Какие углеводы встречаются в растениях: Назовите известные вам углеводы. Какие из них встречаются в растительных, а какие — в животных…

Содержание

Углеводы в растениях — презентация онлайн

Похожие презентации:

Эндокринная система

Анатомо — физиологические особенности сердечно — сосудистой системы детей

Хронический панкреатит

Топографическая анатомия верхних конечностей

Анатомия и физиология сердца

Мышцы головы и шеи

Эхинококкоз человека

Черепно-мозговые нервы

Анатомия и физиология печени

Топографическая анатомия и оперативная хирургия таза и промежности

1. Углеводы в растениях

Подготовила студентка 3 курса
36 группы Дзасохова З.А.

2. Углеводы- группа органических соединений

Углеводы — природные органические
соединения, состоящие из углерода,
кислорода и водорода
Общая формула:
Сn(Н2О)m

3. Содержание углеводов в клетках

В растительных клетках: в листьях, плодах, семенах или клубнях и т.д.
– 90% от массы сухого вещества;
В животных клетках – 1-2% от массы сухого вещества.

4. Получение углеводов

В растениях углеводы
образуются из оксида
углерода (II) и воды в
процессе фотосинтеза,
осуществляемой за
счет солнечной энергии
с участием зелёного
пигмента растений хлорофилла.
6СО2 + 6Н2О С6Н12О6 + 6О2
Классификация углеводов
• Моносахариды (фруктоза, глюкоза)
• Дисахариды (мальтоза, сахароза)
• Полисахариды (крахмал, целлюлоза)
Углеводы
Называют сахаристыми веществами или сахарами;
Могут быть безвкусными, сладкими и горькими;
Если сладость раствора сахарозы принять за 100%, то
сладость :
Фруктозы – 173%,
Глюкозы – 81%,
Мальтозы – 32%,
Лактозы – 16%.

7. Моносахариды

Моносахариды — стандартные блоки, из
которых синтезируются сложные
углеводы.
Из моносахаридов в растениях
распространены гексозы, имеющие
состав С6Н12О6. К ним относятся
глюкоза, фруктоза и др.

8. Моносахариды

Глюкоза (C6h22O6) — один из самых
распространённых источников энергии в
живых организмах на планете.
Встречается в соке многих фруктов и
ягод, в том числе и винограда, от чего и
произошло название этого вида сахара.
Глюкозное звено входит в состав
полисахаридов (целлюлоза, крахмал,
гликоген) и ряда дисахаридов (мальтозы,
лактозы и сахарозы), которые, например,
в пищеварительном тракте быстро
расщепляются на глюкозу и фруктозу
Глюкоза содержится в ягодах винограда –
около 20%, в яблоках, грушах, сливах,
черешне и винных ягодах. Глюкоза
обладает способностью
выкристаллизовываться.

9. Моносахариды

Фруктоза (плодовый сахар)
кристаллизуется с трудом, встречается
вместе с глюкозой в плодах, нектарниках,
пчелином меде, луковицах и т. п.
Глюкоза и фруктоза обладают
способностью легко проникать из клетки в
клетку и быстро передвигаться по
растению. В присутствии дрожжей
гексозы легко бродят и превращаются в
спирт. Характерный и чувствительный
реактив на гексозы – синяя фелингова
жидкость, с помощью ее можно легко
открыть малейшие их количества: при
нагревании выпадает кирпично-красный
осадок закиси меди.

10. Дисахариды

Дисахариды – углеводы, имеющие состав
C12h32O11. К ним относятся сахароза и
мальтоза. Сахароза образуется в
растениях из двух частиц гексоз (глюкозы
и фруктозы) с выделением частицы воды:
C6h22О6 + C6h22О6 = C12h32O11 +
Н2О.

11. Дисахариды

Тростниковый сахар – это тот сахар,
который употребляется в пищу. Его
издавна добывают из стеблей злака –
сахарного тростника, растущего в
тропических странах. Он встречается
также в корнях многих корнеплодов, из
которых больше всего его находится в
корнях сахарной свеклы (от 17 до 23%).
Сахароза легко растворяется в воде и
хорошо кристаллизуется (сахарный
песок).

12. Дисахариды

Мальто́за (от англ. malt —
солод) — солодовый сахар,
природный дисахарид,
состоящий из двух остатков
глюкозы;
содержится в больших
количествах в проросших
зёрнах (солоде) ячменя, ржи и
других зерновых;
обнаружен также в томатах, в
пыльце и нектаре ряда
растений.

13. Полисахариды

Полисахариды – углеводы, имеющие
состав (C6h20О5)n Полисахариды можно
рассматривать как несколько частиц
моносахаридов, от которых отделилось
столько же частиц воды:
nC6h22O6 – nН2О = (C6h20O5)n.
В живых тканях растений к
полисахаридам относятся крахмал,
инулин, клетчатка или целлюлоза,
гемицеллюлоза, пектиновые вещества и
др.
В грибах находится гликоген – углевод,
свойственный животным организмам и
потому называемый иногда животным
крахмалом.

14. Полисахариды

Крахмал – высокомолекулярный углевод,
в растениях содержится как запасное
вещество. Первичный крахмал
образуется в зеленых частях растения. В
листьях же крахмал превращается в
глюкозу, которая во флоэме жилок
превращается в сахарозу и оттекает из
листьев, и направляется в растущие
части, растения или в места отложения
запасных веществ. В этих местах
сахароза превращается в крахмал,
который откладывается в форме
мельчайших зерен. Такой крахмал
называется вторичным.
Местами отложения вторичного крахмала
являются лейкопласты, находящиеся в
клетках клубней, корней и плодов.
.

15. Полисахариды

Инулин – полисахарид, встречающийся
в подземных органах многих растений
семейства сложноцветных в качестве
запасного питательного углевода. Такими
растениями являются, например, девясил
(lnula), георгин, земляная груша и др.
Инулин находится в клетках в
растворенном виде. При выдерживании в
спирте корней и клубней сложноцветных
растений инулин выкристаллизовывается
в форме сферокристаллов.

16. Полисахариды

Клетчатка, или целлюлоза.
Оболочки клеток состоят из клетчатки.
Состав ее сходен с крахмалом.
Примером чистой клетчатки может
служить вата, состоящая из волосков,
покрывающих семена хлопчатника.
В растениях оболочки клеток, состоящие
из клетчатки, часто подвергаются
одревеснению и опробковению.
Количество целлюлозы и древесины
сильно колеблется в различных
растениях и разных их частях. Например,
в зернах голых злаков (ржи, пшеницы)
содержится 3-4% целлюлозы и
древесины, а в зерне пленчатых злаков
(ячменя, овса) содержится 8-10%, в сене
– 34%, овсяной соломе – 40%, ржаной
соломе – до 54%.

English    
Русский
Правила

Углеводы | Tervisliku toitumise informatsioon

Углеводы являются главным источником энергии в организме. Энергия, получаемая с содержащимися в пище углеводами, в основном вырабатывается из крахмала и сахаров, а также (в меньшей степени) из пищевых волокон и сахарных спиртов.

Основными источниками углеводов являются зерновые и картофель. Фрукты, фруктовый сок, ягоды и молоко также содержат сахара (моно- и дисахариды). Сладости, сладкие напитки, фруктовые сиропы, подслащенные кондитерские изделия и молочные продукты со вкусовыми добавками – основные источники добавленных сахаров. Добавленными сахарами называются сахара, добавляемые в продукты в процессе их обработки или приготовления. 

Понятия «углевод» и «сахар» – не одно и то же. Сахар – это условное обиходное понятие, используемое в основном в отношении сахарозы (т.н. столовый сахар), а также других водорастворимых простых углеводов со сладким вкусом (моно- и дисахариды, такие как глюкоза, фруктоза, лактоза, мальтоза).

  • Углеводы должны покрывать 50–60% суточной потребности в пищевой энергии.
  • Энергия, получаемая с добавленным сахаром, не должна превышать 10% суточной пищевой энергии.

Человеку с суточной потребностью в энергии 2000 ккал за день следует употреблять: от 0,5 x 2000 ккал / 4 ккал = 250 г до 0,6 x 2000 / 4 ккал = 300 г углеводов. При суточной потребности в энергии 2500 ккал рекомендуемое дневное количество углеводов 313–375 г, при 3000 ккал – 375–450 г.

Наш организм, а в особенности мозг, нуждается в постоянном снабжении глюкозой, обеспечивающей эффективность и результативность его работы. При длительном недостатке углеводов организм начинает синтезировать глюкозу из собственных белков, из-за чего заметно снижается его защитная способность в отношении факторов внешней среды.

С точки зрения пищевой ценности углеводы делятся на две больших группы:

В первую входят углеводы, которые перевариваются и всасываются, снабжая клетки тела в основном глюкозой, то есть гликемические углеводы (крахмал и сахара).

Во вторую группу входят пищевые волокна. 

Глюкоза – основное «топливо» для большинства клеток тела. Она откладывается в печени и мышцах в виде гликогена. Гликоген печени используется для поддержания в норме уровня глюкозы в крови в перерывах между едой, гликоген мышц является основным источником мышечной энергии.

В пищеварительном тракте человека, питающегося богатой крахмалом пищей, происходит расщепление крахмала, в результате которого образуется большое количество глюкозы. Наиболее богаты крахмалом зерновые и картофель.

Они не перевариваются и направляются в кишечник, образуя необходимый для его микрофлоры субстрат.

Углеводы выполняют в организме множество функций:
  • являются главным источником энергии в организме: 1 грамм углеводов = 4 ккал,
  • входят в состав клеток и тканей,
  • определяют группу крови,
  • входят в состав многих гормонов,
  • выполняют защитную функцию в составе антител,
  • играют роль запасного вещества в организме: аккумулирующийся в печени и мышцах гликоген – временный запас глюкозы, которой организм при необходимости может легко воспользоваться,
  • пищевые волокна необходимы для исправной работы пищеварительной системы.
Основные углеводы и их лучшие источники:
Моно- и дисахариды*, то есть простые углеводы, то есть сахара
Глюкоза, или виноградный сахар мед, фрукты, ягоды, соки
Фруктоза, или фруктовый сахар фрукты, ягоды, соки, мед
Лактоза, или молочный сахар молоко и молочные продукты
Мальтоза, или солодовый сахар зерновые продукты
Сахароза, или столовый сахар сахарный тростник, сахарная свекла, столовый сахар, сахаросодержащие продукты, фрукты, ягоды
Олигосахариды
Мальтодекстрин вырабатывается из крахмала, используется преимущественно как БАД. Содержится также в пиве и хлебе
Рафиноза бобовые
Полисахариды
Крахмал картофель, зерновые продукты, рис, макаронные изделия
Пищевые волокна (целлюлоза, пектин) зерновые, фрукты 

* дисахариды по структуре относятся к олигосахаридам

Пищевые волокна

Пищевые волокна содержатся только в растениях, например, целлюлоза и пектин встречаются в основном в цельнозерновых продуктах, фруктах и овощах, а также бобовых.

Обитающие в кишечнике микроорганизмы способны частично расщеплять пищевые волокна, которые являются пищей для микробов пищеварительного тракта, в свою очередь важных для защитных сил организма человека.

Пищевые волокна:
  • ​увеличивают объем пищевой кашицы, вызывая тем самым ощущение сытости,
  • ускоряют продвижение пищевой массы по тонкому кишечнику,
  • способствуют предотвращению запоров и могут предотвращать некоторые формы рака, заболевания сердечно-сосудистой системы и диабет II типа,
  • облегчают вывод из организма холестерина,
  • замедляют всасывание глюкозы, предотвращая слишком резкое возрастание уровня сахара в крови,
  • помогают поддерживать нормальную массу тела.

Пищевые волокна в организме не всасываются, но, благодаря частичному разложению в кишечнике под действием микрофлоры пищеварительного тракта, образуют жирные кислоты с короткой молекулярной цепью и дают около 2 ккал/г энергии.

Пищевые волокна можно подразделить на водорастворимые и нерастворимые. Поскольку они выполняют разные функции, следует ежедневно употреблять продукты, содержащие пищевые волокна обоих видов:

  • Овес, рожь, фрукты, ягоды, овощи и бобовые (горох, чечевицу, фасоль) – хорошие источники водорастворимых пищевых волокон.
  • Цельнозерновые продукты (ржаной хлеб, цельнозерновой пшеничный хлеб, сепик, крупы, цельнозерновые хлопья, цельнозерновой рис) – хорошие источники не растворимых в воде пищевых волокон.

Взрослый человек должен получать от 25 до 35 г пищевых волокон в день в зависимости от суточной потребности в энергии (ок. 13 г пищевых волокон на 1000 ккал). 

Рекомендуемое суточное количество пищевых волокон для ребенка старше одного года составляет 8–13 г на 1000 ккал потребленной энергии. Рекомендуемое суточное количество для ребенка можно приблизительно подсчитать по формуле «возраст + 7». Чрезмерное употребление пищевых волокон не рекомендуется, поскольку возникает опасность, что какое-либо необходимое организму минеральное вещество окажется связанным в труднорастворимом соединении, и организм не сможет его усвоить.

Рекомендации по увеличению потребления продуктов, богатых крахмалом и пищевыми волокнами:
  • Выбирая основное блюдо, предпочтите цельнозерновые макаронные изделия или рис и поменьше соуса.
  • В случае сосисок с отварным картофелем возьмите больше картофеля и меньше сосисок.
  • Добавляйте фасоль и горох в рагу, овощные запеканки или тушеные блюда. Этим вы повысите содержание в блюде пищевых волокон. Действуя таким образом, можно употреблять меньше мяса, блюда становятся экономнее, также сокращается количество употребляемых насыщенных жирных кислот.
  • Предпочтите цельнозерновой ржаной и пшеничный хлеб.
  • Выберите цельнозерновой рис: он содержит большое количество пищевых волокон.
  • Употребляйте на завтрак цельнозерновые хлопья или подмешивайте их в свои любимые хлопья.
  • Каша – отлично согревающий зимний завтрак, цельнозерновые овсяные хлопья со свежими фруктами, ягодами и йогуртом – освежающий летний завтрак.
  • Съедайте 3–5 ломтиков цельнозернового ржаного хлеба в день.
  • Съедайте за день по меньшей мере 500 г фруктов и овощей.
Сахар

Большинство людей норовят употреблять слишком много сахара, поскольку едят много сладостей, пирожных, выпечки и других богатых сахаром продуктов, пьют прохладительные и соковые напитки. Сахаров, содержащихся в необработанных продуктах, например, во фруктах и молоке, опасаться не стоит. Прежде всего следует сокращать употребление пищи, содержащей добавленный сахар.

Сахар добавляют во многие продукты, но больше всего его содержат:
  • прохладительные и соковые напитки: например, 500 мл лимонада могут содержать до 50 г, то есть 10-15 чайных ложек сахара,
  • сладости, конфеты, печенье,
  • варенье,
  • ​пирожные, торты, булочки, пудинги,
  • мороженое.

Основными недостатками многих богатых сахаром продуктов является, с одной стороны, относительно высокое содержание энергии, а с другой – как правило, довольно низкое содержание витаминов и минеральных веществ. Кроме того, многие насыщенные сахаром продукты содержат и много жира – например, шоколад, печенье, булочки, пирожные и мороженое.

Богатыми сахаром продуктами и напитками можно повредить зубы, если не уделять достаточного внимания гигиене полости рта. Зубы следует тщательно чистить не менее 2 раз в день, а между приемами пищи очищать, например, с помощью жевательной резинки. Если сахара, содержащиеся во фруктах, не так уж сильно вредят зубам, то в составе соков их структура уже расщеплена, и потому они настолько же вредны для зубов, как и любая другая богатая сахаром пища, особенно если употреблять их часто. Выпивать стакан фруктового сока в день все же рекомендуется (причем желательно вместе с пищей), поскольку он обогащает наш стол витаминами, минералами и фитохимикатами.

Употреблять меньше сахара – задача решаемая!

Общие углеводы в растениях (с диаграммой)

РЕКЛАМА:

Следующие пункты выделяют три распространенных типа углеводов в растениях. Типы: 1. Моносахариды 2. Олигосахариды и 3. Полисахариды.

Углеводы Тип № 1. Моносахариды:

Триозы:

Шестичленная кольцевая структура (кольцо находится между C № 1 и 5)

D-фруктоза может также существовать в виде D-фруктопиранозы, т.е. шестичленного кольца:-

РЕКЛАМА:

Углеводы Тип # 2. Олигосахариды:

Дисахариды:

(xv) Мальтоза (α-D-глюкопиранозил-(1 → 4)-D-глюкопиранозид):

В мальтозе одна молекула D-глюкопиранозы соединена через -ОН-группу у атома углерода 1 посредством α-гликозидной связи с -ОН-группой у С-4 второй молекулы D-гликопиранозы.

Это восстанавливающий сахар, потому что одна из единиц глюкозы имеет свободную ОН в С-1 (восстанавливающий центр).

Этот свободный – ОН не показан в форме α или β из-за мутаротации.

(xvi) Целлобиоза (β-D-глюкопрянозил-(1→4)-D-глюкопиранозид):

В целлобиозе две единицы D-глюкопиранозы объединены β-(1:4) гликозидной связью. При написании его формулы правая часть обычно перекручивается, так что две единицы глюкопиранозы оказываются на одном уровне.

РЕКЛАМА:

Это также редуцирующий сахар

(xvii) Сахароза (тростниковый сахар):

Его можно обозначить как a-D-глюкопиранози-(1→2) β-D-фруктофуранозид, поскольку он состоит из одного α-глюкопиранозного и одного β-D-фруктофуранозного звеньев, соединенных гликозидной связью между C-1 глюкопиранозы и C -2 фруктофуранозы. Поскольку гликозидная связь блокирует восстанавливающие группы обоих моносахаридных звеньев, сахароза является невосстанавливающим сахаром. В этой формуле звено β-D-фруктофуранозы перевернуто, а также перевернуто (по отношению к группам H и OH), так что связь (1: 2) может быть показана более просто.

Трисахариды :

(xviii) Рафиноза (невосстанавливающая):

Он состоит из 3 моносахаридных единиц, т. е. α-D-галактозы, α-D-глюкозы и β-D-фруктозы, и может обозначаться как α-D-галактопиранозил-1: 6-α-D-глюкопиранозил-1: 2-β-D-фруктофуранозид.

В этой формуле также перевернуто звено β-D-фруктозы, так что связь (1:2) может быть показана более просто. Блок α-D-галактозы был искривлен.

РЕКЛАМА:

(xix) Генцианоз:

Он состоит из гентиобиозы + фруктозы или сахарозы + глюкозы

Углеводы Тип # 3. Полисахариды:

Структурные полисахариды :

(xx) Целлюлоза:

РЕКЛАМА:

Целлюлоза является наиболее распространенным структурным полисахаридом клеточной стенки растений. Это длинноцепочечный полисахарид, состоящий из множества звеньев β-D-глюкозы, соединенных вместе гликозидными связями (1:4). Поскольку он состоит только из единиц глюкозы, он известен как глюкозан или глюкан.

Молекулы целлюлозы встречаются в клеточных стенках растений в виде микрофибрилл длиной в несколько сотен ангстрем. Микрофибриллы образованы многочисленными цепочками целлюлозы, расположенными параллельно друг другу.

(xxi) Гемицеллюлозы:

Гемицеллюлозы вместе с пектиновыми веществами и лигнином образуют матрицу, в которую встроены микрофибриллы целлюлозы. Гемицеллюлозы считаются «нецеллюлозными, непектиновыми полисахаридами клеточных стенок» и состоят из трех различных групп полисахаридов.

(а) Ксиланы:

РЕКЛАМА:

Они состоят из большого количества звеньев β-D-ксилопиранозы, соединенных вместе β (1 → 4) гликозидными связями и образующих обычно линейные или слегка разветвленные цепи. Общие боковые цепи представляют собой, например, L-арабофуранозу, D-гулукуроновую кислоту или дисахарид, состоящий из одного звена D-ксилопиранозы + одного звена L-арабофуранозы. Эти боковые цепи присоединены к C 2 или C 3 ксилопиранозных звеньев линейного ксиланового остова через их потенциальную восстанавливающую группу, т.е. C 1 .

(b) Маннаны и глюкоманнаны:

Эти полисахариды в основном представляют собой линейные молекулы, состоящие из смеси β (1 → 4) связанных единиц маннопиранозы и β (1 → 4) связанных единиц глюкопиранозы. Маннаны содержат до 95% остатков маннопиранозы, остальное составляют остатки глюкопиранозы. Глюкомманнаны имеют относительно более высокую долю глюкопиранозных звеньев в смеси.

(c) Галактаны и арабогалактаны:

Эти полисахариды представляют собой сильно разветвленные молекулы, состоящие, вероятно, из (1 → 3) и (1 → 6) связанных единиц D-галактопиранозы, к которым присоединены содержащие арабинозу боковые цепи в виде дисахаридных групп. Те молекулы, которые имеют очень низкую долю единиц арабинозы, называются галактанами, а молекулы с относительно большей долей единиц арабинозы называются арабогалактанами.

РЕКЛАМА:

(xxii) Пектиновые вещества:

Пектиновые вещества являются важными составляющими средних пластинок и первичных клеточных стенок высших растений. Это смесь трех разных полисахаридов, которые имеют разный химический состав, но схожие свойства растворимости.

(а) Галактан:

Этот полисахарид представляет собой линейную молекулу, состоящую примерно из 120 β(1 -> 4) связанных звеньев D-галактопиранозы.

(б) Арабинан:

Низкомолекулярный полисахарид. вес. молекула с разветвленной цепью, состоящая из β(1 → 5) связанных звеньев L-арабофуранозы. Около 50% этих звеньев имеют β (1 → 3) связанные однозвенные боковые цепи L-арабофуранозы.

(с) Галактуронан:

Этот полисахарид представляет собой полимер с прямой цепью из α (1 → 4) связанных звеньев D-галактуроновой кислоты. Некоторые из этих звеньев этерифицированы метильными группами. В клеточных стенках некоторые неэтерифицированные карбоксильные группы звеньев D-галактуроновой кислоты образуют соли с ионами некоторых металлов, таких как Ca и Mg.

Галактуронаны образуют самый крупный компонент пектиновых веществ. Поэтому свойства пектиновых веществ в целом обычно отражаются свойствами галактуронана.

(xxiii) Хитин:

Этот мукополисахарид является основным компонентом клеточных стенок грибов среди растений. По структуре напоминает целлюлозу и выполняет аналогичные функции. Среди животных хитин в изобилии встречается у членистоногих. Хитин состоит из линейного массива β(1→4) связанных единиц 2-ацетамидо-2-дезокси-D-глюкопиранозы. Те полисахариды, которые содержат аминосахара или их производные, такие как хитин, называются мукополисахаридами.

(Полисахариды для хранения пищевых продуктов):

(xxiii) Крахмал:

Состоит из двух компонентов:

(а) Амилоза и

(б) Амилопектин.

Амилоза состоит примерно из 300 звеньев α-D-глюкопиранозы, соединенных друг с другом в α-(1:4) положениях, и может быть представлена ​​следующим образом:

Амилопектин представляет собой структуру с разветвленной цепью, в которой звенья α-D-глюкопиранозы в основном соединены α-связью (1:4), как и в амилозе, но есть также боковые ответвления с α-связью (1:6):

(xxiv) Инулин:

Это довольно короткоцепочечный полисахарид, состоящий примерно из 30 единиц фруктофуранозы, соединенных вместе β(2→1) гликозидными связями. Поскольку он состоит только из фруктозы, его называют фруктозаном.

Лекция об углеводах по физиологии растений

Лекция об углеводах по физиологии растений

Физиология растений

Химия углеводов

Введение

Трехуглеродный сахар – основной продукт фотосинтеза
у большинства растений. Этот сахар, глицеральдегид-3-фосфат , выглядит
как это:

CH 2 ПО 3 -2

|

ОН-С-Ч

|

О = C-0PO 3 -2

С этой исходной точки растение может синтезировать другие сахара, включая
глюкоза, сахароза и фруктоза, и это лишь некоторые из них. В этой лекции мы
рассмотреть терминологию сахаров и, в частности, соединений, состоящих из
несколько связанных сахаров, называемых полисахариды . Все
углеводы, так называются эти типы соединений, имеют
основная структура:

(CH 2 O) n

где n обозначает количество атомов углерода в молекуле. Большинство
распространенными сахарами в растениях являются рибоза, глюкоза, фруктоза и сахароза. Много
другие соединения состоят из полимеров этих и родственных сахаров. В зависимости
от того, является ли кислород с двойной связью в этих молекулах концевым или внутренним
среди атомов углерода определяет, являются ли они альдегид (терминальный)
или кетон (внутренний) сахар. Альдегид, содержащий углеводы
известны как альдозы , а кетонсодержащие как кетозы .

Моносахариды, дисахариды и полисахариды

Углевод, который нельзя гидролизовать (добавлять воду для разрушения
на более мелкие молекулы) известен как моносахарид .
Если углевод можно гидролизовать до двух моносахаридов, то это дисахарид .
Если он гидролизуется более чем на два моносахарида, это полисахарид .
Сахара в растениях чаще всего имеют 3-7 атомов углерода. Терминология:

Количество углеродов
Групповая классификация

3
тройной

4
тетроза

5
пентоза

6
гексоза

7
септоз

Большинство растительных сахаров представляют собой пентозы или гексозы. Углеводы
также классифицируются по тому, могут ли они восстанавливать (отдавать электроны) определенные
реагенты, такие как Бенедикта или Толлена. И альдегиды, и кетоны могут
восстанавливают эти реагенты (они присоединяют электроны к иону меди, и раствор
в результате меняет цвет). Это станет важным позже, когда мы обсудим
сахаров в растениях и как некоторые реакции работают только с редуцирующими сахарами.

Наиболее распространенной органической молекулой во всем мире, вероятно, является глюкоза.
шестиуглеродный сахар. Формула C 6 H 12 O 6 .
В таблице 18.1 из другого учебника по физиологии растений показаны фактические структуры
глюкозы. Обратите внимание, что могут быть две основные формы, L и D. Это потому, что
в них есть асимметричный углерод, а это означает, что стереоизомеры
может быть сформирован. Живые организмы используют только
форма Д!

Конфигурация

Моносахариды обычно образуют циклическую, а не линейную форму в
природа. Карбонильный кислород (на углероде 1) реагирует с гидроксильными группами в другом месте.
на молекулу, в результате чего образуются либо пятичленные ( фуранозы )
или шестичленные ( пиранозные ) кольца. Из-за вращения некоторых
атомов углерода, кольца различаются атомной ориентацией, и
для шестичленного кольца можно использовать формы и (см.
Часть B, молекулы (1) и (2) — можете ли вы найти, где разница между
эти две молекулы?). Посмотрите на рис. 5.3 (от Кэмпбелла, Риса и Митчелла,
Биология, 5 -е издание , 1999 г.), правая верхняя рамка. Вот разница
между галактозой и глюкозой заключается в том, что четвертый углерод (отсчет от
сверху!) вращается вокруг своей оси. В растворе моносахариды могут свободно
вращаться между формами и , тогда как если они становятся фиксированными как часть
молекулы большего размера, они прикрепляются либо в форме , либо в форме . Примечание к рис. 5.4.
различные формы, которые может принимать молекула глюкозы.
Обратите особое внимание на схему нумерации атомов углерода в молекуле глюкозы.
молекула — вы начинаете нумерацию с карбонильного конца.

Реакции дегидратации

Два моносахарида могут быть соединены реакцией дегидратации (вода
потерян). На рис. 5.5а показана такая реакция. Здесь соединяются две глюкозы
с образованием мальтозы (мальтоза является дисахаридом?). Углерод номер 1 из
одна глюкоза соединяется с углеродом номер 4 другой глюкозы через
гликозидной связью (где атом кислорода соединяет два атома углерода). Если
глюкоза присоединяется к молекуле галактозы, тогда образуется лактоза, основная
сахар в молоке.

Если соединить две разные гексозы, например глюкозу и фруктозу,
можно образовать дисахарид сахарозу (см. рис. 5.5б). Обратите внимание, как на рисунке
упоминает, что фруктоза является одной из тех гексоз, которая образует пятистороннюю
кольцо, а не шестигранник. Также обратите внимание на тот факт, что в
В этой молекуле соединены атомы углерода 1 и 2, а не атомы углерода 1 и 4.
Сахароза является наиболее распространенным сахаром в растениях и представляет собой форму, в которой углеводы
транспортируются из одного органа растения в другой.

Если у вас есть полимер глюкозы, это соединение будет глюканом. Если
к нему присоединялись остатки другого вида сахара, например ксилозы,
название соединения изменится на ксилоглюкан . Если у вас есть
полимер ксилозы с арабинозными боковыми цепями, то у вас будет
соединение под названием арабиноксилан . Это станет более важным
позже, когда состав материалов, составляющих клеточную стенку растения,
обсуждалось (см. ниже).

Крахмал

Крахмал представляет собой полисахарид, состоящий из единиц глюкозы, соединенных (1-4)
облигация
(см. рис. 5.6). Угол, образованный этим соединением, вызывает
единицы глюкозы скручиваются в тугую спираль. Это выгодно, так как крахмал
является запасной молекулой для избытка глюкозы, а скручивание позволяет большое количество
глюкозы для хранения на относительно небольшой площади. Эта форма крахмала
известен как амилоза . Иногда от глюкозы образуется ответвление.
и там, где это происходит, связь равна (1-6) облигация, а не
связь (1-4). Когда возникают разветвления, крахмал называется амилопектином .
Крахмал нерастворим и поэтому не влияет на осмотический потенциал.
клетки.

Существуют три фермента, которые являются основными расщепителями крахмала. -амилаза
разрывает связи, в которых существуют точки ветвления (связи (1-6)), что оставляет
длинные остатки (1-4) связанных глюкозы. Затем -амилаза атак
концы этих остатков, образуя мальтозу (дисахарид, помните?).
Наконец, мальтаза расщепляет мальтозу до индивидуальной глюкозы.
молекулы.

Некоторые водоросли синтезируют вариант типичного растительного крахмала, используя (1-3)
связи вместо (1-4) связей. Это свидетельствует о разнообразии биохимических
пути, доступные в группах растений/водорослей.

Целлюлоза

Целлюлоза представляет собой полисахарид, состоящий из звеньев глюкозы, соединенных (1-4)
облигации
. В этой ориентации глюкоза располагается в
длинные прямые цепи, а не скрученные, как в крахмале. Это позволяет целлюлозе
синтезироваться в виде волокна и придает молекуле большую прочность, в частности
по прочности на растяжение (способность растягиваться без разрыва;
целлюлоза в этом отношении прочна как сталь!).

Существует очень мало ферментов, способных расщеплять целлюлозу.
имеют такие ферменты, и очень немногие высшие организмы могут расщепить их.
облигации. Это означает, что растения, которые прилагают много усилий, чтобы сделать
древесина (которая в основном состоит из целлюлозы) не будет относительно невосприимчива к нападению
большинством организмов. Те организмы, которые потребляют целлюлозу напрямую
(например, термиты и пастбищные животные) используют бактерии, содержащие целлюлозу
ферменты, переваривающие молекулы глюкозы. мы обсудим эти
ферменты позже.

Отдельные цепи целлюлозы могут тесно выстраиваться и соединяться между собой
сами, создавая структуры, называемые микрофибриллами . Эти
микрофибриллы относительно жесткие и могут образовывать кристаллические или полукристаллические
структура, диаметром около 4 нм . Именно эти кристаллы
волокна, очень устойчивые к ферментативной атаке. Окружение и покрытие
эти микрофибриллы представляют собой два основных класса соединений: гемицеллюлозы
и пектины
.

Гемицеллюлозы представляют собой гибкие полисахариды, которые часто
связываются с микрофибриллами (см. рис. 15.4). Они помогают связывать микрофибриллы
вместе и может препятствовать соединению соседних микрофибрилл с каждым
Другой.

Пектины образуют гель, в котором микрофибриллы и гемицеллюлозы
встроены. Пектины также гидрофильны (в них может растворяться вода).
а пектины в первую очередь ответственны за определение пористости клетки
стенки к макромолекулам.