معلومة

4.15: تركيب ووظيفة الكربوهيدرات - علم الأحياء

4.15: تركيب ووظيفة الكربوهيدرات - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أهداف التعلم

  • فرّق بين السكريات الأحادية والسكريات الثنائية والسكريات
  • حدد العديد من الوظائف الرئيسية للكربوهيدرات

معظم الناس على دراية بالكربوهيدرات ، وهي نوع واحد من الجزيئات الكبيرة ، خاصة عندما يتعلق الأمر بما نأكله. لفقدان الوزن ، يلتزم بعض الأفراد بالوجبات الغذائية "منخفضة الكربوهيدرات". على النقيض من ذلك ، غالبًا ما يكون الرياضيون "حمولة الكربوهيدرات" قبل المنافسات المهمة للتأكد من أن لديهم طاقة كافية للمنافسة على مستوى عالٍ. في الواقع ، تعتبر الكربوهيدرات جزءًا أساسيًا من نظامنا الغذائي. الحبوب والفواكه والخضروات كلها مصادر طبيعية للكربوهيدرات. توفر الكربوهيدرات الطاقة للجسم ، وخاصة من خلال الجلوكوز ، وهو سكر بسيط يعد أحد مكونات النشا ومكون في العديد من الأطعمة الأساسية. للكربوهيدرات أيضًا وظائف مهمة أخرى في الإنسان والحيوان والنبات.

الهياكل الجزيئية

الكربوهيدرات يمكن تمثيلها بالصيغة (CH2س)ن، حيث n هو عدد الكربون في الجزيء. بمعنى آخر ، نسبة الكربون إلى الهيدروجين إلى الأكسجين هي 1: 2: 1 في جزيئات الكربوهيدرات. تشرح هذه الصيغة أيضًا أصل مصطلح "الكربوهيدرات": المكونات هي الكربون ("الكربوهيدرات") ومكونات الماء (وبالتالي ، "الهيدرات"). يتم تصنيف الكربوهيدرات إلى ثلاثة أنواع فرعية: السكريات الأحادية ، والسكريات الثنائية ، والسكريات المتعددة.

السكريات الأحادية

السكريات الأحادية (كثرة الوحيدات- = "واحد" ؛ السكّار- = "حلو") سكريات بسيطة ، وأكثرها شيوعًا هو الجلوكوز. في السكريات الأحادية ، يتراوح عدد الكربون عادة من ثلاثة إلى سبعة. تنتهي معظم أسماء السكريات الأحادية باللاحقة -أوز. إذا كان السكر يحتوي على مجموعة ألدهيد (المجموعة الوظيفية ذات البنية R-CHO) ، فإنه يُعرف باسم ألدوز ، وإذا كان يحتوي على مجموعة كيتون (المجموعة الوظيفية ذات البنية RC (= O) R ′) ، يعرف باسم كيتوز. اعتمادًا على عدد ذرات الكربون في السكر ، قد تُعرف أيضًا باسم ثلاثيات (ثلاثة ذرات كربون) ، وخماسي (خمسة ذرات كربون) ، أو سداسي (ستة ذرات كربون). انظر الشكل 1 للحصول على رسم توضيحي للسكريات الأحادية.

الصيغة الكيميائية للجلوكوز هي C6ح12ا6. يعتبر الجلوكوز مصدرًا مهمًا للطاقة عند البشر. أثناء التنفس الخلوي ، يتم إطلاق الطاقة من الجلوكوز ، وتستخدم هذه الطاقة للمساعدة في صنع ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP). تصنع النباتات الجلوكوز باستخدام ثاني أكسيد الكربون والماء ، ويستخدم الجلوكوز بدوره لتلبية متطلبات الطاقة للنبات. غالبًا ما يتم تخزين الجلوكوز الزائد على شكل نشا يتم تقويضه (تكسير الجزيئات الكبيرة بواسطة الخلايا) بواسطة البشر والحيوانات الأخرى التي تتغذى على النباتات.

يعد الجالاكتوز والفركتوز من السكريات الأحادية الشائعة الأخرى - يوجد الجالاكتوز في سكريات الحليب ويوجد الفركتوز في سكريات الفاكهة. على الرغم من أن الجلوكوز والجلاكتوز والفركتوز جميعها لها نفس الصيغة الكيميائية (C6ح12ا6) ، فهي تختلف هيكليًا وكيميائيًا (وتُعرف باسم الأيزومرات) بسبب الترتيب المختلف للمجموعات الوظيفية حول الكربون غير المتماثل ؛ تحتوي كل هذه السكريات الأحادية على أكثر من كربون واحد غير متماثل.

يمكن أن توجد السكريات الأحادية كسلسلة خطية أو كجزيئات على شكل حلقة ؛ في المحاليل المائية توجد عادة في أشكال حلقية.

السكريات

السكريات (دي- = "اثنان") عندما يخضع اثنان من السكريات الأحادية لتفاعل تجفيف (يُعرف أيضًا باسم تفاعل التكثيف أو تخليق الجفاف). خلال هذه العملية ، تتحد مجموعة الهيدروكسيل الخاصة بأحد السكريات الأحادية مع هيدروجين السكاريد الأحادي الآخر ، مما يؤدي إلى إطلاق جزيء من الماء وتشكيل رابطة تساهمية (الشكل 2).

تشمل المركبات السكرية الشائعة اللاكتوز والمالتوز والسكروز. اللاكتوز هو ثنائي السكاريد يتكون من مونومرات الجلوكوز والجلاكتوز. يوجد بشكل طبيعي في الحليب. المالتوز ، أو سكر الشعير ، عبارة عن ثنائي السكاريد يتكون من تفاعل الجفاف بين جزيئين من الجلوكوز. السكاريد الأكثر شيوعًا هو السكروز ، أو سكر المائدة ، والذي يتكون من مونومرات الجلوكوز والفركتوز.

السكريات

تُعرف سلسلة طويلة من السكريات الأحادية المرتبطة بالروابط التساهمية باسم عديد السكاريد (بولي- = "كثير"). قد تكون السلسلة متفرعة أو غير متفرعة ، وقد تحتوي على أنواع مختلفة من السكريات الأحادية. قد تكون السكريات عبارة عن جزيئات كبيرة جدًا. النشا والجليكوجين والسليلوز والكيتين أمثلة على السكريات.

النشا هو الشكل المخزن للسكريات في النباتات ويتكون من الأميلوز والأميلوبكتين (كلاهما بوليمرات الجلوكوز). النباتات قادرة على تصنيع الجلوكوز ، ويتم تخزين الجلوكوز الزائد كنشا في أجزاء نباتية مختلفة ، بما في ذلك الجذور والبذور. يتم تقسيم النشا الذي تستهلكه الحيوانات إلى جزيئات أصغر ، مثل الجلوكوز. يمكن للخلايا بعد ذلك امتصاص الجلوكوز.

الجليكوجين هو شكل تخزين الجلوكوز في البشر والفقاريات الأخرى ، ويتكون من مونومرات الجلوكوز. الجليكوجين هو المكافئ الحيواني للنشا وهو جزيء شديد التشعب يتم تخزينه عادة في خلايا الكبد والعضلات. عندما تنخفض مستويات الجلوكوز ، يتم تكسير الجليكوجين لتحرير الجلوكوز.

السليلوز هو أحد البوليمرات الحيوية الطبيعية الأكثر وفرة. تتكون جدران خلايا النباتات في الغالب من السليلوز ، والذي يوفر الدعم الهيكلي للخلية. الخشب والورق في الغالب من السليلوز في الطبيعة. يتكون السليلوز من مونومرات الجلوكوز التي ترتبط بروابط بين ذرات كربون معينة في جزيء الجلوكوز.

يتم قلب كل مونومر جلوكوز آخر في السليلوز وتعبئته بإحكام كسلاسل طويلة ممتدة. وهذا يعطي السليلوز صلابة وقوة شد عالية - وهو أمر مهم جدًا للخلايا النباتية. يسمى السليلوز الذي يمر عبر الجهاز الهضمي بالألياف الغذائية. في حين أن روابط الجلوكوز والجلوكوز في السليلوز لا يمكن تكسيرها بواسطة الإنزيمات الهضمية البشرية ، فإن الحيوانات العاشبة مثل الأبقار والجاموس والخيول قادرة على هضم العشب الغني بالسليلوز واستخدامه كمصدر للغذاء. في هذه الحيوانات ، توجد أنواع معينة من البكتيريا في الكرش (جزء من الجهاز الهضمي للحيوانات العاشبة) وتفرز إنزيم السليلوز. يحتوي الملحق أيضًا على بكتيريا تكسر السليلوز ، مما يعطيها دورًا مهمًا في الجهاز الهضمي للحيوانات المجترة. يمكن أن تحلل السليولاز السليلوز إلى مونومرات جلوكوز يمكن للحيوان استخدامها كمصدر للطاقة.

كما هو مبين في الشكل 4 ، يتم قلب كل مونومر جلوكوز آخر في السليلوز ، ويتم تعبئة المونومرات بإحكام كسلاسل طويلة ممتدة. وهذا يعطي السليلوز صلابة وقوة شد عالية - وهو أمر مهم جدًا للخلايا النباتية.

تؤدي الكربوهيدرات وظائف أخرى في الحيوانات المختلفة. المفصليات ، مثل الحشرات والعناكب وسرطان البحر ، لها هيكل عظمي خارجي ، يسمى الهيكل الخارجي ، والذي يحمي أجزاء الجسم الداخلية. يتكون هذا الهيكل الخارجي من جزيء الكيتين البيولوجي ، وهو كربوهيدرات نيتروجينية. وهي مصنوعة من وحدات مكررة من السكر المعدل المحتوي على النيتروجين.

جربها

السمنة هي مصدر قلق صحي في جميع أنحاء العالم ، والعديد من الأمراض ، مثل مرض السكري وأمراض القلب ، أصبحت أكثر انتشارًا بسبب السمنة. هذا هو أحد أسباب طلب أخصائيي التغذية المسجلين بشكل متزايد للحصول على المشورة. يساعد أخصائيو التغذية المسجلين في تخطيط برامج الغذاء والتغذية للأفراد في بيئات مختلفة. غالبًا ما يعملون مع المرضى في مرافق الرعاية الصحية ، ويصممون خطط التغذية للوقاية من الأمراض وعلاجها. على سبيل المثال ، قد يقوم اختصاصيو التغذية بتعليم مريض السكري كيفية التحكم في مستويات السكر في الدم عن طريق تناول الأنواع والكميات الصحيحة من الكربوهيدرات. قد يعمل اختصاصيو التغذية أيضًا في دور رعاية المسنين والمدارس والممارسات الخاصة.

لكي يصبح المرء اختصاصي تغذية مسجلاً ، يحتاج المرء إلى الحصول على درجة البكالوريوس على الأقل في علم التغذية أو التغذية أو تكنولوجيا الغذاء أو أي مجال ذي صلة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب على اختصاصيي التغذية المسجلين إكمال برنامج تدريب تحت الإشراف واجتياز اختبار وطني. أولئك الذين يتابعون وظائف في علم التغذية يأخذون دورات في التغذية والكيمياء والكيمياء الحيوية وعلم الأحياء وعلم الأحياء الدقيقة وعلم وظائف الأعضاء البشرية. يجب أن يصبح أخصائيو التغذية خبراء في كيمياء ووظائف الطعام (البروتينات والكربوهيدرات والدهون).

أهداف التعلم

الكربوهيدرات عبارة عن مجموعة من الجزيئات الكبيرة التي تعد مصدرًا حيويًا للطاقة للخلية وتوفر الدعم الهيكلي للخلايا النباتية والفطريات وجميع المفصليات التي تشمل الكركند وسرطان البحر والروبيان والحشرات والعناكب. يتم تصنيف الكربوهيدرات على أنها سكريات أحادية وثنائية السكريات وعديد السكاريد اعتمادًا على عدد المونومرات في الجزيء. ترتبط السكريات الأحادية بروابط جليكوسيدية تتشكل نتيجة تفاعلات الجفاف ، مكونة السكريات الثنائية والسكريات المتعددة مع التخلص من جزيء الماء لكل رابطة تتكون. الجلوكوز والجلاكتوز والفركتوز من السكريات الأحادية الشائعة ، في حين تشمل السكاريد الشائعة اللاكتوز والمالتوز والسكروز. النشا والجليكوجين ، أمثلة على السكريات ، هي أشكال تخزين الجلوكوز في النباتات والحيوانات ، على التوالي. قد تكون سلاسل السكاريد الطويلة متفرعة أو غير متفرعة. السليلوز هو مثال على عديد السكاريد غير المتفرّع ، في حين أن الأميلوبكتين ، أحد مكونات النشا ، هو جزيء شديد التشعب. تخزين الجلوكوز ، في شكل بوليمرات مثل نشا الجليكوجين ، يجعله أقل سهولة في عملية التمثيل الغذائي ؛ ومع ذلك ، فإن هذا يمنعها من التسرب خارج الخلية أو خلق ضغط تناضحي مرتفع يمكن أن يتسبب في امتصاص الماء المفرط من قبل الخلية.


الكربوهيدرات- التعريف والتصنيف مع التركيب والوظائف

الكربوهيدرات هي مجموعة كبيرة من المركبات العضوية تتكون من الكربون والهيدروجين والأكسجين والتي يمكن أن تتحلل عادة إلى مونومرات لإطلاق الطاقة في الكائنات الحية.

  • هذه هي الجزيئات الحيوية الأكثر وفرة في الجسم الحي من حيث الكتلة.
  • تُعرف الكربوهيدرات أيضًا باسم السكريات لأن العديد منها لها وزن جزيئي صغير نسبيًا مع طعم حلو. ومع ذلك ، قد لا يكون هذا صحيحًا بالنسبة لجميع الكربوهيدرات.
  • الصيغة التجريبية للكربوهيدرات هي Cم2س)ن، والذي يحتوي على معظم السكريات الأحادية. الكربوهيدرات هي هيدرات الكربون ويتم تعريفها على نطاق واسع بأنها الألدهيدات المتعددة الهيدروكسي أو الكيتونات ومشتقاتها.
  • هذه الجزيئات موزعة على نطاق واسع في كل من الأنسجة النباتية والحيوانية والتي تعمل كتراكيب هيكلية في النباتات وكذلك في الحشرات والقشريات.
  • كما توجد أيضًا كاحتياطي غذائي في أجهزة تخزين النباتات وكبد وعضلات الحيوانات. إنها مصدر أساسي للطاقة اللازمة للأنشطة الأيضية المختلفة للكائنات الحية.
  • النباتات أكثر وفرة في الكربوهيدرات مقارنة بالحيوانات.
  • تعمل بوليمرات الكربوهيدرات الأخرى على تليين المفاصل الهيكلية والمشاركة في التعرف والالتصاق بين الخلايا.
  • يعد الجلوكوز والسكروز والسليلوز وما إلى ذلك من أكثر الكربوهيدرات شهرةً وأهميةً الموجودة على الأرض.

ما هو مونومر؟

  • المونومر هو أبسط جزيء يشكل الوحدة الأساسية للبوليمرات ، وبالتالي يعتبر بمثابة اللبنات الأساسية للبوليمرات.
  • ترتبط المونومرات بمونومر آخر لتكوين سلسلة من الجزيئات المتكررة من خلال عملية البلمرة.
  • يمكن أن تكون المونومرات طبيعية أو اصطناعية بطبيعتها. المونومرات الطبيعية عبارة عن أحماض أمينية وسكريات أحادية ، ومن أمثلة المونومرات الاصطناعية كلوريد الفينيل والستايرين.

ما هو البوليمر؟

  • البوليمر مادة تتكون من جزيئات كبيرة تتكون من العديد من الوحدات الفرعية أو المونومرات المتكررة.
  • تتكون البوليمرات عن طريق ربط عدة وحدات أحادية في عملية تسمى البلمرة.
  • يمكن أن تكون البوليمرات ، مثل المونومرات ، اصطناعية وطبيعية. تشمل البوليمرات الطبيعية الجزيئات الحيوية مثل الكربوهيدرات والبروتينات ، في حين أن البوليمرات الاصطناعية هي البوليسترين والبولي فينيل كلوريد.

ما هو الجزيء الكبير؟

  • الجزيء الكبير هو جزيء كبير يتكون من آلاف الذرات التي تكونت عن طريق بلمرة وحدات فرعية أصغر تسمى المونومرات.
  • تتكون الجزيئات الكبيرة من عدد كبير من الذرات التي ترتبط ببعضها البعض بواسطة روابط تساهمية. تشكل هذه الجزيئات الكبيرة بوليمرات.
  • الجزيئات الكبيرة هي أيضًا من نوعين طبيعيين وتركيبيين. الجزيئات الكبيرة الطبيعية هي جزيئات حيوية مثل الكربوهيدرات والدهون ، والجزيئات الكبيرة الاصطناعية عبارة عن بوليمرات صناعية مثل البلاستيك والمطاط.

ما هي الروابط التساهمية؟

الشكل: تكوين جلوكوزيد الإيثيل من الجلوكوز والإيثانول ، مما يُظهر الكربون الشاذ ورابط الجليكوسيد الناتج. مصدر الصورة: AxelBoldt.

  • الوحدات الأحادية من الكربوهيدرات تشبه بعضها ببعض بواسطة روابط تساهمية تسمى روابط جليكوسيدية.
  • يتم تكوين رابطة جليكوسيدية بين مجموعة الكربوكسيل الموجودة على الكربون الشاذ لمونومر واحد ومجموعة الكحول الموجودة في مونومر آخر.
  • الروابط التساهمية في الكربوهيدرات هي روابط خاصة تحدد الكثير من شكل المركب الأكثر تعقيدًا ، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن هذه الروابط تمنع دوران جزيئات معينة تجاه بعضها البعض.
  • الروابط التساهمية في الكربوهيدرات هي إما روابط α أو β-glycosidic اعتمادًا على الكيمياء الفراغية لذرات الكربون المرتبطة ببعضها البعض.
  • تحتوي السلسلة الخطية في جزيء الكربوهيدرات إما على رابطة α-1،4-glycosidic أو رابطة β-1،4-glycosidic. ومع ذلك ، فإن التفرع في الكربوهيدرات ينتج عن رابطة 1،6-glycosidic.

4 أنواع من الجزيئات الحيوية ووظائفها

يعد كل نوع من أنواع الجزيئات الحيوية الأربعة الرئيسية مكونًا خلويًا مهمًا ويؤدي مجموعة متنوعة من الوظائف.

4 فئات رئيسية من الجزيئات البيولوجية تشمل:

  1. الكربوهيدرات (السكريات الأحادية ، السكريات ، السكريات)
  2. الدهون (الدهون الثلاثية ، الفوسفوليبيد ، المنشطات)
  3. البروتينات
  4. الأحماض النووية (DNA، RNA)

إلى جانب أدوارها المحددة ، يمكن أن تعمل الكربوهيدرات والدهون والبروتينات كمصدر للطاقة ، بينما تعد الأحماض النووية أهم الجزيئات الكبيرة لاستمرارية الحياة.

الوظيفة البيولوجية للكربوهيدرات

تنتج النباتات والطحالب ملايين الأطنان من الكربوهيدرات كل عام من خلال التمثيل الضوئي.

تتمثل الوظيفة الرئيسية للكربوهيدرات في توفير الطاقة ، خاصة من خلال الجلوكوز.

خلال التنفس الخلوي، يتم تكسير الجلوكوز وأكسدته داخل الخلايا. تُستخدم هذه العملية لتصنيع الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) - مصدر الطاقة للتفاعلات الخلوية.

عندما تكون كمية الأدينوزين ثلاثي الفوسفات كافية ، يتم تحويل الكربوهيدرات البسيطة إلى بوليمرات الكربوهيدرات (الجليكوجين أو النشا) أو الدهون والمخزنة.

للكربوهيدرات أيضًا وظائف مهمة أخرى في جميع الكائنات الحية.

على سبيل المثال ، تعمل كمواد بناء داخل الخلايا النباتية وتقوم بتحديد هوية خلية إلى خلية عند تثبيتها على الأسطح الخارجية للغشاء السيتوبلازمي.

وظيفة الدهون

تشمل الدهون مجموعة متنوعة من الجزيئات الحيوية. وهي غير قابلة للذوبان في الماء وتشمل في الغالب روابط كربون-كربون أو كربون-هيدروجين غير قطبية.

تتمثل الوظيفة الأساسية للدهون في العمل كجزيء لتخزين الطاقة للاستخدام طويل الأمد.

يتم تحويل الكربوهيدرات الزائدة إلى دهون لاستخدامها لاحقًا.

1 جرام من الدهون يساوي 38 كيلو جول أو 9 كيلو كالوري (مقابل 17 كيلو جول أو 4 كيلو كالوري للكربوهيدرات والبروتينات).

تؤدي الدهون وظائف مختلفة في الخلية.

على سبيل المثال ، تستخدم النباتات والحيوانات الدهون كعزل عن البيئة. الدهون جزء مهم من جميع أغشية الخلايا و العديد من الهرمونات.

الدور البيولوجي للبروتينات

تحتوي كل خلية حية على آلاف البروتينات التي تؤدي كل منها وظيفة فريدة. يمكن أن تكون بمثابة كتل بناء هيكلية وجزيئات وظيفية ، تشارك في كل مهمة تقريبًا للخلية.

هذه الفئة من الجزيئات الكبيرة عبارة عن بوليمرات من 20 حمض أميني.

وظيفة الأحماض النووية في الخلايا

تتمثل الوظيفة الرئيسية للأحماض النووية في تخزين وحمل المعلومات الوراثية لعمل الخلية.

تشتمل الأحماض النووية على فئتين رئيسيتين من الجزيئات البيولوجية ، الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) ، وتتكون من النيوكليوتيدات.

تحفز إنزيمات البروتين والحمض النووي التفاعلات الكيميائية الحيوية في كل من تقويض واستقلاب الجزيئات الكبيرة.

الهدم - انهيار الجزيئات الحيوية في الكائنات الحية.

الابتنائية - تخليق الجزيئات البيولوجية المعقدة.


بناء الجزيئات الكبيرة

على الرغم من أن معظم الجلوكوز الممتص يستخدم لتوليد الطاقة ، يتم تحويل بعض الجلوكوز إلى ريبوز وديوكسيريبوز ، وهما لبنات بناء أساسية للجزيئات الكبيرة المهمة ، مثل RNA و DNA و ATP. يستخدم الجلوكوز أيضًا في صنع جزيء NADPH ، وهو مهم للحماية من الإجهاد التأكسدي ويستخدم في العديد من التفاعلات الكيميائية الأخرى في الجسم. إذا تم تلبية كل الطاقة ، وقدرة تخزين الجليكوجين ، واحتياجات بناء الجسم ، فيمكن استخدام الجلوكوز الزائد في تكوين الدهون. هذا هو السبب في أن اتباع نظام غذائي غني بالكربوهيدرات والسعرات الحرارية يمكن أن يضيف إلى موضوع الوزن والدهون الذي سيتم مناقشته قريبًا.

الشكل 4.11 التركيب الكيميائي لمزيل الأكسجين

يستخدم جزيء السكر ديوكسيريبوز لبناء العمود الفقري للحمض النووي. صورة rozeta / CC BY-SA 3.0

الشكل 4.12 DNA مزدوج الشريطة

صورة Forluvoft / Public Domain


هيكل ووظيفة الجراثيم المعوية الدقيقة للإنسان: الفهم الحالي والاتجاهات المستقبلية

على الرغم من الأدبيات المتزايدة التي تميز الميكروبيوم البرازي وارتباطه بالصحة والمرض ، فقد قامت دراسات قليلة بتحليل ميكروبيوم الأمعاء الدقيقة. هنا ، ندرس ما هو معروف عن الجراثيم المعوية الدقيقة للإنسان من حيث بنية المجتمع والخصائص الوظيفية. ندرس الديناميكيات الزمنية لمجموعة مختارة من البكتيريا في الأمعاء الدقيقة ، وتأثير الكربوهيدرات والدهون الغذائية على تشكيل هذه المجموعات السكانية. ثم نقوم بتقييم دسباقتريوز في الأمعاء الدقيقة في العديد من نماذج الأمراض البشرية ، بما في ذلك فرط نمو البكتيريا المعوية الدقيقة ، ومتلازمة الأمعاء القصيرة ، والتهاب الجيوب ، والخلل المعوي البيئي ، ومتلازمة القولون العصبي. ما هو واضح هو أن البيولوجيا البكتيرية ، وآليات الفيزيولوجيا المرضية التي تسببها البكتيريا ، واسعة للغاية وأنيقة في الأمعاء الدقيقة. تواجه دراسة الجراثيم المعوية الدقيقة تحديات بسبب الظروف البيئية المتقلبة بسرعة في هذه الأجزاء المعوية ، فضلاً عن تعقيد جمع العينات وتحليل المعلومات الحيوية. نظرًا لأن وظيفة الجهاز الهضمي تحددها الأمعاء الدقيقة بشكل أساسي ، يجب بذل الجهود لتوصيف أفضل لهذا النظام البيئي الميكروبي الفريد والمهم.

الكلمات الدالة: Dysbiosis وظيفة ميكروبيوم ميكروبيوتا هيكل الأمعاء الدقيقة.

حقوق النشر © 2020 المؤلفون. تم النشر بواسطة Elsevier Inc. جميع الحقوق محفوظة.


هيكل الكربوهيدرات والوظيفة البيولوجية الفصل الثامن بأكمله - عرض بوربوينت PPT

الجلوكوز هو الوقود البيولوجي الرئيسي. 2) ريبوز وديوكسيريبوز هما لبنات البناء. D- الجلوكوز ، D- ريبوز. (الأحماض الأمينية؟) تقليديا ، مراوان. & ndash عرض PowerPoint PPT

يعد موقع PowerShow.com موقعًا رائدًا لمشاركة العروض التقديمية / عرض الشرائح. سواء كان تطبيقك يتعلق بالعمل ، أو الكيفية ، أو التعليم ، أو الطب ، أو المدرسة ، أو الكنيسة ، أو المبيعات ، أو التسويق ، أو التدريب عبر الإنترنت أو لمجرد التسلية ، فإن موقع PowerShow.com يعد مصدرًا رائعًا. والأفضل من ذلك كله ، أن معظم ميزاته الرائعة مجانية وسهلة الاستخدام.

يمكنك استخدام PowerShow.com للعثور على أمثلة لعروض PowerPoint التقديمية عبر الإنترنت وتنزيلها حول أي موضوع يمكنك تخيله حتى تتمكن من تعلم كيفية تحسين الشرائح والعروض التقديمية مجانًا. أو استخدمه للعثور على عروض تقديمية عالية الجودة لـ PowerPoint وتنزيلها مع شرائح مصورة أو متحركة ستعلمك كيفية القيام بشيء جديد ، مجانًا أيضًا. أو استخدمه لتحميل شرائح PowerPoint الخاصة بك حتى تتمكن من مشاركتها مع المعلمين أو الفصل أو الطلاب أو الرؤساء أو الموظفين أو العملاء أو المستثمرين المحتملين أو العالم. أو استخدمه لإنشاء عروض شرائح صور رائعة حقًا - مع انتقالات ثنائية وثلاثية الأبعاد ورسوم متحركة وخيارات الموسيقى التي يمكنك مشاركتها مع أصدقائك على Facebook أو دوائر Google+. هذا كله مجاني أيضًا!

مقابل رسوم رمزية ، يمكنك الحصول على أفضل خصوصية على الإنترنت في المجال أو الترويج للعروض التقديمية وعروض الشرائح مع أعلى التصنيفات. لكن بصرف النظر عن ذلك فهو مجاني. سنقوم بتحويل العروض التقديمية وعروض الشرائح إلى تنسيق الفلاش العالمي بكل مجدها الأصلي للوسائط المتعددة ، بما في ذلك الرسوم المتحركة ، وتأثيرات الانتقال ثنائية وثلاثية الأبعاد ، والموسيقى المضمنة أو أي صوت آخر ، أو حتى الفيديو المضمّن في الشرائح. كل هذا مجانا. يمكن مشاهدة معظم العروض التقديمية وعروض الشرائح على PowerShow.com مجانًا ، بل إن الكثير منها مجاني للتنزيل. (يمكنك اختيار ما إذا كنت ستسمح للأشخاص بتنزيل عروض PowerPoint التقديمية الأصلية وعروض شرائح الصور مقابل رسوم أو مجانًا أم لا على الإطلاق.) تحقق من PowerShow.com اليوم - مجانًا. حقا هناك شيء للجميع!

العروض التقديمية مجانًا. أو استخدمه للعثور على عروض تقديمية عالية الجودة لـ PowerPoint وتنزيلها مع شرائح مصورة أو متحركة ستعلمك كيفية القيام بشيء جديد ، مجانًا أيضًا. أو استخدمه لتحميل شرائح PowerPoint الخاصة بك حتى تتمكن من مشاركتها مع المعلمين أو الفصل أو الطلاب أو الرؤساء أو الموظفين أو العملاء أو المستثمرين المحتملين أو العالم. أو استخدمه لإنشاء عروض شرائح صور رائعة حقًا - مع انتقالات ثنائية وثلاثية الأبعاد ورسوم متحركة وخيارات الموسيقى التي يمكنك مشاركتها مع أصدقائك على Facebook أو دوائر Google+. هذا كله مجاني أيضًا!


الكربوهيدرات: السكريات الأحادية والسكريات والسكريات الأحادية

إنها وحدات السكر التي لا يمكن تحللها بالماء إلى وحدات أبسط. هناك فئتان رئيسيتان من السكاريد الأحادي & # 8217s.

تُعرف السكريات التي تحتوي على مجموعة الألدهيدات باسم الألدوز ، على سبيل المثال ، الجلوكوز والجالاكتوز والمانوز والريبوز والجلسيروز.

تُعرف السكريات التي تحتوي على مجموعة الكيتونات باسم كيتوز. على سبيل المثال ، ثنائي هيدروكسي أسيتون وسكر الفواكه و Seduloheptulose.

اعتمادًا على عدد ذرات الكربون ، يتم تصنيف الألدوز والكيتوز على النحو التالي:

الشخصيات الفيزيائية للسكريات الأحادية:

1. ذرة الكربون غير المتماثلة / المركز اللولبي:

تُعرف ذرة الكربون المستبدلة بأربع مجموعات أو ذرات مختلفة باسم ذرة الكربون غير المتماثلة. تحتوي جميع الكربوهيدرات باستثناء ثنائي هيدروكسي أسيتون على ذرة كربون غير متماثلة أو أكثر.

يُعرف مركبان لهما نفس الصيغة الجزيئية ولكن الصيغة التركيبية المختلفة باسم الأيزومرات. يمكن حساب عدد الأيزومرات من عدد المراكز اللولبية (ن). الصيغة العامة هي 2 ن. يحتوي الجلوكوز على أربع ذرات كربون غير متماثلة ، أي ن = 4 ، لذلك 2 4 = 16 أيزومرات ممكنة للجلوكوز.

عندما تختلف السكريات فقط في التكوين حول ذرة كربون محددة ، فإنها تسمى epimers. على سبيل المثال ، الجلوكوز والمانوز هي epimers في C.2 في حين أن الجلوكوز والجالاكتوز هما epimers في C4.

تُعرف الصور المرآة غير المستحيلة للغاية باسم المتغيرات. على سبيل المثال ، السكريات D و L.

عندما يمر الضوء الأبيض (وهو مزيج من أطوال موجية مختلفة) عبر منشور نيكول ، فإن الضوء الناشئ سيكون بطول موجة واحد وهذا ما يعرف بالضوء المستقطب المستوي. عندما يتم تمرير هذا الضوء المستقطب من خلال محلول يحتوي على الكربوهيدرات ، ينحرف الضوء إما نحو اليمين أو اليسار ، والذي يعتمد على تكوين الذرات حول المركز اللولبي.

عندما يتم أخذ المحلول الذي يحتوي على الجلسيرالديهيد مع التكوين في الشكل الموضح أدناه حول المركز اللولبي ، حيث تكون مجموعة - OH على ذرة الكربون غير المتماثلة باتجاه اليمين ، عند كتابتها على الورق في شكل إسقاط خط مستقيم ، ينحرف الضوء نحو اليمين. ومن ثم يُعرف هذا الجلسيرالدهيد بالسكر أو المركب المزعج ويشار إليه على أنه سكر د (+ سكر).

عندما يتم أخذ المحلول المحتوي على الجلسيرالديهيد بالتكوين التالي حول المركز اللولبي ، حيث تتجه مجموعة —OH على ذرة الكربون غير المتماثلة باتجاه اليسار ، عند كتابتها على الورق في شكل إسقاط خط مستقيم ، ثم يتم تدوير الضوء المستقطب نحو اليسار . ومن ثم يُعرف هذا الجلسيرالديهيد بالسكر أو المركب المنعش ويشار إليه على أنه سكر واحد (- سكر).

يحتوي Glyceraldehyde على مركز واحد فقط أو ذرة كربون غير متماثلة ، في حين أن tetroses و pentose & # 8217s و hexoses لها أكثر من مركز واحد. في مثل هذه الحالات ، يعتمد دوران الضوء المستقطب على العديد من العوامل ، مثل التكوين حول كل مركز لولبي ، والمذيب الموجود فيه ، ودرجة الحرارة ، وما إلى ذلك.

في ظل هذه الظروف لا توجد علاقة بين تكوينات السكر ودوران الضوء المستقطب المستوي. ومن ثم يتم تجميع المركبات الأخرى (السكريات والأحماض الأمينية وما إلى ذلك) في فئتين هما مركبات السلسلة D ومركبات السلسلة L.

مركبات السلسلة D. هي تلك المركبات التي تحتوي على المجموعة المرجعية على الجانب الأيمن من آخر مركز لولبي من المجموعة الوظيفية. إذا تم أخذ الجلوكوز ، فإن المجموعة الوظيفية هي المجموعة الألدهيدية (-CHO) والمركز اللولبي الأبعد عنها هو ذرة الكربون الخامسة والمجموعة المرجعية -OH موجودة على الجانب الأيمن من السلسلة المستقيمة.

ومن ثم يعرف باسم D- الجلوكوز. هذا الجلوكوز قد يكون أو لا يكون خبيثًا. قد يكون أيضًا منجمًا. إذا كان هذا الجلوكوز هو dextrorotatory ، فإنه يتم تعيينه على أنه D - (+) - الجلوكوز وإذا كان هذا الجلوكوز مسدودًا ، فيتم تحديده على أنه D - (-) - جلوكوز.

مركبات السلسلة L. هي تلك المركبات التي تحتوي على المجموعة المرجعية على الجانب الأيسر من آخر مركز لولبي من المجموعة الوظيفية. إذا كانت مجموعة -OH موجودة في الجانب الأيسر من الكربون الخامس من الشكل المستقيم للجلوكوز ، فإنها تُعرف باسم L-glucose. هذا الجلوكوز قد يكون أو لا يكون طارًا. قد يكون أيضًا خادعًا. إذا كان هذا الجلوكوز مزعجًا ، فسيتم تعيينه على أنه L - (+) - جلوكوز وإذا كان هذا الجلوكوز هو الجلوكوز المسامي ، فيتم تحديده على أنه L - (-) - جلوكوز.

يُعرف المحلول الذي يحتوي على عدد متساوٍ من أشكال d (+) و amp l (-) من السكر باسم خليط راسيمي.

تُعرف السكريات المختلفة في ذرة الكربون الشاذة باسم anomers.

عندما تتفاعل مجموعة ألدهيدية (أو كربونيل كربوني) مع مجموعة كحولية ، فإنها تؤدي إلى تكوين نواة نصفية. تحتوي الكربوهيدرات على مجموعات الألدهيد (كاربونيل) والكحولية داخل الجزيء. ومن ثم فمن الممكن أن تتفاعل مجموعة الألدهيدات الموجودة في ذرة الكربون الأولى للسكريات مع أي من المجموعات الكحولية الموجودة على ذرات الكربون الأخرى ، مما يؤدي إلى تكوين مركز مراوان إضافي عند ذرة الكربون الأولى وهذا غير طبيعي. يُعرف المركز الآن باسم ذرة الكربون الشاذة. تُعرف السكريات المختلفة في ذرة الكربون الشاذة هذه باسم anomers.

اثنين من الشذوذ لكل من السكريات ممكنة. إذا كانت المجموعة -OH على ذرة الكربون غير المألوفة باتجاه اليمين ، فإنها تُعرف باسم أنومر ألفا (α). إذا كانت مجموعة –OH على ذرة الكربون الشاذة باتجاه اليسار ، فإنها تُعرف باسم انومر بيتا (β) أو β-sugar.

3. الهياكل الحلقية للكربوهيدرات:

يمكن أن تتفاعل مجموعة الألدهيدات الموجودة على ذرة الكربون الأولى من السكريات مع المجموعة الكحولية على ذرة الكربون الرابعة في البنتوز & # 8217s وذرات الكربون الرابعة أو الخامسة في شكل سداسي ، مكونة نصف أسيتال (كما هو موضح تحت anomers). ينتج عن هذا تكوين هيكل حلقة دورية. إذا كانت ذرات الكربون الأولى والرابعة متورطة في تكوين نصف الأسيتال ، فإن بنية الحلقة الناتجة هي حلقة مكونة من خمس أعضاء تشبه مركبًا آخر يعرف باسم الفوران. ومن هنا فإن اسم هيكل حلقة الكربوهيدرات الناتجة هو حلقة الفورانوز.

إذا كانت ذرات الكربون الأولى والخامسة من نفس السكر متورطة في تكوين نصفي ، فإن بنية الحلقة الناتجة هي حلقة خماسية الأعضاء تشبه مركبًا آخر يعرف باسم بيران. ومن هنا فإن اسم هيكل حلقة الكربوهيدرات الناتجة هو حلقة بيرانوز.

من بين الكربوهيدرات ، لا تشارك الثلاثيات والرباعية في تكوين الحلقة بسبب قصر طولها. تشكل Pentose & # 8217s دائمًا بنية حلقة الفورانوز ، في حين أن السداسيات يمكن أن تشكل هياكل حلقة فورانوز وبيرانوز. فيما يلي الهياكل الحلقية لعدد قليل من السكاريد الأحادي & # 8217s.

يُعرف التغيير في الدوران المحدد لمركب نشط بصريًا دون أي تغيير في خصائصه الأخرى باسم التحور.

الجلوكوز المتبلور من الماء البارد هو α-D-glucose ويظهر دوران محدد لـ <α>20 د = + 112.2 درجة. إذا تم إذابته في الماء ، فإن الدوران النوعي يتغير تدريجيًا بمرور الوقت ويصل إلى قيمة ثابتة تبلغ 52.7 درجة.

هذا التغيير في دوران محدد يرجع إلى أن α-D-glucose يتحول إلى β-D-glucose عبر سلسلة وسيطة مستقيمة وأخيراً خليط توازن من حوالي 1/3 من α-D-glucose و 2 / 3rds من β-D- جلوكوز ويتم تشكيل القليل من شكل سلسلة مستقيمة. يُعرف هذا التغيير في دوران معين بالتحوير.

وبالمثل ، فإن β-D-glucose ، والذي يمكن الحصول عليه عند التبلور من بيريدين ، يُظهر دورانًا محددًا لـ <α>20 د = + 19 درجة. عندما يذوب هذا في الماء يتغير دورانه تدريجياً وينتهي إلى 52.1 درجة. ويرجع هذا مرة أخرى إلى تغيير الحركة وتشكيل أشكال α و وسلسلة مستقيمة من الجلوكوز في توازن 1/3: 2/3: 0/1 (ن).

التفاعلات الكيميائية للكربوهيدرات:

1. تقليل تأثير السكريات:

في الوسط القلوي ، يمكن أن تقلل مجموعة السكريات الألدهيدية أو الكيتونية من عدد من المواد (المعادن) مثل النحاس والفضة والزئبق والبزموت. يتم تقليل أملاح النحاس إلى هيدروكسيد النحاس أو أكسيد في محلول. يتم تحديد السكريات في البول والدم بناءً على هذا المبدأ. يستخدم كاشف Benedict & # 8217s بشكل شائع للكشف عن السكريات في البول.

تُعرف السكريات التي تحتوي على مجموعة ألدهيدية أو كيتونية حرة بالسكريات المختزلة ، مثل الجلوكوز والفركتوز والجالاكتوز وجميع السكريات الأحادية الأخرى. من بين السكريات ثنائية المالتوز واللاكتوز يتم تقليل السكريات.

هذا اختبار شبه كمي يستخدم بكثرة للكشف عن نسبة السكر في البول. يتم إجراء اختبار Benedict & # 8217s في وسط قلوي معتدل. ومن ثم فإن عوامل الاختزال الضعيفة مثل حمض البوليك والكرياتينين في البول لا يمكن أن تقلل من كاشف Benedict & # 8217s. لذلك ، فإن هذا الاختبار خاص جدًا بالجلوكوز أو السكريات المختزلة الأخرى في البول.

يتم الاحتفاظ بالأيونات النحاسية (هيدروكسيد) في كاشف Benedict & # 8217s في محلول كمركب سيترات قلوية. عندما يتم تسخين كاشف Benedict & # 8217s مع السكر المختزل ، يتم تقليل الأيونات النحاسية إلى أيونات نحاسية (أكسيد) ، والتي تكون أقل قابلية للذوبان في الماء ، وبالتالي تترسب من المحلول القلوي كأكسيد نحاسي.

يتم أخذ 5 مل من كاشف Benedict & # 8217s في أنبوب اختبار نظيف وجاف ويتم تسخينه حتى الغليان. عند التأكد من عدم تكوين الراسب ، يضاف إليه 8 قطرات من البول ويتم تسخينه لمدة دقيقتين إضافيتين. يعتبر تكوين راسب ملون بعد إضافة البول مؤشرا إيجابيا. يعتمد لون المادة المترسبة على النسبة المئوية لتقليل السكر.

تسمى السكريات التي لا تحتوي على مجموعة الألدهيد أو الكيتونية الحرة على أنها سكريات غير مختزلة ، مثل السكروز والتريهالوز. ملحوظة: على الرغم من أن السكريات تحتوي على مجموعة ألدهيدية أو كيتونية واحدة على الأقل ، إلا أنها لا تزال غير مختزلة من السكريات نظرًا لحجمها الجزيئي الأكبر وتعقيد البنية. ومن ثم فإن المجموعة الألدهيدية أو الكيتونية غير متاحة لإجراء الاختزال.

2. تشكيل أوسازون:

يتفاعل فينيل هيدرازين مع السكريات المختزلة لتكوين الأوزازونات. أنها تنطوي على الكربونيل والكربون المجاور. Osazone هو مركب بلوري ويستخدم كاختبار لتحديد السكريات.

يشكل الفركتوز والجلوكوز بلورة على شكل عصا مكنسة في 3 و 5 دقائق على التوالي. يشكل المالتوز بلورات على شكل نجمة في 20 دقيقة بينما يشكل اللاكتوز بلورات على شكل نفخة في غضون 30 دقيقة.

3. أكسدة السكريات:

(أ) عامل مؤكسد معتدل مثل البروم يؤكسد المجموعة الألدهيدية للكربوهيدرات وتحويلها إلى مجموعة حمضية.

(ب) عامل مؤكسد قوي مثل حمض النيتريك يؤكسد الكحول الأساسي للكربوهيدرات التي تشكل أحماض السكريات.

يشكل الجالاكتوز حمض المخاط ، وهو غير قابل للذوبان في الماء. هذا يشكل اختبار تحديد للجالاكتوز المعروف باسم اختبار حمض المخاط.

داخل الخلية ، تقوم الإنزيمات بأكسدة كل من مجموعات الألدهيدات والكحول الأولية للكربوهيدرات التي تشكل أحماض اليورونيك.

حمض D-glucuronic هو أحد مكونات المواد الإنشائية مثل كبريتات شوندروتن وكبريتات mucoitin والبروتينات السكرية (البروتيوغليكون). يلعب دورًا مهمًا في إزالة السموم من أصباغ الصفراء. يشكل L- الجلوكوز حمض اليودورونيك.

4. الجفاف بالأحماض القوية:

يتركز H2وبالتالي4 يزيل مجموعات —OH المجاورة مثل الماء (H2O) تشكيل فورفورال شكل بنتوز & # 8217s وهيدروكسي ميثيل فورفورال من hexoses.

يتكثف Furfural مع α-naphthol في وجود الكحول مكونًا مركبًا بنفسجيًا بنفسجي اللون. هذا هو مبدأ اختبار Molisch & # 8217s وهو اختبار تحديد شائع لجميع الكربوهيدرات.

5. السكريات المشتقة:

المواد المكونة من السكريات عند الأكسدة أو الاختزال أو الإضافة / الاستبدال لأي مجموعة تسمى السكريات المشتقة.

يتم استبدال مجموعة الهيدروكسيل في الكربون الثاني من السكر بمجموعة أمينية لتكوين سكر أميني ، على سبيل المثال ، الجلوكوزامين ، الجالاكتوزامين.

تتشكل هذه السكريات نتيجة إزالة أحد الأكسجين من المجموعة الكحولية ، على سبيل المثال ، 2-Deoxy-ribose ، وهنا تتم إزالة & # 8216O & # 8217 من المجموعة الكحولية الثانية. إنه موجود في الحمض النووي. L- الفوكوز هو 6-Deoxy L-galactose ، L-rhamnose هو 6-Deoxy L-mannose.

(ج) منتجات أكسدة الكربوهيدرات:

أحماض اليورونيك وأحماض السكريات هي أيضًا سكريات مشتقة.

6. تكوين الجليكوسيدات بالكحول:

عندما تتفاعل مجموعتان كحوليتان مع بعضهما البعض ، يتشكل جليكوسيد. تحتوي الكربوهيدرات على العديد من المجموعات الكحولية. ومن ثم يمكن أن يتفاعل نوعان من الكربوهيدرات مع المجموعات الكحولية من السكريات بعضها البعض ، وتشكل جليكوسيدات. يُعرف اتحاد نوعين من الكربوهيدرات باسم ثنائي السكاريد ، وثلاثة عبارة عن ثلاثي السكاريد والعديد منها عبارة عن عديد السكاريد.

جليكوسيدات مهمة طبيا:

هناك بعض الجليكوسيدات ، بخلاف الكربوهيدرات التي تمت مناقشتها في هذه المقالة ، والتي تعتبر مهمة طبيا ، وبعضها:

هذا هو جليكوسيد القلب.

جليكوسيد نبات يستخدم كعامل محفز للمناعة.

أيضا جليكوسيد نبات يستخدم في وظائف الكلى.

نوع الكربوهيدرات # 2. السكريات:

تُعرف السكريات التي تحتوي على وحدتين من السكريات الأحادية مرتبطة برابطة جليكوسيدية باسم السكاريد.

تتم مناقشة السكاريد الثلاثة الأكثر شيوعًا أدناه:

1. المالتوز:

يحتوي على وحدتين من نوع a-D-glucose مرتبطتين بواسطة رابط α-1 → 4 glycosidic. يتم تسميته كيميائيًا باسم α-D-glucopyranosyl- (α-1 → 4) -α-D-glucopyranose. ومن المعروف أيضا باسم سكر الشعير. إنه نتاج التحلل المائي للنشا. وهو عبارة عن سكر مختزل ويشكل بلورات أوسازون على شكل نجمة.

2. اللاكتوز:

يتكون من β-D-galactopyrasone و α-D-glucopyranose مرتبطين من خلال رابط β-1 → 4 glycosidic. كيميائيا يطلق عليه β-D-galactopyranosyl- (β-1 → 4) -α-D-glucopyranose. إنه موجود في الحليب وبالتالي يسمى سكر الحليب. وهو عبارة عن سكر مختزل ويشكل بلورات أوسازون على شكل نفخة.

3. السكروز:

يحتوي على α-D-glycopyranse و β-D-fructofuranose المرتبط من خلال ارتباط α-1 → 2 glycosidic. اسمها الكيميائي هو α-D-glucopyranosyl- (α-1 → 2) -β-D-fructofuranose. إنه سكر المائدة الشائع الذي يتم الحصول عليه من قصب السكر ومن هنا جاء اسم قصب السكر. بما أنه سكر غير مختزل فإنه لا يشكل أوسازونات. يُعرف أيضًا باسم السكر المحول.

يُعرف السكروز بالسكر المقلوب لأن السكروز عبارة عن دكستروتوريتوري مع دوران محدد + 62.5 درجة. عند التحلل المائي بواسطة إنزيم & # 8211 سوكريز أو إنفرتيز ، فإنه يعطي مزيجًا من الجلوكوز والفركتوز. يُظهر هذا الخليط دورانًا محددًا صافياً قدره -19 درجة ، أي ، دور علوي. تُعرف الظاهرة التي يتم من خلالها تحويل السكر المنكمش إلى سكر مائي باسم السكر المقلوب.

تستخدم شركات الشوكولاتة إنزيم الإنفرتيز في تحضير الحلويات من أجل زيادة الطعم والقيمة التجارية. في تحضير هذه الحلوى ، يتم صنع كراميل السكروز الصلب ومغلف بإنزيم سوكريز أو إنفرتيز الذي يتم غمس الكاكاو عليه. يقوم الإنزيم بتحلل السكروز الصلب إلى جلوكوز سائل وفركتوز وهو أحلى بسبعين مرة ، وبالتالي يجذب المستهلك.

نوع الكربوهيدرات # 3. السكريات:

تسمى الكربوهيدرات المكونة من 10 وحدات أو أكثر من السكريات الأحادية باسم السكريات المتعددة. تُعرف أيضًا باسم glycans. يتم تصنيفها كذلك على أنها عديدات السكاريد المتجانسة وعديدات السكاريد غير المتجانسة.

عديدات السكاريد المتجانسة:

تسمى عديدات السكاريد التي تحتوي على نوع واحد فقط من وحدات السكاريد الأحادية عديدات السكاريد المتجانسة. على سبيل المثال ، النشا ، الجليكوجين ، السليلوز ، ديكستران ، إينولين ، أجار ، كيتين ، إلخ.

ومن المعروف باسم النشا الحيواني. يتكون من وحدات α-D-glucose مرتبطة بوصلات α-1 → 4 في الوصلات الخطية و α-1 → 6 عند نقاط التفرع. إنه شديد التشعب. الجليكوجين هو شكل تخزين للطاقة (الجلوكوز) في كل خلية من خلايا جسم الإنسان. يحتوي الكبد والعضلات على أعلى كمية من الجليكوجين. يوجد ما لا يقل عن 5٪ من الجليكوجين في كل خلية حتى في حالة الصيام / الجوع الشديد. يعطي اللون الأحمر مع اليود.

وهي تتكون من وحدات α-D-glucose ، ومن ثم تُعرف باسم glucosan. يتكون من أميلوز وأميلوبكتين. الأميلوز ملفوف وغير متفرّع. ترتبط وحدات α-D-glucose بروابط جليكوسيدية. الأميلوبكتين غير ملفوف ومتفرّع بدرجة عالية. لها روابط α-1 → 4 في السلسلة الخطية و α-1 → 6 عند نقاط التفرع. إنها الكربوهيدرات الرئيسية الموجودة في النباتات وتشكل المصدر الرئيسي لمصادر الطاقة الغذائية للإنسان. يعطي اللون الأزرق مع اليود.

يتكون من وحدات بيتا- D- جلوكوز مرتبطة بـ β-1 → 4 روابط جليكوسيدية. إنه غير متفرّع. إنه أكثر الكربوهيدرات وفرة في الطبيعة. يشكل أخشاب النبات. إنزيم السليولاز غائب في الإنسان وبالتالي يصبح غير قابل للاستعمال. ومع ذلك ، فإنه يضيف إلى الجزء الأكبر من الطعام ويساعد في حركة المعدة.

يتم إنتاجه عن طريق الخمائر والبكتيريا. يتكون من α-D-glucose مرتبطًا بروابط α-1 → 6 glycosidic. نقاط التفرع هي 1-2 ، 1-3 و1-4. تمتص الماء لتشكيل المواد الهلامية. يتم استخدامه كبديل للبلازما.

إنه فركتوزان. لا يمكن أن يتم استقلابه من قبل الجسم ، ومن ثم يتم استخدامه لفحص معدل الترشيح الكبيبي (GFR) في دراسة وظائف الكلى.

إنه جالاكتوز كبريتات. يذوب في الماء الساخن. يتحول إلى مادة هلامية عند التبريد ، وبالتالي يشكل وسطًا صلبًا في دراسات زراعة الأنسجة.

N-acetylglucosamine (chitosamine) مرتبط بـ β-1 → 4 روابط. موجود في الهيكل الخارجي للافقاريات مثل الصرصور وسرطان البحر.

عديدات السكاريد المتجانسة:

تتكون عديد السكاريد من نوعين أو أكثر من وحدات السكاريد الأحادي ، على سبيل المثال ، البكتين & # 8217s وعديدات السكاريد المخاطية.

معظمها متفرعة وموجودة مقترنة بالبروتينات وبالتالي تسمى البروتيوغليكان. يسمى جزء الكربوهيدرات بالجليكوزامينوجليكان. لديهم وحدة ديساكهاريد متكررة وهي أسيتيل أو كبريتات. هناك نوعان رئيسيان من عديدات السكاريد غير المتجانسة.

وهي تتكون من حمض الجالاكتورونيك والجالاكتوز والأرابينوز.

(ب) عديدات السكاريد المخاطية:

هم السكريات اللزجة (مثل mucin).

الأنواع المختلفة من عديدات السكاريد المخاطية وتكوينها مذكورة أدناه:


Nucleic Acids for Storing Information

Nucleic acids consist of three different types of molecules joined together: a sugar, a phosphate molecule and another molecule that contains nitrogen, called a nitrogenous base. The main role of nucleic acids is to store information that is used to make proteins. Nucleic acids come in two main forms: deoxyribonucleic acids, also known as DNA, and ribonucleic acids, also known as RNA. The main function of DNA is to store the genetic information that cells in the body need to function. RNA, on the other hand, plays an important role in converting the information from DNA into proteins.


Function of Fatty Acids

Fatty acids have important roles in: 1) signal-transduction pathways 2) cellular fuel sources 3) the composition of hormones and lipids 4) the modification of proteins and 5) energy storage within adipose tissue (specialized fat cells) in the form of triacylglycerols.

Biological Signalling

Fatty acids are involved in a wide range of biological signaling pathways. Following the dietary intake of polyunsaturated lipids, the products of lipid peroxidation can function as the precursors of powerful signaling mediators. Some examples of such signaling include eicosanoid production, the peroxidation of LDL, and the modulation of metabolic and neurological pathways.

Of particular importance is the role of fatty acids in the formation of eicosanoids, which are a group of signaling molecules involved in the immune response. Eicosanoids consist of 20-carbon polyunsaturated fatty acids that form the precursors of various molecules responsible for platelet aggregation, chemotaxis, and growth factors. The dietary intake of polyunsaturated fatty acids can also result in the peroxidation of LDL. When peroxidized LDL is engulfed by macrophages, the resultant immune activation can lead to the development of atherosclerosis. Furthermore, increased intake of cholesterol, saturated and trans fatty acids has been linked to the development of several cardiovascular diseases.

In contrast to the negative effects of LDL cholesterol, saturated, and trans fatty acids, the intake of both monounsaturated and ω-3 and ω-6 polyunsaturated fatty acids is associated with anti-inflammatory effects. In particular, these fatty acids increase the uptake of circulating LDL by the liver, and reduce leukocyte activation and platelet reactivity, lymphocyte proliferation, and blood pressure. Moreover, polyunsaturated fats are also required for normal growth and development, as well as the regulation of visual acuity and cognition in the central nervous system. Further beneficial effects of polyunsaturated fatty acids have been observed regarding the inhibition of cancer cell proliferation and anti-tumor effects in animal models.

The Metabolism of Fatty Acids as a Fuel Source

When used as an energy source, fatty acids are released from triacylglycerol and processed into two-carbon molecules identical to those formed during the breakdown of glucose moreover, the two-carbon molecules generated from the breakdown of both fatty acids and glucose are used to generate energy via the same pathways. Glucose can also be converted into fatty acids under conditions of excess glucose or energy within a cell.

Energy Storage

Fatty acids are also used as a form of energy storage as fat droplets composed of hydrophobic triacylglycerol within specialized fat cells called adipocytes. When stored in this form, fatty acids are important sources of thermal and electrical insulation, as well as protection against mechanical compression. Fatty acids are the preferred form of energy storage over glucose because they produce approximately six times the amount of usable energy. Storage in the form of triacylglycerol molecules consists of three fatty acid chains attached to a glycerol molecule.

Cell Membrane Formation

One of the more critical functions of fatty acids is the formation of the cell membrane, which envelops all cells and the associated intracellular organelles. In particular, cell membranes are composed of a phospholipid bilayer made up of two fatty acid chains bound to glycerol and a hydrophilic phosphate group joined to a smaller hydrophilic compound (e.g., choline). Thus, each phospholipid molecule has a hydrophobic tail composed of two fatty acid chains and a hydrophilic head comprised of the phosphate group. Cellular membranes are formed when two phospholipid monolayers associate with the tails joining in an aqueous solution to create a phospholipid bilayer.

An important feature of cellular membranes is membrane fluidity, which refers to the viscosity of the lipid membrane. Membrane fluidity is influenced by the diversity of the lipid chains that comprise the cell membrane, including the length of the chains and the level of saturation. When the membrane fluidity changes, the function and physical characteristics of the membrane are also altered. For example, increased consumption of ω-3 fatty acids can increase the level of EPA and DHA in cell membranes. When such incorporation occurs in the cell membranes of retinal cells, there is an enhancement in light transduction. Moreover, increased ω-3 fatty acid accumulation in the membranes of red blood cells results in greater membrane flexibility, potentially resulting in improved microcirculation.

Protein Modification

Fatty acids play several critical roles via their interaction with various proteins. The acylation of proteins is an important function of polyunsaturated fatty acids, as it is critical for the anchoring, folding, and function of multiple proteins. In addition, fatty acids can also interact with various nuclear receptor proteins and promote gene expression, as several fatty acid-protein complexes function as transcription factors. In this manner, fatty acids have been found to regulate the transcription of genes related to metabolism, cellular proliferation, and apoptosis.


It is best to get most of your carbohydrates from whole grains, dairy, fruits, and vegetables instead rather than refined grains. In addition to calories, whole foods provide vitamins, minerals, and fiber.

By making smart food choices, you can get the full range of healthy carbohydrates and plenty of nutrients:

  • Choose a variety of foods including whole grains, fruits and vegetables, beans and legumes, and low-fat or non-fat dairy products.
  • Read labels on canned, packaged, and frozen foods to avoid added sugar, salt, and fat.
  • Make at least half of your grain servings per day from whole grains.
  • Choose whole fruits and 100% fruit juices with no added sugar. Make at least half of your daily fruit servings from whole fruits.
  • Limit sweets, sugar-sweetened beverages, and alcohol. Limit added sugars to less than 10 percent of your calories per day.

Here is what is considered "1 serving" of carbohydrate-rich foods according to the USDA (www.choosemyplate.gov/):

  • Starchy vegetables: 1 cup (230 grams) mashed potato or sweet potato, 1 small ear of corn.
  • Fruits: 1 medium-sized fruit (such as an apple or orange), ½ cup dried fruit (95 grams) 1 cup 100% fruit juice (240 milliliters), 1 cup berries (or about 8 large strawberries).
  • Breads and cereals, grains, and beans: 1 slice of whole-grain bread 1/2 cup (100 grams) of cooked brown rice, pasta, or cereal 1/4 cup cooked peas, lentils, or beans (50 grams), 3 cups popped popcorn (30 grams).
  • Dairy: 1 cup (240 milliliters) of skim or low-fat milk or 8 ounces (225 grams) plain yogurt.

The food guide plate recommends filling half of your plate with fruits and vegetables, and one-third of your plate with grains, at least half of which are whole grains.

Here is a sample 2,000-calorie menu with healthy carbohydrate choices:

  • 1 cup (60 grams) shredded wheat cereal, topped with 1 tbsp (10 g) raisins and one cup (240 milliliters) fat-free milk
  • 1 حبة موز صغيرة
  • 1 hard-boiled egg

Smoked turkey sandwich, made with 2 ounces (55 grams) whole-wheat pita bread, 1/4 cup (12 grams) romaine lettuce, 2 slices tomato, 3 ounces (85 grams) sliced smoked turkey breast.


شاهد الفيديو: درس التركيب الكميائي لأجسام الكائنات الحيه الكربوهيدراتللصف الأول الثانوي-بيولوجى محمد عياد (شهر نوفمبر 2022).