Підручник з Біології. 9 клас. Задорожний - Нова програма

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 — Сn20)m де n і m є натуральними числами. Найбільш поширеними вуглеводами є глюкоза (C6H1206), сахароза (С12Н24012), 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, які складаються з двох моносахаридів (наприклад, сахароза, що нам добре відома як звичайний цукор). Такі сполуки називають дисахаридами.

Будова та властивості вуглеводів

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

Целюлоза — вуглевод, який утворює клітинні стінки в клітинах рослин

Хітин — вуглевод, який утворює зовнішні покриви комах

Лактоза — вуглевод, який міститься в молоці

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

Особливості будови та властивості моносахаридів і дисахаридів

Сполука

Особливості будови молекули

Властивості

До складу яких біополімерів входить

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

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, які забезпечують підтримання їхньої форми, міцність і захист від пошкоджень. Ці сполуки можуть входити до складу 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, які разом з 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, які 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 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, які можуть розщеплювати целюлозу. Як вони можуть використовувати глюкозу, що входить до складу цієї целюлози?