ГДЗ: Параграф § 9 / Биология 10 класс

Углеводы, особенно моно- и дисахариды, обладают гидрофильными свойствами (хорошо растворимы в воде).

• Объяснение: Их молекулы содержат большое количество полярных гидроксильных (\( -\text{OH} \)) групп. Эти группы способны образовывать водородные связи с молекулами воды, что обеспечивает их хорошую растворимость.

Полисахариды, такие как крахмал, гликоген, и особенно целлюлоза, менее растворимы или нерастворимы в воде из-за их высокого молекулярного веса и сложной структуры.

Сравнение полисахаридов, образованных глюкозой (Крахмал, Гликоген, Целлюлоза):

Общие черты:

• Все они являются полимерами, построенными из остатков моносахарида — глюкозы.

Различия и структурные особенности:

• Крахмал: Состоит из \(\alpha \)-глюкозы. Имеет две фракции: амилоза (длинные неразветвленные цепи) и амилопектин (разветвленные цепи). Имеет запасающую функцию у растений.
• Гликоген: Состоит из \(\alpha \)-глюкозы. Имеет более разветвленную структуру, чем амилопектин. Имеет запасающую функцию у животных и грибов.
• Целлюлоза: Состоит из \(\beta \)-глюкозы. Образует очень длинные, неразветвленные цепи, связанные между собой в волокна. Имеет структурную функцию у растений. Расщепляется в пищеварительном тракте человека очень плохо или не расщепляется вовсе.

Связь расщепления полисахаридов с функциями:

• Запасающие полисахариды (Крахмал, Гликоген): Они легко расщепляются ферментами (амилазами, гликогеназами) до глюкозы. Это обеспечивает их основную роль: быстрое высвобождение энергии для метаболических нужд организма. Например, при интенсивной физической нагрузке гликоген в печени и мышцах быстро расщепляется, чтобы обеспечить клетки глюкозой.
• Структурные полисахариды (Целлюлоза, Хитин): Они чрезвычайно устойчивы к расщеплению. У большинства животных отсутствуют ферменты, расщепляющие \(\beta \)-гликозидные связи (целлюлазы). Эта устойчивость обеспечивает их структурную прочность и защитную функцию (клеточные стенки, покровы). Например, целлюлоза обеспечивает жесткость растительных клеток. У человека не расщепляется, но выполняет важную роль, стимулируя перистальтику кишечника.

Невозможность переваривания целлюлозы:

• Причина в химической структуре: Целлюлоза состоит из остатков глюкозы, соединенных особыми, прочными \(\beta \)-гликозидными связями.
• Отсутствие ферментов: У человека и большинства животных отсутствует фермент целлюлаза, который способен расщеплять именно \(\beta \)-гликозидные связи.
• Исключения: Травоядные животные (например, коровы) могут переваривать целлюлозу благодаря симбиотическим микроорганизмам (бактериям, простейшим) в их пищеварительном тракте, которые выделяют целлюлазу.

Роль расщепления клетчатки у травоядных:

• Источник энергии и строительных блоков: Клетчатка (целлюлоза) — основной компонент питания травоядных. Ее расщепление, которое происходит благодаря симбиотическим микроорганизмам, обеспечивает животное глюкозой или ее производными, которые служат главным источником энергии и углеродного скелета для синтеза других органических веществ.
• Важное значение: Без этого процесса травоядные животные не смогли бы усваивать большую часть своего рациона. Это позволяет им занимать свою экологическую нишу, питаясь растительной пищей, недоступной для усвоения другими животными.

Сходство хитина с растительными полисахаридами:

Хитин проявляет сходство с целлюлозой, которая также является структурным полисахаридом растений.

• Сходство: Оба полисахарида выполняют структурную функцию: хитин формирует прочный внешний скелет (покровы) или клеточные стенки (грибы), а целлюлоза — клеточные стенки растений. Оба вещества являются волокнистыми, нерастворимыми в воде и обладают высокой механической прочностью.
• Примеры: Жесткость стебля растения обусловлена целлюлозой. Твердость панциря жука или клеточных стенок гриба обусловлена хитином.

Химический состав клетки (с учетом углеводов)