Сложные органические вещества, содержащие углерод и являющиеся главным источником энергии в живых организмах, называются углеводами. Термин предложен химиком Карлом Шмидтом в 1844 году.
В зависимости от количества атомов углерода в одной молекуле различают несколько групп углеводов.
Часто встречается две группы:
- пентозы с пятью атомами углерода;
- гектозы с шестью атомами углерода.
Сложные сахара объединяют несколько моносахаридов. Могут образовывать длинные и ветвистые цепочки (гликаны).
В графической формуле углевода обозначение углерода (С) не пишется, а обозначается геометрической фигурой. Количество углов соответствует количеству углерода в молекуле.
Виды
Выделяют три вида углеводов, которые отличаются количеством структурных единиц. Описание каждой группы углеводов представлено в таблице.
|
Вид |
Общая формула |
Особенности |
Примеры |
|
Моносахариды |
Cn(Н2О)n |
Содержат одну структурную единицу (от 2 до 6 атомов углерода). Входят в состав АТФ, РНК, ДНК, мёда, фруктов |
– Глюкоза; – галактоза; – фруктоза; – рибоза; – дезоксирибоза |
|
Олигосахариды |
CmH2nOn |
Содержат от двух до десяти сахаридов. Различают гомоолигосахариды, содержащие одинаковые моносахаридные остатки, и гетероолигосахариды, содержащие разные моносахариды. Входят в состав тростникового сахара, молока |
– Сахароза; – целлобиоза; – рафиноза; – акарбоза |
|
Полисахариды |
CnH2mOm |
Содержат множество структурных единиц, могут включать несколько тысяч сахаридов. Не растворяются в воде, не имеют сладкого вкуса. Играют роль строительного материала или резерва энергии |
– Целлюлоза; – гликоген; – крахмал; – хитин; – муреин |
Моносахариды относятся к простым сахарам, олигосахариды и полисахариды – к сложным.
Одной из важнейших групп углеводов являются дисахариды, относящиеся к олигосахаридам и содержащие два моносахаридных остатка.
Наиболее известные и важные из них:
- лактоза – содержит глюкозу и галактозу;
- сахароза – состоит из фруктозы и глюкозы;
- мальтоза – образуется из двух молекул глюкозы.
Химическая формула всех дисахаридов – C12H22O11. Молекулы отличаются связями и структурой. При гидролизе образуется две молекулы глюкозы:
C12H22O11 + Н2О → 2С6Н12О6
Лактоза содержится в молоке и используется для изготовления детского питания. Сахароза – привычный сахар, употребляемый в пищу. Мальтоза входит в состав зёрен.
Функции
Углеводы активно участвуют в обмене веществ.
Основными функциями углеводов являются:
- обеспечение энергией – распад грамма углеводов даёт 17,6 кДж;
- запас энергии – крахмал (в растениях) и гликоген (в животных) являются энергетическими резервами;
- построение организма – целлюлоза входит в состав клеточных стенок растений, хитин – грибов и членистоногих, муреин – бактерий;
- участие в пластическом обмене – входят в состав ДНК, РНК, АТФ.
Что мы узнали?
Биология 9-10 класса включает тему, посвящённую строению и значению углеводов. Полимеры содержат углерод и участвуют в биохимических реакциях организма. Выделяют простые углеводы (моносахариды) и сложные (олигосахариды и полисахариды). Моносахариды и олигосахариды сладкие на вкус и растворимые в воде. Полисахариды не растворяются в воде, выполняют энергетическую и структурную функции. Углеводы – главный источник энергии при метаболизме.
