), не ограничиваются выполнением какой-то одной функции в организме человека. Помимо того, что обеспечение энергией основная функциональная роль углеводов , они так же необходимы для нормальной деятельности сердца, печени, мышц и центральной нервной системы. Являются важной составляющей в регуляции обмена белков и жиров.

Основные биологические функции углеводов, для чего они необходимы в организме

1. Энергетическая функция.
   Главная функция углеводов в организме человека. Являются основным энергетическим источником для всех видов работ, происходящих в клетках. При расщеплении углеводов высвобождаемая энергия рассеивается в виде тепла или накапливается в молекулах АТФ. Углеводы обеспечивают около 50 – 60 % суточного энергопотребления организма и все энергетические расходы мозга (мозг поглощает около 70% глюкозы, выделяемой печенью). При окислении 1 г углеводов выделяется 17,6 кДж энергии. В качестве основного энергетического источника в организме используется свободная глюкоза или запасенные углеводы в виде гликогена.
2. Пластическая (строительная) функция.
   Углеводы (рибоза, дезоксирибоза) используются для построения АДФ, АТФ и других нуклеотидов, а также нуклеиновых кислот. Они входят в состав некоторых ферментов. Отдельные углеводы являются структурными компонентами клеточных мембран. Продукты превращения глюкозы (глюкуроновая кислота, глюкозамин и др.) входят в состав полисахаридов и сложных белков хрящевой и других тканей.
3. Запасающая функция.
   Углеводы запасаются (накапливаются) в скелетных мышцах (до 2%), печени и других тканях в виде гликогена. При полноценном питании в печени может накапливаться до 10% гликогена, а при неблагоприятных условиях его содержание может снижаться до 0,2% массы печени.
4. Защитная функция.
   Сложные углеводы входят в состав компонентов иммунной системы; мукополисахариды находятся в слизистых веществах, которые покрывают поверхность сосудов носа, бронхов, пищеварительного тракта, мочеполовых путей и защищают от проникновения бактерий и вирусов, а также от механических повреждений.
5. Регуляторная функция.
   Входят в состав мембранных рецепторов гликопротеидов. Углеводы участвуют в регуляции осмотического давления в организме. Так, в крови содержится 100-110 мг/% глюкозы, от концентрации глюкозы зависит осмотическое давление крови. Клетчатка из пищи не расщепляется (переваривается) в кишечнике, однако активирует перистальтику кишечного тракта, ферменты, использующиеся в пищеварительном тракте, улучшая пищеварение и усвоение питательных веществ.

Группы углеводов

• Простые (быстрые) углеводы
  Различают два вида сахаров: моносахариды и дисахариды. Моносахариды содержат одну сахарную группу, как, например, глюкоза, фруктоза или галактоза. Дисахариды образованы остатками двух моносахаридов и представлены, в частности, сахарозой (обычный столовый сахар) и лактозой. Быстро повышают содержание сахара в крови и обладают высоким гликемическим индексом.
• Сложные (медленные) углеводы
  Полисахариды представляют собой углеводы, содержащие три и более молекул простых углеводов. К данному виду углеводов относятся, в частности, декстрины, крахмалы, гликогены и целлюлозы. Источниками полисахаридов являются крупы, бобовые, картофель и другие овощи. Постепенно повышают содержание глюкозы и имеют низкий гликемический индекс.
• Неусваиваемые (волокнистые)
  Клетчатка (пищевые волокна), не обеспечивают организм энергией, но играет огромную роль в его жизнедеятельности. Содержится главным образом в растительных продуктах с низким или очень низким содержанием сахара. Следует заметить, что клетчатка замедляет усвоение углеводов, белков и жиров (может быть полезным при похудении). Является источником питания для полезных бактерий кишечника (микробиом)

Виды углеводов

Моносахариды

• Глюкоза
  Моносахарид, бесцветное кристаллическое вещество сладкого вкуса, содержится практически в каждой углеводной цепочке.
• Фруктоза
  Фруктовый сахар в свободном виде присутствует почти во всех сладких ягодах и плодах, самый сладкий из сахаров.
• Галактоза
  Не встречается в свободной форме; в связанном с глюкозой виде он образует лактозу, молочный сахар.

Дисахариды

• Сахароза
  Дисахарид, состоящий из комбинации фруктозы и глюкозы, имеет высокую растворимость. Попадая в кишечник, распадается на данные компоненты, которые затем всасываются в кровь.
• Лактоза
  Молочный сахар, углевод группы дисахаридов, содержится в молоке и молочных продуктах.
• Мальтоза
  Солодовый сахар, легко усваивается организмом человека. Образуется в результате объединения двух молекул глюкозы. Мальтоза возникает в результате расщепления крахмалов в процессе пищеварения.

Полисахариды

• Крахмал
  Порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде. Крахмал является наиболее распространенным углеводом в рационе человека и содержится во многих основных продуктах питания.
• Клетчатка
  Сложные углеводы, представляющие собой жесткие растительные структуры. Составная часть растительной пищи, которая не переваривается в организме человека, но играет огромную роль в его жизнедеятельности и пищеварении.
• Мальтодекстрин
  Порошок белого или кремового цвета, со сладковатым вкусом, хорошо растворим в воде. Представляет собой промежуточный продукт ферментного расщепления растительного крахмала, в результате чего молекулы крахмала делятся на фрагменты – декстрины.
• Гликоген
  Полисахарид, образованный остатками глюкозы; основной запасной углевод, нигде кроме организма не встречается. Гликоген, образует энергетический резерв, который может быть быстро мобилизован при необходимости восполнить внезапный недостаток глюкозы в организме человека.

1. Структурная (строительная). Углеводы входят в состав многих элементов живых организмов, например, клеточная стенка растительной клетки, гликокаликс эпителия кишечника человека.

2. Сигнальная. Углеводно-белковые комплексы (гликопротеиды) образуют рецепторы (см. сигнальная функция белков).

3. Защитная. Гликопротеиды соединительной ткани выполняют функцию химической защиты, противостоят гидролитическим ферментам.

4. Энергетическая. При полном окислении 1 г углеводов выделяется 4,1 ккал или 17,2 кДж энергии.

Эта функция последняя по перечислению, но главная по значению. Углеводы дают человеку более 60% энергии.

Энергетика клетки .

В химических реакциях при образовании связей между простыми молекулами энергия потребляется, а при разрыве выделяется.

В процессе фотосинтеза у зеленых растений энергия солнечного света переходит в энергию химических связей, возникающих между молекулами углекислого газа и воды. Образуется молекула глюкозы: CO 2 + H 2 O + Q (энергия) = C 6 H 12 O 6 .

Глюкоза является главным источником энергии для человека и большинства животных.

Процесс усвоения этой энергии называют " окислительное фосфорилирование". Энергия (Q), выделяющаяся при окислении, сразу используется на фосфорилирование аденозиндифосфорной кислоты (АДФ):

АДФ+Ф+Q (энергия)=АТФ

Получается "универсальная энергетическая валюта" клетки аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Она может в любой момент быть использована на любую полезную организму работу или на согревание.

АТФ®АДФ+Ф+Q (энергия)

Процесс окисления глюкозы проходит в 2 этапа.

1. Анаэробное (бескислородное) окисление, или гликолиз, происходит на гладкой эндоплазматической сети клетки. В результате этого глюкоза оказывается разорванной на 2 части, а выделившейся энергии достаточно для синтеза двух молекул АТФ.

2. Аэробное (кислородное) окисление. Две части от глюкозы (2 молекулы пировиноградной кислоты) при наличии кислорода продолжают ряд окислительных реакций. Этот этап протекает на митохондриях и приводит к дальнейшему разрыву молекул и выделению энергии.

Результатом второго этапа окисления одной молекулы глюкозы является образование 6 молекул углекислого газа, 6 молекул воды и энергии, которой достаточно для синтеза 36 молекул АТФ.

В качестве субстратов для окисления на втором этапе могут использоваться не только молекулы, полученные из глюкозы, но и молекулы, полученные в результате окисления липидов, белков, спиртов и других энергоемких соединений.

Активная форма уксусной кислоты - А-КоА (ацетил коэнзим А, или ацетил кофермент А) - это промежуточный продукт окисления всех этих веществ (глюкозы, аминокислот, жирных кислот и других).

А-КоА является точкой пересечения углеводного, белкового и липидного обменов.

При избытке глюкозы и других энергонесущих субстратов организм начинает их депонировать. В этом случае, глюкоза окисляется по обычному пути до молочной и пировиноградной кислоты, затем до А-КоА. Далее, А-КоА становится базой для синтеза молекулы жирных кислот и жиров, которые депонируются в подкожной жировой клетчатке. Наоборот, при недостатке глюкозы, ее синтезируют из белков и жиров через А-КоА (глюконеогенез).

При необходимости могут пополняться и запасы заменимых аминокислот для строительства некоторых белков.

Углеводы.

В составе клеток всех живых организмов широкое распространение имеют углеводы.

Углеводами - называют органические соединения, состоящие из углерода (C), водорода (H) и кислорода(O2). В большинстве углеводов водород и кислород находятся, как правило, в тех же соотношениях, что и в воде (отсюда их название - углеводы). Общая формула таких углеводов Cn(H2O)m. Примером может служить один из самых распространенных углеводов - глюкоза, элементный состав которой С6Н12О6

С точки зрения химии углеводы являются органическими веществами, содержащими неразветвленную цепь из нескольких атомов углерода, карбонильную группу (C=O), а также несколько гидроксильных групп(OH).

В организме человека углеводы производятся в незначительном количестве, поэтому основное их количество поступает в организм с продуктами питания.

Виды углеводов.

Углеводы бывают:
1) Моносахариды. (самые простые формы углеводов)

- глюкоза С6Н12О6 (основное топливо в нашем организме)
- фруктоза С6Н12О6 (самый сладкий углевод)
- рибоза С5Н10О5 (входит в состав нуклеиновых кислот)
- эритроза С4 H8 O4 (промежуточная форма при расщеплении углеводов)

2) Олигосахариды (содержат от 2 до 10 остатков моносахаридов)

Сахароза С12Н22О11 (глюкоза + фруктоза, или в просто – тростниковый сахар)
- лактоза C12 H22 O11 (молочный сахар)
- мальтоза C12 H24 O12 (солодовый сахар, состоит из двух связанных остатков глюкозы)

3) Сложные углеводы (состоящие из множества остатков глюкозы)

- крахмал (С6H10O5)n (наиболее важный углеводный компонент пищевого рациона, человек потребляет из углеводов около 80% крахмала.)
- гликоген (энергетические резервы организма, излишки глюкозы, при поступлении в кровь, откладываются про запас организмом в виде гликогена)

4) Волокнистые, или неусваеваемые, углеводы, определяющиеся как пищевая клетчатка.

- Целлюлоза (самое распостраненное органическое вещество на земле и вид клетчатки)

По простой классификации углеводы можно разделить на простые и сложные. В простые входят моносахариды и олигосахариды, в сложные полисахариды и клетчатка. В подробностях все виды углеводов рассмотрим позже, а так же их применение в пищевом рационе.

Основные функции.

Энергетическая.
Углеводы являются основным энергетическим материалом. При распаде углеводов высвобождаемая энергия рассеивается в виде тепла или накапливается в молекулах АТФ. Углеводы обеспечивают около 50 – 60 % суточного энергопотребления организма, а при мышечной деятельности на выносливость - до 70 %. При окислении 1 г углеводов выделяется 17 кДж энергии (4,1 ккал). В качестве основного энергетического источника в организме используется свободная глюкоза или запасенные углеводы в виде гликогена. Является основным энергетическим субстратом мозга.

Пластическая.
Углеводы (рибоза, дезоксирибоза) используются для построения АТФ, АДФ и других нуклеотидов, а также нуклеиновых кислот. Они входят в состав некоторых ферментов. Отдельные углеводы являются структурными компонентами клеточных мембран. Продукты превращения глюкозы (глюкуроновая кислота, глюкозамин и др.) входят в состав полисахаридов и сложных белков хрящевой и других тканей.

Запас питательных веществ.
Углеводы накапливаются (запасаются) в скелетных мышцах, печени и других тканях в виде гликогена. Систематическая мышечная деятельность приводит к увеличению запасов гликогена, что повышает энергетические возможности организма.

Специфическая.
Отдельные углеводы участвуют в обеспечении специфичности групп крови, исполняют роль антикоагулянтов (вызывающие свертывание), являясь рецепторами цепочки гормонов или фармакологических веществ, оказывая противоопухолевое действие.

Защитная.
Сложные углеводы входят в состав компонентов иммунной системы; мукополисахариды находятся в слизистых веществах, которые покрывают поверхность сосудов носа, бронхов, пищеварительного тракта, мочеполовых путей и защищают от проникновения бактерий и вирусов, а также от механических повреждений.
Регуляторная.
Клетчатка пищи не поддается процессу расщепления в кишечнике, однако активирует перистальтику кишечного тракта, ферменты, использующиеся в пищеварительном тракте, улучшая пищеварение и усвоение питательных веществ.

Углеводы являются одним из самых важных и самым распространенным на планете классом органических соединений. Роль углеводов в целом можно описать, как своеобразный мост между органическими и неорганическими соединениями. Если рассматривать роль углеводов в жизнедеятельности человека, что следует выделить их участие в регулировании биохимических процессов организма, способствование накоплению и выделению энергии, а также огромное влияние на структуру и пластичность живых клеток.

Влияние углеводов на функционирование и нормализацию всех жизненных процессов организма человека велико. Самая важная роль углеводов в организме – нормализация обмена белков и жиров. В паре с белками, углеводы образуют важные для жизнедеятельности человека соединения, гормоны и ферменты, а также участвуют в секреторных образованиях желез – при выделении слюны, желудочного сока и прочего.

Основным источников углеводов являются продукты растительного происхождения. Такие углеводы, как пектин, клетчатка и крахмал относятся к углеводам сложного типа – полисахаридам. Клетчатка обязательно должна присутствовать в рационе питания человека, так как она способствует нормальной работе кишечника и способствует развитию важных и полезных бактерий в кишечной среде. Пектин же очень важен при выведении вредных веществ из организма, так как он тоже стимулирует пищеварение человека.

Что касается крахмала, то этот сложный углевод довольно долго усваивается организмом, в процессе чего перерабатывается до моносахарозы – глюкозы. Его можно назвать источником энергии длительного действия.

При расщеплении и переработке углеводов запускаются процессы по выделению энергии, необходимой для поддержания нормальной жизнедеятельности организма в целом. При переработке одного грамма углеводов вырабатывается до 4,1 ккал.

Моносахариды или простейшие углеводы состоят из единственной молекулы сахара, являются твердым кристаллическим веществом, способны растворяться в воде и имеют сладкий вкус. Моносахариды могут входить в состав более сложных углеводов. Гидролиз, или растворение сложного вещества водой, сложных углеводов ведет к их распаду на более простые углеводы – моносахариды. А вот моносахариды не подвержены распаду, потому что сами являются простейшим веществом.

К моносахаридам относятся глюкоза, галактоза и фруктоза – самые важные моносахариды для человеческого организма. При расщеплении сложных углеводов, они попадают в кровь и благодаря ей попадают во все органы человека, особенно в печень.

Фруктоза – это так называемый плодовый сахар, содержится в плодовых фруктах и меде. В отличие от глюкозы, фруктоза в два раза слаще и намного медленнее всасывается в кровь.

Галактоза в чистом виде в природе отсутствует. Этот моносахарид в паре с глюкозой образует молочный сахар – лактозу. Лактоза вырабатывается в молочных жирах животного происхождения из глюкозы крови в период кормления – лактации.

Попадая в печень, фруктоза и галактоза подвергаются химическим преобразованиям и таким образом трансформируются в глюкозу.

Что касается глюкозы – то это самый важный моносахарид, необходимый для нормальной жизнедеятельности человеческого организма.

Основная функция - энергетическая

Главным энергетическим источником для клеток человеческого организма является глюкоза – углевод простого типа. Среднее содержание глюкозы в крови составляет 0,6-1,1 г на литр. Пища, насыщенная углеводами, дает возможность организму получить свыше 60% от необходимого энергетического ресурса для нормального функционирования всех органов.

В продуктах и готовых блюдах углеводы представлены в виде сложных соединений – полисахаридов растительного или животного происхождения. А попадая в желудок, происходит их расщепление на простейшие соединения – моносахариды. В организме именно глюкоза составляет 80% всех моносахаридов.

Энергия, которая вырабатывается при переработке глюкозы, дает возможность обеспечить нормальную работу на клеточном уровне головного мозга и мышечной ткани, особенно в периоды сильных нагрузок. Важна глюкоза для головного мозга, так как его клетки не могут самостоятельно синтезировать энергию из поступающих с кровью веществ.

Необходимо более внимательно следить за уровнем глюкозы в организме. При активном образе жизни или достаточно серьезных умственных нагрузках следует увеличить потребление углеводов, чтобы обеспечить организм необходимым запасом глюкозы. Резкое снижение или повышение уровня глюкозы может привести к достаточно серьезным последствиям.

При резком снижении уровня глюкозы мозг начинает испытывать голод, что может привести к обмороку, коме и иногда к летальному исходу. Если падение уровня глюкозы в крови является процессом постепенным – например, при соблюдении диеты, то нехватка энергии негативно отражается не только на физическом, но и на психическом состоянии человека. Его одолевает апатия или депрессия, в мышцах появляется слабость и любое физическое напряжение выполняется с трудом. Умственная деятельность притормаживается, и человек погружается в некое заторможенное состояние.

Переизбыток же глюкозы приводит к таким заболеваниям, как сахарный диабет. К тому же слишком большое количество глюкозы в крови приводит и к нарушениям в работе почек. Они начинают усиленно выводить из организма воду, поэтому человек испытывает сильную жажду или обезвоживание. Это один из симптомов сахарного диабета.

Помимо этого, излишнее содержание глюкозы в крови приводит к активации процессов по накоплению жира в организме. Таким образом, избыток углеводов в рационе питания способствует образованию жировых отложений, что негативно скажется как внешне – на фигуре, так и внутренне – на состоянии здоровья в целом.

Именно поэтому очень важно соблюдать баланс в потреблении углеводов. При активном образе жизни, серьезных физических нагрузках или длительных умственных процессах следует больше потреблять продуктов, в которых содержатся быстроусвояемые углеводы. К таким продуктам относятся выпечка из хлеба, из белой муки, конфеты и шоколад, крупа, алкогольные напитки.

Если же человек ведет менее активный или пассивный образ жизни, мало двигается и физические нагрузки сведены к необходимому минимуму, то в рационе питания должны доминировать продукты с углеводами медленного усвоения. Тогда организм не будет перенасыщен энергией, она будет поступать равномерно. Иначе ее переизбыток негативно отразится на общем состоянии организма, нарушится работа нервной системы и головного мозга, начнется выработка большого количества гормонов и ферментов, которые способствуют «запасанию» жира в тканях.

Функции защитные

Клеточная мембрана и внутриклеточные образования также содержат углеводы или их производные. Поэтому, помимо наполнения организма энергией, углеводы также способствуют синтезу многих важнейших веществ, ферментов, аминокислот и липидов. Такая особенность углеводов способствует укреплению иммунной системы человека, защищая организм от болезнетворных бактерий и вирусов. А некоторые полисахариды глюкозы составляют основу волосяного покрова человека, хрящей и связок.

В своем большинстве все выделения секреции организма, особенно желудочно-кишечного тракта, содержат большое количество углеводов и производных. Поэтому к еще одной важной функции углеводов в организме следует отнести способность активизировать и участвовать в процессах по защите стенок пищевода, кишечника и желудка, а также других полых органов от проникновения болезнетворных и вредных бактерий и вирусов, механического повреждения.

Функции регуляторные

Для нормальной работы кишечника организму необходима клетчатка. Она является сложным полисахаридом, который не растворяется в воде и не поддается ферментированию в желудочно-кишечном тракте человека. При этом большая часть пищи, которую потребляет человек, насыщена клетчаткой. Структура этого полисахарида достаточно грубая, и при его переработке происходят механические раздражения слизистой желудка и кишечника. Такое раздражение приводит к волнообразному сокращению стенок кишечника и желудка, а у человека появляется ощущение сытости. Таким образом, клетчатка является своеобразным чистильщиком, способствует очищению стенок кишечника от шлаковых и иных отложений.

Другие функции

Еще одной функцией углеводов является пластическая функция. Углеводы, попадая в организм с пищей, не только расщепляются и являются первопричиной выработки глюкозы. Гликоген относится к простым углеводам животного типа и представляет собой некое хранилище глюкозы. Этот углевод откладывается в тканях организма, создавая таким образом энергетический запас.

Помимо этого, углеводы входят в состав таких сложных молекул, как дезоксирибозы и ризобы. Благодаря этому углеводы принимают участие в построении ДНК, РНК и АТФ.

Осмотическое давление крови во многом зависит от концентрации глюкозы в крови. Это давление, при котором происходит нормальный обмен между внутриклеточной жидкостью и той, что находится за мембраной клеток. При нормальном состоянии давление на мембрану клетки происходит в такой степени, чтобы клетка была нормальной формы – не съеженная или распухшая. При нормальном осмотическом давлении концентрация глюкозы составляет порядка 100 мг на процент глюкозы. Таким образом, углеводы выполняют регулятивную функцию.

Одним из видов полисахаридов являются олигосахариды. Данный углевод содержит остатки моносахаридов и является частью воспринимающей (рецепторной) части клетки или молекулы-лиганды. Такой вид функций углеводов называется рецепторным.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Роль углеводов в клетке

• 1. Клетка 3
• 2. Состав клетки 3
• 3. Углеводы 5
• 4. Функции углеводов 7
• 5. Роль углеводов в клетке 7
• Список литературы 10
• 1. Клетка
• Современная клеточная теория состоит из следующих обобщений.
• Клетка - это элементарная частица жизни. Проявление жизни возможно только на уровне не ниже клеточного.
• Клетки всех живых существ имеют единый план строения. Он включает в себя цитоплазму с различными органеллами и мембрану. Функциональную основу любой клетки составляют белки и нуклеиновые кислоты.
• Клетка происходит только от клетки (Р. Вирхов, 1858) в результате деления.
• Клетки многоклеточных организмов отличаются деталями строения, что вызвано выполнением ими различных функций. Клетки, имеющие общее происхождение, строение и выполняющие одинаковые функции в организме, образуют ткань (нервная, мышечная, покровная). Ткани образуют различные органы.
• 2. Состав клетки
• В состав любой клетки входят более 60 элементов периодической таблицы Менделеева. По частоте встречаемости элементы можно поделить на три группы:
• Основные элементы. Это углерод (С), водород (Н), азот (N), кислород (О). Их содержание в клетке превышает 97%. Они входят в состав всех органических веществ (белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот) и составляют их основу.
• Макроэлементы. К ним относятся железо (Fe), сера (S), кальций (Ca), калий (K), натрий (Na), фосфор (P), хлор (Cl). На долю макроэлементов приходится около 2%. Они входят в состав многих органических и неорганических веществ.
• Микроэлементы. Имеют самое большое разнообразие (их более 50-ти), но в клетке даже взятые все вместе они не превышают 1%. Микроэлементы в чрезвычайно малых количествах входят в состав многих ферментов, гормонов или специфичных тканей, но определяют их свойства. Так, фтор (F), входит в состав зубной эмали, укрепляя ее.
• Йод (I) участвует в строении гормона щитовидной железы тироксина, магний (Mg) входит в состав хлорофилла растительной клетки, медь (Cu) и селен (Se) встречаются в ферментах, защищающих клетки от мутаций, цинк (Zn) связан с процессами памяти.
• Все элементы клетки входят в состав различных молекул, образуют вещества, которые делятся на два класса: неорганические и органические.
• Органические вещества клетки представлены различными биохимическими полимерами, то есть такими молекулами, которые состоят из многочисленных повторений более простых, сходных по структуре участков (мономеров). Органическими составляющими клетки являются углеводы, жиры и жироподобные вещества, белки и аминокислоты, нуклеиновые кислоты и нуклеиновые основания.
• К углеводам относятся органические вещества, имеющие общую химическую формулу C n (H 2 O) n . По строению углеводы делят на моносахара, олигосахара и полисахара. Моносахара представляют собой молекулы в виде одного кольца, включающего, как правило, пять или шесть атомов углерода. Пятиуглеродные сахара - рибоза, дезоксирибоза. Шестиуглеродные сахара - глюкоза, фруктоза, галактоза. Олигосахара - это результат объединения небольшого числа моносахаров (дисахара, трисахара и т.п.) наиболее распространенными являются, например, тростниковый (свекловичный) сахар - сахароза, состоящая из двух молекул глюкозы и фруктозы; солодовый сахар - мальтоза, образованная двумя молекулами глюкозы; молочный сахар - лактоза, образован молекулой галактозы и молекулой глюкозы.
• Полисахара - крахмал, гликоген, целлюлоза, состоят из огромного количества моносахаров, связанных между собой в более или менее разветвленные цепи.
• 3. Углеводы
• Углеводы - органические вещества, с общей формулой Cn(H2O)m.
• В животной клетке углеводы находятся в количествах не превышающих 5% . Наиболее богаты углеводами растительные клетки, где их содержание достигает до 90% сухой массы(картофель, семена и т.д.)
• Углеводы делят на простые (моносахариды и дисахариды) и сложные (полисахариды).
• Моносахариды - такие вещества, как глюкоза, пентоза, фруктоза, рибоза. дисахариды - сахар, сахароза (состоит из глюкозы и фруктозы.
• Полисахариды - образованны многими моносахаридами. Мономерами таких полисахаридов, как крахмал, гликоген, целлюлоза является глюкоза.
• Углеводы играют роль основного источника энергии в клетке. в процессе окисления 1 г углеводов освободждается 17,6 кДж. Крахмал у растений и гликоген у животных, откладывается в клетках, служат энергетическим резервом.
• Углеводы - это органические соединения, в состав которых входят водород (Н), углерод (С) и кислород (О), причем количество атомов водорода в большинстве случаев вдвое превышает число атомов кислорода. Общая формула углеводов: Cn(H2O)n, где n не меньше трех. Углеводы образуются из воды (Н2О) и углекислого газа (СО2) в процессе фотосинтеза, происходящего в хлоропластах зеленых растений (у бактерий в процессе бактериального фотосинтеза или хемосинтеза). Обычно в клетке животных организмов содержится около 1 % углеводов (в клетках печени до 5 %), а в растительных клетках до 90 % (в клубнях картофеля).
• Все углеводы подразделяют на 3 группы:
• Моносахариды чаще содержат пять (пентозы) или шесть (гексозы) атомов углерода, столько же кислорода и вдвое больше водорода (например, глюкоза - С6Н12О6). Пентозы (рибоза и дезоксирибоза) входят в состав нуклеиновых кислот и АТФ. Гексозы (фруктоза и глюкоза) постоянно присутствуют в клетках плодов растений, придавая им сладкий вкус. Глюкоза содержится в крови и служит источником энергии для клеток и тканей животных;
• Дисахариды объединяют в одной молекуле два моносахарида. Пищевой сахар (сахароза) состоит из молекул глюкозы и фруктозы, молочный сахар (лактоза) включает глюкозу и галактозу.
• Все моно- и дисахариды хорошо растворимы в воде и имеют сладкий вкус.
• Полисахариды (крахмал, клетчатка, гликоген, хитин) образованы десятками и сотнями мономерных единиц, которыми являются молекулы глюкозы. Полисахариды практически нерастворимы в воде и не обладают сладким вкусом. Основные полисахариды - крахмал (в растительных клетках) и гликоген (в клетках животных) откладываются в виде включений и служат запасными энергетическими веществами.
• 4. Функции углеводов
• Углеводы выполняют две основные функции: энергетическую и строительную. Например, целлюлоза образует стенки растительных клеток (клетчатка), хитин - главный структурный компонент наружного скелета членистоногих.
• Углеводы выполняют следующие функции:
• - они являются источником энергии (при распаде 1 г глюкозы освобождается 17,6 кДж энергии);
• - выполняют строительную (структурную) функцию (целлюлозная оболочка в растительных клетках, хитин в скелете насекомых и в стенке клеток грибов);
• - запасают питательные вещества (крахмал в растительных клетках, гликоген - в животных);
• - являются составными частями ДНК, РНК и АТФ.
• 5. Роль углеводов в клетке
• Энергетическая. Моно - и олигосахара являются важным источником энергии для любой клетки. Расщепляясь, они выделяют энергию, которая запасается в виде молекул АТФ, которые используется во многих процессах жизнедеятельности клетки и всего организма. Конечными продуктами расщепления всех углеводов являются углекислый газ и вода.
• Запасательная. Моно- и олигосахара благодаря своей растворимости быстро усваиваются клеткой, легко мигрируют по организму, поэтому непригодны для длительного хранения. Роль запаса энергии играют огромные нерастворимые в воде молекулы полисахаров. У растений, например, это - крахмал, а у животных и грибов - гликоген. Для использования этих запасов организм должен сначала превратить полисахара в моносахара.
• Строительная. Подавляющее большинство растительных клеток имеют плотные стенки из целлюлозы, обеспечивающей растениям прочность, упругость и защиту от большой потери влаги.
• Структурная. Моносахара могут соединяться с жирами, белками и другими веществами. Например, рибоза входит в состав всех молекул РНК, а дезоксирибоза - в ДНК.
• Источниками углеводов в питании служат главным образом продукты растительного происхождения - хлеб, крупы, картофель, овощи, фрукты, ягоды. Из продуктов животного происхождения углеводы содержаться в молоке (молочный сахар). Пищевые продукты содержат различные углеводы. Крупы, картофель содержат крахмал - сложное вещество (сложный углевод), нерастворимое в воде, но расщепляющееся под действием пищеварительных соков на более простые сахара. Во фруктах, ягодах и некоторых овощах углеводы содержаться в виде различных более простых сахаров - фруктовый сахар, свекловичный сахар, тростниковый сахар, виноградный сахар (глюкоза) и др. Эти вещества растворимы в воде и хорошо усваиваются в организме. Растворимые в воде сахара быстро всасываются в кровь. Целесообразно вводить не все углеводы в виде сахаров, а основную их массу вводить в виде крахмала, которым богат, например, картофель. Это способствует постепенной доставке сахара тканям. Непосредственно в виде сахара рекомендуется вводить лишь 20-25% от общего количества углеродов, содержащихся в суточном рационе питания. В это число входит и сахар, содержащийся в сладостях, кондитерских изделиях, фруктах и ягодах.
• Если углеводы поступают с пищей в достаточном количестве, они откладываются главным образом в печени и мышцах в виде особого животного крахмала - гликогена. В дальнейшем запас гликогена расщепляется в организме до глюкозы и, поступая в кровь и другие ткани, используются для нужд организма. При избыточном же питании углеводы переходят в организме в жир. К углеводам обычно относят и клетчатку (оболочку растительных клеток), которая мало используется организмом человека, но необходима для правильных процессов пищеварения.

Список литературы

1. Химия, пер. с англ., 2 изд., М., 1956; Химия углеводов, М., 1967

2. Степаненко Б.Н., Углеводы. Успехи в изучении строения и метаболизма, М., 1968

4. Алабин В. Г., Скрежко А. Д. Питание и здоровье. - Минск, 1994

5. Сотник Ж.Г., Заричанская Л.А. Белки, жиры и углеводы. - М., Приор, 2000

Подобные документы

Клетка–элементарная единица жизни на Земле. Химический состав клетки. Неорганические и органические вещества: вода, минеральные соли, белки, углеводы, кислоты. Клеточная теория строения организмов. Обмен веществ и преобразование энергии в клетке.

реферат , добавлен 13.12.2007


Углеводы – группа органических соединений. Строение и функции углеводов. Химический состав клетки. Примеры углеводов, их содержание в клетках. Получение углеводов из двуокиси углерода и воды в процессе реакции фотосинтеза, особенности классификации.

презентация , добавлен 04.04.2012


Результат расщепления и функции белков, жиров и углеводов. Состав белков и их содержание в пищевых продуктах. Механизмы регулирования белкового и жирового обмена. Роль углеводов в организме. Соотношение белков, жиров и углеводов в полноценном рационе.

презентация , добавлен 28.11.2013


Специфические свойства, структура и основные функции, продукты распада жиров, белков и углеводов. Переваривание и всасывание жиров в организме. Расщепление сложных углеводов пищи. Параметры регулирования углеводного обмена. Роль печени в обмене веществ.

курсовая работа , добавлен 12.11.2014


Понятие и классификация углеводов, основные функции в организме. Краткая характеристика эколого-биологической роли. Гликолипиды и гликопротеины как структурно-функциональные компоненты клетки. Наследственные нарушения обмена моносахаридов и дисахаридов.

контрольная работа , добавлен 03.12.2014


Энергетическая, запасающая и опорно-строительная функции углеводов. Свойства моносахаридов как основного источника энергии в организме человека; глюкоза. Основные представители дисахаридов; сахароза. Полисахариды, образование крахмала, углеводный обмен.

доклад , добавлен 30.04.2010


Роль и значение белков, жиров и углеводов для нормального протекания всех жизненно важных процессов. Состав, структура и ключевые свойства белков, жиров и углеводов, их важнейшие задачи и функции в организме. Основные источники данных пищевых веществ.

презентация , добавлен 11.04.2013


Понятие, сущность, значение, источники и роль углеводов. Применение углеводов в медицине: при парентеральном питании, при диетическом питании. Сущность фруктозы. Общая характеристика химической структуры клетчатки.

реферат , добавлен 13.12.2008


Прокариоты и эукариоты, строение и функции клетки. Наружная клеточная мембрана, эндоплазматическая сеть, их основные функции. Обмен веществ и превращения энергии в клетке. Энергетический и пластический обмен. Фотосинтез, биосинтез белка и его этапы.

реферат , добавлен 06.07.2010


Биологическое значение нуклеиновых кислот. Строение ДНК, взгляд на нее с химической точки зрения. Обмен веществ и энергии в клетке. Совокупность реакций расщепления, пластический и энергетический обмены (реакции ассимиляции и диссимиляции) в клетке.