Состав, свойства и функции углеводов Углеводы — это природные органические соединения, содержащиеся во всех клетках живых организмов и выполняющие важные функции. Состав и классификация углеводов Молекулы углеводов состоят из атомов трёх элементов — углерода, водорода и кислорода. Состав большинства углеводов можно выразить формулой: Cn (H2O) m. В состав производных углеводов могут входить и другие элементы. Так, в хитине содержатся ещё и атомы азота. Углеводы делят на три класса: Рис. 1. Классификация углеводов Моносахариды Самое простое строение имеют моносахариды. Наиболее распространённый моносахарид — это глюкоза. Рис. 2. Модель молекулы глюкозы Глюкоза является главным источником энергии в клетках всех живых организмов. Фруктоза содержится в мёде, ягодах и фруктах. Рибоза входит в состав важных химических соединений — РНК, АТФ, некоторых ферментов. Дезоксирибоза — компонент молекул ДНК. Все моносахариды — это сладкие на вкус кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде. Олигосахариды Олигосахариды содержат в молекулах от двух до десяти остатков моносахаридов. Молекулы дисахаридов образуются в результате соединения двух молекул моносахаридов. По свойствам они похожи на моносахариды: хорошо растворяются в воде, сладкие на вкус. Сахароза состоит из остатков глюкозы и фруктозы. В растениях это вещество является растворимым запасным углеводом, а также продуктом фотосинтеза, который транспортируется от листьев к другим органам. Знакома всем как сахар (свекловичный или тростниковый). Лактоза (молочный сахар) образована молекулами глюкозы и галактозы. Содержится в молоке. Мальтоза (солодовый сахар) состоит из глюкозы. Образуется из крахмала при прорастании семян, является источником энергии для процесса прорастания. Полисахариды Молекулы полисахаридов состоят из большого числа остатков моносахаридов. Эти вещества не имеют вкуса и не растворяются в воде. Крахмал — запасной углевод растений. Его молекулы образованы остатками глюкозы, соединёнными в линейные или разветвлённые цепи. Целлюлоза входит в состав клеточных стенок грибов и растений и придаёт им прочность. Молекулы целлюлозы тоже образованы остатками глюкозы, но они намного длиннее молекул крахмала. Целлюлоза не растворяется в воде и других растворителях. Гликоген похож по строению на крахмал. Это запасной углевод у животных. Хитин похож по строению на целлюлозу, но отличается наличием в его молекулах атомов азота. Функции углеводов 1. Энергетическая функция углеводов заключается в том, что под влиянием ферментов происходит их расщепление и окисление с выделением энергии. Важно, что углеводы могут расщепляться как в присутствии кислорода, так и без него. Продуктами полного окисления этих веществ являются углекислый газ и вода. 2. Запасающая функция проявляется в накоплении излишков углеводов в клетках: у растений — крахмала, у животных и грибов — гликогена. При необходимости запасные углеводы расщепляются до глюкозы и используются клеткой для получения энергии. 3. Строительная функция заключается в том, что углеводы служат строительным материалом: целлюлоза входит в состав клеточных стенок растений, а хитин образует клеточные стенки грибов и кутикулу членистоногих. Эти же углеводы выполняют защитную функцию. 4. Сигнальная (рецепторная) функция состоит в том, что гликопротеины (комплексные соединения углеводов и белков), расположенные на поверхности клетки, воспринимают и передают в клетку сигналы из внешней среды.