В клетках каких организмов содержится большое количество углеводов
Пришло время честно рассказать вам о питательной ценности углеводов. Мы, также, должны опровергнуть распространенный миф о том, что они являются нашими злейшими врагами.
В целом, большинство людей думают, что углеводы – ваш худший враг, когда речь идет о похудении или поддержании стройной фигуры.Но это абсолютно ложное убеждение.
В некоторой степени углеводы являются макроэлементами, которые просто действуют как топливо, необходимое для правильного функционирования нашего организма.
Вы никогда не задумывались, какие могут быть самые распространенные
продукты, содержащие большое количество углеводов? Независимо от того, ответили вы «да» или «нет» на вышеуказанный вопрос, в сегодняшней статье вы сможете узнать все по этой теме.
Помните, прежде всего, что есть два типа углеводов . Один из них «хороший», а другой «плохой». «Плохие» углеводы содержатся в так называемых «вредных» продуктах питания, масло, гидрогенизированное масло и сахар, очищенный промышленными методами.
После секундного размышления вам будет очень легко понять, почему.Это связано с простым фактом. Ну, их пищевая ценность либо очень низкая, либо даже полностью нулевая.
Но, с другой стороны, фрукты, овощи и натуральные подсластители представляют собой часть углеводов, принадлежащих к этой „хорошей” разновидности. Поэтому ключ к успеху не в том, чтобы избегать всех продуктов с высоким содержанием углеводов.
Что вам нужно сделать, это просто обеспечить нужное количество «хороших» углеводов в вашем ежедневном рационе. Только тогда вы сможете пользоваться всеми преимуществами этих химических веществ.
8 продуктов, содержащих углеводы в больших количествах
Ниже мы покажем вам восемь примеров часто встречающихся продуктов, которые содержат углеводы в высоких дозах. Это стоит иметь в виду всегда!
1. Картофель
Картофель является одним из самых распространенных на рынке и самых дешевых продуктов питания. Вы можете легко сказать, что не можете избежать его в вашей стандартной диете.
Тем не менее, вы должны помнить, что необходимо окончательно отказаться от всех жареных блюд из картофеля. Другими словами, не используйте масло, чтобы приготовить этот продукт.
Лучший способ приготовить картофель – это запечь его в духовке. Таким образом, вы сохраняете «здоровые» углеводы, содержащиеся в нем, и не способствует разрушению их цепей или растворению в воде, как при варке.
Каждые 100 граммов картофеля содержат 27 граммов углеводов.Это идеальная доза в качестве добавки к другим продуктам питания. Эти клубни также являются отличным источником витаминов В6, С и калия.
2. Бананы
Большинство фруктов являются источником необходимых макроэлементов для нашего организма. Бананы не являются исключением в этом отношении. Вы получите наилучшие результаты, съев зеленый банан перед тренировкой, а после еды – спелый желтый фрукт.
Это потому, что зеленые бананы состоят в основном из крахмала. Это означает, что они постепенно выделяют энергию (что является идеальным решением для тренировок с нагрузками).
Напротив, в полностью зрелых бананах содержится много сахарозы, которая помогает вашему организму восстанавливать энергию за короткое время.
3. Овсянка также содержит углеводы
Хотя вам может быть трудно поверить, правда в том, что овсянка является одним из самых полезных продуктов, которые мы можем найти на рынке.
Она содержат не только углеводы, но и огромное количество ценных волокон. Вы можете легко рассчитать углеводы, которые едите в форме овсянки.
Просто помните, что один стакан означает 50 граммов углеводов.
И помните, что вы можете сочетать овсянку по желанию с различными другими продуктами. Самые популярные среди них:
- мед
- молоко
- клубника
- йогурт
- бананы
- черника
- орехи и семена
Овсянка является отличным источником энергии и в то же время заставляет вас чувствовать себя сытым. Поэтому она является очень популярным продуктом питания на завтрак.
4. Макароны
Большинство профессиональных спортсменов регулярно потребляют определенное количество макарон в дни, предшествующие соревнованиям. Это связано с тем, что макаронные изделия имеют заметно более высокий гликемический индекс, чем рис. А это, в свою очередь, означает, что они доставляют больше энергии.
В результате макароны являются еще одним рекомендуемым продуктом питания, содержащим большое количество углеводов. Цельнозерновая мука является идеальным решением для долгосрочной секреции инсулина вашим организмом.
5. Рис – это практически сами углеводы
Сразу после пшеницы рис является вторым наиболее потребляемым продуктом питания в мире. Прежде всего, это очень дешево и вкусно.Но также стоит знать, что углеводы составляют около 80% его состава.
В результате рис оказывается идеальным источником энергии непосредственно перед началом физических упражнений.
Вы можете есть рис, например, в сочетании с мясом, рыбой или яйцом и небольшой порцией овощей. Лучший способ приготовить это – приготовить его с наименьшим количеством масла и есть в количестве не более одного стакана в день.
6. Тапиока
Этот пищевой продукт получают из клубней маниоки. Это действительно полезный источник углеводов благодаря высокому содержанию крахмала. Вот почему тапиока характеризуется низким содержанием холестерина, вредного для нашего организма.
В 100 граммах тапиоки содержатся углеводы в количестве до 22 граммов. Это один из продуктов с высоким содержанием этого питательного вещества.
Кроме того, она имеет низкое содержание натрия и не содержит никаких следов сахара. По этой причине многие люди, сидящие на диете, рекомендуют тапиоку как один из основных компонентов здорового питания.
7. Хлеб
Хлеб – это пищевой продукт, содержащий много «хороших» углеводов, при условии, что он содержит отруби. Такое разнообразие хлеба означает, что для него характерно большое количество ценных питательных веществ.
Отруби – это продукт, содержащий как углеводы, так и клетчатку, а также белки, жиры, минералы и воду.
8. Цельнозерновые злаки
Цельнозерновые продукты насыщены углеводами с низким гликемическим индексом, которые действуют как топливо, необходимое нашему организму для выполнения различных действий.
Почти все злаки характеризуются высоким содержанием клетчатки, что необходимо для эффективной передачи питательных веществ через наш кишечник.
Кроме того, он также заставляет вас чувствовать себя более сытым в течение длительного времени. Помните также, что регулярное употребление цельного зерна помогает регулировать наш обмен веществ.
Источник
известно, что содержание углеводов в листьях и клубнях
растений составляет до 90% сухого веса, в клетках мышц
и печени животных — до 5 %,
а в прочих клетках животных — до 1 %.
Чем можно объяснить такую разницу?
Какова биологическая функция этих углеводов?
Углеводы используются Животными в первую очередь в качестве
источников энергии. Однако жир является более энергоемким,
чем углеводы, а животным, которые значительную часть энергии
тратят на движение, очень важно экономить вес, поэтому животным
выгоднее хранить энергетические запасы в виде жира.
РАСТЕНИЯ неподвижны, и экономить вес им не так важно, поэтому,
хотя растения и производят жиры, они в основном хранят “топливо”
в виде углеводов.
Растениям – нужно больше углеводов, так как для них углеводы
не только источник энергии, но и основной материал для
дальнейшего синтеза, в то время как животные получают
с пищей жиры и белки, таким образом, различия животных
и растений обусловлены различием в их питании и в подвижности.
кроме того, растительные клетки кроме мембраны имеют оболочку,
образованную в значительной мере углеводами (клеточная стенка),
которой животные клетки лишены.
Листья Растений содержат много углеводов потому, что там Углеводы
синтезируются и там же отчасти хранятся.
клубни служат резервуаром Углеводов;
крахмал клубней используется, например, для обеспечения энергией
развития молодого растения на тех этапах, когда оно еще
не начало синтезировать само.
!
у Животных резервуаром гликогена является печень, которая
играет основную роль в регуляции уровня глюкозы в крови,
в связи с чем, в ней относительно много углеводов.
поскольку мышцы животных — один из основных потребителей
энергии, они содержат относительно большой запас углеводов.
%
Биологические функции Углеводов.
Углеводы являются важным классом природных органических
соединений.
Углеводы входят в состав клеток и тканей всех растительных и
животных организмов и по массе составляют основную часть
органического вещества на Земле/до 80 % сухого вещества растений
и около 2 % сухого вещества животных организмов составляют
углеводы
В живой природе углеводы выполняют следующие функции:
– источники энергии в метаболических процессах
/в растениях – крахмал, в животных организмах – гликоген;
– структурные компоненты клеточных стенок растений /целлюлоза;
– выполняют роль субстратов и регуляторов специфических
биохимических процессов;
– являются составными элементами жизненно важных веществ:
нуклеиновых кислот, коферментов, витаминов и др.
– углеводы служат основным компонентом пищи млекопитающих,
а человека обеспечивают пищей, одеждой и жилищем.
На долю Углеводов приходится 60-70% пищевого рациона.
Они содержатся преимущественно в растительных продуктах,
являются основными компонентами хлеба, круп, макарон,
кондитерских изделий, служат сырьем в бродильной
промышленности, в производстве пищевых кислот:
уксусной, молочной, лимонной.
Только Растения способны осуществлять полный синтез
углеводов путем фотосинтеза, в процессе которого вода
и углекислый газ превращаются в углеводы под действием
солнечного света как источника энергии.
Животные организмы не способны синтезировать Углеводы
и получают их из растительных источников:
солнечная энергия (hn)
в результате фотосинтеза накапливается огромное количество
гомополисахаридов – целлюлозы и крахмала.
Некоторые растения накапливают углеводы в виде уникального
диСахарида – сахарозы.
>>> https://biootvet.ru/physiology/carbohydrates1214
^
^
Источник
Углеводы представляют собой соединения с общей формулой $mathrm{C_nH_{2m}O_m}$ или $mathrm{C_n(H_2O)_m}$, то есть условно состоящие из углерода и воды — отсюда их название. Содержание углеводов в живых клетках различно. В животных клетках содержание углеводов колеблется от 1 до 5 %. В растениях содержание углеводов заметно выше — до 70 % в некоторых запасающих органах, например в клубнях картофеля. Кроме высокого содержания углеводов для растений характерно и большее их разнообразие.
классификация углеводов
Углеводы делятся на две группы — простые углеводы, или моносахариды, и сложные углеводы, которые, в свою очередь, включают в себя дисахариды, олигосахариды и полисахариды.
моносахариды
Простые углеводы, как правило, представляют собой многоатомные спирты, содержащие ОН-группу у каждого атома углерода, кроме одного, несущего альдегидную или кетогруппу. Это видно на примере глюкозы, которая имеет 6 атомов углерода, при этом первый — в составе альдегидной группы, а остальные несут ОН-группы.
Наиболее распространенными моносахаридами являются глюкоза, или виноградный сахар, и фруктоза, или фруктовый сахар. Они являются изомерами и имеют одну и ту же общую формулу $mathrm{C_6H_{12}O_6}$.
Пентозы и гексозы способны замыкаться в 5- или 6-членные кольца, переходя в циклическую форму.
Линейная и циклическая формы глюкозы
Длина углеродной цепи в моносахаридах, встречающихся в живых организмах, колеблется от 3 до 8 атомов, хотя большинство из них содержит 3, 5 или 6 атомов углерода. В зависимости от количества атомов углерода моносахариды разделяют на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы, гептозы, октозы. Моносахариды хорошо растворимы в воде, образуют кристаллы и имеют сладкий вкус.
Большое биологическое значение имеют пентозы рибоза и дезоксирибоза, которые входят в состав РНК и ДНК соответственно.
Структура глюкозы и других гексоз
Многообразие моносахаридов связано в основном с оптической изомерией (см. тему «Хиральность и оптическая изомерия биомолекул»). Так, глюкоза, манноза и галактоза имеют одну и ту же брутто-формулу $mathrm{C_6H_{12}O_6}$, но отличаются расположением функциональных групп в пространстве. Розовым на рисунке выделены группы с отличающейся от глюкозы ориентацией.
Альдегидная или кетонная группа обычно взаимодействует с одной из спиртовых групп молекулы, образуя циклическую форму. Процесс циклизации глюкозы показан на рисунке. Циклическую форму изображают стандартным способом, в виде плоского кольца. Устойчивы 5-членные и 6-членные циклы. Обратите внимание, что одним из атомов в кольце является кислород, а один из углеродных атомов (6-й) оказывается вне кольца. Глюкоза в основном присутствует в растворе в виде 6-членного кольца.
При изображении циклических сахаров ОН-группы в D-ориентации (те, что смотрят вправо в линейной формуле) оказываются под плоскостью кольца, а ОН-группы в L-ориентации (влево в линейной формуле) — над плоскостью кольца, то есть линейную формулу нужно повернуть вправо, как показано в анимации.
Фруктоза замыкается в 5-членное кольцо, т. к. имеет кетогруппу, расположенную при 2-м атоме, которая взаимодействует с гидроксильной группой при 5-м атоме. Линейная и циклическая формулы фруктозы:
альфа- и бета-изомеры сахаров
При циклизации моносахаридов возникает оптическая изомерия по тому атому углерода, который содержался в составе альдегидной или кетогруппы (они не имеют оптической изомерии, т. к. в них атом С не тетраэдрический — есть двойная связь, и заместителя всего три). После замыкания в цикл этот С становится тетраэдрическим, и при нем появляется ОН-группа (у глюкозы это атом 1, у фруктозы — 2). Данная ОН-группа называется гликозидным гидроксилом. В какой оптической конфигурации — D или L — этот гидроксил будет находиться? Это происходит случайным образом, поэтому возможны оба варианта, и эти изомеры превращаются друг в друга через линейную форму. Изомер, в котором ОН-группа оказывается в D-ориентации и, соответственно, под плоскостью кольца, называется $alpha$-изомером. Изомер, в котором та же группа оказывается в L-ориентации и над плоскостью кольца — $beta$-изомером. Между собой эти изомеры называются $alpha$- и $beta$-аномерами. Процесс взаимного перехода этих форм друг в друга называется муторотацией.
В свободном моносахариде они переходят друг в друга, но при образовании связи фиксируется тот или иной вариант, то есть различают $alpha$- и $beta$-связи в олиго- и полисахаридах.
Структура дезоксирибозы и рибозы
Дезоксирибоза отличается от рибозы отсутствием одного кислорода при 2-м атоме С («дез» — без, «окси» — указывает на кислород). Атомы этих сахаров в составе ДНК и РНК нумеруют со штрихами, чтобы в нуклеотидах была сквозная нумерация атомов (без штрихов нумеруют атомы в другой части нуклеотида — азотистом основании).
дисахариды
Молекулы моносахаридов могут образовывать связи между собой с потерей молекулы воды. В результате образуются олиго- и полисахариды. К олигосахаридам относят растворимые в воде полимеры моносахаридов.
Дисахариды широко распространены в живой природе.
Сахароза (свекловичный, тростниковый сахар), представляющая собой соединение глюкозы и фруктозы, играет важную роль в растениях, где она служит транспортируемой формой углеводов во флоэме. Кроме того, она часто накапливается в качестве запасного вещества. Особенно много ее в сахарном тростнике и свекле, откуда ее получают для использования в пищу.
Другой важный дисахарид — лактоза (или молочный сахар) содержащаяся в молоке млекопитающих. Она состоит из остатков глюкозы и галактозы.
Мальтоза, образованная двумя остатками глюкозы, образуется при расщеплении крахмала и гликогена в пищеварительном тракте животных или при прорастании семян растений.
В природе встречается много других дисахаридов, кроме того, известны олигосахариды, содержащие 3 и 4 остатка моносахаридов.
При описании структуры ди- и полисахаридов существенным является:
полисахариды
Полисахариды нерастворимы в воде и не имеют сладкого вкуса. Так как к одному остатку моносахарида может быть присоединено несколько других остатков, полисахариды могут иметь разветвленную структуру. В живых организмах наиболее широко распространены полимеры глюкозы — крахмал, гликоген и целлюлоза.
Одними из важнейших полисахаридов являются полимеры из остатков глюкозы — крахмал, гликоген и целлюлоза.
Крахмал состоит только из остатков глюкозы. В состав крахмала входят два компонента — линейный компонент, называемый амилозой, и разветвленный — амилопектин. Амилоза имеет спиральную пространственную структуру. Внутрь спирали способны встраиваться молекулы йода, поэтому качественная реакция на крахмал — образование синего йодкрахмального комплекса. Молекулы амилозы и амилопектина содержат несколько тысяч остатков глюкозы. Крахмал служит основным запасным веществом у растений.
У животных и грибов резервную (запасающую) функцию выполняет гликоген — полисахарид, похожий на амилопектин, но отличающийся большей разветвленностью. Крахмал и гликоген накапливаются в клетках в виде гранул.
Целлюлоза представляет собой линейный неветвящийся полимер, содержащий примерно 10 000 остатков глюкозы. Молекулы целлюлозы располагаются параллельно друг другу и образуют между собой множество водородных связей. Таким образом формируются прочные пучки молекул — мицеллы, которые объединяются в волокна (микрофибриллы). Такое строение придает целлюлозе высокую механическую прочность. Целлюзоза встречается в основном у растений, где составляет основу клеточных стенок. Помимо растений целлюлоза обнаружена у оомицетов (группа, которую обычно относили к грибам) и у асцидий. Целлюлоза — самое распространенное на земле органическое вещество.
Близок по строению к целлюлозе хитин. В нем мономерной единицей является N-ацетилглюкозамин — азотсодержащий моносахарид, производное глюкозы. Хитин служит основой клеточных стенок грибов и образует наружный скелет у членистоногих.
Клеточную стенку бактерий образует соединение муреин (от лат. murum — стена). Оно состоит из полисахаридных цепочек, сшитых между собой пептидными мостиками. Поэтому его еще называют пептидогликаном (гликаны — другое название сложных углеводов). Полисахаридные цепочки муреина образованы двумя чередующимися остатками азотсодержащих моносахаридов. Пептидные мостики муреина содержат D-изомеры аминокислот, что является редкостью в живом мире.
Крахмал.
Крахмал включает в себя два компонента: линейный (неветвящийся) — амилозу — и ветвящийся — амилопектин. Цепочки амилозы состоят из остатков глюкозы, соединенных $alpha$-(1-4)-связями. Так как в случае $alpha$-связи каждый следующий мономер поворачивается относительно предыдущего на один и тот же (тетраэдрический) угол, возникает спиральная структура.
Амилопектин включает в себя цепочки, подобные амилозе, которые дополнительно ветвятся за счет $alpha$-(1-6)-связей.
Гликоген.
Устроен подобно амилопектину, с большой частотой ветвления. Пространственная структура напоминает плоскую ветвящуюся спираль.
Центром организации гликогеновой гранулы служит белок гликогенин (на рисунке цветной).
Целлюлоза.
Неветвящийся (линейный) полимер из остатков глюкозы. Остатки глюкозы соединены между собой $beta$-(1-4)-связями. Поскольку $beta$-связь находится над плоскостью глюкозного кольца, а ОН-группа при 4-м атоме глюкозы смотрит вниз (в D-конфигурации), то каждый следующий остаток глюкозы переворачивается «вверх ногами». В результате образуется не спиральная пространственная структура, как в крахмале и гликогене, а линейная.Часто структуру целлюлозы изображают так, но данная форма записи связи не отражает реального расположения мономеров в пространстве.
Линейные цепочки целлюлозы взаимодействуют друг с другом (за счет образования водородных связей между ОН-группами) и образуют пучки, из которых строится клеточная стенка растений и некоторых других организмов.
Хитин. Линейный $beta$-(1-4)-полимер азотсодержащего моносахарида N-ацетилглюкозамина (производное глюкозы с модификацией у 2-го атома С).
Муреин.
функции углеводов
Функции углеводов в живых организмах многообразны.
Углеводы являются первичными продуктами фотосинтеза, на основе их углеродного скелета образуются практически все другие вещества в клетках автотрофов. Гетеротрофы потребляют эти вещества в качестве пищи.
Энергетическая функция: углеводы являются наиболее удобным источником энергии. Основные пути получения энергии у всех живых организмов рассчитаны на использование глюкозы и фруктозы.
Структурная функция: полисахариды, например целлюлоза и хитин, входят в состав клеточных стенок, хитинового панциря членистоногих. Также полисахариды являются неотъемлемыми компонентами соединительной ткани животных (хрящи, сухожилия и др.).
Запасающая (резервная) функция. Важнейшие резервные углеводы — крахмал (у растений) и гликоген (у животных и грибов).
Транспортная функция: в форме углеводов осуществляется основной транспорт веществ в многоклеточных организмах, например в крови животных (глюкоза) или в флоэме высших растений (сахароза).
Остатки олигосахаридов, находящиеся на поверхности клеток в составе гликопротеинов и гликолипидов, играют важную роль в межклеточном взаимодействии и адгезии — организации клеток в ткани.
Источник