ГДЗ: Параграф §8 / Биология 10 класс

Запасные углеводы накапливаются в виде полисахаридов по нескольким причинам:

• Осмотическое давление: Полисахариды являются крупными, нерастворимыми или малорастворимыми молекулами, которые не влияют на осмотическое давление внутри клетки. Большое количество растворенной глюкозы вызвало бы резкое повышение осмотического давления и привело бы к гибели клетки.
• Компактность: Полисахариды позволяют запасать большое количество глюкозы в компактной форме на небольшой площади.
• Инертность: Полисахариды химически менее реактивны, чем свободная глюкоза, что позволяет хранить их стабильно до тех пор, пока они не понадобятся для энергетических нужд.

Снижение продуктивности скота после антибиотикотерапии связано с нарушением микрофлоры рубца (желудка) жвачных животных. Бактерии рубца участвуют в расщеплении неперевариваемой целлюлозы. Антибиотики уничтожают этих полезных микроорганизмов, что ведет к нарушению пищеварения.

Для исправления ситуации необходимо:

• Восстановить микрофлору: Ввести в рацион скота пробиотические кормовые добавки, содержащие полезные бактерии, или использовать трансплантацию рубцовой жидкости от здоровых животных.
• Изменить рацион: Временно снизить долю грубых кормов (содержащих целлюлозу) и увеличить количество легкоусвояемых углеводов (например, сахара или крахмалосодержащих кормов) до тех пор, пока микрофлора не восстановится.

Молекулы углеводов состоят из атомов углерода (C), водорода (H) и кислорода (O).

Общая химическая формула углеводов чаще всего записывается как \( (CH_2O)_n \). Это означает, что соотношение атомов водорода к кислороду, как правило, составляет 2:1, как в молекуле воды.

Исключения возможны: например, дезоксирибоза, входящая в состав ДНК, имеет формулу \( C_5H_{10}O_4 \), где соотношение H:O отлично от 2:1.

Наибольшее значение имеют:

• Глюкоза: Основной и универсальный источник энергии для всех клеток, центральное вещество углеводного обмена.
• Рибоза (\( C_5H_{10}O_5 \)): Входит в состав РНК и АТФ, участвует в синтезе нуклеиновых кислот.
• Дезоксирибоза (\( C_5H_{10}O_4 \)): Входит в состав ДНК, является структурным компонентом генетического материала.
• Рибулоза: В форме рибулозо-1,5-бисфосфата участвует в фиксации углекислого газа в процессе фотосинтеза.

Контроль уровня глюкозы жизненно важен, поскольку глюкоза является основным и практически единственным источником энергии для клеток мозга и единственным для эритроцитов. Постоянный уровень глюкозы (нормогликемия) необходим для:

• Нормальной работы мозга: Гипогликемия (низкий уровень) может привести к нарушению сознания и коме.
• Функционирования всех тканей: Гипергликемия (высокий уровень) может повредить кровеносные сосуды, нервы и органы.

В организме этот уровень поддерживается гормонами (инсулином и глюкагоном).

Полисахариды выполняют структурную, запасную и защитную функции:

• Структурная (в природе): Целлюлоза формирует клеточные стенки растений, хитин — покровы членистоногих и клеточные стенки грибов.
• Запасная (в природе и у человека): Крахмал — основной запас энергии у растений; Гликоген — основной запасной углевод у животных (хранится в печени и мышцах человека) и грибов.
• Защитная: Хитин (экзоскелет насекомых). У человека олиго- и полисахариды входят в состав гликокаликса, обеспечивая рецепторные и защитные функции клеточной мембраны.

Общая формула углеводов \( (CH_2O)_n \). Для тетрозы (n=4) формула будет \( C_4H_8O_4 \).

Схема классификации углеводов (по структурным особенностям):

• Моносахариды (Простые сахара):
  • Триозы (\( C_3H_6O_3 \))
  • Тетрозы (\( C_4H_8O_4 \))
  • Пентозы (\( C_5H_{10}O_5 \)) - Рибоза, Дезоксирибоза
  • Гексозы (\( C_6H_{12}O_6 \)) - Глюкоза, Фруктоза, Галактоза
• Олигосахариды (Состоят из 2-10 мономеров):
  • Дисахариды (2 мономера) - Сахароза (Глюкоза + Фруктоза), Лактоза (Глюкоза + Галактоза), Мальтоза (Глюкоза + Глюкоза)
  • Прочие олигосахариды (Участвуют в образовании Гликокаликса)
• Полисахариды (Много мономеров, полимеры):
  • Запасные - Крахмал (Растения), Гликоген (Животные, Грибы)
  • Структурные - Целлюлоза (Растения), Хитин (Членистоногие, Грибы)

Уравнения полного окисления (горения):

1. Окисление сахарозы (\( C_{12}H_{22}O_{11} \)):

Реакция: \( C_{12}H_{22}O_{11} + 12O_2 \longrightarrow 12CO_2 + 11H_2O \)

Для окисления одной молекулы сахарозы требуется 12 молекул кислорода (\( 12O_2 \)).

2. Окисление лауриловой жирной кислоты (\( C_{12}H_{24}O_2 \)):

Реакция: \( C_{12}H_{24}O_2 + 17O_2 \longrightarrow 12CO_2 + 12H_2O \)

Для окисления одной молекулы лауриловой жирной кислоты требуется 17 молекул кислорода (\( 17O_2 \)).

Молекулярная масса мономерного звена целлюлозы (\( C_6H_{10}O_5 \)) составляет \( Mr = 6 \times 12 + 10 \times 1 + 5 \times 16 = 72 + 10 + 80 = 162 \).

Количество звеньев \( n \) определяется по формуле: \( n = \frac{Общая\ Mr}{Mr\ звена} \)

1. Хлопковое волокно (\( Mr = 1\ 750\ 000 \)):

\( n = \frac{1\ 750\ 000}{162} \approx 10\ 802,47 \)

В хлопковом волокне содержится примерно 10 802 звена (\( C_6H_{10}O_5 \)).

2. Льняное волокно (\( Mr = 5\ 900\ 000 \)):

\( n = \frac{5\ 900\ 000}{162} \approx 36\ 419,75 \)

Во льняном волокне содержится примерно 36 420 звеньев (\( C_6H_{10}O_5 \)).

Сравнение Горения Органических Веществ и Биологического Окисления