Наибольшее количество углеводов содержится в животных клетках: В Клетках каких больше углеводов:у растений или у животных ? Объяснить

В каких продуктах содержится наибольшее количество углеводов, необходимых человеку?

1) сыре и твороге

2) хлебе и картофеле

3) мясе и рыбе

4) растительном масле

 

4. Примером нарушения гуморальной регуляции организма является:

1) задержка роста у детей

2) отдергивание руки от огня

3) дрожь

4) приступ кашля

 

5. Отличительным признаком покрытосеменных растений является наличие:

1) семени 3) цветка

2) камбия 4) проводящих сосудов

 

6. На голову, грудь и брюшко тело четко расчленено у:

1) речного рака 3) клеща

2) паука – каракурта 4) мухи

 

7. Плесень мукор относится к:

1) грибам 3) бактериям

2) растениям 4) лишайникам

 

8. Какой из процессов происходит в клетках любого строения и функции:

1) синтез белков 3) обмен веществ

2) митоз 4) мейоз

 

9.

При недостатке кислорода в мышцах активнее функционируют:

1) рибосомы 3) митохондрии

2) лизосомы 4) аппарат Гольджи

 

 

10. Основными производителями органического вещества в сосновом лесу являются:

1) бактерии 3) белки

2) сосны 4) насекомые

 

11.Что из перечисленного поступает из пищеварительного тракта млекопитающих в кровь?

1) крахмал 3) глюкоза

2) гликоген 4) белки

 

12. Развитие с пм превращением называется:

1) метаморфоз 3) дробление

2) эмбриогенез 4) гаструляция

 

13. Конечными продуктами окисления гликогена в клетке являются:

1) АТФ и вода 3) вода и углекислый газ

2) кислород и углекислый газ 4) АТФ и кислород

 

14. Историческое развитие организмов называется:

1) онтогенез 3) овогенез

2) гаметогенез 4) филогенез

15. Большой круг кровообращения у человека заканчивается в:

1) правом предсердии 3) левом предсердии

2) правом желудочке 4) левом желудочке

 

16. Условные рефлексы:

1) одинаковы у всех особей вида

2) постоянны

3) индивидуальны

4) контролируются спинным мозгом

 

17. Сходство прокариотических и эукариотических организмов заключается в том, что они:

1) многоклеточны 3) состоят из клеток

2) одноклеточны 4) принадлежат одному царству

 

18. Все существующие виды бактерий – это:

1) паразиты 3) гетеротрофные организмы

2) автотрофные организмы 4) разнообразные по способу питания формы

 

19. Наиболее древними земноводными считаются:

1) ихтиозавры 3) тритоны

2) стегоцефалы 4) жабы

 

20. Содержание адреналина в организме регулируется гормоном:

1) щитовидной железы 3) поджелудочной железы

2) надпочечников 4) яичника

 

21. Экология – это:

1) наука о взаимоотношениях человека с окружающей средой;

2) наука о взаимоотношениях живых организмов с окружающей средой;

3) природа;

4) охрана природы и рациональное природопользование

22. К абиотическим природным факторам относятся:

1) климат;

2) загрязнение окружающей среды человеком;

3) конкуренция за источник питания;

4) паразитизм

23.Территория, занимаемая видом или популяцией, называется:

1) пространством;

2) ареалом;

3) зоной;

4) участком

24. По вине человека в атмосфере уменьшается доля:

1) диоксида серы SO2 ;

2) диоксида углерода СО2 ;

3) кислорода О2 ;

4) диоксида азота NO2

25. Парниковый эффект, вызванный увеличением в атмосфере углекислого газа, приводит:

1) к таянию вечных снегов и затоплению низменных участков земли;

2) к увеличению радиационного фона на земле;

3) к отравлению организмов;

4) к понижению температуры нижних слоев атмосферы

26. Причина возникновения «озоновых дыр»:

1) увеличение выбросов в атмосферу углекислого газа;

2) увеличение выбросов в атмосферу пыли;

3) уменьшение в атмосфере доли кислорода;

4) увеличение выбросов в атмосферу фреонов

27. Основной источник загрязнения атмосферы:

1) загрязнение от автотранспорта;

2) кислотные дожди;

3) испарение сточных вод;

4) ветровая эрозия почв

28. Все факторы, воздействующие на организм называются:

1) абиотическими;

2) биотическими;

3) антропогенными;

4) экологическими

29. Где сосредоточено наибольшее количество видов живых организмов:

1) в каменной пустыне;

2) на островах;

3) в тропических лесах;

4) в таежных лесах

30. Укажите термин, который выпадает из предложенного ряда:

1) консумент;

2) доминант;

3) редуцент;

4) продуцент

 

Задания части II

Часть Б. Задание включает 10 вопросов с несколькими вариантами ответа. За каждый правильный ответ – 2 балла.

1. Признаки, характерные для семейства пасленовых:
а) листья простые без прилистников;
б) травянистые растения, полукустарники, а в тропиках кустарники и деревья;
в) плод ягода или коробочка;
г) соцветие кисть, двойной завиток;
д) формула цветка *Ч₍₅₎Л₅Т₍₅₎П₍₂₎.

2. Признаки характерные для пиявок:

а) хищничество;
б) паразитизм;
в) гермафродитизм;
г) всегда 23 сегмента тела;
д) отсутствие щетинок.

3. Мозжечок хорошо развит у:

а) рыб и амфибий;
б) рыб и птиц;

в) амфибий и рептилий;
г) рептилий и млекопитающих;
д) птиц и млекопитающих.

Урок 21. основы здорового питания — Технология — 5 класс

ВАЖНО!

Питание – процесс потребления и усвоения организмом питательных веществ, необходимых для роста, развития, поддержания жизнедеятельности и работоспособности. Питательными веществами являются белки, жиры и углеводы. Человеку также необходимо получать минеральные соли, воду и витамины.

Для правильной организации питания очень важно определить значение для человека питательных веществ.

Белки – незаменимая часть рациона питания человека, потому что каждая клетка организма состоит главным образом из белков.

Жиры и углеводы – это источники энергии для организма, они входят в состав клеток. Жиры регулируют проникновение в клетки воды, солей и других важнейших веществ, предохраняют кожу от высыхания, защищают организм от переохлаждения. Организму человека необходимы жиры как животного, так и растительного происхождения. Углеводы составляют главную часть рациона питания человека.

Витамины повышают сопротивляемость организма к болезням, влияют на состояние кожи, волос, зрения. В зависимости от того, в какой среде витамины лучше усваиваются организмом, их делят на водорастворимые и жирорастворимые. Они содержатся в продуктах животного и растительного происхождения.

Для здоровья человека вредны как недостаток витаминов, так и их переизбыток.

Минеральные вещества регулируют обмен веществ в организме.

Вода составляет в среднем 65 % массы тела человека. Вода является средой для осуществления всех процессов, идущих в клетках организма. Потеря 20 % воды приводит к смерти организма. Воду мы потребляем в виде жидкостей, а также в составе пищи.

Питание с наибольшей пользой для здоровья и жизнедеятельности человека называют рациональным.

Оно состоит из трёх принципов: соблюдение режима питания, умеренность в употреблении пищи и разнообразие.

Пищевой рацион человека должен покрывать энергетические затраты организма и включать разнообразные продукты.

Режим питания – это время и число приёмов пищи.

Пищевой рацион человека должен покрывать энергетические затраты организма: переедание также вредно для организма, как и недоедание. Если суточную калорийность пищи принять за 100 %, то на завтрак должно приходиться примерно 30 % от общей калорийности суточного рациона, на обед – 45 %, на полдник – 10 % и на ужин – 15 %.

Пищевой рацион человека должен быть разнообразным. В ежедневном меню рекомендуется употреблять одинаковое количество белков и жиров – примерно 25– 30 %, и 40– 50 % углеводов.

Принципы здорового питания схематически изображаются в виде пирамиды питания.

Роль белков, жиров и углеводов в организме человека

2 Видеолекторий на тему: «Роль белков, жиров и углеводов в организме человека»

Белки, жиры и углеводы играют важную роль в организме человека.

Белки—сложные вещества, состоящие из аминокислот. Являются неизменной составляющей частью рациона. Это главный строительный материал, без которого невозможен рост мускулатуры и тканей в целом. Белки подразделяются на 2 категории:

Животный, который поступает из продуктов животного происхождения. К этой категории можно отнести мясо, птицу, рыбу, молоко, творог и яйца.

Растительный, который организм получает из растений. Здесь стоит выделить рожь, овсянку, грецкие орехи, чечевицу, фасоль, сою и морские водоросли.

Жиры — это органические соединения, отвечающие за «резервный фонд» энергии в организме, главные поставщики энергии в периоды дефицита пищи и болезней, когда организм получает малый объем питательных элементов или же не получает их вовсе. Жиры необходимы для эластичности кровеносных сосудов, благодаря чему полезные элементы быстрее проникают к тканям и клеткам, способствуют нормализации состояния кожных покровов, ногтевых пластин и волос. Жиры в больших количествах содержатся в орехах, масле сливочном, маргарине, жире свином, сыре твердом.

Углеводы — это главный источник энергии для людей. В зависимости от количества структурных единиц углеводы делятся на простые и сложные. Углеводы, называемые простыми или «быстрыми», легко усваиваются организмом и повышают уровень сахара в крови, что может повлечь набор лишнего веса и ухудшение метаболизма.

Сложные углеводы состоят из множества связанных сахаридов, включая в себя от десятков до сотен элементов. Подобные углеводы считаются полезными, поскольку при переваривании в желудке они отдают свою энергию постепенно, обеспечивая стабильное и долговременное чувство насыщения.

Также важную роль в организме играют витамины и микроэлементы, которые не включены в структуру тканей, однако без их участия не выполнялись бы многие жизненно важные функции, происходящие в человеческом организме.

Практически все жизненные процессы в нашем теле находятся в зависимости от того, что мы употребляем в пищу. Достаточно богаты углеводами свежие фрукты. Необходимо избегать чрезмерного употребления сладостей, мучных изделий, сахара. Рациональное питание имеет существенное значение  – и это подразумевает не только своевременное употребление вкусно приготовленной еды, но и включение в ежедневный рацион оптимального соотношения таких важных для правильной жизнедеятельности веществ, как белки, жиры, углеводы, витамины и микроэлементы. От  гармоничного сочетания всех этих веществ зависит поддержание нормальной  жизнедеятельности человека.

 

Какие продукты богаты животными и растительными белками?

Составляя рацион питания, нужно соблюдать баланс по БЖУ. Все питательные элементы выполняют индивидуальную функцию. Углеводы – основной источник энергии. Жиры – депо, в котором хранятся запасы на «голодные времена». Белки – основной строительный материал. Рекомендуемое соотношение БЖУ в рационе – 30%, 30%, 40%. 

Чтобы составить по-настоящему полезное меню на день, нужно знать не только, в каких продуктах содержатся белки, но и из каких аминокислот они состоят, как усваиваются организмом и сочетаются с другими питательными веществами.

Функции белка

Основу белков составляют аминокислоты. Их основные функции:

• Транспортная – доставка витаминов, минералов, жиров к клеткам.
• Защитная – некоторые белки являются антителами.
• Каталитическая – белки являются главными участниками биохимических реакций.
• Строительная – главный материал для формирования новых клеток и восстановления старых.

Внимание! Белок хорошо усваивается в сочетании с витамином С. Учитывайте это при составлении рациона.

Виды белков

В организме человека белки распадаются на аминокислоты, всего существует 20 их разновидностей. Сам организм способен синтезировать 12 аминокислот, которые называют заменимыми. Остальные 8 являются незаменимыми. То есть организм человека не способен вырабатывать их самостоятельно, но не может без них полноценно функционировать. А значит, они должны поступать с пищей. При хроническом дефиците таких белковых соединений разрушается цепочка обмена веществ, и организм постепенно погибает.

В полноценной белковой пище присутствуют все незаменимые аминокислоты. К ней относят все продукты животного происхождения. Растительные белки, которыми богаты бобовые, злаки и орехи, являются неполноценными. То есть в них нет всех важных для здоровья аминокислот.

Идеальное сочетание разных видов белка (изолята, гидролизата, казеина), пептидов и BCAA-аминокислот может обеспечить Мультикомпонентный протеин премиум-класса Малина и шоколад — Siberian Super Natural Sport. Максимальная натуральность, максимальная пищевая польза и оптимальное соотношение «цена-качество» делают продукт незаменимым для поддержания белкового баланса организма не только для спортсменов, но и для обычных людей, кто следит за своей фигурой.

Несколько видов протеина (мицеллярный казеин и концентрат сывороточного белка) содержится и в батончике серии оперативного питания YooGo — Juicy Tsu (апельсин-абрикос). Также в составе помимо белков и натуральных фруктов ценный пребиотик лактулоза, который поддерживает собственную микрофлору кишечника и экстракт сахарного тростника, что снижает гликемический индекс батончика.

Внимание! Лучшее соотношение животных и растительных белков в рационе – 55% на 45%.

Суточная норма потребления белка

В день необходимо употреблять около 90 г белков. Точная суточная норма аминокислот зависит от пола, возраста, уровня физической активности и составляет:

• Для женщин – 60–90 г.
• Для мужчин – 80–150 г.
• Для дошкольников – 3 г на кг веса.
• Для школьников – 2,5 г на кг веса.

Топ-10 продуктов с высоким содержанием белка

В список продуктов с наибольшим количеством белков в 100 г входят:

1. Орехи – до 30 г.
2. Твердый сыр – до 27 г.
3. Бобовые – до 25 г.
4. Птица – до 22 г.
5. Рыба – до 21 г.
6. Мясо – до 20 г.
7. Морепродукты – до 18 г.
8. Творог – до 18 г.
9. Яйца – до 12 г.
10. Крупы – до 12 г.

Количество белков в продуктах

Мясо птицы и крупного рогатого скота рекомендуется варить в воде и на пару, тушить, запекать. Нежелательно его жарить. 

Внимание! Свинину стоит есть в ограниченных количествах или очистив от прослоек сала, тогда она станет менее жирной.

Среди рыбных пород самыми богатыми протеином являются лосось, тунец, сельдь, форель, камбала. Наибольшее количество аминокислот содержится в икре.

Молочные продукты обязательно должны присутствовать в рационе, поскольку, помимо легкоусвояемых молочных белков, содержат большое количество кальция, который необходим для их усвоения и сохранения здоровья костей.

Среди круп первое место по пользе для здоровья занимает гречка. Рис уступает ей по этому показателю в 3 раза.

В качестве полезного белкового перекуса обратите внимание на Питательный коктейль Фундук и зеленая гречка — Yoo Gо, богатый витаминами, аминокислотами и полезными жирами. Каждая порция — это полноценный полезный перекус, наполненный пищевыми волокнами, омега-3 ПНЖК, белком и L-карнитином. Сбалансированный состав обеспечивает организм жизненно важными нутриентами и помогает сохранить ощущение сытости долгое время.

Количество белков в продуктах животного и растительного происхождения указано в таблице:

Продукт	Содержание белка в 100 г, г
Индейка	20–22
Курица	19–21
Говядина	19
Баранина	16
Свинина	12–15
Горбуша	21
Семга	20,9
Кальмары, креветки	18
Сельдь	16–18
Минтай	16
Мойва	13
Сыр	22–27
Творог	15–18
Йогурт	5
Сметана, кефир	2,6–3
Молоко	2,7–3
Пшенная крупа	12
Овсяная крупа	11
Гречневая крупа	11
Перловая крупа	9,5
Рис	7

Усвояемость белков

В таблице указано максимальное количество белков в продуктах. Кроме того, усваиваются они в организме не полностью. К примеру, белки молока усваиваются на 100%, красного мяса, рыба и сои – на 92%, птицы – на 70%, круп – примерно на 50%, орехов – на 40%. Учитывайте это при составлении своего ежедневного рациона или белкового меню для похудения.

Правильный рацион питания – строительный материал для работы иммунной системы

Сейчас (и всегда!) все силы организма должны быть направлены на то, чтобы оставаться здоровыми и сильными. Если представить наш организм в виде осажденной крепости, мы увидим, что все жители, как и клетки и органы организма, должны выполнять разные функции: защита и ремонт стен, лечение раненых и больных, выращивание потомства, раздача еды. Таким образом, иммунная система – армия организма, которая защищает от проникновения вирусов и бактерий. Она яростно сражается с теми, кто все же смог проникнуть через «стену», несмотря на все выстроенные защитные барьеры, а также очищает тело от поврежденных тканей и появляющихся раковых клеток.

В борьбе с инфекцией, как на войне, организм всегда должен решать – стоит ли сражаться, и если да, то какое оружие лучше использовать. Избыточный иммунный ответ (использование ядерного оружия вместо огнестрельного) может привести к повреждению собственных тканей. Примером такого оружия могут служить свободные радикалы и активные формы кислорода, которые эффективно борются с инфекцией, но без достаточной защиты организма разрушают его.

Боеготовность иммунной системы напрямую зависит от адекватного снабжения организма энергией, которую дают организму углеводы. Другим ключевым макронутриентом является белок, необходимый нам для построения новых клеток иммунной системы, иммуноглобулинов, цитокинов и белков острой фазы. Кроме того, правильно построенный рацион может давать силы и строительный материал для адекватной работы иммунной системы, а также способен оказывать модулирующее действие на ее работу. Одни вещества будут повышать работоспособность иммунной системы, а другие – защищать клетки организма от оружия, используемого нашей же иммунной системой против вирусов и бактерий.

К веществам, усиливающим работу иммунной системы, можно отнести:

1. Углеводы. Употребление адекватного количества углеводов (4-5 гр/кг/сутки для человека, не занимающегося активно спортом) дает организму не только энергию, но и позволяет снизить в крови уровень гормонов стресса, оказывающих подавляющее действие на иммунную систему. Кроме того, употребление углеводов, богатых растительной клетчаткой (хлеб из обдирной муки или муки грубого помола, макароны из твёрдых сортов пшеницы, бурый рис), будет способствовать росту нормальной микрофлоры в кишечнике, которая также оказывает благотворное влияние на организм.

2. β-Глюкан – полисахарид, который входит в состав клеточной стенки грибов, дрожжей, водорослей и в небольшом количестве содержится в овсяной крупе. β-Глюкан в течение многих лет используется в традиционной китайской медицине. По данным исследований он обладает мягким стимулирующим эффектом в отношении клеточного и гуморального иммунитета, но не вызывает его гиперактивации. В экспериментах β-глюкан снижал риск заражения свиным и обычным гриппом и развития вирусной и бактериальной пневмонии. Согласно рекомендациям Nordic diet – диеты, специально разработанной для северных народов, ежедневно необходимо употреблять в пищу 5 граммов морских водорослей и 5 граммов грибов.

3. Цинк – микроэлемент, жизненно необходимый для осуществления основных биологических процессов, влияющих на нормальный рост, развитие, восстановление, метаболизм и поддержание целостности и функциональности всех клеток организма и иммунной системы. Суточная потребность в цинке составляет 7 мг для женщин и 9,5 мг для мужчин. По оценкам дефицит и нехватка цинка встречаются у 30% населения мира. Дефицит цинка широко распространен в развивающихся странах и является пятым ведущим фактором риска бактериальной диареи и пневмонии. По данным нескольких контролируемых исследований добавление в рацион цинка было связано со значительным снижением частоты ОРВИ и пневмоний у лиц пожилого и старческого возраста. Наибольшее количество цинка содержится в устрицах, на втором месте – говядина, далее следуют свинина, бобовые, курица, тыквенные семечки, семена подсолнечника, кунжут, кешью, миндаль.

4. Глютамин (глутамин) – аминокислота, которая является энергетическим субстратом для иммунных клеток, в частности лимфоцитов, и жизненно необходима для их размножения. Суточная потребность в глютамине в среднем составляет 3-6 граммов. Во время инфекций или после травм, сопровождающихся активацией иммунной системы и увеличением расхода глютамина, потребность в нем существенно возрастает. Больше всего глютамина содержится в яйцах, говядине, молоке. Глютамин также можно найти в рисе, кукурузе и тофу, но усвояемость из этих продуктов гораздо ниже, чем из продуктов животного происхождения.

5. Кофеин. По данным исследований употребление кофеина способствует активации лимфоцитов и замедляет снижение функции нейтрофилов в условиях интенсивных тренировок у спортсменов. Но необходимо отметить, что эффект кофеина на иммунную систему имеет дозозависимый эффект: в малых количествах (1-2 чашки в день) он улучшает работу иммунной системы, а в больших дозах – наоборот снижает.

К веществам, защищающим наши клетки, можно отнести:

1. Пробиотики – хорошие живые лакто- и бифидобактерии, которые живут в кишечнике и повышают устойчивость организма к инфекциям, а также способствуют выработке в организме веществ, обладающих противовоспалительным действием. По данным исследований употребление кисломолочных продуктов снижает развития ОРВИ и способствует более быстрому выздоровлению в случае заражения вирусной или бактериальной инфекцией.

2. Витамин С или аскорбиновая кислота – водорастворимый витамин, мощный антиоксидант. Суточная потребность в витамине С составляет 75 мг для женщин и 90 мг для мужчин. По данным 29 разных клинических исследований с участием более 11 000 участников прием витамина С в дозе 200 мг в сутки на 50% снижает риск заболеть ОРВИ у профессиональных спортсменов, но не у обычных людей. Тем не менее, у уже заболевших людей (не спортсменов) прием по меньшей мере 200 мг витамина С в день позволяет сократить продолжительность симптомов простуды в среднем на 8% у взрослых и на 14% у детей. Хорошими источниками витамина С в рационе являются: болгарский перец, цитрусовые, смородина, клубника, петрушка, киви, брокколи и брюссельская капуста.

3. Витамин Д – жирорастворимый витамин. Обладает противовоспалительным, а также стимулирующим эффектом на клетки иммунной системы, в частности макрофаги, способствует синтезу антимикробных пептидов. По данным исследований дефицит витамина Д повышает риск развития ОРВИ, а его прием в дозе 600-1200 ME – снижает риск развития ОРВИ и гриппа А. Продукты, богатые витамином Д: красная икра, тунец, лосось, говяжья печень, яйца.

4. Витамин Е – жирорастворимый витамин. Оказывает комплексное воздействие на иммунную функцию организма: с одной стороны активирует функцию лимфоцитов, с другой – защищает клетки организма от активных форм кислорода и свободных радикалов. По данным исследований прием витамина Е в дозе 200-600 мг в день позволяет снизить риск развития ОРВИ. Тем не менее, переизбыток витамина Е существенно повышает риск инсульта и онкологических заболеваний. Поэтому лучше компенсировать витамин Е из продуктов питания: сливочное масло, рыжиковое масло, подсолнечное масло, семена подсолнечника, миндаль.

5. Омега-3 полиненасыщенные жирные кислоты входят в состав мембран всех клеток организма и обладают выраженным противовоспалительным эффектом. По данным исследований в небольших дозировка (500 мг/день) Омега –3 полиненасыщенные жирные кислоты снижают заболеваемость инфекциями, вызванными стрептококком, стафилококком и кишечной палочкой. Тем не менее, приём Омега-3 в дозе 1000 – 2000 мг или рыбьего жира в дозе 4 грамм в день снижает иммунный ответ организма против таких заболеваний как туберкулез, сальмонеллёз, герпес и грипп.

6. Полифенолы – обширный класс сложных органических соединений, в которых на одну молекулу вещества приходится две и более фенольные группы. Существует около 8000 различных видов полифенолов: флаваноиды, стильбены, лигнаны, финольные кислоты. Наиболее известными из них, показавшими свою эффективность против вируса гриппа, оказались pесвератрол, куркумин, квертицитин. Квертицин содержится в продуктах красного цвета: красном луке, яблоках, перце, винограде, цитрусовых, темной вишне, бруснике, томатах, малине, клюкве, рябине. А также в цитрусовых, брокколи, чернике, облепихе, орехах, цветной и белокочанной капусте. Источниками ресвератола являются: горький шоколад, красный виноград, арахисовое масло, черника.

Будьте здоровы!

Анна Турушева, диетолог, специалист по питанию и коррекции веса Медицинского центра СКА.
_______________________________________________________________________________________________________
↓ Больше интересного в наших соцсетях ↓ 

Инстаграм

ВКонтакте

Facebook

Химический состав, пищевая ценность и ткани мяса

Пищевая ценность мяса

Мясо служит важнейшим источником белков и жира. Белков в мясе в среднем 16-20%, а содержание жира резко колеблется — от 0,5 в тощем мясе до 35% и выше в особо жирном (в мякотной части туши без костей). Кроме белков и жиров, в мясе содержатся минеральные вещества, немного углеводов (гликоген) и воды, а также азотистые и безазотистые экстрактивные вещества, ферменты и др.

Химический состав мяса

Белки. В мясе содержится от 11,4—20% белков. Основная часть являются полноценными. Полноценные белки находятся большей частью в мышечной ткани. Это миозин, актин, актомизин, миоглобин, глобулин. Миоглобин имеет пурпурно-красную окраску, это обусловливает окраску мышечной ткани.

Миозин составляет около 40%, миоген — 20%, миоальбумин — 2% и т. д. Миозин и миоген выполняют в мышцах также роль ферментов, ускоряющих важные реакции, происходящие в процессе мышечной работы. Миоглобин (мышечный гемоглобин по составу очень близок к гемоглобину крови) в соединении с кислородом образует оксимиоглобин, окрашивающий мускулы в ярко-красный цвет. Белок коллаген входит в состав коллагеновых волокон — основной части соединительной ткани. Эластин содержится в виде волокон в стенках кровеносных сосудов, хрящах и в рыхлой соединительной ткани.

Неполноценные белки (эластин, коллаген) содержатся в соединительной ткани, в небольших количествах они имеются в мышечной ткани. 

Жиры. В мясе содержится от 1,2 до 49,3% жира. Лучшим по вкусу считается мясо с одинаковым содержанием жира и белка (по 20%). 

Усвояемость жиров зависит от температуры плавления. Наиболее тугоплавким является жир бараний, он усваивается на 90%; говяжий жир усваивается на 94, а свиной жир — на 97%.

Жировая ткань повышает пищевую ценность, калорийность мяса, а во многих случаях улучшает его вкус. Видимые жировые отложения в мясе представляют собой видоизмененную рыхлую соединительную ткань, в клетках которой накапливается жир. Кроме видимых жировых отложений, он входит в состав мышечных клеток, мозгового вещества, крови, печени, почек, селезенки и др.

Различают жир подкожный, внутренний и мышечный. Жир одного и того же животного, взятый из разных мест туши, имеет неодинаковый химический состав. Например, подкожный жир говядины содержит (в %): жира — 65, соединительной ткани — 5, воды — 30; почечное сало: жира — 94, соединительной ткани — 1 и воды — 5.

Химический состав жира и температура его плавления различны не только в разных местах отложения жира, но и на разной глубине залегания в жировом слое. В тканях упитанных животных содержится меньше воды, чем у тощих. С понижением упитанности снижается также пищевая ценность жира за счет изменения его химического состава (увеличения содержания воды и соединительной ткани).

Температура плавления, усвояемость, консистенция зависят от вида жирных кислот, входящих в состав жира. Животные жиры почти на 30% состоят из высокомолекулярных насыщенных жирных кислот. Наибольшее их количество содержится в бараньем жире, наименьшее — в свином, поэтому бараний жир имеет низкую усвояемость, более твердую консистенцию, более высокую температуру плавления (44—55°С).

Холестерин — жироподобное вещество в мясе, довольно устойчив при тепловой обработке. В мясе содержится от 0,06 до 0,1 % холестерина.

Углеводы. Углеводы в мясе представлены гликогеном, содержание углеводов в мясе около 1%. Углеводы играют большую роль в созревании мяса. Из углеводов следует отметить гликоген (животный крахмал), являющийся запасным питательным веществом, отлагающимся в печени. Содержание гликогена в мясе разных видов животных обычно не более 1,0%.

Минеральные вещества. В мясе содержится от 0,8 до 1,3% минеральных веществ. Они необходимы для построения клеток тканей и обмена веществ в организме. В мясе содержатся фосфорнокислые, углекислые, хлористые и сернокислые соли калия, натрия, магния и других элементов. Большое значение имеют соединения железа, которые входят в состав гемоглобина крови и способствуют кровообращению. Соединения кальция и фосфора идут на построение костей. 

Из макроэлементов присутствуют натрий, калий, хлор, магний, кальций, железо. Наиболее удельный вес имеют калий и фосфор.

Вода содержится в мясе разных видов животных от 50 до 75% и зависит от упитанности и возраста животного. Чем жирнее мясо, тем меньше в нем воды. В мясе молодых животных воды больше, чем в мясе взрослых. Высокое содержание воды снижает пищевую ценность и способствует быстрой порче мяса.

Витамины представлены водорастворимыми витаминами группы В, Н и РР и жирорастворимыми — A, D, Е. Наиболее богаты витаминами печень, почки.

Экстрактивные вещества содержатся в мясе в небольшом количестве (до 1%), при варке переходят в бульон, обусловливая специфический вкус и аромат. При употреблении мясных блюд экстрактивные вещества вызывают аппетит, способствуют лучшему усвоению пищи. Различают азотистые и безазотистые экстрактивные вещества. В сыром мясе содержится около 3,5% экстрактивных веществ.

Ферменты — это белковые соединения, вырабатываемые клетками организма. Они способны вызывать глубокие изменения других веществ. Ферменты в живом организме регулируют обмен веществ.

Энергетическая ценность 100 г мяса составляет 105—489 ккал, зависит от вида, упитанности и возраста животных.

В мясе происходят послеубойные изменения, которые подразделяют на три стадии: посмертное окоченение, созревание и порча.

Созревание мяса наступает через 18—24 ч после убоя животного. Мясо крупного рогатого скота созревает при температуре 0°С

в течение 12—14 суток. Мясо мелкого рогатого скота созревает более короткие сроки: баранина при 0°С — 8 суток.

Ткани мяса

Мышечная (мускульная) ткань состоит из тончайших волокон, которые с помощью соединительной ткани скрепляются в первичные пучки, первичные — во вторичные, вторичные — в третичные и т. д. Сверху мышцы покрыты пленкой (фасцией). На концах мышц соединительная ткань образует сухожилия или связки, которыми мышцы прикрепляются к костям и к внутренним органам.

Чем больше в мясе соединительной ткани, пленок, сухожилий, грубых кровеносных сосудов, тем оно ниже по качеству. Такое мясо жесткое, плохо разжевывается и переваривается (мышцы шеи, брюшных стенок, нижних частей конечностей), менее питательно и менее вкусно. Это объясняется тем, что плазма мускулов содержит полноценные белки, а соединительная ткань — неполноценные. Чем меньше при жизни работала мышца, тем ее волокна сочнее и нежнее. При напряженной работе в мышцах животных разрастается соединительная ткань, мышцы становятся жесткими, пищевая ценность мяса снижается.

Лучшее мясо расположено вдоль позвоночника туши, особенно в поясничной и тазовой частях. Мышцы, лежащие близко к кости (внутренние), нежнее подкожных (наружных).

Жировая ткань повышает пищевую ценность, калорийность мяса, а во многих случаях улучшает его вкус. Видимые жировые отложения в мясе представляют собой видоизмененную рыхлую соединительную ткань, в клетках которой накапливается жир. Кроме видимых жировых отложений, он входит в состав мышечных клеток, мозгового вещества, крови, печени, почек, селезенки и др.

Различают жир подкожный, внутренний и мышечный. Жир одного и того же животного, взятый из разных мест туши, имеет неодинаковый химический состав. Например, подкожный жир говядины содержит (в %): жира — 65, соединительной ткани — 5, воды — 30; почечное сало: жира — 94, соединительной ткани — 1 и воды — 5.

Химический состав жира и температура его плавления различны не только в разных местах отложения жира, но и на разной глубине залегания в жировом слое. В тканях упитанных животных содержится меньше воды, чем у тощих. С понижением упитанности снижается также пищевая ценность жира за счет изменения его химического состава (увеличения содержания воды и соединительной ткани).

Соединительная ткань, как говорит само название, соединяет отдельные части организма, а также служит опорой для других тканей. Различают рыхлую, эластичную, сухожильную и другие виды соединительной ткани.

Питательная ценность соединительной ткани невысока, так как белки ее неполноценны. Однако коллаген, после перехода в глютин (желатин), легко переваривается в кислой среде под влиянием пепсина; вещество эластиновых волокон — под действием пепсина и трипсина, т. е. под влиянием ферментов, расщепляющих белки в желудке и кишечнике.

Кровь рассматривают как разновидность соединительной ткани. В крови животных содержится около 80% воды и 20% сухого вещества. Главная составная часть сухого вещества крови — белок, на долю которого приходится 90%. Кроме белка, в крови имеются витамины, ферменты, глюкоза, минеральные вещества и другие компоненты.

Кровь — очень хорошая среда для развития микробов, поэтому при убое животного в целях лучшего сохранения качества мяса необходимо добиваться возможно более полного обескровливания туши. При убое кровь собирают, так как она имеет высокую пищевую ценность. Кровь цельная и дифибринированная (после удаления фибрина — белка, свертывающего кровь) широко используется в колбасном производстве. Пищевой альбумин (высушенная кровяная сыворотка) может заменить яичный белок в кондитерской и хлебопекарной промышленности. Из крови вырабатывают ценный лечебный препарат — гематоген, представляющий собой смесь дифибринированной крови, сахарного сиропа, спирта, глицерина, лечебной сыворотки и других компонентов.

Костная ткань является видоизмененной соединительной тканью. Состоит она из костного хряща — оссеина, который уплотнен минеральными солями, главным образом фосфорнокислым и углекислым кальцием. По строению костная ткань самая сложная из всех видов соединительной ткани.

Сырая кость в среднем содержит около 40% воды, 32% минеральных веществ, 15% жира, 13% белковых веществ. Снаружи костное вещество компактное, плотное, изнутри — пористое, губчатое.

Кости скелета по пищевой ценности подразделяются на три группы: пластинчатые, трубчатые и губчатые.

Пластинчатые кости — ребра, лопатки, кости головы. Внутри некоторые из них в небольшом количестве имеют губчатую массу. Пищевая ценность пластинчатых костей незначительна.

Трубчатые кости — к ним относят кости конечностей (бедренную, берцовую, лучевую и др. ), имеющие канал с костным мозгом. Пористые окончания некоторых трубчатых костей называют «сахарными». Они содержат много веществ, переходящих в раствор, поэтому их используют для супов, бульонов. Трубчатые кости содержат около 10% жира и около 30% клейдающих веществ.

К губчатым костям относят позвонки. Утолщенные основания их состоят в основном из губчатого вещества. Эти кости содержат около 20% жира и около 30% клейдающих веществ. При кулинарной обработке костей важно вываривать их полнее, чтобы обеспечить возможно больший переход экстрактивных веществ в бульон.

Кости широко используют для приготовления бульонов, получения жира (в костном мозге жира около 90%), желатина, клея, муки, а плотную часть трубчатых костей — для изготовления некоторых товаров широкого потребления.

ГРИБЫ -оздоровительные свойства — Грибная радуга

Мы все разные, но у нас много общего. Забота о здоровье, желание разнообразить свой рацион, и любовь к кулинарии являются самыми важными причинами роста популярности домашней кулинарии по всему миру.

Пищевая ценность

На основании химического состава съедобных грибов, сделано выводы, что он является полноценным продуктом питания, содержащим основные компоненты: белок, жиры, углероды, витамины, минералы, которые необходимы для развития и поддержания жизненно важных процессов в организме. Грибы могут стать основой рациона питания взрослых здоровых людей.

Белок, клетчатка (хитин), вода,

Грибы в 80 — 90% состоят из воды. Тем не менее, сухое вещество состоит в основном из белков. Именно потому иногда грибы называются «лесным мясом». В состав белков входят почти все аминокислоты, в том числе экзогенные, которые не могут синтезироваться в организме и потому должны быть обеспечены в пищи.

Большое количество аминокислот, присутствующих в белках позволяет включить грибы к важным продуктам питания.

По мнению некоторых ученых, наибольшее количество белка содержат шампиньоны и белые грибы. Стоит отметить, что в молодых грибах его больше, чем старых.

Грибы содержат также специфичную клетчатку — хитин, которая также называется фунцин, что придает им определенную жесткость. Присутствующие в грибах полисахариды хитина делают их противоаллергическими, поддерживая иммунную систему.

Съеденный хитин играет такую ​​же роль, как растительная клетчатка — не усваивается, но положительно влияет на работу желудочно-кишечного тракта. С одной стороны, снижает аппетит, заполняя желудочно-кишечный тракт, с другой стороны, препятствует поглощению жиров.

Жиры

Грибы содержат от ок. 1 до 10% жиров (в том числе полиненасыщенные жирные кислоты снижающие риск развития атеросклероза). Их усвояемость достаточно высокая (92 до 97%) и почти не отличается от усвояемости жиров животного происхождения.

В околоплодниках шляпочных грибов находятся также различные органические кислоты. У шампиньонов обнаружили яблочную, лимонную, винную, фумаровую кислоту.

Низкое содержание жиров (одновременно с ценным вкладом ненасыщенных жирных кислот и отсутствием жировых кислот транс) делает грибы интересной альтернативой для дополнения нашей диеты.

Углероды

В клетках грибов значительно меньше углеводов, чем белков, которые отличаются от растительных. Углероды грибов хорошо усваиваются человеком, что оставляет чувство сытости после еды. Есть их в грибах от 2 до 10%. Переваримость углеводов высокая. Углероды грибов лучше усваиваются, чем растительные, и также хорошо, как выступающие в молоке и белом хлебе.

Витамины и минералы

Грибы являются богатыми в витамины и минералы. Прежде всего, они являются хорошим источником витаминов группы В, которые играют важную роль в нервной системе. Наличие в грибах витамина В3 и В5 можно сравнить с содержанием в стандартных продуктах, таких как печень. Однако количество витамина В1 в грибах сопоставимо с количеством содержащимся в зерновых культурах.

Кроме того, грибы содержат умеренно большое количество фолиаетов, которое соответствует количеству, содержащемуся в овощах. Биодоступность фолиантов в грибах сравнивается с биодоступностью фолиевой кислоты, в отличие от некоторых овощей, таких как горох, шпинат, где биодоступность фолиантов значительно меньше. В вешенках и коричневых шампиньонах, по сравнению  с другими видами грибов, содержание фолиевой кислоты самое высокое. Фолианты включают, в частности фолиевую кислоту, иначе известную как витамина B9. Никотиновая кислота — известная как витамин РР – содержится в грибах в таком же количестве, как в печени и дрожжах.

Такие витамины, как: — A, D (овощи и фрукты его не содержат, а шампиньоны содержат очень много), встречаются также в грибах. В зависимости от источника, некоторые утверждают, что, к сожалению, витамин С содержится в грибах в очень небольшом количестве, в то время как другие говорят, что много, но меньше, чем во фруктах, но больше, чем в овощах.

Грибы являются также важным источником минералов. Они являются одним из самых богатых источников селена, выполняющего важную роль в иммунных механизмах, предотвращающие раковые заболевания и являющийся идеальным антиоксидантом, который защищает клетки организма от повреждений, которые могут привести к болезни сердца и некоторым видам рака.

Они также эрготионеин, который является естественным антиоксидантом, помогающим защитить клетки организма.

Бета-клейковины — которую можно найти во многих видов грибов, показала значительное стимулирующее воздействие на иммунитет, способствует устойчивости к аллергии, а также участвуют в физиологических процессах, связанных с метаболизмом жиров и сахаров в организме человека.

В грибах были обнаружены минеральные соли: калия, фосфора, железа, кальция, натрия и микроэлементов, таких как цинк, медь, йод, фтор, марганец, магний, калий и свинец.

Шампиньоны и здоровье

Недавно грибы были причислены к группе функциональных пищевых продуктов, т.е. продуктов, оказывающих положительное влияние на здоровье. Подкрепленные аргументами исследования, подтверждают наличие других важных компонентов, которые дополняют те, которые были традиционно признанными за необходимые (минеральные соли, белки или углероды). Были установлены их лечебные свойства благодаря содержанию биологически активных соединений, используемых в фармацевтической промышленности и при производстве косметики.

Противораковыми свойствами

В дополнение к их питательной ценности, ингредиенты, содержащиеся в грибах, также имеют потенциальные преимущества при оптимизации здоровья и снижении риска заболевания. Противораковыми свойствами (способность блокировать образование раковых клеток) грибов впервые описал Лукас в 1957 году. Считается, что специфические противораковые свойства съедобных грибов связанные с наличием специфических полисахаридов. Недавние исследования показали, что шампиньон имеет высокий уровень веществ противоракового действия, такие как: тирозиназ, ингибитор ароматаза и другие противораковые полисахариды. Было показано, что экстракт из шампиньона, полученный путем обработки горячей водой, содержит полисахариды, которые могут подавлять пролиферацию раковых клеток на 100%. Изучая экстракты из 10 различных грибов отмечено, что экстракт из шампиньона характеризуется самой мощной противораковой активностью у мышей.

Лечебные свойства шампиньонов – рак груди и простаты

Исследования по использованию выдержки из шампиньонов показывают, что эти грибы могут быть использованы в качестве химических агентов в профилактике рака молочной железы. Оказалось, что они содержат вещества, которые могут подавлять биосинтез ароматаза, называемого эстрогеном. Экстракт из шампиньона отвечает за ингибирование фермента, ответственного за образование раковых клеток. Исследования на животных, проведенные также с использованием экстрактов грибов, показали эффект подавления развития раковых клеток.

Ряд исследований с использованием in vitro и in vivo были проведены для изучения влияния потребления белых шампиньонов при раке простаты. Как и в случае рака молочной железы, они играют важную роль в химио-профилактике. Оказалось, что шампиньоны содержат фитохимические соединения, которые ингибируют активность двух ферментов: стероидные 5-альфа-редуктазы и ароматазы. Steriod 5-альфа-редуктазы превращает мужской гормон тестостерон в активную форму, известную как 5-альфа-дигидротестостерон (ДГТ).Активная форма тестостерона-видимому, играет важную роль в развитии рака простаты. Эксперименты с выдержками из клетки, обработанные грибы в течение 10 дней, показали, что экстракт грибов обладают способностью подавлять рост гормон-резистентных клеток рака простаты.

Steriod 5-альфа-редуктаза превращает мужской гормон тестостерон в активную форму, известную как 5-альфа-дигидротестостерон (ДГТ). Эта активная форма тестостерона, по-видимому, играет важную роль в развитии рака простаты. Эксперименты с клетками, обработанными экстрактом из грибов в течение 10 дней, показали, что экстракт из шампиньона обладает способностью подавлять рост гормон-резистентных клеток рака простаты.

В составе вешенки и шампиньона выявили наличие бетаглюкана — биологически активного вещества с сильным окислительным воздействием, стимулирующим работу иммунной системы. Это также увеличивает производство белых кровяных клеток в костном мозге и нейтрализует свободные радикалы, которые являются одной из причин рака. Более того, некоторые ученые утверждают, что содержащиеся в вешенке активное вещество – плеуран, может уменьшить опухоль, а антиоксидант, замедляет процесс старения клеток и защищает их от повреждения.

Значение грибов при сердечно-сосудистых заболеваниях

Грибы также положительно влияют на сердечно-сосудистую систему, снижая уровень холестерина в крови. Результаты многочисленных исследований показывают, что грибы являются ценным источником ловастатина, который подавляет активность основного фермента синтеза холестерина. Лабораторные исследования также показали, что употребление в пищу грибов, уменьшает присваивание холестерина из пищеварительного тракта. В результате снижается уровень общего холестерина с фракцией липопротеина низкой плотности, часто называемого плохим холестерином.

Дополнительно, из-за высокого содержания клетчатки, в особенности глюканов и хитина, увеличивает выведение желчных кислот.

Кроме того, в связи с тем, что грибы являются прекрасным источником калия, при том содержа небольшое количество натрия, снижают кровяное давление, а также могут иметь влияние на уменьшение риска инсульта. Шампиньоны сорт Портобелло — грибы с темной шляпой — являются лучший источником калия, чем бананы. Они также содержат значительное количество меди, имеющей кардиопротекторное воздействие.

Тем не менее, при регулярном потреблении вешенки снижается уровень холестерина в крови, у больных сахарным диабетом снижает уровень сахара в крови, пациентом с атеросклерозом улучшает состояние кровеносных сосудов. Содержащиеся в ней вещества, снижают уровень сахара в крови и регулируют уровень холестерина.

Влияние грибов на контроль массы тела

Исследования грибов и их потенциального диетического воздействия на контроль массы тела показывают, что по сравнению с другими диетами о подобной калорийности, диета, основанная на грибах, вызывает наибольшую потерю жировой ткани. Грибы имеют низкое содержание калорий и жира. Одина порция (около 80 г) содержит всего 10 ккал и около 0,4 г жиров, и около 10% сухого веса гриба это клетчатка.

Кроме того, высокое содержание воды (около 80 до 90%) способствует чувству сытости. Низкая концентрация энергии (калорий) может поддерживать стабильную массу тела. Проведены исследования, которые показывают, что замена мяса на грибы во всех видах блюд, позволяет снизить их калорийность в два раза (без потери вкуса и уровня сытости). Таким образом, грибные блюда, конечно без сливок и жирного соуса являются отличным продуктом при похудении.

Это низкокалорийная порция является благотворением для тех, кто контролирует свой ​​вес. Грибы с точки зрения питательной ценности являются полноправным  и диетическим продуктом питания, так как они содержат белок, углероды и жиры (низкий уровень), а также обеспечивают витамины и минералы.

Стакан нарезанных, вареных или сырых грибов может заменить суточную дозу фосфора, калия, магния, пантотеновой кислоты, а также селена и некоторых витамин. Грибы также являются источником клетчатки и других необходимых питательных веществ, таких как железо, кальций, фолиевая кислота, цинк, аминокислоты, жировые кислоты и др.

Альтернатива для вегетарианцев

Высокое содержание в грибах белка позволяет иногда называть их лесным мясом. Для тех, кто не ест мяса, важно знать, что грибы могут быть хорошей его заменой. Белок шампиньонов содержит незаменимые аминокислоты, которых организм не может синтезировать. Кроме того, основной пищевой дефицит вегетарианцев это недобор железа и витамина D, который может быть дополнен потреблением  грибов (оба эти ингредиенты содержат шампиньоны).

BIOdotEDU

Захваченный солнечный свет Жизнь на этой планете нуждается в постоянном снабжении энергией, чтобы бороться с эффектами энтропии и вторым законом термодинамики. Самый распространенный источник этой энергии — солнце, где огромное количество лучистой энергии создается в термоядерных печах.Крошечная часть этой лучистой энергии достигает нашей планеты в виде света, где крошечная часть, крошечная часть этой энергии поглощается растениями и преобразуется из световой энергии в химическую энергию. Этот процесс называется фотосинтез . Пигменты в специальных клеточных органеллах улавливают кванты световой энергии и преобразуют их в электроны высокой энергии. Эти электроны с высокой энергией, в свою очередь, используются для перемещения электронов в ковалентных связях в состояние с более высокой энергией.В этом процессе атомы и связи в диоксиде углерода и воде перестраиваются, и создаются новые молекулы. Кванты световой энергии используются для вытягивания электронов в ковалентных связях на более высокие энергетические уровни, где они стабильны и сохраняются для будущего использования. В этом процессе образуются два важных молекулярных продукта; кислород, , который выбрасывается в атмосферу, и 3-фосфоглицериновая кислота, , которая удерживается внутри клеток. Все растения создают 3-фосфоглицериновую кислоту (3PG) как первую стабильную химическую молекулу в этом механизме захвата энергии.Эта простая 3-углеродная молекула затем используется для производства всех других видов углеводов, в которых нуждается растение. Моносахаридные сахара получают путем объединения и рекомбинации всех тех атомов углерода, которые сначала были захвачены как 3PG. Самым распространенным и универсальным из этих моносахаридов является глюкоза . Затем эта универсальная молекула играет множество ролей в жизни растений и животных, которые их едят. Источник энергии Основная роль молекулы глюкозы — действовать как источник энергии; топливо.Растения и животные используют глюкозу как растворимую, легко распределяемую форму химической энергии, которая может «сжигаться» в цитоплазме и митохондриях с выделением диоксида углерода, воды и энергии. Затем эта энергия улавливается в молекуле АТФ и используется для всего, от сокращения мышц до перекачки воды через клеточные мембраны. Отдельные молекулы сахара также могут быть присоединены к белкам и липидам, чтобы изменить их биологическую роль в качестве ферментов, сигнальных молекул и компонентов мембран.Очень часто добавление одной или нескольких молекул сахара делает молекулу-реципиент более растворимой. Глюкоза (и другие моносахариды) очень гидрофильны («водолюбивы»), и это может быть проблемой. Чистые моносахариды, такие как глюкоза, притягивают воду. Любое растение (или животное), которое пытается накапливать большое количество глюкозы, будет иметь серьезные проблемы с осмосом. Клетки, содержащие большое количество молекул глюкозы, будут постоянно бороться с непрерывным движением воды из внешней части клетки внутрь.Осмотическое давление было бы настолько большим, что даже за их защитными стенками растительные клетки не могли бы функционировать. Одним из способов решения этой проблемы является преобразование моносахаридов в полисахариды. Эти более крупные молекулы не имеют такого большого осмотического давления и, следовательно, могут храниться с большей безопасностью и с меньшими проблемами. Полисахариды Хотя клетки растений и животных вырабатывают большое количество различных полисахаридов, для всех ролей доминирующими являются полисахариды, сделанные из глюкозы. Целлюлоза — это полимер моносахаридов глюкозы, который растения используют в качестве основного строительного материала. Нити целлюлозы связаны водородными связями в жгуты большой прочности и гибкости. Они используются растениями, чтобы окружить каждую клетку таким образом, чтобы защитить их от воздействия осмоса, а также придать им форму и форму. Однако каждая клеточная стенка растений — это больше, чем просто инертный ящик. При толщине около 0,5 мкм он представляет собой комплекс чистой целлюлозы (от 40% до 60%), аналогичного полисахарида, состоящего из пентозных сахаров, и специального связующего вещества, называемого лигнином. По мере того, как клетки растут, расширяются, сжимаются или изменяют свою форму, стенка соответствующим образом адаптируется и модифицируется, а когда клетка делится, между дочерними клетками образуется новая стенка. Целлюлозоподобный материал, называемый хитином, используется насекомыми и членистоногими для придания жесткости и придания формы их внешнему экзоскелету, а другие сложные полисахариды используются у животных в местах, где требуется прочность на разрыв. Крахмал представляет собой полимер альтернативного аномера глюкозы и используется растениями как способ хранения глюкозы.Это основной запас энергии, который можно быстро мобилизовать при необходимости. Большинство клеток растений хранят запасы крахмала в виде крошечных гранул. Внутри этих гранул два вида крахмала; Амилоза и амилопектин , которые отличаются друг от друга степенью разветвления в молекуле. Многие растения также имеют специализированные области хранения крахмала, в которых паренхиматозных клеток обрабатывают и упаковывают молекулы крахмала для длительного использования. Клубни, такие как картофель, и семена с их ценными зародышами — это структуры растений с высокой концентрацией хранимого крахмала. Мобильные животные, например люди, нуждаются в запасах энергии примерно так же. Небольшое количество этих резервов находится в форме амилопектиновой молекулы, называемой гликогеном , которая находится в печени и некоторых мышцах. Однако углеводы, такие как крахмал или гликоген, производят только около 4 килокалорий энергии на грамм веса, примерно столько же, сколько и для белка. Хотя такая эффективность подходит для растений (которым не нужно двигаться), этого недостаточно для животных с их более высокими метаболическими потребностями. Липиды хранят около 9 килокалорий энергии на грамм, почти вдвое больше, чем углеводы, поэтому они являются предпочтительным топливом в организме животного. Глюкоза имеет одно большое преимущество: она растворима в воде и крови и, таким образом, легко распределяется по телу. Животные используют этот простой моносахарид в качестве портативного источника мгновенной энергии, добавляя и высвобождая ее из печени, если и когда это необходимо. Людям необходимо около 2–3 000 килокалорий энергии в день (24 часа). По возможности люди стараются есть и переваривать пищу с высокой калорийностью, например мясо и липиды. Но такая еда редка, и ее трудно найти (или поймать!). Растения — гораздо более доступный (и простой для улова!) Источник пищи и, следовательно, необходимой нам энергии.Таким образом, растительные углеводы обеспечивают до 80% наших потребностей в энергии каждый день. В зависимости от диеты человека крахмал может составлять 30-50% этого углевода, но в некоторых регионах мира, где рис является основным источником крахмала, он может составлять до 100% потребляемых углеводов. Интересно, что целлюлоза не усваивается большинством животных, включая человека. Поэтому животные, питающиеся травой, такие как коровы, должны вступать в партнерские отношения с микроорганизмами, которые могут разорвать связи между молекулами глюкозы в целлюлозе. Если бы не это партнерство, они бы голодали. BIO dot EDU © 2004, профессор Джон Бламир

3.5: Углеводы — Биология LibreTexts

Целлюлоза нашей жизни

Где бы мы были без джинсов? На протяжении десятилетий они были популярными штанами для многих людей, и они по-прежнему популярны как никогда. Джинсы изготовлены из джинсовой ткани, разновидности хлопчатобумажной ткани.Хлопок — это мягкое пушистое волокно, которое растет в защитном футляре вокруг семян хлопчатника. Волокно — почти чистая целлюлоза. Целлюлоза — это самое распространенное биохимическое соединение, обнаруженное в живых существах Земли, и один из нескольких типов углеводов.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): (CC BY 2.0; Макарена Алехандра Гуахардо Мавроски через Wikimedia Commons).

Что такое углеводы?

Углеводы — наиболее распространенный класс биохимических соединений. В их состав входят сахара и крахмалы. Углеводы используются, помимо прочего, для обеспечения или хранения энергии. Как и большинство биохимических соединений, углеводы состоят из небольших повторяющихся единиц или мономеров, которые образуют связи друг с другом, образуя более крупные молекулы, называемые полимерами. В случае углеводов небольшие повторяющиеся единицы известны как моносахариды . Каждый моносахарид состоит из шести атомов углерода, как показано в модели моносахарида глюкозы ниже.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Шесть черных шариков в этой модели моносахарида глюкозы представляют собой атомы углерода.(общественное достояние; Benjah-bmm27 через Wikimedia.org).

Сахар

Сахар — общее название сладких, короткоцепочечных, растворимых углеводов, которые содержатся во многих продуктах питания. Их функция в живых существах — давать энергию. Простейшие сахара состоят из одного моносахарида. Они включают глюкозу, фруктозу и галактозу. Глюкоза — простой сахар, который используется клетками живых существ для получения энергии. Фруктоза — это простой сахар, содержащийся во фруктах, а галактоза — это простой сахар, содержащийся в молоке.

Другие сахара содержат две молекулы моносахаридов и называются дисахаридами. Примером может служить сахароза или столовый сахар. Он состоит из одной молекулы фруктозы и одной молекулы глюкозы. Другие дисахариды включают мальтозу (две молекулы глюкозы) и лактозу (одна молекула глюкозы и одна молекула галактозы). Лактоза содержится в молоке. Некоторые люди не могут переваривать лактозу. Если они пьют молоко, это вызывает газы, судороги и другие неприятные симптомы, если молоко не было обработано для удаления лактозы.

Сложные углеводы

Простые сахара составляют основу более сложных углеводов. Циклические формы двух сахаров могут быть связаны друг с другом посредством реакции конденсации. На рисунке ниже показано, как молекула глюкозы и молекула фруктозы объединяются, образуя молекулу сахарозы. Атом водорода одной молекулы и гидроксильная группа другой молекулы удаляются в виде воды, в результате чего образуется ковалентная связь, связывающая два сахара вместе в этой точке.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Глюкоза и фруктоза объединяются, образуя дисахарид сахарозу в реакции конденсации.(CC BY-NC 3.0; Кристофер Ауён и Джой Шенг через фонд CK-12).

Глюкоза и фруктоза объединяются с образованием дисахарида сахарозы в реакции конденсации, как показано на рисунке выше.

Сахароза, широко известная как столовый сахар, является примером дисахарида. Дисахарид представляет собой углевод, образованный соединением двух моносахаридов. Другие распространенные дисахариды включают лактозу и мальтозу. Лактоза, компонент молока, образуется из глюкозы и галактозы, а мальтоза — из двух молекул глюкозы.

Во время пищеварения эти дисахариды гидролизуются в тонком кишечнике с образованием составляющих моносахаридов, которые затем абсорбируются через стенку кишечника и попадают в кровоток для транспортировки к клеткам.

Некоторые углеводы состоят из сотен или даже тысяч моносахаридов, связанных вместе в длинные цепи. Эти углеводы называются полисахаридами , («многие сахариды»). Полисахариды также называют сложными углеводами . Сложные углеводы, которые содержатся в живых существах, включают крахмал, гликоген, целлюлозу и хитин. Каждый тип сложных углеводов выполняет разные функции в живых организмах, но обычно они либо хранят энергию, либо составляют определенные структуры живых существ.

Крахмал

Крахмал — это сложный углевод, который вырабатывается растениями для хранения энергии. Например, картофель, изображенный ниже, наполнен крахмалом, который в основном состоит из повторяющихся единиц глюкозы и других простых сахаров.Листья картофеля производят сахар путем фотосинтеза, и сахар переносится в подземные клубни, где они хранятся в виде крахмала. Когда мы едим крахмалистые продукты, такие как картофель, наша пищеварительная система расщепляет крахмал до сахара, который обеспечивает наши клетки энергией. Крахмал легко и быстро переваривается с помощью пищеварительных ферментов, таких как амилаза, которая содержится в слюне. Если вы будете жевать крахмалистый соленый крекер в течение нескольких минут, вы можете почувствовать вкус сахара, выделяемого при переваривании крахмала.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Картофель — это наполненные крахмалом клубни растений картофеля. Их собирают, выкапывая из-под земли. (CC BY 3.0 BR; Эльза Фиуза / ABr через Wikimedia Commons).

Гликоген

Животные не хранят энергию в виде крахмала. Вместо этого животные хранят дополнительную энергию в виде сложного углеводного гликогена. Гликоген — полисахарид глюкозы. Он служит формой хранения энергии у грибов, а также у животных и является основной формой хранения глюкозы в организме человека.У людей гликоген вырабатывается и хранится в основном в клетках печени и мышц. Когда энергия необходима из любого хранилища, гликоген расщепляется на глюкозу для использования клетками. Мышечный гликоген превращается в глюкозу для использования мышечными клетками, а гликоген печени преобразуется в глюкозу для использования во всем остальном теле. Гликоген образует запас энергии, который можно быстро мобилизовать для удовлетворения внезапной потребности в глюкозе, но он менее компактный, чем запасы энергии липидов, которые являются основной формой хранения энергии у животных.

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): крахмал, гликоген и целлюлоза имеют разное расположение моносахаридов. (CC BY 3.0; OpenStax через Wikimedia Commons).

Гликоген играет важную роль в гомеостазе уровня глюкозы в крови. Когда уровень глюкозы в крови слишком высок, избыток глюкозы может накапливаться в печени, превращая ее в гликоген. Когда уровень глюкозы в крови падает слишком низко, гликоген в печени может расщепляться на глюкозу и попадать в кровь.

Целлюлоза

Целлюлоза представляет собой полисахарид, состоящий из линейной цепи от нескольких сотен до многих тысяч связанных единиц глюкозы. Целлюлоза — важный структурный компонент клеточных стенок растений и многих водорослей. Использование целлюлозы человеком включает производство картона и бумаги, которые в основном состоят из целлюлозы из дерева и хлопка. Изображенные ниже хлопковые волокна на 90% состоят из целлюлозы.

Рисунок \ (\ PageIndex {6} \): хлопковые волокна представляют собой чистейшую природную форму целлюлозы, содержащую более 90 процентов этого полисахарида. (Общественное достояние; KoS через Википедию).

Некоторые животные, в том числе термиты и жвачные, например коровы, могут переваривать целлюлозу с помощью микроорганизмов, обитающих в их кишечнике.Люди не могут переваривать целлюлозу, но, тем не менее, она играет важную роль в нашем рационе. Он действует как притягивающий воду агент для фекалий в пищеварительном тракте и часто упоминается как «диетическая клетчатка».

Рисунок \ (\ PageIndex {7} \): Прочный внешний скелет (экзоскелет) этого жука с десятью линиями частично состоит из сложного углеводного хитина. (CC0; Junkyardsparkle через Wikimedia Commons).

Хитин

Хитин представляет собой длинноцепочечный полимер производного глюкозы.Он содержится во многих живых существах. Например, он является компонентом клеточных стенок грибов, экзоскелетов членистоногих, таких как ракообразные и насекомые (включая жука, изображенного на рисунке \ (\ PageIndex {7} \)), а также клювов и внутренних панцирей животных, таких как как кальмары и осьминоги. По структуре хитин похож на целлюлозу.

Характеристика: Моя человеческая биология

Вы, наверное, знаете, что должны есть много клетчатки, но знаете ли вы, сколько клетчатки вам нужно, как клетчатка способствует хорошему здоровью или какие продукты являются хорошими источниками клетчатки? Пищевые волокна состоят в основном из целлюлозы, поэтому они содержатся в основном в продуктах растительного происхождения, включая фрукты, овощи, цельнозерновые и бобовые.Пищевые волокна не могут расщепляться и усваиваться пищеварительной системой. Вместо этого он проходит через желудочно-кишечный тракт в относительно неизменном виде и выводится с калом. Вот как это помогает сохранить ваше здоровье.

Пищевые волокна обычно подразделяются на растворимые и нерастворимые.

• Растворимая клетчатка растворяется в воде с образованием гелеобразного вещества при прохождении через желудочно-кишечный тракт. Его преимущества для здоровья включают снижение уровня холестерина и глюкозы в крови.Хорошие источники растворимой клетчатки — цельный овес, горох, фасоль и яблоки.
• Нерастворимая клетчатка не растворяется в воде. Этот тип клетчатки увеличивает объем фекалий в толстой кишке и помогает удерживать пищевые отходы, что может помочь предотвратить или исправить запор. Хорошие источники нерастворимой клетчатки — это цельная пшеница, пшеничные отруби, бобы и картофель.

Рисунок \ (\ PageIndex {8} \): Бобы — отличный источник как растворимой, так и нерастворимой клетчатки. (Общественное достояние; Чарльз Брукинг через Wikimedia Commons).

Сколько клетчатки вам нужно для хорошего здоровья? Это зависит от вашего возраста и пола. Институт медицины рекомендует взрослым ежедневное потребление клетчатки, указанное в таблице ниже. Большинство диетологов также рекомендуют ежедневно составлять примерно 3 части нерастворимой клетчатки на 1 часть растворимой клетчатки. Большинство продуктов, богатых клетчаткой, содержат оба типа клетчатки, поэтому обычно нет необходимости отслеживать эти два типа клетчатки, если общее потребление клетчатки является достаточным.

Таблица \ (\ PageIndex {1} \): Рекомендуемое суточное потребление клетчатки для мужчин и женщин

Пол	Возраст 50 или младше	Возраст 51 и старше
Мужской	38 граммов	30 грамм
Женский	25 граммов	21 грамм

Используйте этикетки на пищевых продуктах и ​​онлайн-счетчики пищевых волокон, чтобы узнать, сколько всего клетчатки вы едите в течение обычного дня. Достаточно ли вы потребляете клетчатки для хорошего здоровья? Если нет, подумайте, как увеличить потребление этого важного вещества. Например, замените рафинированное зерно цельными злаками, ешьте больше бобовых, таких как фасоль, и старайтесь употреблять не менее пяти порций фруктов и овощей каждый день.

Углеводы

Углеводы

Сахар и крахмал важны углеводы, которые мы часто употребляем. Углеводы составляют большую часть энергия в нашем рационе.Продукты, богатые углеводами, в том числе картофель, хлеб, и кукуруза, как правило, являются наиболее распространенными и дешевыми по сравнению с продуктами питания с высоким содержанием белков и жиров. Углеводы сжигаются во время процессов в организме производить энергию, выделяя углекислый газ и воду.

Крахмал содержится в основном в зернах, бобовые, клубни и сахар содержатся в растениях и фрукты. Сахар — это мельчайшие единицы углеводов, и когда они присоединяются вместе они образуют крахмал.

Роль Углеводы

Основная роль углеводов в нашем рационе производить энергию. Каждый грамм углеводов дает нам около четырех калорий. Углеводы также действуют как продовольственный магазин. Наши тела также хранят углеводы в нерастворимой форме, такие как гликоген или крахмал. Это потому, что эти два углевода компактны. Углеводы также сочетаются с азотом, чтобы образуют незаменимые аминокислоты.

В растениях углеводы входят в состав целлюлоза, придающая растениям силу и структуру.

Как Сделаны углеводы?

Растения могут готовить себе еду, потому что в их зеленых листьях есть хлорофилл. Они делают еду известным способом как фотосинтез. Процесс фотосинтеза важен для всего живого. вещи в мире, и растения являются единственными производителями продуктов питания, в то время как другие животные питаются либо растениями, либо другими животными.

Углерод для фотосинтеза диоксид и солнечный свет должны присутствовать. Также растение обязательно должно иметь воду. Только тогда растения могут фотосинтезировать и производить глюкозу и кислород из углерода диоксид, вода и солнечный свет. Уравнение фотосинтеза следующее:

 6 CO  2  + 6 H  2  O ---> C  6  H  12  O  6  + 6 O  2 
  Двуокись углерода + вода ---> глюкоза + кислород 

Произведенная глюкоза затем хранится в листья как крахмал.

Трава для еды

Когда вы видите бродящих коров или овец в поле, пасущий траву, вы когда-нибудь задумывались, почему люди не едят трава? Отчасти потому, что он невкусный; но что более важно, мы не могут получать питательные вещества из травы.В нашей пищеварительной системе нет способность расщеплять целлюлозу травы и, даже если мы едим траву, трава выйдет непереваренной. Травоядные животные, такие как овцы, коровы и кролики, В их организме есть особые бактерии, которые делают свое дело. Бактерии расщепляет целлюлозу растительных клеток. Таким образом, они могут получать питание от травы.

Если очень хотите жить на траве, попробуйте приготовление травы перед едой.При приготовлении растительная клетчатка разрушается. Но вы можете обнаружить, что вам все-таки не нравится вкус.

Пустые калории

Пустые калории относятся к пище, обеспечивающей у вас нет ничего, кроме калорий. Например, безалкогольные напитки содержат только сахар, и вы не сможете получить из него много питательных веществ. Следовательно, мы говорим, что безалкогольные напитки загружены пустыми калориями. Есть много других продуктов, богатых калориями, но в то же время содержат много других питательных веществ, необходимых организму.An Например, картофель, который не только богат углеводами, но и содержит белки, витамины и минералы.

Искусственный Подсластители

Вы пытаетесь сократить сладкое, внимательно следите за своим весом? Не скучаете по сладкому вкусу сахара? К счастью, есть несколько заменителей, которые можно использовать для желаемый сладкий вкус. Один из них — сахарин, а другой — аспартам. Они почти не содержат калорий и часто встречаются в безалкогольных напитках.Несмотря на то что сахарин в 500 раз слаще сахара, оставляет горький привкус во рту спустя некоторое время.

Как сладко ваш сахар?

Здесь мы сравните сладость некоторых сахаров с сахарозой: Сахароза = 100%

Меньше сладкого Глюкоза 75% Кукурузный сироп 60% Сорбитол 60% Маннитол 50% Галактоза 32% Мальтоза 32% Лактоза 16%

Еще сладкое Сахарин 50 000% Аспартам 18 000% Фруктоза 170% Мед 120–170% Меласса 110%

Углеводы и ваше Талия

Можно ли крахмалистые продукты, такие как хлеб, рис, картошка и спагетти толстеют? Да! Углеводы по-прежнему будут превращаются в жиры, если они не используются. Но углеводы содержат меньше калорий, чем жиры, и приносят сытость и удовлетворение. Ты можете наполнить себя миской риса и почувствовать себя сытым, вместо того, чтобы калорийные конфеты и все еще чувствуете голод. Итак, ешьте больше углеводов и меньше жиров.

Углеводы Загрузка

Возможно, вы захотите бежать быстрее в ближайшее время. гонка по пересеченной местности. Попробуйте загрузку углеводами. Это вам поможет. Изменяя сумму вы занимаетесь спортом и потребляете дополнительные углеводы за несколько дней до мероприятия, ваши мышцы накапливают дополнительный гликоген.Этот дополнительный запас топлива сохранит ваше мышцы будут длиннее, и у вас будет лучшая производительность.

Структура и функции углеводов

Результаты обучения

• Различия между моносахаридами, дисахаридами и полисахаридами
• Определите несколько основных функций углеводов

Большинство людей знакомы с углеводами, одним типом макромолекул, особенно когда речь идет о том, что мы едим. Чтобы похудеть, некоторые люди придерживаются «низкоуглеводной» диеты.Спортсмены, напротив, часто «нагружают углеводы» перед важными соревнованиями, чтобы у них было достаточно энергии для соревнований на высоком уровне. На самом деле углеводы являются важной частью нашего рациона; злаки, фрукты и овощи — все это естественные источники углеводов. Углеводы обеспечивают организм энергией, особенно за счет глюкозы, простого сахара, который входит в состав крахмала и входит во многие основные продукты питания. Углеводы также выполняют другие важные функции у людей, животных и растений.

Углеводы могут быть представлены стехиометрической формулой (CH ₂ O) n , где n — количество атомов углерода в молекуле. Другими словами, соотношение углерода, водорода и кислорода в молекулах углеводов составляет 1: 2: 1. Эта формула также объясняет происхождение термина «углевод»: компоненты — это углерод («углевод») и компоненты воды (отсюда «гидрат»). Углеводы подразделяются на три подтипа: моносахариды, дисахариды и полисахариды.

Моносахариды

Моносахариды ( моно — = «один»; sacchar — = «сладкий») представляют собой простые сахара, наиболее распространенным из которых является глюкоза. В моносахаридах количество атомов углерода обычно составляет от трех до семи. Большинство названий моносахаридов заканчиваются суффиксом — ose . Если сахар имеет альдегидную группу (функциональная группа со структурой R-CHO), он известен как альдоза, а если у него есть кетонная группа (функциональная группа со структурой RC (= O) R ‘), он известен как кетоза.В зависимости от количества атомов углерода в сахаре они также могут быть известны как триозы (три углерода), пентозы (пять атомов углерода) и / или гексозы (шесть атомов углерода). См. Рисунок 1 для иллюстрации моносахаридов.

Рис. 1. Моносахариды классифицируются на основе положения их карбонильной группы и количества атомов углерода в основной цепи. Альдозы имеют карбонильную группу (обозначена зеленым) на конце углеродной цепи, а кетозы имеют карбонильную группу в середине углеродной цепи. Триозы, пентозы и гексозы имеют три, пять и шесть углеродных скелетов соответственно.

Химическая формула глюкозы: C ₆ H ₁₂ O ₆ . У человека глюкоза является важным источником энергии. Во время клеточного дыхания из глюкозы выделяется энергия, и эта энергия используется для выработки аденозинтрифосфата (АТФ). Растения синтезируют глюкозу, используя углекислый газ и воду, а глюкоза, в свою очередь, используется для удовлетворения потребностей растений в энергии. Избыточная глюкоза часто хранится в виде крахмала, который катаболизируется (расщепление более крупных молекул клетками) людьми и другими животными, которые питаются растениями.

Галактоза и фруктоза — другие распространенные моносахариды: галактоза содержится в молочном сахаре, а фруктоза — во фруктовых сахарах. Хотя глюкоза, галактоза и фруктоза имеют одинаковую химическую формулу (C ₆ H ₁₂ O ₆ ), они различаются структурно и химически (и известны как изомеры) из-за разного расположения функциональных групп вокруг асимметричный углерод; все эти моносахариды имеют более одного асимметричного углерода (рис. 2).

Практический вопрос

Рис. 2. Глюкоза, галактоза и фруктоза — это гексозы. Они являются структурными изомерами, то есть имеют одинаковую химическую формулу (C6h22O6), но разное расположение атомов.

Что это за сахара, альдоза или кетоза?

Показать ответ

Глюкоза и галактоза — альдозы. Фруктоза — это кетоза.

Моносахариды могут существовать в виде линейной цепи или кольцевых молекул; в водных растворах они обычно находятся в кольцевой форме (рис. 3).Глюкоза в кольцевой форме может иметь два разных расположения гидроксильной группы (-ОН) вокруг аномерного углерода (углерод 1, который становится асимметричным в процессе образования кольца). Если гидроксильная группа находится под номером углерода 1 в сахаре, говорят, что она находится в положении альфа ( α ), а если она выше плоскости, говорят, что она находится в положении бета ( β ). .

Рис. 3. Моносахариды из пяти и шести атомов углерода находятся в равновесии между линейной и кольцевой формами. Когда кольцо образуется, боковая цепь, которую оно замыкает, фиксируется в положении α или β. Фруктоза и рибоза также образуют кольца, хотя они образуют пятичленные кольца в отличие от шестичленного кольца глюкозы.

Дисахариды

Дисахариды ( ди — = «два») образуются, когда два моносахарида подвергаются реакции дегидратации (также известной как реакция конденсации или синтез дегидратации). Во время этого процесса гидроксильная группа одного моносахарида соединяется с водородом другого моносахарида, высвобождая молекулу воды и образуя ковалентную связь.Ковалентная связь, образованная между молекулой углевода и другой молекулой (в данном случае между двумя моносахаридами), известна как гликозидная связь (рис. 4). Гликозидные связи (также называемые гликозидными связями) могут быть альфа- или бета-типа. Альфа-связь образуется, когда группа ОН на углероде-1 первой глюкозы находится ниже плоскости кольца, а бета-связь образуется, когда группа ОН на углероде-1 находится выше плоскости кольца.

Рис. 4. Сахароза образуется, когда мономер глюкозы и мономер фруктозы соединяются в реакции дегидратации с образованием гликозидной связи.При этом теряется молекула воды. По соглашению, атомы углерода в моносахариде нумеруются от концевого углерода, ближайшего к карбонильной группе. В сахарозе гликозидная связь образуется между углеродом 1 в глюкозе и углеродом 2 во фруктозе.

Общие дисахариды включают лактозу, мальтозу и сахарозу (рис. 5). Лактоза — это дисахарид, состоящий из мономеров глюкозы и галактозы. Он содержится в молоке. Мальтоза, или солодовый сахар, представляет собой дисахарид, образующийся в результате реакции дегидратации между двумя молекулами глюкозы.Наиболее распространенным дисахаридом является сахароза или столовый сахар, который состоит из мономеров глюкозы и фруктозы.

Рис. 5. Общие дисахариды включают мальтозу (зерновой сахар), лактозу (молочный сахар) и сахарозу (столовый сахар).

Полисахариды

Длинная цепь моносахаридов, связанных гликозидными связями, известна как полисахарид ( поли — = «много»). Цепь может быть разветвленной или неразветвленной, и она может содержать разные типы моносахаридов.Молекулярная масса может составлять 100000 дальтон или более в зависимости от количества соединенных мономеров. Крахмал, гликоген, целлюлоза и хитин являются основными примерами полисахаридов.

Крахмал — это хранимая в растениях форма сахаров, состоящая из смеси амилозы и амилопектина (оба полимера глюкозы). Растения способны синтезировать глюкозу, а избыток глюкозы, превышающий непосредственные потребности растения в энергии, сохраняется в виде крахмала в различных частях растения, включая корни и семена. Крахмал в семенах обеспечивает пищу для зародыша во время его прорастания, а также может служить источником пищи для людей и животных.Крахмал, который потребляется людьми, расщепляется ферментами, такими как амилазы слюны, на более мелкие молекулы, такие как мальтоза и глюкоза. Затем клетки могут поглощать глюкозу.

Крахмал состоит из мономеров глюкозы, которые соединены α 1-4 или α 1-6 гликозидными связями. Цифры 1-4 и 1-6 относятся к числу атомов углерода двух остатков, которые соединились с образованием связи. Как показано на рисунке 6, амилоза представляет собой крахмал, образованный неразветвленными цепями мономеров глюкозы (только α 1-4 связей), тогда как амилопектин представляет собой разветвленный полисахарид ( α 1-6 связей в точках ветвления).

Рис. 6. Амилоза и амилопектин — две разные формы крахмала. Амилоза состоит из неразветвленных цепей мономеров глюкозы, соединенных α 1,4 гликозидными связями. Амилопектин состоит из разветвленных цепей мономеров глюкозы, соединенных гликозидными связями α 1,4 и α 1,6. Из-за способа соединения субъединиц цепи глюкозы имеют спиральную структуру. Гликоген (не показан) похож по структуре на амилопектин, но имеет более разветвленную структуру.

Гликоген — это форма хранения глюкозы у людей и других позвоночных, состоящая из мономеров глюкозы.Гликоген является животным эквивалентом крахмала и представляет собой сильно разветвленную молекулу, обычно хранящуюся в клетках печени и мышц. Когда уровень глюкозы в крови снижается, гликоген расщепляется с высвобождением глюкозы в процессе, известном как гликогенолиз.

Целлюлоза — самый распространенный природный биополимер. Клеточная стенка растений в основном состоит из целлюлозы; это обеспечивает структурную поддержку клетки. Дерево и бумага по своей природе в основном целлюлозные. Целлюлоза состоит из мономеров глюкозы, которые связаны β, 1-4 гликозидными связями (рис. 7).

Рис. 7. В целлюлозе мономеры глюкозы связаны в неразветвленные цепи β 1-4 гликозидными связями. Из-за способа соединения субъединиц глюкозы каждый мономер глюкозы переворачивается относительно следующего, что приводит к линейной волокнистой структуре.

Как показано на рисунке 7, каждый второй мономер глюкозы в целлюлозе перевернут, и мономеры плотно упакованы в виде удлиненных длинных цепей. Это придает целлюлозе жесткость и высокую прочность на разрыв, что так важно для растительных клеток.В то время как связь β 1-4 не может быть разрушена пищеварительными ферментами человека, травоядные животные, такие как коровы, коалы, буйволы и лошади, способны с помощью специализированной флоры в их желудке переваривать богатый растительный материал. в целлюлозе и использовать ее в качестве источника пищи. У этих животных определенные виды бактерий и простейших обитают в рубце (часть пищеварительной системы травоядных) и секретируют фермент целлюлазу. В аппендиксе пасущихся животных также содержатся бактерии, переваривающие целлюлозу, что придает ей важную роль в пищеварительной системе жвачных животных.Целлюлазы могут расщеплять целлюлозу на мономеры глюкозы, которые могут использоваться животным в качестве источника энергии. Термиты также способны расщеплять целлюлозу из-за присутствия в их телах других организмов, выделяющих целлюлазы.

Рис. 8. У насекомых есть твердый внешний скелет, сделанный из хитина, типа полисахарида.

Углеводы выполняют разные функции у разных животных. У членистоногих (насекомых, ракообразных и др.) Есть внешний скелет, называемый экзоскелетом, который защищает их внутренние части тела (как показано у пчелы на Рисунке 8).

Этот экзоскелет сделан из биологической макромолекулы хитина, представляющей собой полисахаридсодержащий азот. Он состоит из повторяющихся единиц N-ацетил- β -d-глюкозамина, модифицированного сахара. Хитин также является основным компонентом клеточных стенок грибов; грибы не являются ни животными, ни растениями и образуют собственное царство на территории Эукарии.

Резюме: структура и функции углеводов

Углеводы — это группа макромолекул, которые являются жизненно важным источником энергии для клетки и обеспечивают структурную поддержку растительным клеткам, грибам и всем членистоногим, включая омаров, крабов, креветок, насекомых и пауков.Углеводы классифицируются как моносахариды, дисахариды и полисахариды в зависимости от количества мономеров в молекуле. Моносахариды связаны гликозидными связями, которые образуются в результате реакций дегидратации, образуя дисахариды и полисахариды с отщеплением молекулы воды для каждой образованной связи. Глюкоза, галактоза и фруктоза являются обычными моносахаридами, тогда как обычные дисахариды включают лактозу, мальтозу и сахарозу. Крахмал и гликоген, примеры полисахаридов, являются формами хранения глюкозы у растений и животных соответственно.Длинные полисахаридные цепи могут быть разветвленными или неразветвленными. Целлюлоза является примером неразветвленного полисахарида, тогда как амилопектин, составляющий крахмал, представляет собой сильно разветвленную молекулу. Хранение глюкозы в виде полимеров, таких как крахмал или гликоген, делает ее немного менее доступной для метаболизма; однако это предотвращает его утечку из клетки или создание высокого осмотического давления, которое может вызвать чрезмерное поглощение воды клеткой.

Внесите свой вклад!

У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.

Улучшить страницуПодробнее

Каковы функции углеводов у растений и животных?

Углеводы — важнейшее соединение всей органической жизни на этой планете. И растения, и животные используют углеводы в качестве основного источника энергии, которая поддерживает работу организма на самом базовом уровне. Углеводы также удовлетворяют другие потребности, помогая синтезировать другие химические вещества и обеспечивая структуру клеток в организме.

Источник энергии

И растения, и животные используют углеводы в качестве источника энергии, необходимого для выполнения обычных функций, таких как рост, движение и обмен веществ.Углеводы хранят энергию в виде крахмала, который, в зависимости от типа углеводов, дает простые или сложные сахара. Сложные сахара, известные как полисахариды, дают стабильный запас энергии, в то время как более простые сахара, моносахариды и дисахариды обеспечивают более быстрый толчок перед растворением. Животные получают этот крахмал с пищей, особенно с продуктами, полученными из растений, таких как зерно и хлеб. Растения производят собственные углеводы посредством фотосинтеза, используя энергию, поглощаемую от света, для объединения углекислого газа и воды в более сложные органические молекулы.

Биохимический синтез

Переработка углеводов имеет побочный эффект, помогая перерабатывать другие химические вещества, присутствующие в организме. При расщеплении углеводов они выделяют атомы углерода. Они служат сырьем для большей части биохимии организма, поскольку углерод затем может соединяться с другими химическими веществами в организме. Сложная полисахаридная структура некоторых углеводов, обработка которой требует времени, таким образом, помогает обеспечивать атомы углерода в течение длительного периода времени, позволяя выполнять функции регулярно.

Структурная функция

Различные углеводы, особенно в форме полисахаридов, способствуют построению клеточной структуры. В частности, у растений целлюлоза создает прочную стену вокруг растительных клеток, придающую растению его структуру; углеводный обмен выделяет химические вещества, которые помогают укрепить эту структуру. Поскольку у растений нет скелета или другой несущей формы, эти клеточные стенки обеспечивают основу, на которой растения могут стоять и расширяться.В некотором смысле это переработка углеводов, которые не дают растениям упасть и не лежать на земле.

Другие функции

Помимо основных функций углеводов, различные полисахариды выполняют другие функции в органической жизни. Гепарин, сложный углевод, обычно используется в качестве антикоагулянта для инъекций, расщепление сахаров помогает предотвратить образование тромбов. Углеводы также служат антигенами, веществами, запускающими выработку антител для иммунной системы.Другие углеводы содержат гормоны, такие как фолликулярный стимулирующий гормон (ФСГ), который помогает при овуляции, и гликопротеин, который способствует межклеточному взаимодействию, например, между антигенами и антителами.

Ячейка. 3. Клеточная мембрана. Углеводы. Атлас гистологии растений и животных.

Мембранные углеводы химически связаны с гликолипидами и гликопротеинами. Однако некоторые мембранные углеводы являются частью протеогликанов, которые вставляют свою аминокислотную цепь среди липидных жирных кислот.Хотя некоторые углеводы могут быть обнаружены связанными с внутриклеточными мембранами, большинство из них расположены во внешнем монослое плазматической мембраны, обращенной во внеклеточное пространство (рис. 1). Синтез мембранных углеводов начинается в эндоплазматическом ретикулуме, но именно в комплексе Гольджи они модифицируются и растут за счет добавления множества новых мономеров с образованием сложных углеводных молекул.

Рисунок 1. Углеводы в плазматической мембране. Гликолипиды — это в основном сфинголипиды с различным углеводным составом.Некоторые протеогликаны имеют часть своей аминокислотной последовательности, встроенной в цепи жирных кислот липидов. Большинство углеводов химически связаны с белками, известными как гликопротеины, либо за счет О-связанного гликозилирования (через аминокислоту серин), либо за счет N-связанного гликозилирования (через аминокислоту аспарагин). (По материалам Fuster and Esko, 2005 г.).

В мембранах обнаружены три типа гликолипидов: гликосфинголипиды, которые наиболее распространены в клетках животных, гликоглицеролипиды и гликофосфатидилинозитол.Гликоглицеролипиды чаще встречаются в плазматической мембране растительных клеток. Однако обнаружено, что большинство мембранных углеводов связано с белками, известными как гликопротеины. Почти все мембранные белки содержат углеводы, но только 5% липидов составляют гликолипиды. Углеводы плазматической мембраны в целом называются гликокаликсом. В некоторых типах клеток гликокаликс развит настолько, что его можно наблюдать в электронный микроскоп. Например, в эритроцитах гликокаликс может выходить более чем на 1 мкм в длину от поверхности плазмы.Таким образом, клетка покрывается слоем углеводов, который может составлять от 2 до 10% веса мембраны. Развитие гликокаликса зависит от типа клеток.

Мембранные углеводы выполняют две основные функции: участвуют в распознавании и адгезии клеток, либо в передаче сигналов между клетками, либо во взаимодействиях клетка-патоген, и они играют структурную роль в качестве физического барьера. Например, группы крови определяются углеводами клеточной поверхности эритроцитов, и они также обладают способностью вызывать иммунологические реакции. После заражения эндотелиальные клетки вблизи поврежденной ткани обнажают белки, известные как селектины, в своих плазматических мембранах. Они распознают и связывают углеводы плазматической мембраны лимфоцитов, которые проходят через кровоток. Таким образом, лимфоциты прикрепляются к стенкам кровеносных сосудов, могут пересечь эндотелий и перейти к очагу инфекции. Углеводы как молекулы узнавания также важны во время эмбрионального развития.

Углеводы плазматической мембраны являются основными участками распознавания и прикрепления патогенов во время инфекции.Вирусы, такие как вирус гриппа, патогенные бактерии E. coli и некоторые простейшие, должны быть прикреплены к поверхности клетки перед проникновением в клетку, иначе они будут улавливаться механизмами очистки организма. У этих патогенов есть белки, известные как лектины, которые связываются с определенными углеводами определенных клеток. Таким образом, тип инфицированной клетки зависит от углеводов, содержащихся в плазматической мембране. Позвоночные, беспозвоночные и простейшие несут в своих клетках разный набор углеводов.Любопытно, что некоторые патогены способны «одевать» поверхностные углеводы так же, как и в клетках-хозяевах. Таким образом, их невозможно обнаружить. Есть различия в углеводном составе клеток позвоночных, беспозвоночных и простейших.

Библиография

Fuster MM, Esko JD . Кисло-сладкий рак: гликаны как новые терапевтические мишени. Природа рассматривает рак. 2005. 5 (7): 526-542.

Углеводы | Базовая биология

Что вы узнаете на этой странице

• Что такое углевод
• Почему углеводы важны
• Структура углеводов
• Различия между моносахаридами, дисахаридами и полисахаридами
• Примеры важных углеводов

900

Углеводы — одна из четырех основных категорий молекул, содержащихся в живых существах, а остальные три — это белки, липиды и нуклеиновые кислоты. Они жизненно важны для жизни на Земле и выполняют ряд функций, таких как обеспечение энергией, структурной поддержкой и сотовой связью.

Углеводы — это сахар или полимер сахаров. Полимер — это два или более простых сахара, соединенных вместе. Углеводы — это молекулы на основе углерода, в которых водород и кислород связаны с цепочкой атомов углерода.

Простой сахар известен как моносахарид. Моносахариды могут связываться вместе с образованием дисахаридов и полисахаридов. Это три разных типа углеводов, и все они важны для разных целей в естественном мире.

Почему углеводы важны?

Вся жизнь на Земле требует углеводов. Они проникли в жизнь не только животных и растений, но и грибов, бактерий, архей и простейших.

Углеводы играют важнейшую роль в качестве источника энергии. Химическая энергия сахаров является основным источником энергии для большинства живых существ.

Растения используют энергию солнца и CO₂ для производства углеводов. Эти углеводы составляют основу почти всех экосистем на Земле.

Использование углеводов для получения энергии предотвращает использование белков для получения энергии. Это важно, поскольку позволяет использовать белки для других целей, таких как метаболизм и сокращение мышц.

Некоторые из более сложных углеводов обеспечивают структурную поддержку и защиту. Клетки растений и грибов имеют клеточные стенки, состоящие из углеводов. Эти клеточные стенки обеспечивают защиту и поддержку клетки и всего организма.

Углеводы также участвуют в распознавании клеток.Клетки содержат углеводы на внешней поверхности клеточных мембран, которые действуют как рецепторы. Рецепторы могут взаимодействовать с углеводами на мембранах других клеток и помогать клеткам идентифицировать друг друга.

Структура углеводов

Химическая структура и состав углеводов относительно просты по сравнению с белками и липидами. Большинство углеводов полностью состоят из атомов углерода, водорода и кислорода. Углевод имеет три или более атомов углерода, по крайней мере, два атома кислорода и несколько атомов водорода. Некоторые углеводы также содержат атомы азота, например хитин, который содержится в панцирях насекомых.

Атомы углерода обладают способностью связываться с четырьмя другими атомами. В углеводах атомы углерода образуют линейную цепь, связываясь с двумя другими атомами углерода. Цепочка заканчивается, когда углерод использует три свои связи с кислородом и водородом, а не с двумя атомами углерода.

Атомы кислорода углеводов могут быть связаны с углеродом двойными или одинарными связями. Если кислород образует двойную связь с атомом углерода (C = O) вдоль углеродной цепи, это известно как карбонильная группа.

Кислород может быть связан с углеродной цепью в гидроксильной группе (атом кислорода, связанный с атомом водорода -ОН) одинарной связью с атомом углерода углеродной цепи. Углевод может содержать более одной гидроксильной группы.

Атомы водорода занимают большую часть оставшихся углеродных связей. Обычно в углеводе примерно в два раза больше атомов водорода, чем атомов кислорода.

На самом деле углеводы не всегда образуют линейные цепочки, а часто располагаются в виде колец.Это происходит потому, что двойная связь между углеродом и кислородом карбонильной группы восстанавливается до одинарной связи, а кислород вместо этого связывается с другим атомом углерода вдоль цепи. Это создает кольцо, содержащее несколько атомов углерода и один атом кислорода.

Моносахариды — простые сахара

Моносахариды — это самые основные углеводы, обычно известные как простые сахара. Они включают хорошо известные сахара, такие как глюкоза и фруктоза. Моносахарид включает все необходимые компоненты углевода i.е. углеродная цепь, карбонильная группа и гидроксильная группа.

Моносахариды являются строительными блоками для больших углеводов, а также используются в клетках для производства белков и липидов. Сахара, которые не используются для получения энергии, часто хранятся в виде липидов или более сложных углеводов.

Это моносахариды, которые в основном используются клетками для получения энергии. Глюкоза, возможно, является наиболее важным моносахаридом, потому что она используется при дыхании для обеспечения энергией клеток. Энергия, хранящаяся в связях молекулы глюкозы, преобразуется серией реакций в энергию, которая может быть использована клетками.

Дисахариды

Дисахарид — это углевод, состоящий из двух моносахаридов, соединенных вместе. Они по-прежнему считаются сахарами, но уже не являются простыми сахарами.

Моносахариды связываются вместе в так называемой реакции дегидратации, потому что молекула воды удаляется, когда два сахара связываются вместе. Реакция происходит между двумя гидроксильными группами (-ОН) двух моносахаридов.

Гидроксильная группа полностью удаляется из одного моносахарида, а из второго моносахарида удаляется атом водорода из гидроксильной группы.Удаленная гидроксильная группа и водород образуют молекулу воды, то есть OH + H → H₂O

Из второго моносахарида все еще остается кислород из гидроксильной группы. Этот кислород связывается с атомом углерода, из которого была удалена гидроксильная группа на первом моносахариде. Связь связывает два моносахарида вместе, образуя дисахарид.

Самым известным дисахаридом является сахароза, которую мы используем дома в качестве сахара из-за ее сладости. Сахароза состоит из одной молекулы фруктозы и одной глюкозы.

глюкоза + фруктоза = сахароза

Еще один хорошо известный дисахарид — это лактоза, сахар, содержащийся в молочных продуктах. Лактоза состоит из одной молекулы глюкозы и одной молекулы галактозы.

Люди нередко испытывают трудности с расщеплением лактозы на глюкозу и галактозу после употребления молочных продуктов. Это причина состояния здоровья, известного как непереносимость лактозы, которая может вызвать диарею, вздутие живота, газы и рвоту.

Названия моносахаридных и дисахаридных углеводов заканчиваются суффиксом -оза.Например, фруктоза, глюкоза, галактоза, сахароза и лактоза.

Полисахариды

Полисахарид — это три или более моносахаридов, соединенных вместе. Точно так же, как образуется дисахарид, полисахариды образуются в результате множественных реакций дегидратации между углеводами.

Отдельный моносахарид в полисахариде называется мономером. Полисахарид, состоящий из множества мономеров, можно назвать полимером. Некоторые полимеры имеют длину более 1000 мономеров (или моносахаридов).

мономер = моносахарид; полимер = полисахарид

мономер + мономер + мономер = полимер

Полисахариды обладают рядом биологических функций. Ключевая функция, которую они выполняют, — это временное хранение энергии. Растения хранят энергию в форме полисахарида, известного как «крахмал». Многие культуры, такие как кукуруза, рис и картофель, важны из-за высокого содержания крахмала. Люди и другие животные накапливают энергию в наших мышцах и печени с помощью полисахарида, известного как «гликоген».

Вторая важная роль полисахаридов — обеспечение структурной поддержки. У растений есть два очень важных структурных полисахарида: целлюлоза и лигнин.

Целлюлоза — ключевое соединение, составляющее клеточные стенки растительных клеток. Клеточные стенки отвечают за защиту и поддержание формы растительных клеток. Лигнин — структурное соединение, из которого образуется древесина, благодаря которому растения превращаются в гигантские деревья.

Животные и грибы также используют полисахариды в качестве конструкционных материалов.Хитин — это полисахарид, который содержится в экзоскелетах насекомых, пауков и ракообразных, а также в клеточных стенках грибов.

---

Резюме

• Углеводы — одна из четырех основных молекул жизни
• Углеводы — это молекулы, состоящие из атомов углерода, водорода и кислорода, которые включают карбонильную группу (C = O) и гидроксильную группу (-OH)
• Углеводы являются основным источником энергии для большинства организмов, а также важны как структурные соединения и распознавание клеток-клеток
• Три типа углеводов — это моносахариды, дисахариды и полисахариды
• Моносахариды — это простые сахара e.грамм. глюкоза и фруктоза
• Дисахариды образуются путем связывания двух моносахаридов вместе
• Полисахариды содержат три или более моносахаридов и также известны как полимеры
• Полисахариды важны для хранения энергии и обеспечения поддержки и защиты клеток и всего организма

---

Последняя редакция: 23 апреля 2016 г.

No related posts.