Глюкоза

Глюкоза є вуглеводом і є найважливішим простим цукром в метаболізмі людини. Глюкозу називають простим цукром або моносахаридом, оскільки це одна з найменших одиниць, що має характеристики цього класу вуглеводів. Глюкозу також іноді називають декстрозою. Кукурудзяний сироп - це насамперед глюкоза. Глюкоза - одна з основних молекул, яка служить джерелом енергії для рослин і тварин. Він міститься в соках рослин і знаходиться в крові людини, де його називають "цукром у крові". Нормальна концентрація глюкози в крові становить близько 0,1%, але вона стає набагато вищою у хворих на діабет.

глюкоза

Коли окислюється в організмі в процесі, який називається метаболізмом, глюкоза виробляє вуглекислий газ, воду та деякі сполуки азоту, і в процесі забезпечує енергію, яку клітини можуть використовувати. Вихід енергії становить близько 686 кілокалорій (2870 кілоджоулів) на моль, що може бути використано для роботи або для підтримки тепла в тілі. Цей показник енергії є зміною вільної енергії Гіббса ΔG у реакції, мірою максимального обсягу роботи, який можна отримати в результаті реакції. Як основне джерело енергії в організмі, воно не вимагає травлення і часто вводиться внутрішньовенно людям у лікарнях як поживна речовина.

Енергія з глюкози отримується в результаті реакції окислення

де моль глюкози (близько 180 грамів) реагує з шістьма молями O2 з виходом енергії ΔG = 2870 кДж. Шість молей кисню при STP займали б 6 х 22,4 л = 134 літри. Вихід енергії з глюкози часто зазначається як вихід на літр кисню, який становив би 5,1 ккал на літр або 21,4 кДж на літр. Цей вихід енергії можна виміряти, фактично спалюючи глюкозу та вимірюючи енергію, що виділяється в калориметрі.

Але в живих організмах окислення глюкози сприяє ряду складних біохімічних реакцій, що забезпечує енергію, необхідну клітинам. Першим кроком у розщепленні глюкози у всіх клітинах є гліколіз, утворюючи піруват, який є відправною точкою для всіх інших процесів у клітинному диханні. У клітинах, де присутній кисень (аеробне дихання), ці процеси змодельовано в циклі TCA або Кребса. Основною частиною використання енергії окислення глюкози є перетворення АДФ в АТФ, при цьому енергетично багата молекула АТФ згодом використовується як енергетична валюта клітини.

Глюкоза виробляється рослинами за допомогою енергії сонця в процесі, який називається фотосинтезом. Цей синтез здійснюється на невеликих енергетичних фабриках, які називаються хлоропластами в листі рослин. Хлоропласти вловлюють енергію світла і виробляють молекули глюкози з вуглекислого газу з повітря та води з ґрунту.

Глюкозу також можна знайти в лінійній формі. Правий кінець цієї молекули показує форму альдегіду.
Порівняння глюкози та фруктози
Індекс

Фруктоза - це вуглевод, і це простий цукор, що міститься у фруктах. Його часто називають просто «фруктовим цукром». Фруктозу називають простим цукром або моносахаридом, оскільки це одна з найменших одиниць, що має характеристики цього класу вуглеводів.

Фруктоза міститься також у меді. Він класифікується як найсолодший з усіх цукрів.

Фруктозу можна також знайти в лінійній формі. Правий кінець цієї молекули показує форму кетону.
Порівняння глюкози та фруктози
Індекс

Глюкоза та фруктоза - два найважливіші прості цукри для споживання людиною. Вони мають однакову молекулярну формулу, C6H12O6, але мають різну структуру. Кожен з них являє собою вуглевод, який можна вважати поєднанням 6 молекул води та 6 молекул вуглекислого газу з виходом 6 молекул кисню. Вони по-різному класифікуються як похідні вуглеводнів, глюкоза класифікується як альдегід, а фруктоза - як кетон.

Цукри відрізняються в середовищі зв'язку атома кисню в цукрі. Відмінності у функціональних групах можна чіткіше побачити в лінійних формах нижче.

Індекс

Целюлоза - це така форма вуглеводів, при якій близько 1500 кілець глюкози з’єднуються між собою. Це головна складова клітинних стінок живих організмів. Деревина в основному целюлоза, що робить целюлозу найпоширенішим видом органічних сполук на Землі.

Молекули целюлози, як правило, є прямими ланцюгами, а волокна, що утворюються в результаті збору молекул целюлози, мають силу утворювати опорні структури рослин. Незважаючи на те, що травлення людини не може розщепити целюлозу для використання в якості їжі, тварини, такі як велика рогата худоба та терміти, покладаються на енергетичний вміст целюлози. У них у травній системі найпростіші та бактерії з необхідними ферментами. Целюлоза в раціоні людини необхідна для клітковини.

І крохмалі, і целюлоза - це вуглеводи, які класифікуються як полісахариди, оскільки вони складаються з ланцюгів молекул глюкози. Хоча вони подібні, крохмаль може використовуватися людським організмом як джерело енергії, а целюлоза - ні. Ферменти мають важливе значення в метаболізмі продуктів, і ці ферменти дуже специфічні. Вони дещо схожі на ключі, які будуть відповідати геометрії крохмальних зв'язків, але не целюлозним.