Karbonhidratların hücredeki yapısı ve görevleri nelerdir? Basit ve karmaşık karbonhidratlar: Onlardan korkmalı mısınız? Günlük karbonhidrat alımı

Biyolojik moleküllerin yapısı, karbon atomlarının genellikle karbon, oksijen, hidrojen veya nitrojen atomlarıyla kovalent bağlar oluşturma yeteneğine dayanmaktadır. Moleküller uzun zincirler halinde olabileceği gibi halka yapıları da oluşturabilirler.

Hücreyi oluşturan organik moleküller arasında karbonhidratlar, lipitler, proteinler ve nükleik asitler bulunur.

Karbonhidratlar - Bunlar monosakkaritlerden glikosidik bağlanma ile oluşturulan polimerlerdir. Monosakaritler yoğunlaşma ile birleştirilir (reaksiyona bir su molekülünün salınması eşlik eder).

Karbonhidratlar basit (monosakkaritler) ve kompleks (polisakkaritler) olarak ikiye ayrılır. Monosakkaritler arasında karbon atomu sayısına göre triozlar (3C), tetrozlar (4C), pentozlar (5C), heksozlar (6C) ve heptozlar (7C) ayırt edilir. Çözeltilerde pentozlar ve heksozlar döngüsel bir form alabilir.

İki monosakkarit molekülü birbiriyle birleşerek bir su molekülü açığa çıkarır ve bir disakkarit oluşur. Disakkaritlerin tipik örnekleri sakaroz (glikoz + fruktoz), maltoz (glikoz + glikoz), laktozdur (galaktoz + glikoz). Disakkaritler özellik bakımından monosakkaritlere benzer. Suda iyi çözünürler ve tadı tatlıdır.

Monosakkaritlerin miktarı arttırılırsa çözünürlük azalır ve tatlı tat kaybolur.

Doğada sıklıkla bulunan monosakkaritler gliseraldehit, riboz, ribuloz, deoksiriboz, fruktoz, galaktozdur.

Gliseraldehit fotosentez reaksiyonlarında rol oynar. Riboz, RNA ve ATP'nin bir parçasıdır. Deoksiriboz DNA'nın bir parçasıdır. Ribuloz doğada saf haliyle bulunmaz ve fosfor esteri fotosentez reaksiyonlarında rol oynar. Fruktoz nişasta dönüşümlerinde rol oynar. Galaktoz laktozun bir parçasıdır.

Doğada sıklıkla bulunan polisakkaritler nişasta, glikojen, selüloz, kitin, inülindir.

Nişasta iki polimer a - glikozdan oluşur. Glikojen bir a-glikoz polimeridir. Hayvan hücrelerinde yedek besindir. Selüloz bir β-glikoz polimeridir. Bitkilerin hücre duvarının bir kısmı. Selüloz, hidrojen bağlarıyla birbirine bağlanan paralel zincirlerden oluşur. Bu çapraz bağlanma suyun nüfuz etmesini önler. Selüloz hidrolize karşı oldukça dirençlidir ve yapısal bir moleküldür.

İşin sonu -

Bu konu şu bölüme aittir:

Hücre araştırmasının modern yöntemleri

Elektron mikroskobu.. fizikçiler ışık ışını yerine elektron ışınlarının kullanılmasını önerdiler.. transmisyon elektron mikroskobu..

Bu konuyla ilgili ek materyale ihtiyacınız varsa veya aradığınızı bulamadıysanız, çalışma veritabanımızdaki aramayı kullanmanızı öneririz:

Alınan materyalle ne yapacağız:

Bu materyal sizin için yararlı olduysa, onu sosyal ağlardaki sayfanıza kaydedebilirsiniz:

Bu bölümdeki tüm konular:

Işık mikroskobu
Işık mikroskobu kullanılarak hücre ve organelleri açıldı. Bazı organellerin şeffaf olması nedeniyle görülmesi zordu. Daha sonra çeşitli yöntemler geliştirildi.

Hücre teorisi
Hücreler canlı organizmaların yapısal ve işlevsel birimleridir. Hücre teorisi olarak bilinen benzer bir fikir, 19. yüzyılda mikroorganizmaların bir sonucu olarak yavaş yavaş gelişti.

Su ve inorganik bileşikler, hücredeki rolleri
Hücrelerin maddeleri arasında ilk sırada su yer almaktadır. İçeriği organizmanın türüne, yaşam ortamının koşullarına vb. bağlıdır.

Örneğin diş minesindeki su içeriği %10, sinir hücrelerindeki su miktarı ise %10'dur.
Lipitler, hücredeki rolleri

Lipitler bazı alkol ve yağ asitlerinin esterleridir. Yapıları bakımından çeşitlidirler. Birkaç lipit grubu vardır.
Triaçilgliseroller (veya gerçek

Proteinler, yapıları ve fonksiyonları
Proteinler tüm bitki ve hayvan dokularının bir parçasıdır. Hücre ve dokularda 170'den fazla farklı amino asit bulunur. Bunlardan sadece 26 tanesi proteinlerde bulunur. Ortak protein bileşenleri

Proteinlerin fonksiyonları
Enerji: 1 g proteinin tamamen parçalanmasıyla 17,6 kJ enerji açığa çıkar. Yapısal - proteinler tüm hücre zarlarının ve hücre organellerinin bir parçasıdır.

Enzimler
Sınıfların sayısı ve adı Katalizlenen reaksiyonlar Örnekler 1. Oksidoredüktazlar 2. Transferazlar 3. Hidrolazlar 4. Liyazlar 5. İzomer

Nükleik asitler
Nükleik asitler 1869'da İsviçreli kimyager Miescher tarafından keşfedildi. İki tür nükleik asit vardır: DNA (deoksiribonükleik asit). RNA (ribonükleik

DNA replikasyonu
Genetik materyalin her hücre bölünmesinde kendini doğru bir şekilde yeniden üretebilmesi gerekir. Her DNA ipliği, bir polipeptit zincirinin sentezi için bir şablon görevi görebilir. Böyle bir kopyalama mekanizması

Biyolojik membranlar, yapıları, özellikleri ve fonksiyonları. Plazma zarı
Plazma zarı veya plazmalemma, tüm hücreler için en sabit, temel ve evrensel zardır. En ince (yaklaşık 10 nm) film kaplamadır

Bitki hücre duvarı
Hücre duvarı bitki hücrelerinin en önemli bileşenlerinden biridir ve mantarlarda da bulunur.

Hücre duvarı aşağıdaki işlevleri yerine getirir: Mekanik dayanıklılık sağlar
Sitoplazma: hyaloplazma, hücre iskeleti

Ökaryotik hücrelerin canlı içeriği, birlikte protoplazmayı oluşturan bir çekirdek ve sitoplazmadan oluşur. Sitoplazma ana sulu madde ve onun içerdiği organellerden oluşur.
Hücre organelleri, yapıları ve fonksiyonları

Plastidler bitki hücrelerinin otonom organelleridir. Aşağıdaki plastid türleri vardır: Proplastidler Lökoplastlar Etioplastlar Kloroplastlar

Karbonhidratlar gezegendeki en önemli ve en bol bulunan organik bileşik sınıflarından biridir. Karbonhidratların rolü genel olarak organik ve inorganik bileşikler arasında bir tür köprü olarak tanımlanabilir. Karbonhidratların insan yaşamındaki rolünü göz önünde bulundurursak, vücuttaki biyokimyasal süreçlerin düzenlenmesine katılımlarını, enerji birikimini ve salınımını teşvik etmenin yanı sıra canlı hücrelerin yapısı ve plastisitesi üzerinde büyük bir etkiye sahip olduklarını vurgulamalıyız.

Karbonhidratların ana kaynakları bitki kökenli ürünlerdir. Pektin, lif ve nişasta gibi karbonhidratlar karmaşık karbonhidratlardır - polisakkaritler. Normal bağırsak fonksiyonuna katkıda bulunduğu ve bağırsak ortamında önemli ve faydalı bakterilerin gelişimini desteklediği için lif, insan beslenmesinde bulunmalıdır. Pektin, insan sindirimini de uyardığından zararlı maddelerin vücuttan uzaklaştırılmasında çok önemlidir.

Nişastaya gelince, bu karmaşık karbonhidrat vücut tarafından oldukça uzun bir süre emilir ve bu sırada monosükroz - glikoza işlenir. Uzun etkili bir enerji kaynağı olarak adlandırılabilir.

Karbonhidratlar parçalanıp işlendiğinde, vücudun bir bütün olarak normal işleyişini sürdürmek için gerekli enerjiyi serbest bırakacak işlemler başlatılır. Bir gram karbonhidrat işlenirken 4,1 kcal'a kadar üretilir.

Monosakkaritler veya en basit karbonhidratlar, tek bir şeker molekülünden oluşur, kristal katılardır, suda çözünürler ve tatlı bir tada sahiptirler. Monosakkaritler daha karmaşık karbonhidratların parçası olabilir. Karmaşık karbonhidratların hidrolizi veya karmaşık bir maddenin suyla çözünmesi, bunların daha basit karbonhidratlara - monosakkaritlere parçalanmasına yol açar. Ancak monosakkaritler çürümeye maruz kalmazlar çünkü kendileri en basit maddelerdir.

Monosakkaritler, insan vücudu için en önemli monosakkaritler olan glikoz, galaktoz ve fruktozu içerir. Kompleks karbonhidratlar parçalandığında kana karışırlar ve bu sayede başta karaciğer olmak üzere tüm insan organlarına girerler.

Fruktoz, meyvelerde ve balda bulunan, meyve şekeri olarak adlandırılan şekerdir. Fruktoz, glikozun aksine iki kat daha tatlıdır ve kana çok daha yavaş emilir.

Saf haliyle galaktoz doğada mevcut değildir. Bu monosakkarit glikozla birleşerek süt şekeri olan laktozu oluşturur. Laktoz, hayvansal kökenli süt yağlarında, beslenme - emzirme sırasında kan şekerinden üretilir.

Fruktoz ve galaktoz karaciğere girdikten sonra kimyasal dönüşümlere uğrar ve böylece glikoza dönüşür.

Glikoz ise insan vücudunun normal işleyişi için gerekli olan en önemli monosakkarittir.

Ana işlev enerjidir

İnsan vücudundaki hücrelerin ana enerji kaynağı, basit bir karbonhidrat olan glikozdur. Ortalama kan şekeri seviyesi litre başına 0,6-1,1 g'dır. Karbonhidrat bakımından zengin besinler, vücudun tüm organların normal çalışması için gerekli enerji kaynağının %60'ından fazlasını almasını sağlar.

Ürünlerde ve hazır yemeklerde karbonhidratlar, bitki veya hayvan kökenli polisakkaritler gibi karmaşık bileşikler formunda sunulur. Ve mideye ulaştıklarında en basit bileşiklere (monosakkaritler) ayrılırlar. Vücuttaki tüm monosakkaritlerin %80'ini glikoz oluşturur.

Glikozun işlenmesi sırasında üretilen enerji, özellikle yoğun stres dönemlerinde beyin ve kas dokusunun hücresel düzeyde normal işleyişini sağlamayı mümkün kılar. Glikoz beyin için önemlidir, çünkü hücreleri kanla sağlanan maddelerden bağımsız olarak enerji sentezleyemez.

Vücuttaki glikoz seviyelerini daha yakından izlemek gerekir. Aktif bir yaşam tarzınız varsa veya oldukça şiddetli zihinsel stresiniz varsa, vücuda gerekli glikoz kaynağını sağlamak için karbonhidrat alımınızı artırmalısınız. Glikoz seviyelerindeki keskin bir düşüş veya artış oldukça ciddi sonuçlara yol açabilir.

Glikoz seviyeleri keskin bir şekilde düştüğünde beyin açlıktan ölmeye başlar, bu da bayılmaya, komaya ve bazen ölüme yol açabilir. Kan şekeri seviyelerindeki düşüş kademeli bir süreçse - örneğin diyet uygularken, o zaman enerji eksikliği kişinin yalnızca fiziksel değil zihinsel durumunu da olumsuz etkiler. İlgisizlik veya depresyonun üstesinden gelir, kaslarda zayıflık ortaya çıkar ve herhangi bir fiziksel eforun gerçekleştirilmesi zordur. Zihinsel aktivite yavaşlar ve kişi bir tür engellenmiş duruma düşer.

Fazla glikoz diyabet gibi hastalıklara yol açar. Ayrıca kanda çok fazla glikoz olması böbrek sorunlarına yol açar. Suyu vücuttan yoğun bir şekilde çıkarmaya başlarlar, böylece kişi şiddetli susuzluk veya dehidrasyon yaşar. Bu diyabetin belirtilerinden biridir.

Ayrıca kandaki aşırı glikoz vücutta yağ birikim süreçlerinin aktivasyonuna yol açar. Bu nedenle, diyetteki fazla karbonhidrat, yağ birikintilerinin oluşumuna katkıda bulunur ve bu, hem dışarıdan - hem de dahili olarak - genel olarak sağlık durumunu olumsuz yönde etkileyecektir.

Bu nedenle karbonhidrat alımında dengeyi korumak çok önemlidir. Aktif bir yaşam tarzınız, ağır fiziksel aktiviteniz veya uzun süreli zihinsel süreçleriniz varsa, çabuk sindirilebilen karbonhidratlar içeren yiyecekleri daha fazla tüketmelisiniz. Bu tür ürünler arasında ekmekten yapılan unlu mamuller, beyaz un, şekerlemeler ve çikolata, tahıllar ve alkollü içecekler yer alır.

Bir kişi daha az aktif veya pasif bir yaşam tarzı sürdürüyorsa, az hareket ediyorsa ve fiziksel aktivite gerekli minimum seviyeye indiriliyorsa, yavaş sindirilen karbonhidratlara sahip yiyecekler diyete hakim olmalıdır. O zaman vücut enerjiye aşırı doymuş olmayacak, eşit şekilde akacaktır. Aksi takdirde fazlalığı vücudun genel durumunu olumsuz etkileyecek, sinir sistemi ve beynin işleyişi bozulacak ve yağın dokularda "depolanmasına" katkıda bulunan büyük miktarda hormon ve enzim üretimi başlayacaktır. .

Koruyucu işlevler

Hücre zarı ve hücre içi oluşumlar ayrıca karbonhidratları veya bunların türevlerini de içerir. Bu nedenle karbonhidratlar vücudu enerjiyle doldurmanın yanı sıra birçok temel maddenin, enzimin, amino asitlerin ve lipidlerin sentezine de katkıda bulunur. Karbonhidratların bu özelliği, vücudu patojen bakteri ve virüslerden koruyarak insanın bağışıklık sistemini güçlendirmeye yardımcı olur. Bazı glikoz polisakkaritleri ise insan saçı, kıkırdak ve bağların temelini oluşturur.

Çoğunlukla vücudun tüm salgıları, özellikle de gastrointestinal sistem, büyük miktarlarda karbonhidrat ve türevleri içerir. Bu nedenle, karbonhidratların vücuttaki bir diğer önemli işlevi, yemek borusu, bağırsaklar ve midenin duvarlarının yanı sıra diğer içi boş organların patojenik ve zararlı bakteri ve virüslerin nüfuzundan korunmasına yönelik süreçleri aktive etme ve bunlara katılma yeteneği olmalıdır. mekanik hasar.

Düzenleyici işlevler

Normal bağırsak fonksiyonu için vücudun liflere ihtiyacı vardır. Suda çözünmeyen ve insan gastrointestinal kanalında fermente edilemeyen kompleks bir polisakkarittir. Aynı zamanda kişinin tükettiği besinlerin büyük bir kısmı lif açısından zengindir. Bu polisakkaritin yapısı oldukça pürüzlüdür ve işlenmesi sırasında mide ve bağırsak mukozasında mekanik tahriş meydana gelir. Bu tür bir tahriş, bağırsak ve mide duvarlarının dalga benzeri bir kasılmasına neden olur ve kişide tokluk hissi gelişir. Bu nedenle lif, bağırsak duvarlarını toksinlerden ve diğer birikintilerden temizlemeye yardımcı olan bir tür temizleyicidir.

Diğer işlevler

Karbonhidratların bir diğer işlevi de plastik işlevidir. Vücuda gıdayla giren karbonhidratlar sadece parçalanmakla kalmaz, aynı zamanda glikoz üretiminin de temel nedenidir. Glikojen, hayvan tipindeki basit karbonhidratları ifade eder ve bir tür glikoz deposudur. Bu karbonhidrat vücudun dokularında biriktirilir ve böylece bir enerji rezervi oluşturulur.

Ek olarak karbonhidratlar, deoksiriboz ve rizoblar gibi karmaşık moleküllerin bir parçasıdır. Bu sayede karbonhidratlar DNA, RNA ve ATP'nin yapımında rol alır.

Kan ozmotik basıncı büyük ölçüde kandaki glikoz konsantrasyonuna bağlıdır. Bu, hücre içi sıvı ile hücre zarının arkasında bulunan sıvı arasında normal değişimin gerçekleştiği basınçtır. Normal koşullar altında, hücre zarı üzerindeki basınç, hücrenin küçülmesini veya şişmesini değil, normal şeklini almasını sağlayacak derecede oluşur. Normal ozmotik basınçta glikoz konsantrasyonu yüzde glikoz başına yaklaşık 100 mg'dır. Böylece karbonhidratlar düzenleyici bir işlev görür.

Polisakkaritlerin bir türü oligosakkarittir. Bu karbonhidrat monosakkarit kalıntıları içerir ve hücrenin veya ligand molekülünün algılayıcı (reseptör) kısmının bir parçasıdır. Bu tip karbonhidrat fonksiyonuna reseptör fonksiyonu denir.

), insan vücudunda herhangi bir işlevi yerine getirmekle sınırlı değildir. Enerji sağlamanın yanı sıra karbonhidratların temel fonksiyonel rolü Ayrıca kalbin, karaciğerin, kasların ve merkezi sinir sisteminin normal çalışması için de gereklidirler. Protein ve yağ metabolizmasının düzenlenmesinde önemli bir bileşendirler.

Karbonhidratların temel biyolojik fonksiyonları, vücutta neden ihtiyaç duyuldukları

1. Enerji fonksiyonu.
   Karbonhidratların insan vücudundaki ana işlevi. Hücrelerde meydana gelen her türlü iş için ana enerji kaynağıdırlar. Karbonhidratlar parçalandığında açığa çıkan enerji ısı olarak dağılır veya ATP moleküllerinde depolanır. Karbonhidratlar vücudun günlük enerji tüketiminin yaklaşık %50 - 60'ını ve beynin tüm enerji harcamasını sağlar (karaciğer tarafından salınan glikozun yaklaşık %70'i beyin tarafından emilir). 1 g karbonhidrat oksitlendiğinde 17,6 kJ enerji açığa çıkar. Vücut, ana enerji kaynağı olarak serbest glikozu veya glikojen formunda depolanmış karbonhidratları kullanır.
2. Plastik (inşaat) işlevi.
   Karbonhidratlar (riboz, deoksiriboz), ADP, ATP ve diğer nükleotidlerin yanı sıra nükleik asitleri oluşturmak için kullanılır. Bazı enzimlerin bir parçasıdırlar. Bireysel karbonhidratlar hücre zarlarının yapısal bileşenleridir. Glikoz dönüşüm ürünleri (glukuronik asit, glukozamin, vb.) polisakkaritlerin ve kıkırdak ve diğer dokuların karmaşık proteinlerinin bir parçasıdır.
3. Depolama işlevi.
   Karbonhidratlar iskelet kaslarında (%2'ye kadar), karaciğerde ve diğer dokularda glikojen formunda depolanır (birikir). Doğru beslenmeyle karaciğerde% 10'a kadar glikojen birikebilir ve olumsuz koşullar altında içeriği karaciğer kütlesinin% 0,2'sine düşebilir.
4. Koruyucu fonksiyon.
   Kompleks karbonhidratlar bağışıklık sisteminin bir parçasıdır; mukopolisakkaritler burun damarlarının, bronşların, sindirim sisteminin ve genitoüriner sistemin yüzeyini kaplayan ve bakteri ve virüslerin nüfuzuna ve ayrıca mekanik hasara karşı koruyan mukoza maddelerinde bulunur.
5. Düzenleyici işlev.
   Glikoproteinlerin membran reseptörlerinin bir parçasıdırlar. Karbonhidratlar vücuttaki ozmotik basıncın düzenlenmesinde rol oynar. Böylece kan %100-110 mg/% glikoz içerir ve kanın ozmotik basıncı glikoz konsantrasyonuna bağlıdır. Gıdalardan elde edilen lifler bağırsaklarda parçalanmaz (sindirilmez), ancak bağırsak hareketliliğini ve sindirim sisteminde kullanılan enzimleri harekete geçirerek besinlerin sindirimini ve emilimini artırır.

Karbonhidrat grupları

• Basit (hızlı) karbonhidratlar
  İki tür şeker vardır: monosakkaritler ve disakkaritler. Monosakkaritler glikoz, fruktoz veya galaktoz gibi bir şeker grubu içerir. Disakkaritler, iki monosakkaritin kalıntılarından oluşur ve özellikle sükroz (yaygın sofra şekeri) ve laktoz ile temsil edilir. Kan şekerini hızla yükseltirler ve yüksek glisemik indekse sahiptirler.
• Kompleks (yavaş) karbonhidratlar
  Polisakkaritler, üç veya daha fazla basit karbonhidrat molekülü içeren karbonhidratlardır. Bu tip karbonhidratlar özellikle dekstrinleri, nişastaları, glikojenleri ve selülozları içerir. Polisakkaritlerin kaynakları tahıllar, baklagiller, patates ve diğer sebzelerdir. Yavaş yavaş glikoz içeriğini artırın ve düşük glisemik indekse sahip olun.
• Sindirilemez (lifli)
  Lif (diyet lifi) vücuda enerji sağlamaz ancak yaşamında büyük rol oynar. Esas olarak düşük veya çok düşük şeker içeriğine sahip bitkisel gıdalarda bulunur. Liflerin karbonhidratların, proteinlerin ve yağların emilimini yavaşlattığı (kilo kaybı için yararlı olabileceği) unutulmamalıdır. Yararlı bağırsak bakterileri (mikrobiyom) için beslenme sağlar

Karbonhidrat türleri

Monosakkaritler

• Glikoz
  Tatlı bir tada sahip, renksiz, kristalimsi bir madde olan monosakkarit hemen hemen her karbonhidrat zincirinde bulunur.
• Fruktoz
  Serbest meyve şekeri hemen hemen tüm tatlı meyvelerde ve meyvelerde bulunur; şekerlerin en tatlısıdır.
• Galaktoz
  Serbest biçimde bulunamadı; Glikozla birleştiğinde laktoz yani süt şekerini oluşturur.

Disakkaritler

• Sakaroz
  Fruktoz ve glikoz kombinasyonundan oluşan bir disakkarit yüksek çözünürlüğe sahiptir. Bağırsaklara girdiğinde bu bileşenlere ayrışır ve bunlar daha sonra kana karışır.
• Laktoz
  Disakkarit grubundan bir karbonhidrat olan süt şekeri süt ve süt ürünlerinde bulunur.
• Maltoz
  Malt şekeri insan vücudu tarafından kolayca emilir. İki glikoz molekülünün birleşmesiyle oluşur. Maltoz, sindirim sırasında nişastanın parçalanması sonucu oluşur.

Polisakkaritler

• Nişasta
  Beyaz toz, soğuk suda çözünmez. Nişasta insan beslenmesindeki en yaygın karbonhidrattır ve birçok temel gıdada bulunur.
• Elyaf
  Sert bitki yapıları olan karmaşık karbonhidratlar. İnsan vücudunda sindirilmeyen ancak yaşamında ve sindiriminde büyük rol oynayan bitkisel besin bileşeni.
• Maltodekstrin
  Tatlı bir tada sahip, suda oldukça çözünür, beyaz veya krem ​​​​renkli toz. Bitki nişastasının enzimatik parçalanmasının bir ara ürünüdür, bunun sonucunda nişasta molekülleri dekstrinlere ayrılır.
• glikojen
  Glikoz kalıntılarından oluşan polisakkarit; Ana yedek karbonhidrat vücut dışında hiçbir yerde bulunmaz. Glikojen, insan vücudundaki ani glikoz eksikliğini telafi etmek için gerektiğinde hızla harekete geçirilebilecek bir enerji rezervi oluşturur.

1. Karbonhidratlarla ilgili hangi maddeleri biliyorsunuz?

Cevap. Karbonhidratlar (sakkaritler), geniş bir doğal organik bileşik sınıfının genel adıdır. İsmi “kömür” ve “su” kelimelerinden gelmektedir. Karbonhidratlar basit ve karmaşık olmak üzere iki gruba ayrılır. Basit karbonhidratlar - glikoz ve fruktoz, disakkaritler - sakaroz, polisakkaritler - nişasta ve selüloz

2. Karbonhidratların canlı bir organizmada rolü nedir?

Cevap. Canlı bir organizmadaki karbonhidratlar bir dizi işlevi yerine getirir: enerji, inşaat, koruyucu, depolama işlevleri.

§9'dan sonraki sorular

1. Hangi karbonhidratlara mono-, oligo- ve polisakkaritler denir?

Cevap. Monosakkaritler (Yunan monosundan - bir), suda kolayca çözünen ve tatlı bir tada sahip olan renksiz kristal maddelerdir. Monosakkaritler arasında canlı organizmalar için en önemlileri riboz, deoksiriboz, glikoz, fruktoz ve galaktozdur. Riboz, RNA, ATP, B vitaminleri ve bazı enzimlerin bir parçasıdır. Deoksiriboz DNA'nın bir parçasıdır. Glikoz (üzüm şekeri), polisakkaritlerin (nişasta, glikojen, selüloz) bir monomeridir. Tüm organizmaların hücrelerinde bulunur. Fruktoz, sükroz gibi oligosakkaritlerin bir parçasıdır. Bitki hücrelerinde serbest formda bulunur. Galaktoz aynı zamanda laktoz gibi bazı oligosakkaritlerin de bir bileşenidir.

Oligosakkaritler (Yunan oligolarından - biraz), bir glikosidik bağ kullanılarak birbirine kovalent olarak bağlanan iki (daha sonra disakkaritler olarak adlandırılır) veya birkaç monosakkaritten oluşur. Oligosakkaritlerin çoğu suda çözünür ve tatlı bir tada sahiptir. Oligosakkaritler arasında en yaygın disakkaritler sakkaroz (kamış şekeri), maltoz (malt şekeri), laktozdur (süt şekeri).

Polisakkaritler (Yunanca poli-çok'tan) polimerlerdir ve kovalent bağlarla bağlanan sınırsız sayıda (birkaç yüz veya binlerceye kadar) sayıda monosakarit moleküler kalıntısından oluşur. Bunlar arasında nişasta, glikojen, selüloz, kitin vb. yer alır. İlginç bir şekilde, canlı organizmalarda önemli bir rol oynayan nişasta, glikojen ve selüloz, glikoz monomerlerinden oluşur ancak moleküllerindeki bağlar farklıdır. Ayrıca selülozun zincirleri dallanmaz ama glikojenin zincirleri nişastanın zincirlerinden daha dallıdır.

2. Karbonhidratlar canlı organizmalarda hangi işlevleri yerine getirir?

Cevap. Karbonhidratların temel işlevi enerjidir. Karbonhidrat moleküllerinin enzimatik parçalanması ve oksidasyonu sırasında, vücudun hayati fonksiyonlarını sağlayan enerji açığa çıkar. 1 g karbonhidrat tamamen parçalandığında 17,6 kJ açığa çıkar.

Karbonhidratlar depolama işlevi görür. Fazla olduklarında hücrede depo maddeleri (nişasta, glikojen) olarak birikir ve gerektiğinde vücut tarafından enerji kaynağı olarak kullanılırlar. Örneğin tohum çimlenmesi, yoğun kas çalışması ve uzun süreli açlık sırasında karbonhidratların parçalanmasında artış meydana gelir.

Karbonhidratların yapısal veya yapısal işlevi çok önemlidir. Yapı malzemesi olarak kullanılırlar. Böylece selüloz özel yapısından dolayı suda çözünmez ve yüksek mukavemete sahiptir. Bitki hücre duvarlarındaki malzemenin ortalama %20-40'ı selülozdur ve pamuk lifleri neredeyse saf selülozdur, bu nedenle tekstil yapımında kullanılırlar.

Kitin, bazı protozoa ve mantarların hücre duvarlarının bir parçasıdır. Dış iskeletin önemli bir bileşeni olan kitin, eklembacaklılar gibi belirli hayvan gruplarında bulunur.

Karbonhidratlar koruyucu bir işlev görür. Dolayısıyla patojen mikroorganizmaların yaralara nüfuz etmesini engelleyen diş etleri (erik, kiraz gibi bitkilerin gövde ve dalları hasar gördüğünde açığa çıkan reçineler) monosakkarit türevleridir.

Tek hücreli organizmaların sert hücre duvarları ve eklembacaklıların karbonhidrat içeren kitin örtüleri de koruyucu işlevler yerine getirir.

3. Karbonhidratlar neden hücredeki ana enerji kaynağı olarak kabul edilir?

Cevap. Karbonhidratlar hücredeki ana enerji kaynağı olarak kabul edilir çünkü parçalandıklarında yeterli miktarda enerji açığa çıkar. Karbonhidratlar vücutta mevcuttur. Karbonhidratların parçalanması diğer organik maddelere göre daha hızlı gerçekleşir.

Tipik olarak, bir hayvan hücresi yaklaşık% 1 karbonhidrat içerir, karaciğer hücrelerinde içeriği% 5'e ve bitki hücrelerinde% 90'a kadar ulaşır. Düşünün ve nedenini açıklayın.

Cevap. Bitki hücrelerinde büyük miktarda karbonhidrat bulunur, yani. bitkiler ototrof olduğundan ve hücrelerinde karbonhidratların fotosentez süreci sürekli devam ettiğinden.

Hayvanların karaciğeri, hücreleri glikojen formunda bir glikoz kaynağı içerdiğinden daha yüksek bir karbonhidrat içeriğine sahiptir.

Karbonhidratlar polihidrik alkollerin türevleridir ve karbon, hidrojen ve oksijenden oluşur. Kimyacılar bu bileşikleri polihidroksialdehitler veya polihidroksiketonlar olarak tanımlarlar. "Karbonhidratlar" adı güncelliğini kaybetmiş olmasına rağmen, bilimsel literatür de dahil olmak üzere günümüzde hala yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu bileşik sınıfı adını almıştır çünkü çoğu molekülde sudakiyle aynı hidrojen ve oksijen oranına sahiptir. Karbonhidratların genel formülü Cn(H20)m'dir, burada n 3'ten az değildir. Ancak karbonhidrat sınıfına ait tüm bileşikler bu formüle karşılık gelmez.

Bu bağlantıların ne olduğunu öğrenin.

Cevap. Karbonhidratların genel formülü Cn(H2O)m'dir. Bununla birlikte, karbonhidrat kimyasının gelişmesiyle birlikte, bileşimi verilen genel formüle uymayan, ancak kendi sınıfındaki maddelerin özelliklerine sahip olan bileşikler (örneğin, C5H10O4-Deoksiriboz) keşfedildi. Başka bir örnek laktik asit C3H6 O3'tür.

Karbonhidratlar- çoğu durumda bileşimi genel formül C ile ifade edilen organik bileşikler N(H2O) M (N Ve M≥ 4). Karbonhidratlar monosakkaritler, oligosakkaritler ve polisakkaritler olarak üçe ayrılır.

Monosakkaritler- basit karbonhidratlar, karbon atomu sayısına bağlı olarak triozlara (3), tetroza (4), pentozlara (5), heksozlara (6) ve heptozlara (7 atom) ayrılır. En yaygın olanları pentozlar ve heksozlardır. Monosakaritlerin özellikleri- suda kolayca çözünür, kristalleşir, tatlı bir tada sahiptir ve α- veya β-izomerleri formunda sunulabilir.

Riboz ve deoksiriboz pentoz grubuna aittir, RNA ve DNA nükleotidlerinin, ribonükleosit trifosfatların ve deoksiribonükleosit trifosfatların vb. bir parçasıdır. Deoksiriboz (C5H1004), ikinci karbon atomunda ribozdan (C5H1005) farklıdır. riboz gibi bir hidroksil grubu yerine bir hidrojen atomuna sahiptir.

Glikoz veya üzüm şekeri(C6H12O6), heksoz grubuna aittir, a-glikoz veya β-glikoz formunda mevcut olabilir. Bu uzaysal izomerler arasındaki fark, a-glikozun ilk karbon atomunda hidroksil grubunun halka düzleminin altında yer alması, β-glikoz için ise bu düzlemin üzerinde olmasıdır.

Glikoz:

1. en yaygın monosakkaritlerden biri,
2. Hücrede meydana gelen her türlü iş için en önemli enerji kaynağıdır (bu enerji, solunum sırasında glikozun oksidasyonu sırasında açığa çıkar),
3. birçok oligosakarit ve polisakkaritin monomeri,
4. kanın önemli bir bileşeni.

Fruktoz veya meyve şekeri balda (%50'den fazla) ve meyvelerde serbest formda bulunan, glikozdan daha tatlı olan heksoz grubuna aittir. Birçok oligosakarit ve polisakkaritin bir monomeridir.

Oligosakkaritler- birkaç (iki ila on) monosakarit molekülü arasındaki yoğunlaşma reaksiyonunun bir sonucu olarak oluşan karbonhidratlar. Monosakarit kalıntılarının sayısına bağlı olarak disakkaritler, trisakaritler vb. En yaygın olanları ayırt edilir. Oligosakaritlerin özellikleri- Suda çözünür, kristalleşir, monosakkarit kalıntılarının sayısı arttıkça tatlı tadı azalır. İki monosakkarit arasında oluşan bağa denir glikosidik.

Sükroz veya kamış veya pancar şekeri, glikoz ve fruktoz kalıntılarından oluşan bir disakkarittir. Bitki dokularında bulunur. Bir gıda ürünüdür (yaygın adı - şeker). Endüstride sakaroz, şeker kamışından (sapları %10-18 içerir) veya şeker pancarından (kök sebzeler %20'ye kadar sakkaroz içerir) üretilir.

Maltoz veya malt şekeri, iki glikoz kalıntısından oluşan bir disakkarittir. Çimlenen tahıl tohumlarında bulunur.

Laktoz veya süt şekeri, glikoz ve galaktoz kalıntılarından oluşan bir disakkarittir. Tüm memelilerin sütünde bulunur (%2-8,5).

Polisakkaritler- bunlar birçok (birkaç düzine veya daha fazla) monosakarit molekülünün polikondensasyon reaksiyonunun bir sonucu olarak oluşan karbonhidratlardır. Polisakkaritlerin özellikleri— Suda çözünmez veya az çözünmez, açıkça oluşmuş kristaller oluşturmaz ve tatlı bir tada sahip değildir.

Nişasta(C6H10O5) N- monomeri a-glikoz olan bir polimer. Nişasta polimer zincirleri dallanmış (amilopektin, 1,6-glikosidik bağlantılar) ve dallanmamış (amiloz, 1,4-glikosidik bağlantılar) bölgeler içerir. Nişasta, bitkilerin ana karbonhidrat rezervidir, fotosentez ürünlerinden biridir ve tohumlarda, yumrularda, rizomlarda ve çiçek soğanlarında birikir. Pirinç tanelerindeki nişasta içeriği %86'ya kadar, buğday %75'e kadar, mısır %72'ye kadar ve patates yumrularında %25'e kadardır. Nişasta ana karbonhidrattır insan gıdası (sindirim enzimi - amilaz).

glikojen(C6H10O5) N- monomeri aynı zamanda a-glikoz olan bir polimer. Glikojenin polimer zincirleri nişastanın amilopektin bölgelerine benzer, ancak onlardan farklı olarak daha fazla dallanırlar. Glikojen, hayvanların, özellikle de insanların ana rezerv karbonhidratıdır. Karaciğerde (%20'ye kadar içerik) ve kaslarda (%4'e kadar) birikir ve bir glikoz kaynağıdır.

(C6H10O5) N- monomeri β-glikoz olan bir polimer. Selüloz polimer zincirleri dallanmaz (β-1,4-glikosidik bağlar). Bitki hücre duvarlarının ana yapısal polisakaritidir. Odundaki selüloz içeriği %50'ye kadar, pamuk çekirdeği liflerinde ise %98'e kadardır. Selüloz insan sindirim sıvıları tarafından parçalanmaz çünkü... β-glikozlar arasındaki bağları kıran selülaz enziminden yoksundur.

İnülin- monomeri fruktoz olan bir polimer. Asteraceae familyasının bitkilerinin karbonhidrat rezervi.

Glikolipidler- karbonhidrat ve lipitlerin kombinasyonu sonucu oluşan karmaşık maddeler.

Glikoproteinler- karbonhidratların ve proteinlerin birleştirilmesiyle oluşan karmaşık maddeler.

Karbonhidratların fonksiyonları

Lipidlerin yapısı ve fonksiyonları

Lipitler tek bir kimyasal özelliği yoktur. Çoğu faydada, vermek lipitlerin belirlenmesi Bunun, hücreden organik çözücüler (eter, kloroform ve benzen) ile ekstrakte edilebilen, suda çözünmeyen organik bileşiklerin kolektif bir grubu olduğunu söylüyorlar. Lipitler basit ve karmaşık olarak ikiye ayrılabilir.

Basit lipitlerÇoğu, yüksek yağ asitleri ve trihidrik alkol gliserol - trigliseritlerin esterleri ile temsil edilir. Yağ asitleri 1) tüm asitler için aynı olan bir grup - bir karboksil grubu (-COOH) ve 2) birbirlerinden farklı oldukları bir radikal. Radikal, değişen sayıda (14'ten 22'ye kadar) -CH2- gruplarından oluşan bir zincirdir. Bazen bir yağ asidi radikali bir veya daha fazla çift bağ (-CH=CH-) içerir; yağ asidine doymamış denir. Bir yağ asidinin çift bağı yoksa buna denir. zengin. Bir trigliserit oluştuğunda, gliserolün üç hidroksil grubunun her biri, üç ester bağı oluşturmak üzere bir yağ asidi ile yoğunlaşma reaksiyonuna girer.

Trigliseritler baskınsa doymuş yağ asitleri 20°C'de katıdırlar; onlar denir yağlar hayvan hücrelerinin karakteristik özelliğidir. Trigliseritler baskınsa doymamış yağ asitleri 20 °C'de sıvıdırlar; onlar denir yağlar, bitki hücrelerinin karakteristik özelliğidirler.

1 - trigliserit; 2 - ester bağı; 3 - doymamış yağ asidi;
4 - hidrofilik kafa; 5 - hidrofobik kuyruk.

Trigliseritlerin yoğunluğu suyunkinden daha düşüktür, bu nedenle suda yüzerler ve yüzeyinde bulunurlar.

Basit lipitler ayrıca şunları içerir: mumlar- daha yüksek yağ asitlerinin ve yüksek molekül ağırlıklı alkollerin esterleri (genellikle çift sayıda karbon atomu ile).

Kompleks lipitler. Bunlar arasında fosfolipitler, glikolipitler, lipoproteinler vb. bulunur.

Fosfolipitler- bir yağ asidi kalıntısının bir fosforik asit kalıntısıyla değiştirildiği trigliseritler. Hücre zarlarının oluşumunda rol alın.

Glikolipidler- yukarıya bakın.

Lipoproteinler- lipitlerin ve proteinlerin kombinasyonu sonucu oluşan karmaşık maddeler.

Lipoidler- yağ benzeri maddeler. Bunlar arasında karotenoidler (fotosentetik pigmentler), steroid hormonları (cinsiyet hormonları, mineralokortikoidler, glukokortikoidler), gibberellinler (bitki büyüme maddeleri), yağda çözünen vitaminler (A, D, E, K), kolesterol, kafur vb. bulunur.

Lipidlerin fonksiyonları

Git 1 numaralı dersler"Giriiş. Hücrenin kimyasal elementleri. Su ve diğer inorganik bileşikler"

Git 3 numaralı dersler“Proteinlerin yapısı ve işlevleri. Enzimler"