических соединений. В их состав входят сахара и крахмалы. Углеводы используются, помимо прочего, для обеспечения или хранения энергии.Как и большинство биохимических соединений, углеводы состоят из небольших повторяющихся звеньев или мономеров, которые образуют связи друг с другом, образуя более крупные молекулы, называемые полимерами. В случае углеводов небольшие повторяющиеся единицы известны как моносахариды . Каждый моносахарид состоит из шести атомов углерода, как показано в модели моносахарида глюкозы ниже.

Сахар

Сахар — общее название сладких, короткоцепочечных, растворимых углеводов, которые содержатся во многих продуктах питания. Их функция в живых существах — давать энергию. Простейшие сахара состоят из одного моносахарида. Они включают глюкозу, фруктозу и галактозу. Глюкоза — простой сахар, который используется клетками живых существ для получения энергии.Фруктоза — это простой сахар, содержащийся во фруктах, а галактоза — это простой сахар, содержащийся в молоке.

Другие сахара содержат две молекулы моносахаридов и называются дисахаридами . Примером может служить сахароза или столовый сахар. Он состоит из одной молекулы фруктозы и одной молекулы глюкозы. Другие дисахариды включают мальтозу (две молекулы глюкозы) и лактозу (одна молекула глюкозы и одна молекула галактозы). Лактоза естественным образом содержится в молоке. Некоторые люди не могут переваривать лактозу. Если они пьют молоко, это вызывает газы, судороги и другие неприятные симптомы, если молоко не было обработано для удаления лактозы.

Сложные углеводы

Простые сахара составляют основу более сложных углеводов. Циклические формы двух сахаров могут быть связаны друг с другом посредством реакции конденсации. На рисунке ниже показано, как молекула глюкозы и молекула фруктозы объединяются, образуя молекулу сахарозы. Атом водорода одной молекулы и гидроксильная группа другой молекулы удаляются в виде воды, в результате чего образуется ковалентная связь, связывающая два сахара вместе в этой точке.

Глюкоза и фруктоза объединяются с образованием дисахарида сахарозы в реакции конденсации, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {3} \).Сахароза, широко известная как столовый сахар, является примером дисахарида.

Дисахарид представляет собой углевод, образованный соединением двух моносахаридов.Другие распространенные дисахариды включают лактозу и мальтозу. Лактоза, компонент молока, образуется из глюкозы и галактозы, а мальтоза — из двух молекул глюкозы. Во время пищеварения эти дисахариды гидролизуются в тонком кишечнике с образованием составляющих моносахаридов, которые затем абсорбируются через стенку кишечника и попадают в кровоток для транспортировки к клеткам.

Некоторые углеводы состоят из сотен или даже тысяч моносахаридов, связанных вместе в длинные цепи.Эти углеводы называются полисахаридами , («многие сахариды»). Полисахариды также называют сложными углеводами . Сложные углеводы, которые содержатся в живых существах, включают крахмал, гликоген, целлюлозу и хитин. Каждый тип сложных углеводов выполняет разные функции в живых организмах, но обычно они либо накапливают энергию, либо составляют определенные структуры живых существ.

Крахмал

Крахмал — это сложный углевод, который вырабатывается растениями для хранения энергии. Например, картофель, изображенный ниже, наполнен крахмалом, который состоит в основном из повторяющихся единиц глюкозы и других простых сахаров.Листья картофеля производят сахар путем фотосинтеза, и сахар переносится в подземные клубни, где они хранятся в виде крахмала. Когда мы едим крахмалистые продукты, такие как картофель, наша пищеварительная система расщепляет крахмал до сахара, который обеспечивает наши клетки энергией. Крахмал легко и быстро переваривается с помощью пищеварительных ферментов, таких как амилаза, которая содержится в слюне. Если вы будете жевать крахмалистый соленый крекер в течение нескольких минут, вы можете почувствовать вкус сахара, выделяющегося при переваривании крахмала.

Гликоген

Животные не хранят энергию в виде крахмала. Вместо этого животные хранят дополнительную энергию в виде сложного углеводного гликогена. Гликоген — полисахарид глюкозы. Он служит формой хранения энергии у грибов, а также у животных и является основной формой хранения глюкозы в организме человека. У человека гликоген вырабатывается и хранится в основном в клетках печени и мускулов. Когда энергия необходима из любого хранилища, гликоген расщепляется на глюкозу для использования клетками.Мышечный гликоген превращается в глюкозу для использования мышечными клетками, а гликоген печени превращается в глюкозу для использования во всем остальном организме. Гликоген образует запас энергии, который можно быстро мобилизовать для удовлетворения внезапной потребности в глюкозе, но он менее компактен, чем запасы энергии липидов, которые являются основной формой хранения энергии у животных.

Гликоген играет важную роль в гомеостазе уровня глюкозы в крови. Когда уровень глюкозы в крови повышается слишком высоко, избыток глюкозы может накапливаться в печени, превращая ее в гликоген.Когда уровень глюкозы в крови падает слишком низко, гликоген в печени может расщепляться на глюкозу и попадать в кровь.

Целлюлоза

Целлюлоза представляет собой полисахарид, состоящий из линейной цепи от нескольких сотен до многих тысяч связанных единиц глюкозы. Целлюлоза — важный структурный компонент клеточных стенок растений и многих водорослей.Человечество использует целлюлозу для производства картона и бумаги, которые в основном состоят из целлюлозы из дерева и хлопка. Изображенные ниже хлопковые волокна на 90 процентов состоят из целлюлозы.

Некоторые животные, включая термитов и жвачных, таких как коровы, могут переваривать целлюлозу с помощью микроорганизмов, обитающих в их кишечнике. Люди не могут переваривать целлюлозу, но, тем не менее, она играет важную роль в нашем рационе. Он действует как притягивающий воду агент для фекалий в пищеварительном тракте и часто упоминается как «диетическая клетчатка».«

Хитин

Хитин представляет собой длинноцепочечный полимер производного глюкозы. Он содержится во многих живых существах. Например, он является компонентом клеточных стенок грибов, экзоскелетов членистоногих, таких как ракообразные и насекомые (включая жука, изображенного на рисунке \ (\ PageIndex {7} \)), а также клювов и внутренних панцирей животных, таких как как кальмары и осьминоги. По структуре хитин похож на целлюлозу.

Характеристика: Моя человеческая биология

Вы, наверное, знаете, что должны есть много клетчатки, но знаете ли вы, сколько клетчатки вам нужно, как клетчатка способствует хорошему здоровью или какие продукты являются хорошими источниками клетчатки? Пищевые волокна состоят в основном из целлюлозы, поэтому они содержатся в основном в растительных продуктах, включая фрукты, овощи, цельнозерновые и бобовые. Пищевые волокна не могут расщепляться и усваиваться пищеварительной системой. Вместо этого он проходит через желудочно-кишечный тракт в относительно неизменном виде и выводится с калом.Вот как это помогает сохранить здоровье.

Пищевые волокна обычно подразделяются на растворимые и нерастворимые.

• Растворимая клетчатка растворяется в воде с образованием гелеобразного вещества при прохождении через желудочно-кишечный тракт. Его преимущества для здоровья включают снижение уровня холестерина и глюкозы в крови. Хорошие источники растворимой клетчатки — цельный овес, горох, фасоль и яблоки.
• Нерастворимая клетчатка не растворяется в воде. Этот тип клетчатки увеличивает объем фекалий в толстой кишке и помогает удерживать пищевые отходы, что может помочь предотвратить или исправить запор.Хорошие источники нерастворимой клетчатки — это цельная пшеница, пшеничные отруби, бобы и картофель.

Сколько клетчатки вам нужно для хорошего здоровья? Это зависит от вашего возраста и пола. Институт медицины рекомендует взрослым ежедневное потребление клетчатки, указанное в таблице ниже. Большинство диетологов также рекомендуют ежедневно составлять примерно 3 части нерастворимой клетчатки на 1 часть растворимой клетчатки. Большинство продуктов, богатых клетчаткой, содержат оба типа клетчатки, поэтому обычно нет необходимости отслеживать эти два типа клетчатки, если общее количество потребляемой клетчатки является достаточным.

Используйте этикетки на пищевых продуктах и ​​онлайн-счетчики пищевых волокон, чтобы узнать, сколько всего клетчатки вы едите в течение обычного дня. Достаточно ли вы потребляете клетчатки для хорошего здоровья? Если нет, подумайте, как увеличить потребление этого важного вещества. Например, замените рафинированное зерно цельными злаками, ешьте больше бобовых, таких как фасоль, и старайтесь употреблять не менее пяти порций фруктов и овощей каждый день.

Углеводы: MedlinePlus

Что такое углеводы?

Углеводы, или углеводы, представляют собой молекулы сахара.Наряду с белками и жирами углеводы являются одним из трех основных питательных веществ, содержащихся в продуктах питания и напитках.

Ваше тело расщепляет углеводы до глюкозы. Глюкоза, или сахар в крови, является основным источником энергии для клеток, тканей и органов вашего тела. Глюкозу можно использовать немедленно или хранить в печени и мышцах для дальнейшего использования.

Какие бывают углеводы?

Есть три основных типа углеводов:

• Сахара. Их также называют простыми углеводами, потому что они находятся в самой простой форме. Их можно добавлять в такие продукты, как сахар в конфеты, десерты, полуфабрикаты и обычные газированные напитки. Они также включают виды сахара, которые естественным образом содержатся во фруктах, овощах и молоке.
• Крахмалы. Это сложные углеводы, состоящие из множества простых сахаров, соединенных вместе. Вашему организму необходимо расщеплять крахмал на сахар, чтобы использовать его для получения энергии. Крахмалы включают хлеб, крупы и макароны.В их состав также входят некоторые овощи, такие как картофель, горох и кукуруза.
• Волокно. Это также сложный углевод. Ваше тело не может расщеплять большинство волокон, поэтому употребление продуктов с клетчаткой может помочь вам почувствовать себя сытым и снизить вероятность переедания. Диеты с высоким содержанием клетчатки имеют и другие преимущества для здоровья. Они могут помочь предотвратить проблемы с желудком или кишечником, такие как запор. Они также могут помочь снизить уровень холестерина и сахара в крови. Клетчатка содержится во многих продуктах растительного происхождения, в том числе во фруктах, овощах, орехах, семенах, бобах и цельнозерновых.

Какие продукты содержат углеводы?

Общие продукты, содержащие углеводы, включают

• Зерновые, такие как хлеб, лапша, макаронные изделия, крекеры, крупы и рис
• Фрукты, такие как яблоки, бананы, ягоды, манго, дыни и апельсины
• Молочные продукты, такие как молоко и йогурт
• Бобовые, включая сушеную фасоль, чечевицу и горох
• Закуски и сладости, такие как торты, печенье, конфеты и другие десерты
• Соки, газированные напитки, морсы, спортивные и энергетические напитки, содержащие сахар
• Крахмалистые овощи, такие как картофель, кукуруза и горох

Некоторые продукты не содержат много углеводов, например мясо, рыба, птица, некоторые виды сыра, орехи и масла.

Какие углеводы мне следует есть?

Вам действительно нужно есть углеводы, чтобы дать вашему телу энергию. Но для вашего здоровья важно употреблять правильные углеводы:

• При употреблении зерен выбирайте в основном цельнозерновые, а не очищенные зерна:
  • Цельнозерновые продукты — это цельнозерновой хлеб, коричневый рис, цельнозерновая мука и овсянка. Они содержат множество необходимых организму питательных веществ, таких как витамины, минералы и клетчатка. Чтобы выяснить, много ли в продукте цельного зерна, проверьте список ингредиентов на упаковке и посмотрите, является ли цельное зерно одним из первых нескольких перечисленных продуктов.
  • Очищенные зерна — это продукты, из которых удалена часть зерен. Это также удаляет некоторые полезные для вашего здоровья питательные вещества.
• Ешьте продукты, богатые клетчаткой. Этикетка с информацией о пищевой ценности на обратной стороне пищевых пакетов сообщает вам, сколько клетчатки содержится в продукте.
• Старайтесь избегать продуктов с большим содержанием сахара. Эти продукты могут содержать много калорий, но не очень питательны. Употребление слишком большого количества добавленного сахара повышает уровень сахара в крови и может привести к увеличению веса.Вы можете узнать, добавлен ли сахар в еде или напитке, посмотрев на этикетку с информацией о пищевой ценности на обратной стороне упаковки с едой. Он сообщает вам, сколько всего сахара и добавленного сахара содержится в этой еде или напитке.

Сколько углеводов мне нужно есть?

Не существует универсального количества углеводов, которое люди должны есть. Это количество может варьироваться в зависимости от таких факторов, как ваш возраст, пол, состояние здоровья, а также от того, пытаетесь ли вы сбросить или набрать вес. В среднем люди должны получать от 45 до 65% калорий из углеводов каждый день.На этикетках Nutrition Facts дневная норма углеводов составляет 275 г в день. Это основано на ежедневной диете в 2000 калорий. Ваша дневная норма может быть выше или ниже в зависимости от ваших потребностей в калориях и состояния здоровья.

Безопасно ли придерживаться низкоуглеводной диеты?

Некоторые люди переходят на низкоуглеводную диету, чтобы попытаться похудеть. Обычно это означает ежедневное употребление 25-150 г углеводов. Такая диета может быть безопасной, но вам следует поговорить со своим врачом, прежде чем начинать ее. Одна из проблем низкоуглеводных диет заключается в том, что они могут ограничивать количество клетчатки, которую вы получаете каждый день.Их также может быть трудно удерживать в течение длительного времени.

3.4 Углеводы — Биология человека

Создал: CK-12 / Адаптировал Кристин Миллер

Создал: CK-12 / Адаптировал Кристин Миллер

Где бы мы были без джинсов? На протяжении десятилетий они были популярными штанами для многих людей, и они по-прежнему популярны как никогда. Джинсы изготовлены из джинсовой ткани, разновидности хлопчатобумажной ткани.Хлопок — это мягкое пушистое волокно, которое растет в защитном футляре вокруг семян хлопчатника. Волокно — почти чистая целлюлоза. Целлюлоза — это самое распространенное биохимическое соединение, которое содержится в живых организмах Земли, и это один из нескольких типов углеводов.

Углеводы — наиболее распространенный класс биохимических соединений. В их состав входят сахара и крахмалы. Углеводы используются, помимо прочего, для обеспечения или хранения энергии. Как и большинство биохимических соединений, углеводы состоят из небольших повторяющихся звеньев или мономеров, которые образуют связи друг с другом, образуя более крупные молекулы, называемые полимерами.В случае углеводов небольшие повторяющиеся единицы известны как моносахариды . Каждый моносахарид состоит из шести атомов углерода, как показано в модели моносахарида глюкозы, показанной на рисунке 3.4.2.

Сахар — общее название сладких, короткоцепочечных, растворимых углеводов, которые содержатся во многих продуктах питания. Их функция в живых существах — давать энергию. Простейшие сахара состоят из одного моносахарида.Они включают глюкозу, фруктозу и галактозу. Глюкоза — простой сахар, который используется клетками живых существ для получения энергии. Фруктоза — это простой сахар, содержащийся во фруктах, а галактоза — это простой сахар, содержащийся в молоке. Их химическая структура показана на рисунке 3.4.3. Все моносахариды имеют формулу C ₆ H ₁₂ O ₆ .

Другие сахара содержат две молекулы моносахаридов и называются дисахаридами . К ним относятся сахароза (столовый сахар), мальтоза и лактоза. Сахароза состоит из одной молекулы фруктозы и одной молекулы глюкозы, мальтоза состоит из двух молекул глюкозы, а лактоза состоит из одной молекулы глюкозы и одной молекулы галактозы. Лактоза естественным образом содержится в молоке. У некоторых людей непереносимость лактозы, потому что они не могут переваривать лактозу. Если они пьют молоко, это вызывает газы, судороги и другие неприятные симптомы, если молоко не было обработано для удаления лактозы.

Некоторые углеводы состоят из сотен — или даже тысяч! — моносахаридов, связанных вместе в длинные цепи.Эти углеводы называются полисахаридами , («многие сахариды»). Полисахариды также называют сложными углеводами . Сложные углеводы, которые содержатся в живых существах, включают крахмал, гликоген, целлюлозу и хитин. Каждый тип сложных углеводов выполняет разные функции в живых организмах, но обычно они либо накапливают энергию, либо образуют определенные структуры в живых существах.

Крахмал

Крахмал — это сложный углевод, который вырабатывается растениями для хранения энергии. Например, картофель, изображенный на рис. 3.4.4, наполнен крахмалом, который состоит в основном из повторяющихся единиц глюкозы и других простых сахаров. Листья картофеля производят сахар путем фотосинтеза, и сахар переносится в подземные клубни, где они хранятся в виде крахмала. Когда мы едим крахмалистые продукты, такие как картофель, наша пищеварительная система расщепляет крахмал на сахар, который обеспечивает наши клетки энергией.Крахмал легко и быстро переваривается с помощью пищеварительных ферментов, таких как амилаза, которая содержится в слюне. Если вы будете жевать крахмалистый соленый крекер в течение нескольких минут, вы можете почувствовать вкус сахара, выделяющегося при переваривании крахмала.

Гликоген

Животные не хранят энергию в виде крахмала. Вместо этого животные накапливают дополнительную энергию в виде сложного углеводного гликогена. Гликоген — полисахарид глюкозы. Он служит формой хранения энергии у грибов (а также животных) и является основной формой хранения глюкозы в организме человека.У человека гликоген вырабатывается и хранится в основном в клетках печени и мышц. Когда энергия необходима из любой области хранения, гликоген расщепляется на глюкозу для использования клетками. Мышечный гликоген превращается в глюкозу для использования мышечными клетками, а гликоген печени превращается в глюкозу для использования во всем остальном организме. Гликоген образует запас энергии, который можно быстро мобилизовать для удовлетворения внезапной потребности в глюкозе, но он менее компактен, чем запасы энергии липидов, которые являются основной формой хранения энергии у животных.

Гликоген играет важную роль в гомеостазе уровня глюкозы в крови. Когда уровень глюкозы в крови повышается слишком высоко, избыток глюкозы может накапливаться в печени, превращая ее в гликоген. Когда уровень глюкозы в крови падает слишком низко, гликоген в печени может расщепляться до глюкозы и попадать в кровь.

Целлюлоза

Целлюлоза представляет собой полисахарид, состоящий из линейной цепи, состоящей из нескольких сотен и многих тысяч связанных единиц глюкозы. Целлюлоза — важный структурный компонент клеточных стенок растений и многих водорослей. Человечество использует целлюлозу для производства картона и бумаги, которые в основном состоят из целлюлозы из дерева и хлопка.Изображенные хлопковые волокна на 90 процентов состоят из целлюлозы.

Некоторые животные, включая термитов и жвачных, таких как коровы, могут переваривать целлюлозу с помощью микроорганизмов, обитающих в их кишечнике. Люди не могут переваривать целлюлозу, но, тем не менее, она играет важную роль в нашем рационе. Он действует как притягивающий воду агент для фекалий в пищеварительном тракте и часто упоминается как «диетическая клетчатка». Проще говоря, это помогает вам какать.

Хитин

Хитин представляет собой длинноцепочечный полимер производного глюкозы. Он содержится во многих живых существах. Например, он входит в состав клеточных стенок грибов; экзоскелеты членистоногих, например ракообразных и насекомых; а также клювы и внутренние оболочки животных, таких как кальмары и осьминоги. По структуре хитин похож на целлюлозу.

На рисунке 3.4.7, как экзоскелет божьей коровки, так и клеточные стенки гриба частично состоят из сложного углеводного хитина.

Крахмал, гликоген, целлюлоза и хитин производятся из мономера глюкозы. Так чем же они все такие разные? Их различие в структуре и функциях связано с тем, как они связаны между собой. Крахмал связан в длинные цепи с небольшим количеством разветвлений, гликоген связан во множестве разветвленных цепей, а хитин и целлюлоза образуют длинные одиночные цепи, которые плотно упаковываются вместе.Каждый из этих вариантов связывания одного и того же мономера, глюкозы, вместе создает разные способы использования молекулы. Как показано на диаграмме на рис. 3.4.8, крахмал и гликоген имеют много открытых «концов» своих цепей. Это области, где молекула глюкозы может быть легко удалена для использования в качестве энергии, а целлюлоза — нет. По этой причине гликоген и крахмал хорошо подходят для хранения энергии в организмах, а целлюлоза — нет. И наоборот, целлюлоза объединяет множество мономеров в своего рода очень прочную сетку — вот почему это отличный вариант для создания прочных клеточных стенок.

Рис. 3.4.8. Крахмал, гликоген и целлюлоза состоят из множества связанных мономеров глюкозы. Форма и связь этих мономеров влияет на функцию молекулы.

Вы, наверное, знаете, что должны есть много клетчатки, но знаете ли вы, сколько клетчатки вам нужно, как клетчатка способствует хорошему здоровью или какие продукты являются хорошими источниками клетчатки? Пищевые волокна состоят в основном из целлюлозы, поэтому они содержатся в основном в продуктах растительного происхождения, включая фрукты, овощи, цельнозерновые и бобовые.Пищевые волокна не расщепляются и не усваиваются пищеварительной системой. Вместо этого он проходит через желудочно-кишечный тракт в относительно неизменном виде и выводится с калом (также известный как фекалии). Вот как это помогает сохранить здоровье.

Рис. 3.4.9 Бобы — отличный источник как растворимой, так и нерастворимой клетчатки.

Пищевые волокна обычно подразделяются на растворимые и нерастворимые.

• Растворимая клетчатка растворяется в воде с образованием гелеобразного вещества при прохождении через желудочно-кишечный тракт.Он снижает уровень холестерина и глюкозы в крови, что полезно для вашего здоровья. Хорошие источники растворимой клетчатки включают цельный овес, горох, фасоль и яблоки.
• Нерастворимая клетчатка не растворяется в воде. Этот тип клетчатки увеличивает объем фекалий в толстой кишке и помогает удерживать пищевые отходы, что может помочь предотвратить или исправить запор. Хорошие источники нерастворимой клетчатки — это цельная пшеница, пшеничные отруби, бобы и картофель.

Сколько клетчатки вам нужно для хорошего здоровья? Это зависит от вашего возраста и пола.Институт медицины рекомендует взрослым ежедневное потребление клетчатки, указанное в таблице 3.4.1 ниже. Большинство диетологов также рекомендуют ежедневно составлять примерно три части нерастворимой клетчатки на одну часть растворимой клетчатки. Большинство продуктов, богатых клетчаткой, содержат оба типа клетчатки, поэтому обычно нет необходимости отслеживать эти два типа клетчатки, если общее количество потребляемой клетчатки является достаточным.

Таблица 3.4.1

Рекомендуемое суточное потребление клетчатки для мужчин и женщин

Рекомендуемое суточное потребление клетчатки для мужчин и женщин
Пол	Возраст 50 или младше	Возраст 51 и старше
Мужской	38 грамм	30 грамм
Женский	25 грамм	21 грамм

Используйте этикетки с пищевыми продуктами, как показано на Рисунке 3 ниже.4.10 и онлайн-счетчики клетчатки, чтобы узнать, сколько всего клетчатки вы едите в течение обычного дня. Достаточно ли вы потребляете клетчатки для хорошего здоровья? Если нет, подумайте, как увеличить потребление этого важного вещества. Например, замените очищенные зерна цельными злаками, ешьте больше бобовых (например, бобов) и старайтесь употреблять не менее пяти порций фруктов и овощей каждый день.

Рисунок 3.4.10 Вы можете определить, сколько пищевых волокон содержится в вашей пище, прочитав этикетку с питанием.

Таблица 3.4.2

Углеводы для сравнения

Имя	Класс	Функция	Расположение
Глюкоза	Моносахарид	Энергия для клеток	Ячейки
Крахмал	Полисахарид	Накопитель энергии	Растительные клетки
Гликоген	Полисахарид	Накопитель энергии	Клетки животных
Целлюлоза	Полисахарид	Структурный компонент клеточных стенок	Растительные клетки
Хитин	Полисахарид	Структурный компонент клеточных стенок и экзоскелетов	Грибы и членистоногие

• Углеводы — наиболее распространенный класс биохимических соединений.Основным строительным блоком углеводов является моносахарид, состоящий из шести атомов углерода.
• Сахар — это сладкие, растворимые углеводы с короткой цепью, которые содержатся во многих продуктах питания и снабжают нас энергией. Простые сахара, такие как глюкоза, состоят только из одного моносахарида. Некоторые сахара, такие как сахароза (или столовый сахар), состоят из двух моносахаридов. Их называют дисахаридами.
• Сложные углеводы или полисахариды состоят из сотен или даже тысяч моносахаридов.Они включают крахмал, гликоген, целлюлозу и хитин. Обычно они либо накапливают энергию, либо образуют структуры, такие как клеточные стенки, в живых существах.
• Крахмал — это сложный углевод, который вырабатывается растениями для хранения энергии. Картофель является хорошим источником диетического крахмала, который в процессе пищеварения легко расщепляется на составляющие его сахара.
• Гликоген — это сложный углевод, который вырабатывается животными и грибами для хранения энергии. Гликоген играет важную роль в гомеостазе уровня глюкозы в крови человека.
• Целлюлоза — это наиболее распространенное биохимическое соединение живых существ. Он образует клеточные стенки растений и некоторых водорослей. Как и большинство других животных, люди не могут переваривать целлюлозу, но она составляет большую часть важнейших пищевых волокон в рационе человека.
• Хитин представляет собой сложный углевод, похожий на целлюлозу, который составляет органические структуры, такие как клеточные стенки грибов и экзоскелеты насекомых и других членистоногих.

1. Что такое углеводы? Опишите их структуру.
2. Сравните и сопоставьте сахара и сложные углеводы.
4. Если вы пережевываете крахмалистую пищу (например, соленый крекер) в течение нескольких минут, она может начать иметь сладкий вкус. Объяснить, почему.
5. Верно или неверно: Глюкоза в основном хранится в липидах в организме человека.
7. Назовите три углевода, которые содержат глюкозу в качестве мономера.
8. Джинсы изготовлены из плотного, прочного хлопка. Основываясь на том, что вы знаете о структуре углеводов, объясните, как, по вашему мнению, эта ткань проявляет свои жесткие качества.
9. Как вы думаете, что переваривается быстрее — простой сахар или сложные углеводы? Поясните свой ответ.
10. Верно или неверно: Целлюлоза расщепляется в пищеварительной системе человека на молекулы глюкозы.
11. ___________ клетчатка растворяется в воде, __________ клетчатка не растворяется в воде.
12. В чем сходство и различие между мышечным гликогеном и гликогеном печени?
13. Какой углевод непосредственно используется клетками живых существ для получения энергии?
14. Что из следующего не является сложным углеводом?
    • Хитин
    • Крахмал
    • Дисахарид
    • Ничего из вышеперечисленного

Как углеводы влияют на ваше здоровье? — Ричард Дж.Дерево, TED-Ed, 2016

Почему хлопок во всем? — Майкл Р. Стифф, TED-Ed, 2020

Атрибуции

Рисунок 3.4.1

Pile of Jeans Марко Верча на Flickr используется по лицензии CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/).

Рисунок 3.4.2

e-from-xtal-1979-Alpha-D-глюкоза-from-xtal-1979-3D-balls от Бена Миллса [Benjah-bmm27] на Wikimedia Commons опубликовано в открытом доступе (https: // en.wikipedia.org/wiki/Public_domain) .

Рисунок 3.4.3

Monosasccharides от OpenStax College на Wikimedia Commons используется по лицензии CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0).

Рисунок 3.4.4

Potatoes от Жана Бофорта на Public Domain Pictures.net используется в соответствии с лицензией CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication (https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/).

Рисунок 3.4,6

Cotton от Дэвида Нэнса для Службы сельскохозяйственных исследований, исследовательского агентства Министерства сельского хозяйства США, на Wikimedia Commons, опубликовано в открытом доступе (https://en.wikipedia.org/wiki/Public_domain) .

Рисунок 3.4.7

Божья коровка на грибе / Грибки в лесу Бенджамина Балаша на Unsplash используется в соответствии с лицензией Unsplash (https://unsplash.com/license).

Рисунок 3.4.8

Сравнение структуры углеводов [Три важных полисахарида] от OpenStax College опубликовано на Wikimedia Commons и используется в соответствии с CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0) лицензии.

Рисунок 3.4.9

Beans Милады Вигеровой на Unsplash используется по лицензии Unsplash (https://unsplash.com/license).

Рисунок 3.4.10

Этикетка FDA Nutrition Facts Label 2014, выпущенная Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, на Wikimedia Commons опубликована в открытом доступе (https://en.wikipedia.org/wiki/Public_domain) .

Таблица 3.4.1

Рекомендуемое суточное потребление клетчатки для мужчин и женщин взято из OpenStax, используется в соответствии с CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0) лицензия ..

Таблица 3.4.2

Carbohydrate Comparison взят из OpenStax. используется по лицензии CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0).

Список литературы

Беттс, Дж. Г., Янг, К. А., Уайз, Дж. А., Джонсон, Э., По, Б., Круз, Д. Х., Корол, О., Джонсон, Д. Э., Уомбл, М., Дезе, П. (2013, 25 апреля ). Рисунок 2.18. Пять важных моносахаридов [изображение]. В Анатомия и физиология .OpenStax. https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/1-introduction

Беттс, Дж. Г., Янг, К. А., Уайз, Дж. А., Джонсон, Э., По, Б., Круз, Д. Х., Корол, О., Джонсон, Д. Э., Уомбл, М., Дезе, П. (2013, 25 апреля ). Рисунок 2.20. Три важных полисахарида [изображение]. В Анатомия и физиология . OpenStax. https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/1-introduction

Клиника Мэйо. (нет данных). Непереносимость лактозы [онлайн-статья]. Фонд Мэйо медицинского образования и исследований (MFMER).https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/lactose-intolerance/symptoms-causes/syc-20374232

TED-Ed. (2016, 11 января). Как углеводы влияют на ваше здоровье? — Ричард Дж. Вуд. YouTube. https://youtu.be/wxzc_2c6GMg

TED-Ed. (2020, 23 января). Почему во всем хлопок? — Майкл Р. Стифф. https://www.youtube.com/watch?v=tKLJ6KQAcjI

Разница между углеводами и жирами

(со сравнительной таблицей)

Углеводы растворимы в воде и являются наиболее распространенным пищевым источником энергии для всех живых организмов, тогда как жиры нерастворимы в воде , но растворимы в спирте, эфире и т. Д. .Жиры также считаются основным источником энергии.

Нашему организму требуется достаточно энергии для «работы», которую мы получаем через макромолекулы, такие как углеводы и жиры. Оба они обеспечивают организм энергией и являются макроэлементами, что означает, что углеводы и жиры входят в тройку основных источников энергии для организма.

Углеводы — это простейшая форма сахаров, которые всасываются в тонком кишечнике, а затем печень преобразует их в глюкозу (форму энергии) и отправляет обратно в кровоток для обеспечения энергией для выполнения различных функций; Жиры и масла, широко присутствующие в растениях и животных, представляют собой сложные эфиры глицерина, который служит резервом топлива для организма.

Содержание: углеводы против жиров

1. Сравнительная таблица
2. Определение и их виды
3. Ключевые отличия
4. Заключение

Сравнительная таблица

Основа для сравнения	Углеводы	Жиры
Состав	Углеводы — это органические молекулы, которые широко встречаются на Земле, и, как следует из названия, они состоят из углерода, водорода и кислорода.	Жиры также содержат карбоновые кислоты с углеводородными боковыми цепями. Это простейшая форма липидов.
Растворимость	Углеводы растворимы в воде.	Жиры не растворимы в воде, но растворимы в неорганических растворителях, таких как спирт, этанол.
Источники	Основным источником углеводов является столовый сахар, картофель, хлеб, фруктовые соки и т. Д.	Масла в овощах, семенах, орехах и жиры животного происхождения являются основным источником.
Где это необходимо	Углеводы необходимы для обеспечения организма энергией или топливом сразу после приема пищи.	Жир необходим для роста нашего тела, основная задача жира — накапливать энергию и усваивать необходимые витамины.
Требуемое количество	По крайней мере, 45-65 процентов углеводов должно быть отведено процентному содержанию калорий.	Должно быть около 20-35 процентов потребляемых жиров.
Калорий	Углеводы содержат 4 калории / грамм.	Жиры содержат 9 калорий / грамм.
Функции	После приема пищи углеводы превращаются в глюкозу, которая в дальнейшем используется в качестве энергии для процесса метаболизма.	Жиры помогают усваивать такие витамины, как A, D, E, K.
	Клетчатка (неперевариваемая) — это форма углеводов, которая помогает поддерживать уровень глюкозы в крови, уровень холестерина и, главным образом, выводит отходы из организма.	Помогает регулировать выработку гормонов, защищает клетки, органы и помогает поддерживать температуру тела.

Определение углеводов

Это самая важная из всех макромолекул. Углевод — это органическая молекула, имеющая эмпирическую формулу (CH ₂ O) n, , которая представляет собой углерод, водород и кислород в качестве основных компонентов. Но некоторые могут также содержать азот, фосфат или серу.

Их функция очень важна, так как помимо обеспечения организма энергией, углеводы выполняют другие функции, также служат в качестве структурных и защитных элементов для клеточных стенок растений и бактерий, работая как экзоскелет (твердое покрытие) для членистоногих. , насекомые, омары (экзоскелет состоит из хитина, который является разновидностью полисахарида).

Виды углеводов

Углеводы можно разделить на простые и сложные сахара. Простые сахара содержат одну или две единицы сахаров, а сложные — три или более. Исходя из этого, они делятся на три типа:

1. Моносахарид
2. Олигосахарид
3. Полисахарид

1. Моносахарид: Это простейшая форма углевода (сахара), поскольку моно означает «один», а сахарид означает «сахар», имеющую общую формулу как (CH ₂ O) n.

По количеству присутствующих атомов углерода они классифицируются как триозы (3C), тетрозы (4C), пентозы (5C), гексозы (6C) и гептозы (7C). Наряду с присутствующими функциональными группами (альдозами и кетозами) они называются альдогексоза (глюкоза) и кетогексоза (фруктоза).

2. Олигосахарид: Олиго означает «немного», они содержат небольшие единицы моносахаридов, варьирующиеся от 2 до 10, связанных гликозидной связью. Олигосахариды также относятся к простым сахарам.

Дисахариды — наиболее распространенная форма олигосахаридов, содержащая две единицы моносахаридов.Мальтоза, лактоза, сахароза и т. Д. Являются примерами дисахарида.

3. Полисахариды: Поскольку поли означает «много», поэтому молекулы, имеющие 10 или более повторяющихся единиц моносахарида, связанных гликозидной связью, относятся к этой категории. Считается, что полисахариды представляют собой сложный сахар. Крахмал, гликоген, целлюлоза — несколько примеров этого.

Они бывают двух типов: гомополисахарид и гетерополисахарид.

• Гомополисахарид состоит из одинаковых единиц молекулы сахара, связанных гликозидными связями.Пример — целлюлоза.
• Гетерополисахарид состоит из различных типов сахарных звеньев. Гепарин — гетерополисахарид.

Определение жиров

Считается, что жиры представляют собой простейшую форму липидов, содержащих карбоновые кислоты с боковой цепью углеводорода. Химическое название жиров и масел — «Триглицерины» , они относятся к производным углеводородов и сложных эфиров жирных кислот с глицерином.

Жиры и масла — это не полимеры, а небольшие молекулы, нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях, таких как спирт, эфир и т. Д.Основная функция жира — запасать энергию.

Типы жиров

Жиры подразделяются на 2 типа: —

1. Насыщенные жирные кислоты
2. Ненасыщенные жирные кислоты

1. Насыщенные жирные кислоты: Не имеют двойной связи между атомами углерода. Обычно они твердые при комнатной температуре, их можно найти в красном мясе, молочных продуктах и ​​пальмах, а также в кокосовом масле. Примеры: пальмитиновая кислота, стеариновая кислота и т. Д.
2. Ненасыщенные жирные кислоты: Они имеют двойные связи между атомами углерода.Они содержатся в оливковом масле, арахисовом масле, грецких орехах и т. Д. Олеиновая кислота, линолевая кислота и т. Д. Являются примерами ненасыщенных жирных кислот.

Жирные кислоты, имеющие только одну двойную связь, называются мононенасыщенными (МНЖК), тогда как кислоты с двумя или более двойными связями называются полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК). Они жидкие при комнатной температуре и, кажется, снижают риск сердечных заболеваний.

Ключевые различия между углеводами и жирами

1. Хотя и углеводы, и жиры являются источниками энергии, ключевое отличие состоит в том, что углеводы обеспечивают мгновенную энергию после приема пищи, но жиры помогают в хранении энергии , помимо этого жиры обеспечивают защиту жизненно важных органов, клеток. мембраны, а также помогает в регулировании гормонов.
2. Углеводы можно классифицировать по количеству содержащихся в них сахарных единиц, тогда как жиры классифицируются по связям, одинарным или двойным.
3. Углеводы — это предшественники многих органических соединений, таких как жиры и аминокислоты; Жиры служат источником жирорастворимых витаминов (A, D, E и K).
4. Углеводы в форме гликопротеинов и гликолипидов помогают в росте клеток, адгезии и других функциях. Жиры также помогают поддерживать надлежащую температуру тела.

Заключение

Углеводы и жиры играют жизненно важную роль в обеспечении энергией; оба они имеют одинаковое значение в природе. Однако говорят, что мы не должны потреблять много жиров, но они не менее важны по сравнению с углеводами, потому что, помимо обеспечения энергии, жиры также помогают в нормальном росте тела.

Эти макроэлементы не могут быть произведены нашим организмом самостоятельно. Следовательно, они должны быть получены с помощью хорошей и здоровой диеты, богатой углеводами и жирами, такими как фрукты, овощи, рис, семена и т. Д.

(PDF) Углеводы

углеводов. Хорошие главы о лектинах, распознавании углеводов во взаимодействиях между клетками и

химическом синтезе олигосахаридов.

4. Дэвид Л. Нельсон. Майкл М. Кокс. Основы биохимии; 4-е издание, 2006 г., W. H. Freeman и

Company. NY. 2006.

5. KleinKauf. Дохрен. Янике. Корни современной биохимии. Валлер де Грюйтер Берлин. NY.

1988.

6. Страйер Луберт.Биохимия. 4-е издание. 1995. У. Х. Фриман и компания. NY.

7. Дональд Воет и Джудит Г. Воет. Принципы биохимии. 4-е издание. 2004. J Wiley & Sons. NY.

8. Брукс С.А., Двек М.В., Шумахер. Функциональная и молекулярная гликобиология. (2002). U. Bios

Научное издательство.

9. Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рафф М., Робертс К., Уотсон Дж. Д. Молекулярная биология клетки (3-е издание

). (1996), W.H. Freeman and Company

10.Бенджамин Каммингс, Биология (4-е издание) Кэмпбелл, Н. А. (1996), Новая работа.

11. Merck Index, (12-е издание), (1996) Отдел исследовательских лабораторий Merck, Merck & Co. Inc.

12. Шэрон, Н., Лис, Х. Лектины, 2-е издание (2003 г.), издательство Kluwer Academic.

13. Энциклопедия биологической химии (Lennarz & Lane, EDs.) (2004) Academic Press / Elsevier,

Oxford,

14. Иоззо, М., В. Протеогликаны: структура, биология и молекулярные взаимодействия.(2000). Марсель Деккер

Inc. Нью-Йорк.

15. www.halosource.com

16. www.wikiepedia.com

17. Циюн П. Лю, Герлинд Зульценбахер, Хуайпин Юань1, Эрик П. Беннет, Грег Пиц, Кристен Сондерс,

Жан Спенс, Эдвард Нудельман, Стивен Б. Левери, Тайер Уайт, Джон М. Невё, Уильям С. Лейн,

Ив Борн, Мартин Л. Олссон, Бернар Хенриссат и Хенрик Клаузен. Бактериальные гликозидазы для продукции

универсальных эритроцитов; 2007 Природная биотехнология; Эдвард Нудельман.Nature

Biotechnology 25, 454 — 464 (2007)

18. Пей Чжан, Скотт Снайдер, Питер Фенг, Парастоо Азади, Шушенг Чжан, Сильвия Булгереси, Кеннет Э.

Сандерсон, Джонни Хе, Джон Клена и Ти Чен ; Роль N-ацетилглюкозамина в липополисахариде Core

нескольких видов грамотрицательных бактерий в нацеливании на DC-SIGN

(CD209). Журнал иммунологии, 177: 4002-4011 (2006).

19. Франсиско Дж. Альварес * и Джеймс Б.Конопка. Идентификация транспортера N-ацетилглюкозамина

, который опосредует индукцию гиф у Candida albicans. Mol Biol Cell. Март; 18 (3): 965–975. (2007)

20. Wells L, Vosseller K, Hart GW; Роль N-ацетилглюкозамина как сенсора питательных веществ и посредника инсулинорезистентности

. Клеточные и молекулярные науки о жизни (CMLS) Том 60, номер 2 / февраль,

(2003)

21. Роземан С. «Размышления о гликобиологии». J. Biol. Chem. 276 (45): 41527-42 (2001).

22. Андерсон Дж. У., Николози Р. Дж., Борзеллека Дж. Ф. Эффекты глюкозамина у людей: обзор воздействия на метаболизм глюкозы

, побочные эффекты, соображения безопасности и эффективность. Пищевая и химическая токсикология .;

43 (2): 187-201. (2005)

23. Мирейя Гаррига-Канут, Барри Шенике, Ромена Кази, Карен Бергендаль, Тимоти Дж. Дейли, Ребекка

М. Пфендер, Джон Ф. Моррисон, Джеффри Оккули, Карл Stafstrom, Thomas Sutula и Avtar Roopra, «2-

Дезокси-D-глюкоза снижает прогрессирование эпилепсии за счет NRSF-CtBP-зависимой метаболической регуляции структуры хроматина

«, Nature Neuroscience, 9, 1382 — 1387 (2006).

24. Funderburgh JL. «Кератансульфат: структура, биосинтез и функции». Гликобиология 10 (10): 951-

958, (2000).

25. Распределение протеогликанов, антигенно связанных с кератансульфатным протеогликаном роговицы ».