Biologia per istituti tecnici/Carboidrati

I carboidrati sono le biomolecole più abbondanti sulla Terra e sono chiamati anche zuccheri. Essi svolgono tre funzioni:

• funzione energetica e trasporto di energia (glucosio, amido, glicogeno)
• funzione strutturale, di sostegno e di rivestimento cellulare (cellulosa, chitina)

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  Funzione energetica
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  Funzione di riserva energetica (amido, nei semi delle piante, con cui si fa la farina)
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  Funzione di sostegno/strutturale (cellulosa, nelle pareti delle cellule vegetali)
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  Funzione strutturale (chitina, nell'esoscheletro degli insetti e nei funghi)

La loro formula di struttura generale è C_nH_2nO_n, dove n varia a seconda della molecola. Infatti il termine carbo-idrato indica che mediamente per ogni carbonio è come se ci fosse una molecola d'acqua.

I carboidrati si suddividono biologicamente in tre importanti categorie: monosaccaridi, disaccaridi, polisaccaridi.

I monosaccaridi

Sono delle molecole di piccole dimensioni e nella maggior parte dei casi contengono cinque (pentosi) o sei (esosi) atomi di carbonio. Vengono comunemente chiamati zuccheri semplici e sono prodotti dagli organismi autotrofi attraverso la fotosintesi. Alcuni monosaccaridi sono isomeri, cioè hanno lo stesso tipo di atomi ma sono disposti in modo diverso. Un esempio sono il glucosio e il fruttosio (C₆H₁₂O₆). Entrambi sono composti da 6 atomi di carbonio ma mentre il fruttosio ha una struttura ad anello pentagonale, il glucosio ha gli stessi atomi disposti ad esagono. Tra i pentosi invece troviamo il ribosio (RNA) e il desossiribosio (DNA). Questi non sono isomeri bensì differiscono perché il desossiribosio ha un atomo di ossigeno in meno.

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  Glucosio, uno zucchero monomero
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  tavolette di glucosio
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  Fruttosio
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  Il fruttosio si presenta come lo zucchero e si trova in commercio come dolcificante
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  galattosio, è un componente del lattosio, lo zucchero del latte
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  desossiribosio: è un componente del DNA
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  DNA

I disaccaridi

Due monosaccaridi si uniscono formando un disaccaride.

Ad esempio il lattosio ( lo zucchero del latte) che si forma dall'unione tra glucosio e galattosio. È l’unico disaccaride di origine animale ed infatti costituisce lo zucchero del latte e viene sintetizzato dalle ghiandole mammarie. Un altro disaccaride importante è il saccarosio che è costituito dal legame tra glucosio e fruttosio. Esso è il comune zucchero da tavola e si può trovare in notevole quantità nelle piante fotosintetiche oppure anche nella barbabietola e nella canna da zucchero, da cui è possibile estrarlo con facilità. Il maltosio è formato da due glucosi attaccati e si trova nel malto.

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  Saccarosio
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  Dall'alto a sinistra, in senso orario: zucchero di canna bianco raffinato, non raffinato, marrone e non lavorato.
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  Maltosio
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  Sciroppo di malto
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  Lattosio
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  Un bicchiere di latte

I polisaccaridi

Sono composti da centinaia di monosaccaridi legati tra loro. In natura, sono più diffusi nelle piante ma la loro presenza è essenziale per la nutrizione degli animali. Non sono solubili in acqua. I principali sono l’amido, la cellulosa e il glicogeno. L'amido ha una struttura ramificata e talvolta lineare, (ramificata per la presenza dell'amilopeptina e lineare per la presenza di amilosi) viene utilizzato come riserva energetica delle piante e si può trovare ad esempio nel pane, nelle patate o nella farina. La cellulosa, anch'essa prodotta dai vegetali, si differenzia dall'amido perché le molecole di cellulosa, legate tramite legami a idrogeno, presenta una struttura meno ramificata. Per questo è chimicamente stabile. Il glicogeno è il polisaccaride di riserva degli animali, dove si concentra soprattutto nel fegato e nei muscoli.

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  Amido: ramificata. Le ramificazioni rendono l'amido meno compatto della cellulosa.
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  Farina: è composta soprattutto da amido
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  Cellulosa: è lineare. Le molecole parallele della cellulosa formano legami a idrogeno producendo sottili fibrille.
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  Diverse tipologie di carta
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  Cotone. È fatto di cellulosa.
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  Il legno è fatto da cellulosa lignificata
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  Glicogeno: altamente ramificata. L'elevato numero di ramificazioni nel glicogeno rende i suoi depositi solidi più compatti di quelli dell'amido
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  Fegato: qui si accumula il glicogeno.

Esercizi sui carboidrati

Nella pagina Biologia_per_istituti_tecnici/Esercizi_sui_carboidrati puoi svolgere on-line alcuni esercizi.