Süsivesikute keemiline valem. Keemiatund "süsivesikud"

Plaan:

1. Mõiste definitsioon: süsivesikud. Klassifikatsioon.

2. Süsivesikute koostis, füüsikalised ja keemilised omadused.

3. Levik looduses. Vastuvõtmine. Rakendus.

Süsivesikud - orgaanilised ühendid, mis sisaldavad aatomite karbonüül- ja hüdroksüülrühmi üldvalemiga C n (H 2 O) m (kus n ja m> 3).

Süsivesikud - Biokeemiliselt ülima tähtsusega ained on eluslooduses laialt levinud ja mängivad olulist rolli inimese elus. Nimetus süsivesikud tekkis selle ühendirühma esimeste teadaolevate esindajate analüüsist. Selle rühma ained koosnevad süsinikust, vesinikust ja hapnikust ning vesiniku ja hapniku aatomite arvu suhe neis on sama, mis vees, s.t. iga 2 vesinikuaatomi kohta on üks hapnikuaatom. Eelmisel sajandil peeti neid süsinikhüdraatideks. Sellest ka 1844. aastal välja pakutud süsivesikute venekeelne nimetus. K. Schmidt. Süsivesikute üldvalem vastavalt öeldule on Сm Н 2п О п Kui sulgudest "n" välja võtta, saadakse valem С м (Н 2 О) n, mis peegeldab väga selgelt nimetust. "kivisüsi - vesi". Süsivesikute uurimine on näidanud, et on ühendeid, mis kõigi nende omaduste järgi tuleb omistada süsivesikute rühma, kuigi nende koostis ei vasta täpselt valemile C m H 2n O n. vana nimetus "süsivesikud" on säilinud tänapäevani, kuigi koos selle nimetusega kasutatakse vaadeldava ainete rühma tähistamiseks mõnikord ka uuemat nimetust glütsiidid.

Süsivesikud saab jagada kolm rühma : 1) Monosahhariidid - süsivesikud, mida saab hüdrolüüsida, moodustades lihtsamaid süsivesikuid. Sellesse rühma kuuluvad heksoosid (glükoos ja fruktoos) ja pentoos (riboos). 2) Oligosahhariidid - mitmete monosahhariidide (nt sahharoos) kondensatsiooniproduktid. 3) Polüsahhariidid - polümeeriühendid, mis sisaldavad suurt hulka monosahhariidimolekule.

Monosahhariidid. Monosahhariidid on heterofunktsionaalsed ühendid. Nende molekulid sisaldavad samaaegselt nii karbonüüli (aldehüüdi või ketooni) kui ka mitmeid hüdroksüülrühmi, s.t. monosahhariidid on polühüdroksükarbonüülühendid – polühüdroksüaldehüüdid ja polühüdroksüketoonid. Sõltuvalt sellest jagunevad monosahhariidid aldoosiks (monosahhariid sisaldab aldehüüdrühma) ja ketoosiks (sisaldab ketorühma). Näiteks glükoos on aldoos ja fruktoos on ketoos.

Vastuvõtmine. Vabal kujul leidub glükoosi peamiselt looduses. See on ka paljude polüsahhariidide struktuuriüksus. Teised vabad monosahhariidid on haruldased ja üldiselt tuntud oligo- ja polüsahhariidide komponentidena. Looduses toodetakse glükoosi fotosünteesireaktsiooni tulemusena: 6CO 2 + 6H 2 O ® C 6 H 12 O 6 (glükoos) + 6O 2 Esimest korda sai glükoosi 1811. aastal tärklise hüdrolüüsi käigus vene keemik G. E. Kirchhoff. Hiljem pakkus A. M. Butlerov välja monosahhariidide sünteesi formaldehüüdist aluselises keskkonnas

Süsivesikud on inimkeha peamine energiaallikas.

Süsivesikute üldvalem Сn (H2O) m

Süsivesikud - ained koostisega Cm H2n Op, mis on ülima biokeemilise tähtsusega, on eluslooduses laialt levinud ja mängivad olulist rolli inimese elus. Süsivesikud on osa kõigi taimsete ja loomsete organismide rakkudest ja kudedest ning moodustavad kaalu järgi põhiosa Maa orgaanilisest ainest. Süsivesikute osakaal moodustab umbes 80% taimede ja umbes 20% loomade kuivainest. Taimed sünteesivad süsivesikuid anorgaanilistest ühenditest – süsihappegaasist ja veest (CO2 ja H2O).

Süsivesikute varud glükogeeni kujul inimkehas on umbes 500 g.Põhiosa sellest (2/3) on lihastes, 1/3 - maksas. Toidukordade vahel laguneb glükogeen glükoosi molekulideks, mis leevendab veresuhkru taseme kõikumisi. Ilma süsivesikute tarbimiseta glükogeenivarud ammenduvad umbes 12-18 tunniga. Sel juhul aktiveeritakse valkude metabolismi vaheproduktidest süsivesikute moodustumise mehhanism. See on tingitud asjaolust, et süsivesikud on kudedes, eriti ajus, energia moodustumisel elutähtsad. Ajurakud saavad energiat peamiselt glükoosi oksüdatsiooni teel.

Süsivesikute tüübid

Keemilise struktuuri järgi võib süsivesikuid jagada lihtsüsivesikuteks (monosahhariidid ja disahhariidid) ja komplekssüsivesikuteks (polüsahhariidid).

Lihtsad süsivesikud (suhkrud)

Glükoos on kõigist monosahhariididest kõige olulisem, kuna see on enamiku toidust saadavate di- ja polüsahhariidide ehitusplokk. Ainevahetuse käigus lagunevad need üksikuteks monosahhariidide molekulideks, mis mitmeetapiliste keemiliste reaktsioonide käigus muudetakse muudeks aineteks ning lõpuks oksüdeeritakse süsihappegaasiks ja veeks – neid kasutatakse rakkude "kütusena". Glükoos on süsivesikute ainevahetuse oluline komponent. Selle taseme langusega veres või kõrge kontsentratsiooni korral ja selle kasutamise võimatuse korral, nagu see juhtub diabeedi korral, tekib unisus ja võib tekkida teadvusekaotus (hüpoglükeemiline kooma).

Glükoosi "puhtal kujul" monosahhariidina leidub köögiviljades ja puuviljades. Eriti rikkad glükoosisisaldusest on viinamarjad - 7,8%, maguskirsid, kirsid - 5,5%, vaarikad - 3,9%, maasikad - 2,7%, ploomid - 2,5%, arbuus - 2,4%. Köögiviljadest leidub kõige rohkem glükoosi kõrvitsas - 2,6%, valges kapsas - 2,6%, porgandis - 2,5%.

Glükoos on vähem magus kui kõige kuulsam disahhariid, sahharoos. Kui võtta sahharoosi magusus 100 ühikuks, siis glükoosi magusus on 74 ühikut.

Fruktoos on üks enim leiduvaid süsivesikuid puuviljades. Erinevalt glükoosist võib see tungida verest koerakkudesse ilma insuliini osaluseta. Sel põhjusel soovitatakse fruktoosi diabeetikutele kõige ohutuma süsivesikute allikana. Osa fruktoosist satub maksarakkudesse, mis muudavad selle universaalsemaks "kütuseks" - glükoosiks, mistõttu on fruktoos võimeline tõstma ka veresuhkrut, kuigi palju vähemal määral kui teised lihtsuhkrud. Fruktoosi on kergem muundada rasvadeks kui glükoosi. Fruktoosi peamine eelis on see, et see on 2,5 korda magusam kui glükoos ja 1,7 korda magusam kui sahharoos. Selle kasutamine suhkru asemel võib aidata vähendada üldist süsivesikute tarbimist.

Peamised fruktoosi allikad toidus on viinamarjad - 7,7%, õunad - 5,5%, pirnid - 5,2%, kirsid, kirsid - 4,5%, arbuusid - 4,3%, mustad sõstrad - 4,2%, vaarikad - 3,9%, maasikad - 2,4%. , melonid - 2,0%. Köögiviljades on fruktoosisisaldus madal – 0,1%-st peedis kuni 1,6%-ni valges kapsas. Mesi sisaldab fruktoosi - umbes 3,7%. On tõestatud, et fruktoos, mille magusus on sahharoosist oluliselt suurem, ei põhjusta hambakaariest, mida soodustab suhkru tarbimine.

Galaktoosi ei leidu toodetes vabal kujul. See moodustab disahhariidi koos glükoosiga - laktoos (piimasuhkur) - peamine süsivesik piimas ja piimatoodetes.

Laktoos laguneb seedekulglas ensüümi laktaasi toimel glükoosiks ja galaktoosiks. Selle ensüümi puudus põhjustab mõnel inimesel piimatalumatust. Lahjendamata laktoos on hea toitaine soolestiku mikrofloorale. Sel juhul on võimalik ohtralt gaaside moodustumist, kõht on "punnis". Fermenteeritud piimatoodetes kääritatakse suurem osa laktoosist piimhappeks, mistõttu laktaasipuudusega inimesed taluvad hapendatud piimatooteid ilma ebameeldivate tagajärgedeta. Lisaks pärsivad fermenteeritud piimatoodetes sisalduvad piimhappebakterid soolestiku mikrofloora tegevust ja vähendavad laktoosi kahjulikku mõju.

Laktoosi lagunemisel tekkiv galaktoos muundatakse maksas glükoosiks. Kaasasündinud päriliku puudulikkuse või galaktoosi glükoosiks muundava ensüümi puudumisega areneb tõsine haigus - galaktoseemia, mis põhjustab vaimset alaarengut.

Sahharoos on disahhariid, mille moodustavad glükoosi ja fruktoosi molekulid. Sahharoosi sisaldus suhkrus on 99,5%. Suhkrusõbrad teavad sama hästi kui suitsetajad, et tilk nikotiini tapab hobuse. Kahjuks on mõlemad levinud tõed sageli põhjuseks nalja tegemiseks kui tõsiseks järelemõtlemiseks ja praktilisteks järeldusteks.

Suhkur laguneb seedetraktis kiiresti, glükoos ja fruktoos imenduvad vereringesse ning toimivad energiaallikana ning glükogeeni ja rasva tähtsaima eelkäijana. Seda nimetatakse sageli "tühja kalorikandjaks", kuna suhkur on puhas süsivesik ega sisalda muid toitaineid, nagu vitamiinid või mineraalid. Taimsetest saadustest sisaldab kõige rohkem sahharoosi peet - 8,6%, virsikud - 6,0%, melonid - 5,9%, ploomid - 4,8%, mandariinid - 4,5%. Köögiviljades, välja arvatud peet, on porgandites märkimisväärne sahharoosisisaldus - 3,5%. Teistes köögiviljades jääb sahharoosi sisaldus vahemikku 0,4–0,7%. Lisaks suhkrule endale on peamised sahharoosi allikad toidus moos, mesi, maiustused, magusad joogid, jäätis.

Kui kaks glükoosimolekuli ühinevad, moodustub maltoos – linnasesuhkur. See sisaldab mett, linnaseid, õlut, melassi ning melassi lisamisega valmistatud küpsetisi ja kondiitritooteid.

Komplekssed süsivesikud

Kõik inimtoidus sisalduvad polüsahhariidid, välja arvatud harvad erandid, on glükoosipolümeerid.

Tärklis on peamine seeditav polüsahhariid. See moodustab kuni 80% toiduga tarbitavatest süsivesikutest.

Tärklise allikaks on taimsed tooted, peamiselt teravili: teravili, jahu, leib ja kartul. Suurem osa tärklisest sisaldub teraviljas: 60% tatras (tuuma) kuni 70% riisis. Teraviljadest leidub kõige vähem tärklist kaerahelves ja selle töödeldud toodetes: kaerahelbed, kaerahelbed "Hercules" - 49%. Pasta sisaldab tärklist 62–68%, rukkijahust leib, olenevalt sordist - 33% kuni 49%, nisuleib ja muud nisujahust valmistatud tooted - 35–51%, jahu - 56 (rukkist) kuni 68% (premium nisu). Palju on tärklist ka kaunviljades – 40%-st läätsedes kuni 44%-ni hernestes. Sel põhjusel liigitatakse kaunviljadeks kuivad herned, oad, läätsed, kikerherned. Soja, mis sisaldab vaid 3,5% tärklist, ja sojajahu (10-15,5%) eristuvad. Kartuli kõrge tärklisesisalduse (15-18%) tõttu dietoloogias ei räägita sellest mitte juurviljadest, kus põhilisteks süsivesikuteks on monosahhariidid ja disahhariidid, vaid tärkliserikkaid tooteid koos teravilja ja kaunviljadega.

Maapirnis ja mõnedes teistes taimedes säilitatakse süsivesikuid fruktoosi polümeeri - inuliini kujul. Inuliini lisandiga toite soovitatakse diabeedi korral ja eriti selle ennetamiseks (tuletage meelde, et fruktoos avaldab kõhunäärmele vähem stressi kui teised suhkrud).

Glükogeen - "loomne tärklis" - koosneb glükoosi molekulide tugevalt hargnenud ahelatest. Seda leidub väikestes kogustes loomsetes toodetes (maksas 2-10%, lihaskoes - 0,3-1%).

Kõrge süsivesikute sisaldusega toidud

Kõige tavalisemad süsivesikud on glükoos, fruktoos ja sahharoos, mida leidub köögiviljades, puuviljades ja mees. Laktoos on osa piimast. Rafineeritud suhkur on fruktoosi ja glükoosi kombinatsioon.

Glükoos mängib ainevahetusprotsessides keskset rolli. See annab energiat sellistele organitele nagu aju, neerud ja soodustab punaste vereliblede tootmist.

Inimkeha ei suuda luua liiga suuri glükoosivarusid ja seetõttu tuleb seda regulaarselt täiendada. Kuid see ei tähenda, et peate glükoosi sööma puhtal kujul. Palju kasulikum on seda kasutada osana keerulisematest süsivesikuühenditest, näiteks tärklisest, mida leidub köögiviljades, puuviljades ja terades. Lisaks on kõik need tooted tõeline vitamiinide, kiudainete, mikroelementide ja muude kasulike ainete ladu, mis aitavad kehal võidelda paljude haigustega. Polüsahhariidid peaksid moodustama suurema osa kõigist meie kehasse sisenevatest süsivesikutest.

Kõige olulisemad süsivesikute allikad

Peamised toidust saadavate süsivesikute allikad on: leib, kartul, pasta, teraviljad, maiustused. Neto süsivesik on suhkur. Mesi sisaldab olenevalt päritolust 70-80% glükoosi ja fruktoosi.

Toidu süsivesikute koguse näitamiseks kasutatakse leiva eriühikut.

Lisaks külgnevad süsivesikute rühmaga ka kiudained ja pektiinid, mida inimorganism halvasti seedib.

Süsivesikuid kasutatakse järgmiselt:

Ravimid,

Suitsuvaba pulbri (püroksüliini) tootmiseks

Lõhkeained,

Kunstlikud kiud (viskoos).

Tselluloosil on suur tähtsus etüülalkoholi tootmise allikana.

1.Energia

Süsivesikute põhiülesanne seisneb selles, et nad on inimese toitumise asendamatu osa, 1 g süsivesikute lagundamisel vabaneb 17,8 kJ energiat.

2. Struktuurne.

Taimede rakusein koosneb tselluloospolüsahhariidist.

3. Ladustamine.

Tärklis ja glükogeen on taimede ja loomade säilitusproduktid

Ajaloo viide

· Süsivesikuid on kasutatud juba iidsetest aegadest – kõige esimene süsivesik (täpsemalt süsivesikute segu), millega inimene kohtus, oli mesi.

· Suhkruroog on pärit Loode-Indiast-Bengalist. Eurooplased said roosuhkruga tuttavaks tänu Aleksander Suure kampaaniatele aastal 327 eKr.

· Tärklist teadsid juba vanad kreeklased.

Peedisuhkru puhtal kujul avastas alles 1747. aastal saksa keemik A. Marggraf

1811. aastal sai vene keemik Kirchhoff esmakordselt tärklise hüdrolüüsi teel glükoosi.

Esimest korda pakkus õige glükoosi empiirilise valemi välja Rootsi keemik J. Berzellius 1837. aastal С6Н12О6.

· Süsivesikute sünteesi formaldehüüdist Ca (OH) 2 juuresolekul viis läbi A.M. Butlerov 1861. aastal.

Järeldus

Süsivesikute tähtsust on vaevalt võimalik üle hinnata. Glükoos on inimkeha peamine energiaallikas, seda kasutatakse paljude organismis oluliste ainete - glükogeeni (energiavaru) - ehitamiseks, on osa rakumembraanidest, ensüümidest, glükoproteiinidest, glükolipiididest ning osaleb enamikes inimkeha reaktsioonides. . Samal ajal on just sahharoos peamine sisekeskkonda siseneva glükoosi allikas. Peaaegu kõiki taimseid toiduaineid sisaldav sahharoos tagab vajaliku energia ja asendamatu aine - glükoosi.

Keha vajab kindlasti süsivesikuid (üle 56% energiast saame süsivesikutest)

Süsivesikud on lihtsad ja keerulised (molekulide struktuuri tõttu neid nii kutsuti)

Minimaalne süsivesikute kogus peaks olema vähemalt 50-60 g

Svetlana Panchenko
Keemia ja bioloogia lõimitud tund teemal „Süsivesikud. Süsivesikute tähtsus inimese elus "

Eesmärgid:

Jätkata teadmiste süsteemi kujundamist orgaaniliste ühendite klasside ja nendevahelise geneetilise seose kohta; aitab tugevdada arusaamist rakenduse, omaduste ja ainete keemiline struktuur.

Süstematiseerida teadmisi selle kohta süsivesikud, nende struktuur, olemine looduses ja omadused, samuti tähendus inimese elus.

Jätkata reaktiividega töötamise oskuste kujundamist, keemilised nõud, õppe- ja populaarteaduslik kirjandus, Interneti-ressursid.

Arendage kognitiivset huvi, loovus, enesekindlus, vastutustunne antud töö eest, analüüsi-, võrdlemis-, järelduste tegemise oskus.

Jagatud üldpädevused:

OK1. Mõistke olemust ja sotsiaalset tähtsus oma tulevase elukutse, näidata stabiilne huvi.

OK3. Tehke otsuseid standardsetes ja mittestandardsetes olukordades ning vastutage nende eest.

OK4. Otsige ja kasutage tööülesannete tõhusaks täitmiseks, tööalaseks ja isiklikuks arenguks vajalikku teavet.

Tegevuse tüüp: õppetund

Tüüp õppetund: uue materjali õppimine

Tehniline varustus klassid Kabiin: arvuti, multimeedia projektor, esitlus, lauad

Tundide ajal:

1. Organisatsioonimoment

2. Põhiosa

Täna on meil ebatavaline õppetund... Viime teid samal ajal maailmaekskursioonile bioloogia ja keemia.

Me kõik teame väga täpselt: SEE on energiaallikas. See siseneb kehasse taimse toiduga ja varustab seda energiaga, aju on pea ja süda saab toitu. Suhkrus on SEE lugematu arv, köögiviljades ja puuviljades SEE ON.

Olles uurinud materjali õppetund, ütlete, mis ainet karbis on. Tuleme selle küsimuse juurde tagasi oma õppetunni lõpus. Iga elusorganismi normaalseks toimimiseks vajab ta energiat. Inimene keha ei saa kasutada valmis päikeseenergiat, nagu seda teevad rohelised taimed. Tulemusena fotosüntees nagu teate süsihappegaasi gaas ja vesi rohelistes taimedes moodustavad glükoosi.

6 Н2О + 6 СО2 +2920 kJ С6Н12О6 + 6 О2

Peterburi Teaduste Akadeemia taimefüsioloogia korrespondentliikme Kliment Arkadjevitš Timirjazevi põhiuuringud on pühendatud protsessi uurimisele. fotosüntees, mille jaoks ta töötas välja spetsiaalsed tehnikad ja seadmed. Ta leidis, et assimilatsioon taimede poolt süsinikdioksiidist saadav süsinikõhk tekib päikesevalguse energia tõttu peamiselt punastes ja sinistes kiirtes, mida klorofüll neelab kõige paremini. Isik saab energiat toiduna ja selle tulemusena keharakkudesse keemiline muundumiste käigus vabaneb päikesevalguse energia ja seda kasutatakse keha vajadusteks. Arvatakse, et 60% vajadusest inimene energiat tuleb pakkuda süsivesikud... Igapäevane mees vajate kuni 500 grammi süsivesikud... Meie tunni teema " Süsivesikud. Süsivesikute tähtsus inimese elus». Süsivesikud on kõigi elusorganismide rakkudes. Loomapuuris sisu süsivesikud on 1-2%, ja taimedes ulatub see mõnel juhul 85-90% raku kuivaine massist. Nagu olete juba märganud peamist süsivesikute bioloogiline funktsioon – energia... Nende ensümaatilise lõhustamise ja molekulide oksüdatsiooni käigus energia vabaneb mis näeb ette organismi elutähtsad funktsioonid... Täielikult lagunedes 1 gramm vabanevad süsivesikud 17, 6 kJ. Tõhustatud dekoltee tekivad süsivesikud näiteks seemnete idandamisel, intensiivne lihastöö, pikaajaline paastumine. Süsivesikud täidavad ka salvestusfunktsiooni. Üleliigselt kogunevad need rakku säilitusainetena. (tärklis, glükogeen) ja vajadusel kasutab organism neid energiaallikana. Samuti on oluline struktuurne või hoone funktsioon. süsivesikud... Neid kasutatakse ehitusmaterjalina. Seega on tselluloos oma erilise struktuuri tõttu vees lahustumatu ja kõrge tugevusega. Taime rakuseina materjalist on keskmiselt 20–50% tselluloos, puuvillakiud aga peaaegu puhas tselluloos. Kitiin on osa mõnede algloomade ja seente rakuseintest. Välise luustiku olulise komponendina leidub kitiini teatud loomarühmades, näiteks lülijalgsetes. Süsivesikud täidavad kaitsefunktsiooni. Niisiis on kummid (taimede tüvede ja okste kahjustamisel eralduvad vaigud, näiteks ploomid, kirsid, mis takistavad patogeenide haavadesse sattumist, on monosahhariidide derivaadid. Inimene saab süsivesikuid peamiselt taimsetest saadustest (teravili ja kaunviljad, kartul, puu- ja köögiviljad). Süsivesikud- polüfunktsionaalsed ühendid. Need on orgaanilised ained, mille molekulid koosnevad aatomitest. süsinik, vesinik ja hapnik ning vesinik ja hapnik on neis reeglina samas vahekorras kui veemolekulis (2 :1) . “Viljaveed toovad meid süsivesikud» - see I. Ilfi ja E. Petrovi koomiline ütlus pole tõest kaugel. Tõepoolest, puuviljaveest võib leida orgaanilisi ühendeid, mille koostis vastab üldvalemile Cn (H2O) m, nii et nad said selle nime süsivesikud... vene keel keemik Karl Genrihhovitš(Karl Ernst Heinrich) Schmidt, Dorpati ülikooli professor (Tartu) 1844. aastal pakkus selle termini välja « süsivesikud» jaoks tähistused looduslike ühendite klass, mida nimetatakse suhkruteks. TO süsivesikud hõlmavad suhkruid ja aineid, mis hüdrolüüsi käigus nendeks muutuvad. Õpetaja: mäletate, mis on hüdrolüüs? Poisid vastama: hüdrolüüs on aine koostoime veega, mille käigus aine koostisosad ühinevad vee koostisosadega. Olemas: monosahhariidid, disahhariidid ja polüsahhariidid. Näited monosahhariidid: glükoos, galaktoos, fruktoos; disahhariidid - maltoos, laktoos, sahharoos; polüsahhariidid - glükogeen, tärklis, tselluloos. Monosahhariidid on süsivesikud mis ei hüdrolüüsi, st ei lagune veega. Sõltuvalt aatomite arvust süsinik molekulis jagunevad nad trioosideks, tetroosideks, pentoosideks, heksoosideks jt. Nad esindavad liiki "Tellised", millest ehitatakse di- ja polüsahhariidide molekulid. Kõige olulisemad heksoosid on glükoos ja fruktoos. Vaba fruktoosi leidub taimerakkudes. Glükoosi leidub kõigi organismide rakkudes. Eriti palju on glükoosi viinamarjamahlas, mistõttu nimetatakse seda ka viinamarjasuhkruks. Me vaatame videokogemus: glükoosi olemasolu saab määrata vaskhüdroksiidiga (Ii)... Pigista viinamarjadest mahl. Lisage mahlale paar tilka vasksulfaadi lahust (Ii) ja leeliselahus. Kuumutame lahust. Lahuse värvus hakkab muutuma. Lahuse keetmisel moodustub punane Cu2O sade. See tõestab glükoosi olemasolu viinamarjamahlas. Glükoos on kergelt magusa maitsega, samas kui fruktoos on kõigist suhkrutest magusaim. Mesi koosneb peamiselt glükoosi ja fruktoosi segust, mis on glükoosist magusam, mistõttu on see väga magus. Mett nimetatakse "nooruse eliksiiriks, pikaealisuse dieediks", kuna see annab elujõudu, soodustab seedimist, taastab mälu ja mõjub kergelt kesknärvisüsteemi rahustavalt. Fruktoosi nimetatakse ka puuvilja-, lillesuhkruks. Fruktoos on 10 korda magusam kui sahharoos. Selle kasutamine toidus on soovitav neile inimestele, kelle ainevahetus on mõnevõrra häiritud. Glükoos ja fruktoos on isomeerid. Õpetaja küsib küsimus: millised ained on isomeerid? Poisid vastama: isomeerid on ained, millel on sama kvalitatiivne ja kvantitatiivne koostis, kuid erinevad molekulaarstruktuurid ja seetõttu erinevad omadused. Looduses eksisteerib glükoos kahe tautomeeri kujul vormid: aldehüüd ja tsükliline, mis erinevalt isomeeridest on omavahel tasakaalus. Füüsikalised omadused glükoos: valged kristallid, maitselt kergelt magusad, vees lahustuvad. Keemilised omadused: glükoos, nagu mitmehüdroksüülne alkohol, interakteerub, nagu teate, värskelt valmistatud vaskhüdroksiidiga (Ii)... Sel juhul sade lahustub ja moodustub eresinine vask-sahharaadi lahus. (Ii)... Viime läbi demo katse: katseklaasis glükoosilahus, lisa veidi vasksulfaadi lahust ja leeliselahust, siis veel veidi glükoosi. Jälgite helesinise lahuse moodustumist. Glükoos lahustab vaskhüdroksiidi (Ii)... Seejärel kuumuta segu. Kuumutamisel tekib esmalt kollane vaskhüdroksiid (I, seejärel punane vaskoksiidi sade (mina)... Glükoos oksüdeeritakse glükoonhappeks. Redutseerimisvõime on omane aldehüüdidele. Glükoos tekitab ka ühe kõige ilusama reaktsiooni keemia - reaktsioon"Hõbedane peegel" hõbeoksiidi ammoniaagilahusega (video vaatamise kogemus)... Nagu teate, on see reaktsioon aldehüüdide jaoks kvalitatiivne. Ainetel, millel on kahe erineva orgaaniliste ühendite klassi iseloomulikud omadused, on kaks funktsiooni. Glükoos on nii mitmehüdroksüülne alkohol kui ka aldehüüd, st aldehüüdalkohol. Glükoosi hüdrogeenimisreaktsiooni tulemusena moodustub heksahüdroalkohol sorbitool С6Н12О6 + Н2 ® С6Н8 (HE) 6

Suurim tähenduses on reaktsioonid - glükoosi kääritamine toodetud ensüümide toimel mikroorganismid:

alkohol С6Н12О6 ® 2С2Н5ОН + 2СО2

piimhape С6Н12О6 ® 2СН3СНОНСООН

võihape С6Н12О6 ® С3Н7СООН + 2СО2 + 2Н2

glükoosi täielik oksüdatsioon С6Н12О6 + 6О2 ® 6СО2 + 6Н2О

Õpetaja palub koguda glükoosi käärimisproduktide - etüülalkoholi, piimhappe, võihappe - molekulide mudeleid. Sel ajal, kui poisid koguvad molekulide mudeleid, reageerivad õpilased sellele küsimused: Millisesse ühendite klassi etüülalkohol kuulub? Millisesse ühendite klassi võihape kuulub? Nimetage alkoholide funktsionaalne rühm, karboksüülhapped. Andke piimhappe nimetus rahvusvahelise nomenklatuuri järgi. Disahhariidid on süsivesikud, mille molekulid koosnevad kahest monosahhariidi jäägist, mis on omavahel ühendatud hüdroksüülrühmade vastastikmõju tõttu. See on hästi tuntud laktoos (piimasuhkur, mis sisaldub imetajate piimas, sealhulgas inimene) ja sahharoosi (roosuhkur või peedisuhkur)... Mõiste disahhariid ise räägib palju sellest, et nende ainete molekulides on omavahel seotud kaks monosahhariidi jääki. Nii et suhkrus - glükoos ja fruktoos ning laktoosis - glükoos ja galaktoos. Kuulame ajaloolist tausta (õpilase sõnum): roosuhkur on inimestele juba ammu teada. Indiat peetakse suhkruroo sünnikohaks. Selle taime mahl sisaldab süsivesikute sahharoos mida me tavaliselt suhkruks kutsume. Nüüd on suhkur meie toidulaua pidev kaaslane, ilma milleta ei saa külalisi toita ega ka ise tassi teed juua. Oli aeg, mil suhkrut peeti kalliks ravimiks ja seda osteti apteekidest hõbedaga sama hinnaga. Kaheteistkümnendal sajandil kasvatati suhkruroogu Sitsiilias ja kuueteistkümnendal sajandil toodi see Kuubale ja teistele Kariibi mere saartele. Umbes samal ajal hakati Euroopasse importima sahharoosi. Venemaal ilmus suhkur 1273. aastal (esimene mainimine koos ülemere kaupadega imporditud kristallilisest suhkrust pärineb suurvürst Vassili Jaroslavitši valitsusajast ja Euroopas 1747. aastast. Peedist suhkru tootmist seostatakse Andreas Sigismund Margraffi nimega. , sakslane keemik ja metallurg... Margraff oli üks esimesi, kes kandideeris keemiline uurimismikroskoobiga, millega ta avastas 1747. aastal peedimahlas suhkrukristalle. Venemaal on nõudlus suhkru järele kõvasti kasvanud alates 17. sajandi keskpaigast, mil hakati tarbima teed, millest sai kiiresti rahvusjook. 1718. aastal usaldati Peeter I dekreediga kaupmees Verstovile esimene “Venemaa suhkruvabriku” ehitamine. Sahharoosi masstootmine peedist algas Prantsusmaal enam kui poolteist sajandit tagasi. Suhkru aseainena, mis ei erine sellest maitselt, kasutage diabeeti põdevatele inimestele ainet, mida õpite lahendades. charaad:

Minu esimene silp pühitakse luudaga välja.

Arvutiteadlane peab teist silpi.

Üldiselt ma ütlen, kallid sõbrad,

Paljude patsientide jaoks olen suhkru asemel mina. (sorbitool)

Hüdrolüüsi võrrand sahharoos: C12H22O11 + H2O -> C6H12O6 + C6H12O6

glükoos fruktoos

invertsuhkur

Õpetaja paneb probleem: Kui võtta klaas vett ja lahustada lusikatäis suhkrut, pärast maitsmist, siis see lahus keeta ja uuesti maitsestada, siis on keedetud lahus magusam. Miks? Poisid vastama: sahharoosi hüdrolüüsi käigus tekib lisaks glükoosile fruktoos, mis on sahharoosist 10 korda magusam. Õpetaja palub õpilastel meeles pidada, mis need ained on elektrolüüdid? Poisid vastama: mõnede ainete vesilahused on elektrivoolu juhid. Elektrolüüdid on happed, alused ja soolad. Õpetaja: kas suhkru vesilahus on elektrolüüt? Poisid vastama: ei, kuna see ei juhi elektrit.

Laktoos on ainuke süsivesikuid loomset päritolu, leidub seda loomapiimas - 4% ja sellest hoolimata pole piim eriti magus, kuna see on vähem magus kui glükoos. Polüsahhariidid on süsivesikud mis hüdrolüüsitakse, moodustades paljusid monosahhariidmolekule. Neid nimetatakse biopolümeerideks. Tärklis on valge pulber, külmas vees lahustumatu ja kuumas vees paisub. Ta on täiesti maitsetu. Tärklis on kahe sama koostisega polüsahhariidi – amüloosi ja amülopektiini – segu. Amüloos on lineaarne polümeer, massiosa on tavaliselt 10-20%. Amülopektiin on hargnenud struktuuriga, massifraktsioon on tavaliselt 80-90%. Tärklis ei imendu juba nii kiiresti kui suhkur. Selle assimilatsiooni hõlbustamiseks keedetakse tärklist sisaldavaid toite, st keedetakse kartuleid, riisi ja küpsetatakse leiba. Nendes tingimustes toimub tärklise osaline hüdrolüüs, see tähendab, et moodustuvad väiksemad polümeerid - dekstriinid - ja glükoosi hüdrolüüsi lõppprodukt moodustub seedetraktis. Joodiga suhtlemisel annab tärklis sinise värvuse. See on kvalitatiivne reaktsioon tärklisele. Tärklist peetakse peamiseks süsivesikute toit... Liigne glükoos kombineeritakse spetsiaalseks tärkliseks - glükogeeniks või loomseks tärkliseks. Seda hoitakse lihastes ja kõige enam maksas. Tselluloos on ka taimne polüsahhariid, mille moodustab glükoos. Seda nimetatakse ka kiududeks. Seda leidub köögiviljades, puuviljades ja teraviljades. See on kiuline aine, vees lahustumatu. Tselluloosil on üks puudus – see ei ole toitev. Loomulikult sööme seda, sest seda leidub taimedes. Kuid see ei seedu seedetraktis. Kuna puuduvad ensüümid, mis seda lagundavad. Miks me siis seda vajame? Selgub, et see on vajalik! Kiudainete üks tähelepanuväärsemaid omadusi on nende võime hoida vett kinni, näiteks toores porgand, õun, kapsas maos ja sooltes paisuvad pooleks ning loovad küllastustunde illusiooni. Veel üks toidukiudainete pluss – need imavad kolesterooli ja sapphappeid, mis pärsib kivide moodustumist. Seetõttu sööge rohkem kapsast, porgandit, peeti, proovige süüa õunu, sõstraid, vaarikaid. Teraviljadest - hirss, pärl oder, kaer ja kaunviljadest - herned, oad, aga ka metsaannid - seened, pähklid. Sõnum õppija: Kord langes kuskil Päikesekiir Maale. Ühel või teisel kujul sai temast osa leivast, mis oli meile toiduks. Ta on muutunud meie lihasteks, meie närvideks... Ta paneb meid liikuma. Võib-olla mängib ta praegu meie ajus ... ”Ainsad elusorganismid, mis on võimelised iseseisvalt sünteesima anorgaanilistest ainetest pärit suhkrud - rohelised taimed. 19. sajandi alguses kritiseerisid sellised teadlased nagu Tübingeni ülikooli professor von Mohl Justuse raamatut vihaselt. Liebig: "Tuleb välja, et taimemaailm võlgneb oma toitumise mitte maale, ei, taimed toituvad õhust, veest ja nn toitainete sooladest, mida nad mullast otsivad!"

Tärklis ja tselluloos on isomeerid, nende valem (C6H10O5) n. Praegu teame kindlalt, et rohelised taimed alates süsihappegaasi gaas ja vesi valguses klorofülli juuresolekul sünteesima orgaaniline aine (glükoos).

Polüsahhariidide hüdrolüüsi üldist skeemi saab lihtsustada Niisiis:

(C6H10O5) n + n H2O n C6H12O6

Lahendage probleem: hüdrolüüsil 250 g saepuru, milles tselluloosisisaldus on 45%, saadi 62 g glükoosi. Määrake glükoosi saagise massiosa teoreetiliselt võimalikust.

Keha jaoks inimese tärklis, koos sahharoosiga, on selle peamine tarnija süsivesikud- üks olulisemaid toidu komponente. Ensüümide toimel hüdrolüüsitakse tärklis glükoosiks, mis oksüdeerub ja vabaneb suur hulk energiat, mis on vajalik raku funktsioneerimiseks. Seetõttu kasutatakse seda laialdaselt meditsiinilistel eesmärkidel. (kasutatakse seespidiselt või manustatakse intravenoosselt nõrgestatud patsientidele)... Glükoosi lisamine sahharoosile takistab selle kristalliseerumist ja seetõttu kasutatakse seda kondiitritööstuses karamelli, marmelaadi jms saamiseks. Tselluloosist valmistatakse kunstkiude, polümeerkiled, plastikut, suitsuvaba pulbrit, lakke.

3. Õpitud materjali koondamine.

Test:

1. Milline nimetatud keemilineühendid ei ole biopolümeer?

A) valk B) glükoos C) desoksüribonukleiinhape D) tselluloos

2. Millistest ühendustest süsivesikud sünteesitakse fotosünteesi käigus?

A) O2-st ja H2O-st B) CO2-st ja H2-st C) CO2-st ja H2O-st D) CO2-st ja H2CO3-st

3. Milline toode on väsinud maratonijooksjale jõu säilitamiseks sobivam?

A) viinamarjamahl B) veidi võid C) tükk liha D) veidi mineraalvett

4. Loomapuurides tagavaraks süsivesikud on:

A) tselluloos B) tärklis C) glükoos D) glükogeen

5. Hõbepeegli reaktsioon annab:

A) glükoos B) etanool C) butaan D) tärklis

6. Isomeeride paar:

A) metanool ja etanool B) metaan ja etaan C) glükoos ja fruktoos D) atsetoon ja etanaal

7. Sinine värvimine joodilahusega annab:

A) glükoos B) tärklis C) tselluloos D) sahharoos

Nüüd pöördume tagasi oma kasti juurde. Tuletab sulle meelde

Me kõik teame väga täpselt: SEE on energiaallikas. See siseneb kehasse taimse toiduga ja varustab seda energiaga, aju on pea ja süda saab toitu. Suhkrus on SEE lugematu arv, köögiviljades ja puuviljades SEE ON. Ja kõige rohkem on see viinamarjamahlas. Mis aine see on? Muidugi on see glükoos.

4. Kokkuvõtete tegemine õppetund: süsivesikud koostise järgi võib jagada lihtsateks (glükoos, fruktoos ja teised) ja keeruline (tärklis, glükogeen, tselluloos ja teised)... Glükoos oksüdeeritakse kehas süsihappegaasi gaas ja vesi koos vajaliku energia vabanemisega elusorganismi elutähtsad funktsioonid... Need sisaldavad kahte funktsionaalset Grupp:

1) hüdroksüülrühm, mille struktuurvalem on -OH

2) aldehüüd, mille struktuurivalem on -HC = O

Inimese kehas olevaid süsivesikuid saab säilitada! Viga süsivesikud toidus on see kahjulik ja toob kaasa asjaolu, et keha hakkab kasutama valkude ja rasvade energiapotentsiaali. Sel juhul on nende lõhustumisproduktide kogus kahjulik inimene... Liigne süsivesikud toidus on kahjulik ja põhjustab rasvumist. Suhkru liigne tarbimine mõjutab negatiivselt soolestiku mikrofloora talitlust, põhjustab kolesterooli metabolismi häireid ja selle taseme tõusu vereseerumis. Süsivesikud on lõpptooted fotosüntees ja need on lähtematerjalid biosüntees muud orgaanilised ühendid. “ Valgud, rasvad ja süsivesikud,

Mööduvad sajandid, ajastud, aastad,

Oleme igaveseks sinu külge aheldatud,

Ilma sinuta on see mõeldamatu inimene"... 5. Isetehtud harjutus: Valmistuge klassi iseloomustamiseks toetava konspekti abil süsivesikud.

Lahendage probleem: Kui suur on piimhappe mass, mis tekib 400 g 10% lisandeid sisaldava glükoosi kääritamisel?

Kodused katsed:

1) Proovige tükki saia pikka aega närida. Märkad, et see maitseb magusalt. Just nii toimib ensüüm amülaas, muutes leivas leiduva tärklise maltoosiks.

2) Sa muidugi tead, et vaba joodi juuresolekul muutub tärklis siniseks (pange lihtsalt tähele, et joodilahus peab olema väga nõrk)... Muide, kasutades sellist lahust (ja selle valmistamiseks piisab apteegilahuse lahjendamisest veega, saate testida erinevate toiduainete tärklisesisaldust). tabelid: toode, tärklise olemasolu.

Kirjandus.

1) Gabrielyan O.S. Keemia-10 "M.: "Bustard", 2011.

2) digitaalsete õpperessursside ühtne kogu. Keemia, 10. klass.

3) Video fragment: “Glükoosi määramine viinamarjamahlas”.

4) ru.wikipedia.org/wiki/ Süsivesikuid

Eesmärgid:

hariv:

Kujundada õpilaste teadmisi süsivesikutest, nende koostisest ja liigitusest. Mõelge süsivesikute keemiliste omaduste sõltuvusele molekulide struktuurist. Kvalitatiivsed reaktsioonid glükoosile ja tärklisele. Anda aimu süsivesikute bioloogilisest rollist, nende tähtsusest inimese elus.

arendamine:

Jätkata õpilaste vaimsete operatsioonide arendamist: oskus seostada olemasolevaid teadmisi äsja omandatud teadmistega, oskus tuua õpitavas materjalis esile põhiline, üldistada õpitud materjali ja teha järeldusi.

hariv:

Soodustada vastutustundlikku suhtumist õppimisse, püüdlemist loomingulise, tunnetusliku tegevuse poole.

Tüüp: uue materjali õppimine

Vaata: loeng

meetod : selgitav ja illustreeriv arvutitoega

Tunniplaan

1. Organisatsioonimoment

2. Motivatsioon tunniks

Süsivesikud on oluline toitumisallikas: me tarbime teravilja või söödame seda loomadele, mille kehas muutub tärklis valkudeks ja rasvadeks. Kõige hügieenilisemad riided on valmistatud tselluloosist või tselluloosipõhistest toodetest: puuvillast ja linasest, viskooskiust või atsetaatsiidist. Puitmajad ja -mööbel on ehitatud samast tselluloosist, millest tehakse puitu. Foto- ja filmitootmise keskmes on sama tselluloos. Raamatud, ajalehed, pangatähed – kõik need on tselluloosi- ja paberitööstuse tooted. See tähendab, et süsivesikud annavad meile kõik vajaliku.

Lisaks osalevad süsivesikud komplekssete valkude, ensüümide, hormoonide valmistamisel. Süsivesikud on ka elutähtsad ained nagu hepariin (sellel on oluline roll – takistab vere hüübimist), agar-agar (saadakse merevetikatest ning kasutatakse mikrobioloogia- ja kondiitritööstuses).

Ainus energiaallikas Maal (lisaks tuumaenergiale) on Päikese energia ja ainus viis seda koguda, et tagada kõigi elusorganismide elutegevus, on fotosünteesi protsess, mis toimub taimerakkudes ja viib. süsivesikute sünteesiks veest ja süsihappegaasist. Muide, just selle transformatsiooni käigus tekib hapnik, ilma milleta oleks elu meie planeedil võimatu.

Loengu kava

1. Süsivesikute mõiste. Süsivesikute klassifikatsioon.

2. Monosahhariidid

3. Disahhariidid

4. Polüsahhariidid

1. Süsivesikute mõiste. Süsivesikute klassifikatsioon.

Süsivesikud- ulatuslik looduslike ühendite klass, mis mängivad olulist rolli inimeste, loomade ja taimede elus .

Neid ühendeid nimetati "süsivesikuteks", kuna paljude nende koostist väljendatakse üldvalemiga Cn (H 2 O) m, s.o. on formaalselt süsiniku ja vee ühendid. Süsivesikute keemia arenedes leiti ühendeid, mille koostis ei vasta ülaltoodud valemile, kuid millel on oma klassi ainete omadused (näiteks desoksüriboos C 5 H 10 O 4). Samal ajal on aineid, mis vastavad süsivesikute üldvalemile, kuid millel ei ole nende omadusi (näiteks inositoolalkohol C 6 H 12 O 6).

Süsivesikute klassifikatsioon

Kõik süsivesikud võib jagada kahte rühma: lihtsad süsivesikud (monosahhariidid) ja liitsüsivesikud.

Lihtsad süsivesikud (monosahhariidid)- need on kõige lihtsamad süsivesikud, mis ei hüdrolüüsi, moodustades lihtsamaid süsivesikuid.

Komplekssed süsivesikud- need on süsivesikud, mille molekulid koosnevad kahest või enamast arvust monosahhariidijääkidest ja lagunevad hüdrolüüsi käigus nendeks monosahhariidideks.

2. Monosahhariidid

Monosahhariidid on segafunktsiooniga ühendid. Need sisaldavad aldehüüd- või ketorühma ja mitmeid hüdroksüülrühmi, s.o. on aldehüüdalkoholid või ketoonalkoholid.

Aldehüüdrühmaga monosahhariide nimetatakse aldoosid, ja ketorühmaga - ketoos.

Vastavalt süsinikuaatomite arvule molekulis jagunevad monosahhariidid tetroosid, pentoosid, heksoosid jne.

Monosahhariididest on olulisemad heksoosid ja pentoosid.

Monosahhariidi struktuur

Monosahhariidide struktuuri kujutamiseks projektsioon Fisheri valemid. Fischeri valemites on süsinikuaatomite ahel paigutatud ühte ahelasse. Ahela nummerdamine algab aldehüüdrühma aatomist (aldooside puhul) või äärmisest süsinikuaatomist, millele ketorühm on lähemal (ketoosi korral).

Olenevalt H- ja OH-rühmade ruumilisest paigutusest 4. süsinikuaatomi juures pentoosides ja 5. süsinikuaatomis heksoosides, nimetatakse monosahhariide D- või L-seeriaks.

Monosahhariidi nimetatakse D-reaks, kui nende aatomite OH-rühm asub ahelast paremal.

Peaaegu kõik looduslikult esinevad monosahhariidid kuuluvad D-seeria.

Kuid monosahhariidid võivad esineda ka tsüklilistes vormides. Heksooside ja pentooside tsüklilisi vorme nimetatakse vastavalt püranoosiks ja furanoosiks.

Monosahhariidide lahustes luuakse liikuv tasakaal atsüklilise ja tsüklilise vormi vahel - tautomeeria.

Tavapärane on kujutada tsüklilisi vorme Howorthi perspektiivvalemid.

Monosahhariidide tsüklilistes vormides ilmneb asümmeetriline süsinikuaatom (aldooside puhul C-1, ketoosi korral C-2). Seda süsinikuaatomit nimetatakse anomeerne. Kui OH-rühm anomeerse aatomi juures paikneb tasapinna all, siis tekib α-anomeer, vastupidine paigutus viib β-anomeeri moodustumiseni.

Füüsikalised omadused

Värvusetud kristalsed ained, maitselt magus, vees hästi lahustuv, alkoholis halvasti lahustuv. Monosahhariidide magusus on erinev. Näiteks fruktoos on 3 korda magusam kui glükoos.

(slaid 8–12.)

Keemilised omadused

Monosahhariidide keemilised omadused tulenevad nende struktuuri iseärasustest.

Vaatleme keemilisi omadusi, kasutades näitena glükoosi.

1. Reaktsioonid, mis hõlmavad glükoosi aldehüüdrühma

a) taaskasutamine (hüdrogeenimine) mitmehüdroksüülse alkoholi sorbitooli moodustumisega

CH = O CH2OH

│ kat, t 0 │

(CHOH) 4 + H2 → (CHOH) 4

CH2OH CH2OH

b) oksüdatsioon

"hõbepeegli" reaktsioon (hõbeoksiidi ammoniaagilahusega,t 0 ),

reaktsioon vaskhüdroksiidiga (II ) Cu (Oh ) 2 aluselises keskkonnas,t 0 )

CH = O COOH

│ NH4OH, t 0 │

(CHOH) 4 + Ag 2 O → (CHOH) 4

CH2OH CH2OH

Oksüdatsiooniprodukt on glükoonhape (selle happe sool, kaltsiumglükonaat, on hästi tuntud ravim).

CH = O COOH

│ t 0 │

(CHOH) 4 + 2Cu (OH) 2 → (CHOH) 4 + Cu 2 O ↓ + 2H 2 O

│ sinine │ telliskivipunane

CH2OH CH2OH

Need reaktsioonid on kvalitatiivsed glükoosi kui aldehüüdi suhtes.

Tugevate oksüdeerijate (näiteks lämmastikhappe) toimel moodustub kahealuseline glükarhape.

CH = O COOH

│ t 0 │

(CHOH) 4 + HNO 3 → (CHOH) 4

CH2OH COOH

2. Glükoosi reaktsioon hüdroksüülrühmade osalusel (st. glükoosi kui mitmehüdroksüülse alkoholi omadused)

a) interaktsiooni Cu (Oh ) 2 külma käes koos vask(II)glükonaadi moodustumisega – kvalitatiivne reaktsioon glükoosile kui mitmehüdroksüülse alkoholile.

3. Monosahhariidide fermentatsioon (fermentatsioon).

a) alkohoolne kääritamine

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2

b) võikäärimine

С 6 Н 12 О 6 → СН 3 ─СН 2 ─СН 2 ─СООН + 2Н 2 + 2СО 2

v) piimhappe fermentatsioon

С 6 Н 12 О 6 → 2СН 3 ─ СН ─ COOH

TEMA

Glükoosi bioloogiline roll

D-glükoos (viinamarjasuhkur) on looduses laialt levinud: seda leidub viinamarjades ja teistes puuviljades, mees. See on loomade vere ja kudede asendamatu komponent ning rakuliste reaktsioonide otsene energiaallikas. Inimese vere glükoosisisaldus on konstantne ja jääb vahemikku 0,08-0,11%. Täiskasvanu kogu veremaht sisaldab 5-6 g glükoosi. Sellest kogusest piisab keha energiakulude katmiseks 15 minutiks. tema elutegevus. Mõnede patoloogiate korral, näiteks suhkurtõve korral, tõuseb vere glükoosisisaldus ja ülejääk eritub uriiniga. Sel juhul võib glükoosi sisaldus uriinis tõusta kuni 12% võrreldes tavapärase 0,1%.

3. Disahhariidid

(slaid 13.)

Disahhariidid - kahe monosahhariidi kondensatsiooniproduktid.

Olulisemad looduslikud esindajad: sahharoos (roo- või peedisuhkur), maltoos (linnasesuhkur), laktoos (piimasuhkur), tsellobioos. Neil kõigil on sama empiiriline valem C 12 H 22 O 11, st. on isomeerid.

Disahhariidid on tüüpilised suhkrutaolised süsivesikud; need on magusa maitsega tahked kristalsed ained.

(slaid 14-15.)

Struktuur

1. Disahhariidide molekulid võivad sisaldada kahte ühe monosahhariidi jääki või kahte erinevate monosahhariidide jääki;

2. Monosahhariidide jääkide vahel moodustuvad sidemed võivad olla kahte tüüpi:

a) sideme moodustumisel osalevad mõlema monosahhariidimolekuli poolatsetaalhüdroksüülid. Näiteks sahharoosi molekuli moodustumine;

b) sideme moodustumisel osalevad ühe monosahhariidi poolatsetaalhüdroksüül ja teise monosahhariidi alkohoolne hüdroksüülrühm. Näiteks maltoosi, laktoosi ja tselloobioosi molekulide moodustumine.

(Slaid 16–17.)

Disahhariidide keemilised omadused

1. Disahhariidid, mille molekulides on säilinud poolatsetaalhüdroksüül (maltoos, laktoos, tsellobioos), muutuvad lahustes osaliselt lahtisteks aldehüüdideks ja osalevad aldehüüdidele iseloomulikes reaktsioonides, eelkõige "hõbepeegli" ja vask(II)hüdroksiidiga ... Selliseid disahhariide nimetatakse taastamine.

Disahhariidid, mille molekulides puudub poolatsetaalhüdroksüül (sahharoos), ei saa minna avatud karbonüülrühmadesse. Selliseid disahhariide nimetatakse mittetaastav(ärge redutseerige Cu (OH) 2 ja Ag 2 O).

2. Kõik disahhariidid on mitmehüdroksüülsed alkoholid, neid iseloomustavad mitmehüdroksüülsete alkoholide omadused, nad annavad kvalitatiivse reaktsiooni mitmehüdroksüülsetele alkoholidele - reaktsiooni Cu (OH) 2-ga külmas.

3. Kõik disahhariidid hüdrolüüsitakse, moodustades monosahhariidid:

H +, t 0

C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6

sahharoos glükoos fruktoos

Elusorganismides toimub hüdrolüüs ensüümide toimel.

4. Polüsahhariidid

(slaid 18–20.)

Polüsahhariidid- suure molekulmassiga mittesuhkrulaadsed süsivesikud, mis sisaldavad kümmet kuni sadu tuhandeid glükosiidsidemetega seotud monosahhariidijääke (tavaliselt heksoose).

Olulisemad looduslikud esindajad: tärklis, glükogeen, tselluloos. Need on looduslikud polümeerid (IUD), mille monomeeriks on glükoos. Nende üldine empiiriline valem on (C 6 H 10 O 5) n.

Tärklis- amorfne valge pulber, maitsetu ja lõhnatu, vees halvasti lahustuv, kuumas vees moodustab kolloidse lahuse. Tärklise makromolekulid on ehitatud suurest hulgast α-glükoosi jääkidest, mis on seotud α-1,4-glükosiidsidemetega.

Tärklis koosneb kahest fraktsioonist: amüloosist (20-30%) ja amülopektiinist (70-80%).

Amüloosi molekulid on väga pikad hargnemata ahelad, mis koosnevad α-glükoosi jääkidest. Erinevalt amüloosist on amülopektiini molekulid väga hargnenud.

Tärklise keemilised omadused:

(slaid 21.)

1.hüdrolüüs

H 2 O, ensüümid

(C6H10O5) n → (C6H10O5) m → C12H22O11 → n C6H12O6

tärklis dekstriinid maltoos glükoos

Reaktsiooni tärklise muundumisel glükoosiks väävelhappe katalüütilise toimega avastas 1811. aastal vene teadlane K. Kirchhoff.

2. Kvalitatiivne reaktsioon tärklisele

(C6H10O5) n + I 2 → sinakasvioletne kompleksühend.

Kuumutamisel värv kaob (kompleks hävib) ja jahtudes ilmub uuesti.

Tärklis on üks fotosünteesi saadustest, taimede peamine varutoitaine. Glükoosi jäänused tärklise molekulides on omavahel üsna kindlalt seotud ja samas on ensüümide toimel need kergesti eraldatavad. Niipea, kui tekib vajadus energiaallika järele.

Glükogeen Kas looma kehas sünteesitud tärklise ekvivalent, st. see on ka varupolüsahhariid, mille molekulid on üles ehitatud suurest hulgast α-glükoosi jääkidest. Glükogeeni leidub peamiselt lihaste maksas.

Tselluloos või kiudaine

Taimeraku põhikoostisosa sünteesitakse taimedes (puit sisaldab kuni 60% tselluloosi). Puhas tselluloos on valge kiuline aine, maitsetu ja lõhnatu, vees lahustumatu.

Tselluloosi molekulid on β-glükoosijääkide pikad ahelad, mis on omavahel seotud β-1,4-glükosiidsidemete moodustamise kaudu.

Erinevalt tärklise molekulidest koosneb tselluloos ainult niitide kujul olevatest hargnemata molekulidest, kuna β-glükoosijääkide kuju välistab spiraliseerumise.

Tselluloos ei ole inimeste ja enamiku loomade toidutoode, sest nende organismides puuduvad ensüümid, mis lõhuksid tugevamaid β-1,4-glükosiidsidemeid.

(slaid 22-23.)

Tselluloosi keemilised omadused:

1.hüdrolüüs

Pikaajalisel kuumutamisel mineraalhapetega või ensüümide toimel (mäletsejalistel ja küülikutel) toimub järkjärguline hüdrolüüs:

H2O

(C6H10O5) n → y (C 6 H 10 O 5) x → n / 2 C 12 H 22 O 11 → n C 6 H 12 O 6

tselluloos tsellobioos β-glükoos

2.estrite moodustumine

a) koostoime anorgaaniliste hapetega

b) vastastikmõju orgaaniliste hapetega

3.põlemine

(C6H10O5) n + 6nO2 → 6nCO2 + 5nH2O

4. tselluloosi termiline lagunemine ilma õhu juurdepääsuta:

t 0

(C6H10O5) n → puusüsi + H 2 O + lenduv orgaaniline aine

Puidu lahutamatu osana kasutatakse tselluloosi ehituses ja tisleritööstuses; kütusena; puitu kasutatakse paberi, papi ja etüülalkoholi tootmiseks. Kiudmaterjalide (puuvill, lina) kujul kasutatakse tselluloosi kangaste ja niitide valmistamiseks. Tsellulooseetreid kasutatakse nitrolakkide, plastide, meditsiinilise kolloodiumi ja tehiskiu tootmiseks.

Eluslooduses on laialt levinud palju aineid, mille väärtust on raske üle hinnata. Näiteks hõlmavad need süsivesikuid. Need on loomade ja inimeste energiaallikana äärmiselt olulised ning mõned süsivesikute omadused muudavad need tööstuse jaoks asendamatuks tooraineks.

Mis see on?

Lühiteave keemilise struktuuri kohta

Kui vaadata lineaarset valemit, siis on selle süsivesiku koostises selgelt näha üks aldehüüd- ja viis hüdroksüülrühma. Kui aine on kristallilises olekus, võivad selle molekulid olla ühes kahest võimalikust vormist (α- või β-glükoos). Fakt on see, et viienda süsinikuaatomiga seotud hüdroksüülrühm võib interakteeruda karbonüüljäägiga.

Levimus looduslikes tingimustes

Kuna seda on viinamarjamahlas äärmiselt palju, nimetatakse glükoosi sageli "viinamarjasuhkruks". Meie kauged esivanemad tundsid teda selle nime all. Siiski võite seda leida igast teisest magusast köögiviljast või puuviljast, taime pehmetest kudedest. Loomariigis pole selle levimus madalam: ligikaudu 0,1% meie verest on glükoos. Lisaks võib neid süsivesikuid leida peaaegu iga siseorgani rakust. Kuid eriti palju on neid maksas, kuna seal toimub glükoosi töötlemine glükogeeniks.

Ta (nagu me juba ütlesime) on meie keha jaoks väärtuslik energiaallikas, see on osa peaaegu kõigist liitsüsivesikutest. Nagu teised lihtsad süsivesikud, toimub see looduses pärast fotosünteesi reaktsiooni, mis toimub eranditult taimeorganismide rakkudes:

6CO 2 + 6H 2 O klorofüll C 6 H 12 O 6 + 6O 2 - Q

Samal ajal täidavad taimed biosfääri jaoks uskumatult olulist funktsiooni, kogudes energiat, mida nad saavad päikeselt. Mis puudutab tööstuslikke tingimusi, siis iidsetest aegadest saadi seda tärklisest, põhjustades selle hüdrolüüsi ja reaktsiooni katalüsaatoriks on kontsentreeritud väävelhape:

(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O H 2 SO 4, t nC 6 H 12 O 6

Keemilised omadused

Millised on seda tüüpi süsivesikute keemilised omadused? Neil kõigil on samad omadused, mis on iseloomulikud puhtalt alkoholidele ja aldehüüdidele. Lisaks on neil mõned spetsiifilised omadused. Esimest korda valmistas lihtsüsivesikute (sealhulgas glükoosi) sünteesi andekaim keemik A. M. Butlerov 1861. aastal ning kasutas toorainena formaldehüüdi, lõhestades selle kaltsiumhüdroksiidi juuresolekul. Siin on selle protsessi valem:

6NSON -------> С6Н 12 О 6

Ja nüüd käsitleme rühma kahe teise esindaja mõningaid omadusi, mille looduslik väärtus pole vähem suur ja seetõttu uurib neid bioloogia. Seda tüüpi süsivesikutel on meie igapäevaelus väga oluline roll.

Fruktoos

Selle glükoosi isomeeri valem on СеН 12 О б. Omamoodi "eellane" võib eksisteerida lineaarsel ja tsüklilisel kujul. See osaleb kõigis reaktsioonides, mis on iseloomulikud mitmehüdroksüülsetele alkoholidele, kuid erinedes seeläbi glükoosist, ei interakteeru mingil viisil hõbeoksiidi ammoniaagilahusega.

Riboos

Riboos ja desoksüriboos pakuvad suurt huvi. Kui mäletate bioloogiaprogrammi natukenegi, siis teate ise väga hästi, et just need kehas olevad süsivesikud on osa DNA-st ja RNA-st, ilma milleta on elu olemasolu planeedil võimatu. Nimetus "desoksüriboos" tähendab, et selle molekulis on üks hapnikku vähem (tavalise riboosiga võrreldes). Olles selles osas sarnased glükoosiga, võib neil olla ka lineaarne ja tsükliline struktuur.

Disahhariidid

Põhimõtteliselt kordavad need ained oma struktuurilt ja funktsioonidelt suures osas eelmist klassi ning seetõttu pole mõtet sellel pikemalt peatuda. Millised on sellesse rühma kuuluvate süsivesikute keemilised omadused? Perekonna tähtsamad liikmed on sahharoos, maltoos ja laktoos. Neid kõiki saab kirjeldada valemiga C 12 H 22 O 11, kuna need on isomeerid, kuid see ei muuda nende struktuuri suuri erinevusi. Millised on siis liitsüsivesikute omadused, mille loetelu ja kirjeldust näete allpool?

sahharoos

Selle molekul sisaldab korraga kahte tsüklit: üks neist on kuueliikmeline (α-glükoosijääk) ja teine ​​viieliikmeline (β-fruktoosijääk). Kogu see struktuur on seotud glükoosi glükosiidhüdroksüülrühmaga.

Vastuvõtmine ja üldine tähendus

Säilinud ajalooliste andmete kohaselt õppisid nad kolm sajandit enne Kristuse sündi saama suhkrut muistsest Indiast. Alles 19. sajandi keskpaigas selgus, et suhkrupeedist saab vähema vaevaga palju rohkem sahharoosi. Mõned selle sordid sisaldavad seda süsivesikut kuni 22%, samas kui suhkruroos võib see sisaldus jääda 26% piiresse, kuid see on võimalik ainult ideaalsete kasvutingimuste ja soodsa kliima korral.

Oleme juba öelnud, et süsivesikud lahustuvad vees hästi. Sellel põhimõttel põhineb sahharoosi tootmine, kui selleks kasutatakse difuusoreid. Võimalike lisandite sadestamiseks filtreeritakse lahus läbi lubja sisaldavate filtrite. Kaltsiumhüdroksiidi eemaldamiseks saadud lahusest juhitakse sellest läbi tavaline süsinikdioksiid. Sade filtreeritakse välja ja suhkrusiirup aurustatakse spetsiaalsetes ahjudes, saades suhkru juba väljapääsu juures tuttavaks.

Laktoos

See süsivesik on tööstuslikult eraldatud tavalisest piimast, mis sisaldab ohtralt rasvu ja süsivesikuid. See sisaldab seda ainet üsna palju: näiteks lehmapiim sisaldab ligikaudu 4-5,5% laktoosi ja naiste piimas ulatub selle mahuosa 5,5-8,4%.

Iga selle glütsiidi molekul koosneb 3-galaktoosi ja a-glükoosi jääkidest püranoosi kujul, mis moodustavad sidemeid läbi esimese ja neljanda süsinikuaatomi.

Erinevalt teistest suhkrutest on laktoosil üks erakordne omadus. Me räägime hügroskoopsuse täielikust puudumisest, nii et isegi niiskes ruumis ei niisuta see glütsiid üldse. Seda omadust kasutatakse aktiivselt farmaatsiatoodetes: kui tavaline sahharoos sisaldub ravimi koostises pulbri kujul, tuleb sellele lisada laktoosi. See on täiesti loomulik ja inimorganismile kahjutu, erinevalt paljudest kunstlikest lisanditest, mis takistavad paakumist ja märjaks saamist. Millised on seda tüüpi süsivesikute funktsioonid ja omadused?

Laktoosi bioloogiline tähtsus on äärmiselt kõrge, kuna laktoos on kõigi loomade ja inimeste piima tähtsaim toitainekomponent. Mis puutub maltoosi, siis selle omadused on mõnevõrra erinevad.

Maltoos

See on vahesaadus, mis saadakse tärklise hüdrolüüsil. Nimetus "maltoos" on tingitud asjaolust, et see moodustub suures osas linnaste (ladina keeles malt - maltum) mõjul. See on laialt levinud mitte ainult taimedes, vaid ka loomsetes organismides. Seda moodustub suurtes kogustes mäletsejaliste seedetraktis.

ja omadused

Selle süsivesiku molekul koosneb kahest osast püranoosi kujul olevast α-glükoosist, mis on omavahel seotud esimese ja neljanda süsinikuaatomi kaudu. See näeb välja nagu värvitud valged kristallid. Maitse on magusakas, lahustub vees suurepäraselt.

Polüsahhariidid

Tuleb meeles pidada, et kõiki polüsahhariide võib käsitleda sellest seisukohast, et need on monosahhariidide polükondensatsiooniproduktid. Nende üldine keemiline valem on (C b H 10 O 5) p. Selles artiklis vaatleme tärklist, kuna see on perekonna kõige tüüpilisem liige.

Tärklis

Moodustub fotosünteesi tulemusena, see ladestub suurtes kogustes taimeorganismide juurtesse ja seemnetesse. Millised on seda tüüpi süsivesikute füüsikalised omadused? See näeb välja nagu halva kristallilisusega valge pulber, mis ei lahustu külmas vees. Kuumas vedelikus moodustab see kolloidse struktuuri (pasta, tarretis). Loomade seedetraktis on palju ensüüme, mis soodustavad selle hüdrolüüsi koos glükoosi moodustumisega.

See on kõige levinum, mis moodustub mitmesugustest α-glükoosi jääkidest. Looduses esineb korraga kaks selle vormi: amüloos ja amshopektiin. Amüloosi, mis on lineaarne polümeer, saab vees lahustada. Molekul koosneb alfa-glükoosi jääkidest, mis on seotud esimese ja neljanda süsinikuaatomi kaudu.

Tuleb meeles pidada, et just tärklis on esimene nähtav taimede fotosünteesi saadus. Nisu ja muud teraviljad sisaldavad kuni 60-80%, samas kui kartulimugulad - ainult 15-20%. Muide, tärkliseterade mikroskoobi all ilmumisega saab täpselt määrata taimeliigid, kuna need on igaühe jaoks erinevad.

Kuumutamisel laguneb selle tohutu molekul kiiresti, moodustades väikesed polüsahhariidid, mida tuntakse dekstriinidena. Neil on üks ühine keemiline valem tärklisega (C 6 H 12 O 5) x, kuid erinevus on muutuja "x" väärtuses, mis on väiksem kui tärklise "n" väärtus.

Lõpuks esitame tabeli, mis kajastab mitte ainult süsivesikute põhiklasse, vaid ka nende omadusi.

Need on põhiliste süsivesikute klasside funktsioonid ja omadused.