Углеводы реферат по биологии | Сочинения Биология
Скачай Углеводы реферат по биологии и еще Сочинения в формате PDF Биология только на Docsity! Углеводы (сахара) — одна из наиболее важных и распростра- ненных групп природных органических соединений. Они составляют 80% массы сухого вещества растений и около 2% сухого вещества животных организмов. Животные и человек не способны синтезировать сахара и получа- ют их с различными пищевыми продуктами растительного происхожде- ния. В растениях углеводы образуются из двуокиси углерода и воды в процессе сложной реакции фотосинтеза, осуществляемой за счет солнеч-ной энергии с участием зелёного пигмента растений — хлорофилла. В зависимости от строения углеводы (сахара) делятся на: 6СО2 + 6Н2О ——— С6Н12О6 + 6О2 1. Моносахариды: — глюкоза С6Н12О6 — фруктоза С6Н12О6 — рибоза С5Н10О5 2. Дисахариды: — сахароза С12Н22О11 3. Полисахариды: — крахмал (С6Н10О5)n — целлюлоза (С6Н10О5)n Моносахариды Глюкоза С6Н12О6 В организме человека глюкоза содержится в мышцах, в крови и в небольших количествах во всех клетках.
Много глюкозы находится во фруктах, ягодах, нектаре цветов, осо- бенно много в винограде. В природе глюкоза образуется в растениях в результате фотосин- теза в присутствии зелёного вещества — хлорофилла, содержащего атом магния. 6СО2 + 6Н2О ———— С6Н12О6 + 6О2 Различают следующие структурные формулы глюкозы: — с открытой цепью — глюкоза является одновременно многоатом- ным спиртом и альдегидом. — циклическая,которая имеет различное пространственное строе- ние: а — форма глюкозы — гидроксильные группы (-ОН) при первом и втором атомах углерода расположены по одну сторону кольца. б — форма глюкозы — гидроксидные группы находятся по разные стороны кольца молекулы. Эти формы находятся в растворе в химическом равновесии друг с другом (реакция мутаротации глюкозы). Н О СН2ОН С СН2ОН Н О Н Н—С—ОН Н О ОН Н ==== НО—С—Н ==== Н ОН Н Н—С—ОН ОН Н ОН ОН Н—С—ОН ОН Н Н ОН СН2ОН Н ОН а — глюкоза б — глюкоза Получение: 1. Гидролиз крахмала в присутствии серной кислоты (промышлен- ный способ получения): (С6Н10О5)n + nН2О —— nC6h22O6 крахмал глюкоза 2.
Синтез из формальдегида в присутствии гидроксида кальция (предложен А. М. Бутлеровым): О са(он)2 6Н—С ———- С6Н12О6 формальдегид Н глюкоза Физические свойства: Глюкоза — бесцветное кристаллическое вещество со сладким вку- сом,хорошо растворимое в воде.Из водного раствора кристализуется. Химические свойства: Химические свойства обусловлены наличием альдегидной (-СНО) и гидроксильной (-ОН) групп. 1. Свойства,характерные для спиртов: — взаимдействие с карбоновыми кислотами с образованием слож- ных эфиров (реакция этерификации). 2. Свойства, характерные для альдегидов: -взаимодействие с оксидом серебра ( I ) в аммиачном растворе (реакция «серебряного зеркала»): О О СН2ОН—[CH(OH)]4—С +Аg2O —— Ch3OH—[CH(OH)]4—C +2Ag глюкоза Н глюконовая кислота ОН -восстановление (гидрирование) — до шестиатомного спирта (сор- бита): О [H] СН2ОН—[CH(OH)]4—С —— СН2ОН—[CH(OH)]4—СН2ОН глюкоза Н сорбит 3. Специфические реакции — брожение: — спиртовое брожение: С6Н12О6 —— 2С2Н5ОН + 2СО2
реферат на тему Значение углеводов в жизни человека
Ответ:
1 Значение углеводов в питании человека
Углеводы — это органические соединения, имеющие в составе альдегидную или кетонную и спиртовую группы.
Все углеводы можно разделить на 3 группы: быстроусваиваемые углеводы — глюкоза, фруктоза, галактоза, рибоза, сахароза, лактоза, мальтоза; медленноусваиваемые полисахариды — крахмал, гликоген; и неусваиваемые (неперевариваемые) — клетчатка (целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин) и пектиновые вещества[1] .
Основная функция углеводов — энергетическая. Именно углеводы обеспечивают организм 55-60% всей утилизированной энергии.
Энергетическую функцию несут прежде всего глюкоза, фруктоза, сахароза, а также крахмал и гликоген. Так называемые неперевариваемые углеводы — целлюлоза, гемицеллюлоза, пектиновые вещества также играют очень важную роль в питании. Пищевые волокна стимулируют перистальтику желудочно-кишечного тракта, адсорбируют токсические вещества и холестерин, обеспечивают оптимальные условия для жизнедеятельности нормальной микрофлоры кишечника[2] .
Основными источниками углеводов являются продукты растительного происхождения: сладкие овощи и фрукты, (глюкоза, фруктоза, сахароза), а также крупы, все овощи и фрукты, хлеб из муки грубого помола (медленно усваиваемые и неперевариваемые углеводы, т.
е. пищевые волокна).
Средняя потребность в углеводах составляет 400(300) — 500 г. в сутки в зависимости от степени физической активности. Из них 70-75% должно приходиться на долю медленно усваиваемых углеводов — крахмала, около 10% (30-40 г) на долю пищевых волокон и 15-20% (60-100 г) могут составлять простые сахара.
Учитывая малую биологическую ценность рафинированных углеводов, следует стремиться к максимальному ограничению в рационе продуктов, в которых они содержатся (кондитерские изделия, хлеб из белой муки, сахар). Кроме того, быстрое всасывание простых углеводов в желудочно-кишечном тракте приводит к резкому повышению уровня глюкозы в крови и перенапряжению функции поджелудочной железы, что может способствовать развитию диабета.
Недостаток углеводов в питании приводит к снижению массы тела. В качестве источников энергии организм начинает использовать жиры и белки. В результате нарушаются обменные процессы (в норме «жиры сгорают в пламени углеводов»). Недостаточное потребление пищевых волокон приводит к развитию запоров.
Увеличивается риск возникновения полипов и рака толстой кишки.
При избыточном потреблении углеводов повышается уровень сахара в крови (избыточная нагрузка на поджелудочную железу), часть их не может быть использована организмом и используется для образования жира. Избыток жира в организме приводит к развитию атеросклероза и связанных с ним сердечно-сосудистых заболеваний. Повышается аллергическая настроенность организма. Избыточное потребление пищевых волокон у здоровых людей может вызывать метеоризм и снижение усвоения белков, жиров и минеральных веществ[3] .
Биология 2e, Химия жизни, Биологические макромолекулы, Углеводы
Стехиометрическая формула (CH 2 O) n , где n — число атомов углерода в молекуле, равное 90,001111. Другими словами, отношение углерода к водороду и кислороду составляет 1:2:1 в молекулах углеводов. Эта формула также объясняет происхождение термина «углевод»: компонентами являются углерод («карбо») и компоненты воды (отсюда «гидрат»).
Ученые классифицируют углеводы на три подтипа: моносахариды, дисахариды и полисахариды.
Моносахариды
Моносахариды (моно- = «один»; сахар- = «сладкий») представляют собой простые сахара, наиболее распространенным из которых является глюкоза. В моносахаридах число атомов углерода обычно колеблется от трех до семи. Большинство названий моносахаридов заканчиваются суффиксом -ose. Если сахар имеет альдегидную группу (функциональная группа со структурой R-CHO), это альдоза, а если он имеет кетоновую группу (функциональная группа со структурой RC(=O)R’), это альдоза. кетоза. В зависимости от количества атомов углерода в сахаре они могут быть триозами (три атома углерода), пентозами (пять атомов углерода) и/или гексозами (шесть атомов углерода). На рисунке показаны моносахариды.
Ученые классифицируют моносахариды на основе положения их карбонильной группы и количества атомов углерода в основной цепи. Альдозы имеют карбонильную группу (обозначена зеленым цветом) на конце углеродной цепи, а кетозы имеют карбонильную группу в середине углеродной цепи.
Триозы, пентозы и гексозы имеют трех-, пяти- и шестиуглеродные скелеты соответственно.Химическая формула глюкозы C 6 H 12 O 6 . Для человека глюкоза является важным источником энергии. Во время клеточного дыхания энергия высвобождается из глюкозы, и эта энергия помогает вырабатывать аденозинтрифосфат (АТФ). Растения синтезируют глюкозу, используя углекислый газ и воду, а глюкоза, в свою очередь, обеспечивает потребности растений в энергии. Люди и другие животные, которые питаются растениями, часто запасают избыток глюкозы в виде катаболизированного (расщепление более крупных молекул клетками) крахмала.
Галактоза (часть лактозы или молочного сахара) и фруктоза (содержащаяся в сахарозе во фруктах) являются другими распространенными моносахаридами. Хотя глюкоза, галактоза и фруктоза имеют одинаковую химическую формулу (C 6 H 12 O 6 ), они различаются структурно и химически (и являются изомерами) из-за различного расположения функциональных групп вокруг асимметрического углерода.
. Все эти моносахариды имеют более одного асимметрического углерода (рисунок).
Художественное соединение
Глюкоза, галактоза и фруктоза — все это гексозы. Они являются структурными изомерами, то есть имеют одинаковую химическую формулу (C 6 H 12 O 6 ), но другое расположение атомов.Какие это сахара, альдоза или кетоза?
Глюкоза, галактоза и фруктоза являются изомерными моносахаридами (гексозами), что означает, что они имеют одинаковую химическую формулу, но имеют несколько разные структуры. Глюкоза и галактоза относятся к альдозам, а фруктоза — к кетозе.
Моносахариды могут существовать в виде линейной цепи или в виде кольцевых молекул. В водных растворах они обычно имеют кольцевую форму (рис.). Глюкоза в кольцевой форме может иметь два разных расположения гидроксильных групп (ОН) вокруг аномерного углерода (углерод 1, который становится асимметричным в процессе образования кольца). Если гидроксильная группа находится ниже атома углерода номер 1 в сахаре, она находится в альфа-положении ( α ), а если выше плоскости, она находится в бета-положении ( β ).
Дисахариды
Дисахариды (ди- = «два») образуются, когда два моносахарида подвергаются реакции дегидратации (или реакции конденсации, или синтезу дегидратации). Во время этого процесса гидроксильная группа одного моносахарида соединяется с водородом другого моносахарида, высвобождая молекулу воды и образуя ковалентную связь. Ковалентная связь образуется между молекулой углевода и другой молекулой (в данном случае между двумя моносахаридами). Ученые называют это числом 9.0063 гликозидная связь (рисунок). Гликозидные связи (или гликозидные связи) могут быть альфа- или бета-типа. Альфа-связь образуется, когда группа ОН на углероде-1 первой глюкозы находится ниже плоскости кольца, а бета-связь образуется, когда группа ОН на углероде-1 находится выше плоскости кольца.
Распространенные дисахариды включают лактозу, мальтозу и сахарозу (рисунок). Лактоза – это дисахарид, состоящий из мономеров глюкозы и галактозы. Он естественно в молоке. Мальтоза, или солодовый сахар, представляет собой дисахарид, образующийся в результате реакции дегидратации между двумя молекулами глюкозы. Наиболее распространенным дисахаридом является сахароза или столовый сахар, который состоит из мономеров глюкозы и фруктозы.
Общие дисахариды включают мальтозу (зерновой сахар), лактозу (молочный сахар) и сахарозу (столовый сахар).Полисахариды
Длинная цепь моносахаридов, связанных гликозидными связями, представляет собой полисахарид (поли- = «много»).
Цепь может быть разветвленной или неразветвленной, и она может содержать различные типы моносахаридов. Молекулярная масса может составлять 100 000 дальтон или более в зависимости от количества присоединяемых мономеров. Крахмал, гликоген, целлюлоза и хитин являются основными примерами полисахаридов.
Растения хранят крахмал в виде сахаров. В растениях эти сахара содержатся в смеси амилозы и амилопектина (оба полимера глюкозы). Растения способны синтезировать глюкозу, а избыточную глюкозу они запасают сверх своих непосредственных энергетических потребностей в виде крахмала в различных частях растений, включая корни и семена. Крахмал в семенах обеспечивает пищу для зародыша по мере его прорастания, а также может служить источником пищи для людей и животных. Ферменты расщепляют крахмал, потребляемый человеком. Например, амилаза, присутствующая в слюне, катализирует или расщепляет этот крахмал на более мелкие молекулы, такие как мальтоза и глюкоза. Затем клетки могут поглощать глюкозу.
Крахмал глюкозы включает мономеры, которые соединены α 1-4 или α 1-6 гликозидными связями. Числа 1-4 и 1-6 относятся к числу атомов углерода двух остатков, которые соединились, чтобы сформировать связь. Как показано на рисунке, неразветвленные цепи мономера глюкозы (всего α 1-4 связей) образуют крахмал; тогда как амилопектин представляет собой разветвленный полисахарид ( α 1-6 связей в точках разветвления).
Амилоза и амилопектин представляют собой две разные формы крахмала. Неразветвленные цепи мономеров глюкозы содержат амилозу на α 1-4 гликозидные связи. Неразветвленные цепи мономеров глюкозы включают амилопектин за счет α 1-4 и α 1-6 гликозидных связей. Благодаря способу соединения субъединиц цепи глюкозы имеют спиральную структуру. Гликоген (не показан) похож по структуре на амилопектин, но более разветвлен. Гликоген представляет собой запасную форму глюкозы у людей и других позвоночных и состоит из мономеров глюкозы.
Гликоген является животным эквивалентом крахмала и представляет собой сильно разветвленную молекулу, обычно хранящуюся в клетках печени и мышц. Всякий раз, когда уровень глюкозы в крови снижается, гликоген расщепляется с высвобождением глюкозы в процессе, который ученые называют гликогенолизом.
Целлюлоза является наиболее распространенным природным биополимером. Целлюлоза в основном состоит из клеточной стенки растений. Это обеспечивает структурную поддержку клетки. Древесина и бумага в основном целлюлозные по своей природе. Мономеры глюкозы включают целлюлозу, которая связана β 1-4 гликозидными связями (рисунок).
В целлюлозе мономеры глюкозы связаны в неразветвленные цепи β 1-4 гликозидными связями. Из-за способа соединения субъединиц глюкозы каждый мономер глюкозы переворачивается по отношению к следующему, что приводит к линейной волокнистой структуре. Как показано на рисунке, все остальные мономеры глюкозы в целлюлозе перевернуты, и мономеры плотно упакованы в виде вытянутых длинных цепей.
Это придает целлюлозе жесткость и высокую прочность на растяжение, что так важно для растительных клеток. В то время как пищеварительные ферменты человека не могут разрушить связь β 1-4, травоядные животные, такие как коровы, коалы и буйволы, способны с помощью специализированной флоры в их желудке переваривать растительный материал, богатый клетчаткой, и использовать его. это как источник пищи. У некоторых из этих животных определенные виды бактерий и простейших обитают в рубце (часть пищеварительной системы травоядных) и выделяют фермент целлюлазу. Аппендикс пастбищных животных также содержит бактерии, переваривающие целлюлозу, что придает ей важную роль в пищеварительной системе жвачных животных. Целлюлазы могут расщеплять целлюлозу на мономеры глюкозы, которые животные используют в качестве источника энергии. Термиты также способны расщеплять целлюлозу из-за присутствия в их телах других организмов, выделяющих целлюлазы.
Углеводы выполняют различные функции у разных животных.
Членистоногие (насекомые, ракообразные и другие) имеют внешний скелет, экзоскелет, который защищает их внутренние части тела (как мы видим у пчелы на рисунке). Этот экзоскелет состоит из биологической макромолекулы хитина , которая представляет собой полисахарид, содержащий азот. Он состоит из повторяющихся единиц N-ацетил- β -d-глюкозамина, которые представляют собой модифицированный сахар. Хитин также является основным компонентом клеточных стенок грибов. Грибы не являются ни животными, ни растениями и образуют собственное царство в области Эукария.
Career Connections
Зарегистрированный диетолог Ожирение является проблемой здравоохранения во всем мире, и многие болезни, такие как диабет и болезни сердца, становятся все более распространенными из-за ожирения.
Это одна из причин, по которой люди все чаще обращаются за советом к зарегистрированным диетологам. Зарегистрированные диетологи помогают планировать программы питания для людей в различных условиях. Они часто работают с пациентами в медицинских учреждениях, разрабатывая планы питания для лечения и профилактики заболеваний. Например, диетологи могут научить пациента с диабетом, как управлять уровнем сахара в крови, употребляя углеводы правильного типа и количества. Диетологи также могут работать в домах престарелых, школах и частных практиках.
Чтобы стать зарегистрированным диетологом, необходимо получить как минимум степень бакалавра в области диетологии, питания, пищевых технологий или смежных областях. Кроме того, зарегистрированные диетологи должны пройти стажировку под наблюдением и сдать национальный экзамен. Те, кто занимается диетологией, проходят курсы по питанию, химии, биохимии, биологии, микробиологии и физиологии человека. Диетологи должны стать экспертами в области химии и физиологии (биологических функций) пищи (белков, углеводов и жиров).
Углеводы — Последние исследования и новости
- Атом
- RSS-канал
Углеводы (также известные как сахара) представляют собой молекулы, состоящие из основного звена, обычно шестичленного кольца, содержащего углерод и кислород либо по отдельности (моносахариды), либо соединенные вместе (дисахариды, олигосахариды или полисахариды). Они выполняют различные биологические функции, в том числе запасают энергию, модифицируют и регулируют белки, а также действуют как структурные компоненты клеточных мембран.
Последние исследования и обзоры
Исследовательская работа
| Открытый доступ
org/Person»> Лаура Пиркола- , Йохан Диксвед
- и Роджер Андерссон
Научные отчеты 13, 99
Исследовательская работа |
Протеогликаны гепарансульфата представляют собой удлиненные дисахаридные сополимеры, содержащие декорации сульфатирования и эпимеризации, связанные с белками клеточной поверхности и внеклеточного матрикса, которые способствуют передаче сигналов клетки и тканевому гомеостазу. Это структурное и мутагенное исследование комплекса EXT1-2 объясняет молекулярные детали синтеза сополимера основной цепи.
- Хуа Ли
- , Диганткумар Чапла
- и Хуйлинь Ли
Химическая биология природы, 1-10
Исследовательская работа
org/Person»> А. ТрамисНаучные отчеты 12, 22086
Исследовательская работа
|
Открытый доступ
Большинство обычных диагностических тестов на туберкулез основаны на труднодоступных образцах мокроты. В этом экспериментальном исследовании авторы анализируют, можно ли обнаружить туберкулез легких с помощью образцов конденсата выдыхаемого воздуха.
org/Person»> Серхио Фабиан Москера-РестрепоNature Communications 13, 7751
Исследовательская работа
|
Открытый доступ
- Мохаммад Гасеми-Садабади
org/Person»> , Яхья ЭбрахимнежадНаучные отчеты 12, 21216
Исследовательская работа
|
Открытый доступ
Гепарин представляет собой семейство сложных углеводов, связывающихся с белками для модуляции активности клеток. Здесь авторы сообщают о синтезе и моделировании конформаций S -связанного геми-А гепарозана [GlcA-S-GlcNAc] n , тиогликозидный нерасщепляемый полисахарид, и испытать его в качестве ингибитора гепараназы человека.
Nature Communications 13, 7438
Все исследования и обзоры
Новости и комментарии
Основные результаты исследований |
- Майкл Аттуотерс
Комментарии и мнения |
Гордость занимает особое место в сердцах лесбиянок, геев, бисексуалов, трансгендеров, гомосексуалистов, интерсексуалов, асексуалов+ (ЛГБТКИА+) как время, чтобы отпраздновать достигнутый нами прогресс и отстаивать достигнутые успехи. приходить. Здесь я подчеркиваю, как научное сообщество сыграло решающую роль в продвижении этого прогресса, и представляю личную точку зрения на важность быть открытым и гордиться тем, что я гей-клеточный биолог.
- Йи-Хунг Марк Чан
Nature Cell Biology 24, 1010-1011
Комментарии и мнения |