Chemický vzorec uhľohydrátov. Lekcia chémie "sacharidy"

Plán:

1. Definícia pojmu: sacharidy. Klasifikácia.

2. Zloženie, fyzikálne a chemické vlastnosti sacharidov.

3. Rozšírenie v prírode. Prijímanie. Aplikácia.

Sacharidy - organické zlúčeniny obsahujúce karbonylové a hydroxylové skupiny atómov so všeobecným vzorcom C n (H 2 O) m (kde n a m > 3).

Sacharidy - Látky prvoradého biochemického významu sú rozšírené v živej prírode a zohrávajú dôležitú úlohu v živote človeka. Názov sacharidy vznikol rozborom prvých známych predstaviteľov tejto skupiny zlúčenín. Látky tejto skupiny pozostávajú z uhlíka, vodíka a kyslíka a pomer počtov atómov vodíka a kyslíka v nich je rovnaký ako vo vode, t.j. na 2 atómy vodíka pripadá jeden atóm kyslíka. V minulom storočí boli považované za hydráty uhlíka. Odtiaľ pochádza ruský názov pre uhľohydráty, navrhnutý v roku 1844. K. Schmidt. Všeobecný vzorec uhľohydrátov je podľa toho, čo už bolo povedané, Cm H 2n O n. Keď sa z hranatých zátvoriek vypustí „n“, získa sa vzorec C m (H 2 O) n, ktorý veľmi jasne odráža názov „uhlie – voda“. Štúdium uhľohydrátov ukázalo, že existujú zlúčeniny, ktoré je potrebné podľa všetkých ich vlastností priradiť do skupiny uhľohydrátov, hoci majú zloženie, ktoré presne nezodpovedá vzorcu C m H 2n O n. starý názov "sacharidy" sa zachoval dodnes, hoci spolu s týmto názvom sa niekedy používa aj novší názov glycidy na označenie skupiny látok, o ktorých sa uvažuje.

Sacharidy možno rozdeliť na tri skupiny : 1) Monosacharidy - sacharidy, ktoré možno hydrolyzovať za vzniku jednoduchších sacharidov. Do tejto skupiny patria hexózy (glukóza a fruktóza) a pentóza (ribóza). 2) Oligosacharidy - kondenzačné produkty niekoľkých monosacharidov (napríklad sacharóza). 3) Polysacharidy - polymérne zlúčeniny obsahujúce veľké množstvo molekúl monosacharidov.

Monosacharidy. Monosacharidy sú heterofunkčné zlúčeniny. Ich molekuly súčasne obsahujú ako karbonyl (aldehyd alebo ketón), tak aj niekoľko hydroxylových skupín, t.j. monosacharidy sú polyhydroxykarbonylové zlúčeniny - polyhydroxyaldehydy a polyhydroxyketóny. V závislosti od toho sa monosacharidy delia na aldózy (monosacharid obsahuje aldehydovú skupinu) a ketózu (obsahuje ketoskupinu). Napríklad glukóza je aldóza a fruktóza je ketóza.

Prijímanie. Vo voľnej forme sa glukóza nachádza najmä v prírode. Je tiež štruktúrnou jednotkou mnohých polysacharidov. Ostatné voľné monosacharidy sú zriedkavé a sú všeobecne známe ako zložky oligo- a polysacharidov. V prírode sa glukóza vyrába ako výsledok fotosyntetickej reakcie: 6CO2 + 6H20® C6H1206 (glukóza) + 602 Prvýkrát glukózu získal v roku 1811 ruský chemik G.E. Kirchhoff počas hydrolýzy škrobu. Neskôr A.M. Butlerov navrhol syntézu monosacharidov z formaldehydu v alkalickom prostredí.

Sacharidy sú hlavným zdrojom energie v ľudskom tele.

Všeobecný vzorec sacharidov Сn (H2O) m

Sacharidy - látky zloženia Cm H2n Op, ktoré majú prvoradý biochemický význam, sú rozšírené v živej prírode a zohrávajú významnú úlohu v živote človeka. Sacharidy sú súčasťou buniek a tkanív všetkých rastlinných a živočíšnych organizmov a podľa hmotnosti tvoria väčšinu organickej hmoty na Zemi. Podiel sacharidov tvorí asi 80 % sušiny rastlín a asi 20 % živočíchov. Rastliny syntetizujú sacharidy z anorganických zlúčenín - oxidu uhličitého a vody (CO2 a H2O).

Zásoby uhľohydrátov vo forme glykogénu v ľudskom tele sú asi 500 g. Prevažná časť (2/3) je vo svaloch, 1/3 - v pečeni. Medzi jedlami sa glykogén rozkladá na molekuly glukózy, čo zmierňuje kolísanie hladiny cukru v krvi. Zásoby glykogénu bez príjmu sacharidov sa vyčerpajú asi za 12-18 hodín. V tomto prípade sa aktivuje mechanizmus tvorby uhľohydrátov z medziproduktov metabolizmu bielkovín. Je to spôsobené tým, že sacharidy sú životne dôležité pre tvorbu energie v tkanivách, najmä mozgu. Mozgové bunky prijímajú energiu predovšetkým oxidáciou glukózy.

Druhy uhľohydrátov

Podľa chemickej štruktúry možno sacharidy rozdeliť na jednoduché sacharidy (monosacharidy a disacharidy) a komplexné sacharidy (polysacharidy).

Jednoduché sacharidy (cukry)

Glukóza je najdôležitejší zo všetkých monosacharidov, pretože je stavebným kameňom väčšiny diétnych di- a polysacharidov. V procese látkovej premeny sa rozkladajú na jednotlivé molekuly monosacharidov, ktoré sa v priebehu viacstupňových chemických reakcií premieňajú na iné látky a nakoniec oxidujú na oxid uhličitý a vodu – využívajú sa ako „palivo“ pre bunky. Glukóza je nevyhnutnou súčasťou metabolizmu uhľohydrátov. Pri znížení jeho hladiny v krvi alebo jeho vysokej koncentrácii a nemožnosti jeho užívania, ako to býva pri cukrovke, nastáva ospalosť, môže nastať strata vedomia (hypoglykemická kóma).

Glukóza „vo svojej čistej forme“, ako monosacharid, sa nachádza v zelenine a ovocí. Obzvlášť bohaté na glukózu sú hrozno - 7,8%, čerešne, čerešne - 5,5%, maliny - 3,9%, jahody - 2,7%, slivky - 2,5%, vodný melón - 2,4%. Zo zeleniny sa najviac glukózy nachádza v tekvici – 2,6 %, v bielej kapuste – 2,6 %, v mrkve – 2,5 %.

Glukóza je menej sladká ako najznámejší disacharid, sacharóza. Ak vezmeme sladkosť sacharózy ako 100 jednotiek, potom sladkosť glukózy je 74 jednotiek.

Fruktóza je jedným z najrozšírenejších sacharidov v ovocí. Na rozdiel od glukózy dokáže preniknúť z krvi do tkanivových buniek bez účasti inzulínu. Z tohto dôvodu sa fruktóza odporúča ako najbezpečnejší zdroj sacharidov pre diabetikov. Časť fruktózy sa dostane do pečeňových buniek, ktoré ju premenia na univerzálnejšie „palivo“ – glukózu, takže aj fruktóza je schopná zvýšiť hladinu cukru v krvi, aj keď v oveľa menšej miere ako ostatné jednoduché cukry. Fruktóza sa ľahšie premieňa na tuky ako glukóza. Hlavnou výhodou fruktózy je, že je 2,5-krát sladšia ako glukóza a 1,7-krát sladšia ako sacharóza. Jeho použitie namiesto cukru môže pomôcť znížiť celkový príjem sacharidov.

Hlavnými zdrojmi fruktózy v potravinách sú hrozno - 7,7%, jablká - 5,5%, hrušky - 5,2%, čerešne, čerešne - 4,5%, vodné melóny - 4,3%, čierne ríbezle - 4,2%, maliny - 3,9%, jahody - 2,4% , melóny - 2,0 %. V zelenine je obsah fruktózy nízky – od 0,1 % v repe do 1,6 % v bielej kapuste. Fruktóza je obsiahnutá v mede - asi 3,7%. Je dokázané, že fruktóza, ktorá má výrazne vyššiu sladivosť ako sacharóza, nespôsobuje zubný kaz, ktorý je podporovaný príjmom cukru.

Galaktóza sa vo výrobkoch nenachádza vo voľnej forme. S glukózou tvorí disacharid – laktózu (mliečny cukor) – hlavný sacharid v mlieku a mliečnych výrobkoch.

Laktóza sa štiepi v gastrointestinálnom trakte na glukózu a galaktózu pomocou enzýmu laktáza. Nedostatok tohto enzýmu u niektorých ľudí vedie k intolerancii mlieka. Nezriedená laktóza slúži ako dobrá živina pre črevnú mikroflóru. V tomto prípade je možná bohatá tvorba plynu, žalúdok je "nafúknutý". Vo fermentovaných mliečnych výrobkoch je väčšina laktózy fermentovaná na kyselinu mliečnu, takže ľudia s nedostatkom laktázy môžu fermentované mliečne výrobky tolerovať bez nepríjemných následkov. Okrem toho baktérie mliečneho kvasenia vo fermentovaných mliečnych výrobkoch inhibujú aktivitu črevnej mikroflóry a znižujú nežiaduce účinky laktózy.

Galaktóza, ktorá vzniká rozkladom laktózy, sa v pečeni premieňa na glukózu. Pri vrodenom dedičnom deficite alebo absencii enzýmu, ktorý premieňa galaktózu na glukózu, vzniká závažné ochorenie – galaktozémia, ktorá vedie k mentálnej retardácii.

Sacharóza je disacharid tvorený molekulami glukózy a fruktózy. Obsah sacharózy v cukre je 99,5 %. Milovníci cukru vedia rovnako ako fajčiari, že kvapka nikotínu zabije koňa. Žiaľ, obe tieto spoločné pravdy často slúžia ako dôvod na vtipy, než na vážne úvahy a praktické závery.

Cukor sa v gastrointestinálnom trakte rýchlo rozkladá, glukóza a fruktóza sa vstrebávajú do krvného obehu a slúžia ako zdroj energie a najdôležitejší prekurzor glykogénu a tukov. Často sa nazýva „nosič prázdnych kalórií“, pretože cukor je čistý uhľohydrát a neobsahuje iné živiny, ako sú vitamíny alebo minerály. Z rastlinných produktov najviac sacharózy obsahuje repa - 8,6%, broskyne - 6,0%, melóny - 5,9%, slivky - 4,8%, mandarínky - 4,5%. V zelenine, s výnimkou repy, je významný obsah sacharózy zaznamenaný v mrkve - 3,5%. V ostatnej zelenine sa obsah sacharózy pohybuje od 0,4 do 0,7 %. Okrem samotného cukru sú hlavnými zdrojmi sacharózy v potravinách džem, med, cukrovinky, sladené nápoje, zmrzlina.

Keď sa spoja dve molekuly glukózy, vznikne maltóza – sladový cukor. Obsahuje med, slad, pivo, melasu a pečivo a pečivo vyrobené s prídavkom melasy.

Komplexné sacharidy

Všetky polysacharidy prítomné v ľudskej potrave, až na zriedkavé výnimky, sú polyméry glukózy.

Škrob je hlavný stráviteľný polysacharid. Tvorí až 80 % sacharidov skonzumovaných s jedlom.

Zdrojom škrobu sú rastlinné produkty, najmä obilniny: obilniny, múka, chlieb a zemiaky. Väčšina škrobu je obsiahnutá v obilninách: od 60% v pohánke (jadro) po 70% v ryži. Z obilnín sa najmenej škrobu nachádza v ovsených vločkách a ich spracovaných produktoch: ovsené vločky, ovsené vločky "Hercules" - 49%. Cestoviny obsahujú od 62 do 68% škrobu, chlieb z ražnej múky v závislosti od odrody - od 33% do 49%, pšeničný chlieb a ostatné výrobky z pšeničnej múky - od 35 do 51% škrob, múka - od 56 (ražná) do 68 % (prémiová pšenica). V strukovinách je tiež veľa škrobu – od 40 % v šošovici po 44 % v hrachu. Z tohto dôvodu sa suchý hrášok, fazuľa, šošovica, cícer zaraďujú medzi strukoviny. Sója, ktorá obsahuje len 3,5% škrobu, a sójová múka (10-15,5%) sa odlišujú. Vzhľadom na vysoký obsah škrobu v zemiakoch (15-18%) sa v dietetike neoznačuje ako zelenina, kde hlavnými sacharidmi sú monosacharidy a disacharidy, ale škrobové produkty spolu s obilninami a strukovinami.

V topinamburu a niektorých ďalších rastlinách sú sacharidy uložené vo forme polyméru fruktózy – inulínu. Potraviny s prídavkom inulínu sa odporúčajú pri cukrovke a najmä pri jej prevencii (pripomeňme, že fruktóza menej zaťažuje pankreas ako iné cukry).

Glykogén – „živočíšny škrob“ – pozostáva z vysoko rozvetvených reťazcov molekúl glukózy. V malých množstvách sa nachádza v živočíšnych produktoch (v pečeni 2-10%, v svalovom tkanive - 0,3-1%).

Potraviny s vysokým obsahom sacharidov

Najbežnejšie sacharidy sú glukóza, fruktóza a sacharóza, ktoré sa nachádzajú v zelenine, ovocí a mede. Laktóza je súčasťou mlieka. Rafinovaný cukor je kombináciou fruktózy a glukózy.

Glukóza hrá ústrednú úlohu v metabolickom procese. Poskytuje energiu orgánom ako mozog, obličky a podporuje tvorbu červených krviniek.

Ľudské telo si nedokáže vytvárať príliš veľké zásoby glukózy a preto je potrebné ho pravidelne dopĺňať. To však neznamená, že musíte jesť glukózu v čistej forme. Je oveľa užitočnejšie používať ho ako súčasť komplexnejších sacharidových zlúčenín, napríklad škrobu, ktorý sa nachádza v zelenine, ovocí a obilninách. Všetky tieto produkty sú navyše skutočným skladom vitamínov, vlákniny, stopových prvkov a ďalších užitočných látok, ktoré pomáhajú telu bojovať proti mnohým chorobám. Polysacharidy by mali tvoriť väčšinu všetkých sacharidov vstupujúcich do nášho tela.

Najdôležitejšie zdroje sacharidov

Hlavnými zdrojmi sacharidov z potravy sú: chlieb, zemiaky, cestoviny, obilniny, sladkosti. Čistým sacharidom je cukor. Med podľa pôvodu obsahuje 70-80% glukózy a fruktózy.

Na označenie množstva sacharidov v potravinách sa používa špeciálna jednotka chleba.

Okrem toho sa k sacharidovej skupine pripája aj vláknina a pektíny, ktoré sú pre ľudské telo zle stráviteľné.

Sacharidy sa používajú ako:

Lieky,

Na výrobu bezdymového prášku (pyroxylín),

výbušniny,

Umelé vlákna (viskóza).

Celulóza má veľký význam ako zdroj na výrobu etylalkoholu.

1.Energia

Hlavnou funkciou sacharidov je, že sú nenahraditeľnou zložkou ľudskej stravy, pri odbúraní 1 g sacharidov sa uvoľní 17,8 kJ energie.

2. Štrukturálne.

Bunková stena rastlín sa skladá z polysacharidu celulózy.

3. Skladovanie.

Škrob a glykogén sú skladovacie produkty v rastlinách a zvieratách

Odkaz na históriu

· Sacharidy sa používali od pradávna – úplne prvým sacharidom (presnejšie zmesou sacharidov), s ktorým sa človek stretol, bol med.

· Cukrová trstina pochádza zo severozápadnej Indie-Bengálska. Európania spoznali trstinový cukor vďaka kampaniam Alexandra Veľkého v roku 327 pred Kristom.

· Škrob poznali už starí Gréci.

Repný cukor v čistej forme objavil až v roku 1747 nemecký chemik A. Marggraf

V roku 1811 ruský chemik Kirchhoff prvýkrát získal glukózu hydrolýzou škrobu

Prvýkrát správny empirický vzorec glukózy navrhol švédsky chemik J. Berzellius v roku 1837 С6Н12О6

· Syntéza uhľohydrátov z formaldehydu v prítomnosti Ca (OH) 2 bola uskutočnená A.M. Butlerov v roku 1861.

Záver

Význam sacharidov možno len ťažko preceňovať. Glukóza je hlavným zdrojom energie v ľudskom tele, používa sa na stavbu mnohých dôležitých látok v organizme - glykogén (energetická rezerva), je súčasťou bunkových membrán, enzýmov, glykoproteínov, glykolipidov a podieľa sa na väčšine reakcií v ľudskom organizme. . Zároveň je to práve sacharóza, ktorá je hlavným zdrojom glukózy, ktorá sa dostáva do vnútorného prostredia. Sacharóza, ktorá obsahuje takmer všetky rastlinné potraviny, zabezpečuje potrebný prísun energie a nenahraditeľnej látky – glukózy.

Telo sacharidy určite potrebuje (viac ako 56% energie získavame zo sacharidov)

Sacharidy sú jednoduché a zložité (kvôli štruktúre molekúl sa tak nazývali)

Minimálne množstvo sacharidov by malo byť aspoň 50-60 g

Svetlana Pančenková
Integrovaná hodina chémie a biológie na tému „Sacharidy. Význam uhľohydrátov v ľudskom živote

Ciele:

Pokračovať vo vytváraní systému vedomostí o triedach organických zlúčenín a genetickom vzťahu medzi nimi; prispievajú k upevňovaniu chápania vzťahu aplikácie, vlastností a chemická štruktúra látok.

Systematizovať poznatky o sacharidy, ich štruktúru, povahu a vlastnosti, ako aj zmysel v ľudskom živote.

Pokračujte vo vytváraní zručností pri práci s činidlami, chemické náčinie, náučná a populárno-náučná literatúra, internetové zdroje.

Rozvíjať kognitívne záujem, kreativita, sebavedomie, zmysel pre zodpovednosť za zadanú prácu, schopnosť analyzovať, porovnávať, vyvodzovať závery.

Zdieľané všeobecné kompetencie:

OK1. Pochopiť podstatu a sociálne význam svoje budúce povolanie, ukázať stabilné záujem.

OK3. Rozhodovať sa v štandardných a neštandardných situáciách a byť za ne zodpovedný.

OK4. Vyhľadávať a využívať informácie potrebné na efektívne plnenie odborných úloh, profesionálny a osobný rozvoj.

Typ aktivity: lekciu

Typ lekciu: učenie sa nového materiálu

Technické vybavenie triedy: počítač, multimediálny projektor, prezentácia, stoly

Počas tried:

1. Organizačný moment

2. Hlavná časť

Dnes tu máme nezvyčajné lekciu... Zároveň vás vezmeme na exkurziu do sveta biológie a chémie.

Všetci vieme veľmi presne: TOTO je zdroj energie. Do tela sa dostáva s rastlinnou potravou a dodáva mu energiu, mozog je hlava a srdce je vyživované. V cukre TOTO je nespočetné množstvo, v zelenine a ovocí TOTO je.

Po preštudovaní materiálu lekciu, hovoríte, aká látka je v krabici. K tejto otázke sa vrátime na konci našej lekcie. Aby mohol každý živý organizmus normálne fungovať, potrebuje energiu. Ľudské telo nedokáže využiť hotovú slnečnú energiu, ako to robia zelené rastliny. Ako výsledok fotosyntéza ako viete z uhličitý plyn a voda v zelených rastlinách tvoria glukózu.

6 Н2О + 6 СО2 +2920 kJ С6Н12О6 + 6 О2

Hlavný výskum Klimenta Arkadieviča Timiryazeva, člena korešpondenta Petrohradskej akadémie vied o fyziológii rastlín, je venovaný štúdiu procesu fotosyntéza, pre ktorú vyvinul špeciálnu techniku ​​a vybavenie. Zistil, že asimilácia rastlinami uhlík z oxidu uhličitého vzduch sa vyskytuje v dôsledku energie slnečného žiarenia, najmä v červených a modrých lúčoch, ktoré sú najviac absorbované chlorofylom. Osoba prijíma energiu vo forme potravy a následne v bunkách tela chemický premenami sa energia slnečného žiarenia uvoľňuje a využíva pre potreby organizmu. Predpokladá sa, že 60% potreby človek v energetike je potrebné zabezpečiť sacharidy... Denne muž potrebujete až 500 gramov sacharidy... Téma našej lekcie " Sacharidy. Význam uhľohydrátov v živote človeka». Sacharidy je v bunkách všetkých živých organizmov. V klietke pre zvieratá obsah sacharidy sú 1-2% a v rastlinách dosahuje v niektorých prípadoch 85-90% sušiny bunky. Ako ste si už všimli hlavné biologická funkcia sacharidov – energia... Pri ich enzymatickom štiepení a oxidácii molekúl energia sa uvoľňuje ktorý poskytuje vitálnych funkcií organizmu... Pri úplnom rozklade 1 gram uvoľnené sacharidy 17, 6 kJ. Vylepšený dekolt dochádza k uhľohydrátom napríklad pri klíčení semien, intenzívna svalová práca, predĺžený pôst. Sacharidy vykonávať aj funkciu ukladania. V nadbytku sa hromadia v bunke ako zásobné látky. (škrob, glykogén) a v prípade potreby ich telo využíva ako zdroj energie. Dôležitá je aj konštrukčná alebo stavebná funkcia. sacharidy... Používajú sa ako stavebný materiál. Takže celulóza je vďaka svojej špeciálnej štruktúre nerozpustná vo vode a má vysokú pevnosť. V priemere 20-50% materiálu bunkovej steny rastlín tvorí celulóza a bavlnené vlákna sú takmer čistá celulóza. Chitín je súčasťou bunkových stien niektorých prvokov a húb. Ako dôležitá zložka vonkajšej kostry sa chitín nachádza u určitých skupín živočíchov, napríklad u článkonožcov. Sacharidy vykonávať ochrannú funkciu. Takže ďasná (živice uvoľnené pri poškodení kmeňov a konárov rastlín, napríklad slivky, čerešne, ktoré bránia vstupu patogénov do rán, sú derivátmi monosacharidov. Človek dostane sacharidy hlavne z rastlinných produktov (obilniny a strukoviny, zemiaky, ovocie a zelenina). Sacharidy- polyfunkčné zlúčeniny. Ide o organické látky, ktorých molekuly sú zložené z atómov. uhlíka, vodík a kyslík a vodík a kyslík sú v nich spravidla v rovnakom pomere ako v molekule vody (2 :1) . „Prinášajú nás ovocné vody sacharidy» - tento komický výrok I. Ilfa a E. Petrova nie je ďaleko od pravdy. V ovocných vodách sa totiž dajú nájsť organické zlúčeniny, ktorých zloženie zodpovedá všeobecnému vzorcu Cn (H2O) m, tak dostali meno sacharidy... ruský chemik Karl Genrikhovich(Karl Ernst Heinrich) Schmidt, profesor na univerzite v Dorpate (tartu) v roku 1844 navrhol termín « sacharidy» pre označenia trieda prírodných zlúčenín nazývaných cukry. TO sacharidy zahŕňajú cukry a látky, ktoré sa na ne menia počas hydrolýzy. učiteľ: Pamätáte si, čo je hydrolýza? Chlapi odpoveď: hydrolýza je interakcia látky s vodou, pri ktorej sa zložky látky spájajú so zložkami vody. existuje: monosacharidy, disacharidy a polysacharidy. Príklady monosacharidy: glukóza, galaktóza, fruktóza; disacharidy - maltóza, laktóza, sacharóza; polysacharidy - glykogén, škrob, celulóza. Monosacharidy sú sacharidy ktoré nehydrolyzujú, teda nerozkladajú sa vodou. V závislosti od počtu atómov uhlíka v molekule sa delia na triózy, tetrózy, pentózy, hexózy a iné. Predstavujú druh "tehly", z ktorých sú postavené molekuly di- a polysacharidov. Najdôležitejšie hexózy sú glukóza a fruktóza. Voľná ​​fruktóza sa nachádza v rastlinných bunkách. Glukóza sa nachádza v bunkách všetkých organizmov. V hroznovej šťave je obzvlášť veľa glukózy, preto sa jej hovorí aj hroznový cukor. Pozeráme sa video zážitok: prítomnosť glukózy možno určiť pomocou hydroxidu meďnatého (Ii)... Stlačte šťavu z hrozna. Do šťavy pridajte niekoľko kvapiek roztoku síranu meďnatého (Ii) a alkalický roztok. Roztok zohrejeme. Farba roztoku sa začne meniť. Keď sa roztok uvarí, vytvorí sa červená zrazenina Cu2O. To dokazuje prítomnosť glukózy v hroznovej šťave. Glukóza má jemne sladkú chuť, zatiaľ čo fruktóza je najsladšia zo všetkých cukrov. Med je zložený najmä zo zmesi glukózy a fruktózy, ktorá je sladšia ako glukóza, preto je veľmi sladký. Med sa nazýva „elixír mladosti, diéta dlhovekosti“, pretože povzbudzuje, podporuje trávenie, obnovuje pamäť a má mierne upokojujúce účinky na centrálny nervový systém. Fruktóza sa nazýva aj ovocný, kvetinový cukor. Fruktóza je 10-krát sladšia ako sacharóza. Jeho použitie v potravinách je žiaduce pre tých ľudí, ktorých metabolizmus je trochu narušený. Glukóza a fruktóza sú izoméry. Pýta sa učiteľ otázka: aké látky sú izoméry? Chlapi odpoveď: izoméry sú látky, ktoré majú rovnaké kvalitatívne a kvantitatívne zloženie, ale odlišnú molekulárnu štruktúru, a teda aj odlišné vlastnosti. Glukóza v prírode existuje vo forme dvoch tautomérnych formulárov: aldehydové a cyklické, ktoré sú na rozdiel od izomérov vo vzájomnej rovnováhe. Fyzikálne vlastnosti glukózy: biele kryštály, mierne sladké na podnebí, rozpustné vo vode. Chemické vlastnosti: glukóza, ako viacsýtny alkohol, ako viete, interaguje s čerstvo pripraveným hydroxidom meďnatým (Ii)... V tomto prípade sa zrazenina rozpustí a vytvorí sa svetlomodrý roztok sacharátu medi. (Ii)... Urobíme demo experimentovať: do skúmavky roztok glukózy, pridajte trochu roztoku síranu meďnatého a alkalického roztoku, potom trochu viac glukózy. Pozorujete tvorbu jasne modrého roztoku. Glukóza rozpúšťa hydroxid meďnatý (Ii)... Potom zmes zahrejte. Pri zahrievaní sa najskôr vytvorí žltý hydroxid meďnatý (I, potom červená zrazenina oxidu meďnatého (ja)... Glukóza sa oxiduje na kyselinu glukónovú. Redukčná schopnosť je vlastná aldehydom. Glukóza tiež spôsobuje jednu z najkrajších reakcií v chémia - reakcia"Strieborné zrkadlo" s amoniakovým roztokom oxidu strieborného (zážitok zo sledovania videa)... Ako viete, táto reakcia je kvalitatívna pre aldehydy. Látky vykazujúce charakteristické vlastnosti dvoch rôznych tried organických zlúčenín majú dvojakú funkciu. Glukóza je viacsýtny alkohol aj aldehyd, to znamená aldehydalkohol. V dôsledku hydrogenačnej reakcie glukózy vzniká hexahydrický alkohol sorbitol С6Н12О6 + Н2 ® С6Н8 (HE) 6

Najväčší význam majú reakcie - fermentáciu glukózy pôsobením produkovaných enzýmov mikroorganizmy:

alkohol С6Н12О6 ® 2С2Н5ОН + 2СО2

kyselina mliečna С6Н12О6 ® 2СН3СНОНСООН

kyselina maslová С6Н12О6 ® С3Н7СООН + 2СО2 + 2Н2

úplná oxidácia glukózy С6Н12О6 + 6О2 ® 6СО2 + 6Н2О

Učiteľ žiada zhromaždiť modely molekúl produktov fermentácie glukózy - etylalkohol, kyselina mliečna, kyselina maslová. Zatiaľ čo chlapci zbierajú modely molekúl, študenti na ne reagujú otázky: Do akej triedy zlúčenín patrí etylalkohol? Do ktorej triedy zlúčenín patrí kyselina maslová? Aká je funkčná skupina alkoholov, karboxylových kyselín. Uveďte názov kyseliny mliečnej podľa medzinárodnej nomenklatúry. Disacharidy sú sacharidy, ktorého molekuly pozostávajú z dvoch monosacharidových zvyškov spojených navzájom v dôsledku interakcie hydroxylových skupín. Ide o dobre známu laktózu (mliečny cukor prítomný v mlieku cicavcov, vrátane človek) a sacharóza (trstinový alebo repný cukor)... Už samotný pojem disacharid vypovedá o tom, že v molekulách týchto látok sú spolu viazané dva zvyšky monosacharidov. Takže v cukre - glukóza a fruktóza a v laktóze - glukóza a galaktóza. Vypočujme si historické pozadie (študentská správa): trstinový cukor je ľuďom známy už oddávna. India je považovaná za rodisko cukrovej trstiny. Šťava z tejto rastliny obsahuje uhľohydrát sacharóza ktoré bežne nazývame cukor. Teraz je cukor stálym spoločníkom nášho stola, bez ktorého nemôžete nakŕmiť hostí a sami nemôžete vypiť šálku čaju. Boli časy, keď sa cukor považoval za drahý liek a v lekárňach sa kupoval za rovnakú cenu ako striebro. V 12. storočí sa cukrová trstina pestovala na Sicílii av 16. storočí sa dostala na Kubu a ďalšie ostrovy v Karibiku. Približne v rovnakom čase sa začala do Európy dovážať sacharóza. Cukor sa objavil v Rusku v roku 1273 (prvá zmienka o kryštalickom cukre dovážanom so zámorským tovarom pochádza z obdobia vlády veľkovojvodu Vasilija Jaroslaviča av Európe - v roku 1747. Výroba cukru z repy je spojená s menom Andreas Sigismund Margraff , Nemec chemik a hutník... Margraff bol jedným z prvých, ktorí sa prihlásili chemický výskumný mikroskop, ktorým v roku 1747 objavil kryštáliky cukru v repnej šťave. V Rusku sa dopyt po cukre veľmi zvýšil od polovice 17. storočia, kedy sa začal konzumovať čaj, ktorý sa rýchlo stal národným nápojom. V roku 1718 bol dekrétom Petra I. obchodník Verstov poverený výstavbou prvého „cukrovaru v Rusku“. Hromadná výroba sacharózy z repy sa začala pred viac ako storočím a pol vo Francúzsku. Ako náhradu cukru, ktorý sa od neho chuťou nelíši, použite pre ľudí trpiacich cukrovkou látku, ktorú sa naučíte riešením šaráda:

Moja prvá slabika je vymetená metlou.

Informatik uvažuje o druhej slabike.

Vo všeobecnosti poviem, drahí priatelia,

Pre mnohých pacientov som namiesto cukru ja. (sorbitol)

Hydrolyzačná rovnica sacharóza: C12H22O11 + H2O -> C6H12O6 + C6H12O6

glukóza fruktóza

invertný cukor

Učiteľ kladie problém: Ak si vezmete pohár vody a rozpustíte lyžicu cukru, po ochutnaní tento roztok prevaríte a znova ochutnáte, potom bude prevarený roztok sladší. prečo? Chlapi odpoveď: pri hydrolýze sacharózy vzniká okrem glukózy aj fruktóza, ktorá je 10x sladšia ako sacharóza. Učiteľ vyzve žiakov, aby si zapamätali, čo sú tieto látky elektrolyty? Chlapi odpoveď: vodné roztoky niektorých látok sú vodičmi elektrického prúdu. Elektrolyty sú kyseliny, zásady a soli. učiteľ: je vodný roztok cukru elektrolyt? Chlapi odpoveď: nie, pretože nevedie elektrický prúd.

Laktóza je jediná sacharidovživočíšneho pôvodu sa nachádza v živočíšnom mlieku - 4% a napriek tomu mlieko nie je obzvlášť sladké, pretože je menej sladké ako glukóza. Polysacharidy sú sacharidy ktoré sú hydrolyzované za vzniku množstva molekúl monosacharidov. Označujú sa ako biopolyméry. Škrob je biely prášok, nerozpustný v studenej vode a napučiava v horúcej vode. Je úplne bez chuti. Škrob je zmes dvoch polysacharidov rovnakého zloženia – amylózy a amylopektínu. Amylóza je lineárny polymér, hmotnostný podiel je zvyčajne 10-20%. Amylopektín má rozvetvenú štruktúru, hmotnostný zlomok je zvyčajne 80-90%. Škrob sa už nevstrebáva tak rýchlo ako cukor. Na uľahčenie jeho asimilácie sa varia jedlá obsahujúce škrob, to znamená zemiaky, ryža a pečie sa chlieb. Za týchto podmienok dochádza k čiastočnej hydrolýze škrobu, čiže vznikajú menšie polyméry – dextríny a v tráviacom trakte vzniká konečný produkt hydrolýzy glukózy. Pri interakcii s jódom poskytuje škrob modré sfarbenie. Ide o kvalitatívnu reakciu na škrob. Škrob sa považuje za hlavný sacharidové jedlo... Prebytočná glukóza sa spája do špeciálneho typu škrobu – glykogénu alebo živočíšneho škrobu. Ukladá sa vo svaloch a najviac v pečeni. Celulóza je tiež rastlinný polysacharid tvorený glukózou. Nazýva sa aj vláknina. Nachádza sa v zelenine, ovocí a obilninách. Je to vláknitá látka, nerozpustná vo vode. Celulóza má jednu nevýhodu – nie je výživná. Samozrejme, že ho jeme, pretože sa nachádza v rastlinách. Ale nie je trávený v gastrointestinálnom trakte. Keďže neexistujú žiadne enzýmy, ktoré by ho rozložili. Prečo to potom potrebujeme? Ukazuje sa, že je to potrebné! Jednou z najpozoruhodnejších vlastností vlákniny je jej schopnosť zadržiavať vodu, napríklad surová mrkva, jablká, kapusta v žalúdku a črevách napučia na polovicu a vytvárajú ilúziu sýtosti. Ďalším plusom vlákniny - absorbujú cholesterol a žlčové kyseliny, čo inhibuje tvorbu kameňov. Jedzte preto viac kapusty, mrkvy, cvikly, skúste jesť jablká, ríbezle, maliny. Z obilnín - proso, perličkový jačmeň, ovos a zo strukovín - hrach, fazuľa, ako aj dary lesa - huby, orechy. Správa študent: Raz kdesi dopadol na Zem lúč Slnka. V tej či onej podobe sa stal súčasťou chleba, ktorý nám slúžil ako potrava. Premenil sa na naše svaly, na naše nervy... Uvádza nás do pohybu. Možno v tejto chvíli hrá v našom mozgu ... “Jediné živé organizmy, ktoré sú schopné samostatne syntetizovať cukry z anorganických látok – zelené rastliny. Začiatkom 19. storočia vedci, ako napríklad profesor Tübingenskej univerzity von Mohl, nahnevane kritizovali Justusovu knihu Liebig: "Ukazuje sa, že svet rastlín nevďačí za svoju výživu zemi, nie, rastliny sa živia vzduchom, vodou a takzvanými živnými soľami, ktoré hľadajú v pôde!"

Škrob a celulóza sú izoméry, ich vzorec (C6H10O5) n. V súčasnosti s istotou vieme, že zelené rastliny z uhličitý plynu a vody na svetle v prítomnosti chlorofylu syntetizovať organickej hmoty (glukóza).

Všeobecnú schému hydrolýzy polysacharidov možno zjednodušiť Takže:

(C6H10O5) n + n H20 n C6H12O6

Vyrieš ten problém: hydrolýzou 250 g pilín, ktorých obsah celulózy je 45 %, sa získalo 62 g glukózy. Stanovte hmotnostný zlomok výťažku glukózy z teoreticky možného.

Pre telo ľudský škrob, spolu so sacharózou je hlavným dodávateľom sacharidy- jedna z najdôležitejších zložiek potravy. Pôsobením enzýmov sa škrob hydrolyzuje na glukózu, ktorá sa oxiduje a uvoľňuje sa veľké množstvo energie, ktorá je potrebná pre fungovanie bunky. To je dôvod, prečo je široko používaný na liečebné účely. (používa sa vnútorne alebo sa podáva intravenózne oslabeným pacientom)... Keď sa k sacharóze pridá glukóza, bráni jej kryštalizácii, a preto sa používa v cukrárskom priemysle na získanie karamelu, marmelády atď. Z celulózy sa vyrábajú umelé vlákna, polymérové ​​fólie, plasty, bezdymový prášok, laky.

3. Konsolidácia študovaného materiálu.

Test:

1. Ktorý z menovaných chemický zlúčeniny nie sú biopolymér?

A) proteín B) glukóza C) kyselina deoxyribonukleová D) celulóza

2. Z akých spojení uhľohydráty sa syntetizujú počas fotosyntézy?

A) z O2 a H2O B) z CO2 a H2 C) z CO2 a H2O D) z CO2 a H2CO3

3. Ktorý produkt je vhodnejší pre unaveného maratónskeho bežca na udržanie sily?

A) hroznová šťava B) trochu masla C) kúsok mäsa D) trochu minerálnej vody

4. V klietkach pre zvieratá ako rezerva uhľohydrát je:

A) celulóza B) škrob C) glukóza D) glykogén

5. Reakcia strieborného zrkadla dáva:

A) glukóza B) etanol C) bután D) škrob

6. Pár izomérov:

A) metanol a etanol B) metán a etán C) glukóza a fruktóza D) acetón a etanol

7. Modré farbenie roztokom jódu dáva:

A) glukóza B) škrob C) celulóza D) sacharóza

Teraz sa vráťme k nášmu boxu. Pripomenúť ti

Všetci vieme veľmi presne: TOTO je zdroj energie. Do tela sa dostáva s rastlinnou potravou a dodáva mu energiu, mozog je hlava a srdce je vyživované. V cukre TOTO je nespočetné množstvo, v zelenine a ovocí TOTO je. A hlavne je v hroznovej šťave. Čo je to za látku? Samozrejme je to glukóza.

4. Zhrnutie lekciu: sacharidy podľa zloženia možno rozdeliť na jednoduché (glukóza, fruktóza a iné) a komplexné (škrob, glykogén, celulóza a iné)... Glukóza sa v tele oxiduje na uhličitý plynu a vody s uvoľňovaním energie potrebnej na životných funkcií živého organizmu... Obsahujú dve funkčné skupina:

1) hydroxylová skupina, ktorej štruktúrny vzorec je -OH

2) aldehyd, ktorého štruktúrny vzorec je -HC = O

Sacharidy v ľudskom tele môžu byť uložené! Chyba sacharidy v potravinách škodí a vedie k tomu, že telo začne využívať energetický potenciál bielkovín a tukov. V tomto prípade je množstvo ich štiepnych produktov, škodlivé pre človek... Prebytok sacharidy v potravinách je škodlivý a vedie k obezite. Nadmerná konzumácia cukru negatívne ovplyvňuje funkciu črevnej mikroflóry, vedie k narušeniu metabolizmu cholesterolu a zvýšeniu jeho hladiny v krvnom sére. Sacharidy sú finálne produkty fotosyntéza a sú východiskovými materiálmi pre biosyntéza iné organické zlúčeniny. „Proteíny, tuky a sacharidy,

Uplynú storočia, epochy, roky,

Sme k tebe navždy pripútaní,

Bez teba je to nemysliteľné človek"... 5. Domáce cvičenie: Pomocou sprievodnej osnovy pripravte charakteristiku triedy sacharidy.

Vyrieš ten problém: Aká je hmotnosť kyseliny mliečnej vzniknutej pri fermentácii 400 g glukózy obsahujúcej 10 % nečistôt?

Domáce pokusy:

1) Skúste dlho žuť kúsok bieleho chleba. Všimnete si, že chutí sladko. To je to, čo enzým amyláza funguje tak, že premieňa škrob nachádzajúci sa v chlebe na maltózu.

2) Samozrejme viete, že v prítomnosti voľného jódu sa škrob zmení na modrý (všimnite si, že roztok jódu musí byť veľmi slabý)... Mimochodom, pomocou takéhoto roztoku (a na jeho prípravu stačí roztok lekárne zriediť vodou, môžete otestovať rôzne potravinárske výrobky na obsah škrobu. tabuľky: produkt, prítomnosť škrobu.

Literatúra.

1) Gabrielyan O.S.“ Chémia - 10 "M.: "Drop", 2011.

2) Jednotná zbierka digitálnych vzdelávacích zdrojov. Chémia, 10. ročník.

3) Fragment videa: „Stanovenie glukózy v hroznovej šťave“.

4) ru.wikipedia.org/wiki/ Sacharid

Ciele:

vzdelávacie:

Formovať vedomosti žiakov o sacharidoch, ich zložení a klasifikácii. Zvážte závislosť chemických vlastností uhľohydrátov od štruktúry molekúl. Kvalitatívne reakcie na glukózu a škrob. Poskytnúť predstavu o biologickej úlohe uhľohydrátov, ich význame v ľudskom živote.

vyvíja:

Pokračovať v rozvíjaní mentálnych operácií študentov: schopnosť spájať existujúce poznatky s novonadobudnutými vedomosťami, schopnosť vyzdvihnúť to hlavné v študovanom materiáli, zovšeobecňovať študovaný materiál a vyvodzovať závery.

vzdelávacie:

Pestovanie zodpovedného prístupu k učeniu, snaha o tvorivú, kognitívnu činnosť.

Typ: učenie sa nového materiálu

Vyhliadka: prednáška

Metóda : vysvetľujúce a názorné s počítačovou podporou

Plán lekcie

1. Organizačný moment

2. Motivácia na hodinu

Sacharidy sú dôležitým zdrojom výživy: konzumujeme obilie, alebo ním kŕmime zvieratá, v tele ktorých sa škrob premieňa na bielkoviny a tuky. Najhygienickejšie oblečenie je vyrobené z celulózy alebo produktov na báze celulózy: bavlny a ľanu, hodvábneho vlákna alebo acetátového hodvábu. Drevené domy a nábytok sú postavené z rovnakej celulózy, z ktorej sa vyrába drevo. Základom výroby fotografie a filmu je rovnaká celulóza. Knihy, noviny, bankovky – to všetko sú produkty celulózo-papierenského priemyslu. To znamená, že sacharidy nám dodajú všetko, čo potrebujeme.

Okrem toho sa sacharidy podieľajú na konštrukcii komplexných bielkovín, enzýmov, hormónov. Sacharidy sú tiež životne dôležité látky ako heparín (hrá dôležitú úlohu - zabraňuje zrážaniu krvi), agar-agar (získava sa z morských rias a využíva sa v mikrobiologickom a cukrárenskom priemysle).

Jediným zdrojom energie na Zemi (okrem jadrovej) je energia Slnka a jediný spôsob, ako ju akumulovať na zabezpečenie životnej činnosti všetkých živých organizmov, je proces fotosyntézy, ktorý prebieha v rastlinných bunkách a vedie k syntéze uhľohydrátov z vody a oxidu uhličitého. Mimochodom, práve pri tejto premene vzniká kyslík, bez ktorého by bol život na našej planéte nemožný.

Plán prednášok

1. Pojem sacharidov. Klasifikácia uhľohydrátov.

2. Monosacharidy

3. Disacharidy

4. Polysacharidy

1. Koncept uhľohydrátov. Klasifikácia uhľohydrátov.

Sacharidy- rozsiahla trieda prírodných zlúčenín, ktoré hrajú dôležitú úlohu v živote ľudí, zvierat a rastlín .

Tieto zlúčeniny dostali názov „sacharidy“, pretože zloženie mnohých z nich je vyjadrené všeobecným vzorcom Cn (H 2 O) m, t.j. sú formálne zlúčeniny uhlíka a vody. S rozvojom chémie uhľohydrátov sa našli zlúčeniny, ktorých zloženie nezodpovedá vyššie uvedenému vzorcu, ale majú vlastnosti látok svojej triedy (napríklad deoxyribóza C5H10O4). Zároveň existujú látky, ktoré zodpovedajú všeobecnému vzorcu uhľohydrátov, ale nevykazujú svoje vlastnosti (napríklad inozitolalkohol C 6 H 12 O 6).

Klasifikácia uhľohydrátov

Všetky sacharidy možno rozdeliť do dvoch skupín: jednoduché sacharidy (monosacharidy) a komplexné sacharidy.

Jednoduché sacharidy (monosacharidy)- sú to najjednoduchšie sacharidy, ktoré nehydrolyzujú za vzniku jednoduchších sacharidov.

Komplexné sacharidy- sú to sacharidy, ktorých molekuly pozostávajú z dvoch alebo viacerých monosacharidových zvyškov a počas hydrolýzy sa rozkladajú na tieto monosacharidy.

2. Monosacharidy

Monosacharidy sú zlúčeniny so zmiešanou funkciou. Obsahujú aldehydovú alebo ketoskupinu a niekoľko hydroxylových skupín, t.j. sú aldehydalkoholy alebo ketónalkoholy.

Monosacharidy s aldehydovou skupinou sú tzv aldózy, a s keto skupinou - ketóza.

Podľa počtu atómov uhlíka v molekule sa monosacharidy delia na tetrózy, pentózy, hexózy atď.

Najdôležitejšie z monosacharidov sú hexózy a pentózy.

Monosacharidová štruktúra

Na zobrazenie štruktúry monosacharidov, projekcia Fisherove vzorce. Vo Fischerových vzorcoch je reťazec atómov uhlíka usporiadaný do jedného reťazca. Číslovanie reťazcov začína od atómu aldehydovej skupiny (v prípade aldóz) alebo od krajného atómu uhlíka, ku ktorému je ketoskupina bližšie (v prípade ketózy).

V závislosti od priestorového usporiadania H a OH-skupín na 4. atóme uhlíka v pentózach a 5. atóme uhlíka v hexózach sa monosacharidy označujú ako D- alebo L- séria.

Monosacharid sa označuje ako riadok D, ak sa OH skupina týchto atómov nachádza napravo od reťazca.

Takmer všetky prirodzene sa vyskytujúce monosacharidy patria do série D.

Monosacharidy však môžu existovať aj v cyklických formách. Cyklické formy hexóz a pentóz sa nazývajú pyranóza a furanóza.

V roztokoch monosacharidov sa vytvorí pohyblivá rovnováha medzi acyklickou a cyklickou formou - tautoméria.

Je obvyklé zobrazovať cyklické formy perspektívne vzorce Howortha.

V cyklických formách monosacharidov sa objavuje asymetrický atóm uhlíka (C-1 pre aldózy, C-2 pre ketózu). Tento atóm uhlíka sa nazýva anomerický. Ak je OH skupina na anomérnom atóme umiestnená pod rovinou, potom vzniká α-anomér, opačné usporiadanie vedie k vzniku β-anoméru.

Fyzikálne vlastnosti

Bezfarebné kryštalické látky sladkej chuti, dobre rozpustné vo vode, slabo rozpustné v alkohole. Sladkosť monosacharidov je rôzna. Napríklad fruktóza je 3-krát sladšia ako glukóza.

(snímka 8 - 12.)

Chemické vlastnosti

Chemické vlastnosti monosacharidov sú spôsobené zvláštnosťami ich štruktúry.

Zoberme si chemické vlastnosti pomocou glukózy ako príklad.

1. Reakcie zahŕňajúce aldehydovú skupinu glukózy

a) regenerácia (hydrogenácia) s tvorbou viacsýtneho alkoholu sorbitolu

CH = 0 CH20H

│ kat, t 0 │

(CHOH)4 + H2 -> (CHOH) 4

CH2OH CH20H

b) oxidácia

reakcia "strieborného zrkadla" (s amoniakovým roztokom oxidu strieborného,t 0 ),

reakcia s hydroxidom meďnatým (II ) Cu (OH ) 2 v alkalickom prostredí,t 0 )

CH = O COOH

│ NH40H, t0│

(CHOH)4 + Ag20 → (CHOH) 4

CH2OH CH20H

Produktom oxidácie je kyselina glukónová (soľ tejto kyseliny, glukonát vápenatý, je známy liek).

CH = O COOH

│ t 0 │

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

│ modrá │ tehlovo červená

CH2OH CH20H

Tieto reakcie sú kvalitatívne pre glukózu ako aldehyd.

Pôsobením silných oxidantov (napríklad kyseliny dusičnej) vzniká dvojsýtna kyselina glukarová.

CH = O COOH

│ t 0 │

(CHOH)4 + HNO3 -> (CHOH) 4

CH20H COOH

2. Reakcia glukózy za účasti hydroxylových skupín (t.j. vlastnosti glukózy ako viacsýtneho alkoholu)

a) interakcia Cu (OH ) 2 v chlade s tvorbou glukonátu meďnatého (II) - kvalitatívna reakcia na glukózu ako viacsýtny alkohol.

3. Fermentácia (fermentácia) monosacharidov

a) alkoholové kvasenie

C6H12O6 -> 2C2H5OH + 2C02

b) maslová fermentácia

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

v) mliečna fermentácia

С 6 Н 12 О 6 → 2СН 3 ─ СН ─ COOH

ON

Biologická úloha glukózy

D-glukóza (hroznový cukor) je v prírode rozšírená: nachádza sa v hrozne a inom ovocí, v mede. Je nenahraditeľnou zložkou krvi a tkanív zvierat a priamym zdrojom energie pre bunkové reakcie. Hladina glukózy v ľudskej krvi je konštantná a pohybuje sa v rozmedzí 0,08-0,11%. Celý objem krvi dospelého človeka obsahuje 5-6 g glukózy. Toto množstvo postačuje na pokrytie energetických nákladov organizmu na 15 minút. jeho životnej činnosti. Pri niektorých patológiách, napríklad s diabetes mellitus, hladina glukózy v krvi stúpa a prebytok sa vylučuje močom. V tomto prípade sa množstvo glukózy v moči môže zvýšiť až o 12 % oproti bežným 0,1 %.

3. Disacharidy

(snímka 13.)

Disacharidy - kondenzačné produkty dvoch monosacharidov.

Najvýznamnejší prírodní zástupcovia: sacharóza (trstinový alebo repný cukor), maltóza (sladový cukor), laktóza (mliečny cukor), celobióza. Všetky majú rovnaký empirický vzorec C12H22011, t.j. sú izoméry.

Disacharidy sú typické sacharidy podobné cukru; sú to tuhé kryštalické látky sladkej chuti.

(snímka 14-15.)

Štruktúra

1. Molekuly disacharidov môžu obsahovať dva zvyšky jedného monosacharidu alebo dva zvyšky rôznych monosacharidov;

2. Väzby vytvorené medzi zvyškami monosacharidov môžu byť dvoch typov:

a) na tvorbe väzby sa podieľajú poloacetálové hydroxyly oboch molekúl monosacharidov. Napríklad tvorba molekuly sacharózy;

b) na tvorbe väzby sa podieľa poloacetálový hydroxyl jedného monosacharidu a alkoholický hydroxyl iného monosacharidu. Napríklad tvorba molekúl maltózy, laktózy a celobiózy.

(Snímka 16-17.)

Chemické vlastnosti disacharidov

1. Disacharidy, v molekulách ktorých je zachovaný poloacetálový hydroxyl (maltóza, laktóza, celobióza), sa v roztokoch čiastočne premieňajú na otvorené aldehydové formy a vstupujú do reakcií charakteristických pre aldehydy, najmä do reakcie "strieborného zrkadla" a s hydroxidom meďnatým... Takéto disacharidy sú tzv reštaurovanie.

Disacharidy, v ktorých molekulách nie je žiadny poloacetálový hydroxyl (sacharóza), nemôžu prejsť do otvorených karbonylových skupín. Takéto disacharidy sú tzv neobnovenie(neredukovať Cu (OH) 2 a Ag 2 O).

2. Všetky disacharidy sú viacsýtne alkoholy, vyznačujú sa vlastnosťami viacsýtnych alkoholov, dávajú kvalitatívnu reakciu na viacsýtne alkoholy - reakcia s Cu (OH) 2 za studena.

3. Všetky disacharidy sa hydrolyzujú za vzniku monosacharidov:

H +, t 0

C12H22011 + H20 → C6H1206 + C6H1206

sacharóza glukóza fruktóza

V živých organizmoch dochádza k hydrolýze pôsobením enzýmov.

4. Polysacharidy

(snímka 18 - 20.)

Polysacharidy- vysokomolekulárne uhľohydráty, ktoré nie sú podobné cukru, obsahujúce desať až stovky tisíc monosacharidových zvyškov (zvyčajne hexóz) spojených glykozidickými väzbami.

Najvýznamnejší prírodní zástupcovia: škrob, glykogén, celulóza. Ide o prírodné polyméry (IUD), ktorých monomérom je glukóza. Ich všeobecný empirický vzorec je (C 6 H 10 O 5) n.

škrob- amorfný biely prášok, bez chuti a zápachu, zle rozpustný vo vode, v horúcej vode tvorí koloidný roztok. Makromolekuly škrobu sú vytvorené z veľkého počtu a-glukózových zvyškov spojených a-1,4-glykozidovými väzbami.

Škrob pozostáva z dvoch frakcií: amylózy (20-30%) a amylopektínu (70-80%).

Molekuly amylózy sú veľmi dlhé nerozvetvené reťazce zložené zo zvyškov a-glukózy. Na rozdiel od amylózy sú molekuly amylopektínu vysoko rozvetvené.

Chemické vlastnosti škrobu:

(snímka 21.)

1.hydrolýza

H 2 O, enzýmy

(C6H10O5) n → (C6H1005) m → C12H22011 → n C6H1206

škrob dextríny maltóza glukóza

Reakciu premeny škrobu na glukózu za katalytického pôsobenia kyseliny sírovej objavil v roku 1811 ruský vedec K. Kirchhoff.

2. Kvalitatívna reakcia na škrob

(C6H10O5) n + I 2 → modrofialová komplexná zlúčenina.

Pri zahriatí farba zmizne (komplex sa zničí) a keď sa ochladí, znova sa objaví.

Škrob je jedným z produktov fotosyntézy, hlavná rezervná živina rastlín. Zvyšky glukózy v molekulách škrobu sú pomerne pevne spojené a zároveň sa pôsobením enzýmov dajú ľahko odštiepiť. Akonáhle je potreba zdroja energie.

Glykogén Je ekvivalentom škrobu syntetizovaného v tele zvieraťa, t.j. je tiež rezervným polysacharidom, ktorého molekuly sú postavené z veľkého počtu α-glukózových zvyškov. Glykogén sa nachádza hlavne v pečeni svalov.

Celulóza alebo vláknina

Hlavná zložka rastlinnej bunky sa syntetizuje v rastlinách (drevo obsahuje až 60 % celulózy). Čistá celulóza je biela vláknitá látka, bez chuti a zápachu, nerozpustná vo vode.

Molekuly celulózy sú dlhé reťazce β-glukózových zvyškov, ktoré sú spojené tvorbou β-1,4-glykozidových väzieb.

Na rozdiel od molekúl škrobu celulóza pozostáva len z nerozvetvených molekúl vo forme vlákien, od r tvar zvyškov β-glukózy vylučuje spiralizáciu.

Celulóza nie je potravinový výrobok pre ľudí a väčšinu zvierat, pretože v ich organizmoch nie sú žiadne enzýmy, ktoré štiepia silnejšie β-1,4-glykozidové väzby.

(snímka 22-23.)

Chemické vlastnosti celulózy:

1.hydrolýza

Pri dlhodobom zahrievaní minerálnymi kyselinami alebo pôsobením enzýmov (u prežúvavcov a králikov) dochádza k postupnej hydrolýze:

H20

(C6H10O5) n -> y (C6H1005) x -> n/2 C12H22011 -> n C6H1206

celulóza celobióza β-glukóza

2.tvorba esterov

a) interakcia s anorganickými kyselinami

b) interakcia s organickými kyselinami

3.pálenie

(C6H10O5) n + 6n02 -> 6nC02 + 5nH20

4. tepelný rozklad celulózy bez prístupu vzduchu:

t 0

(C6H10O5) n → drevené uhlie + H 2 O + prchavé organické látky

Celulóza, ktorá je neoddeliteľnou súčasťou dreva, sa používa v stavebníctve a stolárstve; ako palivo; drevo sa používa na výrobu papiera, lepenky a etylalkoholu. Vo forme vláknitých materiálov (bavlna, ľan) sa celulóza používa na výrobu látok a nití. Étery celulózy sa používajú na výrobu nitrolakov, plastov, lekárskeho kolódia a umelých vlákien.

V živej prírode je rozšírených množstvo látok, ktorých hodnotu je ťažké preceňovať. Patria sem napríklad sacharidy. Sú mimoriadne dôležité ako zdroj energie pre zvieratá a ľudí a niektoré vlastnosti sacharidov z nich robia nenahraditeľnú surovinu pre priemysel.

Čo to je?

Stručné informácie o chemickej štruktúre

Ak sa pozriete na lineárny vzorec, potom je v zložení tohto uhľohydrátu jasne viditeľný jeden aldehyd a päť hydroxylových skupín. Keď je látka v kryštalickom stave, potom jej molekuly môžu byť v jednej z dvoch možných foriem (α- alebo β-glukóza). Faktom je, že hydroxylová skupina pripojená k piatemu atómu uhlíka môže interagovať s karbonylovým zvyškom.

Prevalencia v prírodných podmienkach

Keďže je glukóza mimoriadne zastúpená v hroznovej šťave, často sa nazýva aj „hroznový cukor“. Pod týmto názvom ju poznali naši vzdialení predkovia. Nájdete ho však v akejkoľvek inej sladkej zelenine či ovocí, v mäkkých tkanivách rastliny. V živočíšnej ríši nie je jeho prevalencia nižšia: približne 0,1 % našej krvi tvorí glukóza. Navyše tieto sacharidy nájdete v bunke takmer akéhokoľvek vnútorného orgánu. Je ich však obzvlášť veľa v pečeni, pretože tam sa glukóza spracováva na glykogén.

Tá (ako sme už povedali) je cenným zdrojom energie pre naše telo, je súčasťou takmer všetkých komplexných sacharidov. Rovnako ako ostatné jednoduché uhľohydráty, v prírode sa vyskytuje po reakcii fotosyntézy, ktorá sa vyskytuje výlučne v bunkách rastlinných organizmov:

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

Rastliny zároveň plnia neuveriteľne dôležitú funkciu pre biosféru, akumulujú energiu, ktorú dostávajú zo slnka. Pokiaľ ide o priemyselné podmienky, od pradávna sa získaval zo škrobu, pri ktorom dochádzalo k jeho hydrolýze, a katalyzátorom reakcie je koncentrovaná kyselina sírová:

(C6H1005) n + nH20H2S04, tnC6H1206

Chemické vlastnosti

Aké sú chemické vlastnosti tohto typu uhľohydrátov? Všetky majú rovnaké vlastnosti, ktoré sú charakteristické pre čisto alkoholy a aldehydy. Okrem toho majú niektoré špecifické vlastnosti. Prvýkrát syntézu jednoduchých uhľohydrátov (vrátane glukózy) vyrobil najtalentovanejší chemik A.M. Butlerov v roku 1861 a ako surovinu použil formaldehyd, ktorý ho štiepil v prítomnosti hydroxidu vápenatého. Tu je vzorec pre tento proces:

6NSON -------> С6Н 12 О 6

A teraz zvážime niektoré vlastnosti ďalších dvoch predstaviteľov skupiny, ktorých prirodzená hodnota nie je o nič menej veľká, a preto ich študuje biológia. Tieto druhy uhľohydrátov zohrávajú veľmi dôležitú úlohu v našom každodennom živote.

Fruktóza

Vzorec tohto izoméru glukózy je СеН 12 О б. Akýsi „progenitor“ môže existovať v lineárnej a cyklickej forme. Vstupuje do všetkých reakcií, ktoré sú charakteristické pre viacsýtne alkoholy, ale čím sa líši od glukózy, nijako neinteraguje s amoniakálnym roztokom oxidu strieborného.

Ribóza

Ribóza a deoxyribóza sú veľmi zaujímavé. Ak si čo i len trochu pamätáte program biológie, tak sami dobre viete, že práve tieto sacharidy v tele sú súčasťou DNA a RNA, bez ktorých je samotná existencia života na planéte nemožná. Názov "deoxyribóza" znamená, že v jej molekule je o jeden kyslík menej (v porovnaní s obyčajnou ribózou). Keďže sú v tomto ohľade podobné glukóze, môžu mať tiež lineárnu a cyklickú štruktúru.

Disacharidy

V zásade tieto látky vo svojej štruktúre a funkciách do značnej miery opakujú predchádzajúcu triedu, a preto nemá zmysel sa tým podrobnejšie zaoberať. Aké sú chemické vlastnosti uhľohydrátov patriacich do tejto skupiny? Najdôležitejšími členmi rodiny sú sacharóza, maltóza a laktóza. Všetky je možné opísať vzorcom C12H22011, keďže ide o izoméry, ale to nevylučuje obrovské rozdiely v ich štruktúre. Aké sú teda vlastnosti komplexných sacharidov, ktorých zoznam a popis si môžete pozrieť nižšie?

Sacharóza

Jeho molekula obsahuje dva cykly naraz: jeden z nich je šesťčlenný (α-glukózový zvyšok) a druhý je päťčlenný (β-fruktózový zvyšok). Celá táto štruktúra je spojená vďaka glykozidovému hydroxylu glukózy.

Prijímanie a celkový význam

Podľa zachovaných historických informácií sa tri storočia pred narodením Krista naučili získavať cukor zo starovekej Indie. Až v polovici 19. storočia sa ukázalo, že z cukrovej repy sa dá s menšou námahou získať oveľa viac sacharózy. Niektoré jeho odrody obsahujú až 22 % tohto uhľohydrátu, zatiaľ čo v trstine môže byť obsah do 26 %, čo je však možné len za ideálnych pestovateľských podmienok a priaznivej klímy.

Už sme povedali, že sacharidy sa dobre rozpúšťajú vo vode. Na tomto princípe je založená výroba sacharózy, keď sa na tento účel používajú difúzory. Na vyzrážanie prípadných nečistôt sa roztok filtruje cez filtre, ktoré obsahujú vápno. Aby sa odstránil hydroxid vápenatý z výsledného roztoku, prechádza cez neho obyčajný oxid uhličitý. Zrazenina sa odfiltruje a cukrový sirup sa odparí v špeciálnych peciach, čím sa na výstupe získa cukor, ktorý je nám už známy.

Laktóza

Tento sacharid je priemyselne izolovaný z bežného mlieka, ktoré obsahuje nadbytok tukov a sacharidov. Tejto látky obsahuje pomerne veľa: napríklad kravské mlieko obsahuje približne 4 – 5,5 % laktózy a v mlieku pre ženy dosahuje jeho objemový podiel 5,5 – 8,4 %.

Každá molekula tohto glycidu pozostáva z 3-galaktózových a a-glukózových zvyškov vo forme pyranózy, ktoré tvoria väzby cez prvý a štvrtý atóm uhlíka.

Na rozdiel od iných cukrov má laktóza jednu výnimočnú vlastnosť. Hovoríme o úplnej absencii hygroskopickosti, takže ani vo vlhkej miestnosti tento glycid vôbec nevlhne. Táto vlastnosť sa aktívne používa vo farmaceutických výrobkoch: ak je v zložení lieku v práškovej forme zahrnutá bežná sacharóza, musí sa k nej pridať laktóza. Je úplne prirodzený a pre ľudský organizmus neškodný, na rozdiel od mnohých umelých prísad, ktoré zabraňujú spekaniu a zmáčaniu. Aké sú funkcie a vlastnosti tohto typu uhľohydrátov?

Biologický význam laktózy je mimoriadne vysoký, pretože laktóza je najdôležitejšou nutričnou zložkou mlieka všetkých zvierat a ľudí. Čo sa týka maltózy, jej vlastnosti sú trochu iné.

maltóza

Ide o medziprodukt, ktorý sa získava hydrolýzou škrobu. Názov "maltóza" je spôsobený tým, že sa tvorí z veľkej časti pod vplyvom sladu (v latinčine malt - maltum). Je široko rozšírený nielen v rastlinných, ale aj v živočíšnych organizmoch. Vo veľkom množstve sa tvorí v tráviacom trakte prežúvavcov.

a vlastnosti

Molekula tohto uhľohydrátu pozostáva z dvoch častí α-glukózy vo forme pyranózy, ktoré sú vzájomne prepojené cez prvý a štvrtý atóm uhlíka. Vyzerá to ako bezfarebné biele kryštály. Chuť je sladkastá, výborne sa rozpúšťa vo vode.

Polysacharidy

Malo by sa pamätať na to, že všetky polysacharidy možno považovať z toho hľadiska, že ide o polykondenzačné produkty monosacharidov. Ich všeobecný chemický vzorec je (C b H 10 O 5) p. V tomto článku sa pozrieme na škrob, keďže je najtypickejším členom rodiny.

škrob

Vzniká ako výsledok fotosyntézy a vo veľkom množstve sa ukladá v koreňoch a semenách rastlinných organizmov. Aké sú fyzikálne vlastnosti tohto typu uhľohydrátov? Vyzerá ako biely prášok so slabou kryštalinitou, nerozpustný v studenej vode. V horúcej kvapaline tvorí koloidnú štruktúru (pastu, želé). V tráviacom trakte zvierat sa nachádza množstvo enzýmov, ktoré podporujú jeho hydrolýzu s tvorbou glukózy.

Je to najbežnejší, ktorý sa tvorí z rôznych α-glukózových zvyškov. V prírode sa súčasne vyskytujú dve formy: amylóza a amshopektín. Amylóza, ktorá je lineárnym polymérom, sa môže rozpustiť vo vode. Molekula pozostáva z alfa-glukózových zvyškov, ktoré sú spojené cez prvý a štvrtý atóm uhlíka.

Treba mať na pamäti, že práve škrob je prvým viditeľným produktom fotosyntézy rastlín. Pšenica a iné obilniny obsahujú až 60-80%, zatiaľ čo v hľuzách zemiakov - iba 15-20%. Mimochodom, podľa vzhľadu škrobových zŕn pod mikroskopom je možné presne určiť druh rastliny, pretože sú pre každého iné.

Pri zahrievaní sa jeho obrovská molekula rýchlo rozkladá a vytvára malé polysacharidy známe ako dextríny. Majú jeden spoločný chemický vzorec so škrobom (C 6 H 12 O 5) x, ale je rozdiel v hodnote premennej „x“, ktorá je menšia ako hodnota „n“ v škrobe.

Nakoniec uvádzame tabuľku, ktorá odráža nielen hlavné triedy uhľohydrátov, ale aj ich vlastnosti.

Toto sú funkcie a vlastnosti hlavných tried uhľohydrátov.