Какие вещества, принадлежащие к классу углеводов, вам известны? Что вы знаете о функциях этих веществ в организме человека?
Среди углеводов мне известны глюкоза, фруктоза, сахароза, крахмал, целлюлоза и гликоген. Глюкоза — основной источник энергии. Крахмал — запасной углевод у растений, мы получаем из него энергию. Гликоген — запасной углевод у человека, хранится в печени и мышцах. Целлюлоза — не переваривается, но нужна для работы кишечника. Фруктоза и сахароза — тоже источники энергии.
Как называется процесс, в результате которого на Земле образуются углеводы? Что вы знаете о нём из курсов биологии и химии?
Этот процесс называется фотосинтез. Он происходит в листьях растений под действием солнечного света. Углекислый газ из воздуха и вода из почвы под действием света превращаются в глюкозу и кислород. Уравнение фотосинтеза: 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ Это основной способ образования углеводов на Земле.
1. Приведите примеры углеводов основных групп.
Простые (моносахариды): глюкоза, фруктоза Двойные (дисахариды): сахароза, лактоза Сложные (полисахариды): крахмал, гликоген, целлюлоза
2. Запишите формулу и охарактеризуйте строение и свойства глюкозы.
Формула глюкозы: C₆H₁₂O₆
Глюкоза — это моносахарид с шестиуглеродным скелетом. В растворе чаще всего существует в виде кольца. Она хорошо растворяется в воде, имеет сладкий вкус и легко усваивается организмом. Это основной источник энергии для клеток. Глюкоза участвует в дыхании, даёт энергию для всех процессов в организме. Её избыток превращается в гликоген или жир.
3. Какие особенности состава глюкозы определяют её роль в клеточном дыхании?
Глюкоза состоит из углерода, водорода и кислорода (C₆H₁₂O₆). Она содержит много энергии в химических связях. При распаде глюкозы в клетках (особенно с участием кислорода) выделяется энергия, которую клетки используют для работы. Её состав позволяет легко окисляться и участвовать в реакциях дыхания.
4. Охарактеризуйте роль глюкозы в организме человека.
Глюкоза — это основной источник энергии. Клетки используют её для получения АТФ — молекулы, обеспечивающей все процессы: движение, рост, деление. Глюкоза питает мозг и мышцы. Избыток откладывается в виде гликогена или жира. Она участвует в обмене веществ и помогает поддерживать уровень сахара в крови.
5. Почему фруктоза является лучшим видом сахара для больных I атеросклерозом при нарушениях жирового и холестеринового обмена? Дайте обоснованный ответ.
Фруктоза не требует инсулина для усвоения, поэтому меньше нагружает поджелудочную железу. Она медленно повышает уровень глюкозы в крови. Главное — она не стимулирует образование холестерина так активно, как глюкоза и сахароза. Поэтому фруктоза лучше подходит для больных атеросклерозом, у которых нарушен жировой обмен.
6. В двух пробирках находятся глюкоза и фруктоза. Предложите план их экспериментальной идентификации (определения).
Добавить в обе пробирки раствор гидроксида меди (II) с щёлочью.
Нагреть. Обе пробы дадут осадок красного цвета — глюкоза и фруктоза — восстановители.
Чтобы различить:
Провести реакцию серебряного зеркала (Аммиачный раствор оксида серебра).
Только глюкоза даст чистое серебро на стенках. Фруктоза — кетоновая форма, не даст реакции в обычных условиях (без изомеризации).
7. Вычислите массу глюконовой кислоты, которая образуется при нагревании 7,2 г глюкозы с 5 г гидроксида меди (II).
Уравнение реакции: C₆H₁₂O₆ + Cu(OH)₂ → C₆H₁₂O₇ + Cu₂O + H₂O
Молярная масса глюкозы = 180 г/моль Молярная масса Cu(OH)₂ = 98 г/моль Молярная масса глюконовой кислоты = 196 г/моль
В 7,2 г глюкозы: 7,2 / 180 = 0,04 моль
В 5 г Cu(OH)₂: 5 / 98 ≈ 0,051 моль
Ограничивающим веществом является глюкоза (0,04 моль).
По уравнению реакции 1 моль глюкозы даёт 1 моль глюконовой кислоты. Значит, из 0,04 моль глюкозы получится 0,04 моль глюконовой кислоты.
Масса глюконовой кислоты: 0,04 * 196 = 7,84 г
Ответ: 7,84 г глюконовой кислоты.