Номер 5, страница 152 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

5. Какова роль глюкозы в живых организмах?

Глюкоза ($C_6H_{12}O_6$), также известная как виноградный сахар, является простым сахаром (моносахаридом) и играет центральную, многогранную роль в метаболизме практически всех живых организмов, от бактерий до человека. Ее функции можно разделить на несколько ключевых категорий.

Энергетическая функция

Это важнейшая роль глюкозы. Глюкоза является универсальным и основным источником энергии для клеток. В процессе клеточного дыхания молекула глюкозы подвергается ряду ферментативных превращений (гликолиз, цикл Кребса, окислительное фосфорилирование), в результате чего происходит ее полное окисление до углекислого газа и воды. Высвобождающаяся при этом энергия аккумулируется в виде молекул АТФ (аденозинтрифосфата) — главной энергетической "валюты" клетки. Суммарное уравнение аэробного дыхания выглядит так: $C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2o + \text{энергия (АТФ)}$. Эта энергия используется для всех процессов жизнедеятельности: мышечного сокращения, передачи нервных импульсов, синтеза веществ, поддержания температуры тела и т.д.

Ответ: Глюкоза служит главным субстратом для клеточного дыхания, в ходе которого производится АТФ — основной источник энергии для жизнедеятельности организма.

Структурная функция

Глюкоза выступает в роли мономера — строительного блока для синтеза более сложных углеводов, полисахаридов, выполняющих опорную и защитную функции. У растений из тысяч остатков глюкозы строится целлюлоза (клетчатка) — основное вещество клеточных стенок, придающее им прочность и жесткость. У грибов и членистоногих (насекомых, ракообразных) производное глюкозы является основой для синтеза хитина, который формирует клеточные стенки грибов и прочный наружный скелет (кутикулу) членистоногих.

Ответ: Являясь мономером, глюкоза участвует в образовании важных структурных полисахаридов, таких как целлюлоза у растений и хитин у грибов и членистоногих.

Запасающая функция

Организмы способны сохранять энергию "про запас", полимеризуя излишки глюкозы. У животных и грибов глюкоза запасается в виде полисахарида гликогена, который откладывается в основном в клетках печени и мышцах. При необходимости (например, при голодании или физической нагрузке) гликоген быстро расщепляется обратно до глюкозы, которая поступает в кровь и используется клетками. У растений запасным полисахаридом является крахмал, который накапливается в семенах, клубнях, корнях и плодах, служа источником энергии для развития зародыша или для самого растения в неблагоприятный период.

Ответ: Глюкоза полимеризуется в запасные вещества — гликоген у животных и крахмал у растений, которые служат резервным источником энергии.

Метаболическая функция (роль предшественника)

Глюкоза и ее метаболиты являются исходными веществами для синтеза множества других жизненно важных соединений. Углеродный скелет глюкозы может быть использован для образования: некоторых заменимых аминокислот; жирных кислот и глицерина, из которых затем синтезируются жиры; пентоз (рибозы и дезоксирибозы), которые являются структурными компонентами нуклеиновых кислот ДНК и РНК, а также АТФ. Таким образом, глюкоза находится в центре метаболических путей клетки.

Ответ: Глюкоза служит предшественником в биосинтезе многих других органических молекул, включая аминокислоты, жирные кислоты и нуклеотиды.

Транспортная функция

У высших животных, в том числе у человека, глюкоза является основной транспортной формой сахаров. Она всасывается в кровь из пищеварительного тракта или высвобождается из запасов гликогена в печени и с током крови разносится ко всем органам и тканям, обеспечивая их энергией. Поддержание постоянного уровня глюкозы в крови (гомеостаз) является критически важным для нормального функционирования организма, особенно для мозга. У растений для транспорта используется в основном сахароза (дисахарид, состоящий из глюкозы и фруктозы), которая перемещается по проводящим тканям (флоэме).

Ответ: В организмах животных глюкоза транспортируется кровью, доставляя энергию от мест запасания или всасывания к клеткам всего тела.