Сравнительная характеристика крахмала и целлюлозы таблица: 3 Сравните крахмал и целлюлозу, т. е. назовите признаки общего и отличного в их составе, строении, свойствах и применении.

Содержание

Конспект урока «Сравнительная характеристика крахмала и целлюлозы. | План-конспект урока по химии (10 класс) по теме:

Тема урока: «Сравнительная характеристика крахмала и целлюлозы».

Цели урока: формирование представлений о важнейших полисахаридах: крахмале и целлюлозе —  в сравнении их строения, свойств, применения и значения в природе.

Задачи: 1) обучающие — закрепить умение писать реакции, характеризующие химические свойства моносахаридов на примере глюкозы; сравнить строение и свойства крахмала и целлюлозы; на основе межпредметных связей органической химии и биологии показать значение полисахаридов в строении и функционировании живой природы; формирование навыков и умений информационно – поисковой деятельности в процессе подготовки проекта,

              2) развивающие — развитие познавательного интереса к химии и биологии, выработка умений сравнивать, классифицировать, выделять существенные признаки, обобщать изучаемые свойства и делать аргументированные выводы; формирование  умения устанавливать причинно- следственные связи,  самостоятельности учащихся по добыванию и применению знаний; развитие практических умений и навыков в процессе выполнения лабораторных опытов.

             3) воспитательные — способствовать воспитанию коммуникабельности, умению общаться на деловом уровне, адаптации работы в группе, паре; расширение кругозора обучающихся о применении полисахаридов и их роли в природе.

Тип урока: Урок изучения нового материала с использованием компьютерных технологий.

Оборудование и реактивы: 

  • ноутбук,
  • проектор,
  • экран,
  • CD – диск «Уроки химии Кирилла и Мефодия. 10-11 классы»,
  • презентация мини — проекта «Полисахариды в косметике»,
  • образцы крахмала и целлюлозы,
  • образцы тканей из ацетатного шелка,
  • образцы продуктов, содержащих крахмал (картофель, рис, макароны, геркулес и белый хлеб),
  • йодная настойка, вода горячая, лёд.
  • химические стаканы, пипетки, фарфоровые чашечки,
  • учебник, тетрадь.

Учебник: «Химия 10» О.С.Габриелян.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

II. Вступительное слово учителя

Наливаешь крепкий чай,
Хорошенько сахарозу
В чашке ложкой размешай.
Виноградную глюкозу,
И медовую фруктозу,
И молочную лактозу
Любят взрослый и малыш.
Но крахмалом и клетчаткой,
Что совсем-совсем несладки,
Тоже нас не удивишь.
Так устроена природа –
Это тоже…       УГЛЕВОДЫ (отвечают учащиеся)

— Сегодня на уроке, как вы поняли из стихотворения, мы продолжаем  изучать класс органических соединений — углеводы.

 

(Заставка на экране – крахмал и целлюлоза). С момента своего появления на Земле человек употребляет растительную пищу, богатую крахмалом, использует для своих нужд древесину и другие растительные объекты, содержащие большое количество целлюлозы. В настоящее время человек уже умеет выделять и перерабатывать природные полимеры, получая из них ценные вещества, материалы, продукты: бумагу и ткани, муку и патоку, спирт и древесный уголь.
Сегодня на уроке мы с вами рассмотрим важнейшие полисахариды: крахмал и целлюлозу. Сравним их по строению, физическим и химическим свойствам, вспомним из курса биологии о нахождении полисахаридов в природе, расширим ваши знания о применении крахмала и целлюлозы.

 Запись темы урока в тетрадях. «Полисахариды. Крахмал и целлюлоза».

III. Актуализация знаний

Тест «Глюкоза: строение и свойства» (письменно, 1 человек), работа по дидактической карточке «Углеводы. Глюкоза» (допишите предложения), интерактивные тесты (2 человека).

 Давайте вспомним классификацию углеводов (фронтальная беседа с классом)

Какие они бывают? Приведите примеры соединений относящихся к данному классу.

Почему глюкозу называют альдегидоспиртом? Изобразите структурную формулу глюкозы на доске. Какие свойства глюкозы этим обусловлены?

Почему фруктозу называют кетоноспиртом? Превратите формулу глюкозы в фруктозу (на доске).

Характерна ли для фруктозы реакция «серебряного зеркала»? Почему?

Запишите уравнения реакций спиртового и молочно-кислого брожения глюкозы (у доски). В каких областях нашли применение данные процессы? При каких условиях возможны данные реакции?

IV. Изучение нового материала

 Итак, сегодня наша задача сравнить крахмал и целлюлозу.

(Обучающиеся в течение урока заполняют в тетрадях таблицу, которая изображена на доске).

Сравнительная характеристика крахмала и целлюлозы

Признаки сравнения

Полисахариды

Крахмал

Целлюлоза

Нахождение в природе

Состав (общая формула)

Структурное звено

Физические свойства

Химические свойства

Применение

Слайд 1.

(Рассказ учителя с элементами беседы в сопровождении презентации).

— Давайте назовём продукты, содержащие крахмал (Ответы учащихся: картофель, хлеб, рис, мука и т.д.).

— Назовите процесс, в результате которого в листьях растений образуется крахмал. (Фотосинтез).

Учитель: крахмал образуется в зелёных растениях при поглощении ими энергии солнечного света. В клетках, содержащих хлорофилл, из углекислого газа и воды синтезируется глюкоза, которая затем превращается в крахмал. Крахмал содержится в цитоплазме растительных клеток в виде зерен запасного питательного вещества. Картофельные клубни содержат крахмала около 20%, пшеничные и кукурузные зёрна – около 70%, а рисовые – до 80%.

Давайте заполним первую строку таблицы.

Слайд 2.

Рассмотрим состав и строение крахмала.

— Назовите общую формулу крахмала. Запишите её в тетради (и на доске)

(Учащиеся заполняют вторую строку в таблице: «состав»)

Учитель: Крахмал — природный полимер. Структурными звеньями макромолекул крахмала являются остатки молекул циклической α-глюкозы. Макромолекулы крахмала неодинаковы по размерам: в них входит разное число структурных звеньев – от нескольких сотен до нескольких тысяч, поэтому неодинакова их молекулярная масса.

Учащиеся заполняют третью строку таблицы «структурное звено»

Слайд 3.

Учитель: макромолекулы крахмала различаются не только размерами, а, следовательно, массой, но и структурой. Он является смесью двух веществ: амилозы и амилопектина. Амилоза имеет линейную структуру, она растворяется в воде. На её долю приходится 10-20%. У амилопектина структура разветвленная, в воде он не растворяется, а только набухает. На его долю приходится 80-90%.

Теперь давайте обратим внимание на физические свойства крахмала. Попробуем их описать.

(Учащиеся устно описывают физические свойства образца крахмала, пробуя растворить его в воде. (Ответ: белый порошок, без запаха, нерастворимый в холодной воде, в горячей воде образует клейстер). Заполняют 4 строку таблицы «физические свойства»

Переходим к изучению химических свойств полисахаридов. Слайд 4.

В древности недобросовестные торговцы подмешивали в сметану муку, чтобы она становилась гуще. Обнаружить такой обман можно было очень легко. Для этого достаточно было капнуть маленькую капельку йода на сметану. И если продукт содержал крахмал, то йод приобретал синюю окраску.

Как называется такая реакция, которая позволяет распознавать вещества? (Качественная). Просмотр видеофрагмента.

Учитель: характерной реакцией крахмала является его взаимодействие с йодом. Этим свойством пользуются при определении крахмала в пищевых продуктах. При нагревании синее окрашивание исчезает, при охлаждении появляется вновь. (Если время позволит – можно проделать этот опыт в классе).

Сейчас мы с вами постараемся обнаружить крахмал в различных продуктах питания, с которыми сталкиваемся каждый день. Перед вами картофель, рис, макароны, геркулес и белый хлеб. Добавьте к каждому образцу йодную настойку.

(Учащиеся выполняют лабораторные опыты). Что вы наблюдаете? Какие продукты содержат больше крахмала, какие меньше? Почему вы так думаете?

Учитель: А благодаря наличию гидроксогрупп крахмал способен образовывать эфиры, которые не нашли практического применения. Просмотр видеоопыта.

Слайд 5.

Учитель: крахмал сравнительно легко подвергается гидролизу. В зависимости от условий гидролиз может протекать ступенчато, с образованием различных промежуточных продуктов – декстринов, мальтозы, глюкозы.

Учащиеся заполняют пятую строку таблицы «химические свойства» 

Слайд 6.

Рассмотрим применение крахмала. В каких областях крахмал нашёл широкое применение? (Ответы: пищевая, кондитерская, и др.)

Учитель: крахмал – ценный питательный продукт. Непосредственно крахмал не усваивается организмом. Чтобы облегчить его усвоение, продукты, содержащие крахмал, подвергают воздействию выс. температур. Происходит частичный гидролиз крахмала и образуются декстрины, растворимые в воде. В пищеварительном тракте они подвергаются дальнейшему гидролизу с образованием глюкозы, которая усваивается организмом.

Крахмал используют в производстве клея, при обработке белья,  в кондитерской промышленности. (Заполнение 6 строки таблицы: «применение крахмала»)

Слайд 7.

Учитель: а сейчас мы рассмотрим признаки целлюлозы в сравнении с крахмалом.  — Давайте вспомним из курса ботаники, какие материалы содержат целлюлозу? (Ответы обучающихся).

Учитель: целлюлоза, или клетчатка, входит в состав растений, образуя в них оболочки. Отсюда происходит и её название – от лат. Cellula, что значит – клетка. Целлюлоза придаёт растениям прочность и эластичность и является своеобразным скелетом растительных клеток. Волокна хлопка содержат до 98% целлюлозы, волокна льна – до 80%, а в древесине – около 50%. (Заполнение первой строки таблицы «нахождение целлюлозы в природе»)

Учитель: чистая целлюлоза – белое твёрдое вещество (демонстрация ваты), не растворимое в воде и обычных растворителях, но хорошо растворяется в аммиачном растворе гидроксида меди (II) (реактив Швейцера). (лабораторный опыт – растворение целлюлозы в орг. растворителе). (Заполнение 4 строки в таблице «физические свойства целлюлозы»)

Слайд 8.

Учитель: целлюлоза, как и крахмал, является природным полимером. Оказалось, что они имеют одинаковые по составу структурные звенья и одну и ту же молекулярную формулу – (C6h20O5)n. В чём же отличие? А отличие в структуре макромолекул. Молекулы крахмала имеют линейную или разветвлённую структуру, целлюлоза – только линейную. Это объясняет то, что целлюлоза образует такие волокнистые материалы, как хлопок, лён и т.д. (Демонстрация образцов тканей из льна и хлопка). В природных волоконцах макромолекулы целлюлозы располагаются в одном направлении, т.е. ориентированы вдоль оси волокна. Возникающие при этом многочисленные водородные связи между гидроксогруппами разных макромолекул обусловливают высокую прочность этих волокон.

Слайд 9.

Давайте отметим состав и структурное звено целлюлозы (Заполнение 2 и 3 строки таблицы «состав» и «структурное звено целлюлозы»).

Учитель: целлюлоза состоит из остатков β-глюкозы. А в чём отличие α- глюкозы от β- глюкозы?

В пищеварительном тракте жвачных животных целлюлоза подвергается гидролизу под действием микроорганизмов кишечника.

Слайд 10.

Учитель: рассмотрим химические свойства целлюлозы.

  1. Целлюлоза легко горит с образованием углекислого газа и воды. Поэтому природные объекты с её выс. содержанием, например, древесина, используются как топливо.

 (C6h20O5)n + 6n O2 →6n CO2 + 5n h3O + Q

При нагревании древесины без доступа воздуха происходит её термическое разложение, приводящее к образованию ценных органических веществ (ацетона, уксусной кислоты, метанола) и древесного угля.

  1. Подобно крахмалу, но с меньшей скоростью, целлюлоза гидролизуется под действием минеральных кислот. В итоге образуется глюкоза.

(C6h20O5)n + n h3O → t  n С6Н12О6

Слайд 11.

Учитель: Целлюлоза способна образовывать эфиры. Каждое структурное звено целлюлозы содержит по 3 гидроксильные группы. За счёт них целлюлоза может давать простые и сложные эфиры. Большое значение имеют азотнокислые эфиры целлюлозы. Они получаются при действии на целлюлозу азотной кислоты в присутствии серной кислоты. В зависимости от условий, получают динитроцеллюлозу или тринитроцеллюлозу. (Заполнение 5 строки таблицы «химические свойства целлюлозы»)

Слайд 12.

Учитель: Остановимся немного подробнее на свойствах нитроцеллюлозы. Их общее свойство – горючесть. Просмотр видео.

Тринитрат целлюлозы, называемый пироксилином, — сильновзрывчатое вещество. Его применяют для производства бездымного пороха. Просмотр видео.

Слайд 13.

Учитель: Реакция образования сложных эфиров имеет очень большое промышленное значение. Сейчас мы убедимся в этом на примере получения триацетилцеллюлозы. Её получают в реакции с уксусным ангидридом. Полученную ди – и триацетилцеллюлозу используют для приготовления искусственного ацетатного волокна. (Демонстрация образцов ткани из искусственного и синтетического материала). А в чём отличие искусственных волокон от синтетических? (Ответ: искусственные волокна получают из природных материалов, а синтетические – из полученных химическим путём веществ).

Слайд 14.

Заполним 6 строку таблицы «применение целлюлозы»: целлюлоза используется с давних времён. Она идёт на изготовление тканей, верёвок, канатов. Путём гидролиза целлюлозы и брожения образующейся при этом глюкозы получают этиловый спирт, идущий на производство бутадиена для синтеза каучука. Эфиры необходимы в производстве нитролаков, киноплёнки, искусственных волокон, взрывчатых веществ. Целлюлоза используется в строительстве и при изготовлении бумаги.

Слайд 15.

Учитель:  С давних времён человек использует волокнистые природные материалы для изготовления одежды и различных изделий домашнего обихода. По мере увеличения потребностей населения и развивающейся техники возникла потребность получать химические волокна.

Давайте откроем учебники на с 210 и прочтём, как происходит формование ацетатного волокна (обучающийся читает вслух).

( Работа с рис. 34 учебника и текстом  на с. 210, рассматривают образцы тканей из ацетатного шелка)

V. Закрепление изученного материала

Итак, сегодня мы познакомились с очень важным и широко распространенным классом соединений – полисахаридами. Сейчас мы знаем о них гораздо больше, чем раньше. Давайте проверим, а что же мы запомнили.

Фронтальная беседа по вопросам:

  • Какое вещество является мономером крахмала? Целлюлозы?
  • В клетках каких живых организмов образуются крахмал, целлюлоза,
  • Какие функции выполняют в клетках живых организмов полисахариды?
  • Сравните относительные молекулярные массы крахмала и целлюлозы. У какого вещества она больше? Почему?
  • Чем отличаются крахмал и целлюлоза по строению? Что общего в их строении?
  • Какие химические свойства, обусловленные наличием гидроксогрупп, проявляют крахмал и целлюлоза?
  • При каких условиях происходит гидролиз полисахаридов?
  • Каким изменениям подвергаются крахмал и целлюлоза в пищеварительном тракте человека и животных? Запишите уравнение реакции гидролиза крахмала. Переваривается ли целлюлоза в желудках большинства животных и человека? Почему?
  • Можно ли из крахмала получить волокна, а затем ткань? Почему?

(Далее обучающиеся выполняют интерактивный тест по новому материалу – итоговый тест из 5 вопросов, слайд 19).

VI. Презентация мини – проекта «Полисахариды в косметике»

VII . Подведение итогов.

VIII. Домашнее задание: §24, c. 206-211, упр.2, 5 с. 211;

 подготовиться к практической работе №7 «Углеводы»;

используя следующую ссылку, найдите практический совет по хранению хлеба свежим:
http://sc.karelia.ru/catalog/res/be622174-1521-3e1b-1e1c-a8ac90616b34/view/

 

Урок химии «Сравнительная характеристика полисахаридов на примере молекул крахмала и целлюлозы» — К уроку — Химия

Комитет по науке и профессиональному образованию

Архангельской области

ГОУ НПО

Профессиональное училище № 31 г. Архангельска

Методическая разработка урока

«Сравнительная характеристика полисахаридов на примере молекул крахмала и целлюлозы»

Автор разработки:

Преподаватель химии и биологии

Чернакова Наталия Владимировна

Цель: Сравнение свойств и строения природных химических веществ – крахмала и целлюлозы.

Задачи:

Образовательные

— сформировать знания о строении, свойствах и применении природных химических веществ – крахмала и целлюлозы;

— сформировать умения проводить логическую связь между строением и свойствами веществ;

интегрировать химические и профессиональные знания с помощью химических опытов (растворимость целлюлозы в органических растворителях).

Развивающие

— выработать умение строить логическую цепь рассуждений (теоретический анализ, прогнозирование свойств, составление плана экспериментальной проверки, формулирование выводов) при выполнении практических и теоретических заданий;

— создать условия для развития речевых навыков, наблюдательности и умения делать выводы при ответах на вопросы и выполнении химических опытов;

— продолжить формировать умение обобщать, делать выводы при прохождении каждого пункта плана;

— научить обучающихся основным этапам организации исследовательской деятельности (выбор темы, постановка проблемы, выполнение эксперимента, выводы).

Воспитательные

— способствовать выявлению сознательной дисциплинированности, четкости, ответственности и организованности при выполнении исследовательской работы;

— помочь обучающимся проявить желание учиться с интересом, без принуждения путем вовлечения их в исследовательскую деятельность и применения дополнительного материала то теме.

Оборудование: ноутбук, проектор, химическая посуда, химические вещества (крахмал, целлюлоза, йод, вода, бензин, этанол). Продукция крахмала и целлюлозы, продукты питания (картофель, крупа, сахар, огурец)

Время: 45 минут

Тип урока: урок совершенствования ЗУН

Форма: урок-исследование

Литература:

1. Габриелян О.С. Химия,10 -М.:Дрофа,2010

1. Габриелян О.С., Лысова Г.Г. Контрольные и проверочные работы по химии 10класс – М.: Дрофа, 2007

3. Верховский Н.П. Техника химического эксперимента. М.: Просвещение, 1973.

Рисунки и видео, используемые в презентации, взяты из электронного пособия «Электронные уроки и тесты по химии/Сложные химические соединения в повседневной жизни. ЗАО «Новый диск»,2005

Условие:

Необходимо заранее выдать исследовательские домашние задания по темам «Растворимость целлюлозы в органических и неорганических растворителях», «Определение крахмала в продуктах питания.

Ход урока:

Этап урока

Содержание урока//Деятельность учителя

Наглядность

Деятельность учащихся

Мотивационно-ориентированный этап

На столе находятся известные полисахариды: крахмал и целлюлоза. Вещества имеют одинаковую молекулярную формулу (С6Н10О5)п. В химических ящиках находятся продукты, которые получаются из крахмала:

— клей, кисель, картофельное пюре

И целлюлозы:

— бумага, карандаш, пластмассы, каучук, мебель, глюкоза, ткани.

Почему у веществ с одинаковой молекулярной формулой области применения и физические свойства разные?

Ни одна наука не нуждается в эксперименте

в такой степени как химия. Ее основные законы,

теории и выводы опираются на факты.

Поэтому постоянный контроль опытом необходим.

Майкл Фарадей

Отдельные пункты плана обучающиеся представляют в виде мини-исследований по темам:

«Исследование растворимости целлюлозы в органических растворителях»

«Определение крахмала в продуктах питания»

Слайд 1,2

Слайд 3,4

Записать число и тему в тетрадь, ознакомиться с планом урока

Заполняют таблицу по ходу изучения материала (слайд 5)

Операционно-исполнительный

этап

План рассказа

1. Строение молекулы крахмала и целлюлозы

Закрепление: Почему из целлюлозы делают ткани, нитки, одежду, а из крахмала нет?

2. Физические свойства крахмала

Физические свойства целлюлозы (рассказ обучающегося)

Закрепление: На кухонных полках находятся 2 пакета без этикеток: мука и крахмал. Предложите способ распознавания веществ.

Слайд 6

Лабораторный опыт: «Растворимость крахмала в воде»

Слайд 7

Обучающиеся отвечают на вопросы после каждого пункта плана.

Отчет обучающегося об исследовательской домашней работе «Растворимость целлюлозы»

(ПРИЛОЖЕНИЕ 1)

(слайд 8)

Операционно-исполнительный

этап

3. Химические свойства веществ (качественные реакции, реакции гидролиза)

Закрепление: Почему при долгом пережевывании хлеб приобретает сладковатый вкус?

Лабораторный опыт

«Качественная реакция на крахмал»

Слайд 9

Отчет обучающегося об исследовательской домашней работе «Определение крахмала в продуктах питания»

(Приложение 1)

Слайд 10

Просмотр видео

«Гидролиз целлюлозы»

Оценочно-рефлексивный этап

1. Тест с выбором правильного утверждения

2 . Перечислите отличительные особенности природных веществ (беседа)

Поблагодарить всех за работу, выставить оценки активным ребятам.

Слайд 11

Ответы записывают в тетрадь (необходима взаимопроверка)

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Исследование растворимости целлюлозы.

Целлюлоза нашла применение во многих областях промышленности (текстильная, бумажная, машиностроительная, полиграфическая). Бумага – это тонкий слой волокон целлюлозы, спрессованных и проклеенных для создания механической прочности, гладкой поверхности, для предотвращения растекания чернил, красок. Кстати, первоначально для изготовления бумаги употребляли растительное сырье, из которого чисто механически можно было получить необходимые волокна, стебли риса (так называемая рисовая бумага), хлопка, использовали также изношенные ткани. Однако по мере развития книгопечатания перечисленных источников сырья стало не хватать для удовлетворения растущей потребности бумаги. Особенно много бумаги расходуется для печатания газет, причем вопрос о качестве (белизне, прочности, долговечности) для газетной бумаги значения не имеет.

Интересно, какое свойство целлюлозы легло в основу этого продукта? Для ответа на вопрос необходимо исследовать физические свойства целлюлозы (агрегатное состояние, запах, отношение к растворителям).

Целлюлоза по агрегатному состоянию – твердое волокнистое вещество без запаха. Для исследования растворимости в воде, этаноле, уксусной кислоте, уайт-спирте, бензине использовалась паронитная бумага и опилки. Результаты исследования представлены в таблице:

Растворитель

Целлюлоза

вода

этанол

уксусная кислота

уайт-спирт

бензин

Целлюлоза не растворяется в растворителях. Возможно, это свойство легло в основу применения целлюлозы во многие отрасли промышленности.

Обнаружение крахмала в продуктах питания.

Крахмал является запасным и питательным веществом клеток организма. Его недостаток вызывает серьезные изменения в организме человека. Восполнить недостаток могут продукты питания, содержащие крахмал. Можно ли в домашних условиях определить крахмал в пищевых продуктах? Для этого используется реактив йод, который продается в аптеке. Для исследования были взяты следующие образцы и испытаны реактивом йода. В исследуемых образцах в присутствии крахмала йод приобретает синее окрашивание. Результаты исследование представлены в таблице:

Образец

результат

Образец

результат

мука

+

сахар

хлеб

+

картофель

+

кисель

+

свежий огурец

горох

+

яблоко

В результате, экспериментальным путем с помощью йода можно определить крахмал в продуктах питания (мука, хлеб, кисель, горох, картофель).

Урок 11. полисахариды. крахмал. целлюлоза — Химия — 10 класс

Химия, 10 класс

Урок № 11. Полисахариды. Крахмал. Целлюлоза

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: урок посвящён полисахаридам, их строению, свойствам, знакомству с самыми распространёнными полисахаридами: крахмалом и целлюлозой, их структурой, свойствами, нахождением в природе и ролью в жизни человека.

Глоссарий

Полисахариды – это высокомолекулярные углеводы, состоящие из большого числа молекул моносахаридов.

Реакция поликонденсации – процесс образования макромолекул, в котором выделяется низкомолекулярный побочный продукт.

Крахмал – продукт поликонденсации молекул альфа-глюкозы.

Целлюлоза – продукт поликонденсации молекул бета-глюкозы.

Реакция этерификации – процесс взаимодействия органического соединения, содержащего спиртовые функциональные группы, с кислотой, в результате которого образуется сложный эфир и вода.

Амилоза – линейные макромолекулы, состоящие из остатков альфа-глюкозы, входят в состав крахмала.

Амилопектин – разветвлённые макромолекулы, состоящие из остатков альфа-глюкозы, входят в состав крахмала.

Ацетатное волокно – искусственное волокно, получаемое на основе триацетата целлюлозы.

Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.

Дополнительная литература:

1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тестов по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М.А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.

2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс : учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М. : Просвещение. – 2018. – 352 с.

Открытые электронные ресурсы:

  • Единое окно доступа к информационным ресурсам [Электронный ресурс]. М. 2005 – 2018. URL: http://window.edu.ru/ (дата обращения: 01.06.2018).

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

Полисахариды – это высокомолекулярные углеводы, состоящие из большого числа молекул моносахаридов.

Картофельный и кукурузный крахмал, гликоген, целлюлоза, входящая в состав древесины и хлопка, хитин, из которого построены панцири насекомых – это всё полисахариды.

Образование молекул полисахаридов

Крахмал состоит из макромолекул, которые образованы большим количеством молекул альфа-глюкозы.

При соединении двух молекул альфа-глюкозы образуется побочный продукт – молекула воды.

Реакция образования макромолекул, в которой выделяется низкомолекулярный побочный продукт, называется реакцией поликонденсации.

В результате реакции поликонденсации из молекул альфа-глюкозы: могут образовываться линейные макромолекулы.

Линейная макромолекула, образованная из молекул альфа-глюкозы, называется амилоза.

В результате поликонденсации молекул альфа-глюкозы могут образовываться и разветвленные макромолекулы, которые называются амилопектин.

Смесь амилозы и амилопектина называется крахмалом.

Макромолекулы целлюлозы образуются из молекул бета-глюкозы.

Образование целлюлозы также происходит в результате реакции поликонденсации. При этом образуется побочный низкомолекулярный продукт – вода.

Цепь молекулы целлюлозы образуется в результате последовательного присоединения всё новых и новых молекул бета-глюкозы.

Макромолекулы целлюлозы, в отличие от крахмала, имеют линейное строение.

Физические и химические свойства крахмала и целлюлозы

Крахмал – белый аморфный порошок без вкуса и запаха. Крахмал не растворяется в холодной воде, а в горячей воде набухает и образует клейстер.

Целлюлоза – белое твёрдое нерастворимое в воде вещество без вкуса и запаха.

При добавлении в качестве катализатора небольшого количества кислоты в раствор крахмала происходит его гидролиз. Макромолекулы распадаются на молекулы меньших размеров (декстрин, мальтоза), конечным продуктом реакции гидролиза является альфа-глюкоза.

Механизм реакции следующий: положительно заряженный ион водорода притягивается к кислородному мостику между двумя остатками альфа-глюкозы, соединяется с атомом кислорода. В результате связь разрывается. На атоме углерода второго фрагмента молекулы крахмала образуется положительный заряд, который притягивает к себе молекулу воды. Кислород в молекуле воды присоединяется к атому углерода, а один из ионов водорода отрывается от молекулы воды. В результате образуются молекулы декстрина, которые по такому же механизму гидролизуются с образованием молекул мальтозы. Конечным продуктом гидролиза крахмала являются молекулы альфа-глюкозы.

Если к раствору крахмала добавить каплю раствора йода, появляется синяя окраска. Это качественная реакция на крахмал.

При действии на целлюлозу уксусной кислоты образуются ацетатные эфиры целлюлозы.

Нахождение крахмала и целлюлозы в природе

Крахмал и целлюлоза широко распространены в природе.

Крахмал входит в состав многих растений. В пшенице содержание крахмала составляет 64 %, в рисе – 75 %, в кукурузе – 70 % и в картофеле – 24 %.

Целлюлоза – основной материал клеток растений, она придает прочность стеблям и веткам. Больше всего – 98 % целлюлозы в хлопковом волокне, до 85 % её содержится в льняном волокне. Древесина содержит до 50 % целлюлозы, а в соломе её 30 %.

Роль крахмала и целлюлозы в жизни человека

Полисахариды играют важную роль в жизни человека. Во-первых, полисахариды – это источник углеводов. Из полисахаридов делают бумагу, синтетические волокна и ткани (вискозный, ацетатный, медно-аммиачный шёлк, искусственный мех), фото- и киноплёнку, и даже взрывчатые вещества (бездымный порох).

ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЙ ЗАДАЧ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ

1. Решение задачи на расчёт количества готового продукта, изготовленного из полисахаридов.

Условие задачи: Сколько бумаги (тонн) можно изготовить из 400 м3 древесины, если содержание целлюлозы в них составляет 52%, а для производства 1 кг печатной бумаги требуется 1,5 кг целлюлозы? Плотность древесины составляет 500 кг/м3. Ответ запишите в виде десятичной дроби с точностью до десятых.

Шаг первый: вычислить массу данного в условии объёма древесины:

400·500 = 200000 кг.

Шаг второй: вычислить массу целлюлозы, содержащуюся в 200000 кг древесины:

200000·0,52 = 104000 кг.

Шаг третий: из пропорции найти массу бумаги, которую можно получить из 104000 кг древесины.

; кг = 69,3 т.

Ответ 69,3.

2. Решение задач на нахождение выхода продукта реакции.

Условие задачи: Вычислите выход глюкозы, если из хлопка массой 150 кг получили 110 кг этого моносахарида. Массовая доля целлюлозы в хлопке составляет 95%. Ответ выразите в процентах, запишите в виде целого числа.

Шаг первый: вычислить содержание целлюлозы в 150 кг хлопка.

150·0,95 = 142,5 кг.

Шаг второй: записать уравнение реакции гидролиза целлюлозы с образованием глюкозы:

6Н10О5)п + пН2О пС6Н12О6.

Шаг третий: вычислить молярные массы целлюлозы и глюкозы:

М((С6Н10О5)п) = п·(6·12 + 1·10 + 5·16) = 162·п г/моль;

М(С6Н12О6) = 6·12 + 1·12 + 6·16 = 180 г/моль.

Шаг четвёртый: с помощью пропорции найти теоретически возможное количество глюкозы, которое может быть получено по этой реакции:

; кг.

Шаг пятый: найти выход глюкозы как отношение практически полученного количества глюкозы к теоретически возможному, выраженное в процентах:

%.

Так как в ответе требуется записать целое число, то округляем до 70%.

Ответ: 70.

Конспект урока химии в 10 классе по теме Полисахариды

Тема: Полисахариды.

Цель: Сравнение свойств и строения природных химических веществ – крахмала и целлюлозы.

Задачи:

Образовательные

— сформировать знания о строении, свойствах и применении природных химических веществ – крахмала и целлюлозы;

— сформировать умения проводить логическую связь между строением и свойствами веществ;

интегрировать химические и профессиональные знания с помощью химических опытов (растворимость целлюлозы в органических растворителях).

Развивающие

— выработать умение строить логическую цепь рассуждений (теоретический анализ, прогнозирование свойств, составление плана экспериментальной проверки, формулирование выводов) при выполнении практических и теоретических заданий;

— создать условия для развития речевых навыков, наблюдательности и умения делать выводы при ответах на вопросы и выполнении химических опытов;

— продолжить формировать умение обобщать, делать выводы при прохождении каждого пункта плана;

— научить обучающихся основным этапам организации исследовательской деятельности (выбор темы, постановка проблемы, выполнение эксперимента, выводы).

Воспитательные

— способствовать выявлению сознательной дисциплинированности, четкости, ответственности и организованности при выполнении исследовательской работы;

— помочь обучающимся проявить желание учиться с интересом, без принуждения путем вовлечения их в исследовательскую деятельность и применения дополнительного материала то теме.

Методы обучения:

— Использование ИКТ

-Метод иллюстрации -таблица «Полисахариды»

-Эвристическая беседа

-Проблемное изложение материала

— Частично – поисковый

— Элементы технологий критического мышления (кластеры, синквейн)

-Групповая и индивидуальная форма обучения

-Метод нахождения причинно- следственных связей

— Исследовательский .(Лабораторная работа).

I. Организационный момент.

II. Актуализация знаний. Постановка цели.

Белки, жиры и углеводы,

Пройдут века, эпохи, годы, 

К вам мы прикованы на век, 

Без вас немыслим человек

Учитель: Какие вещества являются главными поставщиками энергии организму человека? ( Углеводы). Мы с вами продолжаем изучение углеводов.

 

I.Учитель: Ребята, давайте вспомним классификацию углеводов.

Для этого заполним с вами схему:

Углеводы

1.Какие классы мы с вами изучили?

2. Какой класс мы должны изучить сегодня с вами?

Учитель: Итак, сегодня мы должны изучить полисахариды.

Записывают тему урока: « Полисахариды, их строение, свойства и применение»

Каковы наши задачи на уроке?

(Сегодня на уроке мы с вами рассмотрим важнейшие полисахариды: крахмал и целлюлозу. Сравним их по строению, физическим и химическим свойствам, вспомним из курса биологии о нахождении полисахаридов в природе, расширим ваши знания о применении крахмала и целлюлозы.)

III. Изучение нового материала

Сегодня наша задача сравнить крахмал и целлюлозу

На столах у вас в папочках таблицы, заполнять которые вы будете при изучении нового материала, возьмите их.

Давайте заполним первую строку таблицы — Нахождение в природе.

Нахождение в природе крахмала

— Назовите продукты, содержащие крахмал (Ответы учащихся: картофель, хлеб, рис, мука и т.д.).

— Назовите процесс, в результате которого в листьях растений образуется глюкоза. (Фотосинтез).

-Кто может написать уравнение реакции фотосинтеза? (к доске)

Учитель: крахмал образуется в зелёных растениях при поглощении ими энергии солнечного света. В клетках, содержащих хлорофилл, из углекислого газа и воды синтезируется глюкоза, которая затем превращается в крахмал. Крахмал содержится в цитоплазме растительных клеток в виде зерен запасного питательного вещества.

Как выдумаете где больше содержится крахмала?

Картофельные клубни содержат крахмала около 20%, пшеничные и кукурузные зёрна – около 70%, а рисовые – до 80%.

Учитель:Давайте вспомним из курса биологии, какие материалы содержат целлюлозу?

Учитель: целлюлоза, или клетчатка, входит в состав растений, образуя в них оболочки. Отсюда происходит и её название – от лат.Cellula, что значит – клетка. Целлюлоза придаёт растениям прочность и эластичность и является своеобразнымскелетом растительных клеток.

Как вы думаете где больше содержится целлюлозы?

Волокна хлопка содержат до 98% целлюлозы, волокна льна – до 80%, а в древесине – около 50%.

(Заполнение первой строки таблицы «нахождение целлюлозы в природе»)

II. Рассмотрим состав и строение крахмала и целлюлозы

-К какому классу относятся крахмал и целлюлоза?

-Какой моносахарид является основателем полисахаридов?

-В результате, какой реакции образуется крахмал и целлюлоза?

( реакция поликонденсации).

-Кто запишет эту реакцию на доске?

— Назовите общую формулу крахмала и целлюлозы.

Запишите её в таблицу.

1.Как вы думаете, почему крахмал и целлюлоза имеют одинаковую формулу, но это разные вещества и они имеют разные свойства? В чем причина?

Причина в разном строении.

III Структурные звенья .

Учитель: Крахмал — природный полимер. Структурными звеньями макромолекул крахмала являются остатки молекул циклической

α-глюкозы. Макромолекулы крахмала неодинаковы по размерам: в них входит разное число структурных звеньев – от нескольких сотен до нескольких тысяч, поэтому неодинакова их молекулярная масса.

Учащиеся заполняют третью строку таблицы «структурное звено»

α-глюкоза

2.Давайте отметим структурное звено целлюлозы (3 строка таблицы «структурное звено целлюлозы»).

3.Целлюлоза состоит из остатков β-глюкозы.

4.А в чём отличие α- глюкозы от β- глюкозы?

Учитель: Еще одно отличие — макромолекулы крахмала являются смесью двух веществ: амилозы и амилопектина.

Амилоза имеет линейную структуру, она растворяется в воде. На её долю приходится 10-20%. У амилопектина структура разветвленная, в воде он не растворяется, а только набухает. На его долю приходится 80-90%.

Учитель: Целлюлоза, как и крахмал, является природным полимером.

Но целлюлоза имеет только линейную структуру.

Это объясняет то, что целлюлоза образует такие волокнистые материалы, как хлопок, лён и т.д. В природных волоконцах макромолекулы целлюлозы располагаются в одном направлении, т.е. ориентированы вдоль оси волокна

IV Рассмотрим физические свойства крахмала и целлюлозы

Физические свойства Что это?

Проведем опыты, характеризующие физические свойства крахмала .

Лабораторный опыт:

1. Растворить крахмал в холодной воде.

Что увидели? ( крахмал нерастворим в холодной воде)

2. Попробуйте растворить в горячей воде. Что увидели? ( в горячей воде образует клейстер)

Заполняют 4 строку таблицы «физические свойства»

белый порошок, без запаха, нерастворимый в холодной воде, в горячей воде образует клейстер.

Рассмотрим физические свойства целлюлозы. Попробуем их описать.

Агрегатное состояние? белое твёрдое вещество (демонстрация ваты),

Лабораторный опыт:

1. Растворить целлюлозу в холодной воде.

Что увидели?( целлюлоза нерастворима в холодной воде)

Заполняют 4 строку таблицы «физические свойства»

Целлюлоза: белое твёрдое вещество, без запаха, нерастворимое в воде и обычных растворителях.

V.Переходим к изучению химических свойств крахмала.

Учитель: крахмал сравнительно легко подвергается гидролизу.

Что такое гидролиз?

Запишите реакцию гидролиза крахмала на доске

(C6H10O5)n + nH2O - (C6H12O6)n

1.гидролиз целлюлозы

(C6H10O5)n + nH2O - (C6H12O6)n

2.Целлюлоза легко горит с образованием углекислого газа и воды. Поэтому природные объекты с её высоким содержанием, например, древесина, используются как топливо.

(C6H10O5)n+ O2→CO2 + H2O+ Q

Учащиеся заполняют пятую строку таблицы «химические свойства»

Мы с вами рассмотрели Нахождение в природе крахмала и целлюлозы Их строение и свойства. Что нам осталось с вами рассмотреть?

Почему применение рассматривают в последнюю очередь?

Рассмотрим рис 73 стр 115. Применение крахмала. В каких областях крахмал нашёл широкое применение? (Ответы: пищевая, кондитерская, и др.)

Стр.114 рис 72 Применение целлюлозы.

Целлюлоза не усваивается организмов. В нашем организме нет ферментов ее расщеплять. Рассказать о пользе клетчатки.

VI. Закрепление изученного материала

В древности недобросовестные торговцы подмешивали в сметану муку, чтобы она становилась гуще. Обнаружить такой обман можно было очень легко. Для этого достаточно было капнуть маленькую капельку йода на сметану. И если продукт содержал крахмал, то йод приобретал синюю окраску.

Как называется такая реакция, которая позволяет распознавать вещества? (Качественная).

Качественной реакцией на крахмал является его взаимодействие с йодом. Этим свойством пользуются при определении крахмала в пищевых продуктах, и сегодня я вам предлагаю провести исследовательскую работу по выявлению добросовестности производителей молочной продукции.

Для исследования мы возьмем продукты, в которых, по данным этикетки, производитель не добавлял крахмал.

Выполняют исследования согласно инструктивным карточкам.

Обнаружение крахмала в продуктах питания.

Крахмал является запасным и питательным веществом клеток организма. Его недостаток вызывает серьезные изменения в организме человека. Восполнить недостаток могут продукты питания, содержащие крахмал. Можно ли в домашних условиях определить крахмал в пищевых продуктах? Для этого используется реактив йод, который продается в аптеке. Для исследования были взяты следующие образцы и испытаны реактивом йода. В исследуемых образцах в присутствии крахмала йод приобретает синее окрашивание. Результаты исследование представлены в таблице:

Образец

результат

Образец

результат

Сметана (производства Суджанский молочный комбинат)

Сметана (производства молочного комбината Авида)

Снежок (производства молочного комбината Авида)

Молочный питьевой напиток «Иммунели»

Творог вкуснотеево

Йогурт питьевой

В результате, экспериментальным путем с помощью йода мы определили, что …….

Итак, сегодня мы познакомились с очень важным и широко распространенным классом соединений – полисахаридами. Сейчас мы знаем о них гораздо больше, чем раньше.

И я предлагаю вам составить синквейн к слову КРАХМАЛ

1-я строка – название синквейна.
2-я строка – два прилагательных.
3-я строка – три глагола.
4-я строка – фраза на тему синквейна.
5-я строка – существительное  

Тест-контроль (если останется время)

1.Молекулярная формула крахмала

а) С6Н12О6 б) С12Н22О11 в) (С6Н10О5)n г) С2Н5ОН

2. При гидролизе крахмала образуется:

а) фруктоза б) рибоза в) галактоза г) глюкоза

3. Какой углевод не усваивается человеческим организмом

а) целлюлоза б) глюкоза в) сахароза

4. При гидролизе целлюлозы образуется

а) сахароза С12Н22О11 б) крахмал (С6Н10О5)n в) глюкоза С6Н12О6

5. Вещество с наивысшим содержанием крахмала

а) рис б) мед в) древесина

6. Для определения крахмала используется

а) йодная настойка б) этановая кислота в)глицерин

7. Исключите лишнее понятие

а) этанол б) крахмал в) целлюлоза

VI. Подведение итогов урока.

V.Домашнее задание

Параграф 15, вопросы на стр. 116.+ сообщение на тему: «Модифицированный крахмал»

VI. Рефлексия.
Я хочу вам напомнить известную притчу.
Везут три человека камни.

Что вы делаете?- спрашивают у них.

Везу эти проклятые камни, — злобно высказался первый.

На хлеб себе зарабатываю, — утомленно промолвил другой.

А я хочу построить храм, — так ответил третий, и лицо его посветлело.

Чем был для вас этот урок?

Тяжелым трудом, который вызвал у вас усталость? (красный смайлик)

Вы работали ради отметки? (синий смайлик)

Может вы строили храм Новых Знаний? (желтый смайлик)

Заполни схему

Углеводы

Сравнительная характеристика крахмала и целлюлозы

Признаки сравнения

Полисахариды

Крахмал

Целлюлоза

Нахождение в природе

Состав (общая формула)

Структурное звено

Структура молекулы

Физические свойства

Химические свойства

Применение

Лабораторный опыт 1.

Физические свойства крахмала.

А. Агрегатное состояние- ?

Б. цвет-?

В. запах-?

Ход работы 1. Растворить крахмал в холодной воде.

Что увидели? (крахмал ………… в холодной воде)

2.Попробуйте растворить в горячей воде. Что увидели? (клейстер)

Лабораторный опыт 2.

Физические свойства целлюлозы.

A.агрегатное состояние-?

Б.цвет-?

В.запах-?

Ход работы: Растворить целлюлозу в холодной воде.

Что увидели? (целлюлоза ………… в холодной воде)

Исследовательская работа

Ход работы

1.Исследуемые вещества в контейнерах

2.Добавить в контейнеры по 1- 2 каплям раствора йода. Что увидели? Результаты работы:

Исследуемый продукт продукт

Наблюдаемая реакция окраска

Содержание крахмала

1.

2.

Составить синквейн (Крахмал)

1-я строка – название синквейна.
2-я строка – два прилагательных.
3-я строка – три глагола.
4-я строка – фраза на тему синквейна.
5-я строка – существительное

Тест-контроль

1.Молекулярная формула крахмала

а) С6Н12О6 б) С12Н22О11 в) (С6Н10О5)n г) С2Н5ОН

2. При гидролизе крахмала образуется:

а) фруктоза б) рибоза в) галактоза г) глюкоза

3. Какой углевод не усваивается человеческим организмом

а) целлюлоза б) глюкоза в) сахароза

4. При гидролизе целлюлозы образуется

а) сахароза С12Н22О11 б) крахмал (С6Н10О5)n в) глюкоза С6Н12О6

5. Вещество с наивысшим содержанием крахмала

а) рис б) мед в) древесина

6. Для определения крахмала используется

а) йодная настойка б) этановая кислота в)глицерин

7. Исключите лишнее понятие

а) этанол б) крахмал в) целлюлоза

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/252892-konspekt-uroka-himii-v-10-klasse-po-teme-poli

Полисахариды. Крахмал и целлюлоза

Просмотр содержимого документа
«Полисахариды. Крахмал и целлюлоза»

Полисахариды. Крахмал и целлюлоза Филон М.В. учитель химии МБОУ СОШ № 266

Сравнительная характеристика крахмала и целлюлозы

Признаки сравнения

Крахмал

Формула

Целлюлоза

 

Структурное звено

 

 

Структура молекулы

Физические свойства

 

 

 

Химические свойства

 

 

 

Применение

 

 

 

Структурная формула крахмала

Остатки α — глюкозы

Строение крахмала

Структурная формула целлюлозы

Остатки β — глюкозы

Физические свойства

крахмала

целлюлозы

  • твердое волокнистое белое вещество
  • белый аморфный порошок
  • не растворяется в холодной воде
  • не растворяется в воде
  • в горячей воде разбухает
  • не обладает сладким вкусом
  • не обладает сладким вкусом

Химические свойства крахмала

  • Качественная реакция

(С 6 Н 10 О 5 ) n + I 2 → синее окрашивание

2. Гидролиз

(С 6 Н 10 О 5 ) n + nH 2 O → nC 6 H 12 O 6

Крахмал → декстрины → мальтоза → глюкоза

Химические свойства целлюлозы

1. Гидролиз

(С 6 Н 10 О 5 ) n + nH 2 O → nC 6 H 12 O 6

2. Образование сложных эфиров

Получение ацетатного волокна

Интернет-ресурсы:

Интернет-ресурсы:

Интернет-ресурсы:

Проверим себя

1. Макромолекула крахмала состоит из остатков молекул…

α — глюкозы

фруктозы

β — глюкозы

Проверим себя

2. Качественная реакция на крахмал – взаимодействие с …

иодом

гидроксидом меди (II)

аммиачным раствором оксида серебра

Проверим себя

3. При гидролизе целлюлозы образуется…

крахмал

глюкоза

этанол

Проверим себя

4. Тринитрат целлюлозы используется как…

лекарственное средство

взрывчатое вещество

для тушения пожаров

Информио

×

Неверный логин или пароль

×

Все поля являются обязательными для заполнения

×

Сервис «Комментарии» — это возможность для всех наших читателей дополнить опубликованный на сайте материал фактами или выразить свое мнение по затрагиваемой материалом теме.

Редакция Информио.ру оставляет за собой право удалить комментарий пользователя без предупреждения и объяснения причин. Однако этого, скорее всего, не произойдет, если Вы будете придерживаться следующих правил:

  1. Не стоит размещать бессодержательные сообщения, не несущие смысловой нагрузки.
  2. Не разрешается публикация комментариев, написанных полностью или частично в режиме Caps Lock (Заглавными буквами). Запрещается использование нецензурных выражений и ругательств, способных оскорбить честь и достоинство, а также национальные и религиозные чувства людей (на любом языке, в любой кодировке, в любой части сообщения — заголовке, тексте, подписи и пр.)
  3. Запрещается пропаганда употребления наркотиков и спиртных напитков. Например, обсуждать преимущества употребления того или иного вида наркотиков; утверждать, что они якобы безвредны для здоровья.
  4. Запрещается обсуждать способы изготовления, а также места и способы распространения наркотиков, оружия и взрывчатых веществ.
  5. Запрещается размещение сообщений, направленных на разжигание социальной, национальной, половой и религиозной ненависти и нетерпимости в любых формах.
  6. Запрещается размещение сообщений, прямо либо косвенно призывающих к нарушению законодательства РФ. Например: не платить налоги, не служить в армии, саботировать работу городских служб и т.д.
  7. Запрещается использование в качестве аватара фотографии эротического характера, изображения с зарегистрированным товарным знаком и фотоснимки с узнаваемым изображением известных людей. Редакция оставляет за собой право удалять аватары без предупреждения и объяснения причин.
  8. Запрещается публикация комментариев, содержащих личные оскорбления собеседника по форуму, комментатора, чье мнение приводится в статье, а также журналиста.

Претензии к качеству материалов, заголовкам, работе журналистов и СМИ в целом присылайте на адрес

×

Информация доступна только для зарегистрированных пользователей.

×

Уважаемые коллеги. Убедительная просьба быть внимательнее при оформлении заявки. На основании заполненной формы оформляется электронное свидетельство. В случае неверно указанных данных организация ответственности не несёт.

Углеводы: классификация и свойства. Химия, 8–9 класс: уроки, тесты, задания.

1. Выбери углевод

Сложность: лёгкое

1
2. Физические свойства моно- и дисахаридов

Сложность: лёгкое

1
3. Классификация углеводов

Сложность: лёгкое

1
4. Формулы углеводов

Сложность: среднее

1
5. Верно — неверно

Сложность: среднее

2
6. Сравнение крахмала и целлюлозы

Сложность: среднее

2
7. Реакции с участием углеводов

Сложность: среднее

2
8. Средняя относительная молекулярная масса полисахарида

Сложность: среднее

2
9. Число структурных звеньев

Сложность: среднее

3

Разница между целлюлозой и крахмалом

Ключевое отличие между целлюлозой и крахмалом состоит в том, что целлюлоза представляет собой структурный полисахарид, который имеет связи бета 1,4 между мономерами глюкозы, в то время как крахмал является запасным полисахаридом, который имеет связи альфа 1,4. между мономерами глюкозы.

Крахмал и целлюлоза — макромолекулы, принадлежащие к одной группе углеводов. Углеводы — один из распространенных источников энергии в пище.У них есть молекулярная формула CH 2 O. Несколько мономерных единиц глюкозы, связанных между собой химическими связями, составляют эти макромолекулы. Таким образом, они имеют высокую молекулярную массу.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое целлюлоза
3. Что такое крахмал
4. Сходства между целлюлозой и крахмалом
5. Параллельное сравнение — целлюлоза и крахмал в табличной форме
6. Резюме

Что такое целлюлоза?

Целлюлоза — это полимерная форма единиц глюкозы, связанных вместе гликозидными связями.Следовательно, это самая распространенная органическая молекула и основная структурная единица растений. Хлопок и бумага — это некоторые формы чистой целлюлозы. Он включает около 4000-8000 молекул глюкозы с бета-связями между 1-м атомом углерода первой единицы и 4-м атомом углерода следующей единицы глюкозы. Таким образом, он образует бета 1,4 связи. Есть две формы целлюлозы, такие как гемицеллюлоза и лигнин.

Рисунок 01: Целлюлоза

Кроме того, целлобиоза представляет собой другую форму, которая образуется в результате гидролиза целлюлозы.Таким образом, это дисахарид, состоящий из двух молекул глюкозы, связанных бета-1,4-связью. Кроме того, целлюлазы гидролизуют целлюлозу до ее мономеров.

Что такое крахмал?

Крахмал по своему составу практически аналогичен целлюлозе. Следовательно, они представляют собой полимерные формы молекул глюкозы, связанных альфа-1,4-связью. Число молекул, составляющих молекулу крахмала, может варьироваться от 4000 до 8000. Цепь глюкозы может быть линейной, разветвленной или смешанной, в зависимости от источника и места хранения формы.Это основная форма хранения углеводов.

Рисунок 02: Картофельный крахмал

Кроме того, крахмал — это форма хранения углеводов в растениях. Свойства крахмала могут варьироваться от одного к другому в зависимости от источника, из которого он выделен. Свойства также зависят от характера разветвления и количества альфа-1,4-гликозидных связей. Есть две формы крахмала; они, амилаза и амилопектин.

Каковы сходства между целлюлозой и крахмалом?

  • Оба являются углеводами и полисахаридами.
  • Они состоят из одинаковых мономеров; глюкоза.
  • Целлюлоза и крахмал имеют одинаковые повторяющиеся единицы на основе глюкозы.
  • Оба удовлетворяют потребности нашего тела в энергии.
  • Они имеют высокую молекулярную массу.
  • Целлюлоза и крахмал имеют аналогичный состав.
  • Крахмал и целлюлоза, присутствующие в растениях.

В чем разница между целлюлозой и крахмалом?

Хотя и крахмал, и целлюлоза являются полимерными формами глюкозы, они различаются по своим химическим и физическим свойствам.Эти различия в основном объясняются различием во взаимосвязях. Целлюлоза имеет 1,4-бета-связи между молекулами глюкозы, тогда как крахмал имеет 1,4-альфа-связи между молекулами глюкозы. Это ключевое различие между целлюлозой и крахмалом. Кроме того, функциональное различие между целлюлозой и крахмалом состоит в том, что целлюлоза является жестким структурным полисахаридом, а крахмал — запасающим полисахаридом.

В инфографике ниже представлена ​​более подробная информация о разнице между целлюлозой и крахмалом.

Резюме — Целлюлоза против крахмала

Хотя крахмал и целлюлоза являются полимерными формами глюкозы, они различаются по свойствам. Эти различия, как правило, являются результатом различия одинарной химической связи между мономерными звеньями. Различная природа заставляет углеводы выполнять как функцию обеспечения энергией, так и структурные функции. И целлюлоза, и крахмал удовлетворяют потребности организмов в энергии. Однако целлюлоза играет структурную роль, а крахмал — запасающую роль.Целлюлоза имеет 1,4-бета-связи среди мономеров глюкозы. Напротив, крахмал имеет 1,4-альфа-связи. В этом разница между целлюлозой и крахмалом.

Артикул:

1.Study.com, Study.com. Доступно здесь
2. «Структура хлопка и других растительных волокон». Египетский журнал медицинской генетики человека, Elsevier, 27 марта 2014 г. Доступно здесь

Изображение предоставлено:

1. «Целлюлозная нить» Автор Laghi.l (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia
2. «Поляризованный свет картофельного крахмала 100x» Автор Photon 400 750 — Собственная работа, (CC BY-SA 4.0) через Commons Wikimedia

Крахмал против гликогена против целлюлозы: 5 ключевых различий, за и против

Крахмал, гликоген и целлюлоза — это формы глюкозы. Разницу между крахмалом, гликогеном и целлюлозой можно увидеть в их присутствии в разных типах растений. Крахмал содержится в богатых хлорофиллом участках растений, гликоген присутствует в нехлорофилловых растениях, а целлюлоза — в древесных участках растений.

Давайте подробнее рассмотрим различия между крахмалом, гликогеном и целлюлозой:

Присутствие в растениях Крахмал присутствует в богатых хлорофиллом областях растений, в отличие от гликогена и целлюлозы
Присутствие в позвоночные У позвоночных нет целлюлозы, в отличие от крахмала и гликогена
Тип мономера Целлюлоза имеет бета-мономеры глюкозы, в то время как два других имеют альфа
Молекулярная масса Крахмал имеет переменную молекулярная масса, в то время как два других фиксированы

Что такое крахмал?

Крахмал — это хранимая в растениях форма глюкозы.Он присутствует в богатых хлорофиллом участках растений и некоторых позвоночных. Он имеет α-гликозидные связи и переменную молекулярную массу.

Что такое гликоген?

Гликоген — это запасенная форма глюкозы у животных. Он присутствует в растениях, не содержащих хлорофилла, таких как грибы, а также в печени, скелетных мышцах и головном мозге всех позвоночных. Он имеет α-гликозидные связи и фиксированную молекулярную массу.

Что такое целлюлоза?

Целлюлоза — это хранимая в растениях форма глюкозы. Он присутствует в клеточной стенке и древесных участках растений, но отсутствует у позвоночных.Он имеет β-гликозидные связи и фиксированную молекулярную массу.

Плюсы и минусы

Крахмал Плюсы и минусы

Плюсы крахмала
  • Он помогает в жизненно важных производственных процессах.
  • Крахмальный компонент амилоза растворима в воде.
Минусы крахмала
  • Крахмальный компонент амилопектин нерастворим в воде.
  • Повышает риск диабета.

Гликоген Плюсы и минусы

Плюсы гликогена
  • Гликоген — это форма запасенной энергии для грибов и процессов жизнедеятельности животных.
  • Растворим в воде.
Минусы гликогена
  • Это может привести к вздутию живота.
  • Избыток гликогена может вызвать диарею.

Плюсы и минусы целлюлозы

Плюсы целлюлозы
  • Он помогает в формировании клеточных стенок растений.
  • Обеспечивает структурную поддержку ячейки.
Минусы целлюлозы
  • Не растворяется в воде.
  • Неусвояемый для человека.

Крахмал vs.Объяснение сходства целлюлозы и гликогена

  • Крахмал, гликоген и целлюлоза — все это формы глюкозы, хранящиеся внутри живых клеток.
  • Гидроксильные группы во всех трех полисахаридах удерживаются вместе водородными связями с соседними цепями.
  • Все три из этих полисахаридов имеют 1-4 гликозидных связи в мономерах.

5 основных различий между целлюлозой, гликогеном и крахмалом, которые необходимо учитывать

Крахмал, целлюлоза и крахмал.различия гликогена перечислены здесь:

Основа Крахмал Гликоген Целлюлоза
Молекулярная формула (C6h20O5) n — молекулярная формула крахмала. C24h52O21 — это молекулярная формула гликогена. (C6h20O5) — это молекулярная формула целлюлозы.
Тип мономера Крахмал содержит мономеры альфа-глюкозы. Гликоген содержит мономеры альфа-глюкозы. Он содержит мономеры бета-глюкозы.
Мономерные связи (1-4) α-гликозидные связи обнаружены в амилозе. (1-6) α-гликозидные связи обнаружены в амилопектине. Гликоген имеет обычные (1-4) α-гликозидные связи, но иногда (1-6) α-гликозидные связи в точках разветвления. (1-4) β-гликозидные связи обнаружены в мономерах целлюлозы.
Типы цепей Крахмал имеет неразветвленные и спиральные цепи в амилозе; и разветвленные и длинные цепи в амилопектине. Гликоген имеет сильно разветвленные короткие цепи. Целлюлоза имеет неразветвленные длинные и прямые цепи.
Встречаемость Крахмал встречается в амилопластах как полукристаллический вид зерна. Гранулы гликогена находятся в цитозоле клеток. Они встречаются в виде волокон коры или стеблей.

Сравнительная таблица крахмала и гликогена

Сравнительная таблица гликогена и целлюлозы

Сравнительное видео

B.10 Крахмал, гликоген и целлюлоза (HL)

FAQ

Почему крахмал гликоген и целлюлоза имеют разные свойства?

Крахмал, гликоген и целлюлоза имеют разные типы глюкозных связей. Если крахмал и гликоген имеют α-гликозидные связи, целлюлоза имеет β-гликозидные связи. Кроме того, крахмал и гликоген имеют меньше водородных связей, а целлюлоза — больше водородных связей. Все это заставляет их отображать разные свойства.

В чем основное структурное различие между крахмалом и гликогеном?

Запрос «В чем разница между крахмалом и гликогеном?» часто приводит нас к структурным различиям между ними.Крахмал имеет линейную, разветвленную и спиральную структуру, в то время как гликоген имеет структуру с разветвленной цепью.

Почему люди могут переваривать крахмал, но не целлюлозу?

Крахмал можно переваривать, поскольку у человека есть ферменты, необходимые для его переваривания, в то время как фермент, необходимый для переваривания целлюлозы, в них отсутствует. (Ссылка 1)

Может ли человек переваривать целлюлозу?

Нет, люди не могут переваривать целлюлозу. Он может перевариваться специальным ферментом целлюлазой, которого нет у человека.

Какова функция целлюлозы?

Целлюлоза обеспечивает структурную поддержку клетки.

Что общего у крахмала и целлюлозы?

И крахмал, и целлюлоза являются запасами энергии в растениях, их структуры связаны мономерами глюкозы.

Почему гликоген лучше крахмала?

Гликоген лучше крахмала при сравнении способности гликогена к высвобождению энергии крахмала. Гликоген не кристаллизуется, как крахмал, и поэтому легко доступен для высвобождения в случае энергетического спада.

Какая структурная разница между сахаром и крахмалом?

Сахар имеет простую молекулярную структуру, тогда как крахмал имеет сложную молекулярную структуру.

Можно ли превратить целлюлозу в крахмал?

Да, целлюлозу можно превратить в крахмал с помощью ферментативной реакции наряду с микробной ферментацией. (Ссылка 2)

Почему целлюлоза более стабильна, чем крахмал?

Каждая альтернативная молекула глюкозы в целлюлозе переворачивается после поворота на 180 градусов.Это укрепляет целлюлозное волокно, как гофрированные листы, и, таким образом, делает его более стабильным, чем крахмал.

Заключительные слова

Крахмал, гликоген и целлюлоза — это разные формы глюкозы, но они различаются по своим свойствам. Крахмал присутствует в богатых хлорофиллом участках растений, тогда как гликоген содержится в нехлорофилловых растениях, таких как грибы. С другой стороны, целлюлоза содержится в древесных участках растений. В то время как крахмал имеет переменную молекулярную массу, целлюлоза и гликоген имеют фиксированную молекулярную массу.Дополнительный крахмал и гликоген также можно найти у позвоночных, в то время как целлюлоза в них отсутствует.

Ссылки

  1. http://chemistry.elmhurst.edu/vchembook/547cellulose.html#:~:text=The%20acetal%20linkage%20is%20beta,beta%20acetal%20linkages%20are%20lacking.
  2. https://www.pnas.org/content/110/18/7182

Сходства между крахмалом и гликогеном

Когда вы думаете о крахмале, вы, вероятно, думаете в первую очередь о еде, и на это есть веская причина.Многие из ваших важнейших растительных продуктов, такие как кукуруза и картофель, богаты крахмалом. Фактически, крахмал вырабатывается всеми зелеными растениями, хотя некоторые из них богаче им, чем другие. Напротив, такие животные, как вы, производят гликоген.

TL; DR (слишком долго; не читал)

И крахмал, и гликоген являются для организмов эффективными способами хранения углеводов, но растения хранят свои углеводы в виде крахмала, в то время как животные используют гликоген.

Функции

И крахмал, и гликоген служат в качестве накопителя энергии.Завод производит крахмал из глюкозы, чтобы использовать его в дальнейшем. Семена, корни и клубни обычно содержат много дополнительного крахмала, чтобы прокормить рассаду или растение, которое прорастет из них во время их раннего роста. Точно так же, когда ваша пища переваривается, ваша печень откладывает часть глюкозы из вашей еды в виде гликогена для последующего извлечения. Ваши мышечные волокна также содержат немного гликогена.

Структура

И крахмалы, и гликоген представляют собой полимеры, образованные из молекул сахара, называемых глюкозой.Каждая независимая молекула глюкозы имеет формулу C6h22O, и соединение этих субъединиц определенным образом образует длинные цепи, из которых состоят гликоген и крахмал. Есть два типа крахмала: амилоза и амилопектин. Из этих двух гликоген больше похож на амилопектин, поскольку сахарные цепи в гликогене и амилопектине сильно разветвлены, а амилоза строго линейна.

Состав

Глюкоза может существовать в нескольких формах, называемых изомерами. В каждом из них молекулярная формула одинакова, но расположение атомов разное.И крахмал, и гликоген образуются из альфа-глюкозы, изомера, в котором гидроксильная или -ОН-группа на первом из шести атомов углерода находится на противоположной стороне кольца от углерода 6. Другой способ сказать это — углерод 6 и атом углерода. гидроксильные группы являются транс-друг к другу в альфа-изомере глюкозы.

Свойства

Ваша пищеварительная система может расщеплять крахмал и гликоген, поэтому они являются хорошими источниками энергии. В этом отношении они оба сильно отличаются от целлюлозы. Подобно крахмалу и гликогену, целлюлоза представляет собой полимер глюкозы, но, в отличие от крахмала и гликогена, она содержит только молекулы бета-глюкозы.Следовательно, каждая молекула глюкозы «переворачивается» относительно своего соседа, образуя длинную и очень жесткую цепь. Хотя ваша пищеварительная система может расщеплять гликоген и крахмал, она не может многое сделать с целлюлозой, которая проходит через вашу пищеварительную систему в виде клетчатки.

Чтение: Структура и функции 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. Фактически, углеводы являются неотъемлемой частью нашего рациона; злаки, фрукты и овощи — все это естественные источники углеводов. Углеводы обеспечивают организм энергией, в частности, через глюкозу, простой сахар, который является компонентом крахмала и ингредиентом многих основных продуктов питания. Углеводы также выполняют другие важные функции у людей, животных и растений.

Молекулярные структуры

Углеводы можно представить 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 оканчиваются на суффикс — 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 атома 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 цветом) 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 — важный источник энергии. Во время клеточного дыхания из глюкозы выделяется энергия, которая 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 (часть лактозы или молочного сахара) и фруктоза (часть сахарозы или фруктового сахара) являются другими распространенными моносахаридами. 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).

Практика

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

Что это за сахара, альдоза или кетоза?

Нажмите, чтобы 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 кольцевых формах (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 ниже углерода номер 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 ( di — = «два») образуются, когда два моносахарида подвергаются реакции дегидратации (также известной как 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.

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.

Обычные 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, хранится в виде крахмала в различных частях растения, включая корни и семена. Крахмал в семенах обеспечивает питание зародыша во время его прорастания, а также может служить источником пищи для людей и животных. Крахмал, потребляемый 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 связи), 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 более разветвлен.

Гликоген — это форма хранения глюкозы в организме человека 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 в основном целлюлозные по своей природе. 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 вытянутых 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. (кредит: Луиза Докер)

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

Сводка раздела

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 удалением 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 могло бы вызвать чрезмерное поглощение воды клеткой.

Проверьте свое понимание

Ответьте на вопросы ниже, чтобы увидеть, насколько хорошо вы понимаете темы, затронутые в предыдущем разделе.В этой короткой викторине , а не засчитываются в вашу оценку в классе, и вы можете пересдавать ее неограниченное количество раз.

Используйте этот тест, чтобы проверить свое понимание и решить, следует ли (1) изучить предыдущий раздел дальше или (2) перейти к следующему разделу.

Углеводы — обзор | Темы ScienceDirect

13.9 Полисахариды

Полисахариды представляют собой высокомолекулярные вещества, состоящие из моносахаридов, связанных друг с другом гликозидными связями.Поскольку структуры гетерополисахаридов более сложные, чем структуры гомополисахаридов, в этом разделе мы будем рассматривать только гомополисахариды.

Гомополисахариды крахмала и целлюлозы, обнаруженные в растениях, содержат только глюкозу. Около 20% крахмала составляет амилоза, растворимая в холодной воде; остальные 80%, называемые амилопектином, не растворяются в воде. Крахмал присутствует в картофеле, рисе, пшенице и других злаках. Количество амилозы и амилопектина в крахмале варьируется и зависит от его источника.

Крахмал и целлюлоза отличаются одной структурной особенностью, но это различие имеет большое биологическое значение. Крахмал, глюкозильные единицы которого связаны α-1,4ʹ, может перевариваться большинством животных. Целлюлоза, глюкозильные единицы которой связаны β-1,4ʹ, может перевариваться только крупным рогатым скотом и другими травоядными животными, поскольку микроорганизмы, присутствующие в их пищеварительном тракте, имеют ферменты, гидролизующие β-глюкозиды. Термиты также могут переваривать целлюлозу.

Амилоза — это линейный полимер, содержащий от 200 до 2000 α-связанных глюкозных единиц, который служит основным источником пищи для некоторых животных.Молекулярная масса амилозы колеблется от 40 000 до 400 000 а.е.м. Целлюлоза — это β-связанный полимер глюкозы (рис. 13.9), который может содержать от 5000 до 10000 единиц глюкозы. Некоторые водоросли производят молекулы целлюлозы, содержащие более 20 000 единиц глюкозы. Амилопектин содержит цепи, подобные таковым в амилозе, но только около 25 единиц глюкозы встречается в цепи. Амилопектин имеет ответвления глюкозосодержащих цепей, соединенных гликозидной связью между гидроксильной группой C-6 одной цепи и атомом C-1 другой цепи глюкозы (Рисунок 13.5). Молекулярная масса амилопектина может достигать 1 миллиона. Поскольку каждая цепь имеет среднюю молекулярную массу 3000, может быть до 300 взаимосвязанных цепей.

Рисунок 13.9. Структуры полисахаридов

Структура гликогена аналогична структуре амилопектина, но у гликогена больше разветвлений, а ветви короче, чем у амилопектина. Средняя длина цепи гликогена составляет 12 единиц глюкозы. Гликоген имеет молекулярную массу более 3 миллионов.Гликоген синтезируется животными как форма хранения глюкозы. Хотя гликоген обнаружен по всему телу, наибольшее его количество находится в печени. У среднего взрослого человека гликогена хватает примерно на 15 часов нормальной активности.

Группы крови человека

Сложные углеводы покрывают поверхность почти всех клеток человека, действуя как маркеры, идентифицирующие клетку. Клетки крови человека содержат поверхностные маркеры, которые делят кровь на три основных класса, обозначенных A, B и O. Классификация групп крови основана на различиях в структурах олигосахаридов, связанных с белком, называемым гликофорином, который встроен в мембрану красного цвета. кровяные клетки.Олигосахариды группы крови содержат несколько различных мономеров: галактозу (Gal), N-ацетилгалактозамин (GalNAc) и N-ацетилглюкозамин (GlcNAc).

Они также содержат довольно необычный сахар 6-дезокси-α-1-галактозу. Этот сахар имеет общее название альфа-1-фукоза.

Фрагмент α-1-фукозы каждой группы крови присоединен к трисахариду в группах крови A и B и к дисахариду в группе крови O (см. Структуры на рисунках ниже). Тип B, который не показан, отличается от типа A галактозой в левой части структуры, а не N-ацетилгалактозамином.В каждом олигосахариде остаток β-галактозы присоединен к α-1-фукозе 1,2ʹ-гликозидной связью. Часть β-N-ацетилглюкозамина показанного олигосахарида связана с «спейсерной единицей», которая состоит из олигосахаридной цепи, которая может содержать от 2 до 50 моносахаридных единиц. Эта цепь связана с белком множеством возможных способов, включая гликозидную связь с гидроксильной группой остатка серина в белке.

Каждая группа крови подразделяется на два типа цепей, которые различаются гликозидными связями.В цепи типа 1 центральный фрагмент β-Gal связан с β-GlcNAc 1,4ʹ-гликозидной связью. В цепи типа 2 фрагмент β-Gal связан с β-GlcNAc 1,3ʹ-гликозидной связью. Структуры ниже показывают связь типа l.

Эти углеводы являются антигенными детерминантами своих групп. Человек с кровью типа A вырабатывает антитела, которые «атакуют» кровь типа B, образуя скопления клеток типа B. Точно так же человек с кровью типа B вырабатывает антитела, которые «атакуют» кровь типа A. Однако люди с типом A или B не вырабатывают антител против крови типа O, поэтому люди с типом O называются универсальными донорами.Однако они не являются универсальными акцепторами, поскольку вырабатывают антитела против крови как типа A, так и типа B.

лекция 05

лекция 05

21 января 2005

Лекция 5

Чтение, Глава 3


II. Химический Природа жизни .

C. Биологический молекулы

Биологические молекулы, иногда называемые биомолекулами, однозначно связаны с живыми вещи.Как правило, это большие сложные молекулы. Живые существа сделаны из них, и они сделаны почти исключительно живыми существами.

Все биомолекулы на основе атомов углерода (C). Углерод имеет 6 протонов, 2 электрона в своем составе. первая оболочка и всего 4 электрона во второй оболочке. Это значит может образовывать 4 прочные ковалентные связи с другими атомами, разделяя электроны с ними, чтобы заполнить его внешнюю оболочку. Это свойство углерода позволяет создавать множество сложных и стабильных молекул с Это.

Многие биомолекулы полимеры, то есть они образованы путем соединения более мелких молекул, называемые мономерами, в более крупные. Полимеры — это цепочки мономеры.

Всего 4 основных виды биомолекул. Большинство из них вам уже знакомы как компоненты вашего рациона (ваша еда в основном биомолекул):

Углеводы

сахара, крахмалы, целлюлоза (дерево, хлопок).Крахмал и целлюлоза полимеры сахаров

Липиды

Жиры, масла, стероидные гормоны.

Белки

ферментов, структурные белки (волосы). Белки представляют собой полимеры амино кислоты.

Нуклеиновая кислоты

дезоксирибонуклеиновая кислота кислота (ДНК), рибонуклеиновая кислота (РНК). Ваши гены состоят из ДНК.

1.Углеводы

Углеводы — это называется углеводами, потому что они содержат углерод, водород и кислород. Обычно они имеют группы ОН, полярные и по этой причине они имеют тенденцию быть гидрофильными. Некоторые примеры включают:

а. Сахар

Сахара используются клетки для получения энергии и в качестве строительных блоков для других биологических молекулы.

Пример: глюкоза, также известная как сахар в крови.Глюкоза мала (6 атомов углерода) и легко растворяется в воде, поскольку имеет ряд полярных ОН-групп. прикреплен к его углеродам. Глюкоза (и другие вещи, о которых мы поговорим позже) попадает в кишечник с пищей и транспортируется в вашей крови, так что многие клетки вашего тела могут использовать его. К В этих клетках глюкоза является топливом и сырьем для производства других биологические молекулы.

Другой обычный сахар сахароза, также известная как столовый сахар.Он состоит из одной глюкозы молекула и одна молекула фруктозы (другой сахар) связаны вместе. Это имеет 12 атомов углерода (все еще мало), а также легко растворяется в воде. Это транспортируется по телам растений в качестве топлива и сырья для создания других биологических молекул. Например, крахмал хранится в корни деревьев превращаются в сахарозу и транспортируются вверх по ствол к бутонам весной. Бутоны начинают расти и давать новые листья, используя сахарозу в качестве топлива и сырья.Позже в том же году листья производят сахарозу путем фотосинтеза и отправляют ее в ствол к корням, чтобы превратиться в крахмал. (В случае клена деревьев, сок и растворенная в нем сахароза могут быть извлечены из ствол и превратился в кленовый сироп).

г. Крахмалы

Крахмалы полимерные сахаров, часто глюкозы. Молекулы крахмала большие, сотни углерода. Они используются для хранения сахаров. Они сделаны из сахаров и при необходимости может быть снова разложен на сахар.Магазин растений большое количество крахмала, например крахмал в картофеле или зерне рис. Животные хранят небольшое количество крахмала, например гликоген в ваша печень и мышцы.

г. Целлюлоза

Как крахмалы, целлюлоза представляет собой полимер глюкозы, но мономеры глюкозы связаны с большим количеством химических связей, чем в крахмале. Это делает целлюлоза очень прочная и не растворима в воде, в отличие от крахмала. Это хорошо, потому что растения используют целлюлозу для структуры.Древесина содержит целлюлоза, как и хлопковые волокна в вашей одежде. Бумага в основном целлюлоза.

2. Липиды

Липиды включают жиры и масла. Они состоят из длинных цепочек углерода и водорода. называются жирными кислотами. Эти цепи неполярны, и липиды не растворите или хорошо смешайте с водой по этой причине. Вы можете увидеть это в бутылка уксуса и масляной заправки для салата.После взбалтывания масло всегда разделяется на шарики, плавающие в воде и воде. Мы будем опишите триглицериды и мембранные липиды и обсудите стероиды гормоны и другие липиды позже (есть много разных видов липиды).

а. Триглицериды

Триглицериды жиры и масла, например растительное масло. Жиры используются для хранения животные. Как и крахмал, они могут превращаться в сахара и другие соединения при необходимости, но они менее объемны, чем крахмал, т.е.е. а грамм жира содержит гораздо больше доступной энергии, чем грамм углевод. Это хорошо, потому что животные, в отличие от растений, подвижны. и не может позволить себе носить с собой громоздкие складские принадлежности. Если ваш накопленный жир был волшебным образом преобразован в энергетический эквивалент количество крахмала, вы будете весить дополнительно 40 фунтов. Некоторые растения также используют триглицериды в качестве запасного материала в своих семенах. Такие семена называются масличными семенами и являются источником некоторых овощей масла.

Триглицериды состоит из трех цепей жирных кислот, прикрепленных к молекуле глицерина, отсюда и название триглицерид. Они неполярны и гидрофобны, т.е. они не растворяются и плохо смешиваются с водой.

г. Мембрана липиды

Сюда входят фосфолипиды и другие. Они отличаются от триглицеридов тем, что состоят из двух длинных цепей жирных кислот и одной маленькой полярной «головки». группа «присоединена к молекуле глицерина.Это означает, что один конец липид мембраны полярный и гидрофильный (растворяется в или ассоциировать с водой), а другой конец — гидрофобный. Если липиды мембран смешиваются с водой, образуют двухслойные сферы с полярными головными группами, обращенными в воду и хвосты жирных кислот обращены внутрь. Двойной слой мембранных липидов — это основной компонент клеточных мембран.

3. Белки

Белки делают жизнь случаться.Все функции клетки выполняют белки. Ты могли думать о них как о крошечных молекулярных машинах. У каждого свои конкретная работа и существует много сотен тысяч различных виды в живом мире. По сравнению с белками, другие биологические молекулы просты и не очень интересны. Углеводы — не более чем топливо и сырье для белков. Липиды в основном представляют собой матрицу для белков, которые работают вместе в мембраны. ДНК и РНК — это просто инструкции по созданию белки.

Белки могут быть разделены на 2 типа в зависимости от того, что они делают в ячейках и организмов:

Белки полимерные аминокислот. Существует 20 различных видов аминокислот, используемых для белки. У них разные химические свойства: некоторые полярны, некоторые неполярные, некоторые щелочные, некоторые кислые. Эти разные химические свойства очень важны для функционирования белков потому что они определяют форму белка.

Длина аминокислотная цепь белка (обычно от сотен до тысяч аминокислоты) и порядок его аминокислот определяют структуру и функция протеина.С 20 различными аминокислотами, которые можно совмещены в разном порядке и в разном количестве, есть почти бесконечное количество различных белков, которые возможны в живой мир.

6.2b Целлюлоза | EGEE 439: Альтернативные виды топлива из источников биомассы

6.2b Целлюлоза

Целлюлоза — это самый распространенный полисахарид, а также самая распространенная биомасса на Земле. Эти связи немного отличаются от крахмала, они называются β-1,4-гликозидными связями (см. Рисунок 6.7C), так как связка имеет несколько иную конфигурацию или форму. Как показано на рис. 6.7A и 6.7B, эта связь заставляет нити целлюлозы становиться более прямыми (а не спиралевидными). Водород на одной полимерной нити может взаимодействовать с ОН на другой нити; это взаимодействие известно как водородная связь (Н-связь), хотя это не настоящая связь, а просто сильное взаимодействие. Это то, что способствует кристалличности молекулы. [ Определение: водородная связь не является связью в отличие от связей C-H или C-O, т.е.е., это не ковалентные связи. Однако между водородом и кислородом, азотом или другими электроотрицательными атомами может быть сильное взаимодействие. Это одна из причин, по которой вода имеет более высокую температуру кипения, чем ожидалось. ] Нити целлюлозы образуют длинные волокна, которые являются частью структуры растения (см. Урок 5, рис. 5.14). Средняя молекулярная масса составляет от 50 000 до 500 000, а среднее количество единиц глюкозы — от 300 до 2500.

Рисунок 6.7a: Изображение целлюлозы в различных формах.

Рисунок 6.7b: Структура целлюлозы — одиночная цепь и волокна.

В таблице 6.1 показано сравнение двух типов крахмала и целлюлозы. Целлюлоза образует удлиненные волокна, которые растягиваются; он не изгибается, как амилоза (вспомните спиральную структуру), и не изгибается, как амилопектин. Из-за своей химической структуры он образует большую сеть, в которой водородные связи стабилизируют саму прядь, а также кластер прядей, из которых состоят волокна.Водородная связь придает целлюлозным волокнам несколько важных структурных особенностей. Это невероятно сложно. Он водонепроницаем из-за водородных связей и, таким образом, исключает воду. Таблица 6.1: Сравнение характеристик двух компонентов крахмала и целлюлозы.

Таблица 6.1: Сравнение характеристик двух компонентов крахмала и целлюлозы.
Тип полисахарида Крахмал (амилопектин) Крахмал (амилоза) Целлюлоза
Типы навески
  • α-1,4-гликозидная
  • α-1,6-гликозидный
α-1,4-глюкозидная β-1,4-глюкозидная
Функция Накопители энергии Накопители энергии Поддерживает и усиливает
Молекулярная масса (а.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.