탄수화물의 특성과 구조. 탄수화물의 기능

인체뿐만 아니라 나머지는살아있는 존재들에게 에너지가 필요합니다. 그것 없이는 프로세스가 가능하지 않습니다. 결국, 모든 생화학 반응, 모든 효소 과정 또는 대사 단계에는 에너지 원이 필요합니다.

따라서 물질을 제공하는 중요성삶의 힘 몸은 매우 크고 중요합니다. 이 물질들은 무엇입니까? 탄수화물, 단백질, 지방. 각각의 구조는 다르지만 화학 화합물의 완전히 다른 부류에 속하지만 그 기능 중 하나는 비슷합니다. 신체에 필요한 에너지를 공급합니다. 이러한 물질들 - 탄수화물들 -의 한 그룹을 고려하십시오.

탄수화물의 분류

발견 된 순간부터 탄수화물의 구조와 구조그들의 이름으로 정의되었습니다. 결국, 초기 자료에 따르면,이 구조는 물 분자와 관련된 탄소 원자가있는 화합물 그룹이라고 믿어졌습니다.

보다 철저한 분석은 물론 축적 된이 물질의 다양성에 대한 정보는 모든 대표가 그런 구성만을 가지고있는 것은 아니라는 것을 증명할 수있었습니다. 그러나이 표시는 여전히 탄수화물의 구조를 결정하는 기호 중 하나입니다.

이 화합물 그룹의 현대 분류는 다음과 같습니다.

단당류 (리보오스, 과당, 포도당 등).
올리고당 (bioses, trioses).
다당류 (전분, 셀룰로오스).

또한 모든 탄수화물은 다음 두 가지 큰 그룹으로 나눌 수 있습니다 :

복원;
비 복원.

각 그룹의 탄수화물 분자의 구조는보다 자세하게 논의된다.

단당류 : 특징

이 카테고리에는 모든 단순한알데히드 (알도 오스) 또는 케톤 (케토오스)기를 함유하고 사슬의 구조에 10 개 이하의 탄소 원자를 함유하는 탄수화물. 주 사슬의 원자 수를 보면 단당류는 다음과 같이 나눌 수 있습니다.

트리 오스 (글리세롤 알데히드);
테 트로스 (에리트로 오스, 적혈구);
펜 토스 (리보스 및 데 옥시 리보스);
육당 (포도당, 과당).

다른 모든 대표자는 나열된대로 신체에 중요하지 않습니다.

분자 구조의 특징

그들의 구조에 의해, monoses는 대표 될 수있다둘 다 사슬 모양과 환형 탄수화물. 어떻게 될까요? 사실 화합물의 중심 탄소 원자는 용액 내의 분자가 회전 할 수있는 비대칭 중심이다. 이것이 L 형 및 D 형 모노 사카 라이드의 광학 이성질체가 형성되는 방법입니다. 이 경우, 직쇄 형태로 기록 된 글루코오스 공식은 알데히드 그룹 (또는 케톤)에 의해 정신적으로 파악되어 볼로 구르 게됩니다. 상응하는 사이 클릭 수식이 얻어진다.

다수의 모노의 탄수화물의 화학 구조간단히 말해서 체인 또는 사이클을 형성하는 다수의 탄소 원자는 서로 상이하거나 한쪽이 수산기 및 수소 원자에 위치한다. 같은 이름의 모든 구조가 같은면에 있다면, D- 이성질체는 서로 구조가 다르면 L- 이성질체가 교대로 형성됩니다. 분자 형태로 단당 포도당의 가장 일반적인 대표자의 일반적인 공식을 쓰면, 다음과 같이 보일 것입니다 : С₆H₁₂정보₆. 그리고이 기록은 구조와 과당도 반영합니다. 결국이 두 모노는 화학적으로 구조적인 구조 이성질체입니다. 포도당 - 알데히드 알코올, 과당 - 케토 알콜.

많은 단당류의 탄수화물 구조와 성질밀접하게 상호 연관되어있다. 실제로, 구조에 알데히드 및 케톤 기가 존재하기 때문에 알데히드 및 케톤 알콜에 속하며 알데히드 및 케톤 알콜은 화학적 성질과 그들이 들어갈 수있는 반응을 결정합니다.

따라서 포도당은 다음과 같은 화학적 특성을 나타냅니다.

1. 카르보닐기의 존재로 인한 반응 :

산화 - "은 거울"의 반응;
신선하게 침전 된 수산화 구리 (II) - 알돈 산;
강한 산화제는 알데히드뿐만 아니라 하나의 수산기를 전환시키는 이염 기산 (aldaric acid)을 형성 할 수있다.
회수 -는 다가 알콜로 전환된다.

2. 수산기가 분자 내에 존재하며 구조를 반영합니다. 이들 그룹의 영향을받는 탄수화물의 특성 :

알킬화 능력 - 에테르의 형성;
아 실화 - 에스테르의 형성;
구리 (Ⅱ) 수산화물에 대한 질적 인 반응.

3. 매우 특정한 포도당 특성 :

부티레이트;
알콜 중독자;
유산 발효.

신체의 기능

많은 monoses의 탄수화물의 구조 그리고 기능은 가깝게 관련됩니다. 후자는 주로 생물체의 생화학 반응에 참여하는 것으로 구성됩니다. 모노 사카 라이드는 어떤 역할을합니까?

올리고 및 다당류의 생산을위한 기초.
Pentoses (리보스와 데 옥시 리보스) - ATP, RNA, DNA의 형성에 관여하는 가장 중요한 분자. 그리고 그들은 유전 물질, 에너지 및 단백질의 주요 공급자입니다.
인간 혈액 내의 포도당 농도는 삼투압과 그 변화의 확실한 지표입니다.

올리고당 : 구조

이 그룹의 탄수화물 구조는(dioses) 또는 3 개의 (triozy) monosaccharide 분자의 존재. 4, 5 및 그 이상의 구조 (최대 10 개)가있는 것도 있지만, 이당류가 가장 일반적입니다. 즉, 가수 분해되는 동안 이러한 화합물은 분해되어 포도당, 과당, 오탄당 등을 형성합니다. 이 범주에 속하는 화합물은 무엇입니까? 전형적인 예로는 자당 (보통 지팡이 설탕), 유당 (우유의 주성분), 말 토스, 락툴 로스, 이소 말 토스가 있습니다.

이 시리즈의 탄수화물의 화학 구조는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다 :

분자 유형의 일반 공식 : C₁₂H₂₂정보_11.
두 개의 동일하거나 상이한 모노 잔기가이당류 구조는 글리코 사이드 다리에 의해 상호 연결된다. 설탕의 감소 용량은이 화합물의 특성에 달려 있습니다.
이당류 감소. 이 유형의 탄수화물의 구조는 알데히드의 수산기와 다른 분자의 수산기 사이에 글리코 시드 가교를 형성하는 것으로 구성됩니다. 이들은 다음을 포함합니다 : 맥아당, 유당, 등등.
비 환원 - 수 크로스의 전형적인 예 - 알데히드 구조의 참여없이 관련 그룹 만의 수산기 사이에 다리가 형성되는 경우.

따라서 탄수화물의 구조는 간단히 나타납니다.분자식의 형태로 존재한다. 세부적인 세부 구조가 필요한 경우 Fisher의 그래픽 투영법이나 Heurs의 수식을 사용하여 그려 낼 수 있습니다. 구체적으로, 2 개의 고리 형 모노머 (모노 코스)는 글리코 시드 브리지에 의해 서로 연결되거나 또는 동일하다 (올리고당에 따라). 구축 할 때 연결을 올바르게 표시 할 수있는 복원 기능을 고려해야합니다.

이당류 분자의 예

과제가 "탄수화물의 구조적 특징을 표시하십시오."라고 표시되면 이당류가 어떤 잔유물로 구성되는지를 먼저 나타내는 것이 가장 좋습니다. 가장 일반적인 유형은 다음과 같습니다.

자당 - 알파 포도당과 베타 과당으로 만들어졌습니다.
맥아당 - 글루코오스 잔기로부터;
cellobiose - D- 형태 베타 - 글루코오스의 두 잔기로 이루어져있다.
락토스 - 갈락토스 + 글루코오스;
lactulose - 갈락토스 + fructose 등등.

그런 다음 이용 가능한 잔류 물은 글리코 시드 교량의 유형을 명료하게 처방 한 구조식이어야합니다.

생물에 대한 가치

이당류의 역할은 매우 큽니다.건물 탄수화물과 지방의 기능은 일반적으로 유사합니다. 기본은 에너지 구성 요소입니다. 그러나 일부 이당류의 경우에는 그 특별한 중요성을 나타내야합니다.

자당은 인체에서 포도당의 주원인입니다.
유당은 포유류의 모유에서 발견되며 여성의 최대 8 %까지 포함됩니다.
Lactulose는 의료용 실험실에서 얻어지며 낙농 제품 생산에 추가됩니다.

모든 이당류, 삼당 류 등인체와 다른 생물들은 즉시 가수 분해되어 모노를 형성합니다. 인간에 의해이 종류의 탄수화물을 원료 그대로의 변하지 않은 형태 (사탕 무우 또는 사탕 수수 설탕)로 이용하는 것이이 특징입니다.

다당류 : 분자 기능

이 시리즈의 탄수화물의 기능, 구성 및 구조인간 활동뿐만 아니라 살아있는 생물체에 매우 중요합니다. 첫째, 어떤 종류의 탄수화물이 다당류인지 파악해야합니다.

그들 중 많은 수가 있습니다 :

전분;
글리코겐;
뮤린;
글루코만난;
셀룰로오스;
덱스트린;
갈 락토 만난;
Muromin;
펙틴 물질;
아밀로스;
키틴.

이것은 완전한 목록은 아니지만 가장 중요한동식물. "다당류의 탄수화물의 구조적 특징을 표시하시오."라는 과제를 수행한다면 무엇보다도 먼저 그들의 공간 구조에주의를 기울여야합니다. 이들은 매우 부피가 크고 거대한 분자로 수백 개의 단량체 단위로 구성되어 있으며 글리코 시드 화학 결합으로 연결되어 있습니다. 종종 다당류의 탄수화물 분자의 구조는 층을 이룬 구성입니다.

그러한 분자의 특정 분류가 있습니다.

homopolysaccharides - monosaccharides의 동일한, 반복 반복 단위로 구성되어 있습니다. monose에 따라, 그들은 hexoses, pentoses, 등 (glucans, mannans, galactans) 수 있습니다.
헤테로 다당류는 상이한 단량체 단위에 의해 형성된다.

선형 공간 구조를 갖는 화합물은 예를 들어 셀룰로스를 포함해야한다. 분 지형 구조에는 대부분 다당류 인 전분, 글리코겐, 키틴 등이 있습니다.

살아있는 몸의 역할

이 그룹의 탄수화물의 구조와 기능은 밀접합니다.모든 생물의 생명과 관련이있다. 예를 들어, 여분의 양분 형태의 식물은 싹이나 뿌리 전분의 다른 부분에 축적됩니다. 동물을위한 주요 에너지 원 - 다당류, 다시 말해서 많은 에너지가 생성됩니다.

세포 구조의 탄수화물은 매우 중요한 역할을합니다. 키틴은 많은 곤충과 갑각류의 덮개로 구성되며, 뮤레인은 박테리아 세포벽의 구성 요소이며 셀룰로오스는 식물의 기초입니다.

동물 영양소 확보원산지는 글리코겐 분자 또는 종종 동물성 지방이라고 불리기도합니다. 그것은 신체의 분리 된 부분에 저장되며 에너지뿐 아니라 기계적인 영향으로부터 보호 기능을 수행합니다.

대부분의 생물체에 중요합니다.탄수화물 구조. 각 동물과 식물의 생물학은 영구적 인 에너지 원을 필요로합니다. 그리고 그들은 그것만을 줄 수 있고, 무엇보다도 다당류 형태입니다. 따라서 대사 과정의 결과로 1 g의 탄수화물이 완전히 파괴되면 4.1 kcal의 에너지가 방출됩니다! 이것은 최대 값이며 더 이상 연결을 제공하지 않습니다. 이것이 탄수화물이 사람과 동물의 식단에 존재해야하는 이유입니다. 식물은 스스로를 돌보아줍니다. 광합성의 과정에서, 그들은 자체 내에서 전분을 형성하고 저장합니다.

탄수화물의 일반적인 성질

일반적으로 지방, 단백질 및 탄수화물의 구조는 유사합니다. 결국, 그들은 모두 거대 분자입니다. 심지어 그들의 기능 중 일부는 공통된 성질을 가지고 있습니다. 그것은 행성의 바이오 매스의 삶에서 모든 탄수화물의 역할과 중요성을 요약해야합니다.

탄수화물의 구성과 구조는 암시한다.식물 세포, 동물 막 및 박테리아의 껍질 및 세포 내 소기관의 건축 재료로서의 용도.
보호 기능. 그것은 식물 유기체의 특징이며 가시, 등뼈의 형성에 나타난다.
플라스틱 역할 - 중요한 분자 (DNA, RNA, ATP 및 기타)의 형성.
수용체 기능. 다당류와 올리고당은 세포막을 통한 수송 수송에 적극적으로 관여하며, "보호"효과를 얻습니다.
에너지 역할이 가장 중요합니다. 모든 세포 내 프로세스뿐만 아니라 전체 유기체의 작업에 최대 에너지를 제공합니다.
삼투압 조절 - 포도당이 그러한 조절을합니다.
일부 다당류는 동물성 동물을위한 에너지 원인 예비 영양소가됩니다.

따라서, 지방의 구조,단백질 및 탄수화물과 관련하여 생명체의 유기체에서 그 기능과 역할은 결정적이고 결정적입니다. 이 분자들은 생명체의 창조자이며, 그것도 보존하고 유지합니다.

기타 고분자 화합물과 탄수화물

탄수화물의 역할은 순수한 형태가 아닌 다른 분자와 결합하여 이루어진다. 여기에는 가장 일반적인 것들이 포함됩니다 :

글리코 사 미노 글리 칸 또는 뮤코 다당류;
당 단백질.

이 유형의 탄수화물의 구조와 특성복합체는 다양한 기능 그룹을 결합하기 때문에 매우 복잡합니다. 이 유형의 분자의 주요 역할은 유기체의 많은 생명 과정에 참여하는 것입니다. 대표자는 hyaluronic acid, chondroitin sulfate, heparan, keratan sulfate 등입니다.

다당류의 복합체도있다.다른 생물학적 활성 분자. 예를 들어, 당 단백질 또는 리포 폴리 사카 라이드. 그들의 존재는 림프계의 세포의 일부인 신체의 면역 반응 형성에 중요합니다.