Біологія. Повторне видання. 9 клас. Задорожний

§ 6. Вуглеводи

З курсу біології людини пригадайте, які речовини повинні надходити в її організм з їжею. Чому з їжею крім білків до організму повинні надходити вуглеводи? Які функції виконують вуглеводи в організмі людини? До яких негативних наслідків може призвести їх нестача?

Що таке вуглеводи

Вуглеводи є складними органічними сполуками, до складу молекул яких входять кілька груп: гідроксильна (-ОН), карбоксильна група (-СООН) або карбонільна (-СОН). Загальна формула вуглеводів — Сn2О)m, де n і m є натуральними числами. Найбільш поширеними вуглеводами є глюкоза (C6Н12О6), сахароза (С12Н24O12), лактоза (С12Н22О11), целюлоза, хітин, крохмаль.

Значна частина вуглеводів є біополімерами (крохмаль, целюлоза, глікоген). Такі біополімери називають полісахаридами. Їхніми мономерами є молекули невеликих вуглеводів (наприклад, глюкоза), які називають моносахаридами. Такі вуглеводи містять невелику кількість атомів Карбону (від 3 до 7 атомів у молекулі).

Часто живі організми використовують у своїй життєдіяльності молекули вуглеводів, що складаються з двох моносахаридів (наприклад, сахароза, що нам добре відома як звичайний цукор). Такі сполуки називають дисахаридами.

Мал. 6.1. Вуглеводи в живих організмах та продуктах їхньої життєдіяльності

Будовa та властивості вуглеводів

Розглянемо особливості будови молекул вуглеводів та їхні характерні властивості на прикладі конкретних сполук.

Особливості будови та властивості моносахаридів і дисахаридів

Сполука

Особливості будови молекули

Властивості

У складі яких біополімерів містяться

У яких організмів трапляється

Глюкоза

Лінійна або кільцева молекула, містить 6 атомів Карбону

Добре розчинна сполука, солодка на смак

Целюлоза, крохмаль, глікоген

Клітини всіх живих організмів

Рибоза

Лінійна або кільцева молекула, містить 5 атомів Карбону

РНК

Дезоксирибоза

ДНК

Сахароза

Складається з двох молекул моносахаридів — глюкози І фруктози

Добре розчинна сполука, солодка на смак

Є дисахаридом

Зелені рослини

Особливості будови та властивості полісахаридів

Закінчення таблиці

Слід відмітити, що дуже незначні відмінності у способі з’єднання молекул глюкози в полісахаридах призводять до відмінностей у їхніх властивостях. Саме через такі незначні відмінності ферменти ссавців не здатні розщеплювати молекули целюлози, але можуть розщеплювати молекули глікогену або крохмалю.

біологічна роль вуглеводів

Основними функціями вуглеводів у живих організмах є структурна, захисна, резервна, рецепторна, пластична й енергетична.

Структурну й захисну функції виконують такі вуглеводи, як целюлоза й хітин. Вони створюють структури клітин і організмів, що забезпечують підтримання їхньої форми, міцність і захист від пошкоджень. Ці сполуки можуть міститися у складі клітин або формувати структури поза клітинами. Наприклад, целюлоза є основою клітинної стінки, а хітин становить основу зовнішнього скелета членистоногих, який є неклітинною структурою.

Резервну функцію виконують глікоген (у тварин і грибів) і крохмаль (у рослин). У формі цих сполук організми запасають поживні речовини. Рецепторну функцію виконують ті невеликі молекули вуглеводів, щоі разом із білками утворюють рецептори на поверхні клітин.

Пластичну функцію здійснюють такі вуглеводи, як рибоза й дезоксирибоза. Вони беруть участь в утворенні нових молекул органічних речовин (нуклеїнові кислоти). Енергетичну функцію можуть виконувати багато вуглеводів. Під час окиснення 1 г вуглеводів у клітині утворюється 4,1 ккал (17,17 кДж) енергії, яка потім використовується клітиною.

• Дріжджі не мають ферментів для розщеплення молекул крохмалю. Але вони легко перетворюють моносахариди або дисахариди на спирт. Тому у виробництві пива використовують солод — продукт із пророщеного зерна злаків. Солод містить багато ферментів, що розщеплюють крохмаль до мальтози. А вже з неї дріжджі роблять пиво.

Вуглеводи — це складні органічні сполуки. У живій клітині можуть міститися такі вуглеводи, як моносахариди, дисахариди та полісахариди. Вони відіграють важливу роль у процесах обміну речовин (глюкоза, фруктоза) та збереження спадкової інформації (рибоза, дезоксирибоза). Також вони можуть виконувати енергетичну (глюкоза), структурну (целюлоза, хітин) і запасаючу (крохмаль, глікоген) функції.

Перевірте свої знання

1. На які групи поділяються вуглеводи? 2. Які функції виконують вуглеводи в організмах тварин? 3. На конкретних прикладах поясніть значення вуглеводів для рослин і тварин. 4. Чому рослинам простіше транспортувати з листків у корені молекули сахарози, ніж молекули крохмалю? 5. Тварини за допомогою своїх ферментів досить легко можуть розщеплювати глікоген. А от розщеплювати крохмаль їм важче, хоча обидва ці полімери побудовані з молекул глюкози. З якими особливостями будови молекул цих речовин це може бути пов’язано? 6*. У клітинах корови відсутні ферменти, що можуть розщеплювати целюлозу. Як вони можуть отримати глюкозу, що міститься у складі цієї целюлози?