Органические соединения, состоящие из углерода, водорода, кислорода и являющиеся источником биохимической энергии, называются углеводами или сахарами. Термин появился в 1844 году.
|
Группа |
Формула углеводов |
Описание |
Примеры |
|
Моносахариды |
Cn(Н2О)n |
Молекула состоит из одного звена. Являются структурной единицей ДНК, РНК, АТФ. Подразделяются на кетозы и альдозы |
Глюкоза, фруктоза |
|
Олигосахариды |
CmH2nOn |
Молекулярная цепочка включает от одного до десяти остатков моносахаридов. В зависимости от количества звеньев различают дисахариды (диозы), трисахариды (триозы), тетрасахариды (тетраозы) и т.д. Подразделяются на гомоолигосахариды, включающие одинаковые моносахаридные остатки, и гетероолигосахариды, состоящие из разных моносахаридов |
Лактоза, сахароза, афиноза, стахиоза |
|
Полисахариды |
CnH2mOm |
Цепь состоит из многочисленных моносахаридов. Количество звеньев может превышать несколько тысяч |
Целлюлоза |
Наиболее значимыми для организма человека являются глюкоза, участвующая в метаболизме, и сахароза (привычный сахар), используемая в еду. Под действием ферментов в желудочно-кишечном тракте все сложные углеводы распадаются до моносахаридов.
Физические свойства
Моносахариды и олигосахариды сладкие на вкус. Плавятся и кипят при низких температурах. Олигосахариды хорошо растворяются в воде, имеют в растворах нейтральный водородный показатель (pH).
Полисахариды обладают более жёсткой структурой, не имеют сладкого вкуса, не растворяются в воде. В живых организмах выполняют опорную или энергетическую функцию. Например, целлюлоза входит в состав клеточной стенки растений, хитин – грибов и панцирей членистоногих. Крахмал и гликоген – источники энергии, накапливающиеся в клетках в виде зёрен и капель.
Для углеводов характерна пространственная изомерия.
Химические свойства
В зависимости от вида углеводы обладают разными химическими свойствами. В таблице описаны основные свойства сахаров.
|
Реакция |
Группы |
||
|
Моносахариды |
Олигосахариды |
Полисахариды |
|
|
Окисление |
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O |
– |
(C6H10O5)n + 6O2 → 6nCO2 + 5nH2O |
|
Брожение |
– спиртовое – C6H12O6 → 2C2H5OH (этанол) + 2CO2; – молочнокислое – C6H12O6 → 2CH3-CH(OH)-COOH (молочная кислота) |
– |
– |
|
Гидролиз |
– |
C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6 |
(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6 |
Углеводы являются продуктом фотосинтеза, образуясь в растительных клетках под действием солнечных лучей.
Что мы узнали?
Углеводы – одни из жизненно важных органических соединений. Они включают структурные единицы или сахариды, состоящие из карбонильной группы и нескольких гидроксильных групп. В зависимости от строения классифицируются на моносахариды, содержащие один сахарид, олигосахариды, содержащие от двух до десяти сахаридов, и полисахариды, включающие множество структурных единиц. Моносахариды и олигосахариды сладкие на вкус, хорошо растворимые в воде. Моносахариды подвержены брожению. Полисахариды не растворяются в воде и не имеют сладкого вкуса.
