Номер 7, страница 168, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

7. Где находят применение углеводы?

Углеводы, или сахариды, являются одним из важнейших классов органических соединений и находят широчайшее применение в различных сферах жизни и деятельности человека. Их применение можно разделить на несколько ключевых областей.

Биологическая роль и применение в питании

В живой природе углеводы выполняют множество жизненно важных функций, что напрямую определяет их использование человеком.

• Энергетическая функция: Углеводы — основной источник энергии для большинства живых организмов. При окислении 1 грамма углеводов выделяется около 17,6 кДж энергии. Глюкоза ($C_6H_{12}O_6$) является универсальным "топливом" для клеток, особенно для мозга и мышц. Именно поэтому углеводы (хлеб, крупы, картофель, макаронные изделия, фрукты, сладости) составляют основу рациона человека.
• Структурная функция: Полисахариды служат опорным материалом. Целлюлоза (клетчатка) формирует клеточные стенки растений, обеспечивая их прочность. Хитин является основным компонентом наружного скелета (кутикулы) членистоногих (насекомых, ракообразных) и клеточных стенок грибов.
• Запасающая функция: Углеводы служат формой хранения энергии. Растения запасают глюкозу в виде крахмала (в семенах, клубнях), а животные и грибы — в виде гликогена (в основном в печени и мышцах). Эти запасы используются организмом по мере необходимости.
• Защитная функция: Вязкие секреты (слизи), богатые гликопротеинами (комплексами углеводов с белками), предохраняют стенки полых органов (пищевода, желудка, кишечника, бронхов) от механических повреждений и проникновения вредных микроорганизмов.
• Пластическая функция: Моносахариды рибоза и дезоксирибоза являются структурными компонентами РНК и ДНК соответственно, а также входят в состав АТФ — универсального переносчика энергии в клетке.

Промышленное применение

Благодаря своей распространенности и разнообразию свойств, углеводы являются ценным сырьем для многих отраслей промышленности.

• Пищевая промышленность: Это самая широкая сфера применения. Сахароза (обычный сахар) используется как подсластитель и консервант. Крахмал — как загуститель для соусов, киселей, пудингов, а также сырье для производства патоки и глюкозы. Глюкоза и фруктоза применяются в кондитерском деле и производстве напитков. Пектины и агар-агар (полисахариды водорослей) служат желирующими агентами при производстве мармелада, джемов, желе.
• Целлюлозно-бумажная и деревообрабатывающая промышленность: Древесина, состоящая на 40-50% из целлюлозы, — основной материал для строительства, производства мебели, а также сырье для получения бумаги и картона.
• Текстильная промышленность: Волокна хлопка и льна, состоящие практически из чистой целлюлозы, используются для производства натуральных тканей. Путем химической модификации целлюлозы (например, из древесины или хлопка) получают искусственные волокна — вискозу, ацетатный шелк.
• Химическая промышленность: Углеводы служат исходным сырьем для получения множества органических веществ. Путем сбраживания сахаров (глюкозы, сахарозы) получают этиловый спирт ($C_2H_5OH$), молочную кислоту, лимонную кислоту, ацетон, бутиловый спирт. Гидролизом ("осахариванием") целлюлозы и крахмала в промышленных масштабах получают глюкозу, которую далее используют для производства спирта (гидролизный спирт).
• Производство биотоплива: Этанол, получаемый ферментацией сахаров из кукурузы, сахарного тростника или целлюлозы, все шире используется в качестве экологически чистого моторного топлива (биоэтанол).

Применение в медицине и фармацевтике

В этой области углеводы и их производные также незаменимы.

• Изотонический (5%) и гипертонический (10-40%) растворы глюкозы вводят внутривенно для питания ослабленных больных, при обезвоживании и интоксикациях.
• Крахмал используется как наполнитель в таблетках и основа для приготовления мазей и паст. На его основе делают присыпки.
• Целлюлоза в виде ваты и марли является основным перевязочным материалом.
• Декстраны (полимеры глюкозы) применяются в качестве плазмозаменителей при больших кровопотерях.
• Аскорбиновая кислота (витамин C) в промышленности синтезируется из глюкозы.
• Многие антибиотики (например, стрептомицин) по своей химической природе являются производными углеводов.
• Сахароза используется для приготовления сладких сиропов от кашля и других микстур для маскировки неприятного вкуса лекарств.

Ответ: Углеводы находят широчайшее применение: в питании как основной источник энергии (глюкоза, крахмал, сахароза); в природе как структурный (целлюлоза, хитин) и запасающий (крахмал, гликоген) материал; в промышленности как сырье для производства продуктов питания, бумаги, тканей, спиртов ($C_2H_5OH$), органических кислот и биотоплива; в медицине как компонент лекарственных средств (растворы глюкозы, сиропы), вспомогательное вещество (крахмал в таблетках), плазмозаменитель (декстран) и сырье для синтеза витаминов (витамин C).