Obiectivele de Învățare
- Dați exemple de monozaharide și polizaharide
- Descrie funcția de monozaharide și polizaharide într-o celulă,
Cele mai abundente biomolecule de pe pământ sunt carbohidrati. Din punct de vedere chimic, carbohidrații sunt în primul rând o combinație de carbon și apă, iar multe dintre ele au formula empirică (CH2O)n, unde n este numărul de unități repetate., Această viziune reprezintă aceste molecule pur și simplu ca lanțuri atomice de carbon” hidratate „în care moleculele de apă se atașează la fiecare atom de carbon, ceea ce duce la termenul „carbohidrați”.”Deși toți carbohidrații conțin carbon, hidrogen și oxigen, există unele care conțin și azot, fosfor și/sau sulf. Carbohidrații au numeroase funcții diferite. Ele sunt abundente în ecosistemele terestre, multe forme pe care le folosim ca surse alimentare. Aceste molecule sunt, de asemenea, părți vitale ale structurilor macromoleculare care stochează și transmit informații genetice (adică ADN și ARN)., Ele sunt baza polimerilor biologici care conferă rezistență diferitelor componente structurale ale organismelor (de exemplu, celuloză și chitină) și sunt sursa primară de stocare a energiei sub formă de amidon și glicogen.în biochimie, carbohidrații sunt adesea numiți zaharide, din sakcharonul grecesc, adică zahăr, deși nu toate zaharidele sunt dulci. Cele mai simple carbohidrați se numesc monozaharide sau zaharuri simple., Acestea sunt blocurile de construcție (monomeri) pentru sinteza polimerilor sau a carbohidraților complexi, așa cum vom discuta în continuare în această secțiune. Monozaharidele sunt clasificate pe baza numărului de atomi de carbon din moleculă. Categorii generale sunt identificate folosind un prefix care indică numărul de atomi de carbon și sufixul –ose, ceea ce indică o zaharide; de exemplu, triose (trei atomi de carbon), tetrose (patru atomi de carbon), pentoze (cinci atomi de carbon), și hexoze (șase atomi de carbon) (Figura 1). Hexoza D-glucoză este cea mai abundentă monozaharidă din natură., Alte monozaharide hexozice foarte frecvente și abundente sunt galactoza, utilizată pentru a face lactoza de zahăr din lapte dizaharid și fructoza de zahăr din fructe.
Figura 1. Monozaharidele sunt clasificate pe baza poziției grupării carbonil și a numărului de atomi de carbon din coloana vertebrală.monozaharidele a patru sau mai mulți atomi de carbon sunt de obicei mai stabile atunci când adoptă structuri ciclice sau inelare., Aceste structuri inelare rezultă dintr-o reacție chimică între grupările funcționale de la capetele opuse ale lanțului de carbon flexibil al zahărului, și anume gruparea carbonil și o grupare hidroxil relativ îndepărtată. Glucoza, de exemplu, formează un inel cu șase membri (Figura 2).
Figura 2. (a) o monozaharidă liniară (glucoză în acest caz) formează o structură ciclică. (B) această ilustrație arată o reprezentare mai realistă a structurii monozaharidelor ciclice., Notă în aceste diagrame structurale ciclice, atomii de carbon care compun inelul nu sunt prezentați în mod explicit.
gândiți-vă
- De ce monozaharidele formează structuri inelare?
dizaharide
două molecule de monozaharide se pot lega chimic pentru a forma o dizaharidă. Numele dat legăturii covalente dintre cele două monozaharide este o legătură glicozidică., Glicozidice formează între grupele hidroxil din două molecule de zaharide, un exemplu de deshidratare sinteza descrise în secțiunea anterioară a acestui capitol:
Comune dizaharide sunt cereale de zahăr maltoză, format din două molecule de glucoză; lactoza din lapte, făcut de un galactoză și o moleculă de glucoză; și tabelul de zahăr, zaharoză, realizate de glucoză și o moleculă de fructoză (Figura 3).
Figura 3. Dizaharidele comune includ maltoza, lactoza și zaharoza.,polizaharidele, numite și glicani, sunt polimeri mari compuși din sute de monomeri monozaharidici. Spre deosebire de mono – și dizaharide, polizaharidele nu sunt dulci și, în general, nu sunt solubile în apă. Ca dizaharide, unitățile monomerice de polizaharide sunt legate între ele prin legături glicozidice.polizaharidele sunt foarte diverse în structura lor., Trei dintre cele mai importante polizaharide din punct de vedere biologic-amidon, glicogen și celuloză—sunt toate compuse din unități de glucoză repetitive, deși diferă în structura lor (figura 4). Celuloza constă dintr-un lanț liniar de molecule de glucoză și este o componentă structurală comună a pereților celulari din plante și alte organisme. Glicogenul și amidonul sunt polimeri ramificați; glicogenul este molecula primară de stocare a energiei la animale și bacterii, în timp ce plantele stochează în principal energia în amidon., Orientarea legăturilor glicozidice în acești trei polimeri este de asemenea diferită și, ca o consecință, macromoleculele liniare și ramificate au proprietăți diferite.moleculele de glucoză modificate pot fi componente fundamentale ale altor polizaharide structurale. Exemple de aceste tipuri de polizaharide structurale sunt N-acetil glucozamina (NAG) și acidul N-acetil muramic (NAM) găsite în peptidoglicanul peretelui celular bacterian. Polimerii de Nag formează chitină, care se găsește în pereții celulelor fungice și în exoscheletul insectelor.,
Figura 4. Amidonul, glicogenul și celuloza sunt trei dintre cele mai importante polizaharide. În rândul de sus, hexagoanele reprezintă molecule individuale de glucoză. Micrographs (rândul de jos) arată amidon de grâu granule colorate cu iod (stânga), granule de glicogen (G) în interiorul celulei a unui cianobacteriile (mijloc), și bacteriene fibre celulozice (dreapta)., (credit”, iod granule”: modificarea de muncă de către Kiselov Iuri; credit „granule de glicogen”: modificarea de muncă de către Stöckel J, Elvitigala TR, Liberton M, Pakrasi HB; credit „celuloză”: modificarea de muncă de către Societatea Americană de Microbiologie)
Cred că despre Asta
- care sunt cele mai biologic importante polizaharide și de ce sunt ele importante?
concepte cheie și rezumat
- carbohidrații, cele mai abundente biomolecule de pe pământ, sunt utilizate pe scară largă de organisme în scopuri structurale și de stocare a energiei.,
- carbohidrații includ molecule individuale de zahăr (monozaharide), precum și două sau mai multe molecule legate chimic prin legături glicozidice. Monozaharidele sunt clasificate pe baza numărului de atomi de carbon molecula ca trioze (3 C), tetroze (4 C), pentoze (5 C) și hexoze (6 C). Ele sunt blocurile de construcție pentru sinteza polimerilor sau a carbohidraților complexi.dizaharidele cum ar fi zaharoza, lactoza și maltoza sunt molecule compuse din două monozaharide legate între ele printr-o legătură glicozidică.,
- polizaharidele sau glicanii sunt polimeri compuși din sute de monomeri monozaharidici legați împreună prin legături glicozidice. Polimerii de stocare a energiei amidonul și glicogenul sunt exemple de polizaharide și sunt compuse din lanțuri ramificate de molecule de glucoză.
- celuloza polizaharidică este o componentă structurală comună a pereților celulari ai organismelor. Alte polizaharide structurale, cum ar fi N-acetil glucozamina (NAG) și acidul N-acetil muramic (NAM), încorporează molecule de glucoză modificate și sunt utilizate în construcția peptidoglicanului sau chitinei.,
alegere multiplă
prin definiție, carbohidrații conțin ce elemente?
- de carbon și hidrogen
- de carbon, hidrogen, azot și
- de carbon, hidrogen și oxigen
- de carbon și oxigen
monozaharidele pot lega împreună pentru a forma polizaharide prin formarea ce tip de legătură?,
- hydrogen
- peptide
- ionic
- glycosidic
Matching
Match each polysaccharide with its description.
| ___chitin | A. energy storage polymer in plants |
| ___glycogen | B., structurale polimer găsit în plante |
| ___amidon | C. structurale polimer găsesc în pereții celulari ai fungilor și exoschelete de unele animale |
| ___celuloză | D. de stocare a energiei polimer găsit în celulele animale și bacterii |
gândiți-vă
- ce sunt monozaharidele, dizaharidele și polizaharidele?
- figura prezintă formulele structurale ale glucozei, galactozei și fructozei.
- Cerc grupe funcționale care clasifica zaharuri fie o aldoză sau un cetozei, și de a identifica fiecare zahăr ca unul sau altul.,
- formula chimică a acestor compuși este aceeași, deși formula structurală este diferită. Ce sunt numiți astfel de compuși?sunt prezentate diagramele structurale pentru formele liniare și ciclice ale unei monozaharide.
- care este formula moleculară pentru acest monozaharide? (Numărați atomii C, H și o din fiecare pentru a confirma că aceste două molecule au aceeași formulă și raportați această formulă.,)
- identificați ce grupare hidroxil din structura liniară suferă reacția de formare a inelului cu gruparea carbonil.
- termenul „dextroză” este utilizat în mod obișnuit în setările medicale atunci când se referă la izomerul relevant din punct de vedere biologic al glucozei monozaharidice. Explicați logica acestui nume alternativ.
