Kulhydrat Molekyler
Kulhydrater er afgørende makromolekyler, der er klassificeret i tre undertyper: monosaccharider, disaccharider og polysaccharider.
læringsmål
Beskrive strukturen af mono-, di-, og poly-sakkarider
Key Takeaways
hovedpunkter
- Monosaccharider er simple sukkerarter, der består af tre til syv kulstofatomer, og de kan eksistere som en lineær kæde eller som ring-formede molekyler.,
- Glucose, galactose og fructose er monosaccharidisomerer, hvilket betyder, at de alle har den samme kemiske formel, men adskiller sig strukturelt og kemisk.
- disaccharider dannes, når to monosaccharider gennemgår en dehydreringsreaktion (en kondensationsreaktion); de holdes sammen af en kovalent binding.
- saccharose (bordsukker) er det mest almindelige disaccharid, der er sammensat af monomerer glucose og fructose.,
- et polysaccharid er en lang kæde af monosaccharider forbundet med glycosidbindinger; kæden kan være forgrenet eller uforgrenet og kan indeholde mange typer monosaccharider.
nøgleord
- isomer: en hvilken som helst af to eller flere forbindelser med samme molekylformel, men med forskellig struktur.dehydreringsreaktion: en kemisk reaktion, hvor to molekyler er kovalent forbundet i en reaktion, der genererer H2O som et andet produkt.,
- biopolymer: ethvert makromolekyle af en levende organisme, der er dannet ud fra polymerisationen af mindre enheder; en polymer, der forekommer i en levende organisme eller er resultatet af livet.
kulhydrater kan repræsenteres ved den støkiometriske formel (CH2O)n, hvor n er antallet af carbonatomer i molekylet. Derfor er forholdet mellem kulstof og hydrogen og ilt 1:2: 1 i kulhydratmolekyler. Oprindelsen af udtrykket “kulhydrat”er baseret på dets komponenter: kulstof (“carbo”) og vand (“hydrat”)., Kulhydrater er klassificeret i tre undertyper: monosaccharider, disaccharider og polysaccharider.
monosaccharider
monosaccharider (mono- = “en”; sacchar- = “sød”) er enkle sukkerarter. I monosaccharider varierer antallet af carbonatomer normalt fra tre til syv. Hvis sukkeret har en aldehydgruppe (den funktionelle gruppe med strukturen R-CHO), er den kendt som en aldose, og hvis den har en ketongruppe (den funktionelle gruppe med strukturen RC (=O)R’), er den kendt som en ketose., Afhængigt af antallet af kulstofatomer i sukkeret kan de også være kendt som trioser (tre kulstofatomer), pentoser (fem kulstofatomer) og eller he .oser (seks kulstofatomer). Monosaccharider kan eksistere som en lineær kæde eller som ringformede molekyler; i vandige opløsninger findes de normalt i ringformer.
Monosaccharider: Monosaccharider er klassificeret baseret på placeringen af deres carbonyl-gruppen og antallet af kulstofatomer i rygraden., Aldoser har en carbonylgruppe (angivet i grønt) i slutningen af carbonkæden, og ketoser har en carbonylgruppe midt i carbonkæden. Trioser, pentoser og He .oser har henholdsvis tre, fem og seks carbon backbones.
almindelige monosaccharider
Glucose (C6H12O6) er et almindeligt monosaccharid og en vigtig energikilde. Under cellulær respiration frigives energi fra glukose, og den energi bruges til at hjælpe med at fremstille adenosintrifosfat (ATP)., Planter syntetiserer glukose ved hjælp af kuldio .id og vand, og glukose bruges igen til energibehov for planten.
Galactose (et mælkesukker) og fructose (fundet i frugt) er andre almindelige monosaccharider. Selvom glucose, galactose og fructose alle har den samme kemiske formel (C6H12O6), adskiller de sig strukturelt og stereokemisk. Dette gør dem til forskellige molekyler på trods af at de deler de samme atomer i samme proportioner, og de er alle isomerer af hinanden eller isomere monosaccharider. Glucose og galactose er aldoser, og fructose er en ketose.,
disaccharider
disaccharider (di- = “to”) dannes, når to monosaccharider gennemgår en dehydreringsreaktion (også kendt som en kondensationsreaktion eller dehydreringssyntese). Under denne proces kombinerer hydro .ylgruppen af et monosaccharid med hydrogen af et andet monosaccharid, frigiver et molekyle vand og danner en kovalent binding. En kovalent binding dannet mellem et kulhydratmolekyle og et andet molekyle (i dette tilfælde mellem to monosaccharider) er kendt som en glycosidbinding. Glycosidbindinger (også kaldet glycosidforbindelser) kan være af alfa-eller beta-typen.,
Disaccharider: Saccharose dannes, når en monomer af glukose og en monomer, der af fruktose, som er samlet i en dehydrering reaktion til at danne en glycosidiske bond. I processen går et vandmolekyle tabt. Ved konvention er carbonatomerne i et monosaccharid nummereret fra det terminale kulstof tættest på carbonylgruppen. I saccharose dannes en glycosidbinding mellem kulstof 1 i glucose og kulstof 2 i fructose.
almindelige disaccharider
almindelige disaccharider omfatter lactose, maltose og saccharose., Lactose er et disaccharid bestående af monomerer glucose og galactose. Det findes naturligt i mælk. Maltose eller maltsukker er et disaccharid dannet ved en dehydreringsreaktion mellem to glukosemolekyler. Det mest almindelige disaccharid er saccharose eller bordsukker, der er sammensat af monomerer glucose og fructose.
polysaccharider
en lang kæde af monosaccharider forbundet med glycosidbindinger er kendt som et polysaccharid (poly- = “mange”). Kæden kan være forgrenet eller ugrenet, og den kan indeholde forskellige typer monosaccharider., Stivelse, glykogen, cellulose og chitin er primære eksempler på polysaccharider.
planter er i stand til at syntetisere glukose, og overskydende glukose opbevares som stivelse i forskellige plantedele, herunder rødder og frø. Stivelse er den lagrede form af sukkerarter i planter og består af glukosemonomerer, der er forbundet med α1-4 eller 1-6 glycosidbindinger. Stivelsen i frøene giver mad til embryoet, når det spirer, mens stivelsen, der indtages af mennesker, nedbrydes af en .ymer til mindre molekyler, såsom maltose og glukose. Cellerne kan derefter absorbere glukosen.,
almindelige polysaccharider
glykogen er opbevaringsformen af glucose hos mennesker og andre hvirveldyr. Det består af monomerer af glucose. Glykogen er dyrets ækvivalent af stivelse og er et stærkt forgrenet molekyle, der normalt opbevares i lever-og muskelceller. Når blodsukkerniveauet falder, nedbrydes glykogen for at frigive glukose i en proces kendt som glycogenolyse.
Cellulose er den mest rigelige naturlige biopolymer. Cellevæggen af planter er for det meste lavet af cellulose og giver strukturel støtte til cellen., Cellulose består af glukosemonomerer, der er forbundet med 1- 1-4 glycosidbindinger. Hver anden glukosemonomer i cellulose vendes, og monomerne pakkes tæt som forlængede lange kæder. Dette giver cellulose sin stivhed og høj trækstyrke—hvilket er så vigtigt at plante celler.
Polysaccharider: I cellulose, glucose monomerer er forbundet i ugrenede kæder af β 1-4 glycosidiske forbindelser., På grund af den måde, hvorpå glukoseunderenhederne er sammenføjet, vendes hver glukosemonomer i forhold til den næste, hvilket resulterer i en lineær, fibrøs struktur.
Kulhydratfunktion
kulhydrater tjener forskellige funktioner i forskellige dyr. Leddyr har et ydre skelet, eksoskelettet, som beskytter deres indre kropsdele. Dette eksoskelet er lavet af chitin, som er et polysaccharidholdigt nitrogen. Den er lavet af gentagne enheder af N-acetyl-β-D-glucosamin, et modificeret sukker. Chitin er også en vigtig bestanddel af svampecellevægge.
