Ano ang carbohydrates papel na ginagampanan ng carbohydrates sa katawan ng tao

Kemikal na mga katangian ng mga cell na bumubuo sa mga buhay na organismo ay nakadepende pangunahin sa bilang ng carbon atoms constituting hanggang sa 50% sa pamamagitan ng dry timbang. Carbon atoms ay ang pangunahing organic na mga sangkap: protina, nucleic acids, lipids at carbohydrates. Ang huling grupo ay kabilang ang carbonyl compound at tubig naaayon sa formula (CH ₂ O) _n, kung saan n ay katumbas ng o mas mataas kaysa tatlo. Bukod carbon, hydrogen at oxygenation, sa Molekyul ay maaaring kabilang ang posporus, nitrogen, sulfur. Sa artikulong ito, suriin natin ang papel na ginagampanan ng carbohydrates sa katawan ng tao, pati na rin ang mga katangian ng kanilang mga istraktura, mga katangian at pag-andar.

pag-uuri

Ang grupo ng mga compounds sa biyokimika ay nahahati sa tatlong klase: simpleng sugars (monosaccharides), polymeric compounds na may isang glycosidic Linkage - oligosaccharides at biopolymers ng mataas na molekular timbang - polysaccharides. Ang mga nabanggit na mga klase ng mga sangkap na natagpuan sa iba't-ibang uri ng cell. Halimbawa, may mga asukal at almirol sa istruktura ng halaman, glycogen - sa human hepatocytes, at cell pader ng fungi, ang chitin - sa outer skeleton arthropod. Ang lahat ng mga sangkap sa itaas - mga carbohydrates. Ang papel na ginagampanan ng carbohydrates sa katawan ay pandaigdigan. Sila - ang pangunahing tagatustos ng enerhiya para sa mga mahahalagang proseso ng halaman cell, bacteria, mga hayop at mga kawani na tao.

monosaccharides

Magkaroon ng pangkalahatang formula C _n H _{2 n} O _n at ay nahahati sa mga grupo depende sa bilang ng carbon atoms sa Molekyul: trioses, tetroses, pentoses, at iba pa. Bilang isang bahagi ng mga organelles cell at saytoplasm ng mga simpleng sugars ay may dalawang spatial configuration: sa haba at bilog. Sa unang kaso, ang carbon atoms ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng covalent Bonds palatandaan at paraan sarado loop, sa ikalawang kaso ng carbon balangkas ay hindi nakasara at maaaring sumasanga. Upang matukoy kung ano ang papel na ginagampanan ng carbohydrates sa katawan, isaalang-alang ang pinaka-karaniwang ng mga ito - ang pentose at hexose.

Isomers: asukal at fructose

Ang mga ito ay ang parehong molecular formula C ₆ H ₁₂ O _6, ngunit iba't-ibang mga uri ng istruktura molecules. Dati namin na tinatawag na ang pangunahing papel na ginagampanan ng carbohydrates sa mga buhay na organismo - ang enerhiya. Ang sangkap sa itaas ay hinati-hati sa pamamagitan ng cell. Ang resulta ay isang release ng enerhiya (17.6 kJ ng isang gramo ng asukal). Higit pa rito, 36 mga molecule ng ATP ay synthesized. asukal agnas nangyayari sa membranes (cristae) mitochondria at kumakatawan sa isang kadena ng mga enzymatic reaksyon - ang Krebs cycle. Siya ay isang mahalagang bahagi ng kawalan ng pagkakapareho dumadaloy sa lahat ng mga cell ng heterotrophic eukaryotic organismo.

Glucose ay din binuo myocytes sa mammals dahil sa paghahati sa kalamnan glycogen. Sa hinaharap, ito ay ginagamit bilang isang madaling decomposable sangkap tulad ng pagbibigay ng mga cell na may enerhiya - ito ay ang pangunahing papel na ginagampanan ng carbohydrates sa katawan. Halaman ay phototrophs at nang nakapag-iisa bumuo ng asukal sa panahon ng potosintesis. Ang mga reaksiyon ay tinatawag Calvin cycle. Ang panimulang materyal ay carbon dioxide at acceptor - ribolozodifosfat. Synthesis ng asukal ay nangyayari sa mga chloroplast matrix. Fructose, nagkakaroon ng parehong molecular formula ng asukal, naglalaman sa Molekyul ng isang functional na grupo ng ketones. Siya ay mas matamis kaysa sa asukal, at nasa honey at ang juice ng berries at prutas. Kaya, ang biological papel na ginagampanan ng carbohydrates sa katawan ay namamalagi lalo na sa paggamit nito bilang isang mabilis na pinagkukunan ng enerhiya.

Ang papel na ginagampanan ng pagmamana sa pentose

Ipaalam sa amin isaalang-alang ang isa pang grupo ng mga monosaccharides - ribose at deoxyribose. Ang kanilang pagiging natatangi ay namamalagi sa ang katunayan na ang mga ito ay bahagi ng polymers - nucleic acids. Para sa lahat ng mga organismo, kabilang ang non-cellular mga form buhay, DNA at RNA ang mga pangunahing carrier ng namamana impormasyon. Ribose ay kasama sa isang RNA Molekyul at deoxyribose nucleotides na nakapaloob sa DNA. Bilang resulta, ang biological papel na ginagampanan ng carbohydrates sa katawan ng tao ay na sila ay kasangkot sa pagbuo ng mga yunit ng pagmamana - ang mga gene at chromosomes.

Kapuri-puri pentose na naglalaman ng isang aldehyde group at kalat na kalat sa kaharian ng halaman ay saylos (nakapaloob sa stems at buto), alpha-arabinose (naka-imbak sa mga gilagid ng mga puno ng bato prutas). Kaya, ang pamamahagi at ang biological papel na ginagampanan ng carbohydrates sa katawan ng mas mataas na mga halaman ay malaki sapat.

Ano ang oligosaccharides

Kung residues ng mga molecule ng monosaccharides, tulad ng asukal o fructose, naka-link sa pamamagitan ng covalent Bonds, ang nabuo oligosaccharides - polymeric carbohydrates. Ang papel na ginagampanan ng carbohydrates sa katawan ng parehong mga halaman at hayop iba-iba. Ito ay lalong totoo ng disaccharides. Ang pinaka-karaniwan sa mga ito ay sucrose, lactose, moltous at trehalose. Kaya, sucrose, kung hindi man kilala bilang cane o beet asukal, na nilalaman sa mga halaman bilang isang solusyon at naka-imbak sa kanilang mga ugat o tangkay. Haydrolisis ng nabuo Molekyul ng asukal at fructose. Asukal ng gatas, lactose ay ng hayop pinanggalingan. Para sa ilang mga tao, doon ay hindi pag-tolerate na ito sangkap na kaugnay sa hyposecretion enzyme lactase, na break down ang gatas asukal galactose at asukal. Ang papel na ginagampanan ng ang buhay ng mga organismo magkakaibang carbohydrates. Halimbawa, ang disaccharide trehalose, binubuo ng dalawang asukal residues, bahagi ng hemolymph ng mga crustacean, spiders, mga insekto. Ito rin ay nangyayari sa mga cell ng fungi at ilang mga algae.

Ang isa pang disaccharide - Moltous, o malta asukal, ay nakapaloob sa caryopses ng barley o rye sa kanilang mga tubo, ito ay isang Molekyul na binubuo ng dalawang asukal residues. Ito ay nabuo sa pamamagitan ng pagkabulok ng mga halaman o hayop almirol. Sa maliit na bituka ng tao at mammals moltous ay dumidikit sa pamamagitan ng enzyme - maltase. Sa kanyang kawalan sa pancreatic juice ay lumilitaw na patolohiya sanhi ng hindi pagpayag sa pagkain almirol glycogen o gulay produkto. Sa kasong ito, ang isang espesyal na diyeta at ay idinagdag sa diyeta ng enzyme mismo.

Complex carbohydrates sa kalikasan

Ang mga ito ay napaka-kalat na kalat, lalo na sa gulay mundo, ay biopolymers at magkaroon ng isang mataas na molekular timbang. Halimbawa, ang almirol ito ay 800 000, at sa ubod - 1 600 000. Ang polysaccharides ay naiiba sa komposisyon ng mga monomer, polimerisiyesyon antas, at haba ng chain. Sa kaibahan sa simple sugars at oligosaccharides na kung saan ay kaagad na matutunaw sa tubig at may matamis na lasa, polysaccharides hydrophobic at walang lasa. Isaalang-alang ang papel na ginagampanan ng carbohydrates sa katawan ng tao bilang isang halimbawa ng glycogen - hayop almirol. Ito ay synthesized mula sa asukal at reserved sa hepatocytes at ng kalansay kalamnan cell, kung saan ang nilalaman nito ay dalawang beses na mas mataas kaysa sa atay. Sa pamamagitan ng pagbuo ng glycogen ay din kaya ng subcutaneous taba, neurocytes at macrophages. Ang isa pang polysaccharide - gulay almirol ay isang produkto ng potosintesis at ay ginawa sa plastids ng green.

Mula sa pinakadulo simula ng tao sibilisasyon, ang pangunahing supplier ng almirol ay mahalagang mga pananim: kanin, patatas, mais. Ang mga ito ay pa rin ang batayan ng diyeta ng karamihan sa mga tao sa Earth. Iyon ay kung bakit ito ay kaya mahalaga carbohydrates. Ang papel na ginagampanan ng carbohydrates sa katawan ay, tulad ng nakita natin, sa kanilang application bilang isang kapangyarihan-gutom at mabilis na natutunaw sa organic matter.

May isang grupo ng mga polysaccharides na monomers hyaluronic acid residues. Ang mga ito ay tinatawag na pectins at ang mga gusali ng mga materyales ng mga cell ng halaman. Lalo na mayaman sa kanila balatan mansanas, beet sapal. Cellular sangkap pectins umayos intracellular presyon - turgor. Sa kendi industriya, sila ay ginagamit bilang gelling at pampalapot agent sa produksyon ng mga mataas na kalidad na varieties marshmallow at halaya. Ang Diet ginagamit bilang biologically aktibong sangkap ay mahusay deducing toxins mula sa colon.

Ano ang glycolipids

Ito ay isang kawili-wiling grupo ng mga kumplikadong compounds ng carbohydrates at taba na nasa nervous tissue. Binubuo ito ng utak at spinal cord ng mammals. Glycolipids ay matatagpuan din sa mga bahagi ng mga cell membranes. Halimbawa, bakterya ay kasangkot sa cell-cell na mga contact. Ang ilan sa mga compounds ay upang antigens (sangkap na matagpuan Landsteiner AB0 sistema ng pangkat ng dugo). Sa mga cell ng hayop, halaman at tao, maliban glycolipids, ang mga kasalukuyan at natatanging mga taba molecules. Nagsasagawa ang mga ito lalo na enerhiya function. Sa cleavage ng isang gramo ng taba 38.9 kJ ng enerhiya ay inilabas. istraktura function (bahagi ng cell membrane) sa lipids ay nailalarawan din. Kaya, ang mga function ay ginanap sa pamamagitan ng carbohydrates at taba. Ang kanilang mga papel na ginagampanan sa katawan ay lubos na mataas.

Ang papel na ginagampanan ng carbohydrates at lipids sa katawan

Sa mga tao at hayop na mga cell ay maaaring obserbahan interconversions ng polysaccharides at taba na nagaganap bilang resulta ng metabolismo. Ang mga siyentipiko at nutritionists natagpuan na ang labis na paggamit ng pormal na pagkain ay humantong sa akumulasyon ng taba. Kung ang isang tao ay may sakit ng pancreas sa mga tuntunin ng paghihiwalay o amylase ay humantong sa isang laging nakaupo lifestyle, ang bigat ay maaaring maging lubhang malaki. Ito ay nagkakahalaga ng pagtanda na ang karbohidrat mayaman na pagkain ay nasira down higit sa lahat sa duodenum sa glucose. Siya hinihigop ang capillaries ng villi ng maliit na bituka at ideposito sa atay at mga kalamnan tulad ng glycogen. Ang mas intensive palitan ng mga sangkap sa katawan, ang mas maraming ito ay nahati sa asukal. pagkatapos ito ay ginagamit bilang pangunahing mga cell, ang energetic materyal. Ang impormasyon na ito ay nagbibigay ng isang sagot sa tanong ng papel na nilalaro ng carbohydrates, ang katawan ng tao.

Kahulugan ng mga glycoprotein

Compounds ng grupong ito ng mga sangkap na kinakatawan ng mga kumplikadong karbohidrat + protina. Ang mga ito ay tinatawag na glycoconjugates. Ito antibody, hormones, lamad istraktura. Pinakabagong biochemical pag-aaral na itinatag na kung glycoprotein magsisimulang upang baguhin ang kanyang katutubong (natural) istraktura, ito ay humahantong sa ang pagbuo ng mga kumplikadong mga sakit tulad ng hika, rheumatoid sakit sa buto, cancer. Ang papel na ginagampanan ng glycoconjugates sa metabolismo ng mga cell ay mataas. Halimbawa, interferon pagbawalan ang pagpaparami ng mga virus, immunoglobulins protektahan ang katawan laban pathogens. dugo protina rin ng mga grupong ito ng mga sangkap. Sila ay nagbibigay ng proteksyon at buffering properties. Ang lahat ng mga function sa itaas ay nakumpirma na sa pamamagitan ng katotohanan na ang physiological papel na ginagampanan ng carbohydrates sa katawan ay magkakaibang at labis na mahalaga.

Saan at paano carbohydrates ay nabuo

Major mga supplier ng mga simple at kumplikadong sugars - isang berdeng halaman: algae, mas mataas na spore, gymnosperms at namumulaklak. Lahat sila ay naglalaman ng mga pigment chlorophyll cells. Siya ay bahagi ng thylakoid - kaayusan ng mga chloroplast. Russian siyentipiko KA Timiryazev aral ng proseso ng potosintesis, na nagreresulta sa pagbuo carbohydrates. Ang papel na ginagampanan ng carbohydrates sa katawan ng halaman ay ang akumulasyon ng almirol sa ang bunga, buto at mga bombilya, ie, sa hindi aktibo bahagi ng katawan. potosintesis mekanismo sa halip ay kumplikado at binubuo ng isang serye ng mga enzymatic reaksyon na kumuha ng lugar sa parehong sa liwanag at sa dilim. Glucose ay synthesized mula sa carbon dioxide sa ilalim ng pagkilos ng enzymes. Heterotrophic organismo ay gumagamit ng luntiang halaman bilang isang mapagkukunan ng pagkain at enerhiya. Kaya, ito halaman ay ang unang link sa lahat ng mga kadena ng pagkain at ay tinatawag na producer.

Ang mga cell ng heterotrophic organismo carbohydrates synthesized sa makinis channels (agranular) endoplasmic reticulum. Pagkatapos sila ay ginagamit bilang enerhiya at materyal na gusali. Sa mga cell ng halaman carbohydrates Bukod pa rito ay nabuo sa Golgi, at pagkatapos ay pumunta sa bumubuo ng isang cellulosic cell wall. Sa proseso ng pantunaw compound vertebrates hayop mayaman sa carbohydrates, bahagyang nasira down sa bibig at tiyan. Main kawalan ng pagkakapareho parehong reaksyon nagaganap sa duodenum. Bilang ito nakatayo pancreatic juice na naglalaman ng amylase enzyme na cleaves almirol sa asukal. Bilang ay sinabi mas maaga, asukal ay hinihigop papunta sa dugo sa maliit na bituka at naladlad sa lahat na mga cell. Narito ito ay ginagamit bilang isang pinagkukunan ng enerhiya at ng isang istruktura na materyal. Ito ay nagpapaliwanag ang papel na carbohydrates maglaro sa katawan.

Nadmembrannye complexes heterotrophic cells

Ang mga ito ay katangian ng mga hayop at fungi. Ang kemikal komposisyon at molekular samahan ng mga kaayusan ay kinakatawan ng compounds tulad ng lipids, protina at carbohydrates. Ang papel na ginagampanan ng carbohydrates sa katawan - ito ay kasangkot sa metabolismo ng enerhiya at gusali membranes. Sa mga tao at hayop na mga cell ay may isang partikular na istraktura sangkap na tinatawag na glycocalyx. Ito manipis na layer ng ibabaw na binubuo ng glycolipids at glycoprotein na nauugnay sa cytoplasmic lamad. Ito ay nagbibigay ng isang direktang link sa labas ng cell. Dito ay ang pang-unawa ng stimuli at ekstraselyular pantunaw. Dahil sa kanilang karbohidrat shell cells stick sa bawat isa na bumubuo sa tela. pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na pagdirikit. Idagdag din kami na ang "buntot" ng karbohidrat molekulang matatagpuan sa ibabaw ng cell at ay nakadirekta sa interstitial tuluy-tuloy.

Ang isa pang pangkat ng mga heterotrophic organismo - fungi patakaran ng pamahalaan mayroon ding isang ibabaw, na tinatawag na cell wall. Kabilang dito ang mga kumplikadong sugars - chitin, glycogen. Ang ilang mga uri ng fungi ring maglaman natutunaw carbohydrates tulad ng trehalose, na tinatawag na kabute asukal.

Sa uniselular mga hayop tulad ng ciliates, ibabaw layer - manipis na balat Naglalaman din oligosaccharide complexes na may protina at lipids. Ang ilang mga simpleng manipis na balat manipis na sapat at hindi maiwasan ang isang pagbabago sa hugis ng katawan. Ngunit sa iba ito thickens at nagiging malakas na bilang sandata, nagdadala ng isang proteksiyon function.

Plant cell pader

Ito rin ay naglalaman ng malalaking halaga ng carbohydrates, lalo selulusa nakolekta bilang mga bundle ng fibers. Ang mga kaayusan na bumubuo sa frame, nahuhulog sa isang koloidal matrix. Binubuo ito lalo na ng oligosaccharides at polysaccharides. Ang mga pader ng cell ng mga cell gulay ay maaaring lignificated. Sa kasong ito, ang mga puwang sa pagitan ng mga beams ay napuno ng selulusa iba pang mga carbohydrates - lignin. Ito enhances ang pagsuporta sa pag-andar ng ang cell lamad. Kadalasan, lalo na sa pangmatagalan parang kahoy mga halaman, ang mga panlabas na layer na binubuo ng selulusa pinahiran taba-tulad ng sangkap - suberin. Ito pinipigilan ang pagpasok ng tubig sa mga tisyu ng halaman, kaya ang nakapailalim na mga cell mabilis na mamatay-off at sakop ng isang layer ng siksik.

Sa buod, nakita namin na sa planta ng cell wall ay malapit na naka-link carbohydrates at taba. Ang kanilang papel sa phototrophs katawan underestimated dahil glycolipid complexes ay nagbibigay sumusuporta at proteksiyon ng function. Pag-aaralan natin ang iba't ibang mga carbohydrates, partikular sa Monera kaharian ng mga organismo. Kabilang dito ang mga prokaryotes, tulad ng bakterya. Ang kanilang cell wall ay naglalaman ng isang karbohidrat - murein. Depende sa ibabaw istraktura ng patakaran ng pamahalaan ay nahahati sa bacteria Gram-positibo at Gram-negatibo.

Ang istraktura ng ang pangalawang grupo ay mas mahirap unawain. Ang mga bakterya ay may dalawang mga layer: plastic at matibay. Ang unang ay naglalaman ng mucopolysaccharides, hal murein. molecule nito ay may anyo ng mga malalaking istruktura network, na bumubuo ng isang kapsula sa paligid ng bacterial cell. Ang ikalawang layer ay binubuo ng peptidoglycan - compound polysaccharides at protina.

cell wall lipopolysaccharides payagan ang bakterya upang sumunod matatag sa iba't-ibang substrates, tulad ng ngipin enamel o eukaryotic cell lamad. Sa karagdagan, glycolipids i-promote ang pagdirikit ng bacterial cells sa isa't isa. Kaya nabuo sa pamamagitan ng, hal, streptococci chain cluster staphylococci, higit sa rito, ang ilang mga species ng mga prokaryote ay may karagdagang mucosa - peplos. Ito ay naglalaman ng sa kanyang komposisyon ng polysaccharides at madaling nawasak sa pamamagitan ng matapang na radiation o sa pamamagitan ng contact na may mga tiyak na mga kemikal tulad ng mga antibiotics.