Учитель химии и биологии Меньшакова Евгения Юрьевна Белки, жиры и углеводы, Пройдут века, эпохи, годы, К вам мы прикованы на век, Без вас немыслим человек.

Цели и задачи: Ознакомиться с новым классом кислородсодержащих соединений – углеводами. Рассмотреть их состав и классификацию, представителей каждой группы.

Какие продукты содержат и богаты углеводами?

Определение углеводов. Углеводы - вещества состава С n (Н 2 О) m, имеющие первостепенное биохимическое значение, широко распространены в живой природе и играют большую роль в жизни человека. Название углеводы возникло на основании данных анализа первых известных представителей этой группы соединения. Вещества этой группы состоят из углерода, водорода и кислорода, причем соотношение чисел атомов водорода и кислорода в них такое же, как и в воде, т.е. на каждые 2 атома водорода приходится один атом кислорода. В прошлом столетии их рассматривали как гидраты углерода. Отсюда и возникло русское название углеводы, предложенное в 1844 г. К.Шмидтом. Общая формула углеводов, согласно сказанному, С n Н 2m О m. При вынесении «m» за скобки получается формула С n (Н 2 О) m, которая очень наглядно отражает название «угле - воды».

Классификация углеводов. Моносахариды - углеводы, которые не разлагаются водой до более простых соединений. Для человека наиболее важны глюкоза, фруктоза, галактоза, рибоза, дезоксирибоза. Дисахариды – это углеводы, которые гидролизуются с образованием двух молекул моносахаридов. Наиболее важны для человека сахароза, мальтоза и лактоза. Полисахариды - полимеры, образованные из большого числа моносахаридов. Они делятся на перевариваемые и неперевариваемые в желудочно-кишечном тракте. К перевариваемым относят крахмал и гликоген, из вторых для человека важны клетчатка.

Историческая справка. 1. Самым первым углеводом (точнее смесью углеводов), с которой познакомился человек, был мёд. 2. Родиной сахарного тростника является северо-западная Индия-Бенгалия. Европейцы познакомились с тростниковым сахаром благодаря походам Александра Македонского в 327 г. до н.э. 3. Свекловичный сахар в чистом виде был открыт лишь в 1747 г. немецким химиком А. Маргграфом. 4. Крахмал был известен ещё древним грекам. 5.Целлюлоза, как составная часть древесины, используется с глубокой древности. 6. Термин слова сладкий и окончание оза- для сахаристых веществ было предложено французским химиком Ж. Дюла в 1838 г. 7. В 1811 г. русский химик Кирхгоф впервые получил глюкозу гидролизом крахмала. 8. Синтез углеводов из формальдегида в присутствии Са(ОН) 2 был произведён А.М. Бутлеровым в 1861 г.

Глюкоза. Глюкоза (виноградный сахар) находится в плодах, овощах, меде. В организме человека является обязательным компонентом крови. Входит в качестве основного звена в состав многих природных олиго- и полисахаридов.

Фруктоза. Фруктоза (плодовый сахар) содержится в семечковых плодах, меде,арбузах. Извлекая из цветов сладких плодов соки, пчелы приготавливают мед, который по химическому составу представляет собой в основном смесь глюкозы и фруктозы. Также фруктоза входит в состав сложных сахаров, например тростникового и свекловичного.

Сахароза. Сахароза (свекловичный сахар) содержится в сахарной свекле, сахарном тростнике, плодах, овощах. Состоит из остатков глюкозы и фруктозы, является основным пищевым углеводом.

Лактоза. Лактоза (молочный сахар) содержится в молоке, состоит из остатков галактозы и глюкозы. Под действием ферментов молочно- кислых бактерий лактоза сбраживается с образованием молочной кислоты. На этом основано получение кисло-молочных продуктов. При гидролизе лактозы образуются глюкоза и галактоза.

Крахмал. Крахмал содержится в продуктах растительного происхождения: муке, крупе, макаронных изделиях (70 80%), картофеле (1224%), хлебе, в бобовых. В холодной воде крахмал нерастворим. Характерной реакцией для определения крахмала в пищевых продуктах является действие йода, который окрашивает крахмал в синий цвет. (С 6 Н 10 О 5 ) n

Целлюлоза. Целлюлоза (клетчатка) основное вещество растительных клеток. Древесина на 50% состоит из целлюлозы, а хлопок и лен это практически чистая целлюлоза. Целлюлоза представляет собой твердое волокнистое вещество, нерастворимое в воде, но растворимое в аммиачном растворе гидроксида меди (II) (реактиве Швейцера). Целлюлоза природный полимер. В отличие от крахмала, ее молекулы состоят только из линейных цепей.

Роль углеводов в живой природе: Углеводы выполняют пластическую функцию, то есть участвуют в построении костей, клеток, ферментов. Они составляют 2-3 % от веса. Углеводы являются основным энергетическим материалом. При окислении 1 грамма углеводов выделяются 4,1 ккал энергии. В организме человека и животных глюкоза содержится в крови и в лимфатических жидкостях. От концентрации глюкозы зависит осмотическое давление крови. Пентоза (рибоза и дезоксирибоза) участвуют в построении АТФ.

Биосинтез углеводов. Организмы животных не способны синтезировать углеводы из неорганических веществ. Они получают их от растений с пищей и используют в качестве главного источника энергии, получаемой в процессе окисления: C x (H 2 O) y + xO 2 xCO 2 + yH 2 O + энергия. В зеленых листьях растений углеводы образуются в процессе фотосинтеза уникального биологического процесса превращения в сахара неорганических веществ оксида углерода (IV) и воды, происходящего при участии хлорофилла за счёт солнечной энергии:фотосинтеза оксида углерода (IV)воды хлорофилла xCO 2 + yH 2 O C x (H 2 O) y + xO 2

Выводы: Углеводы обеспечивают нас всем необходимым для жизни: пищей, одеждой, мебелью, кровом, книгами. Углеводы участвуют в построении сложных белков, ферментов, гормонов. Углеводами являются и такие жизненно необходимые вещества, как гепарин (он играет важнейшую роль – предотвращает свёртывание крови). Процесс фотосинтеза, протекающий в клетках живых растений, приводит к синтезу углеводов из воды и углекислого газа. При этом превращении образуется кислород, без которого жизнь на нашей планете была бы невозможна.