Глюкоза як представник вуглеводів

by olena ribak

Joined Mar 2021
Published Books 2

Ви вже знаєте з курсу загальної біології, що вуглеводи – це оксигеновмісні органічні сполуки.

Можливо, хтось із вас знає звідки походить ця назва?

Назва «вуглеводи» виникла тому, що перші вивчені представники цього класу складалися начебто з карбону (вуглецю) і води; склад їх виражався загальною формулою С_n(Н₂О)m. Пізніше було знайдено вуглеводи, що не відповідають цій формулі, але за іншими ознаками безперечно належать до вуглеводів.

Вперше термін “вуглеводи” запропонував професор Тартуського університету Карл Шмідт в 1844 р.

У 1927 р. Міжнародна комісія по реформі хімічної номенклатури запропонувала термін “вуглеводи” замінити терміном “гліціди”, однак стара назва “вуглеводи” вкоренилася і є загальноприйнятою.

3

Яке значення вуглеводів?

Вуглеводи – це одне з найважливіших складових повноцінного раціону харчування людини. Хімічні сполуки вуглецю з воднем і киснем служать головним джерелом «сировини» для виробництва енергії в організмі. Вони дозволяють підтримувати нормальний рівень глікогену в печінці і м’язових тканинах, постійно оновлюючи його запаси. Крім того, завдяки вуглеводам підтримується оптимальна кількість цукру в крові, який необхідний для синтезу багатьох речовин в клітинах людського тіла. У рослинному світі на їх частину припадає 80-90% з розрахунку на суху речовину.

За допомогою он-лайн тренажеру Learning.App відгадайте зашифроване слово:

Яку речовину містить у виноградний сік і кров людини?

4

Глюкоза (від грец. глюкос – солодкий), виноградний цукор – це один з найпростіших і водночас найважливіших вуглеводнів.

Де у природі зустрічається ця речовина?

Поширення у природі

Входить до складу клітинного соку рослин. Особливо багаті на глюкозу плоди винограду, з яких у 1802 р. Жозеф Пруст добув глюкозу, яку і дотепер часто називають виноградним цукром. У чистому вигляді глюкоза міститься в солодких ягодах і фрукта, меді. В організмах людини та тварин глюкоза міститься в м’язах та в крові (0.12 %).

Глюкоза утворюється в зелених листках рослин.

Як називається цей процес?
Які умови необхідні для здійснення фотосинтезу

Сумарне рівняння фотосинтезу:

6СО₂ + 6Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + 6О₂↑

З глюкози у рослинах утворюється сахароза, крохмаль і целюлоза.

5

Глюкоза С₆Н₁₂С₆ – безбарвна кристалічна речовина без запаху з густиною 1,54 г/см³, температура плавлення – 146⁰С. При нагріванні вище цієї температури вона починає розкладатися, не доходячи до кипіння. Глюкоза солодка на смак і добре розчиняється у воді.

6

Лабораторна робота № 2

Тема: Окиснення глюкози свіжоодержаним купрум (ІІ) гідроксидом

Мета З’ясувати, які функціональні групи наявні в молекулі глюкози.

Обладнання та реактиви: розчин глюкози, розчин купрум (ІІ) сульфату, розчин натрій гідроксиду, штатив з пробірками, джерело вогню, пробірко тримач.

Перегляньте відео за посиланням та зробіть висновки.

7

Приготуємо купрум(ІІ) гідроксид, додамо до одержаного осаду розчин глюкози. Що спостерігаємо? Про що свідчать розчинення та яскраво-синє забарвлення розчину?

Розчинення та поява яскраво-синього забарвлення розчину вказує на те, що глюкоза є багатоатомним спиртом.

Дотримуючись правил нагрівання, підігріємо пробірку.

Що спостерігаємо?

Зміна забарвлення пов’язана з відновними властивостями альдегідної групи.

Купрум (І) оксид має яскраво-оранжевий колір.

Це якісна реакцію на глюкозу!

Висновок: Глюкоза дає якісні реакції на багатоатомні спирти і альдегіди, отже, в її молекулі 5 гідроксильних груп та альдегідна група.

Записуємо структурну формулу глюкози – це альдегідоспирт.

8

Хімічні властивості глюкози

Властивості зумовлені наявністю в молекулі		Ознаки
Гідроксильних груп	1. Взаємодіє з купрум (ІІ) гідроксидом	Яскраво-синій розчин
Альдегідної групи	1. Вступає в реакції «срібного дзеркала» НОСН₂ – (СНОН)₄ – СНО+Аg₂О → НОСН₂ – (СНОН)₄ – СООН +2 Аg↓	Срібний осад
	2.окислення купрум (ІІ) гідроксидом під час нагрівання НОСН₂ – (СНОН)₄–СНО +Cu(ОН)₂→НОСН₂ – (СНОН)₄ –СООН+ Cu₂О+2Н₂О	яскраво-оранжевий осад
	3.Відновлення до шестиатомного спирту НОСН₂ – (СНОН)₄ – СНО +Н₂→ НОСН₂ – (СНОН)₄ – СН₂ОН	Утворення сорбіту
Специфічні властивості	1. Спиртове бродіння C₆H₁₂O₆®2CH₃-CH₂OH+ CO₂	Виділення вуглекислого газу
Специфічні властивості	2. Молочнокисле бродіння C₆H₁₂O₆®2C₃H₆O₃	молочна кислота
Повне окислення	Дихання C₆H₁₂O₆ + 6O₂ ¾® 6H₂O + 6CO₂	Виділення вуглекислого газу і води

9

Застосування

Значення для життєдіяльності організму

Глюкоза – універсальна поживна речовина й протиотрута водночас. Тому її використовують для ін’єкцій під час харчових отруєнь, інфекційних захворювань тощо, зокрема шлунково-кишкових.

Збереження стабільного рівня глюкози в крові дуже важливе для нормальної життєдіяльності організмів. Тому в людини й багатьох тварин снує складна система гормональної регуляції вуглеводного обміну. Його порушення є причиною виникнення важких хвороб, насамперед цукрового діабету. Тому важливо не лише збалансувати вживання вуглеводів, а й регулярно перевіряти рівень глюкози в крові.

Глюкоза є цінним харчовим продуктом. В організмі вона розщеплюється з виділенням енергії. При розщепленні 1 грама глюкози виділяється 17,2 кДж енергії.

Якщо кисню недостатньо, утворюється молочна кислота:

C₆H₁₂O₆ + 2H₃PO₄ + 2АДФ ¾® 2C₃H₆O₃ + 2АТФ + 2H₂O

А чому наші м’язи болять після тривалого навантаження?

В медицині

Глюкозу використовують для підтримання життєдіяльності ослабленого організму, як зміцнюючий засіб при серцевих захворюваннях; вона входить до складу кровозамінник і протишокових рідин.

В кондитерській справі

Глюкозу використовують для виготовлення мармеладів, карамелі, печива та інших виробів.

В органічному синтезі

Глюкозу використовують для синтезу аскорбінової та інших кислот.

В харчовій промисловості велике значення мають процеси бродіння глюкози. При квашенні капусти, огірків, молока відбувається молочнокисле бродіння. Якщо капусту не ущільнити, то внаслідок проникнення повітря вона зіпсується. Спиртове бродіння використовується при виробництві пива.

10

Перевірте свої знання, виконайте он-лайн завдання

11