Углеводы. Строение и функции

Привет! В предыдущих статьях мы подробно рассмотрели белки и липиды, а сегодня разберём ещё одну группу органических веществ, образующих клетки всех без исключения живых организмов. Конечно, речь об углеводах. Итак...

Углеводы. Строение и функции

Углеводы – это органические вещества, в состав которых входят три химических элемента: углерод, водород и кислород. Некоторые углеводы также включают азот и серу.

Формула углеводов выглядит следующим образом: Cm(H2O)n, где n и m – не менее трёх.

Все углеводы подразделяют на три класса:

• моносахариды;

• олигосахариды;

• полисахариды.

Рассмотрим каждый класс по отдельности.

Моносахариды

Моносахариды (простые углеводы) – состоят из единственной молекулы сахара, которую нельзя расщепить на более простые.

Они представляют собой кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде и сладкие на вкус. Это наиболее распространённая группа углеводов.

Длина углеродной цепи в молекулах моносахаридов может колебаться от трёх до девяти атомов углерода. Однако большинство моносахаридов содержат три (триозы), пять (пентозы) или шесть (гексозы) атомов углерода.

Примеры моносахаридов:

1. Рибоза и дезоксирибоза (пентозы).

2. Глюкоза и фруктоза (гексозы).

Олигосахариды

Это углеводы, состоящие из нескольких остатков моносахаридов. Олигосахариды, образованные двумя остатками, называются дисахаридами, тремя – трисахаридами, и так далее. Большинство их также имеет сладкий вкус и растворяется в воде.

К дисахаридам относятся сахароза, мальтоза, лактоза и др.

1. Сахароза (тростниковый или свекловичный сахар) – включает остатки глюкозы и фруктозы; как правило, содержится в запасающих органах растений (например, корнеплодах сахарной свёклы).

2. Лактоза (молочный сахар) – состоит из остатков глюкозы и галактозы; содержится в молоке млекопитающих и является важнейшим источником энергии для их детёнышей.

3. Мальтоза (солодовый сахар) – включает две молекулы глюкозы; образуется при расщеплении молекул крахмала и гликогена в пищеварительном тракте животных.

Полисахариды

Полисахариды (сложные углеводы) – это природные биополимеры, состоящие из большого количества остатков моно- или дисахаридов (десятки и сотни тысяч). В большинстве своём они нерастворимы в воде и несладкие на вкус.

Примеры полисахаридов:

• крахмал;

• гликоген;

• целлюлоза;

• пектин;

• хитин;

• муреин.

Рассмотрим их чуть подробнее.

1. Крахмал – полисахарид, состоящий из остатков глюкозы. Представляет собой белое порошкообразное вещество, которое при взаимодействии с горячей водой образует клейстер (взвесь). Этот сложный углевод является основным запасным веществом у растений и накапливается в соответствующих органах (семенах, плодах, клубнях).Крахмал имеет две формы: амилозу (линейная цепь моносахаридов) и амилопектин (разветвлённая цепь).

2. Гликоген (животный крахмал) – ещё один полимер глюкозы, выполняющий резервную (запасающую) функцию в организмах грибов и животных. В отличие от крахмала, молекулы гликогена ещё более разветвлены.

3. Целлюлоза (клетчатка) – полисахарид растений, мономером которого также служит глюкоза. Располагаясь параллельно друг другу, молекулы целлюлозы образуют прочные структуры – мицеллы (пучки молекул), которые объединяются в специальные волокна – микрофибриллы. Благодаря особенностям строения целлюлоза обладает высокой прочностью и образует клеточные стенки растений.

4. Хитин – по своему строению близок целлюлозе, однако в качестве мономера в нём выступает азотсодержащий моносахарид на основе глюкозы. Хитин входит в состав клеточных стенок грибов и наружного скелета членистоногих.

5. Муреин – соединение, состоящие из полисахаридных цепочек. Образует клеточную стенку бактерий.

Функции углеводов

Как и липиды, углеводы выполняют в организме многообразные функции:

1. Строительная (структурная). Как мы уже упомянули выше, полисахариды входят в состав клеточных стенок живых организмов. Кроме того, сложные углеводы участвуют в образовании соединительной ткани животных.

2. Энергетическая. Углеводы – самый удобный и доступный источник энергии. При полном распаде 1 грамма углеводов организм получает 17,6 кДж энергии.

3. Запасающая (резервная). У растений эту функцию выполняет крахмал, у животных и грибов – гликоген.

4. Сигнальная (рецепторная). Углеводы могут входить в состав гликопротеидов – сложных белков, расположенных на поверхности клеток и передающих сигналы из внешней среды в клетку.

5. Защитная. Углеводы входят в состав вязких секретов – слизей, защищающих стенки полых органов.

Ну что ж, на сегодня информации хватит :) Не забудь поставить лайк и поделиться ценной информацией с друзьями! Ещё больше полезных материалов для подготовки к ЕГЭ по биологии – в нашей группе ВКонтакте.

#егэбиология #егэпобиологии #биологияегэ #егэпобиологии2024 #подготовкакегэ #подготовкакегэпобиологии #клетка #цитология #составклетки #углеводы #простыеуглеводы #сложныеуглеводы #моносахариды #полисахариды