Углеводы Технический редактор: Топорков Антон Фотографы: Чуранов Антон Купцов Сергей Доп. материалы: Сумин Игорь Думаревский Петр Принимали участие: Романова Екатерина Батанова Елизавета Почепский Михаэль Солоницына Анастасия Эксперименты и моделирование: 10 «В» класс МОУ Лицей 40 Руководитель: Т. П. Монич Нижний Новгород, 2009 г.

Что мы едим?

Углеводы МоносахаридыПолисахариды (C 6 H 10 O 5 ) n Олигосахариды (oligos – немного) АльдозыКетозы Три- Ди- Поли- КрахмалГликогенКлетчатка (целлюлоза)

Моносахариды Моносахариды – это кристаллические бесцветные вещества, сладкие на вкус, хорошо растворимые в воде. Если моносахариды содержат альдегидную группу, то они называются альдозами, если кетонную – то кетозами. Самый важный и хорошо изученный представитель моносахаридов – глюкоза. Его состав установил Й. Берцелиус в 1837 г. – C 6 H 12 O 6. Строение глюкозы установил А.М. Бутлеров. C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O +энергия Йенс Якоб Берцелиус (1779 – 1848)

Олигосахариды Олигосахариды – это соединения, построенные из нескольких остатков моносахаридов (от 2 до 10), связанных между собой гликозидной связью. При гидролизе превращаются в моносахариды. Строение удобно рассмотреть на простейших примерах дисахаридов. Они бывают: невосстанавливающими (сахароза – самый распространенный дисахарид, главный источник углеводов в пище человека) восстанавливающими (лактоза – дисахарид, применяемый при изготовлении таблеток и порошков, содержится в молоке)

Полисахариды – общее название класса сложных высокомолекулярных углеводов, молекулы которых состоят из десятков, сотен или тысяч мономеров моносахаридов. Полисахариды необходимы для жизнедеятельности животных и растительных организмов. Они являются одним из основных источников энергии, образующейся в результате обмена веществ организма. Полисахариды К полисахаридам относятся, в частности, декстрин, крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин.

Моделирование глюкозы C 6 H 12 O 6 – линейная (альдегидная) форма глюкозы

C 6 H 12 O 6 α-форма Моделирование глюкозы

C 6 H 12 O 6 β-форма

Альдегидная форма α-форма β-форма

Моделирование фруктозы Фруктоза – C 6 H 12 O 6

Глюкоза и глицерин – многоатомные спирты Глюкоза + Cu(OH) 2 глюконат меди (II) Участники эксперимента Глицерин + Cu(OH) 2 глицерат меди (II)

В апельсиновом соке В яблочном соке Изменение цвета жидкости со временем Определение глюкозы в плодах

Брожение глюкозы Брожение это анаэробный распад молекул питательных веществ, например глюкозы, без окисления в чистом виде. Брожение не высвобождает всю имеющуюся в молекуле энергию, оно просто позволяет продолжаться гликолизу (окислению глюкозы). Спиртовое брожение Спиртовое брожение это процесс окисления углеводов, в результате которого образуются этиловый спирт, углекислота и выделяется энергия. Примером спиртового брожения является вино, квас. C 6 H 12 O 6 2C 2 H 5 OH + 2CO 2

Молочнокислое брожение Молочнокислое брожение – процесс анаэробного окисления углеводов, конечным продуктом при котором выступает молочная кислота. OH O При молочнокислом брожении конечным продуктом является молочная кислота. C 6 H 12 O 6 2CH 3 ·CHOH·COOH

Масляно-кислое брожение При этом брожении накапливаются различные побочные продукты. Наряду с масляной кислотой, углекислым газом и водородом образуются этиловый спирт, молочная и уксусная кислоты. БактерииСубстратыПродукты Cl. butyricum Глюкоза, крахмал, декстрин Бутират, ацетат, CO 2, H 2 Cl. tyrobutyricum Глюкоза, лактат + ацетат Бутират, ацетат, CO 2, H 2 Cl. pasterianum Глюкоза, крахмал, маннитол, инулин Бутират, ацетат, CO 2 Cl.pectinovorum Пектин, крахмал, гликоген, декстрин Бутират, ацетат C 6 H 12 O 6 CH 3 CH 2 CH 2 COOH + 2CO 2 + 2H 2 глюкоза масляная кислота

Определение глюкозы и фруктозы в плодах Начальная стадия эксперимента

Определение глюкозы и фруктозы в плодах Глюкоза и фруктоза в винограде Глюкоза и фруктоза в апельсине Глюкоза и фруктоза в лимоне

Ферментативный гидролиз крахмала NaOH CuSO 4 дистиллированная вода

После реакции CuSO 4 и NaOH в нужных пропорциях, мы получили осадок синего цвета: CuSO 4 + 2NaOH Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4

Обработка хлеба амилазой – ферментом слюны После пережевывания ржаного и белого хлеба добавляем субстанцию в мензурки с дистиллированной водой.

Результаты Ржаной хлеб Белый хлеб

Выводы Углеводы играют важную роль в физиологических процессах. Пища человека состоит примерно на 70% из углеводов, а содержание углеводов в организме человека – около 20%. Ежедневный рацион человека должен состоять на 50% из углеводов (овощи, фрукты, рис, хлеб, макаронные изделия), на 25% из белков и на 25% из жиров. Поступая с продуктами питания в организм, углеводы приводят к увеличению запасов гликогена, что повышает наши энергетические возможности. Резкое ограничение углеводов ведет к значительным нарушениям обмена веществ.

Используемые материалы «Химия-10», В.А. Яблоков, Т.П. Монич, Н.В. Яблокова, 2007 «Органическая химия» под редакцией Н.А. Тюкавкиной «Органическая химия», М.-Г.А. Швехгеймер, К.И. Кобраков Изображения с Яндекс.Картинок (images.yandex.ru) Результаты и фотографии моделей и экспериментов, выполненных учениками 10 «В» класса