Лекция - визуализация по химии
план-конспект по технологии

Лекция-визуализация по химии «Углеводы». Основная цель лекции – усвоение студентами знании  посредством показа схем, презентаций, рисунков, видеофрагментов.

В начале занятия преподавателем была озвучена тема лекции «Углеводы». Далее идет рассмотрение материала лекции и демонстрацией видеоряда.

Углеводами называют вещества с общей формулой , где x и y– натуральные числа. Название «углеводы» говорит о том, что в их молекулах водород и кислород находятся в том же отношении, что и в воде. В животных клетках содержится небольшое количество углеводов, а в растительных почти 70% от общего количества органических веществ. Углеводы – обширный класс соединений, среди которых выделяют ряд групп.

Моносахариды. Простыми углеводами (моносахаридами и мономинозами) называют углеводы, которые не способны гидролизоваться с образованием более простых углеводов, у них число атомов углерода равно числу атомов кислорода СпН2nОп. Наиболее важными, распространенными  и известными среди моносахаридов являются тетрозы, пентозы, гексозы.

Пентозы

Гексозы (глюкоза, фруктоза, манноза, галактоза) С6Н12О6

Глюкозу также называют виноградным сахаром, так как она в большом количестве содержится в виноградном соке. Кроме винограда глюкоза содержится и в других сладких плодах и даже в разных частях растений. Распространена глюкоза и в животном мире: 0,1 % ее находится в крови. Глюкоза разносится по всему организму и служит источником энергии. Она также входит в состав целлюлозы, лактозы, сахарозы, крахмала.

В растительном мире широко распространена фруктоза или фруктовый (плодовый) сахар. Фруктоза содержится в сладких плодах и меде. Извлекая из цветков сладких плодов соки, пчелы приготавливают мед, который по химическому составу представляет собой смесь глюкозы и фруктозы. Также фруктоза входит в состав сложных сахаров, например, тростникового и свекловичного.

Моносахариды играют роль промежуточных продуктов в процессах дыхания и фотосинтеза, участвуют в синтезе нуклеиновых кислот, АТФ и полисахаридов, служат источниками энергии, высвобождаемой при окислении в процессе дыхания. Продукты полного гидролиза, моносахариды – всасываются в кровь и на этом завершается начальный этап обмена углеводов – пищеварение.

Дисахариды – это сложные углеводы, каждая молекула которых при гидролизе распадается на 2 молекулы моносахарида. Иногда они используются в качестве дополнительных питательных веществ.

Дисахариды имеют формулу С12Н22О11

К дисахаридам относятся:

– сахароза (состоит из остатков глюкозы и фруктозы)

– галактоза (состоит из остатков глюкозы и галактозы)

– мальтоза (состоит из двух остатков глюкозы)

Сложными углеводами (полисахаридами или полиозами) называют такие углеводы, которые способны гидролизоваться с образованием простых углеводов и у них число атомов углерода не равно числу атомов кислорода

СмН2пОп

К полисахаридам относятся  целлюлоза, крахмал, гликоген, хитин и др.

Полисахариды состоят из моносахаридов. Большие размеры делают их молекулы практически нерастворимыми в воде; они не оказывают влияния на клетку и потому удобны в качестве запасных веществ. При необходимости они могут быть превращены обратно в сахара путем гидролиза.

Важнейший из полисахаридов – это крахмал, гликоген (животный крахмал), целлюлоза (клетчатка).

Гликоген – это полисахарид, образованный остатками глюкозы, связанными α-1→4 связями (α-1→6 в местах разветвления); основной запасной углевод человека и животных. Иногда его называют животным крахмалом. Было установлено, что гликоген может синтезироваться практически во всех органах и тканях. Однако наибольшая его концентрация обнаружена в печени (2-6%) и мышцах (0,5-2%). Поскольку мышечная масса организма человека велика, то большая часть гликогена организма содержится в мышцах. Глюкоза из крови легко проникает в клетки органов и тканей, проходя через биологические мембраны клеток. Гликоген в клетках накапливается во время пищеварения и рассматривается как резервная форма глюкозы, которая используется клетками в промежутках между приёмами пищи.

Целлюлоза (клетчатка) – это биополимер, состоящий из остатков глюкозы. Для ее расщепления необходим фермент – целлюлаза, сравнительно редко встречающийся в природе. Биологическая роль целлюлозы состоит в том, что она является основным структурным компонентом клеточных стенок растений. Велико и промышленное значение целлюлозы – из этого вещества изготовляют хлопчатобумажные ткани и бумагу.

Хитин близок к целлюлозе. Он встречается у некоторых форм грибов, а также как важный компонент экзоскелета у членистоногих.

Биологическая роль углеводов заключается в следующем:

– углеводы участвуют в построении различных опорных структур. Например, целлюлоза является основным структурным компонентом клеточных стенок растений, хитин выполняет аналогичную функцию у грибов, а также обеспечивает жёсткость экзоскелета у членистоногих (структурная функция);

– у некоторых растений есть защитные образования (шипы, колючки и др.), состоящие из клеточных стенок мёртвых клеток (защитная функция);

– углеводы входят в состав сложных молекул, например, пентозы (рибоза и дезоксирибоза) участвуют в построении АТФ, ДНК и РНК) (пластическая функция);

– углеводы служат источником энергии: при окислении 1 грамма углеводов выделяются 4,1 ккал энергии и 0,4 г воды (энергетическая функция);

– углеводы выступают в качестве запасных питательных веществ: гликоген у животных, крахмал и инулин – у растений (запасающая функция);

– углеводы участвуют в регуляции осмотического давления в организме. Так, в крови содержится 100-110 мг/% глюкозы, от концентрации глюкозы зависит осмотическое давление крови (осмотическая функция);

– олигосахариды входят в состав воспринимающей части многих клеточных рецепторов или молекул-лигандов (рецепторная функция).