A témakörhöz tartozó számolásokat és feladatokat itt találod.
A 2.1. témakörhöz tartozó összefoglaló feladatokat itt találod.
Szénhidrátok
Bevezetőként ezt a videót a 15. perctől nézd meg:
Tanulókártyák a leckében megtalálható képletekhez
- A bioszféra szerves anyagainak fő tömegét adó vegyületek
- Biológiai jelentőség:
- Elsődleges energiaforrás (glükóz)
- Tartaléktápanyagok (keményítő, glikogén)
- Vázanyagok (cellulóz, kitin, pektin)
- Makromolekulák – nukleinsavak – építőkövei
- Általános képlet: Cn(H2O)m -> régen a szén vízzel alkotott vegyületeinek gondolták
- Kémiailag: polihidroxi-aldehidek ill. ketonok
- Funkciós csoport alapján:
- Aldózok (aldehidcsoport) -> az oxocsoport láncvégi helyzetű
- Ketózok (ketocsoport) -> az oxocsoport láncközi helyzetű, mindig második szénatom képezi
- Felépítés:
- Királis rendszer: olyan rendszer, melynek tükörképe nem hozható önmagával fedésbe
- Enantiomerek: izomerek, melyek tulajdonságai csak a forgatóképesség hiányában térnek el
- Minden fizikai, kémiai tulajdonságban megegyeznek, csak a fény síkját ellentétesen forgatják (optikai aktivitásuk van)
- Láncszerkezetből gyűrűsszerkezet alakulhat ki
- A lánc utolsó előtti szénatomjához kötődő oxigén nemkötő elektronpárjának az oxocsoport elektronhiányos szénatomjához történő bekötődése
- Az oxocsoport hidroxilcsoporttá alakul, a lánc utolsó előtti szénatomja –OH-csoportjának oxigénje a gyűrű tagjává válik
- Méret:
- Egyszerű szénhidrátok, monoszacharidok (savas hidrolízissel tovább nem bonthatók)
- Összetett szénhidrátok (savas hidrolízissel monoszacharidokra bonthatók)
- Diszacharidok: 2 monoszacharid
- Oligoszacharidok: néhány monoszacharid
- Poliszacharidok: sok száz, ill. ezer egyszerű szénhidrát
Szénhidrátok – összefoglaló táblázat
Monoszacharidok
- Monoszacharidok:
- Képletében az n és m megegyezik, leggyakrabban 3-6, ritkán 7 vagy 8
- Általában
- Édes ízű
- Fehér, kristályos
- Nem hidrolizálható
- Vízben jól oldódó
Csoportosítás szénatomszám szerint
- Triózok (C3)
- A legegyszerűbb monoszacharidok
- Glicerin-aldehid
- Anyagcsere köztes termékek (intermedierek)
- A sejtekben foszforsavval létesített észterek formájában -> akadályozza a sejthártyán való átjutásukat, + így nagyobb energiát tudnak tárolni
- Pentózok (C5)
- D-ribóz
- D-dezoxiribóz
- Csak egy oxigénatom a különbség -> a dezoxiribóz 2. szénatomjához nem kapcsolódik oxigén, csupán hidrogén
- Molekulái lehetnek nyíltláncúak vagy gyűrűsek
- Vizes oldatban (sejtes körülmények között is) a zárt láncú forma a stabilabb -> gyakoribb
- DNS, RNS építőkövei
- Anyagcserében fontos intermedierek
- A sejtekben foszforsavas észterek formájában
- Hexózok (C6)
- D-Glükóz, szőlőcukor
- A legfontosabb monoszacharid
- A legelterjedtebb
- Vérben a szénhidrátok szállítása ebben a formában
- Makromolekulák monomerje
- Sejtek elsődleges, közvetlen energiaforrása, vér: literenként 1g glükóz
- Édes ízű, vérben jól oldódó, összetett szénhidrátok emésztésének végterméke, tovább nem emészthető
- Vizes oldatban: a molekulák 99%-a gyűrűs
- Gyűrűs állapotban csak 2 izomer létezik:
- Béta-D-Glükóz: 63%-ban vizes oldatban, a legstabilabb glükóz izomer
- Alfa-D-Glükóz: 37%-ban vizes oldatban
- A kétféle izomer vizes oldatban a nyitott formán keresztül átalakul egymásba, egyensúlyt fenntartva
- Gyűrűs állapotban csak 2 izomer létezik:
- D-fruktóz, gyümölcscukor
- Gyümölcsök, méz
- Legédesebb ízű monosacharid
- Aldehid csoport helyett keto-csoportot tartalmaz nyílt láncú formában
- D-galaktóz: a glükóz konfigurációs izomerjei
- D-Glükóz, szőlőcukor
Diszacharidok
- Két monoszacharid kondenzációja révén jönnek létre
- A két monoszacharid közötti éterkötést glikozidos kötésnek nevezzük
- Redukáló sajátságaik alapján csoportosíthatjuk
- Redukáló diszacharidok: vagy szabad glikozidos –OH-csoport, vizes oldatban a gyűrű fel tud nyílni és ki tud alakulni az aldehid csoport, adják az Ag-tükör próbát
- Cellobióz
- Maltóz
- Laktóz
- Nem redukáló diszacharidok: mindkét monoszacharid a glikozidos-OH-val vesz részt az éterkötésben
- Szacharóz
- Redukáló diszacharidok: vagy szabad glikozidos –OH-csoport, vizes oldatban a gyűrű fel tud nyílni és ki tud alakulni az aldehid csoport, adják az Ag-tükör próbát
- Cellobióz:
- Két béta-D-glükózból
- A cellulóz felépítő egységének tekinthető, szabad állapotban nem fordul elő
- maltóz, malátacukor:
- fehér színű, vízben jól oldódó, édes ízű por
- két alfa-D-glükózból épül fel, 14 kötéssel
- a természetben szabad állapotban is – ahol keményítő bontása folyt
- Laktóz, tejcukor
- Béta-D-galaktóz és alfa-D-glükózból 1-4 kötéssel
- Tejcukorérzékenység: hat a vékonybélben nem tud egyszerű cukrokká bomlani, a laktáz hiánya miatt (laktózt bontó enzim)
- A bélben maradó laktóz növeli a béltartalom ozmotikus szívóerejét -> széklet hígulása
- A vastagbélben működő baktériumok működésének köszönhetően szerves savak és gázok keletkeznek à fokozzák a bélperisztaltikát
- Szacharóz, répacukór, nádcukor:
- Alfa-D-glükóz és béta-D-fruktózból 1-2 kötéssel
- Fehér színű, vízben jól oldódó, édes ízű por
- A növényvilágban egyik legelterjedtebb, szabadon előforduló diszacharid
- Legfontosabb természetes édesítőszer, a cukor alapanyaga
Poliszacharidok
- Monoszacharidokból kondenzációval felépülő óriásmolekulák
- Sok száz, vagy akár több ezer egység kapcsolódhat egymásoz
- Savas hidrolízissel ->diszacharidok, monoszacharidok
- Legelterjedtebb szénhidrátok
- Általános képlet: (C6H10O5)n
- Feladatuk szerint:
- Tartalék tápanyagok: keményítő, glikogén
- Szilárdító vázanyagok: cellulóz, kitin
- Keményítő:
- Hideg vízben nem, meleg vízben kolloidálisan oldódó, nem édes ízű fehér por
- Növényekben keletkezik, a fotoszintézis eredményeképpen, tartalék tápanyag
- Több száz alfa-D-glükóz molekulából, 1-4 kötéssel
- Emészthető
- Emésztés a szájüregben megkezdődik -> a vékonybélben fejedőzik be, a nyál és a hasnyálmiláz enzimhatására, amely maltózra hidrolizálja
- A raktározó alapszövet sejtjeiben fajra jellemző módon szemcsékben jelenik meg
- A szemcsék réteges felépítésűek, kétféle szerkezetű keményítőből álnak:
- Amilóz 20%: a szemcsék belsejében
- Elágazásmentes, spirálisan feltekeredett lánc
- A spirált H-kötések stabilizálják
- Amilopektin: a szemcsék felületén
- Ágas-bogas szerkezetű
- Hideg vízben nem oldódik -> meleg hatására az amilopektin hártyák megrepednek
- Az amilopektin meleg vízben sem oldódik, ezért csapadék formájában leülepedik, az amilóz pedig kolloid állapotban oldódik
- Amilóz 20%: a szemcsék belsejében
- Savas hidrolízis hatására glükózra esik szét
- Glikogén:
- Heterotróf szervezetek tartalék szénhidrátja
- Állati szervezetekben a májban és az izomban raktározódik
- Szerkezete az amilopektinéhez hasonló
- Emészthető, amiláz hatására hidrolizál maltózzá, nem édes, vízben rosszul oldódik
- Cellulóz
- A biomassza tömegének felét a cellulóz adja
- A növényi sejtfal szilárdító anyaga
- Óriás molekula, sök ezer béta-D-glükóz molekula, 1-4 kötéssel, elágazásmentes polimer
- A glükóz gyűrűk egymáshoz képes felváltva 180 fokot elfordulnak
- Egyenes, szálas szerkezetű
- Stabil, vízben nem oldódik -> szilárdítás
- Rostos szerkezetű, a láncok egymással párhuzamosan rendeződnek
- A glükóz molekulák OK-csoportjai között H-kötések vannak a láncon belül és a láncok között is
- A legtöbb élőlény nem képes bontani, nem emészthatő
- Celluláz: cellulózt bontó enzim -> baktériumokban, gombákban, egyes egysejtűekben; bontásakor cellobióz, majd glükóz keletkezik
- Kitin:
- N-tartalmú poliszacharid
- Ízeltlábúak kutikulájának, gombák sejtfalának szilárdító vázanyaga
- Ellenálló, vízben nem oldódik, nem emészthető
- Összehasonlítás íz, vízoldhatóság, emészthetőség szempontjából
| Íz | Vízoldhatóság | Emészthetőség | |
| Szőlőcukor | Édes | Jó | jó |
| Keményítő | Nem édes | Hideg vízben nem, meleg vízben kolloidálisan | jó |
| Glikogén | Nem édes | Rossz | Jó |
| Cellulóz | Nem édes | Rossz | Rossz |
- Keményítő jóddal történő kimutatása (Lugol-próba)
- Por keményítőből melegítéssel készítsünk keményítő oldatot
- Híg oldatba cseppentsünk 1-2 csepp kálium-jodidos jód oldatot (Lugol-oldat)
- + próba esetén az oldat megkékül
- Melegítése hatására elszíntelenik, visszahűtéskor újra kék lesz
- Magyarázat:
- Az apoláris jódmolekulák a poláris vízben barnaszínűek
- A jód molekulák mérete olyan, hogy beleférnek az amiló spiráljába, onnan kiszorítva a vízmolekulákat, apoláris közeget hozva létre
- Az apoláris közegben a jód kék színű lesz
- Melegítés -> a hőmozgás miatt a jód molekulák kibújnak a spirálból àkék szín elhalványodása
- A keményítőszemcsék felismerése mikroszkópban és mikroszkópos képen
- Miért édes a sokáig rágott kenyérhéj
- A liszt keményítő tartalma nem édes, de a belőle keletkezett maltóz igen
- A keményítő emésztése a szájüregben megkezdődik -> a keményítő maltózra hidrolizálódik
Érettségi harmincévesen 