Sacharydy - budowa, podział i funkcje

1.Sacharydy - powstawanie i skład pierwiastkowy

Sacharydy powstają przede wszystkim w fotosyntezie. Większość zawiera wyłącznie węgiel, wodór i tlen, zwykle w stosunku liczby atomów wodoru do tlenu 2:1. Niektóre zawierają też inne pierwiastki, np. azot.

2.Podział sacharydów ze względu na budowę

Sacharydy dzieli się na monosacharydy, czyli cukry proste, oligosacharydy złożone z 2-10 cząsteczek monosacharydów oraz polisacharydy zbudowane z wielu reszt cukrów prostych.

3.Monosacharydy - właściwości

Monosacharydy, czyli cukry proste lub jednocukry, mają słodki smak i dobrze rozpuszczają się w wodzie.

4.Podział monosacharydów według liczby atomów węgla

Monosacharydy zawierają zazwyczaj od 3 do 10 atomów węgla. Trzy atomy mają triozy, cztery - tetrozy, pięć - pentozy, a sześć - heksozy.

5.Grupy funkcyjne monosacharydów

Każdy monosacharyd ma kilka grup hydroksylowych oraz jedną grupę karbonylową: aldehydową albo ketonową.

6.Aldozy i ketozy

Aldozy to monosacharydy zawierające grupę aldehydową, a ketozy - monosacharydy zawierające grupę ketonową.

7.Izomery

Izomery to związki o takim samym wzorze sumarycznym, ale odmiennej budowie cząsteczek, czyli różnych wzorach strukturalnych.

8.Glukoza i fruktoza jako izomery

Glukoza i fruktoza mają ten sam wzór sumaryczny: $\ce{C6H12O6}$, ale różnią się układem atomów i rodzajem grupy funkcyjnej. Glukoza jest aldozą, a fruktoza ketozą. Mogą się wzajemnie przekształcać.

9.Aldehyd 3-fosfoglicerynowy - znaczenie

Jest triozą, produktem pośrednim oddychania komórkowego i produktem ostatecznym fotosyntezy.

10.Ryboza - znaczenie biologiczne

Ryboza jest pentozą. Wchodzi w skład RNA, uczestniczącego w syntezie białek i będącego nośnikiem informacji genetycznej wielu wirusów. Jest też składnikiem wolnych rybonukleotydów, np. ATP, przenoszących energię w komórkach.

11.Deoksyryboza - znaczenie biologiczne

Deoksyryboza jest pentozą wchodzącą w skład DNA, które jest nośnikiem informacji genetycznej organizmów i wielu wirusów.

12.Glukoza - znaczenie biologiczne

Glukoza jest heksozą i podstawowym substratem energetycznym. Jest także monomerem wielu oligosacharydów i polisacharydów.

13.Fruktoza - znaczenie biologiczne

Fruktoza jest heksozą i substratem energetycznym. Wchodzi w skład wielu oligosacharydów i polisacharydów.

14.Galaktoza - znaczenie biologiczne

Galaktoza jest heksozą i substratem energetycznym. Wchodzi w skład laktozy, niektórych polisacharydów, glikolipidów i glikoprotein.

15.Ryboza a deoksyryboza - związek z kwasami nukleinowymi

Obie są pentozami. Ryboza wchodzi w skład RNA, a deoksyryboza - DNA.

16.Główne funkcje biologiczne monosacharydów

Monosacharydy są substratami energetycznymi, składnikami większych sacharydów, kwasów nukleinowych i nukleotydów oraz uczestniczą w przemianach metabolicznych.

17.Oligosacharydy - budowa

Oligosacharydy są zbudowane z 2-10 cząsteczek monosacharydów połączonych wiązaniami O-glikozydowymi.

18.Powstawanie wiązania O-glikozydowego

Wiązanie O-glikozydowe łączy cząsteczki monosacharydów. Powstaje w reakcji kondensacji, której towarzyszy wydzielenie cząsteczki wody.

19.Oznaczenia wiązań glikozydowych

Liczby w nazwie wiązania wskazują łączone atomy węgla, np. wiązanie 1,4 łączy pierwszy atom węgla jednej cząsteczki z czwartym drugiej. Wiązania α- i β-glikozydowe rozróżnia się zależnie od formy monosacharydów tworzących wiązanie.

20.Disacharydy - budowa i powstawanie

Disacharydy, czyli dwucukry, są najprostszymi oligosacharydami. Powstają przez kondensację dwóch cząsteczek monosacharydów i mają podobne do nich właściwości fizykochemiczne.

21.Sacharoza - budowa i funkcje

Sacharoza składa się z glukozy i fruktozy połączonych wiązaniem 1-α,2-β-glikozydowym. Jest formą transportową cukrów u roślin oraz substancją zapasową w korzeniu buraka cukrowego i łodydze trzciny cukrowej.

22.Laktoza - budowa i funkcja

Laktoza składa się z galaktozy i glukozy połączonych wiązaniem 1,4-β-glikozydowym. Występuje w mleku ssaków i jest źródłem substratów energetycznych: glukozy i galaktozy.

23.Maltoza - budowa i funkcje

Maltoza składa się z dwóch cząsteczek glukozy połączonych wiązaniem 1,4-α-glikozydowym. Jest źródłem glukozy. Występuje w nektarze i pyłku niektórych roślin, przyczyniając się do wabienia zwierząt zapylających.

24.Oligosacharydy jako składniki błon komórkowych

Oligosacharydy o dłuższych łańcuchach często łączą się z białkami lub lipidami, tworząc związki wchodzące w skład błon komórkowych.

25.Polisacharydy - budowa i rozpuszczalność

Polisacharydy, czyli wielocukry, powstają z wielu cząsteczek monosacharydów połączonych w jedną dużą cząsteczkę. Są słabo rozpuszczalne albo nierozpuszczalne w wodzie.

26.Podział polisacharydów według funkcji

Polisacharydy budulcowe to celuloza i chityna, a zapasowe - skrobia i glikogen.

27.Właściwości polisacharydów budulcowych

Celuloza i chityna są nierozpuszczalne w wodzie, sztywne i wytrzymałe. Chronią komórki oraz organizmy przed urazami mechanicznymi, a komórki także przed pękaniem w roztworach hipotonicznych.

28.Budowa łańcuchów celulozy i chityny a wytrzymałość

Reszty cukrowe łączą się wiązaniami 1,4-β-glikozydowymi w nierozgałęzione łańcuchy. Liczne wiązania wodorowe między łańcuchami łączą je w grubsze, wytrzymałe włókna.

29.Celuloza - budowa

Celuloza składa się z reszt glukozy połączonych wiązaniami 1,4-β-glikozydowymi. Jej nierozgałęziony łańcuch zawiera od kilku do kilkunastu tysięcy reszt glukozy.

30.Celuloza - występowanie i przystosowanie do funkcji

Celuloza jest głównym składnikiem ścian komórkowych roślin i niektórych protistów. Jej włókna są odporne mechanicznie, a większość organizmów, również tych, u których występuje, nie wytwarza enzymów zdolnych do jej rozkładu.

31.Chityna - budowa

Chityna składa się z reszt N-acetyloglukozaminy, pochodnej glukozy, połączonych wiązaniami 1,4-β-glikozydowymi. Jeden nierozgałęziony łańcuch zawiera kilka tysięcy tych reszt.

32.Chityna - występowanie i przystosowanie do funkcji

Chityna buduje ściany komórkowe grzybów i twarde części wielu bezkręgowców, m.in. szkielety zewnętrzne stawonogów oraz dzioby ośmiornic. Tworzy wytrzymałe włókna, a większość organizmów nie wytwarza enzymów zdolnych do jej rozkładu.

33.Wiązania w polisacharydach zapasowych

W skrobi i glikogenie reszty glukozy są połączone w łańcuchach wiązaniami 1,4-α-glikozydowymi. Rozgałęzienia powstają dzięki wiązaniom 1,6-α-glikozydowym.

34.Skrobia - funkcja i występowanie

Skrobia jest materiałem zapasowym roślin i niektórych protistów. U roślin gromadzi się m.in. w nasionach i organach spichrzowych, np. bulwach. Jej rozkład dostarcza glukozy wykorzystywanej jako źródło energii.

35.Dwie frakcje skrobi

Amyloza, czyli frakcja nierozgałęziona, stanowi około 20% masy skrobi i tworzy helikalny łańcuch od kilkuset do kilku tysięcy reszt glukozy. Amylopektyna, czyli frakcja rozgałęziona, stanowi około 80%, zawiera kilka tysięcy reszt glukozy i rozgałęzia się mniej więcej co 25 reszt.

36.Dlaczego skrobia nadaje się do magazynowania energii?

Skrobia może być rozkładana przez amylazy. Helikalna budowa frakcji nierozgałęzionej ułatwia enzymom dostęp do wiązań α-glikozydowych, a rozgałęzienia drugiej frakcji umożliwiają jednoczesny rozkład w wielu miejscach.

37.Glikogen - budowa, funkcja i występowanie

Glikogen jest materiałem zapasowym zwierząt i grzybów. Zawiera kilkadziesiąt tysięcy reszt glukozy, a jego łańcuchy rozgałęziają się mniej więcej co 6-12 reszt. U człowieka gromadzi się głównie w wątrobie i mięśniach.

38.Dlaczego glikogen nadaje się do magazynowania energii?

Glikogen jest rozkładany m.in. przez fosforylazę glikogenową wytwarzaną w komórkach zwierzęcych i grzybowych. Silne rozgałęzienie umożliwia jego jednoczesny rozkład w wielu miejscach cząsteczki.

39.Rozgałęzienia glikogenu i rozgałęzionej frakcji skrobi

Glikogen rozgałęzia się mniej więcej co 6-12 reszt glukozy, a rozgałęziona frakcja skrobi - co około 25 reszt. Glikogen jest więc silniej rozgałęziony.

40.Wykrywanie skrobi

Skrobię można wykryć płynem Lugola, czyli roztworem jodu w jodku potasu. Pod wpływem jodu skrobia barwi się na granatowo.