Описание углеводов: Классификация углеводов. Химия, 10 класс: уроки, тесты, задания.

Содержание

Углеводы

Углеводы – природные органические соединения, состоящие из молекул углерода и воды.

Для нашего организма углеводы являются основным «топливом», обеспечивающим энергией все процессы, происходящие в теле человека.

Наш организм способен запасать углеводы в виде гликогена, который откладывается в печени и мышцах.

Углеводы участвуют в синтезе заменимых аминокислот, являются материалом для роста клеток и питанием для мозга. В организме углеводы преобразуются в глюкозу, которая необходима для адекватной работы всего организма и особенно мозга. Углеводы являются мгновенным источником энергии.

Углеводы можно разделить на простые и сложные. К продуктам, содержащим простые углеводы, относятся мед, сахар, кукурузный сироп, белый хлеб. Сложные углеводы содержатся вмакаронах, рисе и картофеле, во фруктах, ягодах и овощах, бобовых, орехах и цельнозерновых продуктах.

Сложные углеводы состоят из молекул сахара, которые связаны вместе в длинные (более 9 мономеров) цепи. К сложным углеводам относятся крахмал, гликоген, инулин, некрахмальные полисахариды (целлюлоза, гемицеллюлозы, пектин). Простые углеводы состоят из 1-2 мономеров, к ним относятся сахара (содержат 1-2 мономера) глюкоза,фруктоза, галактоза, рибоза, дезоксирибоза, сахароза, мальтоза и лактоза.

Ягоды, овощи и цельнозерновые продукты помимо углеводов содержат витамины, клетчатку и антиоксиданты, которые важны для хорошего здоровья и самочувствия. Цельнозерновые продукты содержат также жирные кислоты, магний, витамины группы В, фолат и цинк. Фрукты и крахмалистые овощи содержат, помимо указанных выше нутриентов, фитонутриенты, такие как флавоноиды и каротиноиды.

При употреблении простых углеводовуровень сахара в крови быстро поднимается и также быстро снижается. При употреблении сложных углеводов организму необходимо сперва разложить их до простых углеводов, а затем – до глюкозы. Этот процесс занимает больше времени, таки образом уровень сахара в крови повышается медленнее, и такие углеводы с меньшей вероятностью превращаются в жир.

Если вы употребляете с пищей избыточное количество углеводов, уровень сахара в крови может стать слишком высоким. Это заставит организм вырабатывать больше инсулина, который способствует преобразованию глюкозы в триглицериды — основной материал жировой ткани. Накопление избыточного количества жировой ткани может быть вредно для здоровья.

В условиях недостатка углеводов наш организм вынужден использовать белок или жир для получения энергии. Поскольку белки являются строительными блоками для организма, использование их в качестве источника энергии может неблагоприятно сказаться на здоровье. При использовании жиров в качестве источника энергии в организме образуются кетоновые тела. Повышенный уровень кетонов в крови называется кетозом. Кетоз может быть опасен для организма.Также при низком содержании углеводов в рационе может возникнуть запор из-за недостатка клетчатки и питательных веществ.

Используйте в питании цельнозерновые продукты, сократите количество обычного хлеб и выпечки. Целые фрукты и овощи лучше, чем соки. Хорошо заменить картофель, особенно картофель фри, нутом, чечевицей, фасолью и другими бобовыми.

Количество углеводов, которое необходимо человеку, зависит от возраста, пола, роста, веса и уровня активности. 50—60% ежедневных калорий должны поступать из углеводов (то есть от 257 до 586г/сутки).

Физиологическая потребность в усвояемых углеводах для взрослого человека составляет. Физиологическая потребность в углеводах – для детей до года 13 г/кг массы тела, для детей старше года – от 170 до 420 г/сутки. Физиологическая потребность в пищевых волокнах для взрослого человека составляет 20 г/сутки, для детей старше 3 лет – 10 — 20 г/сутки.

Углеводы – классификация и свойства в таблице, общая формула (химия, 10 класс)

4.6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 941.

4.6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 941.

Одну из наиболее важных функций в живых организмах выполняют углеводы. Они являются источником энергии и участвуют в метаболизме.

Общее описание

Другое название углеводов – сахара. Углеводы имеют два определения:

с точки зрения биологии – биологически активные вещества, являющиеся источником энергии для живых организмов, в том числе человека;
с точки зрения химии – органические соединения, состоящие из нескольких карбонильных (-СО) и гидроксильных (-ОН) групп.

Элементы, образующие углевод:

углерод;
водород;
кислород.

Общая формула углеводов – C_n(H₂O)_m. Минимальное количество атомов углерода и кислорода – три. Соотношение водорода и кислорода всегда 2:1, как в молекуле воды.

Источником углеводов является процесс фотосинтеза. Углеводы составляют 80 % сухой растительной массы и 2-3 % – животной. Углеводы входят в состав АТФ – универсального источника энергии.

Виды

Углеводы – многочисленная группа органических веществ. Они классифицируются по двум признакам:

количеству атомов углерода;
количеству структурных единиц.

В зависимости от количества атомов углерода в одной молекуле (структурной единице) выделяют:

триозы;
тетрозы;

пентозы;
гексозы;
гептозы.

Молекула может включать до девяти атомов углерода. Наиболее значимыми являются пентозы (C₅H₁₀O₅) и гексозы (C₆H₁₂O₆). Пентозы являются компонентами нуклеиновых кислот. Гексозы входят в состав полисахаридов.

Рис. 1. Структура моносахарида.

По второму признаку классификации углеводы бывают:

Особенности сложных структур описаны в таблице углеводов.

Виды	Формула	Характеристика	Примеры
Моносахариды	C_n(Н₂О)_n	Состоят из одной структурной единицы. Входят в состав ДНК, РНК, АТФ. В зависимости от открытой группы выделяют кетозы (R₁-CO-R₂) и альдозы (R-CHO)	Глюкоза, фруктоза, рибоза
Олигосахариды	C_mH_2nO_n	Состоят из 2-10 моносахаридов. Могут включать одинаковые моносахаридные остатки (гомоолигосахариды) или разные (гетероолигосахариды)	Сахароза, лактоза, мальтоза
Полисахариды	C_nH_2mO_m	Состоят из множества моносахаридов (от 10 до нескольких тысяч)	Целлюлоза, хитин, крахмал

Рис. 2. Структура полисахарида.

Одна из наиболее значимых разновидностей олигосахаридов – дисахариды, состоящие из двух моносахаридов. Они служат источником глюкозы и выполняют строительную функцию в растениях.

Физические свойства

Моносахариды и олигосахариды имеют схожие физические свойства:

кристаллическое строение;
сладкий вкус;
растворимость в воде;
прозрачность;
нейтральная pH в растворе;
низкие температуры плавления и кипения.

Полисахариды – более сложные вещества. Они нерастворимы и не имеют сладкого привкуса. Целлюлоза – разновидность полисахарида, входящая в состав клеточных стенок растений. Аналогичный целлюлозе хитин входит в состав грибов и панцирей членистоногих. Крахмал накапливается в растениях и распадается на простые углеводы, которые являются источником энергии. В животных клетках резервную функцию выполняет гликоген.

Химические свойства

В зависимости от структуры каждому углеводу характерны особые химические свойства. Моносахариды, в частности глюкоза, подвергаются многоступенчатому окислению (в отсутствии и присутствии кислорода). В результате полного окисления образуется углекислый газ и вода:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ +6H₂O.

В отсутствии кислорода под действием ферментов происходит брожение:

спиртовое –
C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH (этанол) + 2CO₂;
молочнокислое –
C₆H₁₂O₆ → 2CH₃-CH(OH)-COOH (молочная кислота).

Иначе с кислородом взаимодействуют полисахариды, сгорая до углекислого газа и воды:

(C₆H₁₀O₅)n + 6O₂ → 6nCO₂ + 5nH₂O.

Олигосахариды и полисахариды разлагаются до моносахаридов при гидролизе:

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆;
(C₆H₁₀O₅)n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆.

Глюкоза реагирует с гидроксидом меди (II) и аммиачным раствором оксида серебра (реакция серебряного зеркала):

CH₂OH-(CHOH)₄-CH=O + 2Cu(OH)₂ → CH₂OH-(CHOH)₄-COOH + Cu₂O↓ + 2H₂O;
CH₂OH-(CHOH)₄-CH=O + 2[Ag(NH₃)₂]OH → CH₂OH-(CHOH)₄-COONH₄ + 2Ag↓ +3NH₃ + H₂O.

Рис. 3. Реакция серебряного зеркала.

Что мы узнали?

Из темы химии 10 класса узнали об углеводах. Это биоорганические соединения, состоящие из одной или нескольких структурных единиц. Одна единица или молекула состоит из карбонильных и гидроксильных групп. Различают моносахариды, состоящие из одной молекулы, олигосахариды, включающие 2-10 молекул, и полисахариды – длинные цепочки из множества моносахаридов. Углеводы сладкие на вкус и хорошо растворимы в воде (исключение – полисахариды). Моносахариды растворяются в воде, окисляются, взаимодействуют с гидроксидом меди и аммиачным оксидом серебра. Полисахариды и олигосахариды подвергаются гидролизу. Полисахариды горят.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

Рома Иванов
10/10
Дмитрий Валиулин
9/10
Алина Раджабова
10/10

Оценка доклада

4. 6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 941.

А какая ваша оценка?

углеводов | Определение, классификация и примеры

пути утилизации углеводов

Просмотреть все средства массовой информации

Ключевые люди:: Эмиль Фишер
Дж. Фрейзер Стоддарт
сэр Норман Хаворт
Густав Георг Эмбден
Луис Федерико Лелуар

Похожие темы:: полисахарид
моносахарид
дисахарид
олигосахарид
декстрин

Просмотреть весь связанный контент →

Прочтите краткий обзор этой темы

углевод , класс встречающихся в природе соединений и образованных из них производных. В начале XIX века было обнаружено, что такие вещества, как древесина, крахмал и лен, состоят в основном из молекул, содержащих атомы углерода (С), водорода (Н) и кислорода (О), и имеют общую формулу C ₆ H ₁ ₂ O ₆ ; Было обнаружено, что другие органические молекулы с аналогичными формулами имеют такое же соотношение водорода и кислорода. Общая формула С _x (H ₂ O) _y обычно используется для обозначения многих углеводов, что означает «разбавленный водой углерод».

Углеводы, вероятно, являются наиболее распространенными и распространенными органическими веществами в природе и являются важными компонентами всех живых существ. Углеводы образуются зелеными растениями из углекислого газа и воды в процессе фотосинтеза. Углеводы служат источниками энергии и важными структурными компонентами организмов; кроме того, часть структуры нуклеиновых кислот, содержащих генетическую информацию, состоит из углеводов.

Общие характеристики

Классификация и номенклатура

Узнайте о структуре и использовании простых сахаров глюкозы, фруктозы и галактозы

Просмотреть все видео к этой статье четыре основные группы — моносахариды, дисахариды, олигосахариды и полисахариды — используемые здесь, являются одними из наиболее распространенных. Большинство моносахаридов или простых сахаров содержится в винограде, других фруктах и меде. Хотя они могут содержать от трех до девяти атомов углерода, наиболее распространенные представители состоят из пяти или шести, соединенных вместе в цепочечную молекулу. Три наиболее важных простых сахара — глюкоза (также известная как декстроза, виноградный сахар и кукурузный сахар), фруктоза (фруктовый сахар) и галактоза — имеют одинаковую молекулярную формулу (C ₆ H ₁ ₂ O ₆ ), но поскольку их атомы имеют различное структурное расположение, сахара имеют разные характеристики; то есть они являются изомерами.

Незначительные изменения в структурном устройстве обнаруживаются живыми существами и влияют на биологическую значимость изомерных соединений. Известно, например, что степень сладости различных сахаров различается в зависимости от расположения гидроксильных групп (—ОН), составляющих часть молекулярной структуры. Однако прямая корреляция, которая может существовать между вкусом и каким-либо конкретным структурным устройством, еще не установлена; то есть пока невозможно предсказать вкус сахара, зная его конкретное структурное устройство. Энергия химических связей глюкозы косвенно снабжает большинство живых существ большей частью энергии, необходимой им для осуществления своей деятельности. Галактоза, которая редко встречается в виде простого сахара, обычно комбинируется с другими простыми сахарами для образования более крупных молекул.

Две молекулы простого сахара, связанные друг с другом, образуют дисахарид или двойной сахар. Дисахарид сахароза, или столовый сахар, состоит из одной молекулы глюкозы и одной молекулы фруктозы; наиболее известными источниками сахарозы являются сахарная свекла и тростниковый сахар. Молочный сахар, или лактоза, и мальтоза также являются дисахаридами. Прежде чем энергия дисахаридов сможет быть использована живыми существами, молекулы должны быть расщеплены на соответствующие им моносахариды. Олигосахариды, состоящие из трех-шести моносахаридных звеньев, довольно редко встречаются в природных источниках, хотя было идентифицировано несколько растительных производных.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Полисахариды (этот термин означает множество сахаров) представляют собой большую часть структурных и энергозапасающих углеводов, встречающихся в природе. Крупные молекулы, которые могут состоять из 10 000 связанных друг с другом моносахаридных звеньев, полисахариды значительно различаются по размеру, сложности структуры и содержанию сахара; к настоящему времени идентифицировано несколько сотен различных типов. Целлюлоза, основной структурный компонент растений, представляет собой сложный полисахарид, состоящий из множества связанных друг с другом звеньев глюкозы; это самый распространенный полисахарид. Крахмал, обнаруженный в растениях, и гликоген, обнаруженный в животных, также являются сложными полисахаридами глюкозы. Крахмал (от староанглийского слова stercan , что означает «затвердевать») содержится в основном в семенах, корнях и стеблях, где он хранится в качестве доступного источника энергии для растений. Растительный крахмал можно перерабатывать в такие продукты, как хлеб, или его можно потреблять напрямую, например, в картофеле. Гликоген, состоящий из разветвленных цепочек молекул глюкозы, образуется в печени и мышцах высших животных и запасается как источник энергии.

Родовая номенклатура моносахаридов оканчивается на -ose ; таким образом, термин пентоза ( пент = пять) используется для моносахаридов, содержащих пять атомов углерода, а термин гексоза ( гекс = шесть) используется для моносахаридов, содержащих шесть. Кроме того, поскольку моносахариды содержат химически активную группу, которая представляет собой либо альдегидную группу, либо кетогруппу, их часто называют альдопентозами, или кетопентозами, или альдогексозами, или кетогексозами. Альдегидная группа может находиться в положении 1 альдопентозы, а кетогруппа может находиться в другом положении (например, 2) внутри кетогексозы. Глюкоза представляет собой альдогексозу, т. е. содержит шесть атомов углерода, а химически активная группа представляет собой альдегидную группу.