Реферат на тему углеводы и их роль в живой природе

Обновлено: 02.07.2024

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Углеводы – обширный наиболее распространенный на Земле класс органических соединений, входящих в состав всех организмов и необходимых для жизнедеятельности человека и животных, растений и микроорганизмов. Углеводы являются первичными продуктами фотосинтеза, в кругообороте углерода они служат своеобразным мостом между неорганическими и органическими соединениями.

Углеводы и их производные во всех живых клетках выполняют роль пластического и структурного материала, поставщика энергии, субстратов и регуляторов для специфических биохимических процессов.

В ротовой полости при участии гидролитических ферментов слюны начинается переваривание углеводов. В желудке продолжается гидролиз углеводов ферментами слюны. В двенадцати перстной кишке под действием сока поджелудочной железы полисахариды пищи (крахмал, гликоген и др.) и сахара (олигосахариды и дисахариды) расщепляются при участии a -глюкозидазы и других глюкозидаз до моносахаридов, которые и всасываются в из тонкой кишки в кровь.

Прохождение всасываемых углеводов через эпителиальные клетки кишечника и поступление их в клетки периферических тканей осуществляются с помощью особых транспортных системам. Попадая в клетки углеводы расщепляются там и выделяют большое количество энергии 1г – 17,2кДж.

Еще одна важная роль углеводов в организме человека и животных связана с тем что углеводы в отличие от белков могут расщепляться как при участии кислорода, так и без него. Это очень важно для организмов которые обитают в условиях нехватки кислорода.

В организме и клетке углеводы обладают способностью накапливаться в виде крахмала у растений и гликогена у животных. Крахмал и гликоген представляют собой запасную форму углеводов и расходуются по мере возникновения потребности в энергии. При полноценном питании в печени может накапливаться до 10% гликогена, а при неблагоприятных условиях его содержание может снижаться до 0,2% массы печени.

Углеводы выполняют не только питательную функцию в живых организмах они также выполняют опорную и структурную функции. Во всех тканях и органах обнаружены углеводы или их производные. Они входят в состав оболочек клеток и субклеточных образований. Принимают участие в синтезе многих важнейших веществ. В растениях полисахариды выполняют опорную функцию.

Углеводы в организмах выполняют также и защитную функцию. Вязкие секреты (слизи), выделяемые различными железами, богаты углеводами и их производными, в частности гликопротеидами. Они предохраняют стенки полых органов (пищевод, кишки, желудок, бронхи) от механических повреждений, проникновения вредных бактерий и вирусов в организм.

Таким образом: углеводы играют огромную роль в жизни живых организмов на планете ученые считают, что примерно когда появилось первое соединение углевода, появилась и первая живая клетка.

Целью данной работы является систематизация, накопление и закрепление знаний о применении углеводов в медицине.

Содержимое разработки

Муниципальное общеобразовательное учреждение
ГАПОУ ПО Пензенский колледж транспортных технологий

Выполнила: студентка 1 курса
группы 16оп23
Лукьянова Анастасия
Проверила: Филиппова Л.В

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ЗНАЧЕНИЕ, ИСТОЧНИКИ, РОЛЬ УГЛЕВОДОВ 4
1.1. Понятие и сущность углеводов 4
1.2. Роль углеводов 5
2. ПРИМЕНЕНИЕ УГЛЕВОДОВ В МЕДИЦИНЕ 7
2.1. Применение углеводов в парентеральном питании 7
2.2. Использование углеводов при диетическом питании 8
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 9
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 11

Целью данной работы является систематизация, накопление и закрепление знаний о применении углеводов в медицине.
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.

1.ЗНАЧЕНИЕ, ИСТОЧНИКИ, РОЛЬ УГЛЕВОДОВ

1.1. Понятие и сущность углеводов.

1.2. Роль углеводов.

Углеводы служат основным источником энергии. Свыше 56% энергии организм получает за счет углеводов, остальную часть - за счет белков и жиров.
В зависимости от сложности строения, растворимости, быстроты усвоения углеводы пищевых продуктов подразделяются на простые углеводы: моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза), дисахариды (сахароза, лактоза) и сложные углеводы, или полисахариды (крахмал, гликоген, клетчатка).
Простые углеводы легко растворяются в воде и быстро усваиваются. Они обладают выраженным сладким вкусом и относятся к сахарам.
Наиболее распространенный моносахарид - глюкоза - содержится во многих плодах и ягодах, а также образуется в организме в результате расщепления дисахаридов и крахмала пищи. Глюкоза наиболее быстро и легко используется в организме для образования гликогена, для питания тканей мозга, работающих мышц (в том числе и сердечной мышцы), для поддержания необходимого уровня сахара в крови и создания запасов гликогена печени. Во всех случаях при большом физическом напряжении глюкоза может использоваться как источник энергии.
Фруктоза обладает теми же свойствами, что и глюкоза, и может рассматриваться как ценный, легкоусвояемый сахар. Однако она медленнее усваивается в кишечнике и, поступая в кровь, быстро покидает кровяное русло. Фруктоза в значительном количестве (до 70 - 80%) задерживается в печени и не вызывает перенасыщение крови сахаром. В печени фруктоза более легко превращается в гликоген по сравнению с глюкозой. Фруктоза усваивается лучше сахарозы и отличается большей сладостью. Высокая сладость фруктозы позволяет использовать меньшие ее количества для достижения необходимого уровня сладости продуктов и таким образом снизить общее потребление сахаров, что имеет значение при построении пищевых рационов ограниченной калорийности.
Избыток сахарозы оказывает влияние на жировой обмен, усиливая жирообразование. Установлено, что при избыточном поступлении сахара усиливается превращение в жир всех пищевых веществ (крахмала, жира, пищи, частично и белка). Таким образом, количество поступающего сахара может служить в известной степени фактором, регулирующим жировой обмен. Обильное потребление сахара приводит к нарушению обмена холестерина и повышению его уровня в сыворотке крови. Избыток сахара отрицательно сказывается на функции кишечной микрофлоры. При этом повышается удельный вес гнилостных микроорганизмов, усиливается интенсивность гнилостных процессов в кишечнике, развивается метеоризм. Установлено, что в наименьшей степени эти недостатки проявляются при потреблении фруктозы. Основными источниками фруктозы являются фрукты и ягоды. Глюкоза и фруктоза широко представлены в меде: содержание глюкозы достигает 36.2%, фруктозы - 37.1%. В арбузах весь сахар представлен фруктозой, количество которой составляет 8%. Третий моносахарид - галактоза - в свободном виде в пищевых продуктах не встречается. Галактоза является продуктом расщепления основного углевода молока - лактозы.
Из дисахаридов в питании человека основное значение имеет сахароза, которая при гидролизе распадается на глюкозу и фруктозу. Источниками сахарозы в питании человека являются, главным образом, тростниковый и свекловичный сахар. Содержание сахарозы в сахаре-песке составляет 99.75%. Натуральными источниками сахарозы являются бахчевые, некоторые овощи и фрукты.
Содержание углеводов на 100 г. Продуктов
Овощи и фрукты капуста белокочанная картофель свекла яблоки виноград Глюкоза 2.6 0.6 0.3 2.0 7.8 Фруктоза 1.6 0.1 0.1 5.5 7.7 Сахароза 0.4 0.6 8.6 1.5 0.5 Гемицеллюлоза 0.1 0.3 0.7 0.4 0.6 Клетчатка 1.0 1.0 0.9 0.6 - Крахмал 0.1 16.0 0.1 0.8 0.6 Пектин 0.6 0.4 1.1 1.0 0.6
Сложные углеводы, или полисахариды, характеризуются усложненным строением молекулы и плохой растворимостью в воде. К сложным углеводам относятся крахмал, гликоген, пектиновые вещества и клетчатка.
Крахмал имеет основное пищевое значение. Высоким его содержанием в значительной степени обуславливается пищевая ценность зерновых продуктов. В пищевых рационах человека на долю крахмала приходится около 80% общего количества потребляемых углеводов. Превращение крахмала в организме в основном направлено на удовлетворение потребности в сахаре.
Гликоген в организме используется в качестве энергетического материала для питания работающих мышц, органов и систем. Восстановление гликогена происходит путем его его ресинтеза за счет глюкозы.

Пектины относятся к растворимым веществам, усваивающимися в организме. Современными исследованиями показано несомненное значение пектиновых веществ в питании здорового человека, а также возможность использовать их с терапевтической целью при некоторых заболеваниях преимущественно желудочно-кишечного тракта.

Клетчатка по химической структуре весьма близка к полисахаридам. Высоким содержанием клетчатки характеризуются зерновые продукты. Однако помимо общего количества клетчатки, важное значение имеет ее качество. Менее грубая, нежная клетчатка хорошо расщепляется в кишечнике и лучше усваивается. Такими свойствами обладает клетчатка картофеля и овощей. Клетчатка способствует выведению из организма холестерина.
Потребность в углеводах определяется величиной энергетических затрат. Средняя потребность в углеводах для тех, кто не занят тяжелым физическим трудом, 400 - 500 г. в сутки.

2.ПРИМЕНЕНИЕ УГЛЕВОДОВ В МЕДИЦИНЕ.

2.1. Применение углеводов в парентеральном питании.

Углеводы используются для парентерального питания в силу того, что они являются наиболее доступными источниками энергии для организма больного. Их энергетическая ценность составляет 4 ккал/г. Учитывая то, что суточная потребность в энергии составляет около 1 500–2 000 ккал, то становится понятной проблема изолированного применения углеводов для ее покрытия. Если перевести расчет на изотонический раствор глюкозы, то для этого потребуется перелить не менее 7–10 л жидкости, что может привести к таким осложнениям, как гипергидратация, отек легких, сердечно-сосудистые нарушения.
Применение же более концентрированных растворов глюкозы чревато опасностью возникновения гиперосмолярности плазмы, а также раздражением интимы вен с развитием флебитов и тромбофлебитов.
Для того чтобы исключить осмотический диурез, нельзя допускать превышения скорости вливания глюкозы более 0,4–0,5 г/кг/ч. В переводе на изотонический раствор глюкозы это составляет чуть более 500 мл для больного массой 70 кг. Чтобы предупредить возможные осложнения, обусловленные нарушением толерантности к углеводам, надо добавлять к раствору глюкозы инсулин в соотношении 1 ЕД инсулина на 3–4 г сухого вещества глюкозы. Кроме положительного влияния на утилизацию глюкозы инсулин играет важную роль в абсорбции аминокислот.
Среди многочисленных углеводов, существующих в природе, в практике парентерального питания применяют глюкозу, фруктозу, сорбитол, глицерол, декстран, этиловый алкоголь.

2.2. Использование углеводов при диетическом питании.

Способность углеводов быть высокоэффективным источником энергии лежит в основе их сберегающего белок действия. При поступлении с пищей достаточного количества углеводов аминокислоты лишь в незначительной степени используются в организме как энергетический материал. Хотя углеводы не принадлежат к числу незаменимых факторов питания и могут образовываться в организме из аминокислот и глицерина, минимальное количество углеводов суточного рациона не должно быть ниже 50 - 60 г. Дальнейшее снижение количества углеводов ведет к резким нарушениям метаболических процессов.

Избыточное потребление углеводов ведет к ожирению. При построении пищевых рационов чрезвычайно важно не только удовлетворить потребности человека в необходимом количестве углеводов, но и подобрать оптимальные соотношения качественно различных типов углеводов. Наиболее важно учитывать соотношение в рационе легкоусвояемых углеводов (сахаров) и медленно всасывающихся (крахмал, гликоген).
При поступлении с пищей значительных количеств сахаров они не могут полностью откладываться в виде гликогена, и их избыток превращается в триглицериды, способствуя усиленному развитию жировой ткани. Повышенное содержание в крови инсулина способствует ускорению этого процесса, поскольку инсулин оказывает мощное стимулирующее действие на жироотложение.
В отличие от сахаров крахмал и гликоген медленно расщепляются в кишечнике. Содержание сахара в крови при этом нарастает постепенно. В связи с этим целесообразно удовлетворять потребности в углеводах в основном за счет медленно всасывающихся углеводов. На их долю должно приходиться 80 - 90% от общего количества потребляемых углеводов. Ограничение легкоусвояемых углеводов приобретает особое значение для тех, кто страдает атеросклерозом, сердечно-сосудистыми заболеваниями, сахарным диабетом, ожирением.

1. Алабин В. Г., Скрежко А. Д. Питание и здоровье. – Минск, 1994
2. Бальсевич В.К. Питание человека. – М., Интел, 2000
3. Березин И. П., Дергачев Ю.В. Школа здоровья. - СПб, 2001
4. Воробьев В.И. Слагаемые здоровья. - М., Интел, 2002
5. Егорушкин А. С. Про витамины. – М.: Высшая школа, 1998
6. Куценко Г.И., Новиков Ю.В. Книга о здоровом образе жизни. - М., Приор, 2000
7. Петров В. К. Жить, чтобы есть, или есть, чтобы жить? – М., Инфра-М, 2002
8. Сотник Ж.Г., Заричанская Л.А. Белки, жиры и углеводы. – М., Приор, 2000

Получите свидетельство о публикации сразу после загрузки работы

Получите бесплатно свидетельство о публикации сразу после добавления разработки

Новые олимпиады

Комплекты учителю

Качественные видеоуроки, тесты и практикумы для вашей удобной работы

Вебинары для учителей

Бесплатное участие и возможность получить свидетельство об участии в вебинаре.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Государственное бюджетное образовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №225 Адмиралтейского района Санкт-Петербурга

Школа БИОТОП Лаборатории непрерывного математического образования

Углеводы в жизни ч еловека

Лихина Анастасия Дмитриевна

(фамилия, имя, отчество)

Воронаев Иван Геннадьевич

(фамилия, имя, отчество)

Про углеводы часто вспоминают с содроганием, считая, что они являются причиной лишнего веса и различных заболеваний. Если не злоупотреблять ими, ничего подобного не случится. Наоборот, роль углеводов в организме человека заключается в том, чтобы обеспечить его необходимой подзарядкой. Человек, не получающий их в достаточном количестве, выглядит болезненно и устало.

Что собой представляют углеводы для человека?

Углеводами принято называть соединения, образованные атомами углерода, кислорода и водорода. К ним относят крахмалосодержащие и сахаристые вещества. Каждый из них выполняет свою функцию. Ведь в их молекулах присутствуют разные элементы. Принято также классифицировать углеводы как:

простые, к которым относятся моносахариды и дисахариды;

сложные, в составе которых присутствуют полисахариды.

В первую группу входят: глюкоза; фруктоза; галактоза; лактоза; сахароза; мальтоза.

Их сладкий вкус в продуктах невозможно не заметить. Они стремительно растворяются в воде. Человеку эти вещества способны быстро дать энергию, т. к. усваиваются легко.

Во второй группе находятся крахмал, клетчатка, гликоген и пектин.

Функция в организме людей

Поступая в организм человека в основном из растительной пищи, углеводы не только позволяют высвободить из неё энергию. Их значение огромно! Существуют и другие немаловажные функции, которые выполняют углеводы организме человека:

Очистка желудочно-кишечного тракта. Не все вещества, входящие в продукты питания, полезны для организма человека. Благодаря клетчатке и другим углеводам, происходит самоочищение. В противном случае наступала бы интоксикация индивида.

Глюкоза позволяет питать ткани головного мозга, сердечной мышцы, участвует в образовании ключевого для работы печени компонента – гликогена.

Повышение иммунитета и защита организма. Гепарин предотвращает чрезмерную свёртываемость крови, а полисахариды способны наполнить кишечник необходимыми активными веществами для борьбы с инфекциями.

Строительство тела человека. Без углеводов невозможно появление некоторых видов клеток в организме. Синтез нуклеиновых кислот и клеточной мембраны является ярким примером.

Регуляция обменных процессов. Углеводы способны ускорять или замедлять окисление.

Помощь в расщеплении и усвоении белков и жиров, поступающих с пищей. Отметим, что принципы здорового питания учитывают сочетаемость различных видов углеводов с белками и жирами, чтобы их расщеплять было проще.

Чтобы углеводы помогали, а не вредили организму человека, необходимо употреблять их в ограниченном количестве.

Заболевания, вызванные переизбытком углеводов

Основная проблема, которую может получить человек при злоупотреблении углеводами, – нарушение обмена веществ. Он запускает уже другие нежелательные последствия, в частности:

уменьшение скорости расщепления питательных веществ;

нарушение гормонального фона;

повышение уровня отложения жиров за счёт перехода углеводов в жировые молекулы;

развитие или прогрессирование сахарного диабета, т. к. истощаются клетки поджелудочной железы, вырабатывающей инсулин.

Повышение уровня глюкозы в составе крови запускает ряд негативных изменений. В частности, увеличивается вероятность склеивания тромбоцитов, что приводит к образованию тромбов. Сами сосуды становятся хрупкими, что обостряет проблемы с сердцем и повышает риск инсульта или инфаркта.

В ротовой полости глюкоза и фруктоза в сочетании с кислотами способны создавать среду для развития патогенной микрофлоры. В итоге разрушается эмаль зубов, развивается кариес, а цвет становится непривлекательным.

Какие химические соединения обладают сладким вкусом? Каково их строение? В чем положительные и отрицательные стороны их влияния на организм? Каковы принципы правильного питания? Вот неполный перечень вопросов, на которые хотелось бы ответить в ходе работы над проектом.

Вложение	Размер
proekt_uglevody.docx	710.73 КБ

Предварительный просмотр:

Научно-исследовательский проект на тему:

Руководитель учитель химии

Актуальность …………………………………………………….3
Цель и задачи исследования …………………………………….3-4
Гипотеза исследования …………………………………………4
Методы исследования …………………………………………..4
Основная часть: Теоретическая часть

Историческая справка. ………………………………………….4
Классификация, строение и свойства углеводородов………. 5-10
Биологическая роль и функции углеводов, их содержание в различных тканях и органах тела человека……………………10-12
Ферментативные превращения углеводов в пищеварительной системе………………………………………………………….12

Практическая часть

Обнаружение крахмала в продуктах питания…………..12
Обнаружение глюкозы в продуктах питания…………. 13
Обнаружение сахарозы и лактозы……………………….13

Суточная норма употребления углеводов…………………….13-14.
Влияние потребления углеводов на здоровье человека………14-15
Вывод……………………………………………………………..15
Литература……………………………………………………….16
Приложения………………………………………………………17-20

Цели и задачи проекта.

Цель работы заключается в том, чтобы выяснить, кто же прав те люди, которые всячески избегают употребления углеводов или напротив, те, что смело, употребляют их.

1. Изучить классификацию, строение и свойства углеводов.

2. Узнать биологическую роль и функции углеводов, их содержание в различных тканях и органах тела человека.

3. Выяснить ферментативные превращения углеводов в пищеварительной системе.

4. Провести химический эксперимент по обнаружения углеводов в продуктах питания.

5. Выявить норму углеводов в питании.

6. Сделать выводы о влияние потребления углеводов на здоровье человека.

В качестве основных методов исследования мной были выбраны:

метод наблюдения, методы изучения и анализа различных источников информации, метод экспериментов, метод описания полученных результатов.

Если выяснить как связаны между собой строение и свойства с биологическим значением углеводов можно сохранить свое здоровье и при этом не беспокоиться о лишних килограммах.

Еще в древние времена человечество познакомилось с углеводами и научилось использовать их в своей повседневной жизни. Хлопок, лен, древесина, крахмал, мед, тростниковый сахар – это всего лишь некоторые из углеводов, сыгравшие важную роль в развитие цивилизации.

Производство углеводов лежит на плечах представителей флоры, образующееся в результате фотосинтеза огромное количество крахмала и других углеводов обеспечивает калориями структуры человека.

Классификация и строение углеводородов

Различают два основных класса углеводов простые и сложные.

Если моносахариды содержат альдегидную группу, то они относятся к классу альдегидоспиртов, если кетонную – к классу кетоспиртов. В зависимости от числа углеродных атомов в молекуле моносахаридов различают триозы (С3), тетрозы (С4), пентозы (С5), гексозы (С6) и т.д.:

Альфа D, L-рибоза Бета D,L-рибоза Ациклическая форма D-рибозы

Глюкоза или виноградный сахар, C 6 H 12 O 6 —шестиатомный гидроксиальдегид, встречается в соке многих фруктов и ягод, в том числе и винограда, от чего и произошло название этого вида сахара. Галактоза - C 6 H 12 O 6 -отличается от глюкозы пространственным расположением водородной и гидроксильной групп у 4-го углеродного атома. Содержится в животных и растительных организмах, в микроорганизмах, молоке, сахарной свекле, камеди, некоторых энергетических напитках, в клетках головного мозга, нервных тканях.

β-D-галактопираноза

Фруктоза C 6 H 12 O 6 кетоноспирт –белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Смеси с ней входят в состав мёда.

Изомерные формы D-фруктозы

β-D-Фруктофураноза

Химические свойства моносахаридов

(С 5 Н 11 O 6 )СОН+2[Ag(NH 3 ) 2 ]OH=(C 6 H 11 O 5 )COONH 4 +2Ag+3NH 3 +H 2 O

Взаимодействие с гидроксидом меди (II);

а)спиртовое: C 6 H 12 O 6 → 2CH 3 -CH 2 OH+ CO 2

б)молочнокислое брожение: C 6 H 12 O 6 → 2CH 3 -CHOH-COOH

в)маслянокислое брожение: C 6 H 12 O 6 → C 3 H 7 COOH + 2H 2 + 2CO 2

Сахароза C 12 H 22 O 11 - бесцветные кристаллы состоят из циклических формул фруктозы и глюкозы, соединённых атомом кислорода. Встречается во многих фруктах, плодах и ягодах, сахарной свёкле и сахарном тростнике.

Мальтоза C₁₂H₂₂O₁₁ – обнаружена в солоде, семенах ячменя, Она содержит два остатка Д-глюкопиранозы, соединенных между собой a- гликозидной связью.

Лактоза C₁₂H₂₂O₁₁ —содержится в молоке и молочных продуктах, состоит из остатков молекул глюкозы и галактозы.

Химические свойства дисахаридов.

С аммиачным раствором оксида серебра :

С гидроксидом меди (II):

Высокомолекулярные или полисахариды.

Крахмал - (C 6 H 10 O 5 ) n -безвкусный аморфный порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде, при сжатии порошка крахмала он издаёт характерный скрип, вызванный трением частиц.

Целлюлоза C 6 H 10 O 5 ) n. состоит из остатков β-глюкозы, соединённых гликозидными связями.

Это белое, твёрдое, стойкое вещество, не разрушается при нагревании, горит, нерастворима в воде, слабых кислотах и большинстве органических растворителей, составная часть клеточных оболочек всех растений.

Гликоген –построен из звеньев D-глюкопиранозы, связанных гликозидными связями. По химической структуре и пространственному строению близок к амилопектину. Однако, амилопектин является резервным полисахаридом растений, а гликоген – животных.

Химические свойства полисахаридов

(C 6 H 10 O 5 ) n + nH 2 O t,H 2 SO 4 → nC 6 H 12 O 6

Гидролиз протекает ступенчато:

(C 6 H 10 O 5 ) n → (C 6 H 10 O 5 ) m → xC 12 H 22 O 11 → n C 6 H 12 O 6

крахмал декстрины мальтоза глюкоза

Качественная реакция: Охлаждённый крахмальный клейстер + I 2 (раствор) = синее окрашивание, которое исчезает при нагревании.

(C 6 H 7 O 2 (OH) 3 ) n + 3nHNO 3 H2SO4(конц.) → (C 6 H 7 O 2 (ONO 2 ) 3 ) n + 3nH 2 O

Взаимодействие с уксусной кислотой:

(C 6 H 7 O 2 (OH) 3 ) n + 3nCH 3 COOH H2SO4(конц.) → (C 6 H 7 O 2 (OCOCH 3 ) 3 ) n + 3nH 2 O

Биологическая роль и функции углеводов, их содержание в различных тканях и органах тела человека.

Углеводы выполняют следующие функции:

Энергетическая. Являются основным энергетическим источником для всех видов работ, происходящих в клетках. При распаде углеводов высвобождаемая энергия рассеивается в виде тепла или накапливается в молекулах АТФ. При окислении 1 г углеводов выделяется 17кДж энергии.

Пластическая. Рибоза и дезоксирибоза используются для построения АТФ, АДФ и других нуклеотидов, а также нуклеиновых кислот, входят в состав некоторых ферментов, являются компонентами клеточных мембран, входят в состав сложных белков хрящевой и других тканей.

Резервная (запасающая). Углеводы запасаются в скелетных мышцах, печени и других тканях в виде гликогена.

Защитная. Сложные углеводы входят в состав компонентов иммунной системы; находятся в слизистых веществах, покрывающих поверхность сосудов, бронхов, пищеварительного тракта, мочеполовых путей и защищают от проникновения бактерий, вирусов, а также от механических повреждений.

Специфическая. Отдельные углеводы участвуют в обеспечении специфичности групп крови, выполняют роль антикоагулянтов, являются рецепторами гормонов, оказывают противоопухолевое действие.

Фруктоза является легкоусвояемым сахаром. Избыток сахарозы оказывает влияние на жировой обмен, усиливая жирообразование. Обильное потребление сахара приводит к нарушению обмена холестерина и повышению его уровня в сыворотке крови, отрицательно сказывается на функции кишечной микрофлоры.

Крахмал имеет основное пищевое значение. Гликоген используется в качестве энергетического материала для питания работающих мышц, органов и систем.

Ферментативные превращения углеводов в пищеварительной системе.

В ротовой полости начинается пищеварение крахмала под воздействием амилазы слюны, при этом образуются дектстрины и мальтоза. Большая часть молекул полисахаридов не успевает гидролизоваться во рту. Смесь крупных молекул такими как мальтозой, глюкозой- поступает в желудок. Сильно кислая среда желудочного сока угнетает ферменты слюны, поэтому дальнейшие превращения углеводов происходят в кишечнике, сок которого содержит бикарбонаты, нейтрализующие соляную кислоту желудочного сока.

Схема превращений углеводов в пищеварительной системе представлена на схеме.

Моносахаориды получают энергию, взаимодействуя с молекулой АТФ в реакциях, продуктами которых являются фосфорные эфиры моносахаридов. При переходе из кишечной стенки в кровь фосфорные эфиры расщепляются фосфатазами, и в кровоток поступают свободные моносахариды.

Химический эксперимент по обнаружения углеводов в продуктах питания.

Обнаружение крахмала в продуктах питания

Для исследования я использовала : картофель; белый хлеб; отварная гречка, отварной рис, банан, яблоко, спиртовой раствор йода; дистиллированная вода. После проведенного эксперимента (приложение 1) по изменению цвета раствора йода я пришла к выводу, что самое большое содержание крахмала в хлебе, а в банане его очень мало.

Обнаружение глюкозы в продуктах питания

Для исследования я взяла яблоко, виноград, огурец. После проведенного эксперимента (приложение 2) я определила, что в представленных соках есть вещество, представляющее собой альдегид и спирт одновременно. Это вещество и есть глюкоза, которая по строению представляет собой альдегидоспирт.

Обнаружение сахарозы и лактозы

Суточная норма употребления углеводов

По своей энергетической ценности углеводы равноценны белкам (1 г углеводов при сгорании в организме освобождает 4 ккал). Обмен углеводов связан с обменом жиров. Если энергозатраты высоки и не компенсируются углеводами пищи, в организме начинается образование сахара из жира. В то же время ограниченная способность углеводов запасаться в организме влечет за собой относительно легкое превращение их избыточного количества в жир, который накапливается в жировых депо. Наиболее низкую потребность в углеводах испытывают люди умственного труда, ведущие малоподвижный образ жизни.

Суточная доза зависит не только от возрастных факторов, но и от ежедневной физической нагрузки. Так, к примеру, младенцы 1-го месяца отроду и вовсе не нуждаются в углеводах, источниках энергии. В дошкольном возрасте дневная норма постепенно увеличивается и к 8 годам достигает 100 г. Рацион подростка должен быть составлен таким образом, чтоб в сутки он потреблял от 100 до 350 г. Взрослый человек нуждается, опять-таки, от 100 до 450 г углеводов.

Таблица, разъясняющая, сколько углеводов необходимо употреблять в день. (Приложение 4).

Влияние потребления углеводов на здоровье человека

Итак, мы выяснили, что углеводы - основной источник энергии, который необходим для нормальной стабильной работы внутренних органов, способствуют укреплению мышц, стабилизируют деление клеток и нормализуют динамику роста.

Некоторые углеводы обладают и выраженной биологической активностью, выполняя специализированные функции. Это гетерополисахариды крови, определяющие группы крови, гепарин, предотвращающий образование тромбов, аскорбиновая кислота, обладающая С-витаминными свойствами, маркерная специфичность за счет углеводсодержащих компонентов в ферментах, гормонах и др. Полезной функцией углеводов является защита организма от вирусов и механических повреждений изнутри.

А вот сложные углеводы, обеспечивают нормальную перистальтику кишечника, выводят токсичные вещества из организма, помогают выводить плохой холестерин, нормализуют микрофлору кишечника. Глюкоза вместе с сахарозой обеспечивают питание для мозга. Глюкоза требуется для печени – она участвует в процессе образования гликогена. Фруктоза полезна для больных сахарным диабетом, поскольку в процессе ее расщепления не участвует инсулин.

Вывод: Таким образом в результате работы над проектом я пришла к выводу, что правы как те, которые называют углеводы главными виновниками ненавистных лишних сантиметров на талии и различных заболеваний так и те, кто уверяют, что углеводы являются основой здорового питания. Главное необходимо просто все употреблять в меру и тогда не будет никаких проблем.

По химической классификации, все углеводы являются полигидроксикарбонильными соединениями. Номенклатура их, как и в большинстве случаев природной химии, носит тривиальный характер, систематический подход разработан и им удобно пользоваться при названии производных углеводов и обозначении характерных структурных элементов. Общее окончание для всех углеводов, исключая полимерные системы - оза.
Здесь следует отметить, что обычно углеводы подразделяют в первую очередь на моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Но так как моносахара являются фундаментальными углеводными единицами, а олигосахара и полисахара - это не что иное, как их производные, то мы и будем придерживаться этой схемы: не выделять олигосахара в отдельный класс, рассматривая их как соответствующие производные моносахаров.

Содержание работы

Введение
Глава 1 Углеводы, их классификация и значение.
1.1. Содержание углеводов в клетке и их классификация.
1.2. Состав и строение моносахаридов на примере глюкозы.
1.3. Физические и химические свойства глюкозы.
1.4. Применение углеводов.
Глава 2. Физиологическое значение углеводов
2.1. Углеводы и углеводный обмен.
2.2. Значение жиров, углеводов и минеральных веществ в питании человека.
2.3. Нормы этих компонентов пищи и источники их поступления в организм человека
Глава 3. Углеводы: от простых до сложных, где содержатся углеводы в продуктах питания
3.1. Простые углеводы
3.2. Сложные углеводы
3.3. Обмен углеводов
Глава 4. Химические свойства углеводов.
4.1. Реакции углеводов
4.2. Образование простых эфиров
Глава 5. Роль углеводов в медицине, ветеринарии, питании человека.
5.1. Применение углеводов.
5.2. Применение углеводов в парентеральном питании
5.3. Использование углеводов при диетическом питании
Заключение
Список использованной литературы.
Приложения.

Содержимое работы - 1 файл

план курсовой работы.doc

Глава 1 Углеводы, их классификация и значение.

1.1. Содержание углеводов в клетке и их классификация.

1.2. Состав и строение моносахаридов на примере глюкозы.

1.3. Физические и химические свойства глюкозы.

1.4. Применение углеводов.

Глава 2. Физиологическое значение углеводов

2.1. Углеводы и углеводный обмен.

2.2. Значение жиров, углеводов и минеральных веществ в питании человека.

2.3. Нормы этих компонентов пищи и источники их поступления в организм человека

Глава 3. Углеводы: от простых до сложных, где содержатся углеводы в продуктах питания

3.1. Простые углеводы

3.2. Сложные углеводы

3.3. Обмен углеводов

Глава 4. Химические свойства углеводов.

4.1. Реакции углеводов

4.2. Образование простых эфиров

Глава 5. Роль углеводов в медицине, ветеринарии, питании человека.

5.1. Применение углеводов.

5.2. Применение углеводов в парентеральном питании

5.3. Использование углеводов при диетическом питании

Список использованной литературы.

Ежедневно сталкиваясь с множеством бытовых предметов, продуктов питания, природных объектов, продуктов промышленного производства, мы не задумываемся о том, что все вокруг есть и индивидуальные химические вещества или совокупность этих веществ. Любое вещество обладает собственной структурой и свойствами. Человек с момента своего появления на Земле употреблял растительную пищу, содержащую крахмал, фрукты и овощи, содержащие глюкозу, сахарозу и другие углеводы, использовал для своих нужд древесину и другие растительные объекты, состоящие главным образом из другого природного полисахарида — целлюлозы. И только в начале XIX в. стало возможным изучение химического состава природных высокомолекулярных веществ, строения их молекул. В этой области были сделаны важнейшие открытия.

Углеводы, обширная группа органических соединений, входящих в состав всех живых организмов. Первые известные представители этого класса веществ по составу отвечали общей формуле C_mH_2nO_n, то есть углерод + вода (отсюда название); позднее к углеводам стали относить также их многочисленные производные с иным составом, образующиеся при окислении, восстановлении или введении заместителей.

Превращения углеводов известны с древнейших времён, так как они лежат в основе процессов брожения, обработки древесины, изготовления бумаги и тканей из растительного волокна. Тростниковый сахар (сахарозу) можно считать первым органическим веществом, выделенным в химически чистом виде. Химия углеводов возникла и развивалась вместе с органической химией ; создатель структурной теории органических соединений А. М. Бутлеров — автор первого синтеза сахароподобного вещества из формальдегида (1861). Структуры простейших сахаров выяснены в конце 19 в. в результате фундаментальных исследований немецких учёных Г. Килиани и Э. Фишера , основанных на стереохимических представлениях Я. Г. Вант-Гоффа и блестяще их подтвердивших. В 20-е гг. 20 в. работами английского учёного У. Н. Хоуорса были заложены основы структурной химии полисахаридов. Со 2-й половины 20 в. происходит стремительное развитие химии и биохимии углеводов, обусловленное их важным биологическим значением и базирующееся на современной теории органической химии и новейшей технике эксперимента.

Углеводы составляют большую (часто основную) часть пищевого рациона человека. В связи с этим они широко используются в пищевой и кондитерской промышленности (крахмал, сахароза, пектиновые вещества, агар). Их превращения при спиртовом брожении лежат в основе процессов получения этилового спирта, пивоварения, хлебопечения; др. типы брожения позволяют получить глицерин, молочную, лимонную, глюконовую кислоты и др. вещества. Глюкоза, аскорбиновая кислота, сердечные гликозиды, углеводсодержащие антибиотики, гепарин широко применяются в медицине. Целлюлоза служит основой текстильной промышленности, получения искусственного целлюлозного волокна, бумаги, пластмасс, взрывчатых веществ и др.

Важнейшие вопросы химии и биохимии углеводов — усовершенствование методов установления строения и синтеза природных углеводов, выяснение связи между их структурой и функцией в организме, а также путей биосинтеза — разрабатываются химическими и биохимическими научными центрами наряду с др. актуальными проблемами органической химии, биохимии и молекулярной биологии.

Здесь следует отметить, что обычно углеводы подразделяют в первую очередь на моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Но так как моносахара являются фундаментальными углеводными единицами, а олигосахара и полисахара - это не что иное, как их производные, то мы и будем придерживаться этой схемы: не выделять олигосахара в отдельный класс, рассматривая их как соответствующие производные моносахаров.

Глава 1 Углеводы, их классификация и значение.

1.1. Содержание углеводов в клетке и их классификация.

Углеводы – вещества состава С_mН2_nО_n, имеющие первостепенное биохимическое значение, широко распространены в живой природе и играют большую роль в жизни человека.

Большой класс углеводов разделяют на две группы: простые и сложные.

Простыми углеводами (моносахаридами и мономинозами) называют углеводы, которые не способны гидролизоваться с образованием более простых углеводов, у них число атомов углерода равно числу атомов кислорода С_nН_2nО_n.

Сложными углеводами (полисахаридами или полиозами) называют такие углеводы, которые способны гидролизоваться с образованием простых углеводов и у них число атомов углерода не равно числу атомов кислорода С_mН_2nО_n.

Классификацию углеводов можно изобразить следующей схемой:

Моносахариды, Дисахариды С₁₂Н₂₂О₁₁, тетрозы С₄Н₈О₄, сахароза, элитроза, лактоза, треоза, мальтоза, пентозы С₅Н₁₀О₅, целобиоза, арабиноза, Полисахариды Ксилоза (С₅Н₈О₄)_n рибоза пентозаны Гексозы С₆Н₁₂О₆ (С₆Н₁₀О₅)_n глюкоза целлюлоза манноза крахмал галактоза гликоген фруктоза

Важнейшими представителями простых углеводов являются глюкоза и фруктоза, они имеют одну молекулярную формулу С₆Н₁₂О₆.

Глюкозу называют также виноградным сахаром, так как она содержится в большом количестве в виноградном соке. Кроме винограда глюкоза находится и в других сладких плодах и даже в разных частях растений. Распространена глюкоза и в животном мире: 0,1% ее находится в крови. Глюкоза разносится по всему телу и служит источником энергии для организма. Она также входит в состав сахарозы, лактозы, целлюлозы, крахмала.

В растительном мире широко распространена фруктоза или фруктовый (плодовый) сахар. Фруктоза содержится в сладких плодах, меде. Извлекая из цветов сладких плодов соки, пчелы приготавливают мед, который по химическому составу представляет собой в основном смесь глюкозы и фруктозы. Также фруктоза входит в состав сложных сахаров, например тростникового и свекловичного.

Моносахариды – это твердые вещества, способные кристаллизоваться. Они гигроскопичны, очень легко растворимы в воде, легко образуют сиропы, из которых выделить их в кристаллическом виде бывает очень трудно.

Растворы моносахаридов имеют нейтральную на лакмус реакцию и обладают сладковатым вкусом. Сладость моносахаридов различна: фруктоза в 3 раза слаще глюкозы.

В спирте моносахариды растворяются плохо, а в эфире вообще не растворимы.

Моносахариды, важнейшие представители простых углеводов, в природе находятся как в свободном состоянии, так и в виде своих ангидридов – сложных углеводов.

Все сложные углеводы можно рассматривать как ангидриды простых сахаров, получающиеся путем отнятия одной или нескольких молекул воды от двух или более молекул моносахарида.

К сложным углеводам относятся разнообразные по своим свойствам вещества и их делят по этой причине на две подгруппы.

1. Сахароподобные сложные углеводы или олигосахариды. Эти вещества обладают рядом свойств, сближающими их с простыми углеводами.

Сахароподобные углеводы легко растворимы в воде, сладки на вкус; эти сахара легко получаются в виде кристаллов.

При гидролизе сахароподобных полисахаридов из каждой молекулы полисахарида образуется небольшое количество молекул простого сахара – обычно 2, 3, или 4 молекулы. Отсюда произошло второе название сахароподобных полисахаридов – олигосахариды (от греческого олигос – немногий).

В зависимости от числа молекул моносахаридов, которые образуются при гидролизе каждой молекулы олигосахаридов, последние делятся на дисахариды, трисахариды и т.д.

Дисахариды – это сложные сахара, каждая молекула которых при гидролизе распадается на 2 молекулы моносахарида.

Способы синтеза дисахаридов известны, но практически их получают из природных источников.

Важнейший из дисахаридов – сахароза – очень распространен в природе. Это химическое название обычного сахара, называемого тростниковым или свекловичным.

Индусы еще за 300 лет до нашей эры умели получать тростниковый сахар из тростника. В наше время получают сахарозу из тростника, произрастающего в тропиках (на о. Куба и в других странах Центральной Америки).

В середине 18 века дисахарид был обнаружен и в сахарной свекле, а в середине 19 века был получен в производственных условиях.

В сахарной свекле содержится 12-15% сахарозы, по другим источникам 16-20% (сахарный тростник содержит 14-26% сахарозы).

Читайте также: