Informatie

2.1: Koolhydraten - structuur en diversiteit in de biologie - Biologie

2.1: Koolhydraten - structuur en diversiteit in de biologie - Biologie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Koolhydraatbeoordeling voor BIS103

1. Definitie: Koolhydraten (CHO's=suikers=sachariden): Polyhydroxyaldehyden of polyhydroxyketonen of stoffen die deze bij hydrolyse geven. Ik kort koolhydraten in deze wiki af als CHO's.

2. Fischer-projectie: We gebruiken twee manieren om driedimensionale CHO's te visualiseren op een tweedimensionaal stuk papier. De eerste is de Fischer-projectie. De tweede is de Haworth-projectie (zie hieronder). Voor de Fischer-projectie is het molecuul gerangschikt met het meest geoxideerde uiteinde bovenaan en de koolstofketen verticaal georiënteerd, waarbij horizontale lijnen bindingen vertegenwoordigen die uit het vlak van het papier naar ons toe uitsteken, en verticale lijnen bindingen vertegenwoordigen die achter het papier uitsteken met OH-groepen naar links of rechts gerangschikt. (bedacht door Hermann Emil Fischer in 1891).

3. Aldose of ketose: verwijst naar de vraag of een sacharide in zijn open vorm respectievelijk een aldehyde- of ketoncarbonyl bevat.

4. Monosachariden: Koolhydraten die niet kunnen worden gehydrolyseerd tot eenvoudiger verbindingen. Zoals ze in de klas worden geïntroduceerd, leer de structuren van de volgende aldose-monosacchariden: glyceraldehyde, erythrose, ribose, glucose, mannose, galactose; en de volgende ketose-monosacchariden: dihydroxyaceton, ribulose, xylulose, fructose.

5. Triose, Tetrose, Pentose, enz.: Verwijst naar het aantal koolstoffen in de monosacharide. Vaak worden gecombineerde namen zoals aldohexose, etc. gebruikt.

6. Disachariden, Oligosachariden, Polysachariden, enz.: Verwijst naar het aantal monosacharide-eenheden waarin het koolhydraat kan worden gehydrolyseerd. Bekijk hier wat hydrolyse betekent: http://chemwiki.ucdavis.edu/Core/Organic_Chemistry/Glossary/Hydrolysis

7. Steroisomeren, enantiomeren, diastereomeren, mesoverbindingen: Stereo-isomeren zijn verbindingen met dezelfde molecuulformule en dezelfde structuur, maar verschillende oriëntaties van hun atomen in de ruimte. Met andere woorden, stereo-isomeren hebben dezelfde soorten bindingen, maar verschillende ruimtelijke rangschikkingen en verschillende chemische eigenschappen.

Biologische systemen kunnen het verschil zien tussen stereo-isomeren!

Koolhydraten hebben een of meer chirale centra - koolstofatomen waaraan 4 verschillende groepen zijn gehecht, waardoor de mogelijkheid van stereo-isomeren ontstaat. Over het algemeen kan een verbinding die "n" chirale centra bevat maximaal 2 "n" stereo-isomeren hebben. enantiomeren zijn stereoisomere verbindingen waarvan de structuren niet-superponeerbare spiegelbeelden van elkaar zijn. diastereomeren zijn stereoisomere verbindingen die geen spiegelbeelden van elkaar zijn. Epimeren zijn diastereomeren die in configuratie verschillen bij slechts één chiraal koolstofatoom.

8. D- of L-structuur: verwijst naar de vraag of de configuratie van het chirale koolstofatoom dat het verst verwijderd is van de carbonylgroep voor een monosacharide (bijvoorbeeld het stereocentrum met het hoogste nummer is C5 van GLC of fructose) in zijn open vorm in de Fischer-projectie lijkt die voor respectievelijk R-(+) of LS-(-)-glyceraldehyde (2,3-dihydroxypropanal). In de natuur overheersen de D-vormen van suikers, daarom laten we de D- of L-aanduiding achterwege. Tenzij anders vermeld, wordt aangenomen dat alle suikers in deze klasse D-suikers zijn. In de Fischer-projectie heeft de D-vorm van GLC bijvoorbeeld de C-5-hydroxyl die naar rechts uitsteekt.

9. Furanose, pyranose: Koolhydraten met vijf of meer koolstoffen cycliseren om 5-ledige furanose- of 6-ledige pyranoseringstructuren te vormen. Het resultaat van de toevoeging van het aldehydecarbonyl aan een alcohol resulteert in a hemiacetaal; toevoeging van de ketocarbonyl aan een alcohol resulteert in a hemiketaal. Omdat hemiacetale en hemiketale reacties kunnen optreden bij intramoleculaire groepen, wordt een cyclische structuur gevormd met een zuurstof als lid van de ring. Deze intramoleculaire reactie vindt met een significante snelheid plaats zonder enzymen. Gecombineerde namen zoals glucopyranose, enz. Worden vaak gebruikt. Cyclisatie creëert een nieuwe chirale koolstof (zie #10 hieronder).

10. Haworth-projectie: Fischer-representaties zijn niet zo nuttig om de ringvorm van CHO's te visualiseren. We gebruiken de Haworth-projectie om de ringvorm te visualiseren, als een vlakke ring met OH-groepen boven en onder de ring. Vertegenwoordigt niet de ware vorm van ringen, ze zijn gebobbeld. Voor pyranose-ringen zijn de twee conformaties de stoel en de boot. Substituenten zijn ofwel equatoriaal of axiaal.

Indien naar links getekend in een Fischer-projectie, bevindt het bestanddeel zich boven de ring in de overeenkomstige Haworth-projectie (en wanneer naar rechts in Fischer, hieronder in Haworth).

Maar onthoud dat de structuren er meer als volgt uitzien:

11. (alpha)- of (eta)- Anomeren: verwijst naar de configuratie van het anomere (=voorheen carbonyl) koolstofatoom in de cyclische vorm van een monosacharide of monosacharidederivaat. Specifiek in aldohexosen is het gerelateerd aan de vraag of de substituent zich aan de tegenovergestelde ((alpha)) of dezelfde ((eta)) kant van het molecuul bevindt als de –CH2OH-groep (C6). Anomeren zijn een subcategorie van epimeren waarin het chirale centrum in kwestie de anomere koolstof is.

12. Mutarotatie: Een proces waarbij een oplossing van een koolhydraat een verandering in optische rotatie ondergaat door omzetting van één anomeer via de open-ketenvorm in een evenwichtsmengsel van beide anomeren. Op moleculaire basis wordt het chemische proces dat plaatsvindt anomerisatie genoemd.

13. Reductieve of niet-reducerende suikers: Geeft aan of een koolhydraat een positieve of een negatieve test geeft, respectievelijk (mathrm{CU^{2+}}) of (mathrm{Ag^{+}} ) soorten in Benedict's en Fehling's of Tollen's Reagents. Alle reducerende suikers bevatten een vrije of potentieel vrije aldehydegroep (als een hemiacetaal of hemiketaal) die (mathrm{Cu^{2+}}) kan reduceren tot (mathrm{Cu^{+}}). Een alkalische (mathrm{CuSO_{4}})oplossing is de oplossing van Fehling. Een reducerende suiker produceert een rood koperoxide ((mathrm{Cu_{2}O})) precipitaat.

14. Glycosiden: een algemene term die verwijst naar monosacharidederivaten waarin de functionele groep die het anomere koolstofatoom omvat, een acetaal- of ketaalstructuur heeft. Er kan condensatie optreden met alcoholen, aminen en amiden. Glycosidevorming vergrendelt de anomere koolstof zodanig dat deze geen mutarotatie kan ondergaan.


Herplant ziekten: Bacteriële gemeenschapsstructuur en diversiteit in perzik rhizosfeer zoals bepaald door metabole en genetische vingerafdrukken

Perzikboomverplantingsziekte, hoewel er al meer dan twee eeuwen in de literatuur melding van wordt gemaakt, moet de oorzaak nog duidelijk worden omschreven. Daling van de productiviteit van perziken wordt toegeschreven aan giftige stoffen, insecten, voedingsstoornissen, spuitresten, schimmels en nematoden. Bacteriën is ook aangegeven als een bijdragende factor.

Perzikverplantingsziekte werd gereproduceerd door twee opeenvolgende culturen op dezelfde grond te gebruiken. Bacteriële gemeenschappen werden geïsoleerd en gekarakteriseerd uit gezonde en zieke perzikbomen. De mogelijke rol van cyanideproductie door rhizobacteriën in het herplantprobleem van perziken werd bestudeerd. Er werden kweekafhankelijke (evaluatie van het aantal kweekbare bacteriën, metabolische activiteiten, Biolog ® GN2) en onafhankelijke (ribosomale intergene spaceranalyse, RISA) methoden gebruikt om de bacteriële gemeenschapsstructuur en diversiteit in gezonde en zieke bodems te vergelijken en te evalueren de mogelijke rol van cyanide.

Bacteriële dichtheden waren significant verhoogd in zieke bodems. Metabolische activiteiten (Biolog ® GN2) en genetische structuur, waargenomen via RISA, waren ook significant gewijzigd in zieke bodems. Veranderingen in de samenstelling van individuele microbiële groepen in de rhizosfeer van perzikbomen die zijn opgegraven uit gezonde of zieke grond, wezen op de betrokkenheid van rhizobacteriën bij de etiologie van de herplantziekte van perzikgrond. Meer dan 60% van de stammen geïsoleerd uit gezonde bodems kwamen overeen met: Pseudomonas sp. en 58% van de isolaten van zieke bodems waren Bacil sp. Deze studie heeft vastgesteld dat Bacil waren in staat om in vitro HCN te produceren. Het bleek ook dat er in zieke grond een verschuiving was in de structuur van bacteriële gemeenschappen met een toename van fytotoxische micro-organismen die HCN-verbindingen kunnen produceren.


Wat is menselijke biologie?

Als je de rest van dit boek leest, leer je meer verbazingwekkende feiten over het menselijk organisme en krijg je een beter idee van hoe biologie verband houdt met je gezondheid. Menselijke biologie is de wetenschappelijke studie van de menselijke soort, die het fascinerende verhaal van de menselijke evolutie omvat en een gedetailleerd verslag van onze genetica, anatomie, fysiologie en ecologie. Kortom, het onderzoek richt zich op hoe we hier zijn gekomen, hoe we functioneren en de rol die we spelen in de natuurlijke wereld. Dit helpt ons de menselijke gezondheid beter te begrijpen, omdat we kunnen leren hoe we gezond kunnen blijven en hoe ziekten en verwondingen kunnen worden behandeld. Menselijke biologie zou van persoonlijk belang voor u moeten zijn in de mate dat het uw eigen gezondheid ten goede kan komen, evenals de gezondheid van uw vrienden en familie. Deze tak van wetenschap heeft ook bredere implicaties voor de samenleving en de menselijke soort als geheel.


Monosachariden

Monosachariden (mono- = "één" sacchar- = "zoet") zijn eenvoudige suikers, waarvan glucose de meest voorkomende is. In monosachariden varieert het aantal koolstofatomen gewoonlijk van drie tot zeven. De meeste namen van monosachariden eindigen met het achtervoegsel -ose. Als de suiker een aldehydegroep heeft (de functionele groep met de structuur R-CHO), staat het bekend als een aldose, en als het een ketongroep heeft (de functionele groep met de structuur RC(=O)R'), is het staat bekend als een ketose. Afhankelijk van het aantal koolstofatomen in de suiker, kunnen ze ook bekend staan ​​als triosen (drie koolstofatomen), pentosen (vijf koolstofatomen) en of hexosen (zes koolstofatomen). Zie figuur voor een illustratie van de monosachariden.

Monosachariden worden geclassificeerd op basis van de positie van hun carbonylgroep en het aantal koolstofatomen in de ruggengraat. Aldosen hebben een carbonylgroep (groen aangegeven) aan het einde van de koolstofketen en ketosen hebben een carbonylgroep in het midden van de koolstofketen. Trioses, pentosen en hexosen hebben respectievelijk drie, vijf en zes koolstofskeletten.

De chemische formule voor glucose is C6H12O6. Bij mensen is glucose een belangrijke energiebron. Tijdens cellulaire ademhaling komt energie vrij uit glucose en die energie wordt gebruikt om adenosinetrifosfaat (ATP) te helpen maken. Planten synthetiseren glucose met behulp van kooldioxide en water, en glucose wordt op zijn beurt gebruikt voor de energiebehoefte van de plant. Overtollige glucose wordt vaak opgeslagen als zetmeel dat wordt afgebroken (de afbraak van grotere moleculen door cellen) door mensen en andere dieren die zich voeden met planten.

Galactose (een deel van lactose of melksuiker) en fructose (te vinden in sucrose, in fruit) zijn andere veel voorkomende monosachariden. Hoewel glucose, galactose en fructose allemaal dezelfde chemische formule hebben (C6H12O6), ze verschillen structureel en chemisch (en staan ​​​​bekend als isomeren) vanwege de verschillende rangschikking van functionele groepen rond de asymmetrische koolstof, al deze monosachariden hebben meer dan één asymmetrische koolstof (Figuur).

Kunstverbinding

Glucose, galactose en fructose zijn allemaal hexosen. Het zijn structurele isomeren, wat betekent dat ze dezelfde chemische formule hebben (C6H12O6) maar een andere rangschikking van atomen.

Wat voor soort suikers zijn dit, aldose of ketose?

Glucose, galactose en fructose zijn isomere monosachariden (hexosen), wat betekent dat ze dezelfde chemische formule hebben, maar een iets andere structuur hebben. Glucose en galactose zijn aldosen en fructose is een ketose.

Monosachariden kunnen voorkomen als een lineaire keten of als ringvormige moleculen in waterige oplossingen, ze worden meestal in ringvormen aangetroffen (Figuur). Glucose in ringvorm kan twee verschillende rangschikkingen hebben van de hydroxylgroep (OH) rond de anomere koolstof (koolstof 1 die asymmetrisch wordt in het proces van ringvorming). Als de hydroxylgroep lager is dan koolstofnummer 1 in de suiker, wordt gezegd dat deze zich in de alfa (α) positie, en als het zich boven het vliegtuig bevindt, wordt gezegd dat het zich in de bèta bevindt (β) positie.

Vijf en zes koolstofmonosacchariden bestaan ​​in evenwicht tussen lineaire en ringvormen. Wanneer de ring zich vormt, wordt de zijketen die hij sluit vastgezet in een α of β positie. Fructose en ribose vormen ook ringen, hoewel ze vijfledige ringen vormen in tegenstelling tot de zesledige ring van glucose.


2.1.U6) Katabolisme is de afbraak van complexe moleculen in eenvoudiger moleculen, inclusief de hydrolyse van macromoleculen tot monomeren.

katabolisme: De afbraak van complexe moleculen tot eenvoudigere.

De afbraak van organische moleculen vindt plaats via hydrolysereacties, die het verbruik van watermoleculen vereisen om de bindingen in een polymeer te verbreken. bijv. Dipeptiden worden gehydrolyseerd door protease die de peptidebinding verbreken en twee aminozuren maken.

Bij katabolisme komt energie vrij wanneer bindingen worden verbroken.


Het woord "koolhydraat" komt van het Griekse woord sacharon, wat "suiker" betekent. In de chemie zijn koolhydraten een veel voorkomende klasse van eenvoudige organische verbindingen. Een koolhydraat is een aldehyde of een keton dat extra hydroxylgroepen heeft. De eenvoudigste koolhydraten heten monosachariden, die de basisstructuur hebben (C·H2O)N, waarbij n drie of meer is.

Twee monosachariden koppelen aan elkaar om a . te vormen disacharide. Monosachariden en disachariden heten suikers en hebben meestal namen die eindigen op het achtervoegsel -ose. Meer dan twee monosachariden zijn met elkaar verbonden om oligosachariden en polysachariden te vormen.

In het dagelijks gebruik verwijst het woord "koolhydraat" naar elk voedsel dat een hoog gehalte aan suikers of zetmeel bevat. In deze context omvatten koolhydraten tafelsuiker, gelei, brood, ontbijtgranen en pasta, hoewel deze voedingsmiddelen andere organische verbindingen kunnen bevatten. Granen en pasta bevatten bijvoorbeeld ook een bepaald eiwitgehalte.


AQA Biology Nieuwe AS-specificatie Revisieschema's voor onderwerp 1, 2, 3 en 4 en vereiste practica

Ik ben een leraar biologie en scheikunde in Devon. Geeft momenteel les in Exeter. Momenteel lesgevend in AQA iGCSE aan leerlingen van groep 11, net overgestapt op Edexcel iGCSE voor leerlingen van groep 9 en 10 en lesgeven in AQA Biologie (nieuwe specificatie) aan leerlingen van AS/A2. Ik probeer boeiende bronnen te maken met een mix van samenwerkingsactiviteiten en bronnen om leerlingen aan te moedigen zelfstandig te werken. Ook geïnteresseerd in het bevorderen van meer bewustzijn van geestelijke gezondheid. Twitter: @missjmbooth

Deel dit

Revisiediagrammen voor alle onderwerpen van de nieuwe AQA AS Biology-specificatie:

Sectie 3.1: Biologische moleculen
3.1.1 Monomeren en polymeren
3.1.2 Koolhydraten
3.1.3 Lipiden
3.1.4.1 Eiwitten
3.1.4.2 Enzymen
3.1.5.1 Nucleïnezuurstructuur
3.1.5.2 DNA-replicatie
3.1.6 ATP
3.1.7 Water
3.1.8 Anorganische ionen

Sectie 3.2: Cellen
3.2.1.1 Eukaryote cellen
3.2.1.2 Prokaryote cellen en virussen
3.2.1.3 Cellen bestuderen
3.2.2 Mitose
3.2.3 Transport over celmembranen
3.2.4 Celherkenning en het immuunsysteem

Paragraaf 3.3 Organismen wisselen stoffen uit met hun omgeving
3.3.1 Verhouding oppervlakte tot volume
3.3.2 Gasuitwisseling
3.3.3 Vertering en absorptie
3.3.4.1 Massatransport bij dieren
3.3.4.2 Massatransport in planten

Paragraaf 3.4 Genetische informatie, variatie en relaties tussen organismen
3.4.1 DNA, genen en chromosomen
3.4.2 DNA- en eiwitsynthese
3.4.3 Genetische diversiteit - mutaties en meiose
3.4.4 Genetische diversiteit en aanpassing – natuurlijke selectie
3.4.5 Soorten en taxonomie
3.4.6 Biodiversiteit
3.4.7 Onderzoek naar biodiversiteit

Evenals fiches over de vereiste practica en de technieken waarvan ze op de hoogte moeten zijn.

A2-revisiediagrammen zijn hier beschikbaar: https://www.tes.com/teaching-resource/aqa-biology-new-a2-specification-revision-diagrams-for-topic-5-6-7-and-8-and- verplichte praktijk-11634218

Alle paginanummers hebben betrekking op Oxford AQA Biology 2nd Edition A Level leerboek door Glenn Toole en Susan Toole 2015. Diagrammen zijn ook van deze bron.


Toegangsopties

Krijg volledige toegang tot tijdschriften voor 1 jaar

Alle prijzen zijn NET prijzen.
De btw wordt later bij het afrekenen toegevoegd.
De belastingberekening wordt definitief tijdens het afrekenen.

Krijg beperkte of volledige toegang tot artikelen op ReadCube.

Alle prijzen zijn NET prijzen.


2.1: Koolhydraten - structuur en diversiteit in de biologie - Biologie

Koolhydraten

De voorwaarde koolhydraat werd oorspronkelijk gebruikt om verbindingen te beschrijven die letterlijk "hydraten van koolstof" waren omdat ze de empirische formule CH . hadden2O. In de afgelopen jaren zijn koolhydraten geclassificeerd op basis van hun structuur, niet op basis van hun formules. Ze zijn nu gedefinieerd als polyhydroxy aldehyden en ketonen. Tot de verbindingen die tot deze familie behoren, behoren cellulose, zetmeel, glycogeen en de meeste suikers.

Er zijn drie klassen koolhydraten: monosachariden, disachariden en polysachariden. De monosachariden zijn witte, kristallijne vaste stoffen die een enkele functionele aldehyde- of ketongroep bevatten. Ze zijn onderverdeeld in twee klassen aldosen en ketose op basis van het feit of het aldehyden of ketonen zijn. Ze worden ook geclassificeerd als triose, tetrose, pentose, hexose of heptose op basis van het feit of ze drie, vier, vijf, zes of zeven koolstofatomen bevatten.

Op één uitzondering na zijn de monosachariden optisch actieve verbindingen. Hoewel zowel D- als L-isomeren mogelijk zijn, bevinden de meeste monosachariden die in de natuur worden gevonden zich in de D-configuratie. Structuren voor het D- en L-isomeer van de eenvoudigste aldose, glyceraldehyde, worden hieronder weergegeven.

De structuren van veel monosachariden werden voor het eerst bepaald door Emil Fischer in de jaren 1880 en 1890 en worden nog steeds geschreven volgens een conventie die hij heeft ontwikkeld. De Fischer-projectie geeft weer hoe het molecuul eruit zou zien als zijn driedimensionale structuur op een stuk papier zou worden geprojecteerd. Volgens afspraak worden Fischer-projecties verticaal geschreven, met het aldehyde of keton bovenaan. De -OH-groep op het voorlaatste koolstofatoom staat aan de rechterkant van de skeletstructuur voor het D-isomeer en aan de linkerkant voor het L-isomeer. Fischer-projecties voor de twee isomeren van glyceraldehyde worden hieronder weergegeven.

Deze Fischer-projecties kunnen worden verkregen uit de hierboven getoonde skeletstructuren door te visualiseren wat er zou gebeuren als je een model van elke isomeer op een overheadprojector zou plaatsen, zodat de CHO en CH2OH-groepen rustten op het glas en keken vervolgens naar de beelden van deze modellen die op een scherm zouden worden geprojecteerd.

Fischer-projecties voor enkele van de meest voorkomende monosachariden worden gegeven in de onderstaande afbeelding.

Glucose en fructose hebben dezelfde formule: C6H12O6. Glucose is de suiker met de hoogste concentratie in de bloedbaan. fructose zit in fruit en honing. Gebruik de Fischer-projecties in de figuur van gewone monosachariden om het verschil tussen de structuren van deze verbindingen uit te leggen. Voorspel wat een enzym zou moeten doen om glucose om te zetten in fructose, of omgekeerd.

Als de koolstofketen lang genoeg is, kan de alcohol aan het ene uiteinde van een monosacharide de carbonylgroep aan het andere uiteinde aanvallen om een ​​cyclische verbinding te vormen. Wanneer een zesledige ring wordt gevormd, wordt het product van deze reactie a . genoemd pyranose, weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Wanneer een vijfledige ring wordt gevormd, wordt deze a . genoemd furanose, weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Er zijn twee mogelijke structuren voor de pyranose- en furanosevormen van een monosacharide, die de a- en b-anomeren worden genoemd.

De reacties die leiden tot de vorming van een pyranose of een furanose zijn omkeerbaar. Het maakt dus niet uit of we beginnen met een zuiver monster van a -D-glucopyranose of b -D-glucopyranose. Binnen enkele minuten worden deze anomeren onderling omgezet om een ​​evenwichtsmengsel te geven dat 63,6% van het b-anomeer en 36,4% van het a-anomeer is. De 2:1 voorkeur voor het b-anomeer kan worden begrepen door de structuren van deze eerder getoonde moleculen te vergelijken. In de b -anomeer, alle omvangrijke -OH of -CH2OH-substituenten liggen min of meer in het vlak van de zesledige ring. In het a -anomeer staat een van de -OH-groepen loodrecht op het vlak van de zesledige ring, in een gebied waar het sterke afstotende krachten voelt van de waterstofatomen die op vergelijkbare posities rond de ring liggen. Hierdoor is de b -anomeer iets stabieler dan de a -anomeer.

disachariden worden gevormd door een paar monosachariden te condenseren. De structuren van drie belangrijke disacchariden met de formule C12H22O11 zijn weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Maltose, of moutsuiker, die ontstaat wanneer zetmeel afbreekt, is een belangrijk onderdeel van de gerstemout die wordt gebruikt om bier te brouwen. Lactose, of melksuiker, is een disacharide die in melk wordt aangetroffen. Zeer jonge kinderen hebben een speciaal enzym dat lactase wordt genoemd en dat helpt bij het verteren van lactose. Naarmate ze ouder worden, verliezen veel mensen het vermogen om lactose te verteren en kunnen ze geen melk of melkproducten verdragen. Omdat moedermelk twee keer zoveel lactose bevat als melk van koeien, schakelen jonge kinderen die tijdens de borstvoeding lactose-intolerantie ontwikkelen over op koemelk of een synthetische formule op basis van sucrose.

De stof die de meeste mensen "suiker" noemen, is de disaccharide sacharose, die wordt gewonnen uit suikerriet of bieten. Sucrose is de zoetste van de disachariden. Het is ongeveer drie keer zo zoet als maltose en zes keer zo zoet als lactose. In de afgelopen jaren is sucrose in veel commerciële producten vervangen door glucosestroop, die wordt verkregen wanneer de polysachariden in maïszetmeel worden afgebroken. Maïssiroop is voornamelijk glucose, dat slechts ongeveer 70% zo zoet is als sucrose. Fructose is echter ongeveer twee en een half keer zo zoet als glucose. Daarom is er een commercieel proces ontwikkeld waarbij een isomerase-enzym wordt gebruikt om ongeveer de helft van de glucose in glucosestroop om te zetten in fructose (zie praktijkopgave 4). Deze fructose-maïszoetstof is net zo zoet als sucrose en wordt veelvuldig gebruikt in frisdranken.

De monosachariden en disachariden vertegenwoordigen slechts een kleine fractie van de totale hoeveelheid koolhydraten in de natuurlijke wereld. Het grootste deel van de koolhydraten in de natuur is aanwezig als polysachariden, die relatief grote molecuulgewichten hebben. De polysachariden hebben twee hoofdfuncties. Ze worden door zowel planten als dieren gebruikt om glucose op te slaan als een bron van toekomstige voedselenergie en ze zorgen voor een deel van de mechanische structuur van cellen.

Zeer weinig levensvormen krijgen een constante toevoer van energie uit hun omgeving. Om te kunnen overleven, hebben planten- en dierencellen een manier moeten ontwikkelen om energie op te slaan in tijden van overvloed om de tijden van schaarste die volgen te overleven. Planten slaan voedselenergie op als polysachariden, ook wel bekend als: zetmeel. Er zijn twee basissoorten zetmeel: amylose en amylopectine. Amylose wordt gevonden in algen en andere lagere vormen van planten. Het is een lineair polymeer van ongeveer 600 glucoseresten waarvan de structuur kan worden voorspeld door a -D-glucopyranose-ringen aan de structuur van maltose toe te voegen. Amylopectine is de dominante vorm van zetmeel in de hogere planten. Het is een vertakt polymeer van ongeveer 6000 glucoseresten met vertakkingen op 1 op elke 24 glucoseringen. Een klein deel van de structuur van amylopectine is weergegeven in onderstaande figuur.

Het polysacharide dat dieren gebruiken voor de kortetermijnopslag van voedselenergie staat bekend als: glycogeen. Glycogeen heeft bijna dezelfde structuur als amylopectine, met twee kleine verschillen. Het glycogeenmolecuul is ongeveer twee keer zo groot als amylopectine en heeft ongeveer twee keer zoveel vertakkingen.

Er is een voordeel aan vertakte polysachariden zoals amylopectine en glycogeen. In tijden van tekort vallen enzymen het ene uiteinde van de polymeerketen aan en snijden glucosemoleculen één voor één af. Hoe meer vertakkingen, hoe meer punten het enzym het polysacharide aanvalt. Zo is een sterk vertakt polysacharide beter geschikt voor de snelle afgifte van glucose dan een lineair polymeer.

Polysachariden worden ook gebruikt om de wanden van planten- en bacteriecellen te vormen. Cellen die geen celwand hebben breken vaak open in oplossingen waarvan de zoutconcentraties ofwel te laag (hypotonisch) ofwel te hoog (hypertoon) zijn. Als de ionsterkte van de oplossing veel kleiner is dan die van de cel, dwingt osmotische druk water de cel in om het systeem in balans te brengen, waardoor de cel barst. Als de ionsterkte van de oplossing te hoog is, dwingt de osmotische druk water uit de cel en breekt de cel open als deze krimpt. De celwand zorgt voor de mechanische sterkte die plantencellen die in zoetwatervijvers (te weinig zout) of zeewater (te veel zout) leven, helpt beschermen tegen osmotische schokken. De celwand biedt ook de mechanische sterkte waarmee plantencellen het gewicht van andere cellen kunnen dragen.

Het meest voorkomende structurele polysacharide is cellulose. Er zit zoveel cellulose in de celwanden van planten dat het de meest voorkomende van alle biologische moleculen is. Cellulose is een lineair polymeer van glucoseresten, met een structuur die meer lijkt op amylose dan op amylopectine, zoals weergegeven in onderstaande figuur. Het verschil tussen cellulose en amylose kan worden gezien door de cijfers van amylose en cellulose te vergelijken. Cellulose wordt gevormd door het koppelen van b-glucopyranoseringen, in plaats van de a-glucopyranoseringen in zetmeel en glycogeen.

De -OH-substituent die dient als de primaire link tussen -glucopyranoseringen in zetmeel en glycogeen staat loodrecht op het vlak van de zesledige ring. Hierdoor vormen de glucopyranoseringen in deze koolhydraten een structuur die lijkt op de trap van een trap. De -OH-substituent die de b-glucopyranoseringen in cellulose verbindt, ligt in het vlak van de zesledige ring. Dit molecuul strekt zich dus lineair uit. Dit maakt het gemakkelijker om sterke waterstofbruggen te vormen tussen de -OH-groepen van aangrenzende moleculen. Dit geeft op zijn beurt cellulose de stijfheid die nodig is om te dienen als een bron van de mechanische structuur van plantencellen.

Cellulose en zetmeel zijn een uitstekend voorbeeld van het verband tussen de structuur en functie van biomoleculen. Rond de eeuwwisseling suggereerde Emil Fischer dat de structuur van een enzym overeenkomt met de stof waarop het inwerkt, op ongeveer dezelfde manier als een slot en een sleutel. De amylase-enzymen in speeksel die de a-bindingen tussen glucosemoleculen in zetmeel afbreken, kunnen dus niet inwerken op de b-bindingen in cellulose.

De meeste dieren kunnen cellulose niet verteren omdat ze geen enzym hebben dat b-bindingen tussen glucosemoleculen kan splitsen. Cellulose in hun dieet dient daarom alleen als vezels of ruwvoer. De spijsverteringskanalen van sommige dieren, zoals koeien, paarden, schapen en geiten, bevatten bacteriën die enzymen hebben die deze b-bindingen splitsen, zodat deze dieren cellulose kunnen verteren.

Termieten zijn een voorbeeld van de symbiotische relatie tussen bacteriën en hogere organismen. Termieten kunnen de cellulose in het hout dat ze eten niet verteren, maar hun spijsverteringskanaal is besmet met bacteriën die dat wel kunnen. Stel een eenvoudige manier voor om een ​​huis van termieten te bevrijden, zonder andere nuttige insecten te doden.

Gedurende vele jaren beschouwden biochemici koolhydraten als saaie, inerte verbindingen die de ruimte vulden tussen de opwindende moleculen in de cel en de eiwitten. Koolhydraten waren onzuiverheden die verwijderd moesten worden bij het "zuiveren" van een eiwit. Biochemici erkennen nu dat de meeste eiwitten eigenlijk glycoproteïnen, waarin koolhydraten covalent aan de eiwitketen zijn gekoppeld. Glycoproteïnen spelen een bijzonder belangrijke rol bij de vorming van de starre celwanden die bacteriële cellen omringen.


2.1: Koolhydraten - structuur en diversiteit in de biologie - Biologie

Audesirk / Audesirk Biologie: leven op aarde Hoofdstuk 1: Een inleiding tot het leven op aarde

Lezing overzicht

I. De kenmerken van levende wezens

A. Levende dingen zijn zowel complex als georganiseerd (afb. 1-2)

1. De cel, samengesteld uit 'biologische moleculen', is de basiseenheid van het leven.

2. Meercellige organismen hebben steeds complexere organisatieniveaus die resulteren in weefsels -> organen -> orgaansystemen -> organismen -> populaties -> gemeenschappen -> ecosystemen -> biosfeer.

B. Levende dingen moeten materialen en energie verwerven en gebruiken

1. Levende en niet-levende materie is samengesteld uit dezelfde deeltjes, die werken volgens wetten die energie beheersen - het vermogen om dingen te laten gebeuren, om werk te doen.

2. Metabolisme is het vermogen van de cel om:

A. energie uit de omgeving halen en omzetten,

B. energie gebruiken voor onderhoud, groei en voortplanting.

C. som van alle chemische reacties die nodig zijn om het leven in stand te houden.

3. Energie stroomt van de zon.

A. Planten ("producenten") vangen deze energie op door middel van fotosynthese.

Door fotosynthese halen planten energie uit zonlicht en slaan deze op als chemische energie in koolhydraten en ATP.

B. Dieren ("consumenten") voeden zich met de opgeslagen energie in planten, met behulp van aerobe ademhaling.

Bij aerobe ademhaling geven cellen opgeslagen chemische energie vrij en brengen deze over naar ATP.

C. Bacteriën en schimmels ("decomposers") breken complexe moleculen van andere organismen af ​​tot eenvoudige grondstoffen die geschikt zijn voor recycling.

4. Alle organismen maken deel uit van webben die van elkaar afhankelijk zijn voor de energiestroom erdoor en de recycling van grondstoffen tussen hen.

C. Homeostase handhaaft relatief constante interne omstandigheden

1. Organismen hebben de cellulaire middelen om veranderingen in de omgeving waar te nemen en daarop gecontroleerd te reageren.

2. Receptoren zorgen voor gecontroleerde reacties op warmte en koude, schadelijke stoffen en wisselende voedselvoorraden.

3. Homeostase verwijst naar een toestand waarin de omstandigheden van de "interne omgeving" binnen aanvaardbare grenzen worden gehouden.

D. Groei is een eigenschap van alle levende organismen

1. Groei omvat de omzetting van uit de omgeving verkregen materialen in de specifieke moleculen van het eigen lichaam van de organismen.

E. Living Tings reageert op prikkels

1. Levende organismen nemen prikkels waar in hun interne en externe omgeving en reageren erop.

F. Levende dingen reproduceren zichzelf

1. Elk organisme ontstaat door reproductie, de productie van nakomelingen door een of meer ouders.

2. Elk organisme maakt deel uit van een reproductief continuüm dat ontelbare generaties teruggaat.

3. Continuïteit van het leven: reproductie waardoor organen van hetzelfde type ontstaan.

4. Diversiteit van leven ontstaat omdat de nakomelingen anders zijn dan hun ouders (d.w.z. genetisch).

G. DNA is het molecuul van erfelijkheid

1. Deoxyribonucleïnezuur, of DNA, is het speciale molecuul dat de levende wereld onderscheidt van de niet-levende door de erfelijke instructies voor het samenstellen van nieuwe organismen bij zich te dragen.

2. Reproductie omvat de overerving van instructies die zijn gecodeerd in DNA-moleculen.

3. Variaties in erfelijke instructies ontstaan ​​door mutaties.

A. Mutaties zijn veranderingen in het soort, de structuur, de volgorde of het aantal delen van DNA.

B. De meeste mutaties zijn schadelijk.

C. Sommige kunnen onschadelijk of zelfs heilzaam zijn.

H. Levende dingen hebben het vermogen om te evolueren

1. De omgeving test de combinatie van patronen die in elk organisme tot uiting komen en kan aantonen dat de eigenschap adaptief is, waardoor de overlevingskansen en reproductie toenemen.

2. Natuurlijke selectie is het proces waarbij organismen met adaptieve eigenschappen succesvoller overleven en zich voortplanten dan anderen die deze eigenschappen niet hebben.

A. Zoveel eenheid, maar toch zoveel soorten

1. Pogingen om de diversiteit van levensvormen te verduidelijken leidden tot classificatieschema's.

2. Alle organismen kunnen worden geïdentificeerd aan de hand van een geslachts- en soortnaam bijvoorbeeld: Ursus americanus (zwarte beer).

3. Groeperingen van minst inclusief tot meest inclusief zijn: geslachten -> familie ->order -> klasse -> stam of divisie -> koninkrijk.

4. Momenteel worden vijf koninkrijken erkend:

A. Monera -> bacteriën.

B. Protista -> een&endashcelled organismen.

C. Schimmels -> schimmels, paddenstoelen.

NS. Plantae -> bekende meercellige planten.

e. Animalia -> meercellige dieren van sponzen tot mensen.

Absorberen of fotosynthetiseren

Absorberen, opnemen of fotosynthetiseren

III. Biologie: de wetenschap van het leven

A. Over wetenschappelijke methoden

1. Biologie streeft, net als alle wetenschap, een methodische zoektocht na naar informatie die de geheimen van de natuurlijke wereld onthult.

2. Verklaringen worden gezocht aan de hand van de volgende benadering (wetenschappelijke methode):

A. Maak een observatie

B. Een vraag stellen.

C. Maak een hypothese (educated guess) met behulp van alle bekende informatie.

NS. Voorspel wat de uitkomst zou zijn als de hypothese valide is (deductief, "als&endashthen"-redenering).

e. Test de hypothese door experimenten, modellen en observaties.

F. Herhaal de tests voor consistentie.

G. Onderzoek alternatieve hypothesen op dezelfde manier.

H. Rapporteer objectief over de testen en conclusies.

1. Een theorie is een hypothese die door zoveel gevallen wordt ondersteund dat maar weinig wetenschappers de geldigheid ervan ernstig in twijfel trekken.

2. Een theorie is een samenhangende reeks hypothesen die een brede en verbijsterende verklaring vormen voor veel verschijnselen.

3. Theorieën worden geaccepteerd of afgewezen op basis van tests en zijn onderhevig aan herziening.

4. Wetenschappers moeten tevreden zijn met relatieve zekerheid, die sterker wordt naarmate er meer herhalingen worden gemaakt.

5. Wetenschappers moeten bereid zijn van gedachten te veranderen in het licht van nieuw bewijs.

NS. Evolutie: het verenigende concept van biologie

1. Evolutie gedefinieerd

A. Stel dat een DNA-mutatie bij enkele leden van een populatie aanleiding geeft tot een andere vorm van een eigenschap.

B. De verandering in de frequentie van de kenmerken in een populatie is evolutie.

C. Evolutie stelt dat moderne organismen, met modificaties, afstammen van reeds bestaande levensvormen.

2. Natuurlijke selectie gedefinieerd

A. Charles Darwin redeneerde dat de praktijk van kunstmatige selectie die door duivenfokkers werd gebruikt als model zou kunnen dienen voor zijn theorie van natuurlijke selectie.

B. De belangrijkste punten van zijn theorie zijn als volgt:

1) Leden variëren in vorm en gedrag, een groot deel van de variatie is erfelijk.

2) Sommige variëteiten van erfelijke eigenschappen zullen de overlevings- en reproductiekansen verbeteren.

3) Degenen met verbeterde kansen zullen meer kans hebben om zich voort te planten en de adaptieve eigenschappen vaker door te geven in toekomstige generaties (natuurlijke selectie).

4) In de loop van de tijd kan het karakter van een populatie veranderen en leiden tot verschillende lijnen van organismen (evolutie).

Copyright 1997 door Steven Wormsley
Laatst bijgewerkt op 24 augustus 1997 door Steven Wormsley


Bekijk de video: Biochemie 2 koolhydraten incl. vorming en hydrolyse van disachariden (September 2022).


Opmerkingen:

  1. Yaphet

    OKÉ! Iedereen zou zo schrijven :)

  2. Marah

    Deze voorwaarde

  3. Yozshuzragore

    Ongeëvenaard bericht;)



Schrijf een bericht