Часть II
   На главную I. Теоретические основы II. Углеводороды III. Кислородсодержащие соединения IV. Азотсодержащие соединения V. Высокомолекулярные соединения VI. Решение задач
Часть III. КИСЛОРОДСОДЖЕРЖАЩИЕ СОЕДИНЕНИЯ

УГЛЕВОДЫ
Углеводы (сахара, сахариды) — кислородсодержащие органические соединения, в состав которых входят гидроксильные, карбонильные и производные от них группы. Это один из важнейших классов природных соединений, которые по массе составляют основную часть органического вещества на Земле и выполняют в живой природе разнообразные функции.
Углеводы служат источником энергии для реакций обмена веществ (метаболизма) в растениях и животных, являются "строительным материалом" клеточных стенок растений, грибов и бактерий, входят в состав нуклеиновых кислот, коферментов и витаминов. Некоторые углеводы и их производные используются как лекарственные средства.
В пище млекопитающих углеводы являются одним из основных компонентов. Важнейший их представитель – глюкоза С6Н12О6 (виноградный сахар)Глюкоза содержится в растительных соках, плодах и фруктах (особенно в винограде, отсюда ее название – "виноградный сахар"). – входит в состав крови и тканей животных организмов и служит непосредственным источником энергии для клеточных реакций, а также основным веществом в биохимических превращениях углеводов в живом организме.

Состав большинства (не всех!Известны природные углеводы другого состава. Например, дезоксирибоза C5H10O4 (структурный компонент ДНК), а также другие неклассические углеводы не отвечают общей формуле Cx(H2O)y.) углеводов отражает формула:

Cx(H2O)y,   где x ≥ y ≥ 3
Формальное соответствие этого состава "гидратам углерода" и определило название данного класса соединений – углеводы.

Учебное видео

Углеводы образуются растениями в процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды при участии хлорофилла. Животные организмы не способны синтезировать углеводы и получают их с растительной пищей.

Иллюстрация

Фотосинтез можно рассматривать как процесс восстановления СО2 с использованием солнечной энергии. Эта энергия освобождается в животных организмах в результате метаболизма углеводов, который заключается, с химической точки зрения, в их окислении.

Фотосинтез и метаболизм углеводов

ВидеоВидео "Механизм фотосинтеза"

Углеводы объединяют разнообразные соединения – от низкомолекулярных, состоящих из нескольких атомов, до полимеров [Cx(H2O)y]n с молекулярной массой в несколько миллионов (n > 10000).
По числу входящих в их молекулы структурных единиц (остатков простейших углеводов) и способности к гидролизу углеводы подразделяют на моносахариды, олигосахариды и полисахариды.
Моносахариды не гидролизуются с образованием более простых углеводов. Олиго- и полисахариды расщепляются при гидролизе до моносахаридов. В молекулах олигосахаридов содержится от 2 до 10 моносахаридных остатков, в полисахаридах – от 10 до 3000-5000.

НЕКОТОРЫЕ ВАЖНЕЙШИЕ УГЛЕВОДЫ

Моносахариды Олигосахариды Полисахариды
Глюкоза С6Н12О6

Фруктоза С6Н12О6

Рибоза С5Н10О5

Дезоксирибоза С5Н10О4

СахарозаТростниковый или свекловичный сахар (дисахарид)
С12Н22О11

ЛактозаМолочный сахар (дисахарид)
С12Н22О11

РаффинозаCодержится в небольшом количестве в сахарной свекле, является спутником сахарозы. (трисахарид)
С18Н32О16
ЦеллюлозаКлетчатка
6Н10О5)n

КрахмалСмесь двух полисахаридов:
амилозы и амилопектина.

6Н10О5)n

ГликогенЖивотный крахмал
6Н10О5)n

Для большинства углеводов приняты тривиальные названия с суффиксом -оза (глюкоза, рибоза, сахароза, целлюлоза и т.п.).