Характеристика строения и функции углеводов и липидов

Характеристика строения и функции углеводов и липидов

Из-за блокировщика рекламы некоторые функции на сайте могут работать некорректно! Пожалуйста, отключите блокировщик рекламы на этом сайте.

Кроме неорганических веществ и их ионов все клеточные структуры также состоят из органических соединений— белков, липидов, углеводов и нуклеиновых кислот.

Углеводы и липиды.

Углеводы (сахара) —биоорганические соединения углерода и воды, входящие в состав всех живых организмов: Общая формула— Сn (Н2О)n.

Растворимые в воде углеводы.

глюкоза— основной источник энергии для клеточного дыхания;

фруктоза — составная часть нектара цветов и фруктовых соков;

рибоза и дезоксирибоза — структурные элементы нуклеотидов, являющихся мономерами РНК и ДНК;

сахароза (глюкоза + фруктоза) — основной продукт фотосинтеза, транспортируемый в растениях;

лактоза (глюкоза-Н галактоза)— входит в состав молока млекопитающих;

мальтоза (глюкоза + глюкоза) — источник энергии в прорастающих семенах.

Функции растворимых углеводов: транспортная, защитная, сигнальная, энергетическая.

Не растворимые в воде углеводы:

— крахмал — смесь двух полимеров: амилозы и амилопектина. Разветвленная спирализованная молекула, служащая запасным веществом в тканях растений;

— целлюлоза (клетчатка) — полимер, состоящий из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных водородными связями. Такая структура препятствует проникновению воды и обеспечивает устойчивость целлюлозных оболочек растительных клеток;

— хитин — основной структурный элемент покровов членистоногих и клеточных стенок грибов;

— гликоген — запасное вещество животной клетки. Мономером является а-глюкоза.

Функции нерастворимых углеводов: структурная, запасающая, энергетическая, защитная.

Липиды — органические соединения, большинство которых являются сложными эфирами глицерина и жирных кислот.

Нерастворимы в воде, но растворимы в неполярных растворителях. Присутствуют во всех клетках. Липиды состоят из атомов водорода, кислорода и углерода.

Виды липидов : жиры, воска, фосфолипиды, стероиды.

— запасающая— жиры откладываются в запас в тканях позвоночных животных;

— энергетическая— половина энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров. Жиры используются и как источник воды

— защитная — подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений;

— структурная — фосфолипиды входят в состав клеточных мембран;

— теплоизоляционная — подкожный жир помогает сохранить тепло;

— электроизоляционная — миелин, выделяемый клетками Шванна, изолирует некоторые нейро­ны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов;

— питательная— желчные кислоты и витамин D образуются из стероидов;

— смазывающая— воска покрывают кожу, шерсть, перья и предохраняют их от воды. Восковым налетом покрыты листья многих расте­ний, воск используется в строительстве пчели­ных сот;

— гормональная — гормон надпочечников — кортизон — и половые гормоны имеют липидную природу. Их молекулы не содержат жирных кислот.

Источник: dist-tutor.info

Характеристика строения и функции углеводов и липидов

Сахароза: физические свойства и отличие от глюкозы

Многие годы безуспешно боретесь с ХОЛЕСТЕРИНОМ?

Глава Института: «Вы будете поражены, насколько просто можно снизить холестерин просто принимая каждый день.

Свойства сахарозы следует рассматривать с точки зрения физики и химии. Вещество является распространенным дисахаридом, больше всего его присутствует в сахарном тростнике и свекле.

При попадании в желудочно-кишечный тракт строение сахарозы расщепляется на более простые углеводы – фруктозу и глюкозу. Она является главным источником энергии, без которого невозможна нормальная работа организма.

Для снижения холестерина наши читатели успешно используют Aterol. Видя, такую популярность этого средства мы решили предложить его и вашему вниманию.
Подробнее здесь…

Какое свойство характерно для вещества, и какое оно оказывает влияние на организм, раскрыто в этом материале.

Состав и свойства вещества

Сахароза (прочие названия – тростниковый сахар либо сукроза) является дисахаридом из группы олигосахаридов, содержащих 2-10 моносахаридных остатков. Она состоит из двух элементов – альфа-глюкозы и бета-фруктозы. Ее химическая формула – С12Н22О11.

Вещество в чистом виде представлено прозрачными моноклинными кристаллами. Когда растопленная масса застывает, формируется карамель, т.е. аморфная бесцветная форма. Тростниковый сахар отлично растворяется в воде (Н2О) и этаноле (C2H5OH), малорастворим в метаноле (СН3ОН) и почти нерастворим в диэтиловом эфире ((C2H5)2O). Вещество можно расплавить при температуре 186℃.

Сукроза не является альдегидом, но считается самым важным дисахаридом. Если нагреть сахарозу вместе с раствором аммиака Ag2O, то образование «серебряного зеркала» не произойдет. Подогревание вещества с Cu(OH)2 не приведет к образованию окиси меди. Если прокипятить раствор сукрозы вместе с хлористым водородом (HCl) либо серной кислотой (H2SO4), а потом нейтрализовать щелочью и поддать нагреванию вместе с Cu(OH)2, то в конце получается красный осадок.

Под воздействием воды образуется глюкоза и фруктоза. Среди изомеров сукрозы, имеющих такую же молекулярную формулу, выделяют лактозу и мальтозу.

В каких продуктах содержится?

В природе данный дисахарид встречается довольно часто. Сахароза находится в плодах, фруктах и ягодах.

Читайте также:  Как снизить холестерин чаи

В большом количестве она имеется в сахарном тростнике и сахарной свекле. Сахарный тростник распространен в тропиках и Южной Америке. В его стеблях находится 18-21% сахара.

Следует отметить, что именно из тростника получают 65% мировой выработки сахара. Странами-лидерами по производству продукта являются Индия, Бразилия, КНР, Таиланд, Мексика.

Свекла содержит около 20% сахарозы и является двухлетним растением. Корнеплод на территории Российской империи стали выращивать, начиная с XIX века. В настоящее время Россия выращивает достаточно сахарной свеклы, чтобы прокормить себя и экспортировать свекловичный сахар заграницу.

Человек совсем не замечает, что в его привычном рационе присутствует сукроза. Она содержится в таких продуктах питания:

  • финиках;
  • гранатах;
  • черносливе;
  • пряниках;
  • мармеладах;
  • изюме;
  • ирге;
  • яблочной пастиле;
  • мушмуле;
  • пчелином меде;
  • кленовом соке;
  • сладкой соломке;
  • вяленом инжире;
  • березовом соке;
  • дыне;
  • хурме;

Помимо этого большое количество сахарозы содержится в моркови.

Полезность сахарозы для человека

Как только сахар оказывается в пищеварительном тракте, происходит его расщепление на более простые углеводы. Затем они разносятся по кровотоку во все клеточные структуры организма.

Большое значение при расщеплении сахарозы имеет глюкоза, ведь это главный источник энергии для всего живого. Благодаря данному веществу происходит компенсация 80% энергозатрат.

Итак, полезность сахарозы для человеческого организма заключаются в следующем:

  1. Обеспечение полноценного функционирования энергии.
  2. Улучшение мозговой активности.
  3. Восстановление защитной функции печени.
  4. Поддержка работы нейронов и поперечнополосатых мышц.

Дефицит сахарозы приводит к появлению раздражительности, состоянию полного безразличия, истощению, нехватке сил и депрессии. Избыток вещества вызывает отложение жиров (ожирение), пародонтоз, разрушение тканей зуба, патологии полости рта, молочницу, зуд половых органов, а также повышает вероятность гипергликемии и развития диабета.

Потребление сахарозы увеличивается, когда человек находится в постоянном движении, перегружен интеллектуальной работой либо подвержен сильной интоксикации.

Следует рассмотреть отдельно пользу составляющих сахарозы – фруктозы и глюкозы.

Фруктоза является веществом, которое находится в большинстве свежих фруктов. Она имеет сладкий привкус и не влияет на гликемию. Гликемический индекс составляет всего 20 единиц.

Избыток фруктозы приводит к циррозу, избыточному весу, сердечным патологиям, подагре, ожирению печени и преждевременному старению. В ходе научных исследований было доказано, что это вещество намного быстрее по сравнению с глюкозой вызывает признаки старения.

Глюкоза является самой распространенной формой углеводов на нашей планете. Она вызывает быстрое повышение гликемии и наполняет организм необходимой энергией.

В связи с тем, что глюкоза производится из крахмалов, чрезмерное потребление продуктов, содержащих простые крахмалы (рис и мука высшего сорта), приводит к увеличению сахара в кровотоке.

Такой патологический процесс влечет за собой снижение иммунитета, почечную недостаточность, ожирение, повышение концентрации липидов, плохое заживление ран, нервное расстройство, инсульты и инфаркты.

Польза и вред искусственных подсластителей

Некоторые люди не могут употреблять в пищу привычный для остальных сахар. Наиболее распространенное объяснение этому – сахарный диабет любой формы.

Приходится применять натуральные и синтетические сахарозаменители. Различие между синтетическими и естественными сахарозаменителями состоит в разной калорийности и воздействии на организм.

Синтетические вещества (аспарт и сукропаза) имеют некоторые недостатки: их химический состав вызывает мигрени и повышает вероятность развития злокачественных опухолей. Единственный плюс синтетических сахарозаменителей состоит лишь в низкой калорийности.

Среди натуральных подсластителей наиболее популярными являются сорбит, ксилит и фруктоза. Они достаточно калорийны, поэтому при чрезмерном потреблении вызывают избыточный вес.

Наиболее полезным заменителем является стевия. Ее полезные свойства связаны с повышением защитных сил организма, нормализацией артериального давления, омоложением кожи и устранением кандидоза.

Избыточное потребление сахарозаменителей может привести к развитию следующих негативных реакций:

  • тошнота, нарушение пищеварения, аллергия, плохой сон, депрессия, аритмия, головокружения (прием аспартама);
  • аллергические реакции, в т. ч. дерматиты (использование сукламата);
  • развитие доброкачественных и злокачественных новообразований (прием сахарина);
  • рак мочевого пузыря (потребление ксилита и сорбита);
  • нарушение кислотно-щелочного баланса (применение фруктозы).

В связи с риском развития различных патологий, сахарозаменители применяют в ограниченном количестве. Если сахарозу потреблять нельзя, можно понемногу добавлять в рацион мед – безопасный и полезный продукт. Умеренное потребление меда не приводит к резким скачкам гликемии и повышает иммунитет. Также в качестве подсластителя используют кленовый сок, который содержит всего 5% сахарозы.

Информация о сахарозе предоставлена в видео в этой статье.

Источник: holesterin-ateroskleroz.ru

Характеристика строения и функции углеводов и липидов

Общая формула Сn (H2O)n: углеводы содержат в своем составе только три химических элемента.

Таблица. Сравнение классов углеводов.

Растворимые в воде углеводы.

Моносахариды:
глюкоза
– основной источник энергии для клеточного дыхания;
фруктоза
– составная часть нектара цветов и фруктовых соков;
рибоза и дезоксирибоза – структурные элементы нуклеотидов, являющихся мономерами РНК и ДНК.

Дисахариды:
сахароза
(глюкоза + фруктоза) – основной продукт фотосинтеза, транспортируемый в растениях;
лактоза (глюкоза + галактоза) – входит в состав молока млекопитающих;
мальтоза (глюкоза + глюкоза) – источник энергии в прорастающих семенах.

Читайте также:  Где больше холестерина в сливочном или топленом масле

Функции растворимых углеводов:

  • транспортная,
  • защитная,
  • сигнальная,
  • энергетическая.

Нерастворимые углеводы

полимерные:
крахмал,
гликоген,
целлюлоза,
хитин.

Функции полимерных углеводов:

Крахмал состоит из разветвленных спирализованных молекул, образующих запасные вещества в тканях растений.

Целлюлоза – полимер, образованный остатками глюкозы, состоящими из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных водородными связями. Такая структура препятствует проникновению воды и обеспечивает устойчивость целлюлозных оболочек растительных клеток.

Хитин состоит из аминопроизводных глюкозы. Основной структурный элемент покровов членистоногих и клеточных стенок грибов.

Гликоген – запасное вещество животной клетки.

Таблица. Наиболее распространенные углеводы.

Таблиица.Основные функции углеводов.

Липиды.

Липиды – сложные эфиры жирных кислот и глицерина. Нерастворимы в воде, но растворимы в неполярных растворителях. Присутствуют во всех клетках. Липиды состоят из атомов водорода, кислорода и углерода.

Функции липидов:

Запасающая – жиры, откладываются в запас в тканях позвоночных животных.
Энергетическая
– половина энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров. Жиры используются и как источник воды. Энергетический эффект от расщепления 1 г жира – 39 кДж, что в два раза больше энергетического эффекта от расщепления 1 г глюкозы или белка.
Защитная – подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений.
Структурная – фосфолипиды входят в состав клеточных мембран.
Теплоизоляционная – подкожный жир помогает сохранить тепло.
Электроизоляционная
– миелин, выделяемый клетками Шванна (образуют оболочки нервных волокон), изолирует некоторые нейроны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов.
Питательная – некоторые липидоподобные вещества способствуют наращиванию мышечной массы, поддержанию тонуса организма.
Смазывающая – воски покрывают кожу, шерсть, перья и предохраняют их от воды. Восковым налетом покрыты листья многих растений, воск используется в строительстве пчелиных сот.
Гормональная – гормон надпочечников – кортизон и половые гормоны имеют липидную природу.

Таблица. Основные функции липидов.

ТЕМАТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ

Часть А

А1. Мономером полисахаридов может быть:
1) аминокислота
2) глюкоза
3) нуклеотид
4) целлюлоза

А2. В клетках животных запасным углеводом является:
1) целлюлоза
2) крахмал
3) хитин
4) гликоген

А3. Больше всего энергии выделится при расщеплении:
1) 10 г белка
2) 10 г глюкозы
3) 10 г жира
4) 10 г аминокислоты

А4. Какую из функций липиды не выполняют?
1) энергетическую
2)каталитическую
3) изоляционную
4) запасающую

А5. Липиды можно растворить в:
1) воде
2) растворе поваренной соли
3) соляной кислоте
4) ацетоне

Часть В

В1. Выберите особенности строения углеводов
1) состоят из остатков аминокислот
2) состоят из остатков глюкозы
3) состоят из атомов водорода, углерода и кислорода
4) некоторые молекулы имеют разветвленную структуру
5) состоят из остатков жирных кислот и глицерина
6) состоят из нуклеотидов

В2. Выберите функции, которые углеводы выполняют в организме
1) каталитическая
2) транспортная
3) сигнальная
4)строительная
5) защитная
6) энергетическая

ВЗ. Выберите функции, которые липиды выполняют в клетке
1) структурная
2) энергетическая
3) запасающая
4) ферментативная
5) сигнальная
6) транспортная

В4. Соотнесите группу химических соединений с их ролью в клетке:

РОЛЬ СОЕДИНЕНИЯ В КЛЕТКЕ

А) быстро расщепляются с выделением энергии
Б) являются основным запасным веществом растений и животных
В) являются источником для синтеза гормонов
Г) образуют теплоизолирующий слой у животных
Д) являются источником дополнительной воды у верблюдов
Е) входят в состав покровов насекомых

1) углеводы
2) липиды

Часть С

С1. Почему в организме не накапливается глюкоза, а накапливается крахмал и гликоген?

Источник: biology100.ru

Углеводы и липиды

Строение, свойства и биологическая роль углеводов

Массовая доля углеводов в живой природе больше, чем других органических соединений. В клетках животных и грибов углеводы содержатся в незначительном количестве (около 1% сухой массы, в клетках печени и мышц — до 5%), тогда как в растительных клетках их содержание значительно больше (60 — 90%). Углеводы образуются преимущественно в результате фотосинтеза. Гетеротрофные организмы получают углеводы из пищи или синтезируют их из других органических соединений (жиров, аминокислот и т.д.).

Углеводы — это органические соединения, в которых соотношение атомов углерода, водорода, кислорода в основном соответствует формуле (СН2О)n , где n = 3 и больше. Однако есть углеводы, в которых это соотношение несколько иное, а некоторые содержат атомы азота, фосфора или серы.

К углеводам относятся моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Моносахариды — хорошо растворимые в воде вещества, имеют сладкий вкус. Рассмотрим строение моносахаридов на примере глюкозы. Ее молекулярная формула С6Н126 .

Молекула глюкозы

Моносахариды классифицируют по количеству атомов углерода в их молекулах. Наиболее важными для живой природы является пентозы (соединения с пятью атомами углерода) и гексозы (соединения с шестью атомами углерода). Распространенными гексозами, кроме глюкозы, являются фруктоза и галактоза. Из пентоз распространены рибоза и дезоксирибоза, остатки которых входят в состав мономеров нуклеиновых кислот. Моносахариды способны сочетаться между собой с помощью -ОН- групп. При этом образуется химическая связь между двумя остатками моносахаридов через атом кислорода (-O-).

Читайте также:  Норма сахара в крови у мужчин и норма холестерина

Схема образования полисахаридов на примере целлюлозы (фрагмент молекулы)

Олигосахариды и полисахариды состоят из остатков моносахаридов. Олигосахариды — полимерные углеводы, в которых от 2 до 10 моносахаридных звеньев соединены ковалентными связями. Например, дисахариды образованы двумя остатками моносахаридов. В природе распространены такие дисахариды: обычный пищевой сахар — сахароза (состоит из остатков глюкозы и фруктозы) и молочный сахар — лактоза (состоит из остатков глюкозы и галактозы).

В результате взаимодействия моносахаридов могут формироваться цепочки в сотни и тысячи остатков — полисахариды. Эти соединения плохо растворимые в воде и не имеют сладкого вкуса. В природе распространены полисахариды, образованные из остатков глюкозы, это целлюлоза, гликоген и крахмал. Другой распространенный в природе полисахарид — хитин состоит из азотсодержащих производных глюкозы.

Функции углеводов достаточно разнообразны. Энергетическая функция обусловлена ​​тем, что в результате полного расщепления 1 г углеводов высвобождается 17,6 кДж энергии. Часть этой энергии обеспечивает функционирование организма, а часть выделяется в виде теплоты. Наибольшее количество энергии высвобождается в результате окисления углеводов кислородом, однако расщепление углеводов с выделением энергии может происходить и в других случаях. Это важно для организмов, которые существуют в условиях недостатка или отсутствия кислорода.

Полисахариды могут накапливаться в клетках, то есть выполнять резервную функцию. В клетках животных и грибов накапливается гликоген, в клетках растений — крахмал. Строительная (структурная) функция углеводов заключается в том, что полисахариды входят в состав определенных структур. Так, хитин формирует внешний скелет членистоногих и содержится в клеточной стенке грибов, а целлюлоза — в клеточной стенке растений. Углеводы, связанные с белками и липидами, располагаются снаружи плазматической мембраны животной клетки и клеточной стенки бактерий. Особые соединения углеводов с белками (мукополисахариды) выполняют в организмах позвоночных животных и человека функцию смазки — они входят в состав жидкости, смазывает поверхности суставов.

Цепи полисахаридов могут линейно располагаться в пространстве или разветвляться, что связано с их функциями. Цепи полисахаридов, которые входят в состав структур клетки или организма, соединяются многочисленными связями между собой, что обеспечивает прочность и химическую стойкость этих веществ. Однако большинство полисахаридов являются резервными веществами животных и растительных клеток, имеют многочисленные разветвленные цепи, вследствие чего в клетке эти молекулы быстро расщепляются до глюкозы во многих точках одновременно.

Строение, свойства и биологическая роль липидов

В состав каждой клетки организма входят липиды. Липиды — это производные жирных кислот и многоатомных спиртов или альдегидов. Жирными кислотами являются органические кислоты с цепью от четырех и более (до 24) атомов углерода, обычно это неразветвленная цепь . Некоторые липиды имеют несколько другое строение, но также плохо растворяются в воде.

Липиды гидрофобные, но хорошо растворяются в неполярных растворителях: бензоле, хлороформе, ацетоне.

Большую группу липидов составляют жиры. Жиры — эфиры трехатомных спирта глицерина и трех остатков неразветвленных жирных кислот. Одна из важнейших функций жиров — энергетическая. В случае полного расщепления 1 г жиров выделяется 38,9 кДж энергии — вдвое больше, чем за полного расщепления аналогичного количества углеводов или белков. Резервная функция заключается в том, что жиры содержатся в цитоплазме клеток в виде включений — в клетках жировой ткани, семенах подсолнечника и др. Запасы жиров могут использоваться организмами как резервные питательные вещества и как источник метаболической воды (при окислении 1 г жиров образуется около 1,1 мл воды).

Накапливаясь в подкожной жировой клетчатке животных, жиры защищают организм от действия резких изменений температуры, выполняя теплоизоляционную функцию. Эта функция жиров обусловлена ​​их низкой теплопроводностью. Запасы жиров в организме могут выполнять и защитную функцию. В частности, они защищают внутренние органы от механических повреждений.

Подобными жирам по строению соединениями являются воски, слой которых покрывает листья и плоды наземных растений, поверхность хитинового скелета многих членистоногих, предотвращая избыточное испарение воды с поверхности тела.

Отдельную группу липидов образуют стероиды. Важнейшим стероидом организма животных является холестерин — составляющая клеточных мембран, а также предшественник для синтеза витамина D, гормонов надпочечников и половых желез.

Среди липидов есть соединения, образованные в результате взаимодействия молекул простых липидов с другими веществами. К ним относятся липопротеиды (соединения липидов и белков), гликолипиды (липидов и углеводов), фосфолипиды (содержащие остатки ортофосфорная кислота)

Источник: www.polnaja-jenciklopedija.ru