2

Реферат

Роль углеводов в клетке

Содержание

• 1. Клетка 3
• 2. Состав клетки 3
• 3. Углеводы 5
• 4. Функции углеводов 7
• 5. Роль углеводов в клетке 7
• Список литературы 10
• 1. Клетка
• Современная клеточная теория состоит из следующих обобщений.
• Клетка - это элементарная частица жизни. Проявление жизни возможно только на уровне не ниже клеточного.
• Клетки всех живых существ имеют единый план строения. Он включает в себя цитоплазму с различными органеллами и мембрану. Функциональную основу любой клетки составляют белки и нуклеиновые кислоты.
• Клетка происходит только от клетки (Р. Вирхов, 1858) в результате деления.
• Клетки многоклеточных организмов отличаются деталями строения, что вызвано выполнением ими различных функций. Клетки, имеющие общее происхождение, строение и выполняющие одинаковые функции в организме, образуют ткань (нервная, мышечная, покровная). Ткани образуют различные органы.
• 2. Состав клетки
• В состав любой клетки входят более 60 элементов периодической таблицы Менделеева. По частоте встречаемости элементы можно поделить на три группы:
• Основные элементы. Это углерод (С), водород (Н), азот (N), кислород (О). Их содержание в клетке превышает 97%. Они входят в состав всех органических веществ (белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот) и составляют их основу.
• Макроэлементы. К ним относятся железо (Fe), сера (S), кальций (Ca), калий (K), натрий (Na), фосфор (P), хлор (Cl). На долю макроэлементов приходится около 2%. Они входят в состав многих органических и неорганических веществ.
• Микроэлементы. Имеют самое большое разнообразие (их более 50-ти), но в клетке даже взятые все вместе они не превышают 1%. Микроэлементы в чрезвычайно малых количествах входят в состав многих ферментов, гормонов или специфичных тканей, но определяют их свойства. Так, фтор (F), входит в состав зубной эмали, укрепляя ее.
• Йод (I) участвует в строении гормона щитовидной железы тироксина, магний (Mg) входит в состав хлорофилла растительной клетки, медь (Cu) и селен (Se) встречаются в ферментах, защищающих клетки от мутаций, цинк (Zn) связан с процессами памяти.
• Все элементы клетки входят в состав различных молекул, образуют вещества, которые делятся на два класса: неорганические и органические.
• Органические вещества клетки представлены различными биохимическими полимерами, то есть такими молекулами, которые состоят из многочисленных повторений более простых, сходных по структуре участков (мономеров). Органическими составляющими клетки являются углеводы, жиры и жироподобные вещества, белки и аминокислоты, нуклеиновые кислоты и нуклеиновые основания.
• К углеводам относятся органические вещества, имеющие общую химическую формулу C _n (H ₂ O) _n . По строению углеводы делят на моносахара, олигосахара и полисахара. Моносахара представляют собой молекулы в виде одного кольца, включающего, как правило, пять или шесть атомов углерода. Пятиуглеродные сахара - рибоза, дезоксирибоза. Шестиуглеродные сахара - глюкоза, фруктоза, галактоза. Олигосахара - это результат объединения небольшого числа моносахаров (дисахара, трисахара и т.п.) наиболее распространенными являются, например, тростниковый (свекловичный) сахар - сахароза, состоящая из двух молекул глюкозы и фруктозы; солодовый сахар - мальтоза, образованная двумя молекулами глюкозы; молочный сахар - лактоза, образован молекулой галактозы и молекулой глюкозы.
• Полисахара - крахмал, гликоген, целлюлоза, состоят из огромного количества моносахаров, связанных между собой в более или менее разветвленные цепи.
• 3. Углеводы
• Углеводы - органические вещества, с общей формулой Cn(H2O)m.
• В животной клетке углеводы находятся в количествах не превышающих 5% . Наиболее богаты углеводами растительные клетки, где их содержание достигает до 90% сухой массы(картофель, семена и т.д.)
• Углеводы делят на простые (моносахариды и дисахариды) и сложные (полисахариды).
• Моносахариды - такие вещества, как глюкоза, пентоза, фруктоза, рибоза. дисахариды - сахар, сахароза (состоит из глюкозы и фруктозы.
• Полисахариды - образованны многими моносахаридами. Мономерами таких полисахаридов, как крахмал, гликоген, целлюлоза является глюкоза.
• Углеводы играют роль основного источника энергии в клетке. в процессе окисления 1 г углеводов освободждается 17,6 кДж. Крахмал у растений и гликоген у животных, откладывается в клетках, служат энергетическим резервом.
• Углеводы - это органические соединения, в состав которых входят водород (Н), углерод (С) и кислород (О), причем количество атомов водорода в большинстве случаев вдвое превышает число атомов кислорода. Общая формула углеводов: Cn(H2O)n, где n не меньше трех. Углеводы образуются из воды (Н2О) и углекислого газа (СО2) в процессе фотосинтеза, происходящего в хлоропластах зеленых растений (у бактерий в процессе бактериального фотосинтеза или хемосинтеза). Обычно в клетке животных организмов содержится около 1 % углеводов (в клетках печени до 5 %), а в растительных клетках до 90 % (в клубнях картофеля).
• Все углеводы подразделяют на 3 группы:
• Моносахариды чаще содержат пять (пентозы) или шесть (гексозы) атомов углерода, столько же кислорода и вдвое больше водорода (например, глюкоза - С6Н12О6). Пентозы (рибоза и дезоксирибоза) входят в состав нуклеиновых кислот и АТФ. Гексозы (фруктоза и глюкоза) постоянно присутствуют в клетках плодов растений, придавая им сладкий вкус. Глюкоза содержится в крови и служит источником энергии для клеток и тканей животных;
• Дисахариды объединяют в одной молекуле два моносахарида. Пищевой сахар (сахароза) состоит из молекул глюкозы и фруктозы, молочный сахар (лактоза) включает глюкозу и галактозу.
• Все моно- и дисахариды хорошо растворимы в воде и имеют сладкий вкус.
• Полисахариды (крахмал, клетчатка, гликоген, хитин) образованы десятками и сотнями мономерных единиц, которыми являются молекулы глюкозы. Полисахариды практически нерастворимы в воде и не обладают сладким вкусом. Основные полисахариды - крахмал (в растительных клетках) и гликоген (в клетках животных) откладываются в виде включений и служат запасными энергетическими веществами.
• 4. Функции углеводов
• Углеводы выполняют две основные функции: энергетическую и строительную. Например, целлюлоза образует стенки растительных клеток (клетчатка), хитин - главный структурный компонент наружного скелета членистоногих.
• Углеводы выполняют следующие функции:
• - они являются источником энергии (при распаде 1 г глюкозы освобождается 17,6 кДж энергии);
• - выполняют строительную (структурную) функцию (целлюлозная оболочка в растительных клетках, хитин в скелете насекомых и в стенке клеток грибов);
• - запасают питательные вещества (крахмал в растительных клетках, гликоген - в животных);
• - являются составными частями ДНК, РНК и АТФ.
• 5. Роль углеводов в клетке
• Энергетическая. Моно - и олигосахара являются важным источником энергии для любой клетки. Расщепляясь, они выделяют энергию, которая запасается в виде молекул АТФ, которые используется во многих процессах жизнедеятельности клетки и всего организма. Конечными продуктами расщепления всех углеводов являются углекислый газ и вода.
• Запасательная. Моно- и олигосахара благодаря своей растворимости быстро усваиваются клеткой, легко мигрируют по организму, поэтому непригодны для длительного хранения. Роль запаса энергии играют огромные нерастворимые в воде молекулы полисахаров. У растений, например, это - крахмал, а у животных и грибов - гликоген. Для использования этих запасов организм должен сначала превратить полисахара в моносахара.
• Строительная. Подавляющее большинство растительных клеток имеют плотные стенки из целлюлозы, обеспечивающей растениям прочность, упругость и защиту от большой потери влаги.
• Структурная. Моносахара могут соединяться с жирами, белками и другими веществами. Например, рибоза входит в состав всех молекул РНК, а дезоксирибоза - в ДНК.
• Источниками углеводов в питании служат главным образом продукты растительного происхождения - хлеб, крупы, картофель, овощи, фрукты, ягоды. Из продуктов животного происхождения углеводы содержаться в молоке (молочный сахар). Пищевые продукты содержат различные углеводы. Крупы, картофель содержат крахмал - сложное вещество (сложный углевод), нерастворимое в воде, но расщепляющееся под действием пищеварительных соков на более простые сахара. Во фруктах, ягодах и некоторых овощах углеводы содержаться в виде различных более простых сахаров - фруктовый сахар, свекловичный сахар, тростниковый сахар, виноградный сахар (глюкоза) и др. Эти вещества растворимы в воде и хорошо усваиваются в организме. Растворимые в воде сахара быстро всасываются в кровь. Целесообразно вводить не все углеводы в виде сахаров, а основную их массу вводить в виде крахмала, которым богат, например, картофель. Это способствует постепенной доставке сахара тканям. Непосредственно в виде сахара рекомендуется вводить лишь 20-25% от общего количества углеродов, содержащихся в суточном рационе питания. В это число входит и сахар, содержащийся в сладостях, кондитерских изделиях, фруктах и ягодах.
• Если углеводы поступают с пищей в достаточном количестве, они откладываются главным образом в печени и мышцах в виде особого животного крахмала - гликогена. В дальнейшем запас гликогена расщепляется в организме до глюкозы и, поступая в кровь и другие ткани, используются для нужд организма. При избыточном же питании углеводы переходят в организме в жир. К углеводам обычно относят и клетчатку (оболочку растительных клеток), которая мало используется организмом человека, но необходима для правильных процессов пищеварения.

Список литературы

1. Химия, пер. с англ., 2 изд., М., 1956; Химия углеводов, М., 1967

2. Степаненко Б.Н., Углеводы. Успехи в изучении строения и метаболизма, М., 1968

3. Большая советская энциклопедия, стр. 355

4. Алабин В. Г., Скрежко А. Д. Питание и здоровье. - Минск, 1994

5. Сотник Ж.Г., Заричанская Л.А. Белки, жиры и углеводы. - М., Приор, 2000