Глюкоза.Глюкоза. Химические свойства, применение, Химические свойства, применение,

биологическая роль. биологическая роль.

КАКИЕ СОЕДИНЕНИЯ НАЗЫВАЮТ УГЛЕВОДАМИ?

КАКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ВХОДЯТ В СОСТАВ УГЕВОДОВ?

Углеводы – природные органические Углеводы – природные органические соединения, состав которых выражается соединения, состав которых выражается общей формулой Собщей формулой Сn(Hn(H22O)mO)m, (, (m,n > 3)m,n > 3)

В состав углеводов входят химические В состав углеводов входят химические элементы:элементы:

С – углеродС – углерод Н – водородН – водород О - кислородО - кислород

Охарактеризуйте строение глюкозы, перечислите какие функциональные группы входят в состав глюкозы?

Глюкоза – вещество со смешанными Глюкоза – вещество со смешанными функциями, содержит альдегидную группу и функциями, содержит альдегидную группу и несколько гидроксильных групп.несколько гидроксильных групп.

Как классифицируют углеводы в зависимости от их строения и способности к гидролизу? Приведите примеры углеводов каждого типа

Углеводы классифицируют:

Охарактеризуйте физические свойства глюкозы.

Физические свойства.Глюкоза – бесцветное

кристаллическое вещество со сладким вкусом, хорошо растворимое в воде.

Составьте уравнение фотосинтеза, в чем его сущность?

6CO2 + 6H2O + 2920 кДж свет

C6H12O6 + 6O2

Это процесс, от которого в конечной инстанции зависят все проявления жизни

на нашей планете. К.А. Тимирязев

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВАХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Глюкоза – бифункционалное соединение, является одновременно и многоатомным спиртом и альдегидом.

Поэтому вступает в реакции характерные как для альдегидов, так и для многоатомных спиртов.

Какая реакция является качественной на многоатомные спирты? Каким внешним эффектом она сопровождается?

Опыт №1Цель:Подтвердить наличие в составе молекулы глюкозы гидроксильных группРеактивы:Растворы: гидроксида натрия, сульфата меди, глюкозыХод работы:В пробирку налейте 3 капли раствора сульфата меди (II), прилейте 3 мл. раствора гидроксида натрия. Что наблюдаете? Затем добавьте 2 мл. раствора глюкозы. Что наблюдаете?

o

CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-C +Cu(OH)2 H

o CH2OH-CHOH-CHOH-CH-CH-C + 2H2O

глюконат меди(II) O O H Cu

Вывод: данная реакция является качественной на многоатомные спирты, следовательно глюкоза – многоатомный спирт. Эту реакцию используют для обнаружения сахара в моче.

Гидроксид меди (II) растворяется и образуется ярко-синий раствор

Реакция этерификации. Взаимодействие глюкозы с карбоновыми кислотами.

OСН2ОН-(СНОН)4-С + 5СН3СООН H O H2C – CH -C + 5H2O

O O O O H C C CH3 CH3 4

В результате реакции образуется сложный эфир

H+

Наличие какой функциональной Наличие какой функциональной группы можно предположить на группы можно предположить на основании реакции взаимодействия основании реакции взаимодействия глюкозы с карбоновыми глюкозы с карбоновыми кислотами?кислотами?

Вывод: сложные эфиры образуются Вывод: сложные эфиры образуются в результате взаимодействия в результате взаимодействия кислот со спиртами. Глюкоза – кислот со спиртами. Глюкоза – является многоатомным спиртомявляется многоатомным спиртом

Опыт №2

Реакция окисления гидроксидом меди (II)

Цель: подтвердить наличие в составе молекулы глюкозы альдегидной группы.

Реактивы (из опыта №1)

Ход работы: В пробирку налейте 3 капли раствора сульфата меди (II), прилейте 3 мл. раствора гидроксида натрия. Что наблюдаете? Затем добавьте 2 мл. раствора глюкозы. Нагрейте содержимое пробирки. Что наблюдаете? О чем свидетельствует данный опыт?

При нагревании содержимого При нагревании содержимого пробирки происходит изменение пробирки происходит изменение окраски раствора и выделение окраски раствора и выделение осадка желтого, затем красноватого осадка желтого, затем красноватого цвета. Желто-красный осадок – это цвета. Желто-красный осадок – это смесь оксида и гидроксида меди смесь оксида и гидроксида меди (I)(I)

СН2ОН-(СНОН)4-СОН + 2Сu(OH)2 CH2OH-(CHOH)4-COOH + Cu2O+2H2O

Вывод: данная реакция свидетельствует о присутствии альдегидной группы в составе молекулы глюкозы.

t

Глюконовая кислота

Опыт №3

Окисление. Реакция «серебряного зеркала»

Цель: подтвердить наличие в составе молекулы глюкозы альдегидной группы.

Реактивы: раствор глюкозы, аммиачный раствор оксида серебра

Ход работы: в пробирку налейте 2мл раствора глюкозы и добавьте 2мл аммиачного раствора оксида серебра. Осторожно нагрейте. Что наблюдаете? О чем свидетельствует данный опыт?

СН2ОН-(CHOH)4-СОН + Ag2O аммиачн. р-р, t

CH2ОН-(CHOH)4-СOOH + 2Ag

Вывод: данная реакция свидетельствует о присутствии альдегидной группы в составе молекулы глюкозы. Глюкоза – является альдегидом.

Глюконовая кислота

Реакция восстановления(гидрирования)

В результате реакции образуется шестиатомный спирт сорбит

Специфические свойства глюкозы

Спиртовое брожение

C6H12O6 ферменты 2C2H5OH + 2CO2

Молочнокислое брожение

C6H12O6 ферменты 2CH3CH(OH)COOH

Маслянокислое брожение

C6H12O6 ферменты C3H7COOH + 2CO2 + 2H2

Применение глюкозы

В пищевой промышленности, как заменитель сахарозы;

В кондитерской промышленности при изготовлении мягких конфет, десертных сортов шоколада, тортов и различных диетических изделий;

В хлебопечении глюкоза улучшает условия брожения, придает пористость и хороший вкус изделиям, замедляет очерствение;

В производстве мороженого она занижает точку замерзания, увеличивает его твердость;

При производстве фруктовых консервов, соков, ликеров, вин, безалкогольных напитков, так как глюкоза не маскирует аромата и вкуса;

Применение глюкозы

В молочной промышленности при изготовлении молочных продуктов и продуктов детского питания рекомендуется использовать глюкозу в определенной пропорции с сахарозой для придания этим продуктам более высокой питательной ценности;

В ветеринарии; В птицеводстве; В фармацевтической промышленности.

Применение глюкозы

Кристаллическую глюкозу используют для питания больных, травмированных, выздоравливающих, а также людей, работающих с большими перегрузками.

Медицинскую глюкозу применяют в антибиотиках и других лекарственных препаратах, в том числе для внутривенных вливаний, и для получения витамина С.

Применение глюкозы

Техническая глюкоза находит применение в качестве

восстановителя в кожевенном производстве,

в текстильном - при производстве вискозы, в качестве питательной среды при

выращивании различных видов микроорганизмов в медицинской и микробиологической промышленности.

Биологическое значение

Глюкоза - необходимый компонент пищи;

Является одним из главных участников обмена веществ в организме;

Очень питательна и легко усваивается;

Биологическое значение

В организме человека глюкоза содержится В организме человека глюкоза содержится в мышцах, в крови (0.1 - 0.12 %) и служит в мышцах, в крови (0.1 - 0.12 %) и служит основным источником энергии для клеток основным источником энергии для клеток и тканей организма. и тканей организма.

Повышение концентрации глюкозы в Повышение концентрации глюкозы в крови приводит к усилению выработки крови приводит к усилению выработки гормона поджелудочной железы — гормона поджелудочной железы — инсулина, уменьшающего содержание этого инсулина, уменьшающего содержание этого углевода в кровиуглевода в крови.

Биологическое значение

Химическая энергия питательных веществ, поступающих в организм, заключена в ковалентных связях между атомами.

В глюкозе количество потенциальной энергии составляет 2800 кДж на 1 моль (то есть на 180 грамм).

Биологическое значение

С пищей к нам поступают

моно-, ди- и полисахариды;

Моносахариды всасываются в кишечнике.

Полисахариды в процессе движения по ЖКТ Полисахариды в процессе движения по ЖКТ расщепляются на отдельные молекулы расщепляются на отдельные молекулы моносахаридов;моносахаридов;

Всасываются в кровь в тонком кишечнике;Всасываются в кровь в тонком кишечнике;

Поступают в печень;Поступают в печень;

Общий кровоток транспортируется в другие Общий кровоток транспортируется в другие ткани.ткани.

Биологическое значение

Концентрация глюкозы в крови в норме 3,33-5,55 мкмоль/л, что соответствует 80-100мг в 100 мл крови;Транспорт глюкозы в клетки регулируется гормоном

поджелудочной железы – инсулином;Без присутствия инсулина глюкоза не поступает в

клетку и не будет использована в качестве топлива;

Глюкоза окисляется до углекислого газа и воды;Выделяется энергия, используемая

организмом для обеспечения жизнедеятельности.