ביוכימיה 1 סוכרים

Question 1

מהו סוכר?

Answer 1

סוכר היא מולקולה אלדהידית או קטונית או רב הידרוקסילית

Question 2

מיון סוכרים:

Answer 2

• חד סוכר
• דו סוכר
• רב סוכר

Question 3

חד סוכר

Answer 3

• מולקולות של סוכר המורכבות מיחידה אחת של
• במבנה הטבעתי או שרשרתי.
• בין שתי תמיסות אלה יש שיווי משקל בתמיסה מימית. דוגמאות: גלוקוז, מאנוז, גאלאקטוז ועוד.

חד סוכר במבנה השרשרתי:
אלדהיד או קטון המכיל קבוצות הידרוקסיל רבות

Question 4

דו סוכר

Answer 4

מולקולות בהם יש 2 יחידות של חד סוכרים, שנקשרות זו לזה בקשר הקרוי קשר גילקוזודי.

Question 5

רב סוכר

Answer 5

מולקולות שבהם מחוברות יותר מ2 יחידות של חד סוכר

Question 6

נוסחה מולקולרית של חד סוכר

Answer 6

(CH₂O)_n

Question 7

קטוזה ואלדוזה

Answer 7

• קשר הכפול ממוקם בקצה השרשרת הפחמנית, אזי החד סוכר הוא בעל קבוצת אלדהיד. סוכר זה ישתייך לקבוצת האלדוזות.
• הקשר הכפול ממוקם לא על אחד הקצוות, אזי קבוצת הקרבוניל היא הופכת את המולקולה לקטון, ועל כן הסוכר ישתייך לקבוצת הקטוזות.

Question 8

הרחבה חד סוכרים

Answer 8

• מבנה סכמטי של חד סוכר הוא שרשרת של אטומי פחמן, עליה מחוברים כמה קבוצות פונקציונליות של הידרוקסילים, וכן חמצן בקשר כפול המהווה קבוצה קרבונילית.
• במקרה הבסיסי כל פחמן שאינו קשור לקבוצה הקרבונילית יהיה מחובר לשני הפחמנים שלידו, למימן ולקבוצת הידרוקסיל. סוכר פשוט זה יענה על הנוסחה הכימית: CH₂O)_n)
• תכונה של מבנה המולקולה החד סוכרית היא שכל פחמן המכיל קבוצה הידרוקסילית, פרט לפחמן הראשון ולפחמן האחרון, הוא פחמן כיראלי. לכן עבור אותו מבנה בסיסי של סוכר ייתכנו מספר איזומרים שונים. לדוגמה, הסוכרים גלוקוז וגלקטוז הם בעלי מבנה זהה, אך סידור הקשרים במרחב שונה, מה שמוביל גם לתכונות כימיות וביולוגיות שונות בתכלית.
• בדרך כלל מטבעת מחומשת או משושה. שבה אחד האטומים בטבעת הוא אטום חמצן.
• השם של כל החד סוכרים מסתיים ב”וז”
• כולם מתוקים בטעמם ולכולם מסיסות במים בזכות היכולת שלהם ליצור קשרי מימן.

Question 9

הפחמן האנומרי

Answer 9

הוא הפחמן שהוא חלק מהקבוצה האלהידית

Question 10

אפימר

Answer 10

שני חד סוכרים בעלי אותה נוסחה מולקולרית, הנבדלים זה מזה במיקום המרחבי של אחת מקבוצות ההידרוקסיל ואטום המימן הקשורים לאחד מאטומי הפחמן הכיראלים במולקולת הסוכר

Question 11

מתיתול

Answer 11

מתאן+קבוצת כהל

CH₂OH

Question 12

איתור פחמן מספר בטבעת

Answer 12

היחיד שקשור לשני אטומי חמצן במבנה הטבעתי

Question 13

כששרשרת הסוכר נסגרת היא יכולה להסגר בשני מצבים שונים על פחמן מספר 1:

Answer 13

• מבנה אלפא-קבוצת ההידרוקסיל וקבוצת המתיתול נמצאות בשני צידי המישור.
• מבנה בתא- קבוצת ההידרוקסיל וקבוצת המתיתול באותו צד של המישור.

שני מצבים אלו נקראים אנומרים אחד של השני. (בגלל הפחמן האנומרי)

Question 14

סטראואיזומרים

Answer 14

זהים בנוסחה מולקלורית וזהים בסדר קשירת האטומים, אך שונים בסידור המרחבי.

Question 15

סטראואיזומרים לגלוקוז

Answer 15

איזומריה של כסא וסירה

Question 16

איזומריה אופטית

Answer 16

איזומרים אופטיים הם מולקולות דמויות מראה (כמו יד ימין ושמאל). יש שני איזומרים כאלה הנקראים
D
וL.

דוגמה לאיזומריה אופטית של גלוקוז.

בטבע הוא מופיע יותר כאיזומריה של
D

ולכן נקרא דקסטרוז

Question 17

קשר גליקוזידי

Answer 17

הקשר נוצר על ידי הוצאת מולקולת מים משתי קבוצות כוהליות

Question 18

גליקוגן

Answer 18

דוגמה לרב סוכר

• משמש לאגירה בבעלי חיים.
• שיירי הגלוקוז בגליקוגן קשורים אחד לשני בצורת שרשראות עם הסתעפויות. השרשראות נוצרות על ידי קשרים גליקוזידים בין הפחמנים (1-4), וההסתעפויות נוצרות על ידי קשרים גליקוזידים בין הפחמנים (1-6)

Question 19

עמילן

Answer 19

דוגמה לרב-סוכר

מופיע בשתי צורות:

• האחת דומה לגליקוגן אך פחות מסועפת
• *amylopectin**
• , והשנייה היא ישרה ללא הסתעפויות
• *amylose**

. הקשרים בין שיירי הגלוקוז זהים לאלה שבגליקוגן. עמילן מיוצר רק על ידי צמחים ומשמש להם כחומר אגירה.

Question 20

צלולוז (תאית)-

Answer 20

דוגמה לרב סוכר

• בנוי משיירי גלוקוז ללא הסתעפויות.
• הקשרים בין שיירי הגלוקוז שונים מבחינה מרחבית מגליקוגן ועמילן, הרבה שרשראות צלולוז נצמדות זו לזו ויוצרות סיבים בעלי חוזק.
• הצלולוז מיוצר על ידי צמחים ומשמש להם למבנה שמקנה חוזק (כמו דופן התא).
• האדם לא מסוגל לפרק צלולוז ולכן הוא לא מעוכל ומופרש בצואה.
• הצלולוז שייך לקבוצה הנקראת סיבים תזונתיים שהנוכחות שלהם חשובה לפעילות המעיים ולא כמקור אנרגיה
  *

Question 21

איזומרים מבניים בסוכר

Answer 21

איזומר מבני- אותה נוסחה מוקולית אך סדר קשירת האטומים שונה.

לדוגמה

גם לגלוקוז וגם לפרוקטוז נוסחה מולקולרית זהה, בה יש 6 פחמנים

אך גלוקוז הוא אלדהיד

פרוקטוז הוא קטון

Question 22

יצירת הטבעת של גלוקוז

Answer 22

הטבעת של גלוקוז נוצרת מריאקציה בין הקבוצה האלדהידית של פחמן 1 לבין הקבוצה הכוהלית של פחמן 5 .נוצרת טבעת משושה המורכבת מ-5 אטומים של פחמן ואטום חמצן אחד

Question 23

יצירת הטבעת של פרוקטוז

Answer 23

הפרוקטוז יוצר טבעת מחומשת מריאקציה של פחמן 2 עם פחמן 5

Question 24

יצירת הטבעת של ריבוז

Answer 24

גם הריבוז יוצר טבעת מחומשת מריאקציה בין הפחמנים 1ו-4

Question 25

ציקליזיה של חד סכרים

Answer 25

לטריוזות וטטרוזות מבנה של שרשרת ישרה, זאת כיוון שסגירה לטבעת תגרור זווית קטנה בין כל זוג פחמנים, זווית זו תגרום למתח זוויתי במולקולה ולכן היא לא תועדף אנרגטית. עם זאת, חד סוכרים גדולים יותר - בעלי 5 פחמנים או יותר, מצויים לרוב במבנה ציקלי, טבעתי.

Question 26

סוכרוז-

Answer 26

דו סוכר שמורכב מ-

חד סוכר גלוקוז וחד סוכר פרוקטוז

Question 27

גלוקוז

Answer 27

• חד סוכר המכיל 6 אטומי פחמן, נקרא הקסוזה
• נוסחתו של גלוקוז היא: C₆H₁₂O₆. גלוקוז הוא גם אלדוז - סוכר המכיל את הקבוצה הפונקציונלית אלדהיד (CHO).
• גלוקוז יכול להופיע בצורת שרשרת פתוחה, אך בדרך-כלל נוטה קבוצת האלדהיד להגיב עם אחת מקבוצות ההידרוקסיל (OH), והשרשרת נסגרת לטבעת בעלת 5 פחמנים (ועוד חמצן הקשור אליה), המכונה טבעת הקסנוז. מבין כל האלדוזות, טבעת הגלוקוז היא היציבה ביותר, דבר המסביר את תפוצתו העצומה של סוכר זה.

Question 28

מלטוז

Answer 28

• מלטוז הוא דו סוכר המורכב משתי יחידות של מולקולות גולוקוז המחוברות דרך קשר גליקוזידי 1-4. קשר אלפא
• הוא איזומר של לקטוז וסוכרוז, מכיוון שנוסחתן הכימית זהה אך הנוסחה המבנית שונה

Question 29

לקטוז

Answer 29

מכונה גם סוכר החלב, דו סוכר המורכב מהסוכרים גלוקוז וגלקטוז, הקשורים בקשר גליקוזידי מסוג בטא בן 1-4.

Question 30

גלקטוז

Answer 30

חד סוכר.

נוסחתו זהה לשזה של הגלוקוז אך ההבדל בינהם הוא מיקום הקבוצה ההידרוקסילית על פחמן 4. כלומר, הוא אפימר של קלוגוז. כלומר, הקבוצה ההידרוקסילית הצאת מעל המישור הטבעתי בגלקטוז ומתחת אליו בגלוקוז.