§ 9. Углеводы

Ст. 54

Рассмотрите рис. 35. В чем сходство и отличия в строении молекул моносахаридов, дисахаридов и полисахаридов.

Моносахариды, или простые сахара, состоят из 3–8 атомов углерода в цепи.

Дисахариды образованы двумя остатками простых сахаров и имеют общую формулу С12Н22Оn. Моносахариды и дисахариды – это бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде, сладкие на вкус.

Полисахариды (высокомолекулярные вещества) – периодические полимеры, мономерами которых являются повторяющиеся остатки моносахаридов, чаще всего молекул глюкозы. В отличие от простых сахаров сладкого вкуса они не имеют и при гидролизе под действием ферментов либо в присутствии кислот образуют глюкозу или другие моносахариды, из которых были построены.

Ст. 57

1. По структурным формулам углеводов (см. рис. 35) установите, гидрофильными или гидрофобными свойствами обладают эти вещества. Какова их растворимость в воде? Объясните почему.

Моносахариды и дисахариды обладают гидрофильными свойствами и хорошо растворяются в воде. Растворимость в воде обусловлена схожестью строения – наличия гидроксильных групп, способных образовывать водородные связи между молекулами по типу: R — O — H....O — R.

2. Из каких остатков глюкозы построены различные полисахариды? Сравните их строение и укажите черты сходства и отличия.

В состав крахмала и гликогена входит а — глюкоза, в состав целлюлозы – (3 — глюкоза. Разница в их строении приводит к образованию иного типа связей в полимерных молекулах, что определяет разные свойства и биологические функции.

Крахмал имеет две структуры: амилозу – длинные неразветвлённые цепи и амилопектин – цепи с разветвлением. Целлюлоза образует только неразветвлённые длинные цепи, причём количество звеньев глюкозы в такой цепи значительно больше, чем в крахмале.

Крахмал – белое порошкообразное вещество, плохо растворимое в холодной воде, а в горячей набухает и образует гель.

Целлюлоза представляет собой прочное волокнистое вещество, практически нерастворимое в воде.

3. Как сказываются различия в строении полисахаридов на их свойствах и биологических функциях? Ответ проиллюстрируйте примерами.

Из — за разницы в строении полисахариды по — разному усваиваются организмами. Так, в организме многих животных и человека крахмал и гликоген легко расщепляются и усваиваются, а вот фермент, расщепляющий целлюлозу, у них отсутствует. И только микроорганизмы способны расщеплять связи между остатками глюкозы в целлюлозе. Однако волокна целлюлозы способствуют перистальтике кишечника, поэтому необходимы многим животным и человеку для нормального пищеварения.

Функции углеводов. В организме углеводы выполняют в основном строи — тельную и энергетическую функции. Из целлюлозы состоят оболочки растительных клеток. В целлюлозе заключено около 50% от массы всех углеводов, находящихся в растениях. По общей массе целлюлоза занимает первое место на Земле среди органических соединений.

4. Объясните, почему желудочно — кишечный тракт большинства животных и человека не приспособлен к перевариванию целлюлозы.

Организм человека не приспособлен к перевариванию целлюлозы, так как не имеет ферментов, необходимых для разрыва связей между остатками ß — глюкозы в макромолекуле целлюлозы.

5. За счёт чего происходит расщепление клетчатки в организме травоядных животных? Какое это имеет для них значение?

В желудке травоядных содержится множество микробов и простейших, которые и помогают травоядным переваривать разрушить целлюлозные клеточные стенки растений и расщепить на отдельные мономеры целлюлозу. Для жвачных животных углеводы нужны, чтобы обеспечить жизнедеятельность микрофлоры рубца (микроорганизмы, инфузории, простейшие), которая зависит от углеводного состава рациона и требует разных форм углеводов – иногда легко — и быстроусвояемых и интенсивно ферментируемых, таких, как сахар, крахмал, а иногда, наоборот, с умеренной скоростью усвояемости или трудноусвояемых, таких, как клетчатка, декстрин, инулин.

6. Хитин – структурный полисахарид, составляющий основу клеточных стенок грибов, покровов членистоногих. Как вы думаете, с каким из известных вам растительных полисахаридов он должен иметь сходное строение? В чём должно проявляться это сходство? Ответ проиллюстрируйте примерами.

Хитин является веществом, очень близким по строению, физико — химическим свойствам и биологической роли к целлюлозе. Он выполняет защитную и опорную функции, содержится в клеточных стенках грибов, некоторых водорослей, бактерий.

7. Внесите в таблицу «Химический состав клетки» (см. с. 41) сведения об углеводах.