Целлюлоза - остатки b-D-глюкопиранозы
Модульная единица 1.2.
«Химическая структура, биологическая роль важнейших молекул жизни. Принципы гормональной и нейромедиаторной регуляции»
Занятие 1.2.1.
Методические указания для студентов
ТЕМА: «Углеводы. Важнейшие полиозы»
ЦЕЛЬ: Изучить структуру и биологическое действие важнейших гомо- и гетерополисахаридов
ЗНАТЬ: Состав, строение и биологическая роль важнейших полисахаридов. Типы гликозидных связей между остатками моносахаридов. Реакции гидролиза.
УМЕТЬ: Представлять схему построения полимерных цепей гомополисахаридов (амилозы, амилопектина, гликогена, целлюлозы) и гетерополисахаридов (хондроитинсульфатов и гиалуроновой кислоты).
ВЛАДЕТЬ: Навыками построения структур полисахаридных цепей важнейших гомо- и гетерополисахаридов.
ЗНАЧЕНИЕ ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ:Полисахариды (гликаны) содержат большое число моносахаридных остатков, связанных друг с другом гликозидными связями. Некоторые из них играют роль резервных углеводов. Наиболее важными резервными полисахаридами являются крахмал и гликоген – высокомолекулярные разветвленные полимеры, в которых остатки глюкозы в линейных участках цепи соединены друг с другом a- (1-4)-связями, а в местах разветвления - a-(1-6)-связями. Гидролиз a-(1-4)-связей происходит под действием a-амилазы, а a-(1-6)-связей - под действием a-(1-6)-глюкозидазы. Ряд полисахаридов функционирует в качестве структурных элементов клеточных стенок. Клеточные стенки растений имеют прочный жесткий каркас, образованный из волокон целлюлозы и других полимерных волокон. Клетки животных окружены нежной гибкой внешней оболочкой (гликокаликсом), в состав которой входят олигосахаридные цепи, связанные с липидами и белками. Гликопротеины содержат один или большее число остатков сахаров; большинство внеклеточных белков и белков клеточной поверхности относятся к гликопротеинам.
I.Теоретические вопросы
1. Классификация углеводов (моносахариды, дисахариды, олигосахариды и полисахариды).
2. Химическая структура и реакционная способность гомополисахаридов растительного (крахмал, целлюлоза, пектиновые вещества), животного (гликоген, хитин) и бактериального (декстраны) происхождения.
3. Химическая структура и реакционная способность гетерополисахаридов (хондроитинсульфат, гиалуроновая кислота, гепарин).
4. Локализация и биологическая роль важнейших полисахаридов.
II. Обучающие упражнения:
Задание 1. Покажите схему построения крахмала, широко использующегося в пищевой, фармацевтической промышленности.
Вариант ответа. Крахмал- полисахарид, макромолекула которого построена из большого числа остатков a-D-глюкопиранозы. Крахмал состоит из двух фракций: амилозы и амилопектина. Молекула амилозы - это очень длинные, неразветвленные цепи, состоящие из остатков a-D-глюкопиранозы:
Строение амилозы:
α-(1,4)-гликозидная связь
| | α-D-глюкопираноза
структурное звено амилозы
Строение амилопектина:
α-(1,6)-гликозидная связь
| |
α-D-глюкопираноза
Задание 2. Целлюлоза обладает высокой механической прочностью и выполняет роль опорного материала растений. Напишите строение молекулы целлюлозы.
Вариант ответа. Молекула целлюлозы - это длинные цепи, состоящие из остатков b-D-глюкопиранозы, которые соединяются за счет образования b-D-1,4-гликозидной связи:
β-(1,4)-гликозидная связь
β-D-глюкопираноза структурное звено целлюлозы
Задание 3. Укажите различия в строении крахмала и целлюлозы.
Вариант ответа.
1. Оба полисахарида содержат остатки разных форм глюкозы
Крахмал - остатки a-D-глюкопиранозы
целлюлоза - остатки b-D-глюкопиранозы
2. Содержат разное число структурных звеньев - остатков глюкозы:
крахмал - до нескольких тысяч (Mr до 1 млн),
целлюлоза до 40 тысяч (Mr до 20 млн).
3. Между остатками глюкозы образуются различные связи:
в крахмале - a-1,4 и a-1,6-гликозидные связи;
в целлюлозе - b-1,4-гликозидные связи.
4. Макромолекулы имеют различную структуру:
крахмал - разветвленные и неразветвленные молекулы, компактно свернутые,
целлюлоза - только неразветвленные молекулы, имеют вид нитей, т.к. форма остатков b-D-глюкопиранозы исключает спирализацию.
5. Характер межмолекулярных взаимодействий:
в крахмале макромолекулы имеют компактную форму, водородные связи между ними почти не образуются;
в целлюлозе между молекулами нитевидной формы образуются очень прочные водородные связи, за счет свободных ОН групп нити объединяются в пучки, пучки - в волокна.
III. Задания для самостоятельной работы
Задание 1. Напишите схему образования поли-2-N-ацетилглюкозамина, укажите его значение.
Задание 2. Напишите схему образования амилозы.
Задание 3. Приведите схему образования гиалуроновой кислоты.
Задание 4. Напишите, какие лекарственные препараты и материалы медицинского назначения относятся к углеводам.
Задание 5.Приведите список пищевых продуктов, которые являются источниками углеводов.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|