БіологіяБіологія – це цілі організми, мільйони молекул

Вуглеводи, поряд із білками, — найбільш розповсюджені сполуки, що беруть участь у побудові клітини та використовуються у процесі її життєдіяльності. Поняття «вуглеводи» охоплює альдегіди та кетони багатоатомних спиртів, а також полімери цих сполук зі спільною формулою С_n (Н₂O)_m.

Назва відображає той факт, що водень і кисень у молекулах вугле­водів присутні у тому ж співвідношенні, що і в молекулі води.

У біосфері вуглеводів більше, ніж усіх органічних сполук сукупності. У рослинному світі на них припадає 80—90 % всієї маси рослин. У тваринному організмі вміст вуглеводів становить близько 2 % маси тіла, проте значення цих речовин надто велике.

Вуглеводи — продукти, які під впливом енергії сонячного світла утворюються у зеленій рослині з СO₂ та Н₂O і дають поча­ток іншим органічним сполукам живих організмів. Функції вуг­леводів важливі й різноманітні.

Енергетична. Окислюючись у процесі клітинного дихання, вуг­леводи вивільняють закладену в них енергію, забезпечуючи знач­ну частину енергетичної потреби організму.

Пластична. Вуглеводи беруть участь у синтезі багатьох най­важливіших для організму речовин: нуклеїнових кислот, амі­нокислот, ліпідів.

Захисна. Вуглеводи — основні компоненти оболонок рос­линних клітин, вони беруть участь також у побудові зовнішнього скелета членистоногих (хітиновий покрив).

Опорна. Целюлоза та інші полісахариди оболонок рослинних клітин не тільки захищають клітини від зовнішніх впливів, а й створюють міцний стовбур (стебло) рослини, його механічні та опорні тканини.

Вуглеводи зазвичай підрозділяють на моносахариди, олігосахариди та полісахариди.

Моносахариди — це прості цукри. Прикладами їх можуть слугувати глюкоза, фруктоза, рибоза, дезоксирибоза та ін. У молекулі моносахариду може бути від трьох до дев’яти атомів карбогену, але найбільш розповсюджені 5- та 6-вуглецеві моносахариди. Вони важливі як джерело енергії, а також як будівельні блоки для синтезу полісахаридів.

Олігосахаридами називають вуглеводи, які мають від двох до десяти ланок моносахаридів. Зв’язок між двома моносахаридами називається ґлікозидним. Олігосахариди, що складаються з двох моносахаридів, називаються дисахаридами. Серед найвідоміших дисахаридів можна назвати лактозу, яка міститься у молоці, надзвичайно розповсюджену в рослинному світі цукро­зу, а також продукт часткового гідролізу крохмалю у рослинах — мальтозу.

Основна маса вуглеводів, які трапляються у природі, пред­ставлена високомолекулярними сполуками — полісахарида­ми, що містять більше десяти моносахаридних ланок. Ці спо­луки відіграють головним чином роль резерву їжі та енергії (крохмаль та ґлікоґен) й, окрім того, використовуються як будівельний матеріал (целюлоза).

Крохмаль, полімер ґлюкози, є резервною поживною речови­ною рослин і перебуває у вигляді різних за формою та розміром крохмальних зерен у рослинах різних видів.

Крохмаль знаходить широке застосування у медицині та у ба­гатьох галузях промисловості (харчовій, шкіряній, паперовій, фармацевтичній та ін.). У промислових масштабах його одержу­ють із бульби картоплі та зерен кукурудзи. .Картопля містить у середньому 15—25% крохмалю у розрахунку на сиру масу, на­сіння окремих зернових культур — 40—60%.

Ґлікоґен — головний енергетичний та вуглеводний резерв людини й тварин. Особливо великий його вміст у печінці (до 10%) та м’язах (до 4 %). Трапляється він у грибах та мікроорганізмах. Ґлікоґен також є полімером ґлюкози, але з більш розгалуже­ним, ніж у крохмалю, ланцюгом мономерів.

При нестачі кисню в організмі запаси ґлікоґену утилізуються за анаеробним (без участі кисню) механізмом. Потреба у гліко­гені зростає, наприклад, при великих фізичних навантаженнях (зокрема, у спортсменів). Продуктом метаболізму ґлікоґену є молочна кислота.

Молекули целюлози, крохмалю та ґлікоґену побудовані з од­накових мономерних ланок, але зв’язок між сусідніми ланками у цих полімерах здійснюється різними способами.

Целюлоза — структурний полісахарид, що найчастіше трап­ляється у рослинному світі. На неї припадає близько 50 % всьо­го органічного вуглецю біосфери. Вона має дуже велике прак­тичне значення для господарчої діяльності людини, становлячи основну масу бавовняних тканин, паперу, штучного шовку, дея­ких пластмас та вибухових речовин

.