السكريات: النشا، السليلوز

السكريات هي مركبات ذات وزن جزيئي عالي تحتوي على مئات وآلاف من بقايا السكريات الأحادية. ما هو مشترك في بنية السكريات هو أن بقايا السكريات الأحادية ترتبط بواسطة هيدروكسيل الهيمياسيتال لجزيء واحد وهيدروكسيل الكحول في جزيء آخر، وما إلى ذلك. ترتبط كل بقايا أحادي السكاريد بالمخلفات المجاورة بواسطة روابط جليكوسيدية.

يمكن أن تحتوي البوليجليكوزيدات على سلاسل متفرعة وغير متفرعة. يمكن أن تكون بقايا السكريات الأحادية التي يتكون منها الجزيء هي نفسها أو مختلفة. وأهم السكريات العالية هي النشا والجليكوجين (النشا الحيواني) والألياف (أو السليلوز). تتكون جميع هذه السكريات الثلاثة من جزيئات الجلوكوز المرتبطة ببعضها البعض بطرق مختلفة. يمكن التعبير عن تكوين المركبات الثلاثة بالصيغة العامة: (C 6 H 10 O 5) n

نشاء

النشا ينتمي إلى السكريات. ولم يتم تحديد الكتلة الجزيئية لهذه المادة بدقة، ولكن من المعروف أنها كبيرة جدًا (حوالي 100000) وقد تختلف باختلاف العينات. لذلك، فإن صيغة النشا، مثل السكريات الأخرى، يتم تصويرها على أنها (C 6 H 10 O 5) n. لكل عديد السكاريد نله معاني مختلفة.

الخصائص الفيزيائية

النشا مسحوق لا طعم له، غير قابل للذوبان في الماء البارد. تنتفخ في الماء الساخن، وتشكل عجينة.

يتم توزيع النشا على نطاق واسع في الطبيعة. وهي مادة مغذية احتياطية لمختلف النباتات وتوجد فيها على شكل حبوب النشا. أغنى الحبوب بالنشا هي الحبوب: الأرز (حتى 86%)، والقمح (حتى 75%)، والذرة (حتى 72%)، ودرنات البطاطس (حتى 24%). في درنات البطاطس، تطفو حبيبات النشا في عصارة الخلايا، وفي الحبوب تكون ملتصقة بإحكام بمادة بروتينية تسمى الغلوتين. النشا هو أحد منتجات عملية التمثيل الضوئي.

إيصال

يتم استخلاص النشا من النباتات عن طريق تدمير الخلايا وغسلها بالماء. على المستوى الصناعي، يتم الحصول عليه بشكل رئيسي من درنات البطاطس (على شكل دقيق البطاطس)، وكذلك من الذرة.

الخواص الكيميائية

1) تحت تأثير الإنزيمات أو عند تسخينها بالأحماض (تعمل أيونات الهيدروجين كمحفز)، يخضع النشا، مثل جميع الكربوهيدرات المعقدة، للتحلل المائي. في هذه الحالة، يتم تشكيل النشا القابل للذوبان أولا، ثم مواد أقل تعقيدا - الدكسترين. المنتج النهائي للتحلل المائي هو الجلوكوز. يمكن التعبير عن معادلة التفاعل الشاملة على النحو التالي:

هناك انهيار تدريجي للجزيئات الكبيرة. التحلل المائي للنشا هو خاصية كيميائية مهمة.

2) لا يعطي النشا تفاعل "المرآة الفضية" ولكن نواتج تحلله المائي هي التي تفعل ذلك. تتكون جزيئات النشا الكبيرة من العديد من جزيئات الجلوكوز الحلقي. يمكن التعبير عن عملية تكوين النشا على النحو التالي (تفاعل التكثيف المتعدد):

3) التفاعل المميز هو تفاعل النشا مع محاليل اليود. إذا تمت إضافة محلول اليود إلى عجينة النشا المبردة، يظهر اللون الأزرق. عندما يسخن المعجون يختفي، وعندما يبرد يظهر مرة أخرى. تستخدم هذه الخاصية في تحديد النشا في المنتجات الغذائية. على سبيل المثال، إذا تم وضع قطرة من اليود على حبة بطاطس مقطعة أو شريحة من الخبز الأبيض، يظهر لون أزرق.

طلب

النشا هو الكربوهيدرات الأساسية في غذاء الإنسان، ويوجد بكميات كبيرة في الخبز، والحبوب، والبطاطس، والخضروات. تتم معالجة كميات كبيرة من النشا إلى الدكسترين والدبس والجلوكوز، والتي تستخدم في صناعة الحلويات. يستخدم النشا كمادة لاصقة، وتستخدم لإنهاء الأقمشة والكتان النشا. في الطب، يتم تحضير المراهم والمساحيق وما إلى ذلك على أساس النشا.

السليلوز أو الألياف

السليلوز هو كربوهيدرات أكثر شيوعًا من النشا. يتكون بشكل رئيسي من جدران الخلايا النباتية. يحتوي الخشب على ما يصل إلى 60%، والصوف القطني وورق الترشيح - ما يصل إلى 90% من السليلوز.

الخصائص الفيزيائية

السليلوز النقي هو مادة صلبة بيضاء، غير قابلة للذوبان في الماء وفي المذيبات العضوية الشائعة، قابل للذوبان بدرجة عالية في محلول الأمونيا المركز من هيدروكسيد النحاس (II) (كاشف شفايتزر). من هذا المحلول الحمضي، يترسب السليلوز على شكل ألياف (السليلوز المائي). تتمتع الألياف بقوة ميكانيكية عالية جدًا.

التكوين والهيكل

يتم التعبير عن تركيبة السليلوز وكذلك النشا بالصيغة (C 6 H 10 O 5) n. تصل قيمة n في بعض أنواع السليلوز إلى 10-12 ألفًا، ويصل الوزن الجزيئي إلى عدة ملايين. تحتوي جزيئاتها على بنية خطية (غير متفرعة)، ونتيجة لذلك يشكل السليلوز الألياف بسهولة. تحتوي جزيئات النشا على هياكل خطية ومتفرعة. هذا هو الفرق الرئيسي بين النشا والسليلوز.

هناك اختلافات في بنية هذه المواد: تتكون جزيئات النشا الكبيرة من بقايا جزيئات الجلوكوز، وتتكون جزيئات السليلوز الكبيرة من بقايا الجلوكوز ب. يمكن تمثيل عملية تكوين جزء من جزيء السليلوز الكبير من خلال الرسم التخطيطي:

الخواص الكيميائية. تطبيقات السليلوزالاختلافات الصغيرة في بنية الجزيئات تسبب اختلافات كبيرة في خصائص البوليمرات: النشا منتج غذائي، والسليلوز غير مناسب لهذا الغرض.

1) السليلوز لا يعطي تفاعل "المرآة الفضية" (بدون مجموعة ألدهيد). وهذا يسمح لنا باعتبار كل وحدة C6H10O5 بمثابة بقايا جلوكوز تحتوي على ثلاث مجموعات هيدروكسيل. غالبًا ما يتم تمييز الأخير في صيغة السليلوز:

بسبب مجموعات الهيدروكسيل، يمكن أن يشكل السليلوز إثيرات وإسترات.

على سبيل المثال، رد الفعل لتكوين إستر مع حمض الأسيتيك هو:

[C 6 H 7 O 2 (OH) 3 ] n +3nCH 3 COOH® [C 6 H 7 O 2 (OSOCH 3) 3 ] n +3nH 2 O

عندما يتفاعل السليلوز مع حمض النيتريك المركز في وجود حمض الكبريتيك المركز كعامل إزالة الماء، يتكون إستر - ثلاثي نترات السليلوز:

وهي مادة متفجرة تستخدم في صنع البارود.

وهكذا، في درجات الحرارة العادية، يتفاعل السليلوز فقط مع الأحماض المركزة.

2) مثل النشا، عند تسخينه مع الأحماض المخففة، يخضع السليلوز للتحلل المائي ليشكل الجلوكوز:

(С 6 Н 10 0 6) n +nН 2 O®nС ب Н 12 O 6

يعد التحلل المائي للسليلوز، والذي يسمى أيضًا بالسكر، خاصية مهمة جدًا للسليلوز؛ فهو يجعل من الممكن الحصول على السليلوز من نشارة الخشب والنشارة، وعن طريق تخمير الكحول الإيثيلي. يسمى الكحول الإيثيلي المستخرج من الخشب مائيًا.

في محطات التحلل المائي، يتم الحصول على ما يصل إلى 200 لتر من الكحول الإيثيلي من طن واحد من الخشب، والذي يمكن أن يحل محل 1.5 طن من البطاطس أو 0.7 طن من الحبوب.

يمكن استخدام الجلوكوز الخام الذي يتم الحصول عليه من الخشب كعلف للماشية.

هذه مجرد بعض الأمثلة على استخدام السليلوز. يستخدم السليلوز على شكل قطن أو كتان أو قنب في صناعة الأقمشة - القطن والكتان. يتم إنفاق كميات كبيرة منه على إنتاج الورق. تصنع الأصناف الرخيصة من الورق من الخشب الصنوبري، وأفضل الأصناف تصنع من نفايات ورق الكتان والقطن. من خلال إخضاع السليلوز للمعالجة الكيميائية، يتم الحصول على عدة أنواع من الحرير الاصطناعي والبلاستيك والأفلام والمساحيق عديمة الدخان والورنيشات وغير ذلك الكثير.

5. التحولات البيوكيميائية للأحماض الأمينية البروتينية (ألانين، ليسين): تمييع ونزع الكربوكسيل.

6. التحولات البيوكيميائية للأحماض الأمينية البروتينية: أ) النقل. ب) تبليل.

7. مفهوم النقطة الكهربية للأحماض الأمينية والبروتينات.

8. التركيب الأساسي للبروتينات: تعريفها، مجموعة الببتيد، نوع الرابطة الكيميائية.

9. البنية الثانوية للبروتينات: التعريف، الأنواع الرئيسية

10. الهياكل الثلاثية والرباعية للبروتينات: التعريف، وأنواع الروابط المشاركة في تكوينها.

11. هيكل سلسلة عديد الببتيد من الببتيدات البروتينية. أعط أمثلة.

12. الصيغة التركيبية لثلاثي الببتيد ألانيل سيريل تيروزين.

13. الصيغة الهيكلية لثلاثي الببتيد سيستايل جليسين فينيل ألانين.

14. تصنيف البروتينات حسب: أ) التركيب الكيميائي. ب) البنية المكانية.

15. الخصائص الفيزيائية والكيميائية للبروتينات: أ) مذبذب. ب) الذوبان. ج) الكهروكيميائية. د) تمسخ. ه) رد فعل هطول الأمطار.

16. الكربوهيدرات: الخصائص العامة، الدور البيولوجي، التصنيف. إثبات بنية السكريات الأحادية باستخدام مثال الجلوكوز والفركتوز.

تصنيف الكربوهيدرات

17. تفاعلات أكسدة واختزال السكريات الأحادية باستخدام مثال الجلوكوز والفركتوز.

18. الجليكوسيدات: الخصائص العامة والتكوين.

تصنيف الجليكوسيدات

19. تخمير السكريات الأحادية والثنائية (الكحولية، حامض اللبنيك، حامض البيوتريك، حامض البروبيونيك).

20. تقليل السكريات الثنائية (المالتوز، اللاكتوز): التركيب، التحولات البيوكيميائية (الأكسدة، الاختزال).

21. السكريات الثنائية غير المختزلة (السكروز): التركيب، الانعكاس، التطبيق.

22. السكريات (النشا، السليلوز، الجليكوجين): هيكل، وظائف بيولوجية مميزة.

23. الأحماض النووية (DNA، RNA): الدور البيولوجي، الخصائص العامة، التحلل المائي.

24.المكونات الهيكلية للـ nc: قواعد البيورين والبيريميدين الرئيسية، مكون الكربوهيدرات.

قاعدة نيتروجينية مكون كربوهيدراتي حمض الفوسفوريك

البيورين بيريميدين ريبوز ديوكسي ريبوز

26. هيكل سلسلة بولي نيوكليوتيد (الهيكل الأساسي)، على سبيل المثال، بناء جزء Ade-Thy-Guo؛ Cyt-Guo-خاصة.

27. البنية الثانوية للحمض النووي. قواعد تشارتجوف يتميز الهيكل الثانوي للحمض النووي بالقاعدة e. Chargaff (انتظام المحتوى الكمي للقواعد النيتروجينية):

28. المهام الرئيسية للحمض الريبي النووي النقال، مرنا، الرنا الريباسي. هيكل ووظائف الحمض النووي الريبي.

مراحل النسخ:

النسخ

مراحل النسخ:

29. الدهون (قابلة للتصبن، غير قابلة للتصبن): الخصائص العامة، التصنيف.

تصنيف الدهون.

30. المكونات الهيكلية للدهون المتصبنة (HFA، الكحوليات).

31. الدهون المحايدة، الزيوت: الخصائص العامة، الأكسدة، الهدرجة.

32. الدهون الفوسفاتية: الخصائص العامة، ممثلاتها (فوسفاتيديل إيثانول أمينات، فوسفاتيديل كولين، فوسفاتيديل سيرينات، فوسفاتيديل جلسرين).

33.الإنزيمات: تعريفها وطبيعتها الكيميائية وبنيتها.

34. الخواص العامة للإنزيمات الكيميائية والمحفزات الحيوية.

35. العوامل المؤثرة على النشاط التحفيزي للإنزيمات :

36. آلية عمل الإنزيمات.

37. التسميات وتصنيف الإنزيمات.

38. الخصائص العامة للفئات الفردية من الإنزيمات: أ) الأكسدة. ب) التحويلات. ج) الهيدرولاز.

39. الخصائص العامة لفئات الإنزيمات: أ) الليزات. ب) الايزوميرات. ج) ل والغازات.

40. الخصائص العامة للفيتامينات، تصنيف الفيتامينات. ممثلو الفيتامينات القابلة للذوبان في الماء والدهون. دورهم البيولوجي.

1) عن طريق الذوبان:

2) عن طريق النشاط الفسيولوجي:

41. مفهوم العمليات الأيضية: التفاعلات التقويضية والبنائية.

42.مميزات العمليات الأيضية.

22. السكريات (النشا، السليلوز، الجليكوجين): هيكل، وظائف بيولوجية مميزة.

السكريات هي منتجات تكثيف متعددة ذات وزن جزيئي عالي من السكريات الأحادية المرتبطة ببعضها البعض بواسطة روابط جليكوسيدية وتشكل سلاسل خطية أو متفرعة. الوحدة الأكثر شيوعًا للسكريات الأحادية هي D- الجلوكوز. يمكن أن تشمل مكونات السكريات أيضًا D-mannose و D- و L-galactose و D-xylose و L-arabinose و D-galacturonic و D-mannuronic acid و D-glucosamine و D-galactosamine وما إلى ذلك. كل سكريات أحادية مدرجة في التركيبة يمكن أن يكون جزيء البوليمر في شكل بيرانوز أو فورانوز. يمكن تقسيم السكريات إلى مجموعتين: عديدات السكاريد المتجانسة والسكريات المتعددة غير المتجانسة.

تتكون عديدات السكاريد المتجانسة من نوع واحد فقط من وحدة السكريات الأحادية. تحتوي عديدات السكاريد المتغايرة على نوعين أو أكثر من وحدات المونومر.

عديدات السكاريد المتجانسة. وفقًا للغرض الوظيفي منها، يمكن تقسيم عديدات السكاريد المتجانسة إلى مجموعتين: السكريات الهيكلية (الجليكوجين والنشا) والسكريات الاحتياطية (السليلوز).

نشاء. هذا مركب جزيئي عالي يحتوي على مئات الآلاف من بقايا الجلوكوز. وهو السكاريد الاحتياطي الرئيسي للنباتات.

النشا عبارة عن خليط من اثنين من السكريات المتجانسة: الخطية - الأميلوز (10-70٪) والمتفرعة - الأميلوبكتين (30-90٪). الصيغة العامة للنشا هي (C6H10O5)n. كقاعدة عامة، محتوى الأميلوز في النشا هو 10-30%، الأميلوبكتين – 70-90%. يتم تصنيع عديدات السكاريد النشا من بقايا الجلوكوز D المتصلة في سلاسل الأميلوز والأميلوبكتين الخطية بواسطة روابط α-1,4، وعند نقاط فرع الأميلوبكتين بواسطة روابط α-1,6 المتداخلة.

أرز. هيكل النشا. أ - الأميلوز ببنيته الحلزونية المميزة، ب - الأميلوبكتين.

في جزيء الأميلوز، ترتبط 200-300 بقايا الجلوكوز خطيًا. نظرًا للتكوين α لبقايا الجلوكوز، فإن سلسلة السكاريد من الأميلوز لها تكوين حلزوني. في الماء، الأميلوز لا يعطي محاليل حقيقية في المحلول، عند إضافة اليود، يتحول الأميلوز إلى اللون الأزرق.

الأميلوبكتين له هيكل متفرع. تحتوي المقاطع الخطية الفردية لجزيء الأميلوبكتين على 20-30 بقايا جلوكوز. في هذه الحالة، يتم تشكيل هيكل يشبه الشجرة. الأميلوبكتين مصبوغ باللون الأحمر البنفسجي مع اليود.

النشا لديه الوزن الجزيئي من 10 5 -10 8 دا. مع التحلل المائي الحمضي الجزئي للنشا، يتم تشكيل السكريات ذات درجة أقل من البلمرة - الدكسترين، مع التحلل الكامل - الجلوكوز.

الجليكوجين.هذا هو السكاريد الاحتياطي الرئيسي للحيوانات العليا والبشر، المبني من بقايا الجلوكوز D. الصيغة العامة للجليكوجين هي نفس صيغة النشا (C6H10O5)n. وهو موجود في جميع أعضاء وأنسجة الحيوانات والبشر تقريبًا، ولكن الكمية الأكبر من الجليكوجين توجد في الكبد والعضلات. الوزن الجزيئي للجليكوجين هو 10 5 -10 8 نعم أو أكثر. يتكون جزيئه من سلاسل بولي جلوكوسيدية متفرعة، حيث ترتبط بقايا الجلوكوز بروابط α-1→4-جليكوسيدية. عند نقاط المتفرعة - روابط α-1→6. يتميز الجليكوجين ببنية أكثر تفرعاً من الأميلوبكتين. تشتمل الأجزاء الخطية في جزيء الجليكوجين على 11-18 بقايا جلوكوز α-D.

أثناء التحلل المائي، يتم تقسيم الجليكوجين، مثل النشا، إلى الشكل الأول من الدكسترين، ثم المالتوز والجلوكوز.

الوظائف الرئيسية للنشا والجليكوجين: 1) وظيفة الطاقة (هم مصدر للطاقة في عمليات التمثيل الغذائي)؛

السليلوز (الألياف) –السكريات الهيكلية الأكثر انتشارًا في عالم النبات. وهو يتألف من مونومرات β-غلوكوبيرانوز (D-glucose) مرتبطة بروابط β-(1→4). مع التحلل المائي الجزئي للسليلوز، يتم تشكيل سيلوديكسترين، سيلوبيوز ثنائي السكاريد، ومع التحلل المائي الكامل، D- الجلوكوز. يبلغ الوزن الجزيئي للسليلوز حوالي 106 دا. لا يتم هضم الألياف عن طريق الإنزيمات الموجودة في الجهاز الهضمي، وذلك بسبب مجموعة هذه الإنزيمات في البشر لا تحتوي على هيدروليزات تقسم روابط بيتا.

الوظيفة الهيكلية للسليلوز– أساس النباتات والخلايا الجذعية والأوراق والأشجار والفطر والأشنات يقوم بوظيفة الألياف الغذائية في الجسم.

السكريات. النشا والسليلوز فيلون إم في. مدرس كيمياء مدرسة مبو الثانوية رقم 266

الخصائص المقارنة للنشا والسليلوز

علامات المقارنة

نشاء

معادلة

السليلوز

الارتباط الهيكلي

هيكل الجزيء

الخصائص الفيزيائية

الخواص الكيميائية

طلب

الصيغة الهيكلية للنشا

بقايا الجلوكوز

الصيغة الهيكلية للسليلوز

بقايا الجلوكوز

الخصائص الفيزيائية

نشاء

السليلوز

• مادة ليفية بيضاء صلبة

• مسحوق أبيض غير متبلور

• لا يذوب في الماء البارد

• لا يذوب في الماء

• تتضخم في الماء الساخن

• ليس لديه طعم حلو

• ليس لديه طعم حلو

الخواص الكيميائية للنشا

• رد فعل نوعي

(C 6 H 10 O 5) n + I 2 → اللون الأزرق

2. التحلل المائي

النشا ← الدكسترين ← المالتوز ← الجلوكوز

الخواص الكيميائية للسليلوز

1. التحلل المائي

(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O → nC 6 H 12 O 6

2. تشكيل استرات

دعونا نتحقق من أنفسنا

1. يتكون جزيء النشا من بقايا جزيئية...

α - الجلوكوز

الفركتوز

β - الجلوكوز

دعونا نتحقق من أنفسنا

2. رد الفعل النوعي للنشا - التفاعل مع...

هيدروكسيد النحاس (II).

محلول الأمونيا من أكسيد الفضة

دعونا نتحقق من أنفسنا

3. ينتج التحلل المائي للسليلوز...

دعونا نتحقق من أنفسنا

4. يستخدم ثلاثي نترات السليلوز كما...

الدواء

مادة متفجرة

لإطفاء الحرائق

النشا والسليلوز هما أهم ممثلي السكريات

الدرس باستخدام تكنولوجيا التطوير
التفكير الناقد الصف 10

تتيح تقنية تطوير التفكير النقدي من خلال القراءة والكتابة للطلاب تطوير التفكير النقدي عند تنظيم عملهم بمصادر مختلفة للمعلومات (خاصة النصوص المكتوبة وفقرات الكتب المدرسية ومقاطع الفيديو ومحاضرات المعلم). يتم تحفيز الطلاب لتعلم مواد جديدة من خلال إشراكهم في تحديد الأهداف والتفكير بشكل مستقل، وكذلك من خلال تنظيم العمل المستقل الجماعي والزوجي والفردي في الفصل الدراسي. يتيح استخدام هذه التكنولوجيا مراعاة الخصائص الفردية للمصالح المعرفية للطلاب وتدريب الجميع في منطقة النمو القريبة*.

وفقا لهذه التكنولوجيا، تتكون عملية التعلم من ثلاث مراحل. أولاً - مرحلة المكالمة ; وهو يتألف من تحديث وتلخيص المعرفة الموجودة حول الموضوع قيد الدراسة، وإثارة الاهتمام به، وتحفيز الطلاب على أنشطة التعلم النشط.

في المرحلة الثانية - مراحل الفهم - المهام مختلفة: الحصول على معلومات جديدة وفهمها وربطها بمعرفتك الخاصة.

المرحلة الأخيرة - مرحلة التأمل والتأمل, مما يعني فهمًا شاملاً وتخصيصًا وتعميمًا للمعلومات الواردة، وتطوير موقف الفرد تجاه المادة التي تتم دراستها، وتحديد ما لم يتم تعلمه بعد - أسئلة ومشاكل لمزيد من العمل ("التحدي الجديد")، وتحليل عملية التعلم برمتها دراسة المادة.

ماذا تفعل هذه التكنولوجيا للطلاب؟ أولاً، تزداد المسؤولية عن جودة التعليم الخاص بالفرد. ثانيا، يقومون بتطوير مهارات العمل مع النصوص من أي نوع ومع كميات كبيرة من المعلومات. ثالثا، يتم تطوير القدرات الإبداعية والتحليلية، فضلا عن القدرة على العمل بفعالية مع الآخرين.

تكون تقنية تطوير التفكير النقدي أكثر فاعلية عند دراسة المواد التي يمكن من خلالها تجميع نص تعليمي مثير للاهتمام. هناك عدة أشكال (استراتيجيات) ممكنة لاستخدام هذه التكنولوجيا: "قراءة النص مع الملاحظات"، "ملء جدول ZKH (أعرف، أريد أن أعرف، لقد اكتشفت)"، "متعرج"، "محاضرة متقدمة" ".

الجوانب الإيجابية للتكنولوجيا المقترحة: اكتساب المعرفة بشكل مستقل، وفهم الأنشطة الخاصة في العملية التعليمية، وزيادة مسؤولية الطلاب. يتم الحصول على درس كامل من خلال درس مزدوج. من الممكن تنظيم درس عملي ودراسة مواد جديدة. تكمن الصعوبة في الوتيرة غير المتكافئة لقراءة وتنسيق العمل المكتوب من قبل الطلاب.

أهداف الدرس.تلخيص معرفة الطلاب حول تصنيف الكربوهيدرات والاختلافات بين السكريات المتعددة والسكريات الأحادية. دراسة السمات الهيكلية والوجود في الطبيعة والخصائص الفيزيائية والكيميائية للنشا والسليلوز بالمقارنة؛ النظر في الدور البيولوجي للسكريات.

خلال الفصول الدراسية

مرحلة المكالمة

مدرس. لقد قمت في الدروس السابقة بدراسة تصنيف الكربوهيدرات ودرست بالتفصيل خصائص السكريات الأحادية. اليوم عليك أن تدرس التركيب والتواجد في الطبيعة والخصائص الفيزيائية والكيميائية للسكريات. ولكن أولا، دعونا نتذكر الاختلافات الرئيسية بين السكريات والسكريات الأحادية. ولهذا الغرض، يطلب منك إكمال الاختبار.(يتم وضع أوراق الاختبار مسبقًا على طاولات الطلاب.)

امتحان

اختر من العبارات الواردة فقط تلك الصحيحة:

أنا v r i n t – بالنسبة للسكريات الأحادية؛

الخيار الثاني – للسكريات.

1. ممثلوهم هم الجلوكوز والفركتوز والجلاكتوز والريبوز وديوكسيريبوز.

2. ممثلوهم هم النشا والجليكوجين والدكسترين والسليلوز والكيتين.

3. تتكون الجزيئات من العديد من مجموعات الذرات المتكررة والمتطابقة.

4. وهي مقسمة إلى ثلاثيات، ورباعيات، وخماسيات، وسداسيات.

5. لديهم الصيغة العامة (C6H10O5) ن .

6. الكتلة المولية صغيرة وعادة لا تتجاوز عدة مئات من جرام / مول.

7. الكتلة المولية كبيرة ويمكن أن تصل إلى عدة ملايين جم / مول.

8. أنها لا تخضع لتفاعلات التحلل المائي.

9. قادرة على الخضوع للتحلل المائي.

10. بقايا جزيئات بعضها هي جزء من نيوكليوتيدات DNA و RNA.

الإجابات.الخيار الأول: 1، 4، 6، 8، 10؛ الخيار الثاني: 2، 3، 5، 7، 9.

يقوم الطلاب بإجراء الاختبار ثم يتحققون مع بعضهم البعض في أزواج.

مرحلة الحمل

يطلب المعلم من الطلاب 20 دقيقة. بناءً على الكتاب المدرسي لـ O.S Gabrielyan "الكيمياء. الصف العاشر" (م: بوستارد، 2004) العمل من خلال النص - § 24، ص. 206-210، باستخدام علامات قلم رصاص خاصة:

"V" - أعرف هذا؛

"+" - معلومات جديدة؛

"-" - المعلومات التي تتعارض مع معرفتي؛

"؟" - المعلومات التي تتطلب شرحا؛

"!" - هذا مثير للاهتمام.

يعمل الطلاب في مجموعات من 3-4 أشخاص، ويتبادلون الآراء حول القضية قيد الدراسة، ويساعدون بعضهم البعض في التغلب على الصعوبات التي تنشأ، ويقدمون التفسيرات اللازمة.

مرحلة التأمل والتأمل

يعود الطلاب إلى أزواج ويقومون بعمل جدول حول خصائص النشا والسليلوز (جدول)، وفي كل زوج، يملأ أحد الطلاب عمودًا عن النشا، والآخر عن السليلوز، وبعد ذلك يتبادلون النتائج.

طاولة

خصائص النشا والسليلوز

صفة مميزة	السكاريد
		السليلوز
الصيغة الجزيئية	(ج6ح10س5) ن	(ج6ح10س5) ن
السمات الهيكلية	الوحدة الهيكلية هي ما تبقى من جزيء الجلوكوز الحلقي. تتراوح درجة البلمرة من عدة مئات إلى عدة آلاف. تصل الكتلة المولية إلى عدة مئات الآلاف من جرام / مول. هيكل الجزيئات الكبيرة: خطية (الأميلوز) ومتفرعة (الأميلوبكتين). في النشا، يشكل الأميلوز 10-20%، والأميلوبكتين 80-90%.	الوحدة الهيكلية هي ما تبقى من جزيء الجلوكوز الحلقي. تتراوح درجة البلمرة من عدة آلاف إلى عدة عشرات الآلاف. تصل الكتلة المولية إلى عدة ملايين جم / مول. هيكل الجزيئات الكبيرة: خطي
حدوث في الطبيعة والوظائف البيولوجية	في سيتوبلازم الخلايا النباتية على شكل حبيبات من المغذيات الاحتياطية. المحتوى (بالوزن): في الأرز - حتى 80%، في القمح والذرة - حتى 70%، في البطاطس - حتى 20%	عنصر أساسي في غشاء الخلية للنباتات، يؤدي وظيفة بناء وهيكلية. المحتوى (حسب الوزن): في ألياف القطن - حتى 95%، في ألياف الكتان والقنب - حتى 80%، في الخشب - حتى 50%
الخصائص الفيزيائية	مسحوق أبيض غير متبلور، غير قابل للذوبان في الماء البارد، ينتفخ في الماء الساخن ويشكل محلول غرواني - معجون النشا (بينما الأميلوز، كأحد مكونات النشا، يذوب في الماء الساخن، والأميلوبكتين ينتفخ فقط)	مادة ليفية صلبة، غير قابلة للذوبان في الماء
الخواص الكيميائية	(ج6ح10س5) ن + نح2يا -> نج 6 ح 12 س 6 . 2) تكوين الاسترات بسبب مجموعات الهيدروكسي (ليس لها أهمية عملية). 3) التفاعل النوعي مع اليود – اللون الأزرق	1) تكوين الجلوكوز نتيجة التحلل المائي الكامل: (ج6ح10س5) ن + نح2يا -> نج 6 ح 12 س 6 . 2) تكوين الاسترات بسبب مجموعات الهيدروكسي: عند التفاعل مع حمض النيتريك (في وجود حمض الكبريتيك) - أحادي النترات وثنائي النترات وثلاثي النترات. عند التفاعل مع حمض الأسيتيك (أو أنهيدريد الخل) - ثنائي الأسيتات وثلاثي الأسيتات. جميع الاسترات تستخدم على نطاق واسع. 3) لا يتفاعل مع اليود

العمل في المنزل.أكمل الجدول بسطري "الحصول" و"التقديم"، باستخدام الفقرة 24 من الكتاب المدرسي والكتب المرجعية؛ حل المسألة رقم 1، ص210.

الأدب

Gabrielyan O.S.، Maskaev F.N.، Ponomarev S.Yu.، Terenin V.I.كيمياء. الصف 10. كتاب مدرسي لمؤسسات التعليم العام. م: الحبارى، 2004، ص. 206-210؛ Bessudnova N.V.، Evdokimova T.A.، Klochkova V.A.. تنمية التفكير الناقد لدى الطلاب في دروس علم الأحياء. الأحياء في المدرسة، 2008، العدد 3، ص. 24-30.

إيه إس جوردييف،
مدرس الكيمياء والبيئة
صالة الألعاب الرياضية رقم 20
(دونسكوي، منطقة تولا)

* مفهوم قدمه إل إس فيجوتسكي، يشير إلى التناقض بين مستوى نمو الطفل الحالي والإمكانات التي يستطيع تحقيقها بتوجيه من المعلم وبالتعاون مع أقرانه.

النشا عبارة عن مسحوق غير متبلور ذو قرمشة مميزة (نشا البطاطس)، غير قابل للذوبان في الماء في الظروف العادية. عندما تدخل حبيبات النشا في الماء الساخن، فإنهاتنتفخ، وتتمزق أصدافها، ويتشكل محلول غرواني.

السليلوز هو مادة ليفية بيضاء غير قابلة للذوبان في الماء. وعلى عكس النشا، لا يتفاعل السليلوز مع الماء على الإطلاق، حتى عند غليه. يوجد السليلوز النقي في حياتنا على شكل صوف قطني.

هيكل جزيئات النشا والسليلوز

أبسط صيغة للنشا (السليلوز و) هي (C6H10O5)ن . في هذه الصيغة القيمةن - من عدة مئات إلى عدة آلاف. لذلك، النشا عبارة عن بوليمر طبيعي يتكون من وحدات هيكلية متكررة C 6 H 10 O 5 . يتكون من نوعين من الجزيئات. لهذا السبب، يعتبر النشا خليطًا من مادتين - الأميلوز والأميلوبكتين. يحتوي الأميلوز (20% منه في النشا) على جزيئات خطية وهو أكثر قابلية للذوبان. جزيئات الأميلوبكتين (80%) متفرعة، وهي أقل قابلية للذوبان في الماء. تختلف هذه الجزيئات أيضًا في الوزن الجزيئي النسبي: بالنسبة للجزيئات الخطية (الأميلوز) تصل إلى مئات الآلاف، بالنسبة للجزيئات المتفرعة (الأميلوبكتين) - عدة ملايين.

أبسط الصيغ الجزيئية للسليلوز تشبه تلك الموجودة في النشا. من الواضح، مع نفس التركيب، تختلف هذه المواد بشكل كبير في الخصائص. بالمقارنة مع النشا، السليلوز لديه وزن جزيئي أعلى نسبيا. السبب وراء كون السليلوز قويًا وغير قابل للذوبان هو أنه يحتوي على بنية ثلاثية الأبعاد. ومع ذلك، السليلوز ليس فقط ليس لديه بنية ثلاثية الأبعاد، ولكن أيضا ليس لديه بنية متفرعة. ولكن هذا هو السبب وراء قوة جزيئات السليلوز، لأن لها بنية خطية، والجزيئات الكبيرة الفردية مرتبة معًا بإحكام وبطريقة منظمة. ونتيجة لذلك، تزداد قوة التفاعل بين الجزيئات بين الجزيئات الفردية بشكل ملحوظ. يتم إنشاء العديد من روابط الهيدروجين بين جزيئات السليلوز الكبيرة المرتبة: تتفاعل ذرات الأكسجين في مجموعات الهيدروكسيل في جزيء واحد كهروستاتيكيًا مع ذرات الهيدروجين في مجموعات الهيدروكسيل في جزيء آخر. لنفس السبب، يشكل السليلوز أليافًا قوية، وهي ليست نموذجية للنشا. وفي الوقت نفسه، في النشا، تمتلك معظم الجزيئات بنية متفرعة، لذلك هناك احتمالات لـ... روابط هيدروجينية أقل.

تتكون جزيئات النشا من بقاياα - الجلوكوز والسليلوز - من بقايا الجزيئاتβ - الجلوكوز وهذا أيضًا هو سبب الاختلاف في الخواص الكيميائية للنشا والسليلوز:

نشاء

السليلوز

الخواص الكيميائية للنشا والسليلوز

1. تعقيد النشا مع اليود.

يتم استخدام خاصية النشا لتكوين اللون الأزرق مع اليود كتفاعل نوعي للكشف عن النشا. يتفاعل الأميلوز بشكل رئيسي مع اليود، مكونًا مركبًا ملونًا. يحيط جزيء الأميلوز على شكل حلزوني بجزيئات اليود، ويوجد حول كل جزيء يود ستة بقايا جلوكوز. التدفئة تدمر مثل هذا المجمع ويختفي اللون.

2. التحلل المائي.

يتميز السكروز بتفاعل التحلل المائي. نفس الخاصية متأصلة في النشا. عندما يتم غلي النشا لفترة طويلة في وجود حمض (عادة كبريتات)، تخضع الجزيئات للتحلل المائي. علاوة على ذلك، فإن المنتج النهائي للتحلل المائي هو فقطα -الجلوكوز. ومع ذلك، تحدث عملية التحلل المائي في خطوات مع تكوين منتجات التحلل المائي الوسيطة. يمكن التعبير عن عملية التحلل المائي التدريجي بالمخطط التالي:

السليلوز لديه خاصية مماثلة. ومع ذلك، يحدث التحلل المائي للسليلوز في ظل ظروف أكثر قسوة، ويكون المنتج النهائي للتحلل المائي هوبيتا الجلوكوز.

المنتجات الوسيطة للتحلل المائي السليلوز ليست ذات أهمية خاصة، لذلك يمكن حذفها ويمكن تلخيص معادلات التفاعل:

3. التحلل الحراري.

عندما يتم تسخين الخشب إلى درجة حرارة عالية دون الوصول إلى الهواء، يتم إطلاق كمية كبيرة إلى حد ما من المنتجات. بالإضافة إلى الكربون والماء، يتم تشكيل المنتجات السائلة، بما في ذلك كحول الميثيل (وهذا هو بالضبط سبب تسميته بالكحول الخشبي)، والأسيتون، وحمض الأسيتيك.

4. الأسترة.

نظرًا لأن بقايا الجلوكوز التي يتكون منها السليلوز تحتفظ بمجموعات الهيدروكسيل، فهي قادرة على التفاعل مع الأسترة مع الأحماض.

تحتوي كل وحدة سليلوز على ثلاث مجموعات هيدروكسيل. كلهم يمكن أن يدخلوا في تفاعلات تكوين الإستر. في الصيغة المعتادة للسليلوز، يتم فصل مجموعات الهيدروكسيل هذه على النحو التالي:

وأهمها استرات السليلوز مع حمض النترات (النيتروسليلوز) وحمض الأسيتيك (أسيتيل السليلوز).

تطبيق النشا

النشا هو الكربوهيدرات الرئيسية في طعامنا. مثل الدهون، لا يمتصها الجسم مباشرة. يبدأ التحلل المائي للنشا تحت تأثير الإنزيمات في الفم عند مضغ الطعام، ويستمر في المعدة والأمعاء. يتكون نتيجة التحلل المائي، ويتم امتصاص الجلوكوز في الدم ويدخل الكبد، ومن هناك إلى جميع أنسجة الجسم. يتم تخزين الجلوكوز الزائد في الكبد على شكل جليكوجين كربوهيدراتي عالي الوزن الجزيئي، والذي يتحلل مرة أخرى إلى جلوكوز أثناء استهلاكه في خلايا الجسم.

لإنتاج الجلوكوز، يتم تسخين النشا بحمض الكبريتيك المخفف لعدة ساعات. عند اكتمال عملية التحلل المائي، يتم معادلة الحمض باستخدام الطباشير، ويتم ترشيح الراسب الناتج من كبريتات الكالسيوم ويتبخر المحلول. عندما يبرد، يتبلور الجلوكوز من المحلول.

إذا لم تكتمل عملية التحلل المائي، فإن النتيجة هي كتلة حلوة سميكة - خليط من الدكسترين والجلوكوز - دبس السكر.

تستخدم الدكسترينات المستخرجة من النشا كغراء. يستخدم النشا في نشاء الكتان؛ عند تسخينه بمكواة ساخنة، يتحول إلى دكسترين، الذي يلصق ألياف النسيج معًا ويشكل طبقة كثيفة تحمي القماش من التلوث السريع. بالإضافة إلى ذلك، فإن هذا يجعل عملية الغسيل التالية أسهل، حيث أن جزيئات الأوساخ المرتبطة بالديكسترين أسهل بكثير في غسلها بالماء.

يستخدم النشا لإنتاج الكحول الإيثيلي. خلال هذه العملية، يتم تحلله أولاً بواسطة إنزيم موجود في الشعير، ثم يتم تخمير منتج التحلل المائي في وجود الخميرة وتحويله إلى كحول.

يتم إنتاج الكحول الإيثيلي، الذي يستخدم للاحتياجات الصناعية (تخليق المطاط)، صناعيًا من الإيثيلين والتحلل المائي للسليلوز.

تطبيقات السليلوز

بسبب قوته الميكانيكية، يتم استخدام السليلوز الموجود في الخشب في البناء؛ أما على شكل مواد ليفية (القطن، الكتان، القنب) فتستخدم في صناعة الخيوط، والأقمشة، والحبال. يستخدم السليلوز المعزول من الخشب (المتحرر من المواد المصاحبة) في صناعة الورق.

تُستخدم استرات السليلوز في صناعة النيتروفارنيش والأفلام والكولوديون الطبي والألياف الصناعية والمتفجرات.