Tlenek węgla() i woda reagują ze sobą w komórkach rośliny, tworząc cukier nazywany glukozą. Zachodzący wtedy proces to fotosyntezafotosyntezafotosynteza, która wymaga katalitycznego działania chlorofilu oraz energii świetlnej. Otrzymane cząsteczki glukozy łączą się ze sobą, tworząc dużo większe molekułymolekułamolekuły celulozy, odpowiadające za kształt rośliny. Jeśli jednak cząsteczki glukozy połączą się w nieco inny sposób, utworzą skrobię, będącą molekułą zmagazynowaną w nasionach jako pożywienie dla rosnącej rośliny.
Zwierzęta, spożywając rośliny, trawią w nich zawartą skrobię i celulozę, które ulegają ponownemu przekształceniu w cząsteczki glukozy. Powstały cukier wędruje z krwią do wątroby, gdzie powtórnie łączy się w duże molekuły, tym razem glikogenu, będącego materiałem zapasowym. Gdy zachodzi taka potrzeba, glikogen rozpada się na cząsteczki glukozy, które zostają przetransportowane z krwią do tkanek, gdzie utleniają się do tlenku węgla() i wody z uwolnieniem energii (pierwotnie dostarczonej podczas fotosyntezy). Część cząsteczek glukozy przekształca się w tłuszcze, część, w wyniku reakcji chemicznych ze związkami zawierającymi azot, tworzy aminokwasy, które ostatecznie, w postaci białek, budują znaczną część organizmu zwierzęcego.
Choć wyżej wymienione procesy opisane są w sposób poglądowy, to już teraz widać, jak ważnymi związkami są cukry i jak ich tworzenie oraz metabolizm mają wpływ na działanie żywego organizmu.
Glukoza, celuloza, skrobia i glikogen należą do związków organicznych zwanych węglowodanamiwęglowodanywęglowodanami (inaczej sacharydami, a potocznie cukrami).
Rg2VG8M3gmNQ91
bg‑cyan
Węglowodany w produktach spożywczych
Węglowodany powinny stanowić od do wartości energetycznych w diecie człowieka. Przyjmując, że węglowodanów dostarcza energii, przy diecie zawierającej powinno przyswajać się od do węglowodanów. Bardzo istotne jest ich źródło – znajdziemy je w produktach zbożowych, nasionach roślin strączkowych, owocach i warzywach. Sporą dawkę możemy znaleźć także w słodyczach i wyrobach cukierniczych, jednak takich węglowodanów należy unikać, ponieważ dostarczają energię bez wartościowych składników – stąd powiedzenie „puste kalorie”.
R1GQafMpakNGu
R1UiXc5JR5Rra
R1KhvwhDLXtzg
RMoVQa1PR6eUG
R5wTU5KPZwvDH
bg‑cyan
Jak zbudowane są cząsteczki węglowodanów?
Polecenie 1
Zapoznaj się z krótką animacją, a następnie uzupełnij dziennik doświadczalny.
RJdXhsvZoeacb
RMUyxBZrcJzoH
Problem badawczy: Czy cząsteczki cukrów mają w swojej budowie atomy węgla?
Hipoteza: W skład cząsteczek cukrów wchodzą atomy węgla.
Wykonanie: Do zlewki/szalki Petriego wsyp niewielką ilość cukru stołowego (sacharozy) i dodaj kilka kropli stężonego kwasu siarkowego().
Obserwacje: Cukier żółknie, później ciemnieje, po czym staje się czarny.
Wnioski: Sacharoza, pod wpływem stężonego kwasu siarkowego(), rozłożyła się, w wyniku czego powstał węgiel (widoczny jako czarne zabarwienie) i woda, co schematycznie można zapisać równaniem:
Sacharoza – tak jak wszystkie węglowodany – składa się z węgla, wodoru i tlenu.
W rzeczywistości zachodząca reakcja chemiczna jest dużo bardziej skomplikowana:
Powstające tlenek węgla() i tlenek siarki() powodują „nadmuchanie” mieszaniny, dlatego możemy obserwować jej ekspansję. Sacharoza, jak inne węglowodany, składa się z węgla, wodoru i tlenu.
bg‑cyan
Wzory cukrów
Wzór ogólny cukrów:
gdzie: i to liczby naturalne; . Stosunek liczby atomów wodoru do tlenu w cząsteczce sacharydu jest taki sam, jak w cząsteczce wody, tzn. . Z tego względu cukry zostały nazwane węglowodanami. Najpopularniejsze przedstawiono poniżej.
RZwsRNJXynevN
Słownik
fotosynteza
fotosynteza
proces wytwarzania związków organicznych, zachodzący w komórkach zawierających chlorofil, przy udziale światła
molekuła
molekuła
inaczej cząsteczka; neutralna elektrycznie grupa dwóch lub więcej atomów połączonych wiązaniem kowalencyjnym
węglowodany
węglowodany
organiczne związki chemiczne, składające się z atomów węgla oraz wodoru i tlenu, w których na atom węgla przypadają dwa atomy wodoru i jeden tlenu
Bibliografia
Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Jelińska‑Kazimierczuk M., Megiel E., Teraz matura. Vademecum, Warszawa 2015.
Litwin M., Styka‑Wlazło Sz., Szymońska J., To jest chemia 2, Warszawa 2016.
Morrison R. T., Boyd R. N., Chemia organiczna, t. 1, tłum. Wiesław Antkowiak i in., Warszawa 1985.
McMurry J., Chemia organiczna, t. 4, tłum. Henryk Koroniak i in., Warszawa 2018.