Sifat dan struktur karbohidrat. fungsi karbohidrat

Bagi tubuh manusia, serta makhluk hidup lainnya membutuhkan energi. Tanpa itu, tidak ada aliran tidak bisa proses. Setelah semua, setiap reaksi biokimia, proses enzimatik atau tahap metabolisme membutuhkan sumber energi.

Oleh karena itu, nilai bahan, memberikan kekuatan tubuh untuk hidup, sangat besar dan penting. Apa yang terjadi? Karbohidrat, protein, lemak. Struktur dari masing-masing berbeda, mereka milik benar-benar kelas yang berbeda dari senyawa kimia, tapi salah satu fungsi mereka adalah sama - memberikan tubuh dengan energi yang diperlukan untuk kehidupan. Pertimbangkan sekelompok zat berikut - karbohidrat.

klasifikasi karbohidrat

Komposisi dan struktur karbohidrat sejak pembukaan mereka didefinisikan oleh nama mereka. Setelah semua, dalam sumber-sumber awal diasumsikan bahwa itu adalah seperti sekelompok senyawa yang hadir dalam struktur atom karbon terikat dengan molekul air.

Sebuah analisis lebih menyeluruh, serta akumulasi informasi tentang keragaman zat ini diperbolehkan untuk membuktikan bahwa tidak semua perwakilan hanya bagian. Namun, fitur ini masih salah satu yang menentukan struktur karbohidrat.

klasifikasi modern dari kelompok senyawa adalah sebagai berikut:

1. Monosakarida (ribosa, fruktosa, glukosa dan sebagainya).
2. Oligosakarida (Bios, triose).
3. Polisakarida (pati, selulosa).

Juga, semua karbohidrat dapat dibagi menjadi dua kelompok berikut:

• memulihkan;
• non-mengurangi.

Struktur molekul karbohidrat setiap kelompok kita lihat lebih dekat.

Monosakarida: karakteristik

Kategori ini mencakup semua karbohidrat sederhana yang mengandung aldehida (aldosa) atau keton (ketose) kelompok dan tidak lebih dari 10 atom karbon dalam struktur rantai. Jika Anda melihat jumlah atom dalam rantai utama, monosakarida dapat dibagi menjadi:

• triose (gliseraldehida);
• tetroses (erythrulose, erythrose);
• pentosa (ribosa dan deoksiribosa);
• heksosa (glukosa, fruktosa).

Semua perwakilan lainnya tidak begitu penting bagi tubuh seperti yang tercantum.

Fitur dari struktur molekul

Dalam struktur monosakarida dapat direpresentasikan sebagai rantai, dan dalam bentuk karbohidrat siklik. Bagaimana ini terjadi? Masalahnya adalah bahwa atom karbon pusat di kompleks merupakan pusat asimetris sekitar yang molekul dalam larutan mampu memutar. Sejak membentuk isomer optik monosakarida L- dan D-bentuk. Glukosa formula ini direkam dalam bentuk rantai lurus, mental dapat memahami gugus aldehid (atau keton) dan menggulung menjadi bola. Untuk mendapatkan rumus siklik yang sesuai.

Struktur kimia dari sejumlah karbohidrat monosakarida cukup sederhana: jumlah atom karbon membentuk rantai atau cincin, masing-masing yang berbeda atau disusun pada satu sisi kelompok hidroksil dan atom hidrogen. Jika semua dengan nama yang sama di satu sisi struktur, maka D-isomer terbentuk, jika untuk berbeda disisipkan satu sama lain - maka L-isomer. Jika kita menulis Perwakilan rumus umum dari glukosa monosakarida yang paling umum dalam bentuk molekul, itu akan memiliki bentuk: C ₆ H ₁₂ O _6. Selain itu, catatan mencerminkan struktur dan fruktosa, juga. Setelah semua, dua monosakarida ini kimia - isomer struktural. Glukosa - aldegidospirt, fruktosa - Cetoalcohol.

Struktur dan sifat dari sejumlah karbohidrat monosakarida terkait erat. Setelah semua, karena kehadiran aldehid dan keton kelompok dalam komposisi struktur mereka milik aldehida dan ketonospirtam yang menentukan sifat kimia dan reaksi di mana mereka dapat bergabung.

Dengan demikian, glukosa menunjukkan sifat-sifat berikut:

1. reaksi yang disebabkan oleh adanya gugus karbonil:

• Oksidasi - reaksi "perak cermin";
• dengan baru diendapkan hidroksida, tembaga (II) - asam aldonat;
• oksidan yang kuat mampu membentuk diasam (aldarovye), mengubah tidak hanya aldehida tapi satu gugus hidroksil;
• Pemulihan - diubah menjadi poliol.

2. Molekul mengandung gugus hidroksil dan yang mencerminkan struktur. Sifat-sifat karbohidrat, yang dipengaruhi oleh pengelompokan data:

• kemampuan untuk alkilasi - pembentukan eter;
• asilasi - membentuk ester ;
• Reaksi kualitatif untuk hidroksida tembaga (II).

3. sifat spesifik tunggal glukosa:

• asam butirat;
• alkohol;
• fermentasi laktat.

Fungsi dalam tubuh

Struktur dan fungsi dari sejumlah karbohidrat monosakarida yang erat terkait. Masa lalu adalah, di atas semua, untuk berpartisipasi dalam reaksi biokimia dari organisme hidup. Apa peran yang dimainkan dalam monosakarida ini?

1. Dasar untuk produksi oligo-dan polisakarida.
2. Pentosa (ribosa dan deoksiribosa) - molekul yang paling penting yang terlibat dalam pembentukan ATP, RNA, DNA. Dan mereka, pada gilirannya, pemasok utama materi herediter, energi dan protein.
3. Tingkat konsentrasi glukosa dalam darah - ukuran sebenarnya dari tekanan osmotik dan perubahannya.

Oligosakarida: struktur

Struktur kelompok karbohidrat berkurang untuk memiliki dua (Diozu) atau tiga molekul (triosa) monosakarida dalam komposisi. Ada orang-orang di mana komposisi 4, 5 atau lebih struktur (hingga 10), tetapi yang paling umum adalah disakarida. Artinya, dalam hidrolisis senyawa ini terurai untuk membentuk glukosa, fruktosa, pentosa, dan sebagainya. senyawa yang termasuk dalam kategori ini? Sebuah contoh khas - itu sukrosa (tebu umum gula), laktosa (komponen utama susu), maltosa, laktulosa, isomalt.

Struktur kimia dari seri ini karbohidrat memiliki beberapa fitur berikut:

1. Rumus umum dari spesies molekul: C ₁₂ H ₂₂ O _11.
2. Dua residu monosakarida yang sama atau berbeda dalam struktur disakarida saling berhubungan dengan cara jembatan glikosida. Pada sifat senyawa tersebut akan tergantung pada kekuatan mengurangi gula.
3. Mengurangi disakarida. Struktur Karbohidrat jenis ini adalah pembentukan jembatan antara glikosidik hidroksil aldehida dan hidroksil kelompok molekul yang berbeda dari monosakarida. Ini termasuk maltosa, laktosa, dan sebagainya.
4. Nonreducing - contoh sukrosa khas - ketika jembatan terbentuk antara gugus hidroksil hanya mereka tanpa struktur partisipasi aldehida.

Dengan demikian, struktur karbohidrat dapat diringkas dalam bentuk rumus molekul. Jika struktur rinci diperlukan dikerahkan, maka dapat mewakili menggunakan rumus proyeksi grafis atau Heuorsa Fischer. Secara khusus, dua monomer siklik (monosakarida) atau berbeda atau mirip (tergantung pada oligosakarida yang) dihubungkan oleh jembatan glikosidik. Ketika membangun harus mempertimbangkan memulihkan kemampuan untuk benar menampilkan koneksi.

Contoh molekul disakarida

Jika pekerjaan bernilai dalam bentuk: "Perhatikan fitur struktural karbohidrat," maka disakarida yang terbaik untuk menentukan pertama dari apa yang tersisa dari monosakarida itu. Jenis yang paling umum adalah:

• sukrosa - dibangun dari alpha-beta-glukosa, dan fruktosa;
• residu glukosa - maltosa;
• selobiosa - terdiri dari dua residu glukosa dari beta-D-bentuk;
• laktosa - + glukosa galaktosa;
• laktulosa - galaktosa + fruktosa dan sebagainya.

Kemudian, menurut residu yang tersedia harus jelas dari rumus resep struktural jenis glikosida jembatan.

Arti penting bagi organisme hidup

Sangat besar dan peran disakarida, penting untuk tidak hanya struktur. Fungsi karbohidrat dan lemak secara umum sama. Hal ini didasarkan pada komponen energi. Namun demikian, harus menunjukkan signifikansi khusus mereka untuk beberapa disakarida individu.

1. Sukrosa - sumber utama glukosa dalam tubuh manusia.
2. Laktosa ditemukan dalam ASI mamalia, termasuk wanita dan 8%.
3. Laktulosa diperoleh di laboratorium yang akan digunakan untuk tujuan medis, serta ditambahkan ke produksi produk susu.

Setiap disakarida, trisakarida dan seterusnya pada manusia dan makhluk lainnya mengalami seketika terhidrolisis menjadi monosakarida. Fitur ini merupakan dasar dari penggunaan kelas ini karbohidrat seseorang dalam baku, tidak berubah (bit atau gula tebu).

Polisakarida: fitur molekul

Fungsi, komposisi dan struktur dari sejumlah karbohidrat yang penting bagi organisme makhluk hidup, serta aktivitas manusia. Pertama, Anda harus memahami jenis karbohidrat adalah polisakarida.

Mereka banyak:

• pati;
• glikogen;
• murein;
• glukomanan;
• selulosa;
• dekstrin;
• galactomannan;
• muromin;
• pektin;
• amilosa;
• kitin.

Ini bukan daftar lengkap, tetapi hanya spesies hewan dan tumbuhan yang paling signifikan. Jika Anda melaksanakan tugas "Periksa fitur struktur dari sejumlah karbohidrat polisakarida", hal pertama yang Anda harus memperhatikan tata ruang mereka. Hal ini sangat tebal, molekul raksasa, yang terdiri dari ratusan unit monomer silang ikatan kimia glikosidik. Seringkali struktur molekul polisakarida karbohidrat adalah komposisi berlapis.

Ada klasifikasi tertentu molekul tersebut.

1. Gomopolisaharidy - terdiri dari unit berulang yang sama monosakarida. Tergantung pada monosakarida bisa heksosa, pentosa, dan sebagainya (glucans, mannans, galaktan).
2. Heteropolisakarida - dibentuk oleh unit monomer yang berbeda.

Senyawa dengan tata ruang linear harus dikaitkan, misalnya, selulosa. Struktur bercabang memiliki mayoritas polisakarida - pati, glikogen, kitin dan sebagainya.

Peran dalam tubuh makhluk hidup

Struktur dan fungsi karbohidrat dalam kelompok ini berhubungan erat dengan kehidupan semua makhluk. Misalnya, tanaman di sebuah cagar nutrisi akumulasi di berbagai belahan menembak atau akar pati. Sumber utama energi bagi hewan - selain polisakarida, yang dibentuk oleh pembelahan banyak energi.

Karbohidrat dalam struktur sel memainkan peran yang sangat signifikan. Ini terdiri dari penutup kitin dari banyak serangga dan krustasea, murein - komponen dinding sel bakteri, pulp - dasar tanaman.

Spare zat berkhasiat yang berasal dari hewan - molekul glikogen, atau seperti yang lebih sering disebut, lemak hewan. Dia disimpan di bagian tubuh dan membawa tidak hanya energi, tetapi juga fungsi pelindung terhadap dampak mekanik.

Bagi kebanyakan organisme adalah struktur yang sangat penting dari karbohidrat. Biologi masing-masing hewan dan tumbuhan yang seperti itu yang membutuhkan sumber energi yang konstan, tak habis-habisnya. Dan itu hanya bisa memberi mereka, dan kebanyakan dari semua itu adalah dalam bentuk polisakarida. Dengan demikian, pencernaan lengkap 1 g karbohidrat sebagai hasil dari proses metabolisme mengarah ke rilis 4.1 kkal energi! Ini adalah maksimum, tidak lagi memberikan salah satu koneksi. Itulah sebabnya karbohidrat harus hadir dalam diet setiap orang atau hewan. Tanaman juga mengurus diri sendiri: dalam proses fotosintesis mereka terbentuk di dalam pati dan menyimpannya.

sifat umum karbohidrat

Struktur dari lemak, protein dan karbohidrat pada umumnya sama. Setelah semua, mereka semua makromolekul. Bahkan beberapa dari fungsi mereka memiliki asal yang sama. Ini harus meringkas peran dan pentingnya karbohidrat dalam kehidupan biomassa di planet ini.

1. Komposisi dan struktur karbohidrat melibatkan penggunaan mereka sebagai bahan bangunan untuk shell sel tumbuhan, hewan dan membran bakteri serta pembentukan organel intraseluler.
2. Fungsi pelindung. Karakteristik organisme tanaman dan diwujudkan dalam pembentukan duri mereka, duri dan sebagainya.
3. Peran plastik - pendidikan sangatlah molekul penting (DNA, RNA, ATP dan lain-lain).
4. fungsi reseptor. Polisakarida dan oligosakarida - peserta aktif transfer transportasi membran sel, "penjaga" menangkap dampak.
5. Energi peran paling signifikan. Ini memberikan daya maksimum untuk semua proses intraseluler, serta karya seluruh organisme.
6. Pengaturan tekanan osmotik - Glukosa melakukan kontrol tersebut.
7. Beberapa polisakarida yang cadangan makanan, sumber energi bagi makhluk hewan.

Dengan demikian, jelas bahwa struktur lemak, protein dan karbohidrat, fungsi dan peran dalam tubuh sistem hidup sangat penting dan menentukan. Molekul-molekul ini - pencipta kehidupan, mereka juga menjaga dan memelihara itu.

Karbohidrat dengan senyawa makromolekul lainnya

Juga dikenal adalah peran karbohidrat tidak dalam bentuk murni, dan dalam kombinasi dengan molekul lain. Ini termasuk seperti yang paling umum, seperti:

• glikosaminoglikan atau mucopolysaccharides;
• glikoprotein.

Struktur dan sifat dari karbohidrat jenis ini agak rumit karena kompleks yang terhubung ke berbagai kelompok fungsional. Peran utama dari jenis molekul - terlibat dalam banyak proses kehidupan organisme. Perwakilan adalah: asam hialuronat, kondroitin sulfat, heparan, sulfat keratan, dan lain-lain.

Ada juga polisakarida kompleks dengan molekul biologis aktif lainnya. Misalnya, lipopolisakarida atau glikoprotein. Keberadaan mereka penting dalam pembentukan reaksi imunologi tubuh, karena mereka adalah bagian dari sel-sel dari sistem limfatik.