III.2 8.18 a
Transkript
III.2 8.18 a
POLYSACHARIDY OBSAH Složení sacharidů.………………………………….………….. 3 Význam sacharidů pro organismy………………………….. 4 Význam sacharidů v průmyslu…………………………..….. 5 Polysacharidy………………………………………………... 6 Škrob…………………………………………………….……. 8 Celulóza………………………………………………………. 16 Glykogen……………………………..……………………….. 28 Odkazy na dokumenty……………………………………..… 31 Zdroj obrázků a informací…………………………………… 32 Konec prezentace……………………………….…………… 33 Složení sacharidů • UHLÍK C • VODÍK H • KYSLÍK O základní stavební kameny všech biogenních sloučenin • Struktura základní stavební jednotka: MONOSACHARID („cukerná jednotka“) Molekuly sacharidů tvoří jedna či více monosacharidických jednotek. Jsou spojeny tzv. glykosidickou vazbou, mohou se řetězit v neomezeném počtu. Význam sacharidů pro organismy Součást rostlinných i živočišných těl - rostliny a autofototrofní organismy vyrábí sacharidy z vody a oxidu uhličitého (za přítomnosti slunečního záření a enzymů) - fotosyntéza - ostatní organismy je přijímají v potravě Funkce sacharidů v organismech: - zdroj energie – glukóza, fruktóza - zásoba (krátkodobá ) energie - glukóza, fruktóza - zásobní látky - škrob, glykogen, inulin - stavební materiál - celulóza, chitin - složka některých složitějších látek - nukleových kyselin, hormonů, koenzymů Význam sacharidů v průmyslu Významná přírodní surovina: - výroba papíru - výroba textilních vláken - výroba ethanolu - výroba výbušnin - potravinářství - farmacie… SACHARIDY podle počtu monosacharidických jednotek monosacharidy 1 jednotka oligosacharidy 2 – 10 jednotek polysacharidy více než 10 jednotek POLYSACHARIDY - makromolekulární látky - tvořeny více než 10 cukernými jednotkami (až stovky) Vlastnosti: - většinou bez chuti - nižší - vodě omezeně rozpustné (škrob, agar) - vyšší - zcela nerozpustné (celulóza, chitin, neškrobové polysacharidy z vlákniny) Význam: - zásobní látky – škrob, glykogen, inulin - stavební materiál – celulóza, chitin ŠKROB Látka syntetizovaná rostlinami – konečný produkt fotosyntézy 6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O ΔH = 2870 kJ/mol. Složení: • 2 polysacharidy - amylóza a amylopektin (tvořené několika tisíci až desetitisíci molekulami glukózy) • malé množství lipidů, proteinů • 25–35 % vody Amylóza Amylopektin ŠKROB Vlastnosti: - bílý prášek bez chutě a vůně - nerozpustný ve studené vodě - není alkoholicky zkvasitelný - v trávicí soustavě živočichů včetně člověka dochází k přeměně na zkvasitelné sacharidy - zahříváním škrobu se tvoří škrobový maz, jeho hydrolýzou vzniká škrobový sirup, škrobový cukr a glukóza - pražením škrobu se tvoří dextrin důkaz škrobu v neznámé látce se provádí roztokem jódu (modrofialové zbarvení dokáže přítomnost škrobu) ŠKROB Význam a výskyt: - látka zásobní - ukládá se v zásobních orgánech rostlin ve formě škrobových zrn (semena či hlízy brambor, kukuřice, pšenice, rýže) Zvláště bohaté na škrob jsou brambory, rýže, banány, obilniny a tapioka. Škrobová zrna ŠKROB Získávání: - mechanické - rozdrcení suroviny - vypírání Podle surovin rozeznáváme škrob bramborový, kukuřičný, pšeničný, rýžový ... Suroviny: http://cs.wikipedia.org/wiki/%C5%A0krob Základní rostliny Škrobnatost (obsah škrobu v %) Hrách 40 Ječmen 75 Brambory 82 Kukuřice 71 Maniok 77 Rýže 89 Žito 72 Čirok 74 Batáty 72 Pšenice 74 ŠKROB Zvláště bohaté na škrob jsou brambory, rýže, banány, obilniny a tapioka. Lilek brambor počátkem 19. století ochránila tato plodina Evropu od cyklických hladomorů a „epidemií“ kurdějí BRAMBOBY - obsah látekhttp://cs.wikipedia.org/wiki/Lilek_brambor Průměrný obsah (mg/100 g) Průměrný obsah (mg/100g) Složka Jednotka Průměrný obsah Prvek voda g/100 g 79,0 Na 7 vitamin C 11 - 21 bílkoviny g/100 g 2,1 K 360 vitamin D - tuky g/100 g 0,2 Ca 6 vitamin E stopy cukry g/100 g 0,6 Mg 14 vitamin B6 0,31 škrob g/100 g 16,6 P 37 vitamin B12 stopy vláknina g/100 g 1,3 Fe 0,4 karoten stopy mastné kyseliny g/100 g 0,1 Cu 0,08 thiamin 0,21 cholesterol g/100 g 0 Zn 0,4 riboflavin 0,02 energie kJ/100 g 318 Mn 0,1 niacin 0,6 Složka ŠKROB Zvláště bohaté na škrob jsou brambory, rýže, banány, obilniny a tapioka. Obsah látek v obilce: 8–12 % bílkovin 2,4 % tuků 68–72 % sacharidů 10 % vlákniny 4–5 % minerálních látek vitamíny B1, B2 a B3 ŠKROB Použití: - potravinářství - kvasný průmysl - farmacie - výroba lepidel, nátěrů - výroba škrobových derivátů - úprava textilu CELULÓZA polysacharid Složení: - glukosové jednotky - spojeny do dlouhých nerozvětvených řetězců Vlastnosti: - zcela nerozpustná ve vodě - vláknitá struktura - pro většinu živočichů nestravitelná CELULÓZA Význam: - rostliny - hlavní stavební látka rostlinných buněčných stěn - nejrozšířenější biopolymer na zemském povrchu - živočichové - vyskytuje se i u některých živočichů (pláštěnci) - pro většinu živočichů nestravitelná (vláknina) - schopnost metabolicky zpracovat celulózu mají bakterie, hlemýžď zahradní, býložravci, termiti, přežvýkavci - významná surovina CELULÓZA Pláštěnci: tělo obklopuje tuhý rosolovitý plášť, tvořený polysacharidem. Hlemýžď zahradní Živí se rostlinami, denně zkonzumuje tolik potravy, kolik sám váží. Na rozdíl od mnoha jiných plžů dokáže trávit celulózu. Potravou býložravců jsou pouze rostliny. Mají delší a složitější trávicí soustavu, v níž jsou přítomny bakterie umožňující trávení celulózy. Panda velká - žije uvnitř bambusových houštin - šelma, všežravec, trávící ústrojí má stavbu obvyklou spíše pro masožravce - její potrava je však převážně rostlinná – bambus (méně vejce, hmyz – doplnění bílkovin) - dokáže trávit celulózu - unikátní bakteriální mikroflóra ve střevech Zdroj: http://cs.wikipedia.org/wiki/Panda_velk%C3%A1 TERMITI Potrava Hnízda termitů mají ohromnou spotřebu potravy, kterou je potřeba neustále zajišťovat. Většina druhů je schopna pěstovat některé druhy hub. Jedna plodnice může vážit až 2,5 kg. Tyto houby obsahují enzymy potřebné k trávení celulózy a ligninu a termit je požírá společně s potravou, kterou je díky tomu schopen strávit. Druhově závislý je • Termit - voják význam tohoto pěstitelství. Další potravou je prakticky cokoli rostlinného původu od trávy Termiti – nadzemní hnízdo přes dřevo až po trus býložravců. Všichni termiti jsou schopni trávit celulózu, což jim umožňují bičíkovci - brvitky - nebo symbiotické bakterie. Symbionti žijí ve střevech, v části zvané mikrobiální fermentační tank. Část symbiontů odchází z těla ve výkalech a jejich požíráním získávají mladí termiti své symbionty. Strava termitů je z výživného hlediska poměrně chudá a jednotvárná. Řada druhů má proto další druh mutualistických bakterií schopný fixovat vzdušný dusík pro syntézu chybějících živin. Vývojově byli termiti nejprve dřevožraví a teprve později se přeorientovali na další rostlinnou potravu. Termiti – královna Význam Termiti jsou škůdci dřeva a pro svou schopnost strávit prakticky cokoli mohou působit dělník významu v ekosystému pomáhají zpracovat těžko lidem značnéTermiti škody. Z-hlediska zpracovatelné látky a jsou potravou některých vyšších živočichů. Celkově však lze konstatovat, že i z hlediska ekosystému jsou spíše škůdci a v krátké době dokáží narušit rovnováhu ve svém nejbližším okolí. ZDROJ: http://cs.wikipedia.org/wiki/Termiti Termit - voják Termiti – nadzemní hnízdo Termiti - dělník královna CELULÓZA Použití: papírenský průmysl - celulóza je hlavní složkou buničiny, izoluje se ze dřeva textilní průmysl - celulóza je hlavní složkou rostlinných vláken: - bavlna - len - konopí - derivátem celulózy jsou umělá vlákna: - acetát celulózy - viskóza - umělého hedvábí výroba celofánu výroba střelné bavlny (nitrocelulóza) CELULÓZA Použití: papírenský průmysl - celulóza je hlavní složkou buničiny - izoluje se ze dřeva, dřevo obsahuje 40 – 50 % celulózy - Jak se to dělá – výroba papíru (4:20 min.) CELULÓZA Použití: textilní průmysl - celulóza je hlavní složkou rostlinných vláken: bavlna, len, konopí Bavlník Složení: celulóza 87-91% voda, bílkoviny, tuky, vosky Použití: bavlna - oděvy, lůžkoviny semena bavlníku – krmivo (bohatá na proteiny) CELULÓZA Použití: textilní průmysl - celulóza je hlavní složkou rostlinných vláken: bavlna, len, konopí Lněná koudel Len setý Použití tkanin: letní ošacení a letní obuv dekorace, malířské plátno, vazba knih prostěradla, ubrusy, utěrky obuvnické šicí nitě CELULÓZA Použití: textilní průmysl - celulóza je hlavní složkou rostlinných vláken: bavlna, len, konopí Kvetoucí samčí rostlina konopí setého Konopí seté Použití vláken (25% vlákniny v rostlině): textilní výroba, výroba papíru - provazce, lana, plachty, rohože i pytle, koudel pro utěsňování šroubovaných spojů potrubí Konopná koudel Použití dřevité hmoty – pazdeří: - brikety pro spalování - tepelně izolační materiál Použití semen: - olej bohatý na vitamin A,D,E a minerály, nenasycené mastné kyseliny Omega6 a Omega3 - potravinářství, kosmetika, výroba mýdel, mazadel a barev Kvetoucí samičí rostlina konopí setého GLYKOGEN tzv. živočišný škrob Význam: - zásobní polysacharid v těle živočichů Struktura: - vysoce větvený polymer tvořený glukózami (polyglukan) - molekuly glukózy navzájem pospojované - jedna molekula glykogenu se skládá až z 120 000 molekul glukózy GLYKOGEN Výskyt: - v buňkách vyšších organismů ve formě granulí v cytoplazmě - buňky jater (lidské jaterní buňky: 18–20 % glykogenu v sušině) - svalové buňky (obsah asi 0,5-1 % glykogenu v sušině) - v buňkách hub - v buňkách kvasinek Živočišná buňka GLYKOGEN Význam: - jaterní glykogen - udržuje hladinu krevního cukru (zvláště při hladovění) - svalový glykogen - bezprostřední zdroj energie při svalové práci Zásoba glykogenu: – průměrný člověk: cca 250-400 g (1/3 v játrech, 2/3 ve svalech) – sportovci: až 800 g – množství zásob záleží na stravě (sacharidy) – zásoba je vyčerpána po 30–90 min. cvičení (dle intenzity) Při nedostatku glykogenu jsou jako zdroj energie použity bílkoviny a lipidy (tuky). Odkazy na dokumenty: Nizozemsko: ekologická nafta Prizma 23.6. 2012 Svět se honí za alternativními pohony – kvůli omezeným zdrojům i ekologii. Nizozemští vědci se ale zaměřili na ty už existující. Zjistili, že se dá výrazně snížit množství škodlivin produkovaných dieslovými motory. A to díky odpadu, který vzniká při výrobě papíru. Plasty z ananasových nebo banánových vláken Prizma 21. 5. 2011 Brazílie - Dobře si prohlédněte vnitřek svého auta. Co vidíte? Plasty. Co kdyby vám zanedlouho nabídli automobil, který by měl interiér například z ananasových nebo banánových vláken? Nevěříte? Podle brazilských vědců jsou tyto rostliny pro výrobu plastů přímo ideální. Recyklace plastů Prizma 3. 4. 2010 ČR - V loňském roce šokovala svět zpráva, že v Atlantském oceánu plave ostrov plastového odpadu o velikosti amerického Texasu. Není to až takové překvapení. vyvíjet i takové plasty, které se v zami samy rozloží. Geneticky modifikované potraviny Prizma 6. 12. 2008 Geneticky modifikované potraviny - mnozí vědci přísahají, že mohou zachránit naši přelidněnou planetu před hladomorem. Zákazníci na celém světě k nim ale přistupují s nedůvěrou. Mají proč? Na tuhle otázku teď hledají odpověď i v Číně. Savanové tropické pralesy ve východní Africe Prizma 18. 4. 2009 V původních savanových tropických pralesech, které se táhnou celou východní Afrikou, roste na 160 různých druhů stromů. Jsou taky proslulé bohatstvím rostlinné i živočišné říše. Lesy ale rychle ustupují - jak kvůli místní výrobě palivového dříví, tak kvůli komerční těžbě dřeva. Ta je neregulovaná a často i nelegální. Kácení pralesů Prizma 1. 11. 2008 V tomto dílu magazínu Prizma se podíváme například do Amazonských pralesů. Hrozivě zní číslo, že jenom za loňský rok se tam kácení zvýšilo o 69 procent. Ještě hrozivější je ale to, že oproti loňskému srpnu tohle číslo představuje 228 procent. K přesnějším údajům vědcům dopomáhá nový satelitní a počítačový systém. Banánovníky Prizma 3.1. 2009 Australští vědci vypěstovali geneticky upravený banánovník. Rostlina je odolná proti nebezpečné houbové chorobě, která už zlikvidovala velkou řadu banánových plantáží. Zbraň proti takzvané Panamské nemoci by měla pomoct pěstitelům banánů. Ochránci přírody ale moc nadšení nejsou. Menší úroda rýže v celém světě Prizma 20. 3. 2011 Filipíny - Miliony lidí po celém světě jsou životně závislé na úrodě rýže. Tvoří totiž významnou a nenahraditelnou část jejich jídelníčku. Jak v Asii, tak v Jižní Americe a na Blízkém východě. Jenže klimatické změny způsobují, že farmáři mají každým rokem menší úrodu. Odolná kukuřice Prizma 15. 10. 2011 Potravinovou krizi řeší celý svět. Nejvíc dopadá na nejchudší státy - synonymem nedostatku tak je třeba Afrika. Jenže mnoha rostlinám se v extrémních podmínkách černého kontinentu nedaří. Proto se v Keni rozhodli, že si vyšlechtí kukuřici, která odolá i náročným obdobím sucha. Brambory bez sacharidů Prizma 24. 4. 2010 Bramborové lupínky jsou oblíbená pochoutka, Vašemu zdraví ale příliš neposlouží ? hodně škrobu, hodně tuku a hodně soli. Pokud se jich přesto nedokážete vzdát, možná pro Vás už brzy budou mít řešení vědci z Ústavu experimentální botaniky. Vyvíjejí brambory s nižším obsahem cukru. Jak se co dělá, autor: Jana Bridget Hadrbolcová, René Melichar - 4. 4. 2007 - Víte jak se vyrábí papír? Zveme vás na malou exkurzi do papírny. Starý papír jako kompost Prizma 30. 9. 2006 Starý papír nepatří do popelnice, ale do separovaného odpadu. To je informace, která se opakuje poměrně často, a lidé si na tento standard ekologického chování začínají postupně zvykat. V Británii navrhují ještě důkladnější zužitkování starého papíru než je pouhá recyklace. Při ní je totiž část materiálu vyřazena, protože příliš krátká papírová vlákna se na další zpracování nehodí. Na univerzitě v britském Warwicku přišli na to, že i tento odpad se dá využít, a to jako kompost. Loď ze lnu Prizma 25. 3. 2006 Co mají společného lněná pole a kajak? Na první pohled se to může zdát jako bláznivá kombinace. Vědci ve Francii však přišli s objevem, který vás možná překvapí. Ze lnu totiž dokáží vyrobit materiál, ze kterého pak snadno vymodelují novou loď. Ukážeme vám, jak takový proces vypadá. Ochrana proti kácení lesů Prizma 11. 3. 2006 Bambusové vlaky Prizma 1. 11. 2008 A na konec se v Kambodži projedeme originálními "bambusovými" vlaky. Situace s rušením vlakových spojů a nespolehlivostí železniční dopravy tam došla tak daleko, že se místní lidé rozhodli vzít problém do svých rukou. A jak sami uvidíte, jsou to opravdoví mistři v improvizaci Zdroj obrázků a informací: WIKIPEDIE Otevřená encyklopedie [online].[cit.2012-03-13]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Acer_saccharum.PNG http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Amylose2.svg http://cs.wikipedia.org/wiki/%C5%A0krob http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Amylopektin_Sessel.svg http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Simple_photosynthesis_overview_cs.png http://cs.wikipedia.org/wiki/Fotosynt%C3%A9za http://commons.wikimedia.org/wiki/File:AdhesivesForHouseUse006.jpg?uselang =cs http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f7/Plant_cell_structure_cs.svg http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Plant_cell_structure_cs.svg http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Frambozenpudding.JPG http://cs.wikipedia.org/wiki/Pudink http://cs.wikipedia.org/wiki/Lepidlo http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Celuloza.jpg http://cs.wikipedia.org/wiki/Celul%C3%B3za http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Damhert1.jpg http://cs.wikipedia.org/wiki/P%C5%99e%C5%BEv%C3%BDkavci http://cs.wikipedia.org/wiki/Glykogen http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Glycogen_structure.svg http://cs.wikipedia.org/wiki/Panda_velk%C3%A1 http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Feld_mit_reifer_Baumwolle.jpeg http://cs.wikipedia.org/wiki/Bavln%C3%ADk http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:The_lumberjack_was_here.jpg http://cs.wikipedia.org/wiki/D%C5%99evo http://cs.wikipedia.org/wiki/Bavln%C3%ADk http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Feld_mit_reifer_Baumwolle.jpeg http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Grand-Reng_JPG02.jpg http://cs.wikipedia.org/wiki/Len http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Lingarner.jpg http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Hemstitch.jpg http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Cannabis_sativa_002.JPG http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Cannabis_flowering.jpg http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Animal_cell_structure_cs.svg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7b/Podgrzybek.jpg http://cs.wikipedia.org/wiki/Houby http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Bluebell_tunicates_Nick_Hobgood.jpg http://cs.wikipedia.org/wiki/Pl%C3%A1%C5%A1t%C4%9Bnci http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Snail.jpg http://cs.wikipedia.org/wiki/Hlem%C3%BD%C5%BE%C4%8F_zahradn%C3%AD http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Sortbroget_dansk_malkerace.jpg http://cs.wikipedia.org/wiki/B%C3%BDlo%C5%BEravci http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:RayNorris_termite_cathedral_mounds.jpg http://cs.wikipedia.org/wiki/Termiti http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Workertermite1.jpg http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:K8085-21.jpg Http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:K8085-4.jpg http://cs.wikipedia.org/wiki/Konop%C3%AD http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Hennepvezel_Cannabis_sativa_fibre.jpg http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Vlasvezels_(1).JPG http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Potato_plant.jpg http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Aardappel_bloeiend_Fresco.jpg http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:LongjiTerraces.jpg http://cs.wikipedia.org/wiki/R%C3%BD%C5%BEe Klipart LITERATURA Beneš, Pavel, Základy chemie 2, FORTUNA 1999, ISBN 80-7168-312-4 Pumpr, Václav, Základy přírodovědného vzdělávání pro SOŠ a SOU CHEMIE, FORTUNA 2008, ISBN 978-80-7373-030-7 Děkuji za pozornost