Глюкоза. Химические свойства, применение, биологическая роль.

1. Глюкоза. Химические свойства, применение, биологическая роль.

2. КАКИЕ СОЕДИНЕНИЯ НАЗЫВАЮТ УГЛЕВОДАМИ?КАКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ВХОДЯТ В СОСТАВ УГЕВОДОВ?

3. Углеводы – природные органические соединения, состав которых выражается общей формулой Сn(H2O)m, (m,n > 3) • В состав углеводов входят химические элементы: • С – углерод • Н – водород • О - кислород

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

5. н н о о 6 н 6 6 c о о н н н н 2 c c 2 2 1 c о о 5 н н н о 4 1 о н н 2 о н н c 5 о н c 3 2 н о н н 3 н c н о 4 c о н н 4 н c c о о о о о о о н н н н н н н 1 н 3 2 c c 5 н c о 5 о н н н о н 6 н 4 c 1 2 о н н н 3 2 н о н Глюкоза – вещество со смешанными функциями, содержит альдегидную группу и несколько гидроксильных групп.

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

7. УГЛЕВОДЫ Моносахариды Глюкоза Фруктоза С6Н12О6 Дисахариды Сахароза С12Н22О11 Полисахариды Крахмал Целлюлоза (С6Н10О5)n Углеводы классифицируют:

8. Охарактеризуйте физические свойства глюкозы.

9. Физические свойства. Глюкоза – бесцветное кристаллическое вещество со сладким вкусом, хорошо растворимое в воде.

10. Составьте уравнение фотосинтеза, в чем его сущность?

11. 6CO2 + 6H2O + 2920 кДжсвет C6H12O6 + 6O2 Это процесс, от которого в конечной инстанции зависят все проявления жизни на нашей планете. К.А. Тимирязев

12. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Глюкоза – бифункционалное соединение, является одновременно и многоатомным спиртом и альдегидом. Поэтому вступает в реакции характерные как для альдегидов, так и для многоатомных спиртов.

13. 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?

14. oCH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-C +Cu(OH)2 H o  CH2OH-CHOH-CHOH-CH-CH-C + 2H2Oглюконат меди(II)O O H CuВывод: 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

15. Реакция этерификации. Взаимодействие глюкозы с карбоновыми кислотами. O СН2ОН-(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+

16. Наличие какой функциональной группы можно предположить на основании реакции взаимодействия глюкозы с карбоновыми кислотами?Вывод: сложные эфиры образуются в результате взаимодействия кислот со спиртами. Глюкоза – является многоатомным спиртом

17. 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?

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

19. 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?

20. 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

21. Реакция восстановления(гидрирования) В результате реакции образуется шестиатомный спирт сорбит

22. Специфические свойства глюкозы • Спиртовое брожение C6H12O6ферменты 2C2H5OH + 2CO2 • Молочнокислое брожение C6H12O6ферменты 2CH3CH(OH)COOH • Маслянокислое брожение C6H12O6ферментыC3H7COOH + 2CO2 + 2H2

23. 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;

24. 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.

25. 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.

26. 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.

27. Биологическое значение Глюкоза - необходимый компонент пищи; Является одним из главных участников обмена веществ в организме; Очень питательна и легко усваивается;

28. Биологическое значение • В организме человека глюкоза содержится в мышцах, в крови (0.1 - 0.12 %) и служит основным источником энергии для клеток и тканей организма. • Повышение концентрации глюкозы в крови приводит к усилению выработки гормона поджелудочной железы — инсулина, уменьшающего содержание этого углевода в крови.

29. 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).

30. Биологическое значение С пищей к нам поступают моно-, ди- и полисахариды; Моносахариды всасываются в кишечнике. Полисахариды в процессе движения по ЖКТ расщепляются на отдельные молекулы моносахаридов; Всасываются в кровь в тонком кишечнике; Поступают в печень; Общий кровоток транспортируется в другие ткани.

31. 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.