کربوهیدرات ها و نقش آنها در زندگی سلولی
1. چه مواد مرتبط با کربوهیدرات ها را می شناسید؟
2. چه نقشی بازیکربوهیدرات موجود در یک موجود زنده؟
کربوهیدرات ها و طبقه بندی آنها
محتوای درس یادداشت‌های درسی و روشهای تسریع ارائه درس و فن‌آوری‌های تعاملی تمرین‌های بسته (فقط برای استفاده معلم) ارزیابی تمرین تکالیف و تمرین ها، خودآزمایی، کارگاه ها، آزمایشگاه ها، موارد سطح دشواری وظایف: عادی، بالا، تکالیف المپیاد تصاویر تصاویر: کلیپ های ویدئویی، صدا، عکس، نمودار، جداول، کمیک، چکیده چند رسانه ای، نکاتی برای کنجکاوها، برگه های تقلب، طنز، تمثیل ها، جوک ها، گفته ها، جدول کلمات متقاطع، نقل قول ها افزونه ها کتب درسی آزمایشی مستقل خارجی (ETT) تعطیلات موضوعی پایه و اضافی، مقالات شعارها ویژگی های ملی فرهنگ لغت اصطلاحات دیگر فقط برای معلمانساختار مولکولهای بیولوژیکی بر اساس توانایی اتم‌های کربن برای تشکیل پیوندهای کووالانسی، معمولاً با اتم‌های کربن، اکسیژن، هیدروژن یا نیتروژن است. مولکول ها می توانند به شکل زنجیره های بلند یا ساختارهای حلقه ای باشند.
از جمله مولکول های آلی تشکیل دهنده سلول می توان به کربوهیدرات ها، لیپیدها، پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک اشاره کرد.
کربوهیدرات ها -اینها پلیمرهایی هستند که از مونوساکاریدها با اتصال گلیکوزیدی تشکیل می شوند. مونوساکاریدها با تراکم ترکیب می شوند (واکنش با آزاد شدن یک مولکول آب همراه است).
کربوهیدرات ها به دو دسته ساده (مونوساکاریدها) و پیچیده (پلی ساکاریدها) تقسیم می شوند. در بین مونوساکاریدها بر اساس تعداد اتم‌های کربن، تریوزها (3C)، تتروزها (4C)، پنتوزها (5C)، هگزوزها (6C) و هپتوزها (7C) متمایز می‌شوند. در محلول ها، پنتوزها و هگزوزها می توانند شکل حلقوی داشته باشند.
دو مولکول مونوساکارید با یکدیگر ترکیب می شوند و یک مولکول آب آزاد می کنند و یک دی ساکارید تشکیل می شود. نمونه های معمول دی ساکاریدها ساکارز (گلوکز + فروکتوز)، مالتوز (گلوکز + گلوکز)، لاکتوز (گالاکتوز + گلوکز) هستند. دی ساکاریدها از نظر خواص مشابه مونوساکاریدها هستند. آنها به خوبی در آب حل می شوند و طعم شیرینی دارند.
اگر مقدار مونوساکاریدها افزایش یابد، حلالیت کاهش یافته و طعم شیرین از بین می رود.
مونوساکاریدهایی که اغلب در طبیعت یافت می شوند عبارتند از: گلیسرآلدئید، ریبوز، ریبولوز، دئوکسی ریبوز، فروکتوز، گالاکتوز.
گلیسرآلدئید در واکنش های فتوسنتز نقش دارد. ریبوز بخشی از RNA و ATP است. دئوکسی ریبوز بخشی از DNA است. ریبولوز به شکل خالص در طبیعت وجود ندارد و استر فسفر آن در واکنش های فتوسنتز نقش دارد. فروکتوز در تبدیل نشاسته نقش دارد. گالاکتوز بخشی از لاکتوز است.
پلی ساکاریدهایی که اغلب در طبیعت یافت می شوند عبارتند از نشاسته، گلیکوژن، سلولز، کیتین، اینولین.
نشاسته از دو پلیمر α - گلوکز تشکیل شده است. گلیکوژن یک پلیمر از α-گلوکز است. این ماده غذایی ذخیره ای در سلول های حیوانی است. سلولز پلیمری از بتا گلوکز است. بخشی از دیواره سلولی گیاهان. سلولز از زنجیره های موازی تشکیل شده است که توسط پیوندهای هیدروژنی به هم متصل شده اند. این اتصال متقابل از نفوذ آب جلوگیری می کند. سلولز در برابر هیدرولیز بسیار مقاوم است و یک مولکول ساختاری است.
پایان کار -
این موضوع متعلق به بخش:
روشهای نوین تحقیق سلولی
میکروسکوپ الکترونی.. فیزیکدانان پیشنهاد استفاده از پرتوهای الکترونی را به جای پرتو نور دادند.. میکروسکوپ الکترونی عبوری..
اگر به مطالب اضافی در مورد این موضوع نیاز دارید یا آنچه را که به دنبال آن بودید پیدا نکردید، توصیه می کنیم از جستجو در پایگاه داده آثار ما استفاده کنید:
با مطالب دریافتی چه خواهیم کرد:
اگر این مطالب برای شما مفید بود، می توانید آن را در صفحه خود در شبکه های اجتماعی ذخیره کنید:
| توییت |
تمامی موضوعات این بخش:
میکروسکوپ نوری
سلول و اندامک های آن با استفاده از میکروسکوپ نوری باز شدند. برخی از اندامک ها به دلیل شفاف بودن به سختی دیده می شدند. پس از آن، روش های مختلفی توسعه یافت
نظریه سلولی
سلول ها واحدهای ساختاری و عملکردی موجودات زنده هستند. ایده مشابهی که به عنوان نظریه سلولی شناخته می شود، به تدریج در قرن نوزدهم در نتیجه میکروبی ظهور کرد.
آب و ترکیبات معدنی، نقش آنها در سلول
در وهله اول در بین مواد سلولی آب قرار دارد. محتوای آن به نوع ارگانیسم، شرایط زیستگاه آن و غیره بستگی دارد. به عنوان مثال، محتوای آب در مینای دندان 10٪ در سلول های عصبی است
لیپیدها، نقش آنها در سلول
لیپیدها استرهای برخی از الکل و اسیدهای چرب هستند. آنها از نظر ساختار متفاوت هستند. چندین گروه از لیپیدها وجود دارد. تری اسیل گلیسرول (یا واقعی
پروتئین ها، ساختار و عملکرد آنها
پروتئین ها بخشی از تمام بافت های گیاهی و جانوری هستند. بیش از 170 اسید آمینه مختلف در سلول ها و بافت ها یافت می شود. تنها 26 مورد از آنها در پروتئین ها یافت می شود. اجزای پروتئینی رایج
عملکرد پروتئین ها
انرژی - با تجزیه کامل 1 گرم پروتئین، 17.6 کیلوژول انرژی آزاد می شود. ساختاری - پروتئین ها بخشی از تمام غشای سلولی و اندامک های سلولی هستند و همچنین
آنزیم ها
آنزیم ها پروتئین های خاصی هستند که در همه موجودات زنده وجود دارند. آنها نقش کاتالیزورهای بیولوژیکی را بازی می کنند. آنزیم ها می توانند پروتئین های ساده یا پیچیده باشند
مهم ترین گروه آنزیم ها
تعداد و نام کلاسها واکنشهای کاتالیز شده مثالها 1. اکسیدرودوکتازها 2. ترانسفرازها 3. هیدرولازها 4. لیازها 5. ایزومر
اسیدهای نوکلئیک
اسیدهای نوکلئیک در سال 1869 توسط شیمیدان سوئیسی Miescher کشف شد. دو نوع اسید نوکلئیک وجود دارد: DNA (دئوکسی ریبونوکلئیک اسید). RNA (ریبونوکلئیک
همانندسازی DNA
ماده ژنتیکی باید بتواند با هر تقسیم سلولی خود را با دقت بازتولید کند. هر رشته DNA می تواند به عنوان الگویی برای سنتز یک زنجیره پلی پپتیدی عمل کند. چنین مکانیزم ماکتی
غشاهای بیولوژیکی، ساختار، خواص و عملکرد آنها. غشای پلاسمایی
غشای پلاسمایی یا پلاسمالما ثابت ترین، اساسی ترین و جهانی ترین غشاء برای همه سلول ها است. این نازک ترین پوشش فیلم (حدود 10 نانومتر) است
دیواره سلولی گیاهی
دیواره سلولی یکی از مهم ترین اجزای سلول های گیاهی قارچ ها است و در گیاهان وجود دارد. دیواره سلولی وظایف زیر را انجام می دهد: استحکام مکانیکی را فراهم می کند
سیتوپلاسم: هیالوپلاسم، اسکلت سلولی
محتویات زنده سلول های یوکاریوتی از یک هسته و سیتوپلاسم تشکیل شده است که با هم پروتوپلاسم را تشکیل می دهند. سیتوپلاسم از ماده آبی اصلی و اندامک های موجود در آن تشکیل شده است.
اندامک های سلولی، ساختار و عملکرد آنها
پلاستیدها اندامک های مستقل سلول های گیاهی هستند. انواع زیر از پلاستیدها وجود دارد: پروپلاستیدها Leukoplasts Etioplasts Chloroplasts
برای عملکرد طبیعی، بدن انسان به مواد اساسی نیاز دارد که تمام بخش های ساختاری سلول ها، بافت ها و کل ارگانیسم از آنها ساخته شده است. اینها ارتباطاتی مانند:
همه آنها بسیار مهم هستند. تشخیص کم و بیش قابل توجه بین آنها غیرممکن است، زیرا فقدان هر یک بدن را به سمت مرگ اجتناب ناپذیر سوق می دهد. بیایید ببینیم که چه ترکیباتی مانند کربوهیدرات ها هستند و چه نقشی در سلول دارند.
مفهوم کلی کربوهیدرات ها
از دیدگاه شیمیایی، کربوهیدرات ها ترکیبات آلی پیچیده حاوی اکسیژن هستند که ترکیب آنها با فرمول کلی Cn (H 2 O) m بیان می شود. در این حالت، شاخص ها باید یا مساوی یا بزرگتر از چهار باشند.
عملکرد کربوهیدرات ها در سلول برای گیاهان، حیوانات و انسان ها مشابه است. بیایید به آنچه در زیر هستند نگاه کنیم. علاوه بر این، خود این ترکیبات بسیار متفاوت هستند. یک طبقه بندی کامل وجود دارد که همه آنها را در یک گروه متحد می کند و بسته به ساختار و ترکیب آنها به شاخه های مختلف تقسیم می شود.
و خواص
ساختار مولکول های این کلاس چگونه است؟ از این گذشته ، این همان چیزی است که تعیین می کند که عملکرد کربوهیدرات ها در سلول چیست ، چه نقشی در آن ایفا می کنند. از نقطه نظر شیمیایی، تمام مواد مورد بررسی، الکل های آلدئیدی هستند. مولکول آنها شامل گروه آلدهید -SON و همچنین گروه های عامل الکل -OH است.
انواع مختلفی از فرمول ها وجود دارد که می توانید با آنها تصویر کنید
با مشاهده دو فرمول آخر می توان عملکرد کربوهیدرات ها را در سلول پیش بینی کرد. پس از همه، خواص آنها روشن خواهد شد، و از این رو نقش آنها.
خواص شیمیایی که قندها از خود نشان می دهند به دلیل وجود دو گروه عملکردی متفاوت است. به عنوان مثال، مانند کربوهیدرات ها، قادر به ایجاد یک واکنش کیفی با هیدروکسید مس (II) تازه رسوب شده هستند و مانند آلدئیدها، به یک واکنش آینه ای نقره اکسید می شوند.
طبقه بندی کربوهیدرات ها
از آنجایی که مولکول های مورد بررسی بسیار متنوع هستند، شیمیدانان یک طبقه بندی یکپارچه ایجاد کرده اند که همه ترکیبات مشابه را در گروه های خاصی متحد می کند. بنابراین، انواع قندهای زیر متمایز می شوند.
- ساده یا مونوساکارید.آنها شامل یک زیر واحد هستند. از جمله پنتوزها، هگزوزها، هپتوزها و غیره هستند. مهم ترین و رایج ترین آنها ریبوز، گالاکتوز، گلوکز و فروکتوز هستند.
- مجتمع. از چندین زیر واحد تشکیل شده است. دی ساکاریدها - از دو، الیگوساکاریدها - از 2 تا 10، پلی ساکاریدها - بیش از 10. مهمترین آنها: ساکارز، مالتوز، لاکتوز، نشاسته، سلولز، گلیکوژن و دیگران.
عملکرد کربوهیدرات ها در سلول و بدن بسیار مهم است، بنابراین همه انواع مولکولی ذکر شده مهم هستند. هر کدام از آنها نقش خاص خود را دارند. بیایید ببینیم این توابع در زیر چیست.
عملکرد کربوهیدرات ها در سلول
چندین مورد از آنها وجود دارد. با این حال، مواردی وجود دارد که می توان آنها را اساسی، تعریف کننده و ثانویه نامید. برای درک بهتر این موضوع، باید همه آنها را به شکلی ساختارمندتر و قابل درک تر فهرست کنید. از این طریق به عملکرد کربوهیدرات ها در سلول پی خواهیم برد. جدول زیر به ما در این امر کمک خواهد کرد.
بدیهی است که به سختی می توان اهمیت مواد مورد بحث را دست بالا گرفت، زیرا آنها اساس بسیاری از فرآیندهای حیاتی هستند. بیایید به برخی از عملکردهای کربوهیدرات در سلول با جزئیات بیشتری نگاه کنیم.
تابع انرژی
یکی از مهمترین. هیچ غذایی که توسط یک فرد مصرف می شود نمی تواند به اندازه کربوهیدرات ها کیلو کالری برای او تامین کند. از این گذشته، دقیقاً 1 گرم از این مواد تجزیه می شود تا 4.1 کیلو کالری (38.9 کیلوژول) و 0.4 گرم آب آزاد شود. این خروجی می تواند انرژی را برای عملکرد کل بدن تامین کند.
بنابراین، می توان با اطمینان گفت که کربوهیدرات ها در سلول به عنوان تامین کننده یا منبع قدرت، انرژی، توانایی زندگی، انجام هر نوع فعالیتی عمل می کنند.
مدتهاست که ذکر شده است که این شیرینی ها هستند که عمدتاً کربوهیدرات هستند و می توانند به سرعت قدرت را بازیابی کنند و انرژی دهند. این نه تنها در مورد تمرینات بدنی و استرس، بلکه در مورد فعالیت ذهنی نیز صدق می کند. از این گذشته، هر چه انسان بیشتر فکر کند، تصمیم بگیرد، تأمل کند، آموزش دهد و غیره، فرآیندهای بیوشیمیایی بیشتری در مغز او رخ می دهد. و برای اجرای آنها به انرژی نیاز دارید. کجا می توانم آن را بدست بیاورم؟ پاسخ محتمل تر است، محصولاتی که حاوی آنها هستند آن را به شما می دهند.
عملکرد انرژی که توسط ترکیبات مورد نظر انجام می شود نه تنها به حرکت و تفکر اجازه می دهد. انرژی برای بسیاری از فرآیندهای دیگر نیز مورد نیاز است:
- ساختن قسمت های ساختاری سلول؛
- تبادل گاز؛
- تعویض پلاستیک;
- تخلیه؛
- گردش خون و غیره
تمام فرآیندهای حیاتی برای وجود خود نیاز به منبع انرژی دارند. این همان چیزی است که کربوهیدرات ها برای موجودات زنده فراهم می کنند.
پلاستیک
نام دیگر این تابع ساخت و ساز یا ساختاری است. برای خودش صحبت می کند. کربوهیدرات ها نقش فعالی در ساخت ماکرومولکول های مهم بدن دارند، مانند:
- ADF و دیگران.
گلیکولیپیدها - یکی از مهم ترین مولکول های غشای سلولی - به لطف ترکیباتی که در نظر داریم تشکیل می شوند. علاوه بر این، گیاهان از سلولز، یعنی یک پلی ساکارید ساخته می شوند. همچنین قسمت اصلی چوب است.
اگر در مورد حیوانات صحبت کنیم، در بندپایان (سخت پوستان، عنکبوت ها، کنه ها)، پروتیست ها، کیتین بخشی از غشای سلولی است - همان جزء در سلول های قارچی یافت می شود.
بنابراین، کربوهیدرات ها در سلول به عنوان مواد ساختمانی عمل می کنند و به بسیاری از ساختارهای جدید اجازه می دهند تا با آزاد شدن انرژی از بین بروند.
ذخیره سازی
این تابع بسیار مهم است. تمام انرژی وارد شده به بدن با غذا بلافاصله صرف نمی شود. مقداری در مولکول های کربوهیدرات محصور می شود و به عنوان مواد مغذی ذخیره ذخیره می شود.
در گیاهان نشاسته یا اینولین است و در دیواره سلولی سلولز است. در انسان و حیوان - گلیکوژن یا چربی حیوانی. این اتفاق می افتد تا در صورت گرسنگی بدن همیشه منبع انرژی وجود داشته باشد. به عنوان مثال، شترها نه تنها برای به دست آوردن انرژی در هنگام تجزیه، بلکه در بیشتر موارد برای آزاد کردن مقدار مورد نیاز آب، چربی را ذخیره می کنند.
عملکرد حفاظتی
همراه با مواردی که در بالا توضیح داده شد، عملکرد کربوهیدرات ها در سلول های موجودات زنده نیز محافظت کننده است. اگر ترکیب کیفی رزین و صمغ تشکیل شده در محل آسیب به ساختار درخت را تجزیه و تحلیل کنید، تأیید این امر آسان است. با ماهیت شیمیایی خود، اینها مونوساکاریدها و مشتقات آنها هستند.
چنین مایع چسبناکی اجازه نمی دهد که ارگانیسم های بیماری زا خارجی به داخل درخت نفوذ کنند و به آن آسیب برسانند. به نظر می رسد که عملکرد محافظتی کربوهیدرات ها انجام شده است.
همچنین نمونه ای از این عملکرد می تواند تشکیلاتی مانند خار و خار در گیاهان باشد. اینها سلولهای مرده ای هستند که عمدتاً از سلولز تشکیل شده اند. آنها از گیاه در برابر خورده شدن توسط حیوانات محافظت می کنند.
عملکرد اصلی کربوهیدرات ها در سلول
از توابعی که ما فهرست کرده ایم، مطمئناً می توانیم مهمترین آنها را برجسته کنیم. از این گذشته، وظیفه هر محصول حاوی مواد مورد نظر جذب، تجزیه و دادن انرژی لازم برای زندگی به بدن است.
بنابراین وظیفه اصلی کربوهیدرات ها در سلول انرژی است. بدون سرزندگی کافی، هیچ یک از فرآیندهای داخلی و خارجی (حرکت، حالات چهره و غیره) نمی تواند به طور عادی پیش برود. و هیچ ماده ای نمی تواند بیشتر از کربوهیدرات ها انرژی تولید کند. بنابراین، این نقش را به عنوان مهمترین و شاخص ترین نقش تعیین می کنیم.
غذاهای حاوی کربوهیدرات
بیایید دوباره خلاصه کنیم. وظایف کربوهیدرات ها در سلول به شرح زیر است:
- انرژی؛
- ساختاری؛
- ذخیره سازی؛
- محافظ؛
- گیرنده؛
- عایق حرارتی؛
- کاتالیزوری و دیگران
چه غذاهایی باید مصرف شود تا بدن روزانه مقدار کافی از این مواد را دریافت کند؟ فهرست کوچکی که فقط حاوی غذاهای غنی از کربوهیدرات است به ما کمک می کند تا این موضوع را بفهمیم.
- گیاهانی که غده های آنها سرشار از نشاسته است (سیب زمینی، کنگر فرنگی اورشلیم و غیره).
- غلات (برنج، جو مروارید، گندم سیاه، ارزن، جو دوسر، گندم و غیره).
- نان و کلیه محصولات نانوایی.
- نیشکر یا یک دی ساکارید به شکل خالص آن است.
- پاستا و انواع آن.
- عسل 80% مخلوط راسمیک گلوکز و فروکتوز است.
- شیرینی - هر شیرینی که طعم شیرینی داشته باشد منبع کربوهیدرات است.
با این حال، شما همچنین نباید از محصولات ذکر شده سوء استفاده کنید، زیرا این می تواند منجر به رسوب بیش از حد گلیکوژن و در نتیجه چاقی و همچنین دیابت شود.
کربوهیدرات ها- ترکیبات آلی متشکل از یک یا چند مولکول قندهای ساده. محتوای کربوهیدرات در سلول های حیوانی 1-5٪ و در برخی از سلول های گیاهی به 70٪ می رسد. سه گروه کربوهیدرات وجود دارد: مونوساکاریدها (یا قندهای ساده)، اولیگوساکاریدها (شامل 2 تا 10 مولکول قند ساده)، پلی ساکاریدها (شامل بیش از 10 مولکول قند).
مونوساکاریدها
اینها مشتقات کتون یا آلدئیدی از الکل های پلی هیدریک هستند. بسته به تعداد اتم های کربن، آنها متمایز می شوند تریوزها, تتروزها, پنتوزها(ریبوز، دئوکسی ریبوز)، هگزوزها(گلوکز، فروکتوز) و هپتوزها. بسته به گروه عملکردی، قندها به دو دسته تقسیم می شوند آلدوزحاوی یک گروه آلدهید (گلوکز، ریبوز، دئوکسی ریبوز) و کتوزحاوی یک گروه کتون (فروکتوز). مونوساکاریدها مواد کریستالی بی رنگ و جامد هستند که به راحتی در آب حل می شوند و معمولاً طعم شیرینی دارند. آنها می توانند در اشکال غیر حلقوی و حلقوی وجود داشته باشند که به راحتی به یکدیگر تبدیل می شوند. الیگو و پلی ساکاریدها از اشکال حلقوی مونوساکاریدها تشکیل می شوند.
الیگوساکاریدها
در طبیعت، آنها بیشتر توسط دی ساکاریدها، متشکل از دو مونوساکارید که از طریق یک پیوند گلیکوزیدی به یکدیگر مرتبط هستند، نشان داده می شوند. رایج ترین مالتوزیا شکر مالت، متشکل از دو مولکول گلوکز. لاکتوزکه بخشی از شیر است و از گالاکتوز و گلوکز تشکیل شده است. ساکارز، یا چغندر قنداز جمله گلوکز و فروکتوز. دی ساکاریدها نیز مانند مونوساکاریدها در آب محلول هستند و طعم شیرینی دارند.
پلی ساکاریدها
در پلی ساکاریدها قندهای ساده (گلوکز، گالاکتوز و ...) توسط پیوندهای گلیکوزیدی به یکدیگر متصل می شوند. اگر فقط 1-4 پیوند گلیکوزیدی وجود داشته باشد، یک پلیمر خطی و بدون شاخه (سلولز) تشکیل می شود، اگر هر دو پیوند 1-4 و 1-6 وجود داشته باشند، پلیمر منشعب می شود (نشاسته، گلیکوژن). پلی ساکاریدها طعم شیرین و توانایی حل شدن در آب را از دست می دهند.
سلولز- یک پلی ساکارید خطی متشکل از مولکول های بتا گلوکز که با 1-4 پیوند به هم متصل شده اند. این جزء اصلی دیواره سلولی گیاه است. سلولز در آب نامحلول است و قدرت زیادی دارد. در نشخوارکنندگان، سلولز توسط آنزیم های باکتری که دائماً در بخش خاصی از معده زندگی می کنند، تجزیه می شود. نشاستهو گلیکوژن- اشکال اصلی ذخیره گلوکز به ترتیب در گیاهان و حیوانات. باقی مانده های آلفا گلوکز در آنها با پیوندهای گلیکوزیدی 1-4 و 1-6 به هم متصل می شوند. کیتیناسکلت بیرونی (پوسته) را در بندپایان تشکیل می دهد و به دیواره سلولی قارچ ها استحکام می بخشد.
با ترکیب شدن با لیپیدها و پروتئین ها، کربوهیدرات ها تشکیل می شوند گلیکولیپیدهاو گلیکوپروتئین ها.
کربوهیدرات ها وظایف مختلفی را در بدن انجام می دهند.
- تابع انرژی. با اکسید کردن قندهای ساده (در درجه اول گلوکز)، بدن بخش عمده ای از انرژی مورد نیاز خود را دریافت می کند. هنگامی که 1 گرم گلوکز به طور کامل تجزیه شود، 17.6 کیلوژول انرژی آزاد می شود.
- عملکرد ذخیره سازی. نشاسته(در گیاهان) و گلیکوژن(در حیوانات، قارچ ها و باکتری ها) نقش منبع گلوکز را بازی می کنند و در صورت نیاز آن را آزاد می کنند.
- عملکرد ساخت و ساز (سازه ای).. سلولز(در گیاهان) و کیتین(در قارچ ها) به دیواره های سلولی استحکام می بخشد. ریبوزو دئوکسی ریبوزبخشی از اسیدهای نوکلئیک هستند. ریبوزهمچنین بخشی از ATP، FAD، NAD، NADP.
- عملکرد گیرنده. شناسایی یکدیگر توسط سلول ها توسط گلیکوپروتئین هایی که بخشی از غشای سلولی هستند تضمین می شود. از دست دادن توانایی تشخیص یکدیگر مشخصه سلول های تومور بدخیم است.
- عملکرد حفاظتی. کیتینپوشش (اسکلت بیرونی) بدن بندپایان را تشکیل می دهد.
کربوهیدرات هاموادی با فرمول کلی Cn (H 2 O) m هستند که n و m می توانند معانی متفاوتی داشته باشند. نام کربوهیدرات ها نشان دهنده این واقعیت است که هیدروژن و اکسیژن به همان نسبتی که در مولکول آب در مولکول های این مواد وجود دارد. مشتقات کربوهیدرات علاوه بر کربن، هیدروژن و اکسیژن می توانند عناصر دیگری مانند نیتروژن نیز داشته باشند.
کربوهیدرات ها یکی از گروه های اصلی مواد آلی در سلول ها هستند. آنها محصولات اولیه فتوسنتز و محصولات اولیه بیوسنتز سایر مواد آلی در گیاهان (اسیدهای آلی، الکل ها، اسیدهای آمینه و غیره) هستند و همچنین در سلول های همه موجودات دیگر یافت می شوند. در یک سلول حیوانی، محتوای کربوهیدرات بین 1-2٪ است، در سلول های گیاهی در برخی موارد می تواند به 85-90٪ جرم ماده خشک برسد.
سه گروه کربوهیدرات وجود دارد:
- مونوساکاریدها یا قندهای ساده؛
- الیگوساکاریدها - ترکیباتی متشکل از 2-10 مولکول قندهای ساده که به صورت سری به هم متصل شده اند (به عنوان مثال دی ساکاریدها، تری ساکاریدها و غیره).
- پلی ساکاریدها از بیش از 10 مولکول قندهای ساده یا مشتقات آنها (نشاسته، گلیکوژن، سلولز، کیتین) تشکیل شده اند.
مونوساکاریدها (قندهای ساده)
بسته به طول اسکلت کربن (تعداد اتم های کربن)، مونوساکاریدها به تریوزها (C3)، تتروزها (C4)، پنتوزها (C5)، هگزوزها (C6)، هپتوزها (C7) تقسیم می شوند.
مولکول های مونوساکارید یا الکل های آلدئیدی (آلدوز) یا کتو الکل ها (کتوزها) هستند. خواص شیمیایی این مواد در درجه اول توسط گروه های آلدهید یا کتون که مولکول های آنها را تشکیل می دهند تعیین می شود.
مونوساکاریدها در آب بسیار محلول هستند و طعم شیرینی دارند.
هنگامی که در آب حل می شود، مونوساکاریدها، که با پنتوزها شروع می شوند، شکل حلقه ای پیدا می کنند.
ساختارهای حلقوی پنتوزها و هگزوزها اشکال رایجی هستند: در هر لحظه، تنها بخش کوچکی از مولکول ها به شکل "زنجیره باز" وجود دارند. الیگو و پلی ساکاریدها نیز شامل اشکال حلقوی مونوساکاریدها هستند.
علاوه بر قندها که در آنها تمام اتم های کربن به اتم های اکسیژن متصل هستند، قندهای تا حدی احیا شده نیز وجود دارد که مهمترین آنها دئوکسی ریبوز است.
الیگوساکاریدها
وقتی الیگوساکاریدها هیدرولیز می شوند، چندین مولکول قند ساده را تشکیل می دهند. در الیگوساکاریدها، مولکول های قندهای ساده با پیوندهای به اصطلاح گلیکوزیدی به هم متصل می شوند و اتم کربن یک مولکول را از طریق اکسیژن به اتم کربن یک مولکول دیگر متصل می کنند.
مهمترین الیگوساکاریدها عبارتند از مالتوز (شکر مالت)، لاکتوز (قند شیر) و ساکارز (شکر نیشکر یا چغندر). به این قندها دی ساکارید نیز می گویند. دی ساکاریدها با توجه به خواص خود بلوک هایی برای مونوساکاریدها هستند. آنها به خوبی در آب حل می شوند و طعم شیرینی دارند.
پلی ساکاریدها
اینها مولکولهای زیستی پلیمری با مولکولی بالا (تا 10000000 دا) هستند که از تعداد زیادی مونومر - قندهای ساده و مشتقات آنها تشکیل شده است.
پلی ساکاریدها می توانند از انواع مونوساکاریدهای یکسان یا متفاوت تشکیل شوند. در مورد اول آنها هوموپلی ساکاریدها (نشاسته، سلولز، کیتین و غیره) نامیده می شوند، در مورد دوم - هتروپلی ساکاریدها (هپارین). همه پلی ساکاریدها در آب نامحلول هستند و طعم شیرینی ندارند. برخی از آنها قادر به تورم و مخاط هستند.
مهمترین پلی ساکاریدها به شرح زیر می باشند.
سلولز- یک پلی ساکارید خطی متشکل از چندین زنجیره موازی مستقیم که توسط پیوندهای هیدروژنی به هم متصل شده اند. هر زنجیره توسط باقی مانده های β-D-گلوکز تشکیل می شود. این ساختار از نفوذ آب جلوگیری می کند و بسیار کششی است که پایداری غشاهای سلولی گیاهی که حاوی 26-40 درصد سلولز هستند را تضمین می کند.
سلولز به عنوان غذا برای بسیاری از حیوانات، باکتری ها و قارچ ها عمل می کند. با این حال، اکثر حیوانات، از جمله انسان، نمی توانند سلولز را هضم کنند، زیرا دستگاه گوارش آنها فاقد آنزیم سلولاز است که سلولز را به گلوکز تجزیه می کند. در عین حال، الیاف سلولزی نقش مهمی در تغذیه ایفا می کنند، زیرا به غذا قوام و قوام درشت می بخشند و حرکت روده را تحریک می کنند.
نشاسته و گلیکوژن. این پلی ساکاریدها اشکال اصلی ذخیره گلوکز در گیاهان (نشاسته)، حیوانات، انسان و قارچ ها (گلیکوژن) هستند. هنگامی که آنها هیدرولیز می شوند، گلوکز در موجودات تشکیل می شود که برای فرآیندهای حیاتی ضروری است.
کیتینتوسط مولکول های β-گلوکز تشکیل می شود که در آن گروه الکل در اتم دوم کربن با یک گروه حاوی نیتروژن NHCOCH 3 جایگزین می شود. زنجیرهای موازی بلند آن، مانند زنجیره های سلولزی، در بسته ها جمع آوری می شوند.
کیتین عنصر اصلی ساختاری پوشش بندپایان و دیواره سلولی قارچ ها است.
عملکرد کربوهیدرات ها
انرژی. گلوکز منبع اصلی انرژی آزاد شده در سلول های موجودات زنده در طی تنفس سلولی است (1 گرم کربوهیدرات در طی اکسیداسیون 17.6 کیلوژول انرژی آزاد می کند).
ساختاری. سلولز بخشی از دیواره سلولی گیاه است. کیتین جزء ساختاری پوشش بندپایان و دیواره سلولی قارچ ها است.
برخی از اولیگوساکاریدها بخشی از غشای سیتوپلاسمی سلول (به شکل گلیکوپروتئین و گلیکولیپید) هستند و گلیکوکالیکس را تشکیل می دهند.
متابولیک. پنتوزها در سنتز نوکلئوتیدها (ریبوز بخشی از نوکلئوتیدهای RNA است، دئوکسی ریبوز بخشی از نوکلئوتیدهای DNA است)، برخی کوآنزیم ها (به عنوان مثال NAD، NADP، کوآنزیم A، FAD)، AMP نقش دارند. در فتوسنتز شرکت کنید (ریبولوز دی فسفات یک گیرنده CO 2 در فاز تاریک فتوسنتز است).
پنتوزها و هگزوزها در سنتز پلی ساکاریدها نقش دارند. گلوکز به ویژه در این نقش مهم است.
