Основные разделы темы «Углеводы» 1. Общие сведения об углеводах 2. Моносахариды 3. Дисахариды 4. Полисахариды 5.Обобщение, подготовка к зачету

Углеводы (сахара, сахариды) «Угле-воды», уголь и вода, В состав углеводов входят С, Н и О. Общая формула - С n (H 2 O) m

Основные функции углеводов функции Энергетическая Структурная Функция запасания питательных веществ Защитная функция

Энергетическая функция. Углеводы служат основным источником энергии для организма. Структурная функция. Во всех без исключения тканях и органах обнаружены углеводы и их производные. Они входят в состав оболочек клеток и субклеточных образований. Принимают участие в синтезе многих важнейших веществ. В растениях полисахариды выполняют и опорную функцию. Функция запасания питательных веществ. В организме и клетке углеводы обладают способностью накапливаться в виде крахмала у растений и гликогена у животных. Крахмал и гликоген представляют собой запасную форму углеводов и расходуются по мере возникновения потребности в энергии. При полноценном питании в печени может накапливаться до 10% гликогена, а при неблагоприятных условиях его содержание может снижаться до 0,2% массы печени. Защитная функция. Вязкие секреты ( слизи), выделяемые различными железами, богаты углеводами и их производными, в частности гликопротеидами. Они предохраняют стенки полых органов ( пищевод, кишки, желудок, бронхи) от механических повреждений, проникновения вредных бактерий и вирусов. Функции углеводов

Источники углеводов на Земле (фотосинтез) Жизнь на нашей планете без фотохимических реакций была бы невозможна. В процессе фотосинтеза в листьях растений при поглощении солнечной энергии происходит превращение воды и оксида углерода (IV) в углеводы и кислород.

Источники углеводов на планете Земля ( фотосинтез) Суммарная реакция может быть записана в следующем виде (СН 2 О) – это « кирпичи» из которых состоят все углеводы, такие как крахмал или сахара. Водоросли, некоторые бактерии и морские микроорганизмы также получают необходимую им энергию непосредственно от солнечного света, запасая ее при фотосинтезе. Общая масса углерода, ежегодно связываемого в виде углеводов, составляет величину 2*10 11 тонн. Солнечный свет n H 2 O + n CO 2 (CH 2 O)n + n O 2

Для фотосинтеза необходим солнечный свет Фотосинтез происходит в зеленых растениях Зеленая субстанция растений – это хлорофилл СО 2 поглощается листьями растений О 2 выделяется Образуется С 6 Н 12 О 6, которая превращается в крахмал, запасаемый растениями Н 2 О поступает в ткани из почвы через корневую систему

Классификация углеводов Моносахариды С 6 Н 12 О 6 гексозы Глюкоза виноградный сахар Фруктоза фруктовый сахар С 5 Н 10 О 5 пентозы Рибоза Арабиноза Дисахариды С 12 Н 22 О 11 Сахароза свекловичный, тростниковый сахар Лактоза молочный сахар Мальтоза солодовый сахар (С 6 Н 10 О 5 ) n Полисахариды Крахмал Целлюлоза клетчатка Гликоген Хитин

Физические свойства моносахаридов Бесцветные. Кристаллические вещества. Растворимые в воде. Сладкие на вкус.

Формы существования глюкозы в растворе Кристаллическая форма глюкозы

Химические свойства глюкозы Свойства многоатомных спиртов - взаимодействие с Сu(OH) 2 : a)без нагревания образуется раствор ярко-синего цвета ярко-синего b)с нагреванием образуется осадок морковно – красного цвета

Химические свойства глюкозы Свойства альдегидов: a) окисление аммиачным раствором оксида серебра при нагревании (реакция серебряного зеркала) b) присоединение водорода (реакция восстановления)

Химические свойства глюкозы Брожение глюкозы под действием ферментов: спиртовое С 6 Н 12 О 6 2С 2 Н 5 ОН+2СО 2 молочнокислое С 6 Н 12 О 6 2СН 3 СНСООН | ОН маслянокислое С 6 Н 12 О 6 С 3 Н 7 СООН+2Н 2 +2СО 2

Химические свойства глюкозы Полное окисление в организме: С 6 Н 12 О 6 + 6О 2 6СО 2 +6Н 2 О+Q (первичное топливо для клеток)

Сахароза – дисахарид, так как состоит из двух остатков моносахаридов – глюкозы и фруктозы

Свойства сахарозы Сахароза – многоатомный спирт: + Сu(OH) 2 синий раствор; нет изменений не альдегид. Основное свойство – гидролиз: С 12 Н 22 О 11 + Н 2 О С 6 Н 12 О 6 + С 6 Н 12 О 6 глюкоза фруктоза ( инвертный сахар) ť

СОДЕРЖАНИЕ ПОЛИСАХАРИДОВ В РАСТИТЕЛЬНОМ МИРЕ ЦЕЛЛЮЛОЗА-КЛЕТЧАТКА Главная составная часть оболочек растительных клеток - «скелет», придающий им прочность и эластичность. хлопок –98% конопля, лен –80% древесина –50% КРАХМАЛ кукуруза –60% рис –80% картофель –20%

Полисахариды (С 6 Н 10 О 5 ) n природные полимеры Крахмал Целлюлоза (клетчатка) Состав n кр.< n цел., М кр.< М цел. n цел.> n кр. М цел.> М кр. Структура молекул 20% - линейная 80% -разветвленная Только линейная Структурное звено Остаток от α - глюкозы Остаток от β – глюкозы Растворимость в воде Не растворим, в горячей воде набухает,образуя клейстер Не растворима

Структурные формулы крахмала и целлюлозы

Химические свойства полисахаридов Гидролиз : (С 6 Н 10 О 5 )n + nН 2 О nС 6 Н 12 О 6 глюкоза Н 2 SO 4 ť Крахмал Целлюлоза - качественная реакция: с I 2 синее окрашивание -Горение -Разложение без доступа воздуха -Образование сложных эфиров

Хитин Хитин – главный скелетный полисахарид беспозвоночных и компонент клеточной стенки грибов и некоторых зеленых водорослей. В кутикуле членистоногих образует комплексы с белками, пигментами, солями кальция. Длинные параллельные цепи хитина также, как и цепи целлюлозы, собраны в пучки. По своей структуре хитин очень близок к целлюлозе, за одним исключением: при втором атоме углерода гидроксильная группа ОН заменена группой NН – СО – СН 3. Получают хитин обработкой исходного материала ( обычно панцирей ракообразных) кислотами, щелочами или окислителями. Молекулярная масса выделенного хитина 151 –200 тыс. При обработке хитина щелочами в жестких условиях происходит N- дезацетилирование с образованием хитозана (растворимого в кислотах), который применяется в производстве бумаги и для удаления примесей из водных растворов. целлюлоза хитин

Обобщение. Подготовка к зачету по теме «УГЛЕВОДЫ» 1. Почему углеводы получили такое название? Всегда ли оно верно? Докажите! 2. Как еще называют этот класс соединений? Почему? 3. Приведите классификацию углеводов с примерами. По какому принципу они подразделяются?

4. К каким ранее изученным классам органических соединений можно отнести глюкозу? Можно ли это доказать практически? Какие еще моносахариды имеют такие же функциональные группы? 5. Имеет ли глюкоза изомеры? Что вы о них знаете? 6. Каково строение молекул кристаллической глюкозы? Что происходит с ними при растворении в воде? 7. Могут ли все формы глюкозы реагировать с гидроксидом меди (II)? А при нагревании? 8. Как доказать, что спелое яблоко содержит глюкозу?

9. Кто впервые получил искусственный углевод ( точнее смесь)? Из чего? 10. Какое общее свойство есть у сахарозы и крахмала? Как это можно подтвердить в лабораторных условиях? 11. В каком природном «веществе» одновременно встречается фруктоза и глюкоза? А как дома можно получить эту смесь? 12. Почему подмороженный картофель имеет сладкий вкус? 13. Сок зеленого яблока дает реакцию с иодом, а спелого- реакцию «серебряного зеркала», как это можно объяснить?

14. Из чего и где в природе получается крахмал? Можно ли его получить синтетически? 15. Какой еще полисахарид (кроме крахмала) вы знаете? 16. Что общего он имеет с крахмалом? Чем отличается и почему? 17. В чем отличия в применении крахмала и целлюлозы? И почему?

18. Какой еще природный полимер вы знаете? В чем его отличие от полисахаридов? С чем это связано? 19. Помимо углеводов, какие еще органические вещества применяют в пищу? Что целесообразнее применять? Почему? 20. Какие предприятия по переработке углеводов вы знаете? 21. Какое общее свойство есть у ди- и полисахаридов с жирами? Как оно реализуется в нашем организме?

22. Расшифруйте названия: Виноградный сахар Свекловичный сахар Молочный сахар Солодовый сахар Инвертный сахар Плодовый сахар Сахар крови Фруктовый сахар гуава искусственный мед

23. Как получают сахарозу в промышленности? 24. Какие волокна получают из целлюлозы? -ацетатный шелк-вискоза Уборка сахарного тростника Разгрузка сахарной свеклы