Chimia carbohidraților în natură. Caracteristicile generale ale carbohidraților

Una dintre cele mai importante funcții în organismele vii este îndeplinită de carbohidrați. Sunt o sursă de energie și sunt implicate în metabolism.

Descriere generală

Un alt nume pentru carbohidrați este zahărul. Carbohidrații au două definiții:

din punct de vedere al biologiei – biologic substanțe active, care reprezintă o sursă de energie pentru organismele vii, inclusiv pentru oameni;
din punct de vedere chimic, compuși organici formați din mai multe grupări carbonil (-CO) și hidroxil (-OH).

Elemente care formează un carbohidrat:

carbon;
hidrogen;
oxigen.

Formula generală a carbohidraților este C n (H 2 O) m. Cantitate minima sunt trei atomi de carbon și oxigen. Raportul dintre hidrogen și oxigen este întotdeauna de 2:1, ca într-o moleculă de apă.

Sursa carbohidraților este procesul de fotosinteză. Carbohidrații reprezintă 80% din masa plantelor uscate și 2-3% din materia animală. Carbohidrații fac parte din ATP, o sursă universală de energie.

Specie

Carbohidrații sunt un grup mare de substanțe organice. Ele sunt clasificate după două criterii:

numărul de atomi de carbon;
numărul de unități structurale.

În funcție de numărul de atomi de carbon dintr-o moleculă (unitate structurală), se disting următoarele:

trioze;
tetroze;

pentoze;
hexoze;
heptoze.

Molecula poate conține până la nouă atomi de carbon. Cele mai semnificative sunt pentozele (C 5 H 10 O 5) și hexozele (C 6 H 12 O 6). Pentozele sunt componente ale acizilor nucleici. Hexozele fac parte din polizaharide.

Orez. 1. Structura monozaharidelor.

Conform celui de-al doilea criteriu de clasificare, carbohidrații sunt:

simplu constând dintr-o moleculă sau unitate structurală (monozaharide);
complex, inclusiv multe molecule (oligozaharide, polizaharide).
Caracteristicile structurilor complexe sunt descrise în tabelul de carbohidrați.

Orez. 2. Structura polizaharidă.

Unul dintre cele mai semnificative tipuri de oligozaharide este dizaharidele, constând din două monozaharide. Acestea servesc ca sursă de glucoză și îndeplinesc o funcție de construcție în plante.

Proprietăți fizice

Monozaharidele și oligozaharidele au proprietăți fizice similare:
- structura cristalina;
- gust dulce;
- solubilitate în apă;
- transparenţă;
- pH neutru în soluție;
- puncte de topire și de fierbere scăzute.
Polizaharidele sunt substanțe mai complexe. Sunt insolubile și nu au gust dulce. Celuloza este un tip de polizaharidă care face parte din pereții celulari ai plantelor. Chitina, asemănătoare celulozei, se găsește în ciuperci și cochilii de artropode. Amidonul se acumulează în plante și se descompune în carbohidrați simpli, care sunt o sursă de energie. În celulele animale, glicogenul îndeplinește o funcție de rezervă.

Proprietăți chimice

În funcție de structura lor, fiecare carbohidrat are proprietăți chimice speciale. Monozaharidele, în special glucoza, suferă o oxidare în mai multe etape (în absența și prezența oxigenului). Ca rezultat al oxidării complete, se formează dioxid de carbon și apă:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 +6H2O.

În absența oxigenului, fermentația are loc sub acțiunea enzimelor:
- alcool-
  C6H12O6 → 2C2H5OH (etanol) + 2C02;
- acid lactic-
  C6H12O6 → 2CH3-CH(OH)-COOH (acid lactic).
În caz contrar, polizaharidele interacționează cu oxigenul, arzând în dioxid de carbon și apă:

(C6H10O5)n + 6O2 → 6nC02 + 5nH2O.

Oligozaharidele și polizaharidele se descompun în monozaharide în timpul hidrolizei:
- C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6;
- (C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6.
Glucoza reacționează cu hidroxid de cupru (II) și o soluție de amoniac de oxid de argint (reacție în oglindă de argint):
- CH2OH-(CHOH)4-CH=O + 2Cu(OH)2 → CH2OH-(CHOH)4-COOH + Cu20↓ + 2H20;
- CH2OH-(CHOH)4-CH=O + 2OH → CH2OH-(CHOH)4-COONH4 + 2Ag↓ +3NH3 + H2O.
Orez. 3. Reacția oglinzii argintii.

Ce am învățat?

De la subiectul de chimie de clasa a X-a am învățat despre carbohidrați. Aceștia sunt compuși bioorganici constând din una sau mai multe unități structurale. O unitate sau moleculă constă din grupări carbonil și hidroxil. Există monozaharide, formate dintr-o moleculă, oligozaharide, inclusiv 2-10 molecule, și polizaharide - lanțuri lungi de multe monozaharide. Carbohidrații au gust dulce și sunt foarte solubili în apă (cu excepția polizaharidelor). Monosaharidele se dizolvă în apă, se oxidează și interacționează cu hidroxidul de cupru și oxidul de amoniac de argint. Polizaharidele și oligozaharidele sunt supuse hidrolizei. Polizaharidele ard.

Test pe tema

Evaluarea raportului

Evaluare medie: 4.6. Evaluări totale primite: 176.

Carbohidrații sunt clasificați în funcție de dimensiunea moleculelor lor în 3 grupe:

Monozaharide– conțin 1 moleculă de carbohidrați (aldoză sau cetoză).

Trioze (gliceraldehidă, dihidroxiacetonă).

Tetroze (eritroze).

Pentoze (riboză și dezoxiriboză).

Hexoze (glucoza, fructoza, galactoza).

Oligozaharide- contin 2-10 monozaharide.

Dizaharide (zaharoză, maltoză, lactoză).

Trizaharide etc.

Polizaharide- contine mai mult de 10 monozaharide.

Homopolizaharide - conțin aceleași monozaharide (amidonul, fibrele, celuloza constau doar din glucoză).

Heteropolizaharide - conțin monozaharide diferite tipuri, componentele lor derivate din vapori și necarbohidrați (heparină, acid hialuronic, sulfați de condroitină).

Schema nr 1. K clasificarea carbohidraților.

Glucide Monozaharide Oligozaharide Polizaharide

1. Trioze 1. Dizaharide 1. Homopolizaharide

2. Tetroze 2. Trizaharide 2. Heteropolizaharide

3. Pentoze 3. Tetrazaharide

4. Hexoze

3. 4. Proprietăţile carbohidraţilor.

Carbohidrații sunt substanțe solide, albe cristaline, care aproape toate au gust dulce.

Aproape toți carbohidrații sunt foarte solubili în apă și se formează soluții adevărate.

Solubilitatea carbohidraților depinde de masă (cu cât masa este mai mare, cu atât substanța este mai puțin solubilă, de exemplu zaharoză și amidon) și structură (cu cât structura carbohidraților este mai ramificată, cu atât solubilitatea în apă este mai slabă, de exemplu amidon și fibră). Monozaharidele pot fi găsite în două forme stereoizomerice

: în formă de L (leavus - stânga) și în formă de D (dexter - dreapta). Aceste forme au aceleași proprietăți chimice, dar diferă în ceea ce privește localizarea grupărilor hidroxid în raport cu axa moleculei și activitatea optică, adică. rotiți planul luminii polarizate care trece prin soluția lor printr-un anumit unghi.

Mai mult, planul luminii polarizate se rotește cu o cantitate, dar în direcții opuse. Să luăm în considerare formarea stereoizomerilor folosind exemplul gliceraldehidei: Sno sno DAR

-S-N N-S-

CH2OH CH2OH

L – forma D – forma Când se produc monozaharide în condiții de laborator, stereoizomerii se formează în raport de 1:1 în organism, sinteza are loc sub acțiunea enzimelor care disting strict între forma L și forma D; Deoarece numai zaharurile D sunt supuse sintezei și descompunerii în organism, stereoizomerii L au dispărut treptat în evoluție (determinarea zaharurilor în fluidele biologice cu ajutorul unui polarimetru se bazează pe aceasta).

Monozaharidele din soluții apoase pot fi interconvertite, această proprietate se numește

mutaţie.

HO-CH20=C-H S O NU-S-N N N

N-S-OH DAR S S NU-S-N

DAR EL N

DAR-S-N

HO-CH20=C-H DAR

N-S-OH S O NU-S-N

C CH2-OH

În soluțiile apoase, monomerii constând din 5 sau mai mulți atomi pot fi găsiți în forme ciclice (ciclice) alfa sau beta și forme neînchise (deschise), iar raportul lor este de 1:1. Oligo- și polizaharidele constau din monomeri în formă ciclică. În formă ciclică, carbohidrații sunt stabili și moloactivi, iar în formă deschisă sunt foarte reactivi.

Monozaharidele pot fi reduse la alcooli.

În formă deschisă, pot interacționa cu proteine, lipide și nucleotid fără participarea enzimelor. Aceste reacții se numesc glicație. Clinica folosește un studiu al nivelului de hemoglobină glicozilată sau fructozamină pentru a diagnostica diabetul zaharat.

Monozaharidele pot forma esteri. De cea mai mare importanță este proprietatea carbohidraților de a forma esteri cu acidul fosforic, deoarece pentru a fi inclus în metabolism, carbohidratul trebuie să devină un ester de fosfor, de exemplu, glucoza este transformată în glucoză-1-fosfat sau glucoză-6-fosfat înainte de oxidare.

Aldolazele au capacitatea de a reduce metalele de la oxizii lor la o stare oxidică sau liberă într-un mediu alcalin. Această proprietate este utilizată în practica de laborator pentru a detecta aldoloze (glucoză) în fluidele biologice. Cel mai des folosit Reacția lui Trommer

în care aldoloza reduce oxidul de cupru la oxid și ea însăși este oxidată la acid gluconic (1 atom de carbon este oxidat).

CuSO4 + NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4

Albastru

C5H11COH + 2Cu(OH)2 C5H11COOH + H2O + 2CuOH

Culoare roșu cărămidă

Monozaharidele pot fi oxidate la acizi nu numai în reacția Trommer. De exemplu, atunci când al 6-lea atom de carbon al glucozei este oxidat, în organism se formează acid glucuronic, care se combină cu substanțe toxice și slab solubile, le neutralizează și le face solubile, sub formă de care aceste substanțe sunt excretate din organism prin urină. . Monozaharidele se pot combina între ele și pot forma polimeri. Legătura care apare în acest caz se numește glicozidic

Oligo- și polizaharidele pot suferi hidroliză pentru a forma monomeri.

Reacția are loc la locul legăturii glicozidice, iar acest proces este accelerat într-un mediu acid. Enzimele din corpul uman pot distinge între legăturile alfa și beta glicozidice, astfel încât amidonul (are legături alfa glicozidice) este digerat în intestine, dar fibrele (are legături beta glicozidice) nu.

Mono- și oligozaharidele pot suferi fermentație: alcoolic, acid lactic, acid citric, acid butiric.

Plan:

1. Definiția conceptului: carbohidrați. Clasificare.

2. Compoziția, proprietățile fizice și chimice ale carbohidraților.

3.Distribuția în natură. chitanta. Aplicație. Carbohidrați

3.Distribuția în natură. chitanta. Aplicație. – compuși organici care conțin grupări carbonil și hidroxil ale atomilor, având formula generală C n (H 2 O) m, (unde n și m>3). – substanțele de importanță biochimică primară sunt răspândite în natura vie și joacă un rol important în viața omului. Denumirea carbohidrați a apărut pe baza datelor din analiza primilor reprezentanți cunoscuți ai acestui grup de compuși. Substanțele din acest grup constau din carbon, hidrogen și oxigen, iar raportul dintre numărul de atomi de hidrogen și oxigen din ele este același ca în apă, adică. Pentru fiecare 2 atomi de hidrogen există un atom de oxigen. În ultimul secol erau considerați a fi hidrați de carbon. De aici a venit nume rusesc

3.Distribuția în natură. chitanta. Aplicație. carbohidrați, propus în 1844 K. Schmidt. Formula generală a carbohidraților, conform celor spuse, este C m H 2n O n Când „n” este scos din paranteze, formula este C m (H 2 O) n, care reflectă foarte clar denumirea „. carbon - apă”. Studiul carbohidraților a arătat că există compuși care, în toate proprietățile lor, ar trebui clasificați ca carbohidrați, deși au o compoziție care nu corespunde exact cu formula C m H 2p O p ” a supraviețuit până în zilele noastre, deși alături de Cu acest nume, uneori se folosește un nume mai nou pentru a desemna grupul de substanțe luate în considerare - glicidele. poate fi împărțit în : 1) Monozaharide trei grupuri Oligozaharide – carbohidrați care pot fi hidrolizați pentru a forma carbohidrați mai simpli. Acest grup include hexoze (glucoză și fructoză), precum și pentoză (riboză). 2) – produse de condensare a mai multor monozaharide (de exemplu, zaharoza). 3) Polizaharide

Monozaharide. Monozaharidele sunt compuși heterofuncționali. Moleculele lor conțin simultan atât carbonil (aldehidă sau cetonă) cât și mai multe grupări hidroxil, adică. monozaharidele sunt compuși polihidroxicarbonilici - polihidroxialdehide și polihidroxicetone. În funcție de aceasta, monozaharidele sunt împărțite în aldoze (monozaharida conține o grupă aldehidă) și cetoze (conține o grupă ceto). De exemplu, glucoza este o aldoză, iar fructoza este o cetoză.

chitanta. Glucoza se găsește predominant în formă liberă în natură. Este, de asemenea, o unitate structurală a multor polizaharide. Alte monozaharide sunt rare în stare liberă și sunt cunoscute în principal ca componente ale oligo- și polizaharidelor. În natură, glucoza este obținută ca rezultat al reacției de fotosinteză: 6CO 2 + 6H 2 O ® C 6 H 12 O 6 (glucoză) + 6O 2 Glucoza a fost obținută pentru prima dată în 1811 de chimistul rus G.E Kirchhoff din hidroliza amidonului. Mai târziu, sinteza monozaharidelor din formaldehidă în mediu alcalin a fost propusă de A.M. Butlerov

Svetlana Panchenko
Lecție integrată de chimie și biologie pe tema „Carbohidrați. Importanța carbohidraților în viața umană”

Goluri:

Continuați să construiți un sistem de cunoștințe despre clase compuși organiciși legătura genetică dintre ele; contribuie la consolidarea înțelegerii relației dintre aplicație, proprietăți și structura chimica substante.

Sistematizarea cunoștințelor despre carbohidrați, structura lor, amplasarea în natură și proprietăți, precum și importanta in viata omului.

Continuați să dezvoltați abilități în lucrul cu reactivii, sticlărie chimică, literatură educațională și populară științifică, Resurse de internet.

Dezvoltați cognitiv interes, creativitatea, încredere în sine, simțul responsabilității pentru sarcina atribuită, capacitatea de a analiza, compara și trage concluzii.

Competențele generale formate:

OK1. Înțelegeți esența și socialul importanţă viitoarea ta profesie, arătați statornicie față de ea interes.

OK3. Luați decizii în situații standard și non-standard și asumați responsabilitatea pentru acestea.

OK4. Căutați și utilizați informațiile necesare pentru îndeplinirea eficientă a sarcinilor profesionale, dezvoltarea profesională și personală.

Tip de activitate: lecţie

Tip lecţie: învățarea de material nou

Echipament tehnic clasele: calculator, proiector multimedia, prezentare, mese

Progresul lecției:

1. Moment organizatoric

2. Partea principală

Astăzi avem un neobișnuit lecţie. Vă vom duce într-o excursie în lume în același timp biologie si chimie.

După ce am studiat materialul lecţie, vei spune ce fel de substanță este în cutie. Vom reveni la această problemă la sfârșitul lecției noastre. Pentru ca orice organism viu să funcționeze normal, are nevoie de energie. Uman organismul nu poate folosi gata făcute energie solară cum o fac plante verzi. Ca urmare fotosinteză după cum știți de la dioxid de carbon gaz și apă în plantele verzi, se formează glucoză.

6 H2O + 6 CO2 +2920 kJ C6H12O6 + 6 O2

Principala cercetare a lui Kliment Arkadyevich Timiryazev, membru corespondent al Academiei de Științe din Sankt Petersburg în fiziologia plantelor, este dedicată studiului procesului. fotosinteză, pentru care a dezvoltat tehnici și echipamente speciale. A descoperit că asimilarea de către plante carbon din dioxid de carbon aerul apare din cauza energiei lumina soarelui, în principal în razele roșii și albastre, care sunt cel mai complet absorbite de clorofilă. Uman primește energie sub formă de hrană și, ca urmare, în celulele corpului chimic transformări, energia luminii solare este eliberată și utilizată pentru nevoile organismului. Se crede că 60% din nevoie persoanăîn energie trebuie furnizat carbohidrați. Zilnic persoană necesare până la 500 de grame carbohidrați. Tema lecției noastre este „ 3.Distribuția în natură. chitanta. Aplicație.. Importanța carbohidraților în viața umană». 3.Distribuția în natură. chitanta. Aplicație. găsite în celulele tuturor organismelor vii. Conținutul dintr-o celulă animală carbohidrații sunt 1-2%, iar la plante ajunge in unele cazuri la 85-90% din masa de substanta uscata a celulei. După cum ați observat deja principalul funcția biologică a carbohidraților – energie. În timpul descompunerii lor enzimatice și oxidării moleculelor carbohidrații eliberează energie care prevede activitatea vitală a organismului. Cu descompunere completă 1 gram carbohidrați eliberați 17.6 kJ. Decolteu îmbunătățit apar carbohidrați, de exemplu, în timpul germinării semințelor, muncă musculară intensă, post prelungit. 3.Distribuția în natură. chitanta. Aplicație. efectuează și o funcție de stocare. Când sunt în exces, se acumulează în celulă ca substanțe de depozitare (amidon, glicogen)și, dacă este necesar, sunt folosite de organism ca sursă de energie. Funcția structurală sau de construcție este de asemenea importantă carbohidrați. Ele sunt folosite ca material de constructie. Astfel, celuloza, datorită structurii sale speciale, este insolubilă în apă și are rezistență ridicată. În medie, 20-50% din materialul din pereții celulelor vegetale este celuloză, iar fibrele de bumbac sunt celuloză aproape pură. Chitina face parte din pereții celulari ai unor protozoare și ciuperci. Ca o componentă importantă a exoscheletului, chitina se găsește la anumite grupuri de animale, cum ar fi artropodele. 3.Distribuția în natură. chitanta. Aplicație.îndeplini o funcție de protecție. Astfel, gingiile (rășini eliberate atunci când trunchiurile și ramurile plantelor, precum prunele și cireșele, sunt deteriorate, împiedicând pătrunderea microorganismelor patogene în răni) sunt derivați ai monozaharidelor. Omul primește carbohidrațiîn principal din produse vegetale (cereale și leguminoase, cartofi, fructe și legume). 3.Distribuția în natură. chitanta. Aplicație.– compuși multifuncționali. Acest materie organică, ale căror molecule sunt formate din atomi carbon, hidrogen și oxigen și hidrogen și oxigen se găsesc în ele, de regulă, în același raport ca într-o moleculă de apă (2 :1) . „Apele de fructe ne aduc carbohidrați» - această zicală comică a lui I. Ilf și E. Petrov nu este departe de adevăr. Într-adevăr, în apele de fructe se pot găsi compuși organici, a căror compoziție corespunde formulei generale Cn (H2O) m, de aceea au primit numele carbohidrați. rusă chimistul Karl Genrikhovici(Karl Ernst Heinrich) Schmidt, profesor la Universitatea din Dorpat (Tartu)în 1844 a propus termenul « carbohidrați» Pentru denumiri o clasă de compuși naturali numiți zaharuri. LA carbohidrați includ zaharuri și substanțe transformate în acestea în timpul hidrolizei. Profesor: amintiți-vă ce este hidroliza? Băieți răspuns: Hidroliza este interacțiunea unei substanțe cu apa, în care părțile constitutive ale substanței se combină cu părțile constitutive ale apei. Sunt: monozaharide, dizaharide și polizaharide. Exemple monozaharide: glucoză, galactoză, fructoză; dizaharide – maltoză, lactoză, zaharoză; polizaharide - glicogen, amidon, celuloză. Monozaharidele sunt carbohidrați, care nu se hidrolizează, adică nu se descompun cu apă. În funcție de numărul de atomi carbonîn moleculă ele sunt împărțite în trioze, tetroze, pentoze, hexoze și altele. Sunt un fel de "caramizi", din care sunt construite moleculele de di- și polizaharide. Cele mai importante hexoze includ glucoza și fructoza. Fructoza se găsește sub formă liberă în celulele vegetale. Glucoza se găsește în celulele tuturor organismelor. În sucul de struguri există în special multă glucoză, motiv pentru care se mai numește și zahăr din struguri. Să ne uităm experiență video: Prezența glucozei poate fi determinată folosind hidroxid de cupru (II). Stoarceți sucul din struguri. Adăugați câteva picături de soluție de sulfat de cupru în suc. (II)și soluție alcalină. Să încălzim soluția. Culoarea soluției începe să se schimbe. Când soluția este fiertă, se formează un precipitat roșu de Cu2O. Aceasta dovedește prezența glucozei în sucul de struguri. Glucoza are un gust ușor dulce, iar fructoza este cea mai dulce dintre toate zaharurile. Mierea este alcătuită în principal dintr-un amestec de glucoză și fructoză, care este mai dulce decât glucoza, motiv pentru care este foarte dulce. Mierea este numită „elixirul tinereții, dieta longevității” deoarece dă vigoare, promovează digestia, restabilește memoria și are un ușor efect calmant asupra sistemului nervos central. sistemul nervos. Fructoza se mai numește și zahăr din fructe și flori. Fructoza este de 10 ori mai dulce decât zaharoza. Utilizarea sa ca hrană este de dorit pentru acele persoane al căror metabolism este oarecum afectat. Glucoza și fructoza sunt izomeri. Întreabă profesorul întrebare: ce substante sunt izomerii? Băieți răspuns: izomerii sunt substanțe care au aceeași compoziție calitativă și cantitativă, dar structuri moleculare diferite și, prin urmare, proprietăți diferite. Glucoza în natură există sub formă de două tautomerice forme: aldehidă și ciclică, care, spre deosebire de izomeri, sunt în echilibru între ele. Proprietăți fizice glucoză: cristale albe, usor dulce la gust, solubile in apa. Proprietăți chimice : glucoza, ca și alcoolul polihidroxilic, după cum știți, reacționează cu hidroxidul de cupru proaspăt preparat (II). În acest caz, precipitatul se dizolvă și se formează o soluție albastră strălucitoare de zaharat de cupru. (II). Vom face o demonstrație experiment: Există o soluție de glucoză într-o eprubetă, adăugați puțină soluție sulfat de cupruși o soluție alcalină, apoi puțin mai multă glucoză. Observați formarea unei soluții de un albastru strălucitor. Glucoza dizolvă hidroxidul de cupru (II). Apoi încălziți amestecul. Când este încălzit, se formează mai întâi hidroxid de cupru galben (I), apoi un precipitat roșu de oxid de cupru (eu). Glucoza este oxidată în acid gluconic. Capacitatea de reducere este inerentă aldehidelor. Glucoza dă, de asemenea, una dintre cele mai frumoase reacții în chimie – reacție"oglinda de argint" cu soluție de amoniac de oxid de argint (vizionați experiența video). După cum știți, această reacție este calitativă pentru aldehide. Substanțele care prezintă proprietăți caracteristice pentru două clase diferite de compuși organici au o funcție dublă. Glucoza este atât un alcool polihidroxilic, cât și o aldehidă, adică un alcool aldehidic. Ca rezultat al reacției de hidrogenare a glucozei, se formează alcoolul hexahidric sorbitol C6H12O6 + H2® C6H8 (EL) 6

Cel mai grozav sens au reacții – fermentarea glucozei sub influența enzimelor produse microorganisme:

alcool C6H12O6® 2C2H5OH + 2CO2

acid lactic C6H12O6® 2CH3CHONCOOH

acid butiric C6H12O6 ® C3H7COOH + 2CO2 + 2H2

oxidarea completă a glucozei С6Н12О6 + 6О2 ® 6СО2 + 6Н2О

Profesorul cere să colecteze modele de molecule de produse de fermentare a glucozei - alcool etilic, acid lactic, acid butiric. În timp ce băieții asamblează modele de molecule, studenții răspund întrebări: Cărei clase de compuși aparține alcoolul etilic? Cărei clase de compuși aparține acidul butiric? Numiți grupul funcțional al alcoolilor și acizilor carboxilici. Dați denumirea de acid lactic conform nomenclaturii internaționale. Dizaharidele sunt carbohidrați, ale căror molecule constau din două resturi de monozaharide legate între ele prin interacțiunea grupărilor hidroxil. Aceasta este binecunoscuta lactoză (zahărul din lapte prezent în laptele mamiferelor, inclusiv persoană) și zaharoză (zahăr din trestie sau sfeclă). Termenul însuși dizaharidă indică în mod elocvent faptul că în moleculele acestor substanțe două resturi de monozaharide sunt legate între ele. Deci zahărul conține glucoză și fructoză, iar lactoza conține glucoză și galactoză. Să ascultăm informatii istorice (mesajul studentului): Zahărul din trestie este cunoscut oamenilor de multă vreme. India este considerată locul de naștere al trestiei de zahăr. Sucul acestei plante conține zaharoza carbohidrat, pe care o numim de obicei zahăr. Acum zahărul este un însoțitor constant al mesei noastre, fără de care nu poți hrăni oaspeții și nu poți bea singur o ceașcă de ceai. A fost o vreme când zahărul era considerat un medicament scump și era cumpărat în farmacii la același preț cu argintul. În secolul al XII-lea, trestia de zahăr a început să fie cultivată în Sicilia, iar în secolul al XVI-lea a fost introdusă în Cuba și în alte insule. Marea Caraibelor. Cam în același timp, zaharoza a început să fie importată în Europa. Zahărul a apărut în Rusia în 1273 (prima mențiune despre zahăr cristalin importat cu mărfuri de peste mări datează din timpul domniei Marelui Duce Vasily Yaroslavich, iar în Europa - în 1747. Producția de zahăr din sfeclă este asociată cu numele lui Andreas Sigismund Margraff , un german chimist și metalurgist. Margraff a fost unul dintre primii care au folosit chimic microscop de cercetare, cu ajutorul căruia a descoperit cristale de zahăr în sucul de sfeclă în 1747. În Rusia, cererea de zahăr a crescut foarte mult de la mijlocul secolului al XVII-lea, când au început să bea ceai, care a devenit rapid băutură națională. În 1718, prin decretul lui Petru I, comerciantului Verstov i s-a încredințat construirea primei fabrici de zahăr din Rusia. Producția în masă de zaharoză din sfeclă a început în urmă cu mai bine de un secol și jumătate în Franța. Ca înlocuitor al zahărului care nu diferă ca gust, pentru persoanele care suferă de diabet zaharat, folosește o substanță pe care o vei recunoaște prin rezolvare şaradă:

Prima mea silabă este măturată cu o mătură.

Informaticianul consideră că este a doua silabă.

În general, voi spune, dragi prieteni,

Pentru mulți pacienți, îl folosesc în loc de zahăr. (Sorbitol)

Ecuația hidrolizei zaharoza: C12H22O11 + H2O -> C6H12O6 + C6H12O6

glucoză fructoză

zahăr invertit

Profesorul pune problemă: daca luati un pahar cu apa si dizolvati o lingura de zahar, dupa ce ati gustat, apoi fierbeti aceasta solutie si gustati din nou, atunci solutia fiarta va fi mai dulce. De ce? Băieți răspuns: în timpul hidrolizei zaharozei, pe lângă glucoză, se formează fructoză, care este de 10 ori mai dulce decât zaharoza. Profesorul le cere elevilor să-și amintească ce fel de substanțe sunt electroliții? Băieți răspuns: soluţiile apoase ale unor substanţe sunt conductoare curent electric. Electroliții sunt acizi, baze și săruri. Profesor: O soluție apoasă de zahăr este un electrolit? Băieți răspuns: Nu, deoarece nu conduce electricitatea.

Lactoza este singura carbohidrați de origine animală, găsit în laptele animal - 4% și, în ciuda acestui fapt, laptele nu este deosebit de dulce, deoarece este mai puțin dulce decât glucoza. Polizaharidele sunt carbohidrați, care se hidrolizează pentru a forma multe molecule de monozaharide. Sunt clasificați ca biopolimeri. Amidonul este o pulbere albă insolubilă în apa rece, și în apă fierbinte se umfla. Este complet fără gust. Amidonul este un amestec de două polizaharide din aceeași compoziție - amiloză și amilopectină. Amiloza este un polimer liniar, fracția de masă este de obicei de 10-20%. Amilopectina are o structură ramificată, fracția de masă este de obicei de 80-90%. Amidonul nu se mai digeră la fel de repede ca zahărul. Pentru a facilita absorbția acestuia, alimentele care conțin amidon sunt supuse unui tratament termic, adică cartofii, orezul sunt fierți, pâinea este coaptă. În aceste condiții, are loc hidroliza parțială a amidonului, adică se formează polimeri mai mici - dextrine, iar produsul final al hidrolizei, glucoza, se formează în tractul digestiv. Când interacționează cu iodul, amidonul dă o culoare albastră. Aceasta este o reacție calitativă la amidon. Amidonul este considerat principalul alimente cu carbohidrați. Excesul de glucoză este combinat într-un tip special de amidon - glicogen sau amidon animal. Este stocat în mușchi și, mai ales, în ficat. Celuloza este, de asemenea, o polizaharidă vegetală formată din glucoză. Se mai numește și fibre. Se găsește în legume, fructe și cereale. Această substanță fibroasă este insolubilă în apă. Celuloza are un dezavantaj - nu este hrănitoare. Desigur, o mâncăm pentru că se găsește în plante. Dar nu este digerat tractului gastrointestinal. Deoarece nu există enzime care să o descompună. Atunci de ce avem nevoie de ea? Se dovedește că este necesar! Una dintre cele mai remarcabile proprietăți ale fibrelor alimentare este capacitatea sa de a reține apa, de exemplu, morcovii cruzi, merele, varza se umflă de două ori în stomac și intestine și creează iluzia de sațietate. Un alt avantaj al fibrelor alimentare este că absoarbe colesterolul și acizii biliari, ceea ce inhibă formarea pietrelor. Prin urmare, mâncați mai multă varză, morcovi, sfeclă, încercați să mâncați mere, coacăze, zmeură. Din cereale - mei, orz perlat, ovăz și din leguminoase - mazăre, fasole, precum și produse forestiere - ciuperci, nuci. Mesaj student: Cândva, pe undeva, o rază de Soare a căzut pe Pământ. Într-o formă sau alta, a devenit parte din pâinea care ne-a servit drept hrană. S-a transformat în mușchii noștri, în nervii noștri... El ne pune în mișcare. Poate că în acest moment se joacă în creierul nostru...” Singurele organisme vii care sunt capabile în mod independent sintetiza zaharuri din substante anorganice – plante verzi. ÎN începutul XIX de secole, oameni de știință precum profesorul de la Universitatea Tübingen von Mohl au criticat cu furie cartea lui Justus Liebig: „Se pare că lumea vegetală nu-și mai datorează hrana pământului, nu, plantele se hrănesc cu aer, apă și așa-numitele săruri hrănitoare pe care le caută în sol!”

Amidonul și celuloza sunt izomeri, formula lor este (C6H10O5) n. În prezent, știm sigur că plantele verzi din dioxid de carbon gaz si apa in lumina in prezenta clorofilei sintetiza materie organică (glucoză).

Schema generală a hidrolizei polizaharidelor poate fi prezentată într-o manieră simplificată Aşa:

(C6H10O5) n + n Н2О n С6Н12О6

Rezolvați problema: prin hidroliza a 250 g rumeguș, al cărui conținut de celuloză este de 45%, s-au obținut 62 g glucoză. Determinați fracția de masă a randamentului de glucoză din ceea ce este posibil teoretic.

Pentru corp amidon uman, împreună cu zaharoza, servește ca furnizor principal carbohidrați- una dintre cele mai importante componente ale alimentelor. Sub acțiunea enzimelor, amidonul este hidrolizat la glucoză, care este oxidată și eliberată. număr mare energia necesară pentru funcționarea celulei. De aceea este utilizat pe scară largă în scopuri medicinale (utilizat pe cale orală sau administrat intravenos la pacienții slăbiți). Când se adaugă glucoză la zaharoză, ea împiedică cristalizarea acesteia și, prin urmare, este folosită în industria de cofetărie pentru a produce caramel, marmeladă etc. Fibrele artificiale, peliculele polimerice, materialele plastice, pudra fără fum și lacurile sunt fabricate din celuloză.

3. Consolidarea materialului studiat.

Test:

1. Care dintre următoarele chimic compuși nu este un biopolimer?

A) proteină B) glucoză C) acid dezoxiribonucleic D) celuloză

2. Din ce compuși? carbohidrații sunt sintetizați în timpul fotosintezei?

A) din O2 și H2O B) din CO2 și H2 C) din CO2 și H2O D) din CO2 și H2CO3

3. Ce produs este mai potrivit de oferit unui maratonist obosit în timpul cursei pentru a-și menține puterea?

A) suc de struguri B) putin unt C) o bucată de carne D) niște apă minerală

4. În celulele animale de rezervă carbohidratul este:

A) celuloză B) amidon C) glucoză D) glicogen

5. Reacția oglinzii argintii dă:

A) glucoză B) etanol C) butan D) amidon

6. Pereche de izomeri:

A) metanol și etanol B) metan și etan C) glucoză și fructoză D) acetonă și etanal

7. Colorare albastra cu solutie de iod dă:

A) glucoză B) amidon C) celuloză D) zaharoză

Acum să revenim la cutia noastră. Lasă-mă să-ți amintesc

Știm cu toții foarte precis: ACEASTA este sursa de energie. Pătrunde în organism cu alimente vegetale și îi furnizează energie, hrănește creierul și inima. ASTA nu gasesti in zahar, ESTE in legume si fructe. Și cea mai mare parte este în suc de struguri. Ce este această substanță? Desigur, este glucoză.

4. Rezumând lecţie: carbohidrați compoziția poate fi împărțită în simple (glucoza, fructoza si altele) si complex (amidon, glicogen, celuloză și altele). Glucoza este oxidată în organism la dioxid de carbon gaz şi apă cu eliberarea energiei necesare pentru activitatea vitală a unui organism viu. Acestea conțin două funcționale grupuri:

1) grupa hidroxo, a cărei formulă structurală este -OH

2) aldehidă, a cărei formulă structurală este -HC=O

Carbohidrații pot fi stocați în corpul uman! Defect carbohidrațiîn alimente este dăunătoare și face ca organismul să înceapă să utilizeze intens capacitățile energetice ale proteinelor și grăsimilor. În acest caz, cantitatea de produse lor defalcare, dăunătoare pentru persoană. Exces carbohidrațiîn alimente este dăunător și duce la obezitate. Consumul excesiv de zahăr afectează negativ funcția microflorei intestinale, duce la perturbarea metabolismului colesterolului și la creșterea nivelului acestuia în serul sanguin. 3.Distribuția în natură. chitanta. Aplicație. sunt produsele finale fotosintezăși sunt materiile prime pentru biosinteza alți compuși organici. „Proteine, grăsimi și carbohidrați,

Vor trece secole, epoci, ani,

Suntem legați de tine pentru totdeauna,

Este de neconceput fără tine Uman". 5. De casă exercita: Folosind notele suport, pregătiți-vă pentru a caracteriza clasa carbohidrați.

Rezolvați problema: Care este masa de acid lactic format in timpul fermentatiei a 400 g de glucoza continand 10% impuritati?

Experimente acasă:

1) Încearcă să mesteci o bucată de pâine albă mult timp. Vei observa că gustul lui devine dulceag. Enzima amilaza acţionează prin transformarea amidonului găsit în pâine în maltoză.

2) Desigur, știți că, în prezența iodului liber, amidonul devine albastru (rețineți doar că soluția de iod trebuie să fie foarte slabă). Apropo, folosind o astfel de soluție (și pentru a o pregăti, doar diluați soluția farmaceutică cu apă, puteți testa diferite produse alimentare pentru conținutul de amidon. Efectuați studiul. Prezentați rezultatele în formă mesele: produs, prezența amidonului.

Literatură.

1) Gabrielyan O. S. „ Chimie-10” M.: „Bustard”, 2011.

2) O colecție unificată de resurse educaționale digitale. Chimie, clasa a X-a.

3) Clip video: „Determinarea glucozei în sucul de struguri.”

4) ru.wikipedia.org/wiki/ Carbohidrați