Нүүрс усны шинж чанар, бүтэц. Нүүрс усны үүрэг

2024 Зохиолч: Angel Austin | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 05:36

Хүний биед төдийгүй бусад амьд биетүүдэд эрчим хүч хэрэгтэй. Үүнгүйгээр ямар ч процесс явагдахгүй. Эцсийн эцэст биохимийн урвал, ферментийн үйл явц, бодисын солилцооны үе шат бүрт эрчим хүчний эх үүсвэр хэрэгтэй.

Тиймээс хүний биед хүч чадал өгөх бодисын ач холбогдол нь маш том бөгөөд чухал юм. Эдгээр бодисууд юу вэ? Нүүрс ус, уураг, өөх тос. Тэдгээрийн тус бүрийн бүтэц нь өөр өөр байдаг, тэдгээр нь химийн нэгдлүүдийн огт өөр ангилалд багтдаг боловч тэдгээрийн нэг үүрэг нь ижил төстэй байдаг - бие махбодийг амьдралд шаардлагатай эрчим хүчээр хангадаг. Бүртгэгдсэн бодисуудын нэг бүлэг нүүрс усыг авч үзье.

Нүүрс усны ангилал

Нүүрс усыг нээсэн цагаас хойш түүний найрлага, бүтцийг нэрээр нь тодорхойлсон. Үнэн хэрэгтээ эртний эх сурвалжийн мэдээлснээр энэ нь усны молекулуудтай холбоотой нүүрстөрөгчийн атомууд байдаг бүтэц дэх нэгдлүүдийн бүлэг гэж үздэг.

Илүү нарийвчилсан дүн шинжилгээ, түүнчлэн эдгээр бодисын олон янз байдлын талаархи хуримтлагдсан мэдээлэл нь бүх төлөөлөгчид зөвхөн ийм найрлагатай байдаггүй гэдгийг батлах боломжтой болсон. Гэсэн хэдий чЭнэ шинж чанар нь нүүрс усны бүтцийг тодорхойлдог зүйлсийн нэг хэвээр байна.

Энэ бүлгийн нэгдлүүдийн орчин үеийн ангилал нь дараах байдалтай байна:

1. Моносахаридууд (рибоза, фруктоз, глюкоз гэх мэт).
2. Олигосахаридууд (биоз, триоз).
3. Полисахаридууд (цардуул, целлюлоз).

Мөн бүх нүүрс усыг дараах хоёр том бүлэгт хувааж болно:

• сэргээж байна;
• нөхөн сэргээхгүй.

Бүлэг тус бүрийн нүүрс усны молекулуудын бүтцийг илүү дэлгэрэнгүй авч үзэх болно.

Моносахаридууд: шинж чанар

Энэ ангилалд альдегид (альдоза) эсвэл кетон (кетоз) бүлэг, гинжин хэлхээний бүтцэд 10-аас илүүгүй нүүрстөрөгчийн атом агуулсан бүх энгийн нүүрс ус орно. Хэрэв та үндсэн гинжин хэлхээний атомын тоог харвал моносахаридуудыг дараах байдлаар хувааж болно:

• триоз (глицеральдегид);
• тетроз (эритрулоз, эритроз);
• пентозууд (рибоз ба дезоксирибоз);
• гексоз (глюкоз, фруктоз).

Бусад бүх төлөөлөгчид жагсаасан хүмүүс шиг биед чухал биш.

Молекулын бүтцийн онцлог

Бүтцийнх нь дагуу монозуудыг гинж болон мөчлөгт нүүрсустөрөгчийн хэлбэрээр хоёуланг нь танилцуулж болно. Энэ яаж болдог вэ? Гол зүйл бол нэгдэл дэх нүүрстөрөгчийн төв атом нь уусмал дахь молекулыг тойрон эргэх чадвартай тэгш бус төв юм. L ба D хэлбэрийн моносахаридын оптик изомерууд ингэж үүсдэг. ХаанаШулуун гинж хэлбэрээр бичигдсэн глюкозын томъёог альдегидийн бүлэг (эсвэл кетон) оюун ухаанаар барьж, бөмбөг болгон өнхрүүлж болно. Харгалзах мөчлөгийн томъёог авна.

Монозын цувралын нүүрс усны химийн бүтэц нь маш энгийн: хэд хэдэн нүүрстөрөгчийн атомууд нь гинж эсвэл цикл үүсгэдэг бөгөөд тэдгээрээс гидроксил бүлэг ба устөрөгчийн атомууд өөр өөр эсвэл нэг талд байрладаг. Хэрэв ижил нэртэй бүх бүтэц нэг талдаа байвал D-изомер, өөр хоорондоо ээлжлэн солигдвол L-изомер үүснэ. Хэрэв бид глюкозын моносахаридын хамгийн түгээмэл төлөөлөгчийн ерөнхий томьёог молекул хэлбэрээр бичвэл энэ нь дараах байдалтай болно: _{. Түүгээр ч барахгүй энэ бичлэг нь фруктозын бүтцийг бас тусгасан байдаг. Эцсийн эцэст, химийн хувьд эдгээр хоёр моноз нь бүтцийн изомерууд юм. Глюкоз нь альдегидийн спирт, фруктоз бол кето спирт юм.}

Олон тооны моносахаридын нүүрс усны бүтэц, шинж чанар нь хоорондоо нягт холбоотой байдаг. Үнэхээр бүтцийн найрлагад альдегид ба кетоны бүлгүүд агуулагддаг тул альдегид ба кето спиртэд хамаарах нь тэдний химийн шинж чанар, орох урвалыг тодорхойлдог.

Иймээс глюкоз нь дараах химийн шинж чанарыг харуулдаг:

1. Карбонилийн бүлэг байгаатай холбоотой урвал:

• исэлдэлт - "мөнгөн толь" урвал;
• шинээр тунадасжуулсан зэс (II) гидроксид - альдонины хүчилтэй;
• хүчтэй исэлдүүлэгч бодисууд нь хоёр үндсэн хүчил (алдарын) үүсгэх чадвартай бөгөөд зөвхөн альдегид төдийгүй нэг гидроксил бүлгийг хувиргадаг;
• нөхөн сэргээх - олон атомт спирт болгон хувиргах.

2. Мөн молекул нь бүтцийг тусгадаг гидроксил бүлгүүдийг агуулдаг. Бүлэглэлийн өгөгдөлд нөлөөлсөн нүүрс усны шинж чанар:

• алкилжих чадвар - эфир үүсэх;
• ациляци - эфир үүсэх;
• зэс (II) гидроксидын чанарын урвал.

3. Глюкозын онцгой шинж чанарууд:

• бутирик;
• архи;
• сүүн хүчлийн исгэх.

Бие махбодид гүйцэтгэдэг функцүүд

Монозын цувралын нүүрс усны бүтэц, үйл ажиллагаа нь хоорондоо нягт холбоотой. Сүүлийнх нь юуны түрүүнд амьд организмын биохимийн урвалд оролцох явдал юм. Үүнд моносахаридууд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?

1. Олиго- ба полисахарид үйлдвэрлэх үндэс.
2. Пентозууд (рибоз ба дезоксирибоз) нь ATP, РНХ, ДНХ үүсэхэд оролцдог хамгийн чухал молекулууд юм. Мөн тэд эргээд удамшлын материал, эрчим хүч, уургийн гол нийлүүлэгчид юм.
3. Хүний цусан дахь глюкозын концентраци нь осмосын даралт ба түүний өөрчлөлтийн жинхэнэ үзүүлэлт юм.

Олигосахаридууд: бүтэц

Энэ бүлгийн нүүрс усны бүтэц нь найрлага дахь моносахаридын хоёр (диоз) эсвэл гурван (триоз) молекулууд байх хүртэл буурдаг. Мөн 4, 5 ба түүнээс дээш бүтэцтэй (10 хүртэл) бүтэцтэй байдаг боловч хамгийн түгээмэл нь дисахаридууд юм. Энэ нь гидролизийн үеднэгдлүүд задарч глюкоз, фруктоз, пентоз гэх мэтийг үүсгэдэг. Энэ ангилалд ямар нэгдлүүд багтдаг вэ? Энгийн жишээ бол сахароз (энгийн нишингийн элсэн чихэр), лактоз (сүүний үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг), мальтоз, лактулоз, изомалтоз юм.

Энэ цувралын нүүрс усны химийн бүтэц нь дараах онцлогтой:

1. Ерөнхий молекул зүйлийн томъёо: C₁₂H₂₂O_11.
2. Дисахаридын бүтэц дэх хоёр ижил буюу өөр монозын үлдэгдэл нь гликозидын гүүр ашиглан хоорондоо холбогддог. Энэ нэгдлийн шинж чанар нь элсэн чихэрийг бууруулах чадварыг тодорхойлно.
3. Дисахаридыг багасгана. Энэ төрлийн нүүрс усны бүтэц нь альдегидийн гидроксил ба янз бүрийн моно молекулуудын гидроксил бүлгүүдийн хооронд гликозидын гүүр үүсэхээс бүрдэнэ. Үүнд: мальтоз, лактоз гэх мэт.
4. Бууруулахгүй - сахарозын ердийн жишээ - альдегидийн бүтцийн оролцоогүйгээр зөвхөн харгалзах бүлгүүдийн гидроксилуудын хооронд гүүр үүсэх үед.

Тиймээс нүүрс усны бүтцийг молекулын томъёогоор товчхон илэрхийлж болно. Хэрэв нарийвчилсан нарийвчилсан бүтэц шаардлагатай бол түүнийг Фишерийн график төсөөлөл эсвэл Хавортын томъёогоор дүрсэлж болно. Тодруулбал, хоёр мөчлөгт мономерууд (монозууд) нь гликозидын гүүрээр холбогддог өөр эсвэл ижил (олигосахаридаас хамаарч) байдаг. Барилга барихдаа холболтыг зөв харуулахын тулд сэргээх чадварыг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

Дисахаридын молекулуудын жишээ

Хэрэв даалгавар нь "Нүүрс усны бүтцийн онцлогийг анхаарч үзээрэй" гэсэн хэлбэртэй байвал дисахаридын хувьд эхлээд ямар монозын үлдэгдэлээс бүрддэгийг зааж өгөх нь зүйтэй. Хамгийн түгээмэл төрөл нь:

• сахароз - альфа-глюкоз ба бета-фруктозоос бүтээгдсэн;
• мальтоза - глюкозын үлдэгдэл;
• cellobiose - D хэлбэрийн бета-глюкозын хоёр үлдэгдэл;
• лактоз - галактоз + глюкоз;
• лактулоз - галактоз + фруктоз гэх мэт.

Дараа нь байгаа үлдэгдлүүдийн дагуу гликозидын гүүрний төрлийг тодорхой зааж өгсөн бүтцийн томъёог гаргах ёстой.

Амьд организмын ач холбогдол

Дисахаридын үүрэг бас маш чухал бөгөөд зөвхөн бүтэц чухал биш. Нүүрс ус, өөх тосны үүрэг нь ерөнхийдөө ижил төстэй байдаг. Үүний үндэс нь эрчим хүчний бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Гэсэн хэдий ч зарим дисахаридын хувьд тэдгээрийн тодорхой утгыг өгөх ёстой.

1. Сахароз нь хүний биеийн глюкозын гол эх үүсвэр юм.
2. Лактоз нь хөхтөн амьтдын хөхний сүү, түүний дотор эмэгтэйчүүдийн сүүнд 8% хүртэл агуулагддаг.
3. Лактулозыг эмнэлгийн зориулалтаар лабораторид гаргаж авдаг бөгөөд сүүн бүтээгдэхүүнд нэмдэг.

Хүний болон бусад амьтдын биед агуулагдах аливаа дисахарид, трисахарид гэх мэт бодисууд агшин зуурын гидролизд орж моноз үүсгэдэг. Хүн төрөлхтөн энэ ангиллын нүүрс усыг түүхий, өөрчлөгдөөгүй (манжин эсвэл нишингийн элсэн чихэр) хэрэглэж байгаагийн үндэс нь энэ онцлог юм.

Полисахаридууд: молекулын онцлог

Энэ цувралын нүүрс усны үүрэг, найрлага, бүтэц нь амьд организм, түүнчлэн хүний эдийн засгийн үйл ажиллагаанд чухал ач холбогдолтой юм. Эхлээд та ямар нүүрс ус полисахарид болохыг олж мэдэх хэрэгтэй.

Тэдгээр маш олон байна:

• цардуул;
• гликоген;
• murein;
• глюкоманнан;
• целлюлоз;
• декстрин;
• галактоманнан;
• муромин;
• пектик бодис;
• амилоз;
• читин.

Энэ бол бүрэн жагсаалт биш, зөвхөн амьтан, ургамлын хувьд хамгийн чухал зүйл юм. Хэрэв та "Хэд хэдэн полисахаридын нүүрс усны бүтцийн онцлогийг тэмдэглэ" гэсэн даалгаврыг гүйцэтгэж байгаа бол юуны түрүүнд тэдгээрийн орон зайн бүтцэд анхаарлаа хандуулах хэрэгтэй. Эдгээр нь гликозидын химийн бондоор холбогдсон хэдэн зуун мономер нэгжээс бүрдэх маш том, аварга молекулууд юм. Ихэнхдээ полисахаридын нүүрс усны молекулуудын бүтэц нь давхаргат найрлагатай байдаг.

Иймэрхүү молекулуудын тодорхой ангилал байдаг.

1. Хомополисахаридууд - ижил давтан давтагдах моносахаридын нэгжүүдээс тогтоно. Монозуудаас хамааран гексоз, пентоз гэх мэт (глюкан, маннан, галактан) байж болно.
2. Гетерополисахаридууд - өөр өөр мономер нэгжүүдээс үүсдэг.

Шугаман орон зайн бүтэцтэй нэгдэлд жишээлбэл целлюлоз орсон байх ёстой. Ихэнх полисахаридууд нь салаалсан бүтэцтэй байдаг - цардуул, гликоген, хитин гэх мэт.

Амьд амьтны биед гүйцэтгэх үүрэг

Энэ бүлгийн нүүрс усны бүтэц, үйл ажиллагаа нь бүх амьтдын амин чухал үйл ажиллагаатай нягт холбоотой байдаг. Тиймээс, жишээлбэл, нөөц тэжээл хэлбэрээр ургамал нь найлзуурууд эсвэл үндэсийн янз бүрийн хэсэгт цардуул хуримтлагддаг. Амьтдын энергийн гол эх үүсвэр нь дахин полисахаридууд бөгөөд тэдгээрийн задрал нь маш их энерги үүсгэдэг.

Нүүрс ус нь эсийн бүтцэд маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Олон шавьж, хавч хэлбэртний бүрхэвч нь хитин, муреин нь бактерийн эсийн хананы бүрэлдэхүүн хэсэг, целлюлоз нь ургамлын үндэс болдог.

Амьтны гаралтай тэжээлийн нөөц бол гликоген молекулууд буюу үүнийг түгээмэл гэж нэрлэдэг амьтны өөх юм. Энэ нь биеийн салангид хэсгүүдэд хадгалагддаг бөгөөд зөвхөн энерги төдийгүй механик нөлөөллөөс хамгаалах үүргийг гүйцэтгэдэг.

Ихэнх организмын хувьд нүүрс усны бүтэц маш чухал байдаг. Амьтан, ургамал бүрийн биологи нь байнгын, шавхагдашгүй эрчим хүчний эх үүсвэрийг шаарддаг. Зөвхөн тэд үүнийг, хамгийн гол нь полисахарид хэлбэрээр өгч чадна. Тиймээс бодисын солилцооны үйл явцын үр дүнд 1 г нүүрс усыг бүрэн задлах нь 4.1 ккал энерги ялгаруулахад хүргэдэг! Энэ бол хамгийн дээд хэмжээ, дахин холболт байхгүй. Тийм ч учраас хүн, амьтны хоолонд нүүрс ус заавал байх ёстой. Харин ургамал өөрөө өөртөө анхаарал тавьдаг: фотосинтезийн явцад тэд дотроо цардуул үүсгэж, хадгалдаг.

Нүүрс усны ерөнхий шинж чанар

Өөх тос, уураг, нүүрс усны бүтэцерөнхийдөө төстэй. Эцсийн эцэст тэд бүгд макромолекулууд юм. Тэр ч байтугай тэдний зарим чиг үүрэг нь нийтлэг шинж чанартай байдаг. Манай гаригийн биомассын амьдрал дахь бүх нүүрс усны үүрэг, ач холбогдлыг нэгтгэн дүгнэх хэрэгтэй.

1. Нүүрс усны найрлага, бүтэц нь тэдгээрийг ургамлын эс, амьтан, бактерийн мембраны бүрхүүлийн барилгын материал болгон ашиглахаас гадна эсийн доторх эрхтэн бүрхэвчийг бий болгодог.
2. Хамгаалах функц. Энэ нь ургамлын организмын онцлог бөгөөд өргөс, нуруу гэх мэт хэлбэрээр илэрдэг.
3. Хуванцар үүрэг - амин чухал молекулууд (ДНХ, РНХ, ATP болон бусад) үүсэх.
4. Receptor функц. Полисахаридууд болон олигосахаридууд нь эсийн мембранаар дамжин өнгөрөх тээвэрлэлтийн идэвхтэй оролцогчид бөгөөд үр нөлөөг мэдэрдэг "хамгаалагч" юм.
5. Эрчим хүчний үүрэг хамгийн чухал. Бүх эсийн доторх үйл явц, мөн бүхэл бүтэн организмын ажилд хамгийн их энерги өгдөг.
6. Осмос даралтын зохицуулалт - глюкоз үүнийг хянадаг.
7. Зарим полисахаридууд нь амьтны нөөцийн тэжээл, энергийн эх үүсвэр болдог.

Тиймээс өөх тос, уураг, нүүрс усны бүтэц, тэдгээрийн үүрэг, амьд системийн организмд гүйцэтгэх үүрэг нь шийдвэрлэх бөгөөд шийдвэрлэх ач холбогдолтой болох нь ойлгомжтой. Эдгээр молекулууд нь амьдралыг бүтээгчид, мөн түүнийг хадгалж, дэмждэг.

Бусад макромолекулын нэгдлүүдтэй нүүрс ус

Нүүрс ус нь цэвэр хэлбэрээр биш, харин бусад молекулуудтай хослуулан үүрэг гүйцэтгэдэг гэдгийг бас мэддэг. Эдгээрт хамгийн түгээмэл байдагдуртай:

• гликозаминогликанууд эсвэл мукополисахаридууд;
• гликопротейн.

Энэ төрлийн нүүрс усны бүтэц, шинж чанар нь маш нарийн төвөгтэй байдаг, учир нь олон төрлийн функциональ бүлгүүд нэгдэж, нэг цогцолбор болдог. Энэ төрлийн молекулуудын гол үүрэг бол организмын амьдралын олон үйл явцад оролцох явдал юм. Төлөөлөгчид нь: гиалуроны хүчил, хондроитин сульфат, гепаран, кератан сульфат болон бусад.

Мөн бусад биологийн идэвхит молекулуудтай полисахаридын цогцолборууд байдаг. Жишээлбэл, гликопротейн эсвэл липополисахаридууд. Эдгээр нь тунгалгийн системийн эсүүдийн нэг хэсэг учраас биеийн дархлааны урвал үүсэхэд чухал ач холбогдолтой.