Углеводы

Основные разделы темы «Углеводы»
Общие сведения об углеводах
Моносахариды
Дисахариды
Полисахариды
Обобщение, подготовка к зачету

Углеводы (сахара, сахариды)
«Угле-воды»,
уголь и вода,
В состав углеводов входят С, Н и О.
Общая формула - Сn(H2O)m

Основные функции углеводов
Энергетическая
Структурная
Функция запасания
питательных веществ
Защитная функция

Энергетическая функция. Углеводы служат основным источником энергии для организма.
Структурная функция. Во всех без исключения тканях и органах обнаружены углеводы и их производные. Они входят в состав оболочек клеток и субклеточных образований. Принимают участие в синтезе многих важнейших веществ. В растениях полисахариды выполняют и опорную функцию.
Функция запасания питательных веществ. В организме и клетке углеводы обладают способностью накапливаться в виде крахмала у растений и гликогена у животных. Крахмал и гликоген представляют собой запасную форму углеводов и расходуются по мере возникновения потребности в энергии. При полноценном питании в печени может накапливаться до 10% гликогена, а при неблагоприятных условиях его содержание может снижаться до 0,2% массы печени.
Защитная функция. Вязкие секреты ( слизи), выделяемые различными железами, богаты углеводами и их производными, в частности гликопротеидами. Они предохраняют стенки полых органов ( пищевод, кишки, желудок, бронхи) от механических повреждений, проникновения вредных бактерий и вирусов.
Функции углеводов

Источники углеводов
на Земле (фотосинтез)
Жизнь на нашей планете без фотохимических реакций была бы невозможна. В процессе фотосинтеза в листьях растений при поглощении солнечной энергии происходит превращение воды и оксида углерода (IV) в углеводы и кислород.

Источники углеводов
на планете Земля
( фотосинтез)
Суммарная реакция может быть записана
в следующем виде
(СН2О) – это « кирпичи» из которых состоят все углеводы, такие как крахмал или сахара. Водоросли, некоторые бактерии и морские микроорганизмы также получают необходимую им энергию непосредственно от солнечного света, запасая ее при фотосинтезе. Общая масса углерода, ежегодно связываемого
в виде углеводов, составляет величину 2*1011 тонн.
Солнечный свет
n H2O + n CO2
(CH2O)n + n O2

Для фотосинтеза необходим
солнечный свет
Фотосинтез происходит в
зеленых растениях
Зеленая субстанция растений – это хлорофилл
СО2 поглощается листьями растений
О2 выделяется
Образуется С6Н12О6 , которая превращается в крахмал, запасаемый растениями
Н2О поступает в ткани
из почвы через
корневую систему

Классификация углеводов

Физические свойства моносахаридов
Бесцветные.
Кристаллические вещества.
Растворимые в воде.
Сладкие на вкус.

Формы существования глюкозы в растворе
Кристаллическая форма
глюкозы

Химические свойства глюкозы
Свойства многоатомных спиртов - взаимодействие с Сu(OH)2 :
без нагревания образуется раствор ярко-синего цвета
с нагреванием образуется осадок морковно – красного цвета

Химические свойства глюкозы
Свойства альдегидов:
a) окисление аммиачным раствором
оксида серебра при нагревании (реакция серебряного зеркала)
b) присоединение водорода
(реакция восстановления)

Химические свойства глюкозы
Брожение глюкозы
под действием ферментов:
спиртовое С6Н12О62С2Н5ОН+2СО2
молочнокислое С6Н12О62СН3СНСООН
|
ОН
маслянокислое
С6Н12О6С3Н7СООН+2Н2+2СО2

Химические свойства глюкозы
Полное окисление в организме:
С6Н12О6 +6О26СО2+6Н2О+Q
(первичное топливо для клеток)

Сахароза – дисахарид,
так как состоит из двух остатков моносахаридов – глюкозы и фруктозы

Самостоятельная работа учащихся по маршруту.
1. Молекулярная формула сахарозы
2. Нахождение в природе. Из чего получают сахарозу?
3. Наличие каких функциональных групп в молекуле сахарозы можно предположить, исходя из ее состава?
4. Сделайте вывод о важнейшем химическом свойстве сахарозы. Напишите уравнение реакции.

Свойства сахарозы
Сахароза – многоатомный спирт:
+ Сu(OH)2  синий раствор;
 нет изменений  не альдегид.
Основное свойство – гидролиз: С12Н22О11 + Н2О  С6Н12О6 + С6Н12О6
глюкоза фруктоза
( инвертный сахар)
ť

Полисахариды (С6Н10О5)n природные полимеры

Структурные формулы крахмала и целлюлозы

Химические свойства полисахаридов
Гидролиз: (С6Н10О5)n + nН2О  nС6Н12О6
глюкоза
Н2SO4
ť

применение
углеводов

Обобщение. Подготовка к зачету по теме «УГЛЕВОДЫ»
Почему углеводы получили такое название?
Всегда ли оно верно? Докажите!
2. Как еще называют этот класс соединений? Почему?
Приведите классификацию углеводов с примерами.
По какому принципу они подразделяются?

К каким ранее изученным классам органических соединений можно отнести глюкозу? Можно ли это доказать практически? Какие еще моносахариды имеют такие же функциональные группы?
Имеет ли глюкоза изомеры? Что вы о них знаете?
Каково строение молекул кристаллической глюкозы? Что происходит с ними при растворении в воде?
Могут ли все формы глюкозы
реагировать с гидроксидом
меди (II)? А при нагревании?
Как доказать, что спелое
яблоко содержит глюкозу?

Какое общее свойство есть у сахарозы и крахмала? Как это можно подтвердить в лабораторных условиях?
В каком природном «веществе» одновременно встречается фруктоза и глюкоза? А как дома можно получить эту смесь?
Почему подмороженный картофель имеет сладкий вкус?
Сок зеленого яблока дает реакцию с иодом, а спелого- реакцию «серебряного зеркала», как это можно объяснить?

Из чего и где в природе получается крахмал? Можно ли его получить синтетически?
Какой еще полисахарид (кроме крахмала) вы знаете?
Что общего он имеет с крахмалом? Чем отличается и почему?
В чем отличия в применении крахмала и целлюлозы? И почему?

Какой еще природный полимер вы знаете? В чем его отличие от полисахаридов? С чем это связано?
Помимо углеводов, какие еще органические вещества применяют в пищу? Что целесообразнее применять? Почему?
Какое общее свойство есть у ди- и полисахаридов с жирами? Как оно реализуется в нашем организме?

21. Как получают сахарозу в промышленности?
22. Какие волокна получают из целлюлозы?

СОДЕРЖАНИЕ ПОЛИСАХАРИДОВ В РАСТИТЕЛЬНОМ МИРЕ