Номер 2, страница 70, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Какова роль глюкозы в живых организмах?

Глюкоза ($C_6H_{12}O_6$) — это моносахарид, играющий центральную и многогранную роль в метаболизме практически всех живых организмов на Земле. Её основные функции можно разделить на несколько ключевых категорий.

1. Энергетическая функция

Это важнейшая роль глюкозы. Она является универсальным и основным источником энергии для большинства клеток. В процессе клеточного дыхания глюкоза окисляется, а высвобождающаяся при этом энергия запасается в виде молекул АТФ (аденозинтрифосфата), которые используются для всех энергозатратных процессов в клетке (движение, синтез веществ, транспорт и т.д.). Полное окисление одной молекулы глюкозы в присутствии кислорода (аэробное дыхание) можно описать суммарным уравнением:

$C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2o + \text{энергия (до 38 молекул АТФ)}$

При расщеплении 1 грамма углеводов выделяется около 17,6 кДж энергии. Для некоторых клеток, например, эритроцитов и клеток мозга человека, глюкоза является практически единственным источником энергии.

2. Структурная функция

Глюкоза служит мономером для построения более сложных полисахаридов, выполняющих опорную, или структурную, роль в организмах:

• Целлюлоза: полимер глюкозы, являющийся основным структурным компонентом клеточных стенок растений, обеспечивая им прочность и жесткость.
• Хитин: полисахарид, производное глюкозы, который формирует наружный скелет (кутикулу) у членистоногих (насекомых, ракообразных) и входит в состав клеточной стенки грибов.

3. Запасающая функция

Избыток глюкозы, не используемый сразу для получения энергии, преобразуется в запасные полисахариды. Эти полимеры могут быть быстро расщеплены обратно до глюкозы, когда организму потребуется энергия.

• Гликоген: основная форма хранения глюкозы у животных и грибов. Он накапливается преимущественно в клетках печени и мышцах. Гликоген печени поддерживает постоянный уровень глюкозы в крови, а гликоген в мышцах служит источником энергии для мышечных сокращений.
• Крахмал: запасной полисахарид растений. Он накапливается в специальных органеллах (амилопластах) в клетках корней, семян, клубней и плодов.

4. Пластическая (метаболическая) функция

Глюкоза и её производные являются исходными веществами для синтеза множества других жизненно важных соединений:

• В пентозофосфатном пути из глюкозы образуются пятиуглеродные сахара (пентозы) — рибоза и дезоксирибоза, которые необходимы для построения нуклеиновых кислот (РНК и ДНК), а также АТФ.
• Углеродные скелеты промежуточных продуктов распада глюкозы могут использоваться для синтеза некоторых аминокислот, жирных кислот и глицерина.
• Глюкоза входит в состав сложных белков (гликопротеинов) и липидов (гликолипидов), которые расположены на поверхности клеточных мембран и участвуют в процессах межклеточного узнавания и взаимодействия.

5. Защитная функция

В некоторых случаях высокая концентрация глюкозы или её производных выполняет защитную роль. Например, у растений накопление сахаров в клеточном соке зимой повышает осмотическое давление и снижает температуру замерзания цитоплазмы, помогая пережить морозы. Некоторые холоднокровные животные используют производные глюкозы (например, глицерин) как природный антифриз.

Ответ: Глюкоза в живых организмах выполняет четыре основные функции: энергетическую (главный источник энергии в виде АТФ), структурную (является мономером для целлюлозы и хитина), запасающую (полимеризуется в гликоген у животных и крахмал у растений) и пластическую (служит предшественником для синтеза нуклеиновых кислот, аминокислот и липидов).