Презентація до уроку хімії у 10 класі на тему "Вуглеводи : властивості, користь та значення для людини та оточення"

What is углеводы?Углеводы - кислородсодержащие органические вещества, в которых водород и кислород находятся, как правило, в соотношении 2:1 (как и в молекуле воды). Общая формула большинства углеводов - Cn(H2 O)m. Но этой общей формуле отвечают и некоторые другие соединения, не являющиеся углеводами, например: C(H2 O) то есть HCHO или C2(H2 O)2 то есть CH3 COOH.

Классификация углеводов. Общая формула углево­дов — сn(н2о)m, т. Е. Они как бы состоят из углерода и во­ды, отсюда и название клас­са, которое имеет историче­ские корни. Оно появилось на основе анализа первых известных углеводов. В даль­нейшем было установлено, что имеются углеводы, в мо­лекулах которых не соблюда­ется указанное соотношение (2 : 1), например дезоксирибоза — С5 Н10 О4. Извест­ны также органические соединения, состав кото­рых соответствует приведенной общей формуле, но которые не принадлежат к классу углеводов. К ним относятся, например, формальдегид СН2 О и уксус­ная кислота СН3 СООН. Однако название «углеводы» укоренилось и в настоящее время является общепризнанным для этих веществ. Углеводы по их способности гидролизоваться можно разделить на три основные группы: моно-, ди- и полисахариды.

Моносахариды — углеводы, которые не гидро­лизуются (не разлагаются водой). В свою очередь, в зависимости от числа атомов углерода, моноса­хариды подразделяются на триозы (молекулы ко­торых содержат три углеродных атома), тетрозы (четыре углеродных атома), пентозы (пять), гексозы (шесть) и т. Д. В природе моносахариды представлены преиму­щественно пентозами и гексозами. К пентозам относятся, например, рибоза — с5н10о5 и дезоксирибоза (рибоза, у которой «от­няли» атом кислорода) — с5н10о4. Они входят в состав РНК и ДНК и опре­деляют первую часть назва­ний нуклеиновых кислот. К гексозам, имеющим об­щую молекулярную формулу с6н12о6, относятся, например, глюкоза, фруктоза, галактоза. Формула глюкозы

Дисахариды. Дисахариды — углево­ды, которые гидролизуются с образованием двух моле­кул моносахаридов, напри­мер гексоз. Общую формулу подавляющего большинства дисахаридов вывести несложно: нужно «сложить» две формулы гексоз и «вычесть» из получившейся формулы молекулу воды — с12н22о11. Соответствен­но можно записать и общее уравнение гидролиза: К дисахаридам относятся:

Дисахариды1. Сахароза (обычный пищевой сахар), которая при гидролизе образует одну молекулу глюкозы и молекулу фруктозы. Она содержится в большом количестве в сахарной свекле, сахарном тростнике (отсюда и названия — свекловичный или трост­никовый сахар), клене (канадские первопроходцы добывали кленовый сахар), сахарной пальме, ку­курузе и т. Д.2. Мальтоза (солодовый сахар), которая гидро­лизуется с образованием двух молекул глюкозы. Мальтозу можно получить при гидролизе крахмала под действием ферментов, содержащихся в соло­де, — пророщенных, высушенных и размолотых зернах ячменя.3. Лактоза (молочный сахар), которая гидроли­зуется с образованием молекул глюкозы и галак­тозы. Она содержится в молоке млекопитающих (до 4-6 %), обладает невысокой сладостью и ис­пользуется как наполнитель в драже и аптечных таблетках. Сладкий вкус разных моно- и дисахаридов раз­личен. Так, самый сладкий моносахарид — фрук­тоза — в 1,5 раза слаще глюкозы, которую при­нимают за эталон. Сахароза (дисахарид), в свою очередь, в 2 раза слаще глюкозы и в 4-5 раз — лактозы, которая почти безвкусна.

Полисахариды. Полисахариды — крахмал, гликоген, декстри­ны, целлюлоза и т. Д. — Углеводы, которые гидро­лизуются с образованием множества молекул моно­сахаридов, чаще всего глюкозы. Чтобы вывести формулу полисахаридов, нуж­но от молекулы глюкозы «отнять» молекулу во­ды и записать выражение с индексом n: (с6н10о5)n, ведь именно за счет отщепления молекул воды в природе образуются ди- и полисахариды. Роль углеводов в природе и их значение для жизни человека чрезвычайно велики. Образуясь в клетках растений в результате фотосинтеза, они выступают источником энергии для клеток живот­ных. В первую очередь это относится к глюкозе. Многие углеводы (крахмал, гликоген, сахаро­за) выполняют запасающую функцию, роль резерва питательных веществ. Кислоты РНК и ДНК, в состав которых входят некоторые углеводы (пентозы-рибозы и дезоксирибоза), выполняют функции передачи наследствен­ной информации.

Глюкоза и фруктоза. Глюкоза и фруктоза — твердые бесцветные кристаллические вещества. Глюкоза содержится в соке винограда (отсюда название «виноградный сахар») вместе с фруктозой, которая содержится в некоторых фруктах и плодах (отсюда название «фруктовый сахар»), составляет значительную часть меда. В крови человека и животных посто­янно содержится около 0,1 % глюкозы (80-120 мг в 100 мл крови). Большая ее часть (около 70 %) подвергается в тканях медленному окислению с выделением энергии и образованием конечных продуктов — углекислого газа и воды (процесс гли­колиза): Энергия, выделяемая при гликолизе, в значи­тельной степени обеспечивает энергетические по­требности живых организмов. Превышение содержания глюкозы в крови уровня 180 мг в 100 мл крови свидетельствует о нарушении углеводного обмена и развитии опас­ного заболевания — сахарного диабета.

Сахароза. Примером наиболее распространенных в природе дисахаридов (олигосахаридом) является сахароза (свекловичный или тростниковый сахар). Биологическая роль сахарозы. Наибольшее значение в питании человека имеет сахароза, которая в значительном количестве поступает в организм с пищей. Подобно глюкозе и фруктозе сахароза после расщепления ее в кишечнике быстро всасывается из желудочно-кишечного тракта в кровь и легко используется как источник энергии. Важнейший пищевой источник сахарозы — сахар. Строение сахарозы. Молекулярная формула сахарозы С12 Н22 О11.

Химические свойства сахарозы. Для сахарозы характерны реакции по гидроксильным группам.1. Качественная реакция с гидроксидом меди (II)Наличие гидроксильных групп в молекуле сахарозы легко подтверждается реакцией с гидроксидами металлов. Если раствор сахарозы прилить к гидроксиду меди (II), образуется ярко-синий раствор сахарата меди (качественная реакция многоатомных спиртов):

2. Реакция окисления. Восстанавливающие дисахариды. Дисахариды, в молекулах которых сохраняется полуацетальный (гликозидный) гидроксил (мальтоза, лактозы), в растворах частично превращаются из циклических форм в открытые альдегидные формы и вступают в реакции, характерные для альдегидов: реагируют с аммиачным раствором оксида серебра и восстанавливают гидроксид меди до оксида меди. Такие дисахариды называются восстанавливающими (восстанавливают cu (OH)2 и ag2o). Реакция «серебряного зеркала»Реакция с гидроксидом меди (II)

Получение сахарозы. Сахарную свеклу или сахарный тростник превращают в тонкую стружку и помещают в диффузоры (огромные котлы), в которых горячая вода вымывает сахарозу (сахар). Вместе с сахарозой в водный раствор переходят и другие компоненты (различные органические кислоты, белки, красящие вещества и др.). Чтобы отделить эти продукты от сахарозы, раствор обрабатывают известковым молоком (гидроксидом кальция). В результате этого образуются малорастворимые соли, которые выпадают в осадок. Сахароза образует с гидроксидом кальция растворимый сахарат кальция с12н22о11·cao·2н2о. Для разложения сахарата кальция и нейтрализации избытка гидроксида кальция через раствор пропускают оксид углерода ( iv). Выпавший в осадок карбонат кальция отфильтровывают, а раствор упаривают в вакуумных аппаратах. По мере образования кристалликов сахара отделяют с помощью центрифуги. Оставшийся раствор – меласса – содержит до 50% сахарозы. Его используют для производства лимонной кислоты. Выделенную сахарозу очищают и обесцвечивают. Для этого ее растворяют в воде и полученный раствор фильтруют через активированный уголь. Затем раствор снова упаривают и кристаллизуют.

крахмал. Крахмал – ценный питательный продукт. Он входит в состав хлеба, картофеля, круп и наряду с сахарозой является важнейшим источником углеводов в человеческом организме.

Биологическая роль крахмала. Гликоген. Крахмал – главное запасное питательное вещество растений, основной источник резервной энергии в растительных клетках. Остатки глюкозы в молекулах крахмала соединены достаточно прочно и в то же время под действием ферментов легко могут отщепляться, как только возникает потребность в источнике энергии. Амилоза и амилопектин гидролизуются под действием кислот или ферментов до глюкозы, которая служит непосредственным источником энергии для клеточных реакций, входит в состав крови и тканей, участвует в обменных процессах. Гликоген (животный крахмал) – полисахарид, молекулы которого построены из большого числа остатков α–глюкозы. Он имеет сходное строение с амилопектином, но отличается от него большей разветвленностью цепей, а также большей молекулярной массой.

Целлюлоза. Целлюлоза (от лат. Cellula клетка, то же самое, что клетчатка) целлюлоза (C 6 H 10 O 5 ) n – природный полимер, полисахарид, состоящий из остатков β- глюкозы, молекулы имеют линейное строение. В каждом остатке молекулы глюкозы содержатся три гидроксильные группы, поэтому она проявляет свойства многоатомного спирта.

Получение. Получение Образуется в растениях, как и другие углеводы, в процессе фотосинтеза. 50% целлюлозы выделяют из древесины. Почти чистой клетчаткой является хлопок, который идёт на изготовление ткани: в хлопковом волокне содержится до 99,5 % целлюлозы

простые и сложные углеводы. Простые углеводы содержатся в таких продуктах, как фрукты, молочные продукты, сахар (чистый углевод), мед. Сложные углеводы содержатся в зерновых продуктах (крупы, макароны твердых сортов, хлеб, мука), картофеле, кукурузе, бобовых. Несмотря на то что мука относится к сложным углеводам, переработанные (рафинированные) продукты из нее, такие как выпечка, сдоба и прочее, относятся к простым углеводам. Помимо простых и сложных углеводов, есть еще пищевые волокна (клетчатка), которые имеют настолько сложную структуру, что не перевариваются нашим организмом. Пищевые волокна должны являться неотъемлемой частью вашего рациона, так как они обеспечивают работу пищеварительной системы. Простые (моносахариды, углеводы с высоким гликемическим индексом);Сложные (полисахариды, углеводы с низким гликемическим индексом).

Сколько нужно углеводов?ВОЗ и РАМН рекомендует есть по 4 г углеводов на каждый кг массы тела. То есть для девушки весом 60 кг нужно съедать 240 г углеводов. Это примерно 360 г отваренного круглого риса, или 1, 5 кг варёной картошки, или 2, 6 кг сладких яблок, или 12 кг сельдерея.4 г на каждый кг веса — это рекомендации для малоактивных людей. Для незначительно умеренно активных норма 5-6г, для умеренно активных (например, 3 силовых тренировки в неделю по часу) — 6-7 г. Спортсменам же рекомендуют есть не менее 8-10 г углеводов на каждый кг их мускулистого тела. Систематический перебор с углеводами приводит к преобладанию процессов брожения в кишечнике, а также ожирению, атеросклерозу, сахарному диабету второго типа, так как часть углеводов превращается в жиры и холестерин, которые лежат мёртвым грузом на внутренних органах, поверх наших красивых мышц и всячески вредят кровеносной системе.