У растений запасающую функцию выполняет углевод. Классификация и строение углеводов. Функции углеводов различных классов

Детский сад № 4 "Золотая рыбка"

город Карпинск Свердловской области

 

Функции углеводов и липидов. Функции углеводов и липидов. У растений запасающую функцию выполняет углевод


Функции углеводов и липидов. Функции углеводов и липидов

В живых организмах углеводы выполняют различные функции, но основными являются энергетическая и строительная.

Энергетическая функция состоит в том, что углеводы под влиянием ферментов легко расщепляются и окисляются с выделением энергии. При полном окислении 1 г углеводов высвобождается 17,6 кДж энергии. Конечные продукты окисления углеводов – углекислый газ и вода.

Значительная роль углеводов в энергетическом балансе живых организмов связана с их способностью расщепляться как при наличии кислорода, так и без него. Это имеет важнейшее значение для живых организмов, живущих в условиях дефицита кислорода. Резервом глюкозы являются полисахариды (крахмал и гликоген) .

Структурная (строительная) функция углеводов заключается в том, что они используются в качестве строительного материала. Оболочки клеток растений в среднем на 20-40 % состоят из целлюлозы, которая обладает высокой прочностью. Поэтому оболочки растительных клеток надежно защищают внутриклеточное содержимое и поддерживают форму клеток. Хитин является компонентом внешнего скелета членистоногих и клеточных оболочек некоторых грибов и протистов.

Некоторые олигосахариды входят в состав цитоплазматической мембраны клеток животных и образуют надмембранный комплекс – гликокаликс. Углеводные компоненты цитоплазматической мембраны выполняют рецепторную функцию: они воспринимают сигналы из окружающей среды и передают их в клетку.

Метаболическая функция состоит в том, что моносахариды являются основой для синтеза многих органических веществ в клетках организмов – полисахаридов, нуклеотидов, спиртов, аминокислот и др.

Запасающая функция заключается в том, что полисахариды являются запасными питательными веществами всех организмов, играя роль важнейших поставщиков энергии. Запасным питательным веществом у растений является крахмал, у животных и грибов – гликоген. В корнях и клубнях некоторых растений, например, георгинов, запасается инулин (полимер фруктозы) .

Углеводы выполняют и защитную функцию. Так, камеди (смолы, выделяющиеся при повреждении деревьев, например, вишен, слив) являются производными моносахаридов. Они препятствуют проникновению в раны болезнетворных микроорганизмов. Твердые клеточные оболочки протистов, грибов и покровы членистоногих, в состав которых входит хитин, тоже выполняют защитную функцию. Функции липидов

Структурная. Фосфолипиды вместе с белками образуют биологические мембраны. В состав мембран входят также стеролы.

Энергетическая. При окислении 1 г жиров высвобождается 38,9 кДж энергии, которая идет на образование АТФ. В форме липидов хранится значительная часть энергетических запасов организма, которые расходуются при недостатке питательных веществ. Животные, впадающие в спячку, и растения накапливают жиры и масла и расходуют их на поддержание процессов жизнедеятельности. Высокое содержание липидов в семенах обеспечивает энергией развитие зародыша и проростка, пока он не перейдет к самостоятельному питанию. Семена многих растений (кокосовая пальма, клещевина, подсолнечник, соя, рапс и др. ) служат сырьем для получения масла промышленным способом.

Защитная и теплоизоляционная. Накапливаясь в подкожной жировой клетчатке и вокруг некоторых органов (почки, кишечник) , жировой слой защищает организм от механических повреждений. Кроме того, благодаря низкой теплопроводности слой подкожного жира помогает сохранить тепло, что позволяет, например, многим животным обитать в условиях холодного климата. У китов, кроме того, он играет еще и другую роль — способствует плавучести. Смазывающая и водоотталкивающая. Воска покрывают кожу, шерсть, перья, делают их более эластичными и предохраняют от влаги. Восковым налетом покрыты листья и плоды растений; воск используется пчелами в строительстве сот. Регуляторная. Многие гормоны являются производными холестерола, например половые (тестостерон у мужчин и прогестерон у женщин) и кортикостероиды (альдостерон) . Метаболическая. Производные холестерола, витамин D играют ключевую роль в обмене

otvet.mail.ru

Основные функции углеводов

Функции углеводов многочисленны. Сами эти вещества синтезируются в наших организмах в незначительном количестве, а это означает, что мы ежедневно должны употреблять достаточное количество углеводистой пищи. Легкоусвояемые углеводы, а также иные прочие можно получить из продуктов именно растительного происхождения. Причина в том, что первичный синтез происходит именно в растениях, имеющих зеленый окрас. Он возможен благодаря фотосинтезу. Например, в злаках этих веществ может быть до 80 процентов.

Функции углеводов

Их несколько. Есть смысл рассмотреть каждую из них подробно.

Первая – энергетическая. Дело в том, что углеводы распадаются с выделением энергии. Она может рассеяться в виде тепла или отложиться в молекулах АТФ. До шести процентов нашей энергии приходит именно от углеводов. Они обеспечивают мышечную выносливость более чем на 70 процентов. Также они являются необходимым для мозга энергетическим субстратом.

Также существует пластическая функция углеводов. Речь о том, что они используются для построения нуклеиновых кислот, а также различных нуклеотидов. Они включены в состав ферментов, являются структурными элементами отдельных мембран.

Они входят в запас наших питательных веществ. Накапливаться они способны в скелетных мышцах, органах, тканях. Накопление происходит в виде гликогена. Если человек постоянно находится в движении, то запас этого вещества становится больше. Это хорошо, так как организм становится более выносливым. Каждый, наверняка, уже понял, как повысить собственную работоспособность.

Функции углеводов включают в себя и специфическую функцию. Она обусловлена тем, что данные вещества принимают непосредственное участие в процессе свертывания крови, не дают появляться опухолям, являются антикоагулянтами.

Рассмотрим остальные функции углеводов.

Защитная функция также у них имеется. Дело в том, что рассматриваемые вещества – компоненты иммунной системы. Если их долгое время не хватает, то мы начинаем постоянно и беспричинно болеть. Вряд ли кого-то сегодня удивляет то, что наше здоровье зависит именно от того, какие продукты мы употребляем, а также от того, какие вещества эти продукты содержат.

Есть и регуляторная функция. Клетчатка, которая содержится в пище, не способна перевариваться в наших желудках, однако, она способна его улучшать.

Углеводы, которые находятся в продуктах растительного происхождения (к ним можно отнести овощи, хлеб и прочее), представлены в виде различных полисахаридов (моно-, ди-).

Моносахариды – это практически всегда сахароза и глюкоза. Содержатся они в меде, фруктах и так далее. Их называют сахарами. Глюкоза попадает в кровь практически моментально. Она приводит к гипергликемии крови, которая в свою очередь становится причиной активации функций поджелудочной железы по выработке инсулина – вещества, способного обеспечить попадание глюкозы в ткани. Инсулин подействовал – уровень глюкозы в крови резко снизился. Результатом этого будет слабость.

fb.ru

Классификация и строение углеводов. Функции углеводов различных классов

Классификация и строение углеводов. Функции углеводов различных классов

Углево́ды (сахара, сахариды) — органические вещества, содержащие карбонильную группу и несколько гидроксильных групп. Углеводы или сахара являются первыми синтезируемыми в процессах фотосинтеза или хемосинтеза органическими веществами, а затем в процессе биохимических превращений участвуют в создании других органических веществ.

Химический состав - это углерод, водород, кислород. Пространственная структура определяется сложностью молекулы.

Классифицируются углеводы на 3 группы:

моносахариды или монозы, иногда их называют - простые сахара. олигосахариды, полисахариды или полиозы.

-Моносахара - это простые молекулы с числом атомов углерода от 2 до 7. В соответствии с этим она называются: биозы, триозы, тетрозы, пентозы, гексозы, гептозы. Первые три - имеют линейную структуру молекул, последние - циклическую. Наиболее известный представитель моноз - глюкоза. Монозы легко растворяются в воде, легко вступают в биохимические реакции. Общая формула моноз (СН2О) п.

-Олигосахара - это относительно простые молекулы, состоящие всего из 2-3 молекул моноз. Они не имеют собственной классификации, названия молекул - тривиальны. Наиболее известный представитель олигосахаридов - сахароза. Олигосахариды легко растворяются в воде, участвуют в реакциях синтеза более сложных сахаров.

-Полисахариды - это биополимеры, т.е. сложные молекулы, состоящие из большого количества простых сахаров. Процесс синтеза этих молекул достаточно сложен. Пространственная структура полисахаридов сложна, эти молекулы нерастворимы в воде. Наиболее известные представители полисахаридов - крахмал, гликоген, клетчатка или гемицеллюлоза, пектины.

 

В живых организмах углеводы выполняют следующие функции:

Структурная и опорная функции. Углеводы участвуют в построении различных опорных структур. Так целлюлоза является основным структурным компонентом клеточных стенок растений, хитин выполняет аналогичную функцию у грибов, а также обеспечивает жёсткость экзоскелета членистоногих.

Пластическая функция. Углеводы входят в состав сложных молекул (например, пентозы (рибоза и дезоксирибоза) участвуют в построении АТФ, ДНК и РНК).

Энергетическая функция. Углеводы служат источником энергии: при окислении 1 грамма углеводов выделяются 4,1 ккал энергии и 0,4 г воды.

Запасающая функция. Углеводы выступают в качестве запасных питательных веществ: гликоген у животных, крахмал и инулин — у растений.

Осмотическая функция. Углеводы участвуют в регуляции осмотического давления в организме. Так, в крови содержится 100—110 мг/% глюкозы, от концентрации глюкозы зависит осмотическое давление крови.

Рецепторная функция. Олигосахариды входят в состав воспринимающей части многих клеточных рецепторов или молекул-лигандов.

Строение и функции липидов

Липи́ды — широкая группа органических соединений, включающая жирные кислоты, а также их производные, как по радикалу, так и по карбоксильной группе.

Молекулы простых липидов состоят из спирта, жирных кислот, сложные — из спирта, высокомолекулярных жирных кислот, возможны остатки фосфорной кислоты, углеводов, азотистых оснований и др.

Строение липидов зависит в первую очередь от пути их биосинтеза.

-Структурная функция. Фосфолипиды вместе с белками образуют биологические мембраны. В состав мембран входят также стеролы.

-Энергетическая. При окислении 1 г жиров высвобождается 38,9 кДж энергии, которая идет на образование АТФ. В форме липидов хранится значительная часть энергетических запасов организма, которые расходуются при недостатке питательных веществ. Животные, впадающие в спячку, и растения накапливают жиры и масла и расходуют их на поддержание процессов жизнедеятельности. Высокое содержание липидов в семенах обеспечивает энергией развитие зародыша и проростка, пока он не перейдет к самостоятельному питанию. Семена многих растений служат сырьем для получения масла промышленным способом.

-Защитная и теплоизоляционная. Накапливаясь в подкожной жировой клетчатке и вокруг некоторых органов (почки, кишечник), жировой слой защищает организм от механических повреждений. Кроме того, благодаря низкой теплопроводности слой подкожного жира помогает сохранить тепло, что позволяет, например, многим животным обитать в условиях холодного климата. У китов, кроме того, он играет еще и другую роль — способствует плавучести.

-Смазывающая и водоотталкивающая. Воска покрывают кожу, шерсть, перья, делают их более эластичными и предохраняют от влаги. Восковым налетом покрыты листья и плоды растений; воск используется пчелами в строительстве сот.

-Регуляторная. Многие гормоны являются производными холестерола, например половые (тестостерон у мужчин и прогестерон у женщин) и кортикостероиды (альдостерон).

-Метаболическая. Производные холестерола, витамин D играют ключевую роль в обмене кальция и фосфора. Желчные кислоты участвуют в процессах пищеварения (эмульгирование жиров) и всасывания высших карбоновых кислот.

-Липиды являются источником метаболической воды. При окислении жира образуется примерно 105 г воды. Эта вода очень важна для некоторых обитателей пустынь, в частности для верблюдов, способных обходиться без воды в течение 10-12 суток: жир, запасенный в горбе, используется именно на эти цели.

 

Роль кальция в метаболизме

Кальций (Са) является основной составляющей костной ткани, входит в состав крови, играет важную роль в регуляции процессов роста и деятельности клеток всех видов тканей. Усваиваясь с пищей, кальций влияет на обмен веществ и способствует наиболее полному усвоению пищевых веществ. Соединения кальция укрепляют защитные силы организма и повышают его устойчивость к внешним неблагоприятным факторам, в том числе и к инфекциям. Недостаточность кальция сказывается на функции сердечной мышцы и на активности некоторых ферментов. Соли кальция участвуют в процессе свертывания крови. Особенно важен кальций для формирования костей. Макроэлементы - кальций (Са) и фосфор (Р) имеют исключительно большое значение для растущего организма; при недостатке кальция в пище организм начинает расходовать кальций, входящий в состав костей, в результате чего возникают костные заболевания. Кальций достаточно распространенный элемент, он составляет примерно 3,6% массы земной коры, в природных водах есть растворимый гидрокарбонат кальция Са(НСОЗ)2. В природе кальций это известковый шпат (СаСОЗ), фосфорит, апатит, мрамор, известняк, мел, гипс (CaS04, 2h30) и другие минеральные вещества, содержащие кальций. Скелет позвоночных животных состоит главным образом из фосфорнокислого и углекислого кальция. Яичная скорлупа и раковины моллюсков состоят из углекальциевой соли. Суточная потребность в кальции около 1000 мг. Соли кальция применяют при различных аллергических состояниях, повышения свертываемости крови, для понижения проницаемости сосудов при воспалительных и экссудативных процессах, при туберкулезе, рахите, заболеваниях костной системы и т.д. Наиболее полноценными источниками кальция являются молоко и молочные продукты -творог, сыр. Молоко и молочные продукты способствуют усвоению его и из других продуктов. Хорошими источниками кальция являются яичный желток, капуста, соя, шпроты, частиковые рыбы в томатном соусе. Кальций содержится в плодах шиповника, яблони, винограда, клубники, крыжовника, инжира, женьшеня, ежевики сизой, зелени петрушки.

Роль биотина в метаболизме

Биоти́н (витамин Н, витамин B7, кофермент R) — водорастворимый витамин группы В. Молекула биотина состоит из тетрагидроимидазольного и тетрагидротиофенового кольца, в тетрагидротиофеновом кольце один из атомов водорода замещен на валериановую кислоту. Биотин является кофактором в метаболизме жирных кислот, лейцина и в процессе глюконеогенеза.

Входит в состав ферментов, регулирующих белковый и жировой обмен, обладает высокой активностью. Участвует в синтезе глюкокиназы — фермента, регулирующего обмен сахаров.

Является коферментом различных ферментов, в том числе и транскарбоксилаз. Участвует в синтезе пуриновых нуклеотидов. Является источником серы, которая принимает участие в синтезе коллагена. С участием биотина протекают реакции активирования и переноса СО2.

По последним данным, биотин играет важную роль в углеводном обмене, взаимодействуя с гормоном поджелудочной железы инсулином. Кроме того, биотин участвует в производстве так называемой глюкокиназы - вещества, которое "запускает" обмен глюкозы.

Глюкокиназа вырабатывается в печени, там же, где хранится биотин. Это особенно важно для диабетиков, у которых содержание глюкокиназы в печени понижено. Немалую роль играет биотин и в синтезе гликогенов - накапливаемых в печени и мышцах углеводов, а также в усвоении этих запасов и в так называемом глюконеогенезе, в процессе которого 16 из 22 аминокислот преобразуются в глюкозу. Этот процесс исключительно важен для поддержания стабильного уровня сахара в крови. Таким образом биотин стабилизирует содержание сахара в крови.

Он помогает также усваивать белок и в обмене веществ является важным союзником других витаминов группы В, таких как фолиевая и пантотеновая кислоты и витамин В12. Кроме того, он участвует в разложении жирных кислот и в сжигании жира.

Биотин зарекомендовал себя как идеальное транспортное средство, которое всегда доставляет свой груз серы строго по назначению.

Поскольку биотин контролирует обмен жиров и преимущественно находится в клетках кожи и волос, он, естественно, влияет на содержание жира в коже.

Поскольку биотин оптимизирует использование жирных кислот в организме и делает кожу головы менее маслянистой, он может улучшать общую структуру и внешний вид волос.

Еще одна важная задача биотина заключается в том, чтобы связывать двуокись углерода с пуринами, в которых содержится наследственная информация нашего организма. Он требуется и для синтеза гемоглобина - пигмента красных кровяных телец.

Механизмы действия

Окисление углеводородов, спиртов, кислот, жиров и других веществ свободным кислородом представляет собой цепной процесс. Цепные реакции превращений осуществляются с участием активных свободных радикалов — перекисных (RO2*), алкоксильных (RO*), алкильных (R*), а также активных форм кислорода (супероксид анион, синглетный кислород). Для цепных разветвлённых реакций окисления характерно увеличение скорости в ходе превращения (автокатализ). Это связано с образованием свободных радикалов при распаде промежуточных продуктов — гидроперекисей и др.

Механизм действия наиболее распространённых антиоксидантов (ароматические амины, фенолы, нафтолы и др.) состоит в обрыве реакционных цепей: молекулы антиоксиданта взаимодействуют с активными радикалами с образованием малоактивных радикалов. Окисление замедляется также в присутствии веществ, разрушающих гидроперекиси (диалкилсульфиды и др.). В этом случае падает скорость образования свободных радикалов. Даже в небольшом количестве (0,01—0,001 %) антиоксиданты уменьшают скорость окисления, поэтому в течение некоторого периода времени (период торможения, индукции) продукты окисления не обнаруживаются. В практике торможения окислительных процессов большое значение имеет явление синергизма — взаимного усиления эффективности антиоксидантов в смеси, либо в присутствии других веществ.

 

 

Биосинтез гликогена

Гликоген - основная форма депонирования глюкозы в клетках животных. У растений эту же функцию выполняет крахмал. В структурном отношении гликоген, как и крахмал, представляет собой разветвленный полимер из глюкозы. Однако гликоген более разветвлен и компактен. Ветвление обеспечивает быстрое освобождение при распаде гликогена большого количества концевых мономеров. Синтез и распад гликогена не являются обращением друг в друга, эти процессы происходят разными путями. Биосинтез гликогена.Гликоген синтезируется в период пищеварения (в течение 1-2 ч после приема углеводной пищи). Гликогенез особенно интенсивно протекает в печени и скелетных мышцах. В начальных реакциях образуется UDF-глюкоза (реакция 3), которая является активированной формой глюкозы, непосредственно включающейся в реакцию полимеризации (реакция 4). Эта последняя реакция катализируется гликогенсинтазой, которая присоединяет глюкозу к олигосахариду или к уже имеющейся в клетке молекуле гликогена, наращивая цепь новыми мономерами. Для подготовки и включения в растущую полисахаридную цепь требуется энергия 1 моль АТР и 1 моль UTP. Ветвление полисахаридной цепи происходит при участии фермента амило - -1,4--1,6-гликозил-трансферазы путем разрыва одной -1,4-связи и переноса олигосахаридного остатка от конца растущей цепи к ее середине с образованием в этом месте -1,6-гликозидной связи. Молекула гликогена содержит до 1 млн остатков глюкозы, следовательно, на синтез расходуется значительное количество энергии. Необходимость превращения глюкозы в гликоген связана с тем, что накопление значительного количества глюкозы в клетке привело бы к повышению осмотического давления, так как глюкоза хорошо растворимое вещество. Напротив, гликоген содержится в клетке в виде гранул, и мало растворим. Распад гликогена - гликогенолиз - происходит в период между приемами пищи. Распад гликогена.Освобождение глюкозы в виде глюкозо-1-фосфата (реакция 5) происходит в результате фосфоролиза, катализируемого фосфорилазой. Фермент отщепляет концевые остатки один за другим, укорачивая цепи гликогена. Однако этот фермент расщепляет только -1,4 гликозидные связи. Связи в точке ветвления гидролизуются ферментом амило--1,6-гликозидазой, который отщепляет мономер глюкозы в свободном виде.

Механизм транспорта липидов

Липиды нерастворимы в воде, а, следовательно, и в крови, поэтому весь транспорт липидов в организме животных тесно связан с белками. Транспорт липидов осуществляется в комплексе с белками в виде липопротеинов.Все липопротеины имеют сходное строение. В центре гидрофобное ядро (где и находится триацилглицерол) и гидрофильный слой на поверхности. Гидрофильный слой представлен гидрофильными участками белков (апопротеинов) и амфифильными молекулами липидов (фосфолипидами и холестеролом), гидрофобные части которых погружены в гидрофобное ядро.По плотности и размеру частиц липопротеины крови разделяют на:

-хиломикроны (ХМ),

-липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП),

-липопротеины низкой плотности (ЛПНП),

-липопротеины высокой плотности (ЛПВП).

Экзогенные триглицеролы после всасывания в кишечнике ресинтезируются. Синтезированные в стенке кишечника триглицериды, ввиду своих размеров попадают преимущественно в лимфатическую систему, и лишь некоторое количество поступает в портальный кровоток. В лимфе и крови триглицериды связываются с белком. Таким образом, формируются мельчайшие капли – хиломикроны. Хиломикроны – самые крупные из липопротеинов крови. Однако при этом хиломикроны имеют низкую плотность. Триацилглицеролы составляют до 85% всей массы ХМ.

ЛПОНП синтезируются в печени. Как и хиломикроны обеспечивают транспорт триглицеридов, которые составляют 80% массы ЛПОНП. Под действием мембранного фермента эндотелиоцитов – липопротеинлипазы из ХМ и ЛПОНП извлекаются триглицериды на метаболические нужды тканей и липопротеины увеличиваются по плотности.

Таким образом, формируются ЛПНП и ЛПВП. Основная функция последних, транспорт холестерола и фосфолипидов. ЛПНП и ЛПВП поглощаются путем эндоцитоза клетками печени, кишечника, жировой ткани, почек и надпочечников. Следует отметить, что ЛПНП обеспечивают транспорт холестерола к тканям, а ЛПВП – от тканей к печени.

Орнитиновый цикл

Основным механизмом обезвреживания аммиака в организме является биосинтез мочевины (в основном в печени).Она выводится с мочой в качестве главного конечного продукта белкового, соответственно аминокислотного, обмена. На долю мочевины приходится до 80-85% всего азота мочи. Реакции синтеза мочевины, представлены в виде цикла, получившего название орнитинового цикла мочевинообразования Кребса.

· На первом этапе синтезируется макроэргическое соединение карбамоилфосфат - это метаболически активная форма аммиака

· На втором этапе цикла мочевинообразования происходит конденсация карбамоилфосфата и орнитина с образованием цитруллина; реакцию катализирует орнитин-карбамоил-трансфераза:

-На следующей стадии цитруллин превращается в аргинин в результате двух последовательно протекающих реакций.

Первая из них, энергозависимая, сводится к конденсации цитруллина и аспаргиновой кислоты с образованием аргининосукцината ( эту реакцию катализирует аргининосукцинат-синтетаза).

Аргининсукцинат распадается во второй реакции на аргинин и фумарат под действием аргининосукцинат-лиазы.

На последнем этапе аргинин расщепляется на мочевину и орнитин под действием аргиназы.

Строение молекул ДНК

Структурно представляет собой полимерное соед-е ,постр-е из дезоксирибонуклеотидов.

У эукариот как в ядре и в митохондриях. ДНК в пространстве может сущ как одноцепочечной так и двойной спирали. В моделе ДНК имеются 2 комплементарные полинуклеотидные цепи,соед-ые между собой водородными связ-ми. Две нити явл-ся антипараллельными. (ф-ция передачи и хранения насд инф)

Перед делением клетки происходит удвоение ДНК-реплекация. Происх-т отделение нитей друг от друга, и вдоль каждой осущ сборка комплементарных нитей. Скорость завис-т от числа пар нуклеотидов днк,вход-х в геном.

Репликация и репарация

Реплика́ция ДНК — процесс синтеза дочерней молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты на матрице родительской молекулы ДНК. В ходе последующего деления материнской клетки каждая дочерняя клетка получает по одной копии молекулы ДНК, которая является идентичной ДНК исходной материнской клетки. Этот процесс обеспечивает точную передачу генетической информации из поколения в поколение. Репликацию ДНК осуществляет сложный ферментный комплекс, состоящий из 15—20 различных белков, называемый реплисомой

Репарация — особая функция клеток, заключающаяся в способности исправлять химические повреждения и разрывы в молекулах ДНК, повреждённой при нормальном биосинтезе ДНК в клетке или в результате воздействия физических или химических агентов. Осуществляется специальными ферментными системами клетки. Ряд наследственных болезней (напр., пигментная ксеродерма) связан с нарушениями систем репарации.

Классификация и строение углеводов. Функции углеводов различных классов

Углево́ды (сахара, сахариды) — органические вещества, содержащие карбонильную группу и несколько гидроксильных групп. Углеводы или сахара являются первыми синтезируемыми в процессах фотосинтеза или хемосинтеза органическими веществами, а затем в процессе биохимических превращений участвуют в создании других органических веществ.

Химический состав - это углерод, водород, кислород. Пространственная структура определяется сложностью молекулы.

Классифицируются углеводы на 3 группы:

моносахариды или монозы, иногда их называют - простые сахара. олигосахариды, полисахариды или полиозы.

-Моносахара - это простые молекулы с числом атомов углерода от 2 до 7. В соответствии с этим она называются: биозы, триозы, тетрозы, пентозы, гексозы, гептозы. Первые три - имеют линейную структуру молекул, последние - циклическую. Наиболее известный представитель моноз - глюкоза. Монозы легко растворяются в воде, легко вступают в биохимические реакции. Общая формула моноз (СН2О) п.

-Олигосахара - это относительно простые молекулы, состоящие всего из 2-3 молекул моноз. Они не имеют собственной классификации, названия молекул - тривиальны. Наиболее известный представитель олигосахаридов - сахароза. Олигосахариды легко растворяются в воде, участвуют в реакциях синтеза более сложных сахаров.

-Полисахариды - это биополимеры, т.е. сложные молекулы, состоящие из большого количества простых сахаров. Процесс синтеза этих молекул достаточно сложен. Пространственная структура полисахаридов сложна, эти молекулы нерастворимы в воде. Наиболее известные представители полисахаридов - крахмал, гликоген, клетчатка или гемицеллюлоза, пектины.

 

В живых организмах углеводы выполняют следующие функции:

Структурная и опорная функции. Углеводы участвуют в построении различных опорных структур. Так целлюлоза является основным структурным компонентом клеточных стенок растений, хитин выполняет аналогичную функцию у грибов, а также обеспечивает жёсткость экзоскелета членистоногих.

Пластическая функция. Углеводы входят в состав сложных молекул (например, пентозы (рибоза и дезоксирибоза) участвуют в построении АТФ, ДНК и РНК).

Энергетическая функция. Углеводы служат источником энергии: при окислении 1 грамма углеводов выделяются 4,1 ккал энергии и 0,4 г воды.

Запасающая функция. Углеводы выступают в качестве запасных питательных веществ: гликоген у животных, крахмал и инулин — у растений.

Осмотическая функция. Углеводы участвуют в регуляции осмотического давления в организме. Так, в крови содержится 100—110 мг/% глюкозы, от концентрации глюкозы зависит осмотическое давление крови.

Рецепторная функция. Олигосахариды входят в состав воспринимающей части многих клеточных рецепторов или молекул-лигандов.



infopedia.su

Функции углеводов

1.  Для человека они являются основным источником энергии. За счет углеводов обеспечивается 56-58% потребности организма в энергии.

2.  Углеводы и их производные входят в состав разнообразных тканей и жидкостей, т.е. являются пластическим материалом.

3.  Регуляторная функция углеводов разнообразна. Они противодействуют накоплению кетоновых тел (промежуточные продукты обмена веществ) при окислении жиров. Так, при нарушении обмена углеводов, например, при сахарном диабете, развивается ацидоз.

4.  Ощущение сладкого, воспринимаемое рецепторами языка, тонизирует центральную нервную систему.

5.  Некоторые углеводы и их производные обладают биологической активностью, выполняя в организме специализированные функции:

 - гепарин предотвращает свертывание крови в сосудах;

 - шалуроновая кислота, препятствует проникновению бактерий через клеточную оболочку.

  1. Велико значение углеводов и их производных в защитных реакциях организма, особенно протекающих в печени. Так, глюкуроновая кислота соединяется с некоторыми токсическими веществами, образуя нетоксические сложные эфиры, которые благодаря растворимости в воде удаляются из организма с мочой.

При потреблении избыточного количества углеводов, особенно высокорафинированных, часть из них, кроме окисления до конечных продуктов с выделением энергии, вызывающей перегревание организма, может преобразоваться в жир, особенно при малоподвижном образе жизни. К высокорафинированным углеводам относятся сахар, все виды кондитерских изделий, особенно выпеченные из высших сортов пшеничной муки.

Пища, богатая углеводами, способствует нарушению жирового обмена, увеличивает синтез холестерина и его уровень в крови, влияет на интенсивность синтеза витаминов кишечными микробами, снижая его.

У пожилых людей усвоение глюкозы из крови и образование гликогена в тканях идет медленнее, поэтому им особенно надо ограничивать потребление кондитерских сахаристых продуктов, изделий из высших сортов муки и манной крупы. Имеются данные, что не только ожирение, но и прогрессирование атеросклероза обусловливается избытком легко усваиваемых углеводов. Потребность в углеводах определяется величиной энергетических затрат человека. Чем интенсивнее физическая нагрузка, тем большее количество углеводов необходимо организму. В зависимости от профессии и пола нормы суточной потребности в углеводах различны.

Рекомендуемое потребление углеводов для трудоспособного населения различных групп интенсивности труда

Возраст, пол

Потребность в углеводах по группам интенсивности труда, г

I

II

III

IV

V

Мужчины 18-29 30-39 40-59

378 365 344

412 399 378

440 426 406

508 504 483

602 574 546

Женщины 18-29 30-39 40-59

324 310 297

351 337 323

371 358 344

440 427 406

- - -

Средняя потребность взрослого человека в углеводах

Пищевые вещества

Дневная потребность

Углеводы, г в том числе крахмал сахар Балластные вещества (клетчатка и пектин)

500

400-450 50-100

25

Наибольшее значение в питании имеют гексозы: глюкоза, галактоза, фруктоза, Гексозы

Глюкоза

виноградный сахар, содержится во многих плодах и ягодах, а также образуется в организме в результате расщепления дисахаридов и крахмала пищи. Она быстро и легко используется в организме для образования гликогена, питания тканей мозга, работающих мышц, в том числе сердечной мышцы, для поддержания необходимого уровня сахара крови и создания запасов гликогена печени. Особенно необходима она нервным клеткам. Так, головной мозг, чей вес составляет всего лишь 2% веса тела, потребляет 20% поступающей в кровь глюкозы. Глюкоза в кровь поступает неравномерно, но содержание ее удерживается все время на постоянном уровне. Сохранение равновесия обеспечивает слаженное действие двух гормонов-антагонистов - инсулина и адреналина. При этом инсулин стимулирует потребление глюкозы и превращение ее в гликоген и ее уровень снижается. Адреналин одновременно с другим гормоном - глюкагоном, активирует процесс освобождения глюкозы из гликогена и ее уровень возрастает. При голодании, физических нагрузках уровень сахара падает ниже нормы и вызывает состояние гипогликемии, которое сопровождается тошнотой, слабостью, звоном в ушах, обмороком. Она может наступать и в результате сильных эмоций.

Фруктоза

в 3 раза слаще глюкозы и в 2 раза сахарозы. Поэтому добавление ее в блюда или напитки позволяет снизить калорийность рациона. Фруктоза в наименьшей степени используется для образования жира и благоприятно влияет на синтетическую деятельность полезной кишечной микрофлоры. Установлено, что фруктоза в меньшей степени вызывает кариес зубов, хорошо задерживается печенью и поэтому меньше поступает в кровь.

Галактоза

в свободном виде в пищевых продуктах не встречается, является продуктом расщепления углевода молока - лактозы (молочного сахара).

которые являются конечными продуктами переваривания всех других углеводов.

Простые углеводы обладают выраженным сладким вкусом. Не менее важны для организма и дисахара.

Дисахара

Сахароза

это тростниковый или свекловичный сахар. В сахарном песке ее содержится 99,75%, в сахаре-рафинаде - 99,99%. Сахароза при гидролизе расщепляется на две молекулы моносахаридов - глюкозу и фруктозу. Она незаменима при больших физических нагрузках, например спортивных состязаниях. Однако при ее избытке повышается общая калорийность питания и уровень холестерина в крови, сахароза легко превращается в жир и приводит к ожирению. Разумно заменять сахар в питании сладкими фруктами и медом.

Мальтоза

солодовый сахар, состоит из двух молекул глюкозы, накапливается в зернах ячменя, овса, кукурузы при их прорастании. Образуется также в процессе пищеварения как одна из промежуточных форм расщепления крахмала.

Лактоза

молочный сахар, содержится только в молоке и молочных продуктах. Ее гидролиз в кишечнике протекает замедленно, в связи с чем ограничиваются процессы брожения и нормализуется жизнедеятельность полезной кишечной микрофлоры. Она способствует развитию молочнокислых бактерий, подавляющих развитие гнилостных микроорганизмов. Лактоза в наименьшей степени используется в организме для жирообразования.



biofile.ru

Какова функция углеводов? И их источник?

Углево́ды (сахариды) — органические вещества, содержащие карбонильную группу и несколько гидроксильных групп [1]. Название класса соединений происходит от слов «гидраты углерода» , оно было впервые предложено К. Шмидтом 1844 году. Появление такого названия связано с тем, что первые из известных науке углеводов описывались брутто-формулой Cx(h3O)y, формально являясь соединениями углерода и воды.

Углеводы — весьма обширный класс органических соединений, среди них встречаются вещества с сильно различающимися свойствами. Это позволяет углеводам выполнять разнообразные функции в живых организмах. Соединения этого класса составляют около 80 % сухой массы растений и 2—3 % массы животных

Простые и сложные углеводы

По способности к гидролизу на мономеры углеводы делятся на две группы: простые (моносахариды) и сложные (дисахариды и полисахариды) . Сложные углеводы, в отличие от простых, способны гидролизоваться с образованием моносахаридов, мономеров. Простые углеводы легко растворяются в воде и синтезируются в зелёных растениях.

Моносахариды

Моносахариды содержат карбонильную (альдегидную или кетонную) группу, поэтому их можно рассматривать как производные многоатомных спиртов. Моносахарид, у которого карбонильная группа расположена в конце цепи, представляет собой альдегид и называется альдоза. При любом другом положении карбонильной группы моносахарид является кетоном и называется кетоза. [править] Дисахариды Основная статья: Дисахариды [править] Олигосахариды Основная статья: Олигосахариды [править] Полисахариды Основная статья: Полисахариды Пространственная изомерия

Изомерия — существование химических соединений (изомеров) , одинаковых по составу и молекулярной массе, различающихся по строению или расположению атомов в пространстве и, вследствие этого, по свойствам.

Стереоизомерия моносахаридов: изомер глицеральдегида у которого при проецировании модели на плоскость ОН-группа у асимметричного атома углерода расположена с правой стороны принято считать D-глицеральдегидом, а зеркальное отражение — L-глицеральдегидом. Все изомеры моносахаридов делятся на D- и L- формы по сходству расположения ОН-группы у последнего асимметричного атома углерода возле СН2ОН-группы (кетозы содержат на один асимметричный атом углерода меньше, чем альдозы с тем же числом атомов углерода) . Природные гексозы — глюкоза, фруктоза, манноза и галактоза — по стереохимической конфигурациям относят к соединениям D-ряда [2].

Биологическая роль углеводов

В живых организмах углеводы выполняют следующие функции: Структурная и опорная функции. Углеводы участвуют в построении различных опорных структур. Так целлюлоза является основным структурным компонентом клеточных стенок растений, хитин выполняет аналогичную функцию у грибов, а также обеспечивает жёсткость экзоскелета членистоногих [1]. Защитная роль у растений. У некоторых растений есть защитные образования (шипы, колючки и др.) , состоящие из клеточных стенок мёртвых клеток. Пластическая функция. Углеводы входят в состав сложных молекул (например, пентозы (рибоза и дезоксирибоза) участвуют в построении АТФ, ДНК и РНК) [3]. Энергетическая функция. Углеводы служат источником энергии: при окислении 1 грамма углеводов выделяются 4,1 ккал энергии и 0,4 г воды [3]. Запасающая функция. Углеводы выступают в качестве запасных питательных веществ: гликоген у животных, крахмал и инулин — у растений [1]. Осмотическая функция. Углеводы участвуют в регуляции осмотического давления в организме. Так, в крови содержится 100—110 мг/% глюкозы, от концентрации глюкозы зависит осмотическое давление крови. Рецепторная функция. Олигосахариды входят в состав воспринимающей части многих клеточных рецепторов или мо

otvet.mail.ru

функции углеводов в клетке и в организме

Углево́ды (сахара, сахариды) — органические вещества, содержащие карбонильную группу и несколько гидроксильных групп. Название класса соединений происходит от слов «гидраты углерода» , оно было впервые предложено К. Шмидтом 1844 году. Появление такого названия связано с тем, что первые из известных науке углеводов описывались брутто-формулой Cx(h3O)y, формально являясь соединениями углерода и воды.

Углеводы — весьма обширный класс органических соединений, среди них встречаются вещества с сильно различающимися свойствами. Это позволяет углеводам выполнять разнообразные функции в живых организмах. Соединения этого класса составляют около 80 % сухой массы растений и 2—3 % массы животных.

В живых организмах углеводы выполняют следующие функции:

Структурная и опорная функции. Углеводы участвуют в построении различных опорных структур. Так целлюлоза является основным структурным компонентом клеточных стенок растений, хитин выполняет аналогичную функцию у грибов, а также обеспечивает жёсткость экзоскелета членистоногих.

Защитная роль у растений. У некоторых растений есть защитные образования (шипы, колючки и др.) , состоящие из клеточных стенок мёртвых клеток.

Пластическая функция. Углеводы входят в состав сложных молекул (например, пентозы (рибоза и дезоксирибоза) участвуют в построении АТФ, ДНК и РНК) .

Энергетическая функция. Углеводы служат источником энергии: при окислении 1 грамма углеводов выделяются 4,1 ккал энергии и 0,4 г воды.

Запасающая функция. Углеводы выступают в качестве запасных питательных веществ: гликоген у животных, крахмал и инулин — у растений.

Осмотическая функция. Углеводы участвуют в регуляции осмотического давления в организме. Так, в крови содержится 100—110 мг/% глюкозы, от концентрации глюкозы зависит осмотическое давление крови.

Рецепторная функция. Олигосахариды входят в состав воспринимающей части многих клеточных рецепторов или молекул-лигандов.

http://ru.wikipedia.org/wiki/Углеводы

Удачи Вам!

otvet.mail.ru


Sad4-Karpinsk | Все права защищены © 2018 | Карта сайта