Номер 6, страница 118 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

6. Напишите общую формулу гликогена. Укажите причины, по которым гликоген остаётся объектом изучения биохимиков, биологов и медиков.

Общая формула гликогена

Гликоген является полисахаридом, то есть высокомолекулярным углеводом, мономером которого является глюкоза. При соединении молекул глюкозы в полимерную цепь от каждой молекулы отщепляется молекула воды, поэтому общая формула гликогена, как и крахмала, выглядит следующим образом:

$ (C_6H_{10}O_5)_n $

В этой формуле:

• $C_6H_{10}O_5$ — это формула мономерного звена, которое представляет собой остаток глюкозы ($C_6H_{12}O_6$) после отщепления молекулы воды ($H_2O$) в результате реакции поликонденсации.
• $n$ — это степень полимеризации, которая показывает, сколько остатков глюкозы входит в состав одной молекулы гликогена. Это значение может быть очень большим, варьируясь от нескольких тысяч до сотен тысяч, что отражает сложную и сильно разветвленную структуру макромолекулы.

Ответ: Общая формула гликогена — $(C_6H_{10}O_5)_n$.

Причины, по которым гликоген остается объектом изучения биохимиков, биологов и медиков

Гликоген — это не просто запасное вещество, а ключевой участник энергетического обмена, регуляция которого имеет огромное значение для жизнедеятельности организма. Поэтому он представляет большой интерес для специалистов разных областей.

• Для биохимиков:
  • Изучение метаболических путей: Гликоген является центральным звеном углеводного обмена. Биохимики исследуют каскады ферментативных реакций его синтеза (гликогенез) и распада (гликогенолиз), выясняют структуру и механизм действия ключевых ферментов (гликогенсинтазы, гликогенфосфорилазы, ферментов ветвления и деветвления).
  • Механизмы регуляции: Метаболизм гликогена очень тонко и сложно регулируется. Изучение гормональной регуляции (инсулином, глюкагоном, адреналином) и аллостерической регуляции (влияние АТФ, АМФ, глюкозо-6-фосфата) позволяет понять фундаментальные принципы управления клеточными процессами.
  • Структура и функция: Сильно разветвленная структура гликогена не случайна. Она обеспечивает наличие большого количества концевых остатков, что позволяет ферментам быстро синтезировать или расщеплять молекулу, обеспечивая оперативную поставку глюкозы. Изучение этой связи между структурой и функцией — важная задача биохимии.
• Для биологов:
  • Роль в гомеостазе: Биологи изучают роль гликогена в поддержании постоянства внутренней среды организма. Гликоген печени является главным буфером глюкозы в крови, обеспечивая энергией мозг и другие ткани между приемами пищи. Гликоген мышц служит локальным "топливным баком" для обеспечения мышечных сокращений.
  • Клеточная биология: Исследуется, как гликогеновые гранулы формируются, где они локализуются в клетке и как взаимодействуют с другими клеточными структурами (например, с эндоплазматическим ретикулумом и митохондриями).
  • Эволюционная и сравнительная физиология: Изучение особенностей запасания гликогена у разных видов животных (например, у ныряющих млекопитающих или у животных, впадающих в спячку) помогает понять их адаптации к экстремальным условиям.
• Для медиков:
  • Гликогенозы (болезни накопления гликогена): Это целая группа тяжелых наследственных заболеваний, вызванных дефектами в генах ферментов, отвечающих за метаболизм гликогена. В результате в клетках накапливается гликоген аномальной структуры или в избыточном количестве, что приводит к поражению печени, мышц, сердца и нервной системы. Понимание обмена гликогена критически важно для диагностики этих болезней и разработки методов их лечения (включая ферментозаместительную и генную терапию).
  • Сахарный диабет: Нарушение синтеза гликогена в печени и мышцах из-за нечувствительности к инсулину является одной из главных причин высокого уровня сахара в крови (гипергликемии) при сахарном диабете 2-го типа. Поэтому пути метаболизма гликогена являются потенциальной мишенью для новых лекарственных препаратов.
  • Спортивная медицина: Уровень запасов гликогена в мышцах напрямую определяет выносливость и работоспособность спортсменов. Медики и физиологи разрабатывают диетические и тренировочные стратегии для максимального накопления гликогена (суперкомпенсация) и его рационального использования во время соревнований.

Ответ: Гликоген остается важным объектом изучения, так как он играет центральную роль в энергетическом гомеостазе организма, а нарушения его метаболизма лежат в основе ряда серьезных заболеваний (гликогенозы, сахарный диабет), что делает его изучение критически важным для фундаментальной науки и практической медицины.