Kohlenhydrate
Liefern Energie für Lebewesen
Bestehen aus Atomen von Kohlenstoff, Wasserstoffund Sauerstoff im Verhältnis 1:2:1. Alle Kohlenhydrate haben die gleiche Grundformel von (CH2O) n
Kohlenhydrate werden nach ihrer Größe und Komplexität klassifiziert
Einfache Zucker
Sie sind die Bausteine aller anderen Kohlenhydratmoleküle. Sie sind Monomere: kleinere Moleküle, die sich zu langen Ketten verbinden, die Polymere genannt werden.
Die häufigsten Monosaccharide haben die Formel C6H12O6. Die drei häufigsten Monosaccharide sind:
- Glukose: der einzige Zucker, den Lebewesen für Energie verwenden können
- Fruktose: der Zucker in Früchten
- Galaktose: ein Zucker in Milch. Es ist ein Spiegelbild von Glucose
Diese drei Moleküle sind Isomere. Sie haben die gleiche chemische Formel, aber sehrunterschiedliche Strukturen. Weil sie habendie gleiche Formel, können sie leicht von einer Form in eine andere umgewandelt werden.
Ihre Strukturen sind:
Glucose Fructose Galactose
Disaccharide
Disaccharide sind Doppelzucker. Sie werden gebildet, wenn sich zwei Monosaccharide verbindenzusammen. Wenn sich die beiden Monosaccharide verbinden, wird dabei Wasser abgegeben. Dies nennt man Kondensation oder Dehydrationsynthese. Sie sind auch Isomere. Der Verlust eines Wassermoleküls gibtalle Disaccharide haben die Formel C12H22O11. Um die Dehydrationssynthese umzukehren und Adisaccharid in seine einzelnen Monosaccharide zu zerlegen, fügen Sie einfach Wasser zum Molekül hinzu. Dieser Prozess wird genannthydrolyse.
Die drei häufigsten Disaccharide sind
- Maltose: Glucose + Glucose
- Malzzucker
- Zur Herstellung von Bier-, Süßigkeiten- und Schokoladenmalzen
- Saccharose: Glucose + Fructose
- Tafelzucker
- Die häufigsten Quellen sind Zuckerrohr, Rüben und Mais
- Lactose: glucose + Galactose
- Milchzucker
- Eine Person mit Laktoseintoleranz kann diesen Zucker nicht verdauen
- Etwa 60% der Amerikaner sind laktoseintolerant
galactose glucose
Dehydration Synthese von Maltose
Glucose + Glucose
Maltose
Polysaccharide
Lange Ketten von Monosacchariden
Es gibt viele verschiedene Polysaccharide, aber die meistenhäufig sind:
- Amylose (Stärke): lange Kette von Glucosemolekülen
- Produziert von Pflanzen in der Photosynthese
- Die primäre Glukosequelle in Pflanzen und Tieren
- Ist nicht süß
- Glykogen: lange Kette von Glukosemolekülen
- Hergestellt von Tieren
- Es wird in der Leber hergestellt und ist die einzige Möglichkeit, wie ein Tier zusätzliche Glukose speichern kann
- Glykogen wird in der Leber und in Muskelzellen gespeichert
- Wenn der Körper Glukose benötigt, wird Glykogen in einzelne Glukosemoleküle zerlegt
- Zellulose: lange Kette von Glucosemolekülen
- Gefunden in den Zellwänden von Pflanzen
- Menschen und viele andere Tiere können Cellulose nicht verdauen
- Ist die Quelle von „Ballaststoffen“ in unserer Ernährung
- Chitin: Glucosekette
- Bildet die Exoskelette (Schalen) von Insekten und Schalentieren
Proteine
Proteine bieten strukturelle Unterstützung in Lebewesen undSie bauen und reparieren Schäden an Zellen und Geweben.
Haare, Haut, Nägel und Muskeln bestehen alle aus Eiweiß.
Aminosäuren sind die Bausteine von Proteinen. Alle Proteinmoleküle sind gefaltete Ketten vonaminosäuren.
- Eine entfaltete Kette von Aminosäuren wird als Polypeptid bezeichnet.
- Die Form eines Proteins bestimmt seine Funktion. Wenn die Form eines Proteins verändert wird, wird seine Funktion beeinträchtigt.
Proteinstruktur
Alle Proteine haben die folgenden Elemente ihrer Struktur
- Primärstruktur: die Reihenfolge der Aminosäuren in der Polypeptidkette
- Bestimmt die Identität eines Proteins genauso wie die Reihenfolge der Buchstaben die Bedeutung eines Wortes bestimmt. EX. HUND und GOTT. Gleiche Buchstaben, sehr unterschiedliche Bedeutung.
- Sekundärstruktur: die erste Falte im Polypeptid
- Tertiärstruktur: die zweite Falte im Protein
Aminosäurestruktur
Alle Aminosäuren haben die gleiche Grundstruktur:
R-Gruppe ist der einzige Teil eines Aminosäuremoleküls, der kannändern
Beobachten der einzige Unterschied zwischen diesen beiden Aminosäuren istwas ist an der Stelle der R-Gruppe gebunden:
Glycin Isoleucin
Aminosäuren verbinden sich zu Disacchariden (Ketten von 2aminosäuren) und Polysacchariden (Ketten vieler Aminosäuren). Sie binden auch unter Verwendung der Dehydrationssynthese, weil sie dabei ein Wassermolekül freisetzen und Polysaccharide durch Zugabe von Wasser in Hydrolyse in einzelne Aminosäuren zerlegt werden können.
§ Die Bindung, die Aminosäuren in einem Polypeptid eines Proteins zusammenhält, wird als Peptidbindung bezeichnet und kommt nur in vorproteine.
Dehydration Synthese von Aminosäuren
Enzyme
· Enzyme sind Proteine, die als Katalysatoren fungieren
* Katalysatoren beschleunigen eine chemische Reaktion, indem sie entweder die Energiemenge senken, die zum Beginn der Reaktion benötigt wird (die Aktivierungsenergie), oder indem sie die Temperatur senken, bei der die Reaktion stattfindet.
* Katalysatoren nehmen nicht an der Reaktion teil, so dass sie bei der Reaktion weder verändert noch verbraucht werden
· Enzyme sind wiederverwendbar
· Die Form eines Enzyms ist sehr wichtig. Jedes Enzym ist so konzipiert, dass es mit einem arbeitetspezifisches Molekül (Substrat genannt).
· Das Enzym und sein Substrat sind substratspezifisch. Das Enzym und sein Substrat sind so geformt, dass sie wie ein Schloss und ein Schlüssel (oder zwei Teile in einem Puzzle) zusammenpassen. Wenn die Form derenzym wird geändert (es wird denaturiert) es passt nicht mehr zu seinem Substratund wird die Reaktion nicht katalysieren.
· Die Stelle, an der ein Enzym an sein Substrat bindet, wird als aktive Stelle bezeichnet. Denaturierung des Enzyms ändert entweder die Form des aktiven Zentrums oder seine Lage, so dass das Enzym und sein Substrat physikalisch nicht binden können.
Enzyme erhalten ihre Namen von ihren Substraten. Der Name jedes Enzyms (außer einem)endet mit dem Suffix „-ase“.
* Beispiel: 1. Maltase baut Maltose aufzwei Glucosemoleküle
2. Amylase baut Stärke zu Maltosemolekülen
3 ab. Peptidase bricht Polypeptide zu Dipeptiden und Aminosäuren
· Die Ausnahme von dieser Regel ist das Enzymepepsin. Es baut Protein ab.
* Da Enzyme Proteine sind, werden sie durch die gleichen Dinge denaturiert, die andere Proteine denaturieren:
· hohe Temperatur
· niedriger (saurer) pH-Wert
· Wenn ein Enzym denaturiert wird, wird es dauerhaft zerstört. Es wird nicht mehr in der Lage sein, die Reaktion zu katalysieren, die es katalysieren sollte, so dass diese Reaktion nicht stattfinden wird. Wenn zu viele Reaktionen durch denaturierende Enzyme gestoppt werden, stirbt ein Organismus.
Lipide
Lipide speichern Energie, isolieren den Körper und schützen die Körperorgane
· Lipide bestehen aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff
· Lipide sind die einzigen organischen Moleküle, die in Wasser unlöslich sind
· Lipide werden in zwei Gruppen eingeteilt:
§ Triglyceride: 1 drei Kohlenstoffglycerinmoleküle, die an drei Fettsäureketten gebunden sind. Jedes Extraglucosemolekül, das verbraucht wird, wird in zwei Glycerinmoleküle zerlegt und bildet so zwei Fettmoleküle.
* Triglyceride können in drei Gruppen unterteilt werden:
· Fette
· stammen von Tieren
· fest bei Raumtemperatur
· Öle
· stammen von Pflanzen
· flüssig bei Raumtemperatur
· Wachse
· hergestellt, wenn eine Alkoholgruppe an die Fettsäuren bindet
· kommt sowohl in Pflanzen als auch in Tieren vor und kann
Dies ist die Struktur eines basischen Triglycerids:
Tierisches Erzeugnis Pflanzliches Erzeugnis
Bitte beachten Sie, dass der einzige Unterschied zwischen einem gesättigten und einem ungesättigten Fett das Vorhandensein des Doppelbindungskohlenstoffs in den Fettsäuren des ungesättigten Fettes ist. Die Anwesenheit des doppelt gebundenen Kohlenstoffs macht ungesättigte Fette leichter verdaulich.
§ Steroide: ein Molekül, das aus zwei ineinandergreifenden vier Kohlenstoffringen besteht
§ auch in Wasser unlöslich
§ Eines der häufigsten Steroide ist Cholesterin, das aus Triglyceriden gebildet werden kann
· Es gibt zwei Arten von Cholesterin:
§ HDL: „gutes Cholesterin“. Helpsmaintain die Membranen unserer Zellen
§ LDL „schlechtes Cholesterin“. In unserem Blut getragen. Bildet Ablagerungen auf der Innenseite der Blutgefäßeund kann schließlich die Gefäße verstopfen, was zu Herzinfarkt oder Schlaganfall führt.
Dies ist die Grundstruktur eines Steroidmoleküls:
Bitte beachten Sie, dass es die Kohlenhydrate in unserer Ernährung Sindfettablagerungen in unserem Körper bilden. Diätetischfett wird in Cholesterin umgewandelt.
Nukleinsäuren
Nukleinsäuren bestehen aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Phosphor. Diese Elemente sind in kleinen Einheiten organisiert, die Nukleotide genannt werden. Nukleotide sind die Bausteine Vonnukleinsäuren