Carboidrati. Lipidi
Carboidrati- composti organici, la cui composizione nella maggior parte dei casi è espressa dalla formula generale C N(H2O) M (N E M≥ 4). I carboidrati si dividono in monosaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi.
Monosaccaridi- i carboidrati semplici, a seconda del numero di atomi di carbonio, si dividono in triosi (3), tetrosi (4), pentosi (5), esosi (6) ed eptosi (7 atomi). I più comuni sono i pentosi e gli esosi. Proprietà dei monosaccaridi- si dissolve facilmente in acqua, cristallizza, ha un sapore dolce e può presentarsi sotto forma di isomeri α o β.
Ribosio e desossiribosio appartengono al gruppo dei pentosi, fanno parte dei nucleotidi dell'RNA e del DNA, dei trifosfati ribonucleosidici e dei trifosfati desossiribonucleosidici, ecc. Il desossiribosio (C 5 H 10 O 4) differisce dal ribosio (C 5 H 10 O 5) in quanto al secondo atomo di carbonio ha un atomo di idrogeno, piuttosto che un gruppo ossidrile come il ribosio.
Glucosio o zucchero d'uva(C 6 H 12 O 6), appartiene al gruppo degli esosi, può esistere sotto forma di α-glucosio o β-glucosio. La differenza tra questi isomeri spaziali è che nel primo atomo di carbonio dell'α-glucosio il gruppo idrossile si trova sotto il piano dell'anello, mentre nel β-glucosio è sopra il piano.
Il glucosio è:
- uno dei monosaccaridi più comuni,
- la fonte di energia più importante per tutti i tipi di lavoro che si verificano nella cellula (questa energia viene rilasciata durante l'ossidazione del glucosio durante la respirazione),
- monomero di molti oligosaccaridi e polisaccaridi,
- una componente essenziale del sangue.
Fruttosio o zucchero della frutta, appartiene al gruppo degli esosi, più dolci del glucosio, presenti in forma libera nel miele (più del 50%) e nella frutta. È un monomero di molti oligosaccaridi e polisaccaridi.
Oligosaccaridi- carboidrati formati a seguito di una reazione di condensazione tra diverse (da due a dieci) molecole di monosaccaridi. A seconda del numero di residui monosaccaridi, si distinguono disaccaridi, trisaccaridi, ecc. I disaccaridi sono i più comuni. Proprietà degli oligosaccaridi- sciogliersi in acqua, cristallizzare, il sapore dolce diminuisce all'aumentare del numero di residui monosaccaridici. Il legame che si forma tra due monosaccaridi si chiama glicosidico.
Saccarosio, o zucchero di canna, o di barbabietola, è un disaccaride costituito da residui di glucosio e fruttosio. Contenuto nei tessuti vegetali. È un prodotto alimentare (nome comune - zucchero). Nell'industria, il saccarosio viene prodotto dalla canna da zucchero (gli steli ne contengono il 10-18%) o dalle barbabietole da zucchero (gli ortaggi a radice contengono fino al 20% di saccarosio).
Maltosio o zucchero di malto, è un disaccaride costituito da due residui di glucosio. Presente nei semi di cereali in germinazione.
Lattosio o zucchero del latte, è un disaccaride costituito da residui di glucosio e galattosio. Presente nel latte di tutti i mammiferi (2-8,5%).
Polisaccaridi- questi sono carboidrati formati come risultato della reazione di policondensazione di molte (diverse dozzine o più) molecole di monosaccaridi. Proprietà dei polisaccaridi— non si dissolvono o si dissolvono poco in acqua, non formano cristalli di forma chiara e non hanno un sapore dolce.
Amido(C6H10O5) N- un polimero il cui monomero è α-glucosio. Le catene polimeriche dell'amido contengono regioni ramificate (amilopectina, legami 1,6-glicosidici) e regioni non ramificate (amilosio, legami 1,4-glicosidici). L'amido è il principale carboidrato di riserva delle piante, è uno dei prodotti della fotosintesi e si accumula in semi, tuberi, rizomi e bulbi. Il contenuto di amido nei chicchi di riso arriva fino all'86%, nel grano fino al 75%, nel mais fino al 72% e nei tuberi di patata fino al 25%. L'amido è il principale carboidrato cibo umano (enzima digestivo - amilasi).
Glicogeno(C6H10O5) N- un polimero il cui monomero è anche α-glucosio. Le catene polimeriche del glicogeno assomigliano alle regioni dell'amilopectina dell'amido, ma a differenza di esse si ramificano ancora di più. Il glicogeno è il principale carboidrato di riserva degli animali, in particolare dell'uomo. Si accumula nel fegato (contenuto fino al 20%) e nei muscoli (fino al 4%) ed è una fonte di glucosio.
(C6H10O5) N- un polimero il cui monomero è il β-glucosio. Le catene polimeriche della cellulosa non si ramificano (legami β-1,4-glicosidici). Il principale polisaccaride strutturale delle pareti cellulari vegetali. Il contenuto di cellulosa nel legno arriva fino al 50%, nelle fibre di semi di cotone fino al 98%. La cellulosa non viene scomposta dai succhi digestivi umani, perché manca l'enzima cellulasi, che rompe i legami tra i β-glucosi.
Inulina- un polimero il cui monomero è il fruttosio. Riserva di carboidrati delle piante della famiglia delle Asteraceae.
Glicolipidi- sostanze complesse formate come risultato della combinazione di carboidrati e lipidi.
Glicoproteine- sostanze complesse formate combinando carboidrati e proteine.
Funzioni dei carboidrati
Struttura e funzioni dei lipidi
Lipidi non hanno una sola caratteristica chimica. Nella maggior parte dei benefici, dare determinazione dei lipidi, dicono che questo è un gruppo collettivo di composti organici insolubili in acqua che possono essere estratti dalla cellula con solventi organici: etere, cloroformio e benzene. I lipidi possono essere suddivisi in semplici e complessi.
Lipidi semplici La maggior parte sono rappresentati da esteri di acidi grassi superiori e alcol trivalente glicerolo - trigliceridi. Acidi grassi hanno: 1) un gruppo uguale per tutti gli acidi - un gruppo carbossilico (-COOH) e 2) un radicale per il quale differiscono l'uno dall'altro. Il radicale è una catena di numeri variabili (da 14 a 22) di gruppi -CH 2 -. A volte un radicale di acido grasso contiene uno o più doppi legami (-CH=CH-), ad esempio l'acido grasso è chiamato insaturo. Se un acido grasso non ha doppi legami, viene chiamato ricco. Quando si forma un trigliceride, ciascuno dei tre gruppi ossidrili del glicerolo subisce una reazione di condensazione con un acido grasso per formare tre legami estere.
Se prevalgono i trigliceridi acidi grassi saturi, poi a 20°C sono solidi; vengono chiamati grassi, sono caratteristici delle cellule animali. Se prevalgono i trigliceridi acidi grassi insaturi, poi a 20 °C sono liquidi; vengono chiamati oli, sono caratteristici delle cellule vegetali.
1 - trigliceride; 2 - legame estere; 3 - acido grasso insaturo;
4 — testa idrofila; 5 - coda idrofobica.
La densità dei trigliceridi è inferiore a quella dell'acqua, quindi galleggiano nell'acqua e si trovano sulla sua superficie.
Includono anche i lipidi semplici cere- esteri di acidi grassi superiori e alcoli ad alto peso molecolare (solitamente con un numero pari di atomi di carbonio).
Lipidi complessi. Questi includono fosfolipidi, glicolipidi, lipoproteine, ecc.
Fosfolipidi- trigliceridi in cui un residuo di acido grasso è sostituito da un residuo di acido fosforico. Partecipa alla formazione delle membrane cellulari.
Glicolipidi- vedi sopra.
Lipoproteine- sostanze complesse formate come risultato della combinazione di lipidi e proteine.
Lipidi- sostanze simili ai grassi. Questi includono carotenoidi (pigmenti fotosintetici), ormoni steroidei (ormoni sessuali, mineralcorticoidi, glucocorticoidi), gibberelline (sostanze per la crescita delle piante), vitamine liposolubili (A, D, E, K), colesterolo, canfora, ecc.
Funzioni dei lipidi
| Funzione | Esempi e spiegazioni |
|---|---|
| Energia | La funzione principale dei trigliceridi. Quando 1 g di lipidi viene scomposto, vengono rilasciati 38,9 kJ. |
| Strutturale | Fosfolipidi, glicolipidi e lipoproteine partecipano alla formazione delle membrane cellulari. |
| Magazzinaggio | I grassi e gli oli sono sostanze nutritive di riserva negli animali e nelle piante. Importante per gli animali che vanno in letargo durante la stagione fredda o che effettuano lunghi viaggi in zone dove non sono presenti fonti di cibo. Gli oli di semi vegetali sono necessari per fornire energia alla piantina. |
| Protettivo | Strati di grasso e capsule di grasso forniscono un'ammortizzazione per gli organi interni. Strati di cera vengono utilizzati come rivestimento idrorepellente su piante e animali. |
| Isolamento termico | Il tessuto adiposo sottocutaneo impedisce il deflusso del calore nello spazio circostante. Importante per i mammiferi acquatici o per i mammiferi che vivono in climi freddi. |
| Normativa | Le gibberelline regolano la crescita delle piante. L'ormone sessuale testosterone è responsabile dello sviluppo dei caratteri sessuali secondari maschili. L'ormone sessuale estrogeno è responsabile dello sviluppo dei caratteri sessuali secondari femminili e regola il ciclo mestruale. I mineralcorticoidi (aldosterone, ecc.) controllano il metabolismo del sale marino. I glucocorticoidi (cortisolo, ecc.) partecipano alla regolazione del metabolismo dei carboidrati e delle proteine. |
| Fonte d'acqua metabolica | Quando 1 kg di grasso viene ossidato, vengono rilasciati 1,1 kg di acqua. Importante per gli abitanti del deserto. |
| Catalitico | Le vitamine liposolubili A, D, E, K sono cofattori degli enzimi, ad es. Queste stesse vitamine non hanno attività catalitica, ma senza di esse gli enzimi non possono svolgere le loro funzioni. |
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Lezione 3. Carboidrati, lipidiCarboidrati. I carboidrati, o saccaridi, sono sostanze organiche contenenti carbonio, ossigeno e idrogeno. La composizione chimica dei carboidrati è caratterizzata dalla loro formula generale C m (H 2 O) n, dove m ≥ n. I carboidrati costituiscono circa l'1% della massa delle cellule animali e nelle cellule del fegato e dei muscoli fino al 5%. Le cellule vegetali sono le più ricche di carboidrati (fino al 90%). Il numero di atomi di idrogeno nelle molecole di carboidrati è solitamente il doppio del numero di atomi di ossigeno (cioè lo stesso di una molecola d'acqua). Da qui il nome: carboidrati. Esistono due gruppi di carboidrati: semplici e complessi. Carboidrati semplici. Vengono chiamati i carboidrati semplici monosaccaridi, poiché non si idrolizzano durante la digestione, a differenza di quelli complessi, che durante l'idrolisi si decompongono per formare monosaccaridi. La formula generale degli zuccheri semplici è (CH 2 O) n, dove n ≥ 3. A seconda del numero di atomi di carbonio presenti nella molecola si distinguono i monosaccaridi: triosi (3C), tetrosi (4C), pentosi (5C), esosi (6C), eptosi (7C). In natura i più diffusi sono i pentosi e gli esosi. IN
Riso. . Pentosi:
1 - ribosio; 2 - desossiribosio.
I monosaccaridi più importanti: dai pentosi - ribosio (C 5 H 10 O 5) e desossiribosio (C 5 H 10 O 4), che fanno parte dei nucleotidi DNA, RNA e ATP. Il desossiribosio differisce dal ribosio in quanto ha un atomo di idrogeno nel secondo atomo di carbonio, piuttosto che un gruppo ossidrile come il ribosio. E
Riso. . Struttura lineare e ciclica della molecola di glucosio.
Gli esosi più comuni sono glucosio, fruttosio e galattosio (formula generale C 6 H 12 O 6). Glucosio (zucchero d'uva)è la fonte primaria di energia per le cellule. Parte dei carboidrati complessi. Un componente essenziale del sangue. Una diminuzione della sua quantità porta all'interruzione immediata del funzionamento delle cellule nervose e muscolari. Nelle cellule regola la pressione osmotica. Fruttosio si trova liberamente nella frutta. Ce n'è soprattutto molto nel miele e nella frutta. Significativamente più dolce del glucosio e di altri zuccheri. Fa parte degli oligo e dei polisaccaridi ed è coinvolto nel mantenimento del turgore delle cellule vegetali. Galattosio– anche un isomero spaziale del glucosio. Insieme al glucosio costituiscono il disaccaride più importante del latte - lattosio, chiamato zucchero del latte. Facilmente convertito in glucosio. M
Riso. . Isomeri del glucosio:
1 - isomero ; 2 - -isomero.
Le olecole monosaccaridiche possono assumere la forma di catene diritte o strutture cicliche (Fig.). Per i pentosi e gli esosi la struttura ciclica è più caratteristica; le molecole lineari sono molto rare; Molecole di disaccaridi e polisaccaridi sono formate anche da forme cicliche di monosaccaridi. I monosaccaridi possono essere presentati sotto forma di isomeri e (Fig.). Il gruppo idrossile nel primo atomo di carbonio può trovarsi sia sotto il piano del ciclo (isomero ) che sopra di esso (isomero ), gli isomeri formano molecole di amido e glicogeno, gli isomeri formano la cellulosa : basso peso molecolare, sapore dolce, si dissolve facilmente in acqua, cristallizza, appartiene agli zuccheri riduttori (riduttori). Carboidrati complessi. I carboidrati complessi sono quelli le cui molecole si scompongono durante l'idrolisi per formare monosaccaridi. La loro composizione è espressa dalla formula generale Cm(H 2 O)n, dove m>n. I carboidrati complessi si dividono in oligosaccaridi E polisaccaridi.DI
Riso. . Formazione di disaccaridi.
Ligosaccaridi . Gli oligosaccaridi sono carboidrati complessi contenenti da 2 a 10 residui di monosaccaridi. A seconda del numero di residui monosaccaridi inclusi nelle molecole di oligosaccaridi, si distinguono disaccaridi, trisaccaridi, tetrasaccaridi, ecc. I più diffusi in natura sono i disaccaridi. Disaccaridi– oligosaccaridi, le cui molecole sono formate da due residui monosaccaridici. I disaccaridi si formano come risultato della condensazione di due monosaccaridi (il più delle volte esosi) (Fig.). Il legame che avviene tra due monosaccaridi si chiama glicosidico. Di solito si forma tra il 1° e il 4° atomo di carbonio di unità monosaccaridiche adiacenti - Legame 1,4-glicosidico. I disaccaridi più importanti sono maltosio, lattosio e saccarosio. Maltosio (zucchero di malto)è costituito da due residui di α-glucosio. Il disaccaride è altamente solubile in acqua. Formato a seguito della reazione di condensazione di due molecole di α-glucosio o da un enzima maltasi durante l'idrolisi dell'amido. Saccarosio (canna, zucchero di barbabietola)è costituito da residui di α-glucosio e fruttosio. Facilmente solubile in acqua. Ampiamente distribuito nelle piante. I carboidrati formati durante la fotosintesi escono dalle foglie sotto forma di saccarosio.. Il saccarosio viene facilmente convertito in amido e glicogeno. Svolge un ruolo enorme nella nutrizione degli animali e degli esseri umani. Il saccarosio si ottiene principalmente dalla barbabietola da zucchero e dalla canna da zucchero.
Riso. . I disaccaridi più importanti
Lattosio (zucchero del latte) formato dai resti galattosio e -glucosio. Scarsamente solubile in acqua. Incluso nel latte. È una fonte di energia per i giovani mammiferi. Trovato in forma libera in alcune piante. Viene utilizzato nell'industria microbiologica per la preparazione di terreni nutritivi Proprietà degli oligosaccaridi: peso molecolare relativamente basso (diverse centinaia), buona solubilità in acqua, facile da cristallizzare, solitamente hanno un sapore dolce, possono essere riducenti o non riducenti. . Polisaccaridi. Sostanze organiche ad alto peso molecolare, biopolimeri, i cui monomeri sono carboidrati semplici. Molto spesso, il monomero dei polisaccaridi è il glucosio, a volte il galattosio e altri zuccheri. Di norma i polisaccaridi contengono diverse centinaia di unità monomeriche. P
Fig.267. Formazione di un polisaccaride ramificato.
Gli olisaccaridi si formano a seguito di una reazione di policondensazione (Fig.). Se in una molecola di polisaccaride sono presenti solo legami 1,4-glicosidici, si forma un polimero lineare e non ramificato (cellulosa). Se sono presenti entrambi i legami 1,4 e 1,6-glicosidici, il polimero sarà ramificato (glicogeno). Il legame 1,6-glicosidico si forma tra residui monosaccaridici che fanno parte di diverse catene lineari. I polisaccaridi più importanti sono amido, glicogeno, cellulosa, chitina, mureina. Amido– il principale carboidrato di riserva delle piante. Formula generale (C 6 H 10 O 5) n, dove n è il numero di residui di α-glucosio. Insolubile in acqua fredda. In acqua calda forma una soluzione le cui proprietà ricordano quella colloidale (pasta di amido). La molecola di amido è composta per circa il 20% da amilosio e l'80% di amilopectina. Le catene lineari di amilosio sono costituite da diverse migliaia di residui di glucosio e sono in grado di avvolgersi a spirale in una forma più compatta. L'amilopectina si ramifica intensamente e questo ne garantisce la compattezza.
Riso. . Formazione di una molecola di trigliceride.
La maggior parte degli acidi grassi contiene nella coda un numero pari di atomi di carbonio, da 14 a 22 (più spesso 16 o 18). Inoltre, la coda degli idrocarburi può contenere un numero variabile di doppi legami. In base alla presenza o all'assenza di doppi legami nella coda dell'idrocarburo, si distinguono acidi grassi saturi, che non contengono doppi legami nella coda degli idrocarburi e acidi grassi insaturi che hanno doppi legami tra gli atomi di carbonio (-CH=CH-). Se gli acidi grassi saturi predominano nei trigliceridi, allora sono solidi a temperatura ambiente (grassi), se insaturi - liquidi (oli). La densità dei grassi è inferiore a quella dell'acqua, quindi nell'acqua galleggiano e si trovano in superficie. Cera– un gruppo di lipidi semplici, che sono esteri di acidi grassi superiori e alcoli ad alto peso molecolare. Si trovano sia nel regno animale che in quello vegetale, dove svolgono principalmente funzioni protettive. Nelle piante, ad esempio, ricoprono foglie, steli e frutti con uno strato sottile, proteggendoli dalla bagnatura con acqua e dalla penetrazione di microrganismi. La durata di conservazione della frutta dipende dalla qualità del rivestimento in cera. Il miele viene conservato sotto la copertura della cera d'api e le larve si sviluppano. Ai lipidi complessi includere fosfolipidi, g
Riso. 269. Molecola fosfolipidica
Licolipidi, lipoproteine, steroidi, ormoni steroidei, vitamine A, D, E, K. F
Riso. . Doppio strato fosfolipidico
formazione di membrane
Gli osfolipidi sono esteri di alcoli polivalenti con acidi grassi superiori, contenenti un residuo di acido fosforico (Fig.). A volte possono essere associati gruppi aggiuntivi (basi azotate, amminoacidi). Di norma, una molecola di fosfolipide contiene due residui di acidi grassi superiori e un residuo di acido fosforico. I fosfolipidi sono presenti in tutte le cellule degli esseri viventi, partecipano principalmente alla formazione del doppio strato fosfolipidico delle membrane cellulari: i residui di acido fosforico sono idrofili e sempre diretti verso la superficie esterna ed interna della membrana, e le code idrofobiche sono dirette l'una verso l'altra all'interno la membrana. Glicolipidi- Questi sono derivati dei carboidrati dei lipidi. Le loro molecole, insieme all'alcool polivalente e agli acidi grassi superiori, contengono anche carboidrati. Sono localizzati principalmente sulla superficie esterna della membrana plasmatica, dove i loro componenti carboidratici sono inclusi tra gli altri carboidrati della superficie cellulare. Lipoproteine– molecole lipidiche associate alle proteine. Ce ne sono molti nelle membrane, le proteine possono penetrare attraverso la membrana, si trovano sotto o sopra la membrana e possono essere immerse nel doppio strato lipidico a diverse profondità. Lipidi- sostanze simili ai grassi. Questi includono steroidi(colesterolo, diffuso nei tessuti animali, e suoi derivati - ormoni della corteccia surrenale - mineralcorticoidi, glucocorticoidi, estradiolo e testosterone - ormoni sessuali femminili e maschili, rispettivamente). I lipoidi comprendono i terpeni (oli essenziali da cui dipende l'odore delle piante), le gibberelline (sostanze per la crescita delle piante), alcuni pigmenti (clorofilla, bilirubina), le vitamine liposolubili (A, D, E, K). Funzioni dei lipidi.
| Esempi e spiegazioni |
|
| Energia | La funzione principale dei trigliceridi. Quando 1 g di lipidi viene scomposto, vengono rilasciati 38,9 kJ |
| Strutturale | Fosfolipidi, glicolipidi e lipoproteine partecipano alla formazione delle membrane cellulari. |
| Magazzinaggio | I grassi e gli oli sono sostanze nutritive di riserva negli animali e nelle piante. Importante per gli animali che vanno in letargo durante la stagione fredda o che effettuano lunghi viaggi in zone dove non sono presenti fonti di cibo Gli oli di semi vegetali sono necessari per fornire energia alla piantina. |
| Protettivo | Strati di grasso e capsule di grasso forniscono un'ammortizzazione per gli organi interni. Strati di cera vengono utilizzati come rivestimento idrorepellente su piante e animali. |
| Isolamento termico | Il tessuto adiposo sottocutaneo impedisce il deflusso del calore nello spazio circostante. Importante per i mammiferi acquatici o per i mammiferi che vivono in climi freddi. |
| Normativa | Le gibberelline regolano la crescita delle piante. L'ormone sessuale testosterone è responsabile dello sviluppo dei caratteri sessuali secondari maschili. L'ormone sessuale estrogeno è responsabile dello sviluppo dei caratteri sessuali secondari femminili e regola il ciclo mestruale. I mineralcorticoidi (aldosterone, ecc.) controllano il metabolismo del sale marino. I glucocorticoidi (cortisolo, ecc.) partecipano alla regolazione del metabolismo dei carboidrati e delle proteine. |
| Fonte d'acqua metabolica | Quando 1 kg di grasso viene ossidato, vengono rilasciati 1,1 kg di acqua. Importante per gli abitanti del deserto. |
| Catalitico | Le vitamine liposolubili A, D, E, K sono cofattori di enzimi, cioè queste vitamine stesse non hanno attività catalitica, ma senza di esse gli enzimi non possono svolgere le loro funzioni. |
La necessità di sviluppare materiali sulla nutrizione per gli scolari è dettata dai dati deprimenti sullo stato di salute degli scolari moderni e dalla mancanza di una cultura nutrizionale come componente di uno stile di vita sano.
Struttura, esempi e funzioni dei carboidrati
Carboidrati- composti organici, la cui composizione nella maggior parte dei casi è espressa dalla formula generale C N(H2O) M (N E M≥ 4). I carboidrati si dividono in monosaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi.
Monosaccaridi- i carboidrati semplici, a seconda del numero di atomi di carbonio, si dividono in triosi (3), tetrosi (4), pentosi (5), esosi (6) ed eptosi (7 atomi). I più comuni sono i pentosi e gli esosi. Proprietà dei monosaccaridi- si dissolve facilmente in acqua, cristallizza, ha un sapore dolce e può presentarsi sotto forma di isomeri α o β.
Ribosio e desossiribosio appartengono al gruppo dei pentosi, fanno parte dei nucleotidi dell'RNA e del DNA, dei trifosfati ribonucleosidici e dei trifosfati desossiribonucleosidici, ecc. Il desossiribosio (C 5 H 10 O 4) differisce dal ribosio (C 5 H 10 O 5) in quanto al secondo atomo di carbonio ha un atomo di idrogeno, piuttosto che un gruppo ossidrile come il ribosio.
Glucosio o zucchero d'uva(C 6 H 12 O 6), appartiene al gruppo degli esosi, può esistere sotto forma di α-glucosio o β-glucosio. La differenza tra questi isomeri spaziali è che nel primo atomo di carbonio dell'α-glucosio il gruppo idrossile si trova sotto il piano dell'anello, mentre nel β-glucosio è sopra il piano.
Il glucosio è:
- uno dei monosaccaridi più comuni,
- la fonte di energia più importante per tutti i tipi di lavoro che si verificano nella cellula (questa energia viene rilasciata durante l'ossidazione del glucosio durante la respirazione),
- monomero di molti oligosaccaridi e polisaccaridi,
- una componente essenziale del sangue.
Fruttosio o zucchero della frutta, appartiene al gruppo degli esosi, più dolci del glucosio, presenti in forma libera nel miele (più del 50%) e nella frutta. È un monomero di molti oligosaccaridi e polisaccaridi.
Oligosaccaridi- carboidrati formati a seguito di una reazione di condensazione tra diverse (da due a dieci) molecole di monosaccaridi. A seconda del numero di residui monosaccaridi, si distinguono disaccaridi, trisaccaridi, ecc. I disaccaridi sono i più comuni. Proprietà degli oligosaccaridi- sciogliersi in acqua, cristallizzare, il sapore dolce diminuisce all'aumentare del numero di residui monosaccaridici. Il legame che si forma tra due monosaccaridi si chiama glicosidico.
Saccarosio, o zucchero di canna, o di barbabietola, è un disaccaride costituito da residui di glucosio e fruttosio. Contenuto nei tessuti vegetali. È un prodotto alimentare (nome comune - zucchero). A livello industriale, il saccarosio viene prodotto dalla canna da zucchero (gli steli ne contengono il 10-18%) o dalle barbabietole da zucchero (gli ortaggi a radice contengono fino al 20% di saccarosio).
Maltosio o zucchero di malto, è un disaccaride costituito da due residui di glucosio. Presente nei semi di cereali in germinazione.
Lattosio o zucchero del latte, è un disaccaride costituito da residui di glucosio e galattosio. Presente nel latte di tutti i mammiferi (2–8,5%).
Polisaccaridi- questi sono carboidrati formati come risultato della reazione di policondensazione di molte (diverse dozzine o più) molecole di monosaccaridi. Proprietà dei polisaccaridi- non si sciolgono o si dissolvono male in acqua, non formano cristalli ben formati e non hanno sapore dolce.
Amido(C6H10O5) N- un polimero il cui monomero è α-glucosio. Le catene polimeriche dell'amido contengono regioni ramificate (amilopectina, legami 1,6-glicosidici) e regioni non ramificate (amilosio, legami 1,4-glicosidici). L'amido è il principale carboidrato di riserva delle piante, è uno dei prodotti della fotosintesi e si accumula in semi, tuberi, rizomi e bulbi. Il contenuto di amido nei chicchi di riso arriva fino all'86%, nel grano - fino al 75%, nel mais - fino al 72%, nei tuberi di patata - fino al 25%. L'amido è il principale carboidrato cibo umano (enzima digestivo - amilasi).
Glicogeno(C6H10O5) N- un polimero il cui monomero è anche α-glucosio. Le catene polimeriche del glicogeno assomigliano alle regioni dell'amilopectina dell'amido, ma a differenza di esse si ramificano ancora di più. Il glicogeno è il principale carboidrato di riserva degli animali, in particolare dell'uomo. Si accumula nel fegato (contenuto fino al 20%) e nei muscoli (fino al 4%) ed è una fonte di glucosio.
(C6H10O5) N- un polimero il cui monomero è il β-glucosio. Le catene polimeriche della cellulosa non si ramificano (legami β-1,4-glicosidici). Il principale polisaccaride strutturale delle pareti cellulari vegetali. Il contenuto di cellulosa nel legno arriva fino al 50%, nelle fibre di semi di cotone fino al 98%. La cellulosa non viene scomposta dai succhi digestivi umani, perché manca l'enzima cellulasi, che rompe i legami tra i β-glucosi.
Inulina- un polimero il cui monomero è il fruttosio. Riserva di carboidrati delle piante della famiglia delle Asteraceae.
Glicolipidi- sostanze complesse formate come risultato della combinazione di carboidrati e lipidi.
Glicoproteine- sostanze complesse formate combinando carboidrati e proteine.
Funzioni dei carboidrati
| Funzione | Esempi e spiegazioni |
|---|---|
| Energia | La principale fonte di energia per tutti i tipi di lavoro che si verificano nelle cellule. Quando 1 g di carboidrati viene scomposto, vengono rilasciati 17,6 kJ. |
| Strutturale | La parete cellulare delle piante è fatta di cellulosa, quella dei batteri è fatta di mureina, quella dei funghi e il tegumento degli artropodi è fatto di chitina. |
| Magazzinaggio | Il carboidrato di riserva negli animali e nei funghi è il glicogeno, nelle piante è l'amido e l'inulina. |
| Protettivo | Il muco protegge l'intestino e i bronchi dai danni meccanici. L'eparina previene la coagulazione del sangue negli animali e nell'uomo. |
Struttura e funzioni dei lipidi
Lipidi non hanno una sola caratteristica chimica. Nella maggior parte dei benefici, dare determinazione dei lipidi, dicono che questo è un gruppo collettivo di composti organici insolubili in acqua che possono essere estratti dalla cellula con solventi organici: etere, cloroformio e benzene. I lipidi possono essere suddivisi in semplici e complessi.
Lipidi semplici La maggior parte sono rappresentati da esteri di acidi grassi superiori e alcol trivalente glicerolo - trigliceridi. Acidi grassi hanno: 1) un gruppo uguale per tutti gli acidi - un gruppo carbossilico (–COOH) e 2) un radicale per il quale differiscono l'uno dall'altro. Il radicale è una catena di numeri variabili (da 14 a 22) di gruppi –CH 2 –. A volte un radicale di acido grasso contiene uno o più doppi legami (–CH=CH–), ad esempio l'acido grasso è chiamato insaturo. Se un acido grasso non ha doppi legami, viene chiamato ricco. Quando si forma un trigliceride, ciascuno dei tre gruppi ossidrili del glicerolo subisce una reazione di condensazione con un acido grasso per formare tre legami estere.
Se prevalgono i trigliceridi acidi grassi saturi, poi a 20°C sono solidi; vengono chiamati grassi, sono caratteristici delle cellule animali. Se prevalgono i trigliceridi acidi grassi insaturi, poi a 20 °C sono liquidi; vengono chiamati oli, sono caratteristici delle cellule vegetali.
1 - trigliceride; 2 - legame estere; 3 - acido grasso insaturo; 4 - testa idrofila; 5 - coda idrofobica.
La densità dei trigliceridi è inferiore a quella dell'acqua, quindi galleggiano nell'acqua e si trovano sulla sua superficie.
Includono anche i lipidi semplici cere- esteri di acidi grassi superiori e alcoli ad alto peso molecolare (solitamente con un numero pari di atomi di carbonio).
Lipidi complessi. Questi includono fosfolipidi, glicolipidi, lipoproteine, ecc.
Fosfolipidi- trigliceridi in cui un residuo di acido grasso è sostituito da un residuo di acido fosforico. Partecipa alla formazione delle membrane cellulari.
Glicolipidi- vedi sopra.
Lipoproteine- sostanze complesse formate come risultato della combinazione di lipidi e proteine.
Lipidi- sostanze simili ai grassi. Questi includono carotenoidi (pigmenti fotosintetici), ormoni steroidei (ormoni sessuali, mineralcorticoidi, glucocorticoidi), gibberelline (sostanze per la crescita delle piante), vitamine liposolubili (A, D, E, K), colesterolo, canfora, ecc.
Funzioni dei lipidi
| Funzione | Esempi e spiegazioni |
|---|---|
| Energia | La funzione principale dei trigliceridi. Quando 1 g di lipidi viene scomposto, vengono rilasciati 38,9 kJ. |
| Strutturale | Fosfolipidi, glicolipidi e lipoproteine partecipano alla formazione delle membrane cellulari. |
| Magazzinaggio | I grassi e gli oli sono sostanze nutritive di riserva negli animali e nelle piante. Importante per gli animali che vanno in letargo durante la stagione fredda o che effettuano lunghi viaggi in zone dove non sono presenti fonti di cibo. Gli oli di semi vegetali sono necessari per fornire energia alla piantina. |
| Protettivo | Strati di grasso e capsule di grasso forniscono un'ammortizzazione per gli organi interni. Strati di cera vengono utilizzati come rivestimento idrorepellente su piante e animali. |
| Isolamento termico | Il tessuto adiposo sottocutaneo impedisce il deflusso del calore nello spazio circostante. Importante per i mammiferi acquatici o per i mammiferi che vivono in climi freddi. |
| Normativa | Le gibberelline regolano la crescita delle piante. L'ormone sessuale testosterone è responsabile dello sviluppo dei caratteri sessuali secondari maschili. L'ormone sessuale estrogeno è responsabile dello sviluppo dei caratteri sessuali secondari femminili e regola il ciclo mestruale. I mineralcorticoidi (aldosterone, ecc.) controllano il metabolismo del sale marino. I glucocorticoidi (cortisolo, ecc.) partecipano alla regolazione del metabolismo dei carboidrati e delle proteine. |
| Fonte d'acqua metabolica | Quando 1 kg di grasso viene ossidato, vengono rilasciati 1,1 kg di acqua. Importante per gli abitanti del deserto. |
| Catalitico | Le vitamine liposolubili A, D, E, K sono cofattori degli enzimi, ad es. Queste stesse vitamine non hanno attività catalitica, ma senza di esse gli enzimi non possono svolgere le loro funzioni. |
La formula generale è Cn (H2O)n: i carboidrati contengono solo tre elementi chimici.
Tavolo. Confronto delle classi di carboidrati.
Carboidrati idrosolubili.
Monosaccaridi:
glucosio– la principale fonte di energia per la respirazione cellulare;
fruttosio– parte integrante del nettare dei fiori e dei succhi di frutta;
ribosio e desossiribosio– elementi strutturali dei nucleotidi, che sono monomeri di RNA e DNA.
Disaccaridi:
saccarosio(glucosio + fruttosio) – il principale prodotto della fotosintesi trasportato nelle piante;
lattosio(glucosio + galattosio) – parte del latte dei mammiferi;
maltosio(glucosio + glucosio) è una fonte di energia nei semi in germinazione.
Funzioni dei carboidrati solubili :
- trasporto,
- protettivo,
- segnale,
- energia.
Carboidrati insolubili
polimero
:
amido,
glicogeno,
cellulosa,
chitina.
Funzioni dei carboidrati polimerici :
- strutturale,
- immagazzinare,
- energia,
- protettivo.
Amido è costituito da molecole a spirale ramificate che formano sostanze di riserva nei tessuti vegetali.
Cellulosa – un polimero formato da residui di glucosio costituito da più catene diritte parallele collegate da legami idrogeno. Questa struttura impedisce la penetrazione dell'acqua e garantisce la stabilità delle membrane di cellulosa delle cellule vegetali.
Chitina è costituito da aminoderivati del glucosio. Il principale elemento strutturale del tegumento degli artropodi e delle pareti cellulari dei funghi.
Glicogeno - sostanza di riserva di una cellula animale.
Tavolo. I carboidrati più comuni.
Tabella. Principali funzioni dei carboidrati.
Lipidi.
Lipidi– esteri degli acidi grassi e del glicerolo. Insolubile in acqua, ma solubile in solventi non polari. Presente in tutte le cellule. I lipidi sono costituiti da atomi di idrogeno, ossigeno e carbonio.
Funzioni dei lipidi :
Magazzinaggio
– i grassi sono immagazzinati nei tessuti degli animali vertebrati.
Energia
– metà dell’energia consumata dalle cellule dei vertebrati a riposo si forma a seguito dell’ossidazione dei grassi. I grassi vengono utilizzati anche come fonte d'acqua. L'effetto energetico derivante dalla scomposizione di 1 g di grasso è di 39 kJ, ovvero il doppio dell'effetto energetico derivante dalla scomposizione di 1 g di glucosio o proteine.
Protettivo
– lo strato di grasso sottocutaneo protegge il corpo dai danni meccanici.
Strutturale
– I fosfolipidi fanno parte delle membrane cellulari.
Isolamento termico
– il grasso sottocutaneo aiuta a trattenere il calore.
Isolante elettrico
– la mielina, secreta dalle cellule di Schwann (formano le guaine delle fibre nervose), isola alcuni neuroni, il che accelera notevolmente la trasmissione degli impulsi nervosi.
Nutriente
– alcune sostanze di tipo lipidico aiutano a costruire la massa muscolare e a mantenere il tono corporeo.
Lubrificante
– le cere ricoprono la pelle, la lana, le piume e le proteggono dall’acqua. Le foglie di molte piante sono ricoperte da un rivestimento ceroso; la cera viene utilizzata nella costruzione dei favi.
Ormonale
– ormone surrenale – il cortisone e gli ormoni sessuali sono di natura lipidica.
Tavolo. Funzioni fondamentali dei lipidi.
COMPITI TEMATICI
Parte A
A1. Un monomero polisaccaridico può essere:
1) amminoacido
2) glucosio
3) nucleotide
4) cellulosa
A2. Nelle cellule animali, i carboidrati di riserva sono:
1) cellulosa
2) amido
3) chitina
4) glicogeno
A3. La maggior parte dell'energia verrà rilasciata durante la scissione:
1) 10 g di proteine
2) 10 g di glucosio
3) 10 g di grassi
4) 10 g di amminoacido
A4. Quale funzione non svolgono i lipidi?
1) energia
2) catalitico
3) isolante
4) immagazzinamento
A5. I lipidi possono essere sciolti in:
1) acqua
2) soluzione di sale da cucina
3) acido cloridrico
4) acetone
Parte B
B1. Seleziona le caratteristiche strutturali dei carboidrati
1) sono costituiti da residui di amminoacidi
2) sono costituiti da residui di glucosio
3) sono costituiti da atomi di idrogeno, carbonio e ossigeno
4) alcune molecole hanno una struttura ramificata
5) sono costituiti da residui di acidi grassi e glicerolo
6) sono costituiti da nucleotidi
B2. Seleziona le funzioni che i carboidrati svolgono nel corpo
1) catalitico
2) trasporto
3) segnale
4) costruzione
5) protettivo
6) energia
VZ. Selezionare le funzioni che i lipidi svolgono nella cellula
1) strutturale
2) energia
3) stoccaggio
4) enzimatico
5) segnale
6) trasporto
B4. Abbina il gruppo di composti chimici al loro ruolo nella cellula:
Parte C
C1. Perché il glucosio non si accumula nel corpo, ma si accumulano amido e glicogeno?