Номер 2, страница 152 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

2. Как классифицируют углеводы и почему?

Углеводы, также известные как сахариды, представляют собой обширный класс органических соединений. Их классификация основана на их химической структуре, а именно на способности молекул к гидролизу (распаду под действием воды) на более простые компоненты.

По этому принципу все углеводы делят на три большие группы: моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Моносахариды (простые углеводы)

Это простейшие углеводы, которые не могут быть гидролизованы до более простых углеводных форм. Они являются мономерами, из которых строятся более сложные углеводы. Их общая формула в большинстве случаев – $C_n(H_2O)_n$, где $n$ может быть от 3 до 7.

Моносахариды, в свою очередь, классифицируют по двум признакам:

• По количеству атомов углерода в цепи:
  • Триозы (3 атома C), например, глицеральдегид.
  • Тетрозы (4 атома C), например, эритроза.
  • Пентозы (5 атомов C), например, рибоза и дезоксирибоза, входящие в состав РНК и ДНК.
  • Гексозы (6 атомов C), наиболее распространенные, например, глюкоза, фруктоза, галактоза.
• По типу карбонильной группы:
  • Альдозы – содержат альдегидную группу (–СНО). Примером является глюкоза (альдогексоза).
  • Кетозы – содержат кето-группу (>С=О). Примером является фруктоза (кетогексоза).

Свойства: Обычно это бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде и имеющие сладкий вкус.

Олигосахариды

Это углеводы, которые при гидролизе распадаются на несколько (от 2 до 10) молекул моносахаридов. Моносахаридные остатки в их молекулах соединены гликозидными связями.

Наиболее важными и распространенными представителями олигосахаридов являются дисахариды, состоящие из двух остатков моносахаридов.

• Сахароза (тростниковый или свекловичный сахар) состоит из остатков глюкозы и фруктозы.
• Лактоза (молочный сахар) состоит из остатков глюкозы и галактозы.
• Мальтоза (солодовый сахар) состоит из двух остатков глюкозы.

Свойства: Как и моносахариды, многие дисахариды хорошо растворимы в воде и имеют сладкий вкус.

Полисахариды (сложные углеводы)

Это высокомолекулярные природные полимеры, макромолекулы которых состоят из сотен или тысяч остатков моносахаридов, соединенных гликозидными связями. Их общая формула – $(C_6H_{10}O_5)_n$. При полном гидролизе они распадаются на огромное количество молекул моносахаридов (чаще всего глюкозы).

В зависимости от выполняемых функций, полисахариды делят на структурные, запасные и другие.

• Крахмал – главный запасной полисахарид растений. Состоит из остатков альфа-глюкозы.
• Гликоген – запасной полисахарид животных и грибов. Накапливается в основном в печени и мышцах. Также состоит из остатков альфа-глюкозы, но имеет более разветвленную структуру, чем крахмал.
• Целлюлоза (клетчатка) – основной структурный компонент клеточных стенок растений. Состоит из остатков бета-глюкозы, что придает ей высокую прочность.
• Хитин – структурный полисахарид, образующий экзоскелет членистоногих и входящий в состав клеточной стенки грибов.

Свойства: В отличие от простых сахаров, полисахариды не имеют сладкого вкуса, нерастворимы или плохо растворимы в воде, не образуют истинных растворов.

Почему используется такая классификация?

Эта классификация является фундаментальной, потому что она отражает сложность строения молекулы углевода. Переход от моно- к олиго- и далее к полисахаридам — это переход от простых "строительных блоков" (мономеров) к сложным полимерным структурам. Эта структурная разница напрямую определяет физические свойства (растворимость, вкус) и, что самое важное, биологические функции углеводов:

• Моносахариды (глюкоза) служат быстрым источником энергии.
• Олигосахариды участвуют в межклеточном распознавании (в составе гликопротеинов и гликолипидов).
• Полисахариды выполняют две ключевые роли: запасание энергии (крахмал, гликоген) и создание опорных структур (целлюлоза, хитин).

Ответ: Углеводы классифицируют на три основные группы — моносахариды, олигосахариды и полисахариды — на основании их способности к гидролизу, то есть распаду на более простые составные части. Моносахариды являются простейшими углеводами и не гидролизуются. Олигосахариды при гидролизе дают от 2 до 10 молекул моносахаридов. Полисахариды являются полимерами и при гидролизе распадаются на большое число (сотни и тысячи) молекул моносахаридов. Такая классификация удобна, так как она отражает усложнение структуры молекул и напрямую связана с их физическими свойствами (вкус, растворимость) и биологическими функциями (энергетическая, структурная, запасающая).