碳水化合物的性质。碳水化合物的功能和性质：表

在野生动物中，有很多物质广泛存在，其重要性不容小觑。例如，这些包括碳水化合物。它们作为动物和人类的能量来源极为重要，碳水化合物的某些特性使其成为工业不可缺少的原料。

这是什么？

这些都是结构可以用公式Cn(H_{2O)m描述的物质。它们具有重要的生物学意义，在许多生物的生命中起着至关重要的作用。}

科学家们在对其中所含物质进行初步分析后，得出了该组的名称。然后发现它们的主要成分是碳和水。后来证明这个名字非常准确，因为碳水化合物的性质使得它们中的氢和氧原子的比例与水中的完全一样。简而言之，每两个氢原子就有一个氧。 1844 年，K. Schmidt 教授首次提出了俄语版本的名称。

一些补充

如果我们稍微修改一下上面的公式，把“n”从括号里去掉，那么表达式会变得有些不同：Сm(Н_{2О)n。或许正是它完美地体现了“煤-水”这个名字的精髓。}

迄今为止，科学家们已经准确地确定有许多物质具有碳水化合物的特性，但与我们所描述的公式并不完全对应。因此，在国外文献中，经常会偶然发现“glycides”这个词，它是1844这个词的现代同义词，结果并不完全准确。

简单分类

整个庞大的物质类别可以分为两大类：简单和复杂的缩水甘油酯。它们包含的碳水化合物的特性是什么？其实它们在复杂度上也没有太大区别：

简单是指该组中不易于水解并随后形成其他碳水化合物的物质。但主要区别在于它们结构中的氧原子数等于相同的碳原子数。它们被称为单糖。
因此，“复合物”的定义包括在水解过程中分解形成几种简单碳水化合物的所有那些缩水甘油酯。当然，它们的氧原子和碳原子的比例不同。它们被称为二糖。复合碳水化合物在自然界中起着非常重要的作用，我们在文章中部分提供了一个列表。

另外还有一个分类，根据碳水化合物分为三类。他们是：

单糖。
寡糖。
多糖。

下面的碳水化合物图表一定能帮助您了解关键差异。

单声道-

（1个分子）

寡核苷酸-

(< 10分子)

聚-

(>10分子)

醛糖、酮糖

这里只包括二糖、三糖等

有两种：

同多糖。
杂多糖。

从名字就可以理解这两个品种的内部分子结构完全不同

当然，我们已经给出了碳水化合物的简要表，但根本不可能将这一庞大类别的某些代表所具有的所有特定特征都放入其框架中。因此，我们将分别分析每个主要组，更详细地介绍一些最常见的个别物质的特性。那么碳水化合物的分类有哪些？

单糖

应该记住，它们都属于固体的范畴，很容易变成结晶状态。它们极易吸湿，溶于水，形成糖浆。从那里以晶体的形式分离它们可能非常困难。他们的溶液具有中性反应，通常是甜味的。味道的强度各不相同：例如，果糖的甜度大约是最常见的葡萄糖的 3-3.5 倍。

关于结构形式

所有这些物质都是双功能结构的化合物，必然包括一个碳骨架、一个羰基和几个羟基。如果醛基充当羰基，则该物质称为醛糖。因此，在存在酮“尾巴”的情况下，它们被称为酮体。

由于这些物质在自然界中极为常见，它们可以以游离态和酸酐形式存在。一般来说，几乎所有的复合碳水化合物，在某种程度上，都是单糖的酸酐，通过带走几个（或一个）水分子（前缀“an” - 不存在）非常简单地获得。

葡萄糖为最典型代表

这个组最典型代表的公式是C₆H₁₂O_{6.这些碳水化合物在植物细胞中很常见。它不仅广泛存在，而且对身体也非常重要，因为它是身体的主要能量来源（当然，我们谈论的是动物和人类）。原则上，这些是所有动物有机体的蛋白质、碳水化合物和脂肪的一般特性。此外，广泛应用于医药、兽药、工业（包括食品）。}

物理性质

这组碳水化合物的一般物理性质是什么？外观 - 白色小晶体，味甜，易溶于水。如果溶液溶解度急剧增加加热：这样就得到了葡萄糖浆。

化学结构简述

如果你看线性公式，那么在这种碳水化合物的组成中，一个醛和五个羟基清晰可见。当一种物质处于结晶状态时，它的分子可以是两种可能的形式之一（α-或β-葡萄糖）。事实是，与第五个碳原子相连的羟基可以与羰基残基相互作用。

自然患病率

由于葡萄汁中的含量异常丰富，葡萄糖常被称为“葡萄糖”。在这个名字下，我们的远祖知道她。但是，您可以在任何其他甜味蔬菜或水果中，在植物的软组织中找到它。在动物王国中，它的流行程度不亚于：我们血液中大约 0.1% 的正是葡萄糖。此外，这些碳水化合物几乎可以在任何内脏器官的细胞中找到。但它们在肝脏中特别丰富，因为在那里葡萄糖被加工成糖原。

她（正如我们已经说过的）是我们身体的宝贵能量来源，是几乎所有复合碳水化合物的一部分。与其他简单碳水化合物一样，在自然界中，它发生在光合作用反应之后，仅发生在植物生物的细胞中：

6CO₂ + 6H₂O叶绿素C₆H₁₂ O₆ + 6O_{2 - Q}

植物同时表现令人难以置信生物圈的一项重要功能是积累从太阳接收到的能量。工业条件方面，自古以来就以淀粉为原料水解制取葡萄糖，反应由浓硫酸催化：

(C₆H₁₀O₅)n + nH ₂O H₂SO₄, t nC₆H ₁₂O₆

化学性质

这种碳水化合物的化学性质是什么？它们具有与纯醇和醛相同的所有特征。此外，它们还具有一些特定的功能。最有才华的化学家 A. M. Butlerov 于 1861 年首次合成了简单的碳水化合物（包括葡萄糖），他以甲醛为原料，在氢氧化钙的存在下将其分解。这是这个过程的公式：

6НSON -----С6Н₁₂O₆

现在让我们考虑一下该组另外两个代表的一些性质，其自然意义同样重要，因此它们是由生物学研究的。这些类型的碳水化合物在我们的日常生活中起着非常重要的作用。

果糖

这个葡萄糖异构体的分子式是CeH₁₂O_{b。就像一个“祖先”一样，它可以以线性和循环的形式存在。它参与多元醇特有的所有反应，但与葡萄糖不同，它不会与氧化银的氨溶液发生任何相互作用。}

核糖

非常感兴趣的是核糖和脱氧核糖。如果您至少记得一点生物学程序，那么您自己就很清楚，正是这些碳水化合物在体内构成了 DNA 和 RNA，没有它们，地球上的生命就不可能存在。 “脱氧核糖”这个名字意味着它的分子中少了一个氧原子（与普通核糖相比）。在这方面与葡萄糖相似，它们也可以具有线性和环状结构。

双糖

原则上，这些物质在结构和功能上大体重复上一类，因此没有必要再细说。属于这一组的碳水化合物的化学性质是什么？该家族中最重要的成员是蔗糖、麦芽糖和乳糖。它们都可以用公式C₁₂H₂₂O_{11来描述，因为它们是同分异构体，但这些并不能否定它们结构上的巨大差异。那么复合碳水化合物的特点是什么，下面的列表和描述你可以看到吗？}

蔗糖

它的分子同时有两个循环：一个是六元环（α-葡萄糖残基），另一个是五元环（β-果糖残基）。所有这些结构都是由于葡萄糖的糖苷羟基而连接的。

获取与总值

根据尚存的历史资料，在基督诞生前三个世纪，古印度人们就学会了从甘蔗中获取糖。仅在 19 世纪中叶，事实证明，蔗糖多得多，而蔗糖少得多努力可以从甜菜中获得。它的一些品种含有高达 22% 的这种碳水化合物，而甘蔗含量可以在 26% 的范围内，但这只有在理想的生长条件和有利的气候下才有可能。

我们已经说过碳水化合物很好地溶于水。当扩散器用于此目的时，蔗糖的生产正是基于此原理。为了沉淀可能的杂质，溶液通过过滤器过滤，其中包括石灰。为了从所得溶液中除去氢氧化钙，普通二氧化碳通过它。过滤掉沉淀，糖浆在特殊的烤箱中蒸发，得到我们已经熟悉的糖。

乳糖

这种碳水化合物在工业上是从含有过量脂肪和碳水化合物的普通牛奶中分离出来的。它含有相当多的这种物质：例如，牛奶中含有大约4-5.5%的乳糖，在女性牛奶中其体积分数达到5.5-8.4%。

这种缩水甘油酯的每个分子都由吡喃糖形式的3-半乳糖和α-葡萄糖残基组成，它们通过第一个和第四个碳原子形成键。

与其他糖类不同，乳糖有一个独特的特性。我们谈论的是完全没有吸湿性，因此即使在潮湿的房间里，这种缩水甘油也根本不会受潮。这种特性在药物中得到了积极的应用：如果某些粉末形式的药物的成分包括普通蔗糖，然后必须添加乳糖。它是完全天然的，对人体无害，不像许多防止结块和受潮的人工添加剂。这种碳水化合物的功能和性质是什么？

乳糖的生物学意义极高，因为乳糖是所有动物和人类乳汁中最重要的营养成分。至于麦芽糖，它的性质有些不同。

麦芽糖

是淀粉水解得到的中间产物。 “麦芽糖”这个名字是因为它主要是在麦芽的影响下形成的（在拉丁语中，麦芽是麦芽糖）。它不仅在植物中广泛分布，而且在动物中也广泛分布。在反刍动物的消化道中大量产生。

化学结构与性质

这种碳水化合物的分子由吡喃糖形式的α-葡萄糖两部分组成，它们通过第一个和第四个碳原子相互连接。外观为无色、白色结晶。味道很甜，完全溶于水。

多糖

应该记住，所有的多糖都可以从单糖缩聚产物的角度来考虑。它们的一般化学式是(C_bH₁₀O_{5)p。在本文中，我们将考虑淀粉，因为它是家庭中最典型的成员。}

淀粉

通过光合作用产生，大量沉积在植物有机体的根部和种子中。这种碳水化合物的物理性质是什么？外观为结晶度差的白色粉末，不溶于冷水。在热液体中，它会形成胶体结构（糊状、果冻状）。动物消化道中有许多酶促进其水解形成葡萄糖。

是最常见的天然聚合物，由许多α-葡萄糖残基形成。在自然界中，同时发现了它的两种形式：直链淀粉和两性果胶。直链淀粉是一种线性聚合物，可溶于水。该分子由通过第一个和第四个碳原子连接的α-葡萄糖残基组成。

必须记住，植物光合作用的第一个可见产物是淀粉。在小麦和其他谷物中，它的含量高达 60-80%，而在马铃薯块茎中仅为 15-20%。顺便说一句，显微镜下淀粉粒的外观，可以准确判断出植物的种类，因为每个人都不一样。

如果碳水化合物被快速加热，它的大分子会迅速分解成称为糊精的小多糖。他们有一个共同的淀粉化学式（C₆H₁₂O_{5）x，但有变量“x”的值的差异，小于淀粉中“n”的值。}

终于我们给出的表格不仅反映了碳水化合物的主要类别，还反映了它们的特性。

主要团体	分子结构特点	碳水化合物的区别特性
单糖	碳原子数不同：三重奏（С3） Tetroses (С4) Pentoses (C5) Hexoses (С6)	无色或白色结晶，极易溶于水，味甜
寡糖	结构复杂。取决于物种，它们含有2-10个简单的单糖残基	外观一样，水溶性稍差，甜味少
多糖	由大量的单糖残基组成	白色粉末，晶体结构表达较弱，不溶于水，遇水易膨胀。口味中性