6.2: کربوهیدرات
- Page ID
- 216548
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\dsum}{\displaystyle\sum\limits} \)
\( \newcommand{\dint}{\displaystyle\int\limits} \)
\( \newcommand{\dlim}{\displaystyle\lim\limits} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\(\newcommand{\longvect}{\overrightarrow}\)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\(\newcommand{\avec}{\mathbf a}\) \(\newcommand{\bvec}{\mathbf b}\) \(\newcommand{\cvec}{\mathbf c}\) \(\newcommand{\dvec}{\mathbf d}\) \(\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}\) \(\newcommand{\evec}{\mathbf e}\) \(\newcommand{\fvec}{\mathbf f}\) \(\newcommand{\nvec}{\mathbf n}\) \(\newcommand{\pvec}{\mathbf p}\) \(\newcommand{\qvec}{\mathbf q}\) \(\newcommand{\svec}{\mathbf s}\) \(\newcommand{\tvec}{\mathbf t}\) \(\newcommand{\uvec}{\mathbf u}\) \(\newcommand{\vvec}{\mathbf v}\) \(\newcommand{\wvec}{\mathbf w}\) \(\newcommand{\xvec}{\mathbf x}\) \(\newcommand{\yvec}{\mathbf y}\) \(\newcommand{\zvec}{\mathbf z}\) \(\newcommand{\rvec}{\mathbf r}\) \(\newcommand{\mvec}{\mathbf m}\) \(\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}\) \(\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}\) \(\newcommand{\real}{\mathbb R}\) \(\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}\) \(\newcommand{\bcal}{\cal B}\) \(\newcommand{\ccal}{\cal C}\) \(\newcommand{\scal}{\cal S}\) \(\newcommand{\wcal}{\cal W}\) \(\newcommand{\ecal}{\cal E}\) \(\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}\) \(\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}\) \(\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}\) \(\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}\) \(\newcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\col}{\text{Col}}\) \(\renewcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\nul}{\text{Nul}}\) \(\newcommand{\var}{\text{Var}}\) \(\newcommand{\corr}{\text{corr}}\) \(\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}\) \(\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}\) \(\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}\) \(\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}\) \(\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}\) \(\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}\) \(\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}\) \(\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}\) \(\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}\) \(\newcommand{\lt}{<}\) \(\newcommand{\gt}{>}\) \(\newcommand{\amp}{&}\) \(\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}\)- به رسمیت شناختن کربوهیدرات ها و طبقه بندی آنها به عنوان مونو، دی، و یا پلی ساکارید.
تمام کربوهیدرات ها از اتم های کربن، هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده اند و پلی هیدروکسی آلدئیدها یا کتون ها هستند یا ترکیباتی هستند که می توانند برای تشکیل چنین ترکیباتی شکسته شوند. نمونه هایی از کربوهیدرات ها شامل نشاسته، فیبر، ترکیبات شیرین مزه به نام قندها و مواد ساختاری مانند سلولز است. اصطلاح کربوهیدرات ریشه در تفسیر نادرست فرمول های مولکولی بسیاری از این مواد داشت. به عنوان مثال، از آنجا که فرمول آن C 6 H 12 O 6 است، زمانی تصور می شد که گلوکز یک «هیدرات کربن» با ساختار C 6 · 6H 2 O است.
کدام ترکیبات به عنوان کربوهیدرات طبقه بندی می شوند؟
راه حل
- این یک کربوهیدرات است زیرا مولکول حاوی یک گروه عاملی آلدهید با گروه های OH روی دو اتم کربن دیگر است.
- این یک کربوهیدرات نیست زیرا مولکول حاوی آلدهید یا یک گروه عملکردی کتون نیست.
- این یک کربوهیدرات است زیرا مولکول حاوی یک گروه عاملی کتون با گروه های OH بر روی دو اتم کربن دیگر است.
- این یک کربوهیدرات نیست؛ اگرچه دارای یک گروه عاملی کتون است، یکی از اتم های کربن دیگر یک گروه OH متصل ندارد.
کدام ترکیبات به عنوان کربوهیدرات طبقه بندی می شوند؟
گیاهان سبز قادر به سنتز گلوکز (C 6 H 12 O 6) از دی اکسید کربن (CO 2) و آب (H 2 O) با استفاده از انرژی خورشیدی در فرآیند شناخته شده به عنوان فتوسنتز هستند:
\[\ce{6CO_2 + 6H_2O} + \text{686 kcal} \rightarrow \ce{C_6H_{12}O_6 + 6O_2} \label{\(\PageIndex{1}\)} \]
(686 کیلو کالری از انرژی خورشیدی حاصل می شود.) گیاهان می توانند از گلوکز برای انرژی استفاده کنند یا آن را به کربوهیدرات های بزرگتر مانند نشاسته یا سلولز تبدیل کنند. نشاسته انرژی را برای استفاده های بعدی فراهم می کند، شاید به عنوان تغذیه برای دانه های گیاه، در حالی که سلولز ماده ساختاری گیاهان است. ما می توانیم بخش هایی از یک گیاه را که انرژی ذخیره می کند، جمع آوری کنیم و بخوریم - دانه ها، ریشه ها، غده ها و میوه ها - و برخی از این انرژی را خودمان استفاده کنیم. کربوهیدرات ها نیز برای سنتز اسیدهای نوکلئیک و بسیاری از پروتئین ها و چربی ها مورد نیاز هستند.
حیوانات، از جمله انسان، نمی توانند کربوهیدرات ها را از دی اکسید کربن و آب سنتز کنند و بنابراین برای تهیه این ترکیبات حیاتی به پادشاهی گیاهان وابسته هستند. ما از کربوهیدرات ها نه تنها برای غذا (حدود 60 تا 65 درصد وزن متوسط رژیم غذایی) بلکه برای لباس (پنبه، پارچه کتانی، ابریشم مصنوعی)، پناهگاه (چوب)، سوخت (چوب) و کاغذ (چوب) استفاده می کنیم.
ساده ترین کربوهیدرات ها — آنهایی که نمی توانند برای تولید کربوهیدرات های حتی کوچکتر هیدرولیز شوند — مونوساکاریدها نامیده می شوند. دو یا چند مونوساکارید می توانند به یکدیگر متصل شوند و زنجیره هایی را تشکیل دهند که شامل دو تا چند صد یا هزار واحد مونوساکارید هستند. پیشوندها برای نشان دادن تعداد این واحدها در زنجیرها استفاده می شوند. مولکول های دی ساکارید دارای دو واحد مونوساکارید، مولکول های تری ساکارید سه واحد و غیره هستند. زنجیرهایی که واحدهای مونوساکاریدی زیادی به هم پیوسته باشند، پلی ساکاریدها نامیده میشوند. تمام این ساکاریدهای به اصطلاح بالاتر را می توان به مونوساکاریدهای تشکیل دهنده خود هیدرولیز کرد.
ترکیباتی که نمی توانند هیدرولیز شوند با آب واکنش نشان نمی دهند و دو یا چند ترکیب کوچکتر را تشکیل می دهند.
خلاصه
کربوهیدرات ها گروه مهمی از مولکول های بیولوژیکی هستند که شامل قندها و نشاسته ها هستند. فتوسنتز فرآیندی است که طی آن گیاهان از انرژی نور خورشید برای سنتز کربوهیدرات ها استفاده می کنند. مونوساکارید ساده ترین کربوهیدرات است و نمی تواند برای تولید مولکول کربوهیدرات کوچکتر هیدرولیز شود. دی ساکاریدها حاوی دو واحد مونوساکارید هستند و پلی ساکاریدها حاوی واحدهای مونوساکارید زیادی هستند.