Informacja

3.3: Węglowodany - Biologia

3.3: Węglowodany - Biologia



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Czego się nauczysz: Podsumuj rolę, jaką węglowodany odgrywają w układach biologicznych

Czy węglowodany są dla Ciebie dobre? Osobom, które chcą schudnąć, często mówi się, że węglowodany są dla nich złe i należy ich unikać. Jednak węglowodany są ważną częścią ludzkiej diety od tysięcy lat; artefakty ze starożytnych cywilizacji pokazują obecność pszenicy, ryżu i kukurydzy w magazynach naszych przodków.

Węglowodany powinny być uzupełnione białkami, witaminami i tłuszczami, aby były częścią dobrze zbilansowanej diety. Jeśli chodzi o kalorie, gram węglowodanów dostarcza 4,3 Kcal. Dla porównania tłuszcze dostarczają 9 Kcal/g, mniej pożądany stosunek. Węglowodany zawierają pierwiastki rozpuszczalne i nierozpuszczalne; część nierozpuszczalna znana jest jako błonnik, który składa się głównie z celulozy. Włókno ma wiele zastosowań; promuje regularne wypróżnianie poprzez zwiększenie objętości i reguluje tempo zużycia glukozy we krwi. Błonnik pomaga również usuwać z organizmu nadmiar cholesterolu. Dodatkowo posiłek zawierający pełne ziarna i warzywa daje uczucie sytości. Jako bezpośrednie źródło energii, glukoza jest rozkładana podczas procesu oddychania komórkowego, który wytwarza ATP, walutę energetyczną komórki. Bez spożycia węglowodanów dostępność „natychmiastowej energii” byłaby zmniejszona.

Wyeliminowanie węglowodanów z diety nie jest najlepszym sposobem na odchudzanie. Niskokaloryczna dieta bogata w produkty pełnoziarniste, owoce, warzywa i chude mięso, w połączeniu z dużą ilością ćwiczeń i dużą ilością wody, jest rozsądniejszym sposobem na odchudzanie.

cele nauczania

  • Rozróżnij monosacharydy, disacharydy i polisacharydy
  • Zidentyfikuj kilka głównych funkcji węglowodanów

Większość ludzi zna węglowodany, jeden rodzaj makrocząsteczek, zwłaszcza jeśli chodzi o to, co jemy. Aby schudnąć, niektóre osoby stosują diety „niskowęglowodanowe”. W przeciwieństwie do tego sportowcy często „ładują się węglowodanami” przed ważnymi zawodami, aby upewnić się, że mają wystarczająco dużo energii, aby rywalizować na wysokim poziomie. Węglowodany są w rzeczywistości istotną częścią naszej diety; zboża, owoce i warzywa są naturalnymi źródłami węglowodanów. Węglowodany dostarczają organizmowi energii, szczególnie poprzez glukozę, cukier prosty, który jest składnikiem skrobi i składnikiem wielu podstawowych produktów spożywczych. Węglowodany pełnią również inne ważne funkcje u ludzi, zwierząt i roślin.

Struktury molekularne

Węglowodany można przedstawić wzorem (CH2O)n, gdzie n jest liczbą węgli w cząsteczce. Innymi słowy, stosunek węgla do wodoru do tlenu w cząsteczkach węglowodanów wynosi 1:2:1. Ta formuła wyjaśnia również pochodzenie terminu „węglowodan”: składnikami są węgiel („węglowodan”) i składniki wody (stąd „hydrat”). Węglowodany dzieli się na trzy podtypy: monosacharydy, disacharydy i polisacharydy.

Monosacharydy

Monosacharydy (mononukleoza– = „jeden”; sachar– = „słodkie”) to cukry proste, z których najczęstszym jest glukoza. W monosacharydach liczba węgli zwykle waha się od trzech do siedmiu. Większość nazw monosacharydów kończy się sufiksem –ose. Jeśli cukier ma grupę aldehydową (grupę funkcyjną o strukturze R-CHO), nazywa się go aldozą, a jeśli ma grupę ketonową (grupę funkcyjną o strukturze RC(=O)R′), to jest znany jako ketoza. W zależności od liczby węgli w cukrze, mogą one być również znane jako triozy (trzy węgle), pentozy (pięć węgli) lub heksozy (sześć węgli). Patrz Figura 1 dla ilustracji monosacharydów.

Wzór chemiczny glukozy to C6h12O6. U ludzi glukoza jest ważnym źródłem energii. Podczas oddychania komórkowego z glukozy uwalniana jest energia, która jest wykorzystywana do wytwarzania adenozynotrójfosforanu (ATP). Rośliny syntetyzują glukozę za pomocą dwutlenku węgla i wody, a glukoza z kolei jest wykorzystywana do zaspokojenia potrzeb energetycznych rośliny. Nadmiar glukozy jest często przechowywany w postaci skrobi, która jest katabolizowana (rozkład większych cząsteczek przez komórki) przez ludzi i inne zwierzęta żywiące się roślinami.

Galaktoza i fruktoza to inne powszechne monosacharydy — galaktoza znajduje się w cukrach mleka, a fruktoza w cukrach owoców. Chociaż glukoza, galaktoza i fruktoza mają ten sam wzór chemiczny (C6h12O6), różnią się strukturalnie i chemicznie (i są znane jako izomery) ze względu na różne rozmieszczenie grup funkcyjnych wokół asymetrycznego węgla; wszystkie te monosacharydy mają więcej niż jeden asymetryczny węgiel.

Monosacharydy mogą istnieć jako łańcuch liniowy lub cząsteczki w kształcie pierścienia; w roztworach wodnych zwykle występują w postaci pierścieni.

Disacharydy

Disacharydy (di– = „dwa”) tworzą się, gdy dwa monosacharydy przechodzą reakcję dehydratacji (znaną również jako reakcja kondensacji lub synteza dehydratacji). Podczas tego procesu grupa hydroksylowa jednego monosacharydu łączy się z wodorem innego monosacharydu, uwalniając cząsteczkę wody i tworząc wiązanie kowalencyjne (rysunek 2).

Typowe disacharydy obejmują laktozę, maltozę i sacharozę. Laktoza jest dwucukrem składającym się z monomerów glukozy i galaktozy. Występuje naturalnie w mleku. Maltoza lub cukier słodowy to dwucukier powstały w wyniku reakcji odwodnienia między dwiema cząsteczkami glukozy. Najpopularniejszym disacharydem jest sacharoza, czyli cukier stołowy, który składa się z monomerów glukozy i fruktozy.

Polisacharydy

Długi łańcuch monosacharydów połączony wiązaniami kowalencyjnymi jest znany jako polisacharyd (poli– = „wiele”). Łańcuch może być rozgałęziony lub nierozgałęziony i może zawierać różne rodzaje monosacharydów. Polisacharydy mogą być bardzo dużymi cząsteczkami. Skrobia, glikogen, celuloza i chityna to przykłady polisacharydów.

Skrobia jest przechowywaną formą cukrów w roślinach i składa się z amylozy i amylopektyny (oba polimery glukozy). Rośliny są w stanie syntetyzować glukozę, a nadmiar glukozy jest przechowywany w postaci skrobi w różnych częściach roślin, w tym w korzeniach i nasionach. Skrobia spożywana przez zwierzęta jest rozkładana na mniejsze cząsteczki, takie jak glukoza. Komórki mogą wtedy wchłonąć glukozę.

Glikogen jest formą magazynowania glukozy u ludzi i innych kręgowców i składa się z monomerów glukozy. Glikogen jest zwierzęcym odpowiednikiem skrobi i jest silnie rozgałęzioną cząsteczką zwykle przechowywaną w komórkach wątroby i mięśni. Ilekroć poziom glukozy spada, glikogen jest rozkładany, aby uwolnić glukozę.

Celuloza jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych naturalnych biopolimerów. Ściany komórkowe roślin są w większości zbudowane z celulozy, która zapewnia strukturalne wsparcie dla komórki. Drewno i papier mają głównie charakter celulozowy. Celuloza składa się z monomerów glukozy, które są połączone wiązaniami między poszczególnymi atomami węgla w cząsteczce glukozy.

Co drugi monomer glukozy w celulozie jest odwracany i ciasno upakowany jako wydłużone, długie łańcuchy. Nadaje to celulozie sztywność i wysoką wytrzymałość na rozciąganie, co jest tak ważne dla komórek roślinnych. Celuloza przechodząca przez nasz układ pokarmowy nazywana jest błonnikiem pokarmowym. Podczas gdy wiązania glukozowo-glukozowe w celulozie nie mogą zostać rozłożone przez ludzkie enzymy trawienne, roślinożercy, tacy jak krowy, bawoły i konie, są w stanie trawić trawę bogatą w błonnik i wykorzystywać ją jako źródło pożywienia. U tych zwierząt pewne gatunki bakterii bytują w żwaczu (część układu pokarmowego roślinożerców) i wydzielają enzym celulazę. Wyrostek robaczkowy zawiera również bakterie rozkładające błonnik, co nadaje jej ważną rolę w układzie pokarmowym przeżuwaczy. Celulazy mogą rozkładać celulozę na monomery glukozy, które mogą być wykorzystywane przez zwierzę jako źródło energii.

Jak pokazano na rysunku 4, każdy inny monomer glukozy w celulozie jest odwrócony, a monomery są ciasno upakowane w postaci wydłużonych długich łańcuchów. Nadaje to celulozie sztywność i wysoką wytrzymałość na rozciąganie, co jest tak ważne dla komórek roślinnych.

Węglowodany spełniają inne funkcje u różnych zwierząt. Stawonogi, takie jak owady, pająki i kraby, mają zewnętrzny szkielet, zwany egzoszkieletem, który chroni ich wewnętrzne części ciała. Ten egzoszkielet składa się z biologicznej chityny makrocząsteczki, która jest węglowodanem azotowym. Składa się z powtarzających się jednostek zmodyfikowanego cukru zawierającego azot.

Spróbuj

Otyłość to ogólnoświatowy problem zdrowotny, a wiele chorób, takich jak cukrzyca i choroby serca, staje się coraz częstsze z powodu otyłości. Jest to jeden z powodów, dla których zarejestrowani dietetycy są coraz częściej poszukiwani po poradę. Zarejestrowani dietetycy pomagają planować programy żywieniowe i żywieniowe dla osób w różnych warunkach. Często pracują z pacjentami w placówkach służby zdrowia, opracowując plany żywieniowe mające na celu zapobieganie i leczenie chorób. Na przykład dietetycy mogą uczyć pacjenta z cukrzycą, jak kontrolować poziom cukru we krwi poprzez spożywanie odpowiednich rodzajów i ilości węglowodanów. Dietetycy mogą również pracować w domach opieki, szkołach i gabinetach prywatnych.

Aby zostać zarejestrowanym dietetykiem, trzeba mieć co najmniej tytuł licencjata w zakresie dietetyki, żywienia, technologii żywności lub pokrewnej dziedziny. Ponadto zarejestrowani dietetycy muszą odbyć nadzorowany program staży i zdać egzamin państwowy. Ci, którzy robią karierę w dietetyce, uczęszczają na kursy z żywienia, chemii, biochemii, biologii, mikrobiologii i fizjologii człowieka. Dietetycy muszą stać się ekspertami w zakresie chemii i funkcji żywności (białka, węglowodany i tłuszcze).

cele nauczania

Węglowodany to grupa makrocząsteczek, które są niezbędnym źródłem energii dla komórki i zapewniają wsparcie strukturalne dla komórek roślinnych, grzybów i wszystkich stawonogów, w tym homarów, krabów, krewetek, owadów i pająków. Węglowodany są klasyfikowane jako monosacharydy, disacharydy i polisacharydy w zależności od liczby monomerów w cząsteczce. Monosacharydy są połączone wiązaniami glikozydowymi, które powstają w wyniku reakcji odwodnienia, tworząc disacharydy i polisacharydy z eliminacją cząsteczki wody na każde utworzone wiązanie. Glukoza, galaktoza i fruktoza są powszechnymi monosacharydami, podczas gdy popularne disacharydy obejmują laktozę, maltozę i sacharozę. Skrobia i glikogen, przykłady polisacharydów, są formami magazynowania glukozy odpowiednio w roślinach i zwierzętach. Długie łańcuchy polisacharydowe mogą być rozgałęzione lub nierozgałęzione. Przykładem nierozgałęzionego polisacharydu jest celuloza, natomiast amylopektyna, składnik skrobi, jest silnie rozgałęzioną cząsteczką. Magazynowanie glukozy w postaci polimerów, takich jak skrobia glikogenu, czyni ją nieco mniej dostępną dla metabolizmu; jednak zapobiega to wyciekaniu z komórki lub wytworzeniu wysokiego ciśnienia osmotycznego, które mogłoby spowodować nadmierny pobór wody przez komórkę.

Sprawdź czy dobrze zrozumiałeś

Odpowiedz na poniższe pytania, aby zobaczyć, jak dobrze rozumiesz tematy omówione w poprzedniej sekcji. Ten krótki quiz nie nie licz się do swojej oceny w klasie i możesz powtarzać ją nieograniczoną liczbę razy.

Użyj tego quizu, aby sprawdzić swoje zrozumienie i zdecydować, czy (1) dalej studiować poprzednią część, czy (2) przejść do następnej części.


3.3.3 Trawienie 2 — Trawienie węglowodanów, białek i lipidów

Firma SSER Ltd. została założona przez Roba George'a i produkuje innowacyjne produkty, które zawierają potężne obrazy, animacje i interakcje. Nasze zasoby są wykorzystywane w tysiącach szkół/uczelni w Wielkiej Brytanii oraz w wielu szkołach międzynarodowych.

Udostępnij to

PNG, 307,17 KB PNG, 357,52 KB PNG, 193,63 KB PNG, 610,63 KB PNG, 232,42 KB PNG, 118,71 KB PNG, 238,77 KB PNG, 144,8 KB PNG, 110,33 KB PNG, 84,95 KB PNG, 117,82 KB PNG, 60,91 KB PNG, 126,18 KB PNG, 230,55 KB PNG, 126,93 KB PNG, 198,84 KB PNG, 105,95 KB PNG, 69,35 KB PNG, 104,48 KB PNG, 39,92 KB PNG, 23,25 KB PNG, 99,1 KB PNG, 90,84 KB PNG, 47,88 KB PNG, 124,01 KB PNG, 140,12 KB PNG, 40,41 KB PNG, 198,23 KB PNG, 116,81 KB PNG, 139,63 KB PNG, 273,3 KB PNG, 52,23 KB pptx, 11,18 MB

Najlepiej sprzedający się produkt z naszego asortymentu ponad 60 prezentacji PowerPoint (zestawy 1–6), które razem obejmują nowe tematy AS i roku 1 A Level dla AQA, OCR, Edexcel, WJEC i innych komisji egzaminacyjnych.

• Wykorzystuje zalety etapowego wyświetlania informacji.
• Nadaje się do pojedynczego komputera, sieci, tablicy interaktywnej lub projektora cyfrowego.
• W pełni edytowalny w programie PowerPoint (dostarczony plik .pptx).
• Działa na wszystkich systemach operacyjnych, na których zainstalowano MS PowerPoint, m.in. Windows, Mac OS, iOS i Android (ta prezentacja nie zawiera flasha).
• Nasze prezentacje pozwalają zaoszczędzić godziny na przygotowywaniu wysokiej jakości lekcji.
• Aby wyświetlić podgląd co najmniej 12 kompletnych prezentacji lub uzyskać licencję Site/VLE, odwiedź stronę www.sserltd.co.uk/acatalog/AQA_AS_Modules2015.html

Obecnie sklep TES dla zasobów Premium umożliwia tylko podgląd programu PowerPoint składający się z jednego slajdu zawartości oraz slajdu okładki i slajdu końcowego. Dlatego dołączyliśmy pełny zestaw obrazów slajdów (pliki .png), aby umożliwić Ci docenienie pełnej zawartości tej prezentacji — nie musisz zachowywać tych obrazów po pobraniu — po prostu zachowaj plik .pptx.

Opinie

Twoja ocena jest wymagana do odzwierciedlenia Twojego szczęścia.

Dobrze jest zostawić opinię.

Coś poszło nie tak. Proszę spróbować później.

Ten zasób nie został jeszcze sprawdzony

Aby zapewnić jakość naszych recenzji, tylko klienci, którzy kupili ten zasób, mogą go przeglądać

Zgłoś ten zasób, aby poinformować nas, jeśli narusza nasze warunki.
Nasz zespół obsługi klienta zapozna się z Twoim zgłoszeniem i skontaktuje się z Tobą.


Węglowodany

Węglowodany są głównym źródłem energii dla organizmu człowieka. Pod względem chemicznym węglowodany to cząsteczki organiczne, w których węgiel, wodór i tlen łączą się w stosunku: Cx(H2O)tak, gdzie x oraz tak to liczby całkowite, które różnią się w zależności od konkretnego węglowodanu, do którego się odnosimy. Zwierzęta (w tym ludzie) rozkładają węglowodany podczas procesu metabolizmu, aby uwolnić energię. Na przykład chemiczny metabolizm glukozy cukrowej pokazano poniżej:

Zwierzęta pozyskują węglowodany jedząc żywność, która je zawiera, na przykład ziemniaki, ryż, pieczywo i tak dalej. Węglowodany te są wytwarzane przez rośliny w procesie fotosyntezy. Rośliny zbierają energię ze światła słonecznego, aby przeprowadzić reakcję opisaną w odwrotnej kolejności:

Na przykład ziemniak to przede wszystkim chemiczny system przechowywania zawierający cząsteczki glukozy wytwarzane podczas fotosyntezy. Jednak w ziemniaku te cząsteczki glukozy są połączone w długi łańcuch. Jak się okazuje, istnieją dwa rodzaje węglowodanów, cukry proste i węglowodany złożone z długich łańcuchów cukrów – węglowodany złożone.


Abstrakcyjny

Uważamy, że pokarmy roślinne zawierające duże ilości skrobi były niezbędne do ewolucji fenotypu człowieka w plejstocenie. Chociaż poprzednie badania wskazywały, że przejście od diety opartej głównie na roślinach do diety opartej głównie na mięsie jest kluczowe dla rozwoju mózgu i innych cech człowieka, za pomocą narzędzi kamiennych, twierdzimy, że strawne węglowodany były również niezbędne do zaspokojenia zwiększonego zapotrzebowania metabolicznego rosnący mózg. Ponadto uznajemy adaptacyjną rolę, jaką gotowanie odegrało w poprawie strawności i smakowitości kluczowych węglowodanów. Dostarczamy dowodów na to, że gotowana skrobia, źródło wstępnie uformowanej glukozy, znacznie zwiększyła dostępność energii dla ludzkich tkanek o wysokim zapotrzebowaniu na glukozę, takich jak mózg, czerwone krwinki i rozwijający się płód. Podkreślamy również pomocniczą rolę, jaką zmienność liczby kopii w genach amylazy ślinowej mogła odgrywać w zwiększaniu znaczenia skrobi w ewolucji człowieka po początkach gotowania. Amylazy ślinowe są w dużej mierze nieskuteczne w przypadku surowej skrobi krystalicznej, ale gotowanie znacznie zwiększa zarówno ich potencjał energetyczny, jak i glikemię. Chociaż nie ma pewności co do starożytności gotowania i pochodzenia zmienności liczby kopii genu amylazy w ślinie, przedstawiona przez nas hipoteza daje weryfikowalną prognozę, że te zdarzenia są ze sobą skorelowane.

Artykuł DOI

Copyright © 2015 przez The University of Chicago Press. Wszelkie prawa zastrzeżone.


Obejrzyj wideo: Лучшие клипы группы ВИА Гра (Sierpień 2022).