Углеводы
Синтез моносахаридов по методу Килиани-Фишера
применяется для увеличения длины углеродной цепи альдозы на один атом углерода, в результате чего возникают две диастереомерные альдозы. Уже на первой стадии синтеза образуются изомерные циангидрины, дающие после гидролиза и декгидратации лактоны, которые восстанавливаются до альдоз, содержащих на один атом углерода больше, чем исходный моносахарид.
Деградация альдоз по Руффу представляет собой свободнорадикальное декарбокислирование соли гликоновой кислоты, в результате которого углеродная цепь альдозы укорачивается на один атом. Декарбоксилирование проводят смесью пероксида водорода и трехвалентного железа (реактив Фентона
). Выход продукта составляет всего около 30-40%.
Олигосахариды и полисахариды
Углеводы встречаются в природе чаще всего в виде олигосахаридов
(полимеров, содержащих от двух до десяти моносахаридных единиц) либо полисахаридов
(полимеров, включающих в свой состав более десяти мономеров).
Дисахариды
построены из двух простых сахаров, соединеннных гликозидной связью. Чаще всего в образовании связи участвуют аномерный атом углерода одного сахара и неаномерный атом углерода другого сахара.
Мальтоза
является основным продуктом гидролиза крахмала под действием амилазы - фермента, выделяемого слюнной железой.
Своим названием мальтоза обязана тому, что она образуется при ферментативном гидролизе крахмала, содержащегося в солоде (malt
), почему ее называют также солодовым сахаром
.
Поскольку мальтоза содержит потенциальный карбонильный атом углерода в полуацетальной группе, она, подобно моносахаридам, вступает в обычные реакции карбонильных соединений. Например, мальтоза, будучи восстанавливающим сахаром, дает реакцию «серебряного зеркала» с реактивом Толленса и красный осадок с реактивом Феллинга.
Сахарозу
называют также тростниковым
ли свекловичным сахаром
.
Сахароза отличается от других дисахаридов тем, что содержит фруктофуранозное кольцо и гликозидная связь соединяет аномерные центры обоих сахаров в молекуле сахарозы.
Поскольку в образовании ацеталя участвуют оба аномерных атома углерода, сахароза не относится к восстанавливающим сахарам. Она не реагирует ни с реактивом Толленса, ни с раствором Бенедикта.
Полисахариды
- полимеры, молекулы которых содержат несколько тысяч моносахаридных остатков. Наиболее важными из многих природных полисахаридов являются крахмал
и целлюлоза
(клетчатка), которые образуются в процессе фотосинтеза.
Крахмал
представляет собой основной источник резервной энергии в растительных клетках. Она встречается в виде крахмальных гранул, которые содержат две основные фракции - амилозу
(около 20%) и амилопектин
(около 80%). Амилоза и амилопектин при кислотном гидролизе дают только D
-глюкозу.
Амилоза представляет собой линейный полимер, в котором каждый остаток D
-глюкозы соединен a-гликозидной связью с С4 последующей глюкозной субъединицы. Широко известную реакцию с крахмалом, при которой развивается характерное синее окрашивание, правильнее было бы назвать реакцией йода с амилозой, так как именно она обуславливает появление синего окрашивания. По-видимому, амилоза образует спиралевидную макроструктуру, внутри которой располагаются молекулы йода, что приводит к возникновению синего комплекса с переносом заряда.
Амилопектин представляет собой разветвленный полимер, содержащий около 1000 остатков D
-глюкозы. Частичный гидролиз амилопектина дает довольно крупные молекулы так называемых декстринов
. Декстрины применяются для изготовления мазей, паст, типографской краски, а также при шлихтовании (т.е. заполнении пор) тканей и бумаги.
Полисахарид гликоген
снабжает организм животных глюкозой при повышенных физических нагрузках, а также в промежутках между приемами пищи. Он запасается преимущественно в печени и скелетной мускулатуре. Гликоген очень напоминает амилопектин, но в гликогене степень разветвления значительно выше. Гликоген можно рассматривать как структурный и функциональный аналог растительного крахмала у животных.
Целлюлоза
- линейный полимер b-D
-глюкозы - содержится в большинстве растений. Хлопок - наиболее важное растительное сырье - на 98% состоит из целлюлозы. Нитроклетчатка или тринитрат целлюлозы обладает взрывчатыми свойствами. Нитроклетчатку применяют для изготовления взрывчатых веществ и порохов, смешивая ее в различных соотношениях с нитроглицерином.
НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ
Нуклеиновые кислоты представляют собой высокомолекулярные гетерополимеры, которые в результате гидролиза дают эквимолярную смесь гетероциклических аминов, пентозы и фосфорной кислоты. Нуклеиновые кислоты относятся к одному из двух классов: РНК (рибонуклеиновая кислота
) и ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота
). Эти кислоты были названы так, потому что при полном гидролизе РНК образуется пентоза D
-рибоза, и при гидролизе ДНК - 2-дезокси-D
-рибоза.
Неполный гидролиз нуклеиновых кислот дает нуклеотиды
, которые могут быть гидролизованы до фосфорной кислоты и нуклеозиды
. При гидролизе нуклеозида получают гетероциклический амин (его часто называют основанием
) и соответствующую пентозу. Стадии гидролиза нуклеопротеинов даны ниже:
нуклеопротеины
¯
нуклеиновая кислота и белок
¯
нуклеотиды
¯
нуклеозиды и фосфорная кислота
¯
пентоза и гетероциклические амины («основания»)
В состав ДНК и РНК входят не только остатки сахаров, но и различные основания, играющие важную роль в выполнении биологических функций нуклеиновых кислот. Эти основания представляют собой производные пиримидина и пурина.
Пиримидины и пурины - важные соединения как сами по себе, так и по той роли, которую они играют в химии нуклеиновых кислот.
Пиримидины получают конденсацией мочевины, тиомочевины или амидина с производными малоновой кислоты или b-кетоэфиром.
Выдающийся немецкий химик Эмиль Фишер синтезировал 2,6,8-триоксипурин (мочевую кислоту
) исходя из барбитуровой кислоты. Из мочевой кислоты Фишер получил аденин, гуанин и ксантин. Аденин и гуанин являются обычными компонентами нуклеиновых кислот.
Нуклеозидом
называется N
-гликозид, агликон которого представляет собой, как правило, производное пиримидина или пурина. В зависимости от того, какой сахар - рибоза или дезоксирибоза - входит в их состав, нуклеозиды подразделяются на рибозиды
и дезоксирибозиды
.
Нуклеотид
- соединение, построенное из молекулы сахара, азотистого основания и фосфорной кислоты.
Общая схема строения ДНК
Строение цепей ДНК. R - азотистое основание.
Число нуклеотидных единиц в ДНК может составлять от 3000 до 10000000. Последовательность азотистых оснований не установлена.
Другие работы по теме:
Понятие живого вещества
Живое вещество В элементном составе живого вещества преобладают 4 элемента: водород, углерод, кислород, азот. Они являются главными элементами живого вещества. Эти элементы - биофильные. Кроме того, наиболее распространены элементы, находящиеся в начале периодической системы элементов Менделеева, а элементы середины и конца таблицы распространены мало.
Углеводы Строение и функции
Text Graphics Углеводы. Строение и функции Graphics Глюкоза Глюкоза С6Н12О6 Значение: Источник энергии; входит в состав гликозидов, в свободном состоянии содержится в тканях растений, животных, человека; является мономером полисахаридов, гликогена, крахмала, клетчатки.
Биохимия углеводов в организме человека
Углеводы - важнейшие химические соединения живых организмов. В растительном мире составляют 70-80% из расчета на сухое вещество. Функции углеводов: энергетическая – главный вид клеточного топлива, функция запасных питательных веществ, защитная, регуляторн
Понятие и сущность углеводов
МОУ «Хвастовичская средняя общеобразовательная школа» Автор. Галушкина Оксана 11 «Б» класс Руководитель. Демидкова Нина Егоровна учитель химии Оглавление:
Биополимеры
Биополиме́ры — класс полимеров, встречающихся в природе в естественном виде, входящие в состав живых организмов: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды. Биополимеры состоят из одинаковых (или разных) звеньев — мономеров. Мономеры белков — аминокислоты, нуклеиновых кислот — нуклеотиды, в полисахаридах — моносахариды.
Дисахариды и полисахариды
Гликозиды - ацетали углеводов, устойчивые в щелочной среде и гидролизуются в кислой, превращаясь в углевод и спирт. Дисахариды состоят из остатков двух моноз. Полисахариды – природные полимеры, которые можно рассматривать как продукты конденсации моноз.
Белки-ферменты
В каждой живой клетке непрерывно происходят сотни биохимических реакций. В ходе этих реакций идут распад и окисление поступающих извне питательных веществ. Клетка использует энергию, полученную вследствие окисления питательных веществ; продукты их расщепления служат для синтеза необходимых клетке органических соединений.
Углеводы как главный источник энергии в организме человека
Общая формула углеводов, их первостепенное биохимическое значение, распространенность в природе и роль в жизни человека. Виды углеводов по химической структуре: простые и сложные (моно- и полисахариды). Произведение синтеза углеводов из формальдегида.
Витамины и питание 2
РЕФЕРАТ На тему: «Витамины и питание». Витамины – группа органических соединений, которые обладают выраженной биологической активностью. Они регулируют множество физиологических процессов, включая метаболизм углеводов, белков, жиров, использование клетками кислорода, синтез гемоглобина и другие функции, тесным образом связанные с эноргообменом и составляющие основу физической работоспособности.
Углеводы и их свойства. Глюкоза
Классификация и распространение углеводов, их значение для жизнедеятельности человека. Использование рефрактометрии в анализе глюкозы. Анализ глюкозы как альдегидоспирта, влияние щелочей, окислителей и кислот на препараты. Стабилизация растворов глюкозы.
Ферменты
Ферменты производят секреторные клетки, расположенные отдельно в виде желез и в стенках пищеварительного канала. Эти клетки получают из крови необходимые вещества для синтеза ферментов.
Каланхоэ перистое (бриофиллум)
Родовое название Kalanchoe — китайское название растения; латинское pinnatum — перистый. Как бы подчеркивая целебные свойства этого растения, в народе его назвали “комнатным, или домашним, женьшенем”.
Каланхое перистое
Сок и мазь каланхое обладают противовоспалительными свойствами, способствуют более быстрому очищению ран и язв от некротических тканей и быстрой эпителизации раневой и язвенной поверхности.
Физиология питания
Пищевые вещества, оказывающие влияние на функционирование эндокринной системы. Переваривание в толстом кишечнике. Роль микрофлоры кишечника в процессах пищеварения и синтеза витаминов. Принципы построения рационов лечебного и профилактического питания.
Значение углеводов в жизни человека
Введение Плоды и овощи имеют большое значение в питании человека. Плодоовощная продукция является источником поступления в организм человека биологически активных и минеральных веществ, ферментов, углеводов, органических кислот.
Проблема сахара и пути ее разрешения
Характеристика сахаров, как одного из основных источников энергии. Проблемы, связанные с получением сахара, повышением урожайности культур, являющихся источниками получения сахара и др. Альтернативные источники получения сахара.
Биологическая роль углеводов
Фундаментальные аспекты гигиены питания. Углеводы как основной источник энергии, их значение в питании. Резкое нарушение метаболических процессов как следствие снижения количества углеводов в рационе, ожирение как следствие их избыточного потребления.
Виды аминокислот
Аминокислоты являются основными структурными единицами молекул белковых веществ. При гидролизе белков различной природы всегда получают смесь 20 аминокислот.
Вещества, из которых состоят растения
В земной коре встречается около 100 химических элементов, но для жизни необходимы только 16 из них. Наиболее распространены в живых организмах четыре элемента: водород, углерод, кислород и азот.
Полисахариды
Физико-химические свойства, получение и применение полисахаридов – крахмала, целлюлозы.
Фасоль обыкновенная
Родовое название — от латинизированного греческого “phaseolos”, что означает — бобы; латинское vulgaris — обыкновенный.
Понятие и характеристика углеводов
Автономное учреждение Омской области среднего профессионального образования «Техникум «Учебный центр «Ориентир» Углеводы Реферат Выполнила студентка 1 курса группы ПД-710
Растительная клетка, ее строение
Растительная клетка, ее строение Типичная растительная клетка содержит хлоропласты и вакуоли и окружена целлюлозной клеточной стенкой. Плазматическая мембрана (плазмалемма), окружающая растительную клетку, состоит из двух слоев липидов и встроенных в них молекул белков. Молекулы липидов имеют полярные гидрофильные «головки» и неполярные гидрофобные «хвосты».
Органоиды клетки
В состав клеток входят разные органические вещества. Основу их молекул образуют атомы углерода, связанные между собой и с другими атомами ковалентными связями.
Углеводы 6
Углеводы – обширный наиболее распространенный на Земле класс органических соединений, входящих в состав всех организмов и необходимых для жизнедеятельности человека и животных, растений и микроорганизмов. Углеводы являются первичными продуктами фотосинтеза, в кругообороте углерода они служат своеобразным мостом между неорганическими и органическими соединениями.
Биохимия углеводов в организме человека
Энергетическая, запасающая и опорно-строительная функции углеводов. Свойства моносахаридов как основного источника энергии в организме человека; глюкоза. Основные представители дисахаридов; сахароза. Полисахариды, образование крахмала, углеводный обмен.
Эхинацея пурпурная (рудбеккия пурпурная)
Эхинацея пурпурная и узколистная издавна используются в североамериканской традиционной медицине. Корни обоих видов применяли против целого ряда заболеваний: при обморожении, змеиных укусах, а также при плохо заживающих и гнойных ранах.
Роль углеводов в жизнедеятельности человека
Углеводы – обширный наиболее распространенный на Земле класс органических соединений, входящих в состав всех организмов и необходимых для жизнедеятельности человека и животных, растений и
Общее значение иммунитета
Под иммунитетом понимают защитные системы организма, работающие против всего чужеродного, объединяемого под общим названием “антигена”.
Лизосомы
Лизосомы как гетерогенные органеллы, разнообразие их форм и типов, роль и значение в организме. Механизм транспорта молекул в лизосомы и зависимость данного процесса от источника молекул. Этапы образования лизосом. Механизм узнавания лизосомных белков.