Углеводы
 Скачать 174.39 Kb.
|
|
Департамент образования Белгородской области Областное государственное автономное профессиональное образовательное учреждение «ШЕБЕКИНСКИЙ ТЕХНИКУМ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ТРАНСПОРТА» РЕФЕРАТ ПО ХИМИИ на тему: «Углеводы» Выполнил: Квитченко Дмитрий студент 1 курса М-9-21 Проверил: Прокопова Е.Е Шебекино 2022 Содержание Введение 1. Понятие углеводов. Их биологическая роль 2. Классификация углеводов 3. Углеводы в организме человека Заключение Список использованных источников Введение Любой современный человек, несомненно, знаком с термином «углеводы». Ведь среди многочисленных веществ, составляющих окружающий нас мир, углеводы и их производные занимают исключительное место в жизни человека, обеспечивая его пищей, одеждой, жилищем. Успехи бурно развивающихся отраслей химии, пограничных с биологией, дали возможность оценить подлинную роль углеводов и в самом процессе жизнедеятельности. Углеводы в виде разнообразных производных входят в состав клеток любого живого организма, выполняя здесь роль конструкционного материала, поставщика энергии, субстратов и регуляторов специфических биохимических процессов. Соединяясь с нуклеиновыми кислотами, белками и липидами, углеводы составляют сложные высокомолекулярные комплексы, которые лежат в основе субклеточных структур и представляют собой основу живой материи1, в том числе и человека. Каждому из нас, а посвятившим свою жизнь физической культуре и спорту – в особенности, необходимы определенные знания о том, каковы составляющие нашего организма, и какие процессы в нем происходят. Чем полнее и глубже эти знания, тем эффективнее деятельность по спортивному совершенствованию, тем выше спортивный результат. Целью настоящего реферата является получение более полного, всестороннего представления об углеводах и их роли в организме человека. Для достижения указанной цели необходимо было решить ряд задач: уточнить понятие углеводов; выяснить их биологическую роль; на основании химического состава и строения углеводов провести их классификацию; определить, каково содержание углеводов в организме человека; выяснить, как проходит процесс пищеварения углеводов, какие ферменты в нем участвуют, каковы условия их действия в различных отделах пищеварительного тракта; как регулируется уровень глюкозы в крови; сделать выводы о правильном потреблении углеводов. В соответствии с поставленными задачами построена и структура настоящего реферата. Он состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованных источников. Основу реферата составляют материалы учебной, научно-популярной литературы, интернет-ресурсы. Понятие углеводов. Их биологическая роль углевод пищеварение фермент Углеводы (сахариды) – общее название обширного класса природных органических соединений. Как почти любому классу органических соединений с развитой химией, углеводам трудно дать вполне строгое определение, т.е. такое, которое включало бы всё, не входящее в этот класс1. С точки зрения химии, углеводы являются органическими веществами, содержащими неразветвленную цепь из нескольких атомов углерода, карбонильную группу, а также несколько гидроксильных групп. Впервые термин «углеводы» был предложен профессором Дерптского (ныне Тартуского) университета К.Г. Шмидтом в 1844 г. В то время предполагали, что все углеводы имеют общую формулу: Cm(H2O)n ,то есть углевод + воды, отсюда и название – углеводы. В 1927 г. Международная комиссия по реформе химической номенклатуры предложила термин «углеводы» заменить термином «глициды», однако старое название «углеводы» укоренилось и является общепризнанным. Огромное практическое и научное значение углеводов с давних времен привлекало к ним внимание исследователей. У самых истоков цивилизации лежит первое практическое знакомство человека с углеводами. Обработка древесины, изготовление бумаги, хлопчатобумажных и льняных тканей, хлебопечение, брожение – все эти процессы, известные еще с глубокой древности, непосредственно связаны с переработкой углеводсодержащего сырья. Тростниковый сахар был, по-видимому, первым органическим веществом, полученным человеком в химически чистом виде2. Становление химии как науки во второй половине 18 века неразрывно связано с первыми работами в области химии углеводов. Вслед за тростниковым сахаром были выделены первые индивидуальные моносахариды – фруктоза (Ловиц, 1772), глюкоза (Пру, 1802). В 1811 году Кирхгоф получил глюкозу при обработке крахмала кислотой, проведя таким образом первый химический гидролиз полисахарида, а в 1814 году провел ферментолиз того же сахарида. В 1861 г. A.M. Бутлеров осуществил свой исторический синтез углеводов (вне организма), получив при обработке водного раствора формальдегида (муравьиный альдегид) известковой водой смесь сахаров (метиленитан), содержащую и некоторые природные моносахариды. Это был первый синтез представителей одного из трех основных классов веществ (белки, липиды, углеводы), входящих в состав живых организмов. Химическая структура простейших углеводов была открыта в конце 19 века в результате фундаментальных исследований Э. Фишера. Значительный вклад в изучение углеводов внесли отечественные ученые А.А. Колли, П.П. Шорыгин, Н.К. Кочетков. В 20-е годы нынешнего столетия работами английского исследователя У. Хеуорса были заложены основы структурной химии полисахаридов. Со второй половины XX в. происходит стремительное развитие химии и биохимии углеводов, базирующееся на современной теории органической химии и новейшей технике эксперимента, и обусловленное их важным биологическим значением. Классификация углеводов Все углеводы можно классифицировать по различным основаниям. Например, если классифицировать углеводы по количеству заместителей в карбонильной группе, то их можно поделить на альдегидные (один заместитель) и кетонные (два заместителя). По способности к гидролизу на мономеры углеводы делятся на две группы: простые и сложные. В зависимости от строения все углеводы классифицируются на три основных класса: моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Последняя классификация в настоящее время является общепризнанной. К моносахаридам относятся простые углеводы, которые при гидролизе не распадаются на более простые молекулы. В зависимости от числа атомов углерода в молекуле моносахариды делятся на триозы (С3Н6О3), тетрозы (С4Н8О4), пентозы (С5Н10О5), гексозы (С6Н12О6) и гептозы (С7Н14О7). Другие моносахариды в природе не встречаются, но могут быть получены синтетически. Моносахариды, содержащие 5-членный цикл, называются фуранозами, 6-членный – пиранозами. Моносахариды входят в состав сложных углеводов (гликозиды, олигосахариды, полисахариды) и смешанных углеводсодержащих биополимеров (гликопротеиды, гликолипиды). При этом моносахариды связаны друг с другом и с неуглеводной частью молекулы гликозидными связями. При гидролизе под действием кислот или ферментов эти связи могут рваться с высвобождением моносахаридов. Биосинтез моносахаридов из углекислого газа и воды происходит в растениях (фотосинтез); с участием активированных производных моносахаридов – нуклеозиддифосфатсахаров – происходит, как правило, биосинтез сложных углеводов. Распад моносахаридов в организме (например, спиртовое брожение, гликолиз) сопровождается выделением энергии. Моносахариды - белые, кристаллические вещества, сладкие на вкус, легко растворимые в воде. Углеводы в организме человека Запасы углеводов в организме не превышают 2-3% от массы тела. За счет них энергетические запасы нетренированного человека могут покрываться не более 12 часов, а у спортсменов – и того меньше1. При нормальном потреблении углеводов организм спортсмена работает боле экономно и менее утомляется. Следовательно, необходимо постоянное поступление углеводов с пищей. Потребность организма в глюкозе зависит от уровня энергозатрат. По мере увеличения интенсивности, тяжести физического труда потребность в углеводах увеличивается. Норма углеводов в суточном рационе составляет 400 граммов для людей, не занимающихся спортом; для спортсменов – от 600 до 1000 граммов. 64% углеводов поступают в организм в виде крахмала (хлеб, крупы, макаронные изделия), 36% – в виде простых сахаров (сахароза, фруктоза, мед, пектиновые вещества). Поступающие в организм человека сложные углеводы пищи имеют иную структуру, чем углеводы человеческого тела. Так полисахариды, составляющие растительный крахмал, – амилоза и амилопектин – представляют собой линейные или слаборазветвленные полимеры глюкозы, а крахмал человеческого тела – гликоген, имея в основе те же глюкозные остатки, образует из них иную – сильноразветвленную полимерную структуру. Поэтому усвоение пищевых олиго- и полисахаридов начинается с их гидролитического (под действием воды) расщепления в процессе пищеварения до моносахаридов. Гидролитическое расщепление углеводов в процессе пищеварения происходит под действием ферментов гликозидаз, расщепляющих 1-4 и 1-6 гликозидные связи в молекулах сложных углеводов. Простые углеводы пищеварению не подвергаются, может только происходить брожение некоторой части их в толстом кишечнике под действием ферментов микроорганизмов. К гликозидазам относятся амилаза слюны, поджелудочного и кишечного соков, мальтаза слюны и кишечного сока, конечная декстриназа, сахараза и лактаза кишечного сока. Гликозидазы активны в слабощелочной среде и угнетаются в кислой среде, за исключением амилазы слюны, которая катализирует гидролиз полисахаридов в слабокислой среде и теряет активность при увеличении кислотности. Заключение Резюмируя изложенное, отметим, что углеводы, составляя основную часть всего органического вещества на нашей планете, занимают исключительное место в нашей жизни, обеспечивая нас пищей, одеждой и жилищем. В результате проведенного нами исследования выяснено, что как почти любому классу органических соединений с развитой химией, углеводам трудно дать вполне строгое определение. Однако это понятие, в значительной степени, может сформироваться на основе имеющейся общепринятой классификации углеводов. Написание реферата позволило выяснить многообразную биологическую роль углеводов. Удалось так же определить, каково содержание углеводов в организме человека; выяснить, как проходит процесс пищеварения углеводов, какие ферменты в нем участвуют, каковы условия их действия в различных отделах пищеварительного тракта; как регулируется уровень глюкозы в крови. Кроме того, приведены научные обоснования, что недостаток в питании углеводов в течение длительного времени или резкое их ограничение способствует снижению сахара в крови, следовательно, понижению умственной и физической работоспособности, появлению слабости, сонливости, головокружения, головной боли, чувства голода, дрожи в руках. В то же время, вредным для организма является и их избыток в питании, особенно легкоусвояемых углеводов. Это, как правило, влечет за собой развитие атеросклероза, сердечнососудистых заболеваний, сахарного диабета, ожирения, кариеса зубов. В целом, подготовка и написание реферата позволили получить более полное, многостороннее представление об углеводах и их роли в организме человека, что позволяет сделать вывод, о том, что поставленная цель реферата достигнута. Список использованных источников Бочков А.Ф., Афанасьев В.А., Заиков Г.Е. Углеводы. - М.: Наука, 1980. - 176 с. Кочетков Н.К., Бочков А.Ф.. Дмитриев Б.А. и др. Химия углеводов. - М.: Химия, 1967. - 672 с. Ленинджер А. Основы биохимии: В 3-х т. Т.1. Пер. с англ. – М.: Мир, 1985. -367 с. Популярная медицинская энциклопедия. Гл. ред. Б.В. Петровский. В 1 т. - М.: Советская энциклопедия, 1983. - 704 с. Пшендин А.М. Рациональное питание спортсменов: Для любителей и профессионалов. - СПб. : ГИОРД, 2000. - 160 с. Биохимия. Учебное пособие [Электронный ресурс] / Сайт Бурятского государственного университета. - Режим доступа: http://www.bsu.ru/content//biochhecadememy/p_2_1.htm. - Загл. с экрана. Классификация углеводов [Электронный ресурс] / Химик: сайт о химии. - Режим доступа: http://www.xumuk.ru/biologhim/062.html. - Загл. с экрана. Марри Р. Биохимия человека: в 2-х т. Т. 1. Пер. с англ. – М.: Мир, 1993. – 384 с. [Электронный ресурс] / Марри Р., Гренне Д., Мейес П., Родуэлл В. – Режим доступа: http://reslib.com/book/Biohimiya_cheloveka__Tom_1_#358. - Загл. с экрана. Роль углеводов в жизнедеятельности человеческого организма [Электронный ресурс] / Fitness-online.by. - Режим доступа: http://www.fitness-online.by/2006/03/11/carbohydrates.html. - Загл. с экрана. Углеводы [Электронный ресурс] / БалтикГрандСервис. - Режим доступа: http://bgsspb.ru/uglevody. - Загл. с экрана. Углеводы [Электронный ресурс] / Википедия. - Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D3%E3%EB%E5%E2%EE%E4%FB. - Загл. с экрана. 1 Кочетков Н.К., Бочков А.Ф.. Дмитриев Б.А. и др. Химия углеводов. - М.: Химия, 1967. - С. 6. 1 Бочков А.Ф., Афанасьев В.А., Заиков Г.Е. Углеводы. - М.: Наука, 1980. - С. 7. 2 Кочетков Н.К., Бочков А.Ф.. Дмитриев Б.А. и др. Химия углеводов. - М.: Химия, 1967. - С. 6. 1 Пшендин А.М. Рациональное питание спортсменов: Для любителей и профессионалов. - СПб.: ГИОРД, 2000. - С. 47. |