Рис. 1. Глюкоза

Углеводы (сахара) – альдегиды и кетоны многоатомных спиртов (моносахариды) и их полимеры (олиго- и полисахариды). В живых организмах встречаются два основных типа моносахаридов – пентозы (альдегиды пятиатомных спиртов) и гексозы (альдегиды шестиатомных спиртов). В растворах, как правило, имеют кольцевую форму.

Основные пентозы – рибоза и дезоксирибоза. Основные гексозы – глюкоза, фруктоза, галактоза.

Олигосахариды состоят из нескольких (2, реже 3–4) соединённых между собой гликозидной связью моносахаридов и выполняют запасную/энергетическую функцию (сахароза, свёкловичный сахар – состоит из глюкозы и фруктозы; лактоза, молочный сахар – из глюкозы и галактозы) или являются продуктом распада полимеров (мальтоза, дисахарид глюкозы, образуется при расщеплении крахмала).

Моносахариды и олигосахариды имеют ряд общих свойств (небольшая молекулярная масса, сладкий вкус, способность кристаллизоваться и образовывать истинные растворы) и объединяются в группу «сахара».

Полисахариды отличаются по физико-химическим свойствам (большая молекулярная масса, не кристаллизуются, нерастворимы в воде (целлюлоза) или образуют коллоидные растворы (крахмал), безвкусные) и бывают неразветвлёнными и разветвлёнными. Основным запасным полисахаридом животных и грибов является гликоген, имеющий сильно разветвлённую молекулу. У растений запасной полисахарид крахмал может быть как неразветвлённым (амилоза), так и разветвлённым (амилопектин). Целлюлоза – структурный полисахарид растительной клеточной стенки – самое распространённое органическое вещество не Земле: около 50 % атомов углерода, включённых в органические молекулы, входит именно в состав целлюлозы.

Рис. 2. Углеводы

Основные функции углеводов в клетке – структурная (целлюлоза, хитин – производное целлюлозы, содержащее группы –NHCOCH₃ у каждого остатка глюкозы), энергетическая (глюкоза) и запасная (крахмал и гликоген) функции.