Полисахариды: структура и функции
Полисахариды — это высокомолекулярные углеводы, представляющие собой полимеры моносахаридов, соединенные гликозидной связью. Они играют важную роль в живых организмах, выполняя различные функции, такие как резервные, структурные и защитные.
Функции полисахаридов
Энергетическая функция
- Полисахариды служат основным источником энергии.
- При расщеплении образуются моносахариды, которые окисляются до СО2 и Н2О.
- 1 г углеводов выделяет 17,6 кДж энергии.
Структурная функция
- Участвуют в образовании оболочек клеток и некоторых органелл.
- У растений полисахариды выполняют опорную функцию.
Резервная функция
- Накапливаются в тканях растений (крахмал) и животных (гликоген).
- Используются при необходимости обеспечения энергии.
Защитная функция
- Некоторые полисахариды, такие как глюкопротеиды, обогащенные углеводами, защищают стенки органов от механических повреждений и воздействия вредных микроорганизмов.
Виды полисахаридов
Крахмалы
- Полимеры глюкозы, состоящие из амилозы и амилопектина.
- Главные источники крахмала в питании человека: картофель, рис, мука, кукуруза.
Гликоген
- Полимер глюкозы с разветвленной структурой.
- Находится в печени и мышцах животных.
Арабиноксиланы
- Сополимеры арабинозы и ксилозы, находятся в стенках клеток растений.
Полисахариды играют важную роль в обмене веществ и обеспечении жизнедеятельности организма. Их структура и функции оказывают влияние на многие процессы в живой природе.
Строительные материалы растений
Строительный материал растений формируется в первую очередь из целлюлозы. Дерево содержит, кроме целлюлозы, много лигнина, а бумага и хлопок — почти чистая целлюлоза.
Целлюлоза
Целлюлоза — полимер повторяющихся глюкозных остатков, соединенных вместе бета-связями. Целлюлоза нерастворима в воде, не меняет цвет при смешивании с йодом и при гидролизе переходит в глюкозу. Это самый распространенный углевод в мире.
Хитин
Хитин — один из самых часто встречающихся натуральных полимеров, строительный компонент многих животных, включая экзоскелеты. Хитин разлагается микроорганизмами в окружающей среде. Химически это производное очень похоже на хитозан и целлюлозу.
Пектины
Пектины — совокупность полисахаридов, имеющих различные связи и составляющие важнейшие клеточные стенки и недревесные части растений.
Кислотные полисахариды
Эти полисахариды содержат карбоксильные, фосфатные или серные группы, и часто выполняют роль структурных элементов растений.
Бактериальные капсульные полисахариды
Патогенные бактерии вырабатывают вязкий слой полисахаридов, образуя капсулу. Эти полисахариды могут быть использованы в вакцинах.
Примеры полимеров
| Скорость сдвига (rpm) | Вязкость (cP) |
|---|---|
| 100 | 500 |
| 200 | 600 |
| 300 | 700 |
| 400 | 800 |
Простые и сложные липиды: структура и классификация
У водного раствора таких полисахаридов есть интересное свойство: если придать ему круговое движение, раствор сначала продолжает кружить по инерции, замедляя движение благодаря вязкости, а потом меняет направление, после чего останавливается. Этот разворот происходит благодаря упругости цепочек полисахаридов, которые после растяжения стремятся возвратиться в расслабленное состояние.
Простые и Сложные липиды
Простые липиды
Простые липиды включают в свою структуру углерод (C), водород (H), кислород (O) и иногда азот (N).
Примеры жирных кислот: миристиновая (насыщенная жирная кислота) и миристолеиновая (мононенасыщенная кислота) имеют по 14 атомов углерода.
Сложные липиды
Сложные липиды включают в свою структуру помимо углерода (C), водорода (H) и кислорода (O) другие химические элементы. Чаще всего: фосфор (P), сера (S), азот (N).
Общее строение фосфолипидов: Заместители R1 и R² – остатки жирных кислот, X зависит от типа фосфолипида.
Молекулы простых липидов состоят из спирта, жирных кислот, сложных – из спирта, высокомолекулярных жирных кислот, возможны остатки фосфорной кислоты, углеводов, азотистых оснований и др. Строение липидов зависит в первую очередь от пути их биосинтеза.
Энергетическая функция липидов
Многие жиры используются организмом как источник энергии. При полном окислении 1 г жира выделяется около 9 ккал энергии, это примерно вдвое больше, чем при окислении 1 г углеводов (4,1 ккал). Жировые отложения используются в качестве запасных источников питательных веществ, прежде всего животными, которые вынуждены носить свои запасы на себе. Растения чаще запасают углеводы, однако в семенах многих растений высокое содержание жиров (растительные масла получают из семян подсолнечника, кукурузы, рапса, льна и других масличных растений).
Жиры: хранители энергии в организме
Почти все живые организмы запасают энергию в форме жиров. Существуют две основные причины, по которым именно эти вещества лучше всего подходят для выполнения такой функции.
Преимущества жиров
Во-первых, жиры содержат остатки жирных кислот, уровень окисления которых очень низкий (почти такой же как у углеводородов нефти). Поэтому полное окисление жиров до воды и углекислого газа позволяет получить более чем в два раза больше энергии, чем окисление той же массы углеводов.
Во-вторых, жиры являются гидрофобными соединениями, поэтому организм, запасая энергию в такой форме, не должен нести дополнительную воду, необходимую для гидратации, как в случае с полисахаридами.
Хранение жиров
Жиры запасаются в форме капель в цитоплазме клетки. У позвоночных имеются специализированные клетки — адипоциты, почти полностью заполненные большой каплей жира. Также богатыми на триглицериды являются семена многих растений.
Мобилизация жиров
Мобилизация жиров в адипоцитах и клетках прорастающих семян происходит благодаря липазам — ферментам, которые расщепляют их на глицерин и жирные кислоты.
Роль жира в теплоизоляции
Жир является хорошим теплоизолятором, поэтому у многих теплокровных животных он откладывается в подкожной жировой ткани, уменьшая потери тепла. Особенно толстый подкожный жировой слой характерен для водных млекопитающих. У животных, обитающих в жарком климате, жировые запасы откладываются на изолированных участках тела в качестве резервных запасов воды.
Структура жиров в клетках
Фосфолипиды составляют основу билипидного слоя клеточных мембран, а холестерин играет роль регулятора текучести мембран. В состав мембран архей входят производные изопреноидных углеводородов. Воск образует кутикулу на поверхности растений и используется многими насекомыми для построения различных конструкций.
Структура липидов в клетках животных и растений
Основными структурными липидами в мембранах животных клеток являются глицерофосфолипиды, холестерин и другие компоненты, повышающие непроницаемость мембран. Различные ткани могут содержать специфические классы мембранных липидов, например, нервная ткань обогащена сфингофосфолипидами и сфингогликолипидами. В мембранах растительных клеток холестерол отсутствует, и вместо него встречается эргостерол.
У каждого типа клеток есть своя уникальная структура липидов, определяющая их функции и свойства. Жиры и липиды играют важную роль в жизнедеятельности организмов и обеспечивают им необходимую энергию и защиту.
| | Жиры | Функции |
|--------------|----------|-----------------------------------------------|
| Хранение | Капли | Энергетический запас, теплоизоляция |
| Мобилизация | Липазы | Расщепление на глицерин и жирные кислоты |
| Структура | Мембраны | Образование билипидного слоя, регуляция текучести |
Некоторые липиды играют активную роль в регулировании жизнедеятельности отдельных клеток и организма в целом. В частности, к липидам относятся стероидные гормоны, секретируемые половыми железами и корой надпочечников. Эти вещества переносятся кровью по всему организму и влияют на его функционирование.
Самые разные организмы — от диатомовых водорослей до акул — используют резервные запасы жира как средство снижения среднего удельного веса тела и, таким образом, увеличения плавучести. Это позволяет снизить расходы энергии на удержание в толще воды.
Липиды в диете человека
Суточная потребность взрослого человека в липидах — 70—145 граммов.
Незаменимые жирные кислоты
Большинство природных жиров содержат ненасыщенные жирные кислоты с двойными связями в цис-конфигурации. Если пища, богатая такими жирами, долгое время находится в контакте с воздухом, она горчит. Этот процесс связан с окислительным расщеплением двойных связей, в результате которого образуются перекиси жирных кислот, альдегиды и карбоновые кислоты с меньшей молекулярной массой, часть из которых является летучими веществами.
Для того чтобы увеличить срок хранения и устойчивость к высоким температурам триглицеридов с ненасыщенными жирными кислотами применяют процедуру частичной гидрогенизации. Следствием этого процесса является превращение двойных связей в одинарные, однако побочным эффектом также может быть переход двойных связей из цис- в транс-конфигурацию. Употребление так называемых «транс-жиров» влечёт повышение содержания липопротеинов низкой плотности («плохой» холестерол) и снижение содержания липопротеинов высокой плотности («хороший» холестерол) в крови, что приводит к увеличению риска возникновения сердечно-сосудистых заболеваний, в частности коронарной недостаточности. Более того «транс-жиры» способствуют воспалительным процессам.
Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист
Эти сайты могут нарушать авторские права, быть признаны неавторитетными источниками или по другим причинам быть запрещены в Википедии. Редакторам следует заменить такие ссылки ссылками на соответствующие правилам сайты или библиографическими ссылками на печатные источники либо удалить их (возможно, вместе с подтверждаемым ими содержимым).
Что является главным источником энергии в организме человека?
Давно известно, что ничто в мире не возникает из пустоты и не исчезает в никуда. В полной мере это касается наших энергетических запасов. Попробуем разобраться, что является главным источником энергии в организме человека и какие способы её пополнения можно назвать наиболее эффективными.
В отличие от растительного мира, успешно использующего метод фотосинтеза для преобразования солнечной энергии, человек лишён подобной возможности. Поэтому нам необходимо использовать пищу растительного и животного происхождения. При этом не забывая учитывать, что все продукты отличаются по своей энергетической ценности (не говоря уже о способности работать как на пользу, так и во вред).
Обсуждение калорийности тех или иных блюд уже давно у всех на слуху. Но что она представляет из себя обычным языком? На самом деле, всё довольно легко. Калория – это единица измерения энергии, имеющая несложную формулу вычисления: количество тепла, обеспечивающее повышение температуры 1 грамма воды на 1 градус. Соответственно, калорийность (она же – энергетическая ценность) – это тот объём энергии, который наш организм способен приобрести при полном усвоении употреблённого в пищу.
Белки, жиры и углеводы представляют из себя комплекс основных питательных веществ. При этом, роль ключевого энергетического «поставщика» отводится углеводам, уровень содержания которых отличается в разных продуктах. Кроме того, их принято подразделять на простые (быстрые) и сложные (медленные) – об особенностях каждого типа мы поговорим позже. Нежирное мясо и рыба представляют из себя продукты с высоким белковым содержанием, а, к примеру, масло (как растительного, так и животного происхождения) – источник жиров.
Также неотъемлемыми компонентами являются различные микроэлементы и витамины, однако, они, в первую очередь, служат процессам энергетического обмена.
Универсальной формулы, позволяющей установить точное количество (или соотношение) БЖУ для каждого попросту не существует, так как индивидуальные особенности каждого из нас, а также такие факторы, как рост, вес, уровень метаболизма, повседневная активность, образ жизни, наличие вредных привычек, регулярность занятий спортом – всё это напрямую влияет на то, каким должен быть рацион. Некоторые общие зависимости, конечно же, существуют – так, у людей, активно занимающихся спортивными тренировками, ежедневная норма потребления может быть достаточно высокой. А люди, ставящие себе цель похудеть, зачастую совершают серьёзную ошибку, думая, что достаточно понизить объём потребляемых калорий. Чаще всего, это не приводит ни к каким результатам в тех случаях, когда двигательная активность минимальна. Отсутствие занятий физкультурой в сочетании с сидячим образом жизни даже при минимальной калорийности потребляемой пищи способно не только не повлиять в лучшую сторону на ситуацию с излишним весом, но и содействовать дальнейшему его набору.
Рассмотрим подробнее механику преобразования еды в энергию. После попадания в желудок запускается процесс переваривания пищи, который не прекращается и при дальнейшем её продвижении в кишечник (именно поэтому вся система именуется желудочно-кишечной). Его целью является расщепление пищи на элементы, часть из которых попадает в кровь. Стоит отметить, что не вся полученная энергия тут же используется нами. Некоторая часть выполняет роль запаса, преобразуясь, в том числе, в жир. Чем меньше мы двигаемся, тем меньше калорий сжигаем, тем интенсивнее увеличивается жировая прослойка.
В начале статьи мы упомянули про простые и сложные углеводы. Настало время вспомнить про них и разъяснить отличие. Суть первых заключена уже в обозначении – их переваривание происходит максимально быстро, без дополнительных усилий, более того, то же самое касается и их усвоения. Здесь и проявляется их главное негативное свойство – они усиливают аппетит, провоцируя переедание и, как следствие – ускоренный набор веса. Все типы сахара относятся к простым разновидностям, поэтому от сладких и мучных изделий так легко потолстеть, и так хочется съесть «ещё одно» пирожное.
Сложные углеводы также проходят процесс расщепления до глюкозы, однако, он занимает намного больше времени. Благодаря им мы ощущаем чувство насыщения, одновременно часть из них – крахмал и гликоген – снабжают нас энергией. Во время еды повышается уровень глюкозы в крови и именно в виде гликогена избыточное её количество абсорбируется в мышцах и печени «про запас». Как только он начинает снижаться, происходит расщепление гликогена, в ходе которого вырабатывается дополнительная энергия. Также к числу сложных углеводов относятся пищевые волокна (клетчатка и пектин). Они не усваиваются организмом, но их нельзя назвать бесполезными, так как они играют важную роль в пищеварении, обеспечивая стабильную и бесперебойную работу ЖКТ.
Помимо общего объёма потребляемых калорий следует уделять внимание тому, чтобы количество БЖУ было сбалансированным. Здоровому человеку подойдут традиционные соотношения, а при наличии хронических заболеваний или прочих факторов (перечисленных выше) есть смысл получить предварительную консультацию у диетолога. В случае, если вы уже знаете рекомендуемую для себя ежедневную норму потребления, подходящим вариантом станет заказ готовых рационов питания с регулярной доставкой на дом или в офис – подобный сервис уже получил распространение в Москве и прилегающих ко МКАДу районах Московской области.
Для лечения бактериальных инфекций назначают антибиотики, которые нарушают работу ферментов бактерий, снижая их патогенные свойства. Иногда врачи для лечения этих же заболеваний прописывают лекарства, содержащие бактериофагов. В чем преимущества приема препаратов с бактериофагами по сравнению с антибиотиками? Почему врачи не отказываются полностью от антибиотиков и советуют чередовать их прием с приемом препаратов, содержащих бактериофагов?
Ответ:1) действие антибиотиков уничтожает как патогенные, так и полезные бактерии;2) бактериофаги поражают строго определенные клетки бактерий (действие вируса специфично);3) у человека вырабатываются антитела, уничтожающие чужеродные белки бактериофагов;4) чередование антибиотиков и бактериофагов препятствует выработке антител в организме человека;5) при длительном применении лекарств у бактерий повышается к ним устойчивость; 6) чередование антибиотиков и бактериофагов препятствует возникновению устойчивости бактерий.
Известно, что животные преимущественно хранят запасные питательные вещества в виде жиров, а растения — в форме углеводов. Чем запасание жиров выгодно для животных? Как это связано с особенностями строения их клеток и жизнедеятельностью? Растения запасают в вакуолях большое количество моносахаридов, в то время как для животных такая же концентрация сахаров приводила бы к гибели клетки. Почему? Ответ поясните.
Ответ:1) животные расходуют больше энергии, так как подвижны (в отличие от растений);2) при расщеплении жира выделяется больше энергии, чем при расщеплении углеводов;3) масса жиров меньше, чем масса углеводов, накапливающих такое же количество энергии (что облегчает передвижение животных по сравнению с накоплением углеводов);4) при накоплении в клетке моносахаридов в нее устремляется вода (по закону осмоса);5) при избыточном накоплении воды клетка животного разрывается (происходит лизис клетки);6) а клетка растения — нет, так как имеет клеточную стенку.
Непрерывное движение крови по организму человека обеспечивается, главным образом, за счёт сокращения сердца. Однако этого недостаточно, так как физические возможности этого органа не позволяют ему обеспечить такое движение крови в венах большого круга. Какие дополнительные факторы способствуют венозному кровотоку? Назовите не менее 4 факторов.
- сокращения гладких мышц стенок вен;2) сокращения скелетных мышц, окружающих вены;3) присасывающее действие грудной клетки (на вдохе давление в ней становится отрицательным);4) присасывающее действие правого предсердия в период его диастолы (расширение его полости приводит к появлению отрицательного давления в нём);5) разность давлений в начале и конце венозного русла (разность давления в капиллярах и венах).
ВОПРОС:Какие приспособления в строении и поведении костных рыб обеспечивают интенсивное извлечение ими кислорода из воды? Объясните адаптивное значение каждого приспособления.
ОТВЕТ:1) большая площадь поверхности жабр обеспечивает большой контакт с водой;2) многочисленные капилляры в жабрах обеспечивают максимальное извлечение кислорода из воды;3) движение жаберных крышек обеспечивает движение воды, омывающей жабры;4) плавание с открытым ртом (увеличение скорости движения) обеспечивает усиление омывания жабр водой;5) противоточное движение крови в капиллярах и воды в жабрах (в противоположных направлениях) обеспечивает максимальное извлечение кислорода из воды.
В чем заключается конвергентное сходство крокодила, лягушки и бегемота?
Пояснение. 1) Эти животные имеют сходную среду обитания, к которой возникли одинаковые приспособления. 2) Сходное расположение глаз и ноздрей на голове (на возвышенности), которое является приспособлением к лучшему обзору и дыханию.
У животных к конечным продуктам обмена веществ наряду с углекислым газом и водой относится ядовитый аммиак или гораздо менее токсичная мочевина, в которую превращается аммиак. Конечными продуктами обмена каких веществ являются аммиак и мочевина? Почему для личинок амфибий (головастиков) характерно выделение аммиака, тогда как у взрослых жаб и лягушек выводится мочевина?
ОТВЕТ:1) аммиак и мочевина – продукты обмена белков (аминокислот);2) аммиак и мочевина – продукты обмена нуклеиновых кислот (азотистых оснований);3) головастики живут в воде, взрослые амфибии значительную часть времени проводят на суше;4) постоянное поглощение легко доступной воды позволяет головастикам активно выводить ядовитый аммиак;5) взрослые амфибии из-за длительного пребывания на суше поглощают меньше воды, поэтому образуют менее токсичную мочевину
ВОПРОС:Для эксперимента по физиологии человека были выбраны два испытуемых одного возраста и сходной конституции. В течение недели, предшествующей эксперименту, для утоления жажды они могли пить только обычную питьевую воду. В ходе эксперимента первый испытуемый выпил литр солёного (1.8%-ого) раствора, а второй – литр дистиллированной воды. Как изменится объём мочи у каждого испытуемого? Ответ поясните
ОТВЕТ:1) у первого испытуемого объём мочи уменьшится;2) увеличится концентрация соли в крови;3) усилится обратное всасывание воды в извитых канальцах нефрона (реабсорбция);4) у второго испытуемого объём мочи увеличится;5) уменьшится концентрация соли в крови;6) ослабнет обратное всасывание воды в извитых канальцах нефрона.
Почему тело разогревается при нагрузке
ОТВЕТ:1) при интенсивной физической работе тело разогревается, так как усиливается обмен веществ в мышцах, освобождается много тепловой энергии;2) при выделении и испарении пота тело человека охлаждается, что защищает организм от перегрева
Участвуют в теплорегуляции:
ОТВЕТ:1) потовые железы выделяют пот, при испарении которого организм охлаждается;2) кровеносные капилляры, расширяясь, увеличивают теплоотдачу;3) сокращение коротких мышц, прикрепленных к корням волос, согревают организм;4) все реакции структур кожи при теплорегуляции контролируются промежуточным мозгом, который получает нервные сигналы от тепло-, либо от холодорецепторов, руководит работой потовых желез и кровеносных сосудов.
Выделительная функция у кожи
ОТВЕТ:1) В коже имеются потовые железы.2) Потовые железы вырабатывают пот, который содержит мочевину, мочевую кислоту и избыток солей.
Шрам. Какая ткань? Почему отличается от кожи?
ОТВЕТ:1) В образовании шрама участвует соединительная ткань.2) Этот участок отличается по цвету, поскольку неповрежденная кожа покрыта эпидермисом, который вырабатывает пигмент меланин.3) Он отличается по жесткости, поскольку соединительная ткань содержит больше белковых волокон (коллагена).
У Цыплёнка убрали кость. Она выросла снова. Что доказывает? Какие структуры обеспечивают рост кости? Почему выбрали молодого, а не взрослого петуха
ОТВЕТ:1) кости способны к регенерации (восстановлению);2) надкостница обеспечивает рост кости в толщину (костеобразование);3) хрящевые прослойки (метафизы) обеспечивают рост кости вдлину;4) восстановление костной ткани у цыплёнка происходит быстрее, чем у взрослого петуха;5) так как в костной ткани цыплёнка много клеток (остеобластов), способных к делению (хрящевые прослойки в кости у петуха окостеневают)
Роднички у детей в первый год жизни. Значение. Какой витамин нужен при медленном зарастании родничка
ОТВЕТ:1) позволяют изменять форму черепа при родах;2) создают условия для роста мозга, участвуют в терморегуляции мозга, регулируют внутричерепное давление, способны амортизировать удары (должны быть указаны любые два значения);3) витамин D;4) витамин участвует в обмене кальция (ИЛИ фосфора) в костной ткани (ИЛИ участвует в кальцификации костей).
слезный аппарат выделяет слезы;5) слеза предохраняет конъюнктиву и роговицу от высыхания;6) слеза смывает инородные частицы, попадающие в глаз;7) слеза содержит бактерицидные вещества (лизоцим),8) слеза служит смазкой для трущихся при мигании поверхностей глазного яблока и век.
Слайд 2 1. Характеристика углеводовУглеводы, или сахариды, — органические вещества,
В состав которых входит углерод, кислород, водород. Углеводы составляют
около 1% массы сухого вещества в животных клетках, а в клетках печени и мышц — до 5%. Наиболее богаты углеводами растительные клетки (до 90% сухой массы).Химический состав углеводов характеризуется их общей формулой Сm(Н2О)n, где m≥n. Количество атомов водорода в молекулах углеводов, как правило, в два раза больше атомов кислорода (то есть как в молекуле воды). Отсюда и название — углеводы.
Слайд 3 Простые углеводыПростые углеводы называют моносахаридами. В зависимости от
Числа атомов углерода в молекуле моносахаридов различают
тетрозы (4С), пентозы (5С), гексозы (6С), гептозы (7С).
Сложные углеводыСложными называют углеводы, молекулы которых при гидролизе распадаются с образованием простых углеводов. Среди сложных углеводов различают олигосахариды и полисахариды.
Различают две группы углеводов: простые сахара и сложные сахара, образованные остатками простых сахаров. Простые углеводы называют моносахаридами. Общая формула простых сахаров (СН2О)n, где n ≥ 3
1. Характеристика углеводов
Низкая молекулярная масса; сладкий вкус; легко
Растворяются в воде; кристаллизуются; относятся к редуцирующим (восстанавливающим) сахарам.
моносахариды:Пентозы — рибоза и дезоксирибоза, входящие в состав ДНК, РНК. Дезоксирибоза (С5Н10О4) отличается от рибозы (С5Н10О5) тем, что при втором атоме углерода имеет атом водорода, а не гидроксильную группу как у рибозы.
Слайд 5 Из гексоз наиболее распространены глюкоза, фруктоза и галактоза
(общая формула С6Н12О6). Глюкоза (виноградный сахар). В свободном виде
встречается и у растений, и у животных. Глюкоза — первичный источник энергии для клеток.Фруктоза. Широко распространена в природе. В свободном виде встречается в плодах. Особенно много ее в меде, фруктах. Значительно слаще глюкозы и других сахаров. Входит в состав олиго- и полисахаридов, участвует в поддержании тургора растительных клеток. Поскольку метаболизм фруктозы не регулируется инсулином, имеет важное значение при питании больных сахарным диабетом.Моносахариды могут быть представлены в форме α- и β-изомеров.
Слайд 6 Сложными называют углеводы, молекулы которых при гидролизе распадаются
С образованием простых углеводов. Их состав выражается общей формулой
В зависимости от количества остатков моносахаридов, входящих в молекулы олигосахаридов, различают дисахариды, трисахариды, тетрасахариды и т.д. Наиболее широко распространены в природе дисахариды.У олигосахаридов хорошая растворимость в воде, они легко кристаллизуются, обладают, как правило, сладким вкусом.
Слайд 7 Наиболее широко распространены в природе дисахариды:
мальтоза, состоящая из
Двух остатков α-глюкозы;сахароза – свекловичный сахар (α-глюкоза + фруктоза);лактоза
– молочный сахар (β-глюкоза + галактоза).
Слайд 8 Дисахариды образуются в результате конденсации двух моносахаридов (чаще
Связь, возникающую между двумя моносахаридами, называют гликозидной. Обычно
она образуется между 1-м и 4-м углеродными атомами соседних моносахаридных единиц (1,4-гликозидная связь).
Слайд 9 Полисахариды (греч. poly – много)
Являются полимерами и состоят из неопределенно большого (до нескольких
сотен или тысяч) числа остатков молекул моносахаридов, соединенных ковалентными связями. К ним относятся:крахмал (запасной углевод растений);гликоген (запасной углевод животных);целлюлоза (клеточная стенка растений);хитин (клеточная стенка грибов);муреин (клеточная стенка бактерий).
Слайд 10 Молекулы крахмала и гликогена состоят
Из остатков α-глюкозы, целлюлозы — из остатков β-глюкозы. Кроме
того, у целлюлозы цепи не ветвятся, а у гликогена они ветвятся сильнее, чем у крахмала. С увеличением количества мономеров растворимость полисахаридов уменьшается и исчезает сладкий вкус.
Слайд 12 Основная функция углеводов – энергетическая. При их ферментативном
Расщеплении и окислении молекул углеводов выделяется энергия, которая обеспечивает
жизнедеятельность организма. При полном расщеплении 1 г углеводов освобождается 17,6 кДж.
Слайд 13 Углеводы выполняют запасающую функцию. При
Избытке они накапливаются в клетке в качестве запасающих веществ
(крахмал в клетках растений, гликоген в клетках животных) и при необходимости используются организмом как источник энергии. Усиленное расщепление углеводов происходит, например, при прорастании семян, интенсивной мышечной работе, длительном голодании.
Слайд 14 Очень важной является структурная, или
Строительная, функция углеводов. Они используются в качестве строительного материала.
Так, целлюлоза благодаря особому строению нерастворима в воде и обладает высокой прочностью. В среднем 20—40% материала клеточных стенок растений составляет целлюлоза, а волокна хлопка – почти чистая целлюлоза, и именно поэтому они используются для изготовления тканей.
Слайд 15 Хитин входит в состав клеточных стенок грибов.В качестве
Важного компонента наружного скелета хитин встречается у отдельных групп
животных, например у членистоногих.Муреин образует клеточную стенку бактерий.
Слайд 16 Какие элементы входят в состав углеводов? Какова общая
Формула углеводов?Углерод, водород и кислород. Сх(Н2О)у, где х ≥
у.Какие классы углеводов различают?Различают три основных класса углеводов: простые – моносахариды, и сложные – олигосахариды и полисахариды.Назовите важнейшие моносахариды:Из моносахаридов наибольшее значение для живых организмов имеют рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза. Назовите важнейшие дисахариды:Сахароза (тростниковый сахар), мальтоза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар). Назовите важнейшие полисахариды:Крахмал (запасной углевод растений), гликоген (запасной углевод животных), целлюлоза (клеточная стенка растений), хитин (клеточная стенка грибов), муреин (клеточная стенка бактерий).Чем отличаются альфа и бета-изомеры глюкозы?Гидроксильная группа при первом атоме углерода может располагаться как под плоскостью цикла (α-изомер), так и над ней (β-изомер).
Слайд 17 Что известно об энергетической функции углеводов?Это основная функция,
При полном окислении 1 г выделяется 17,6 кДж. Энергии.В
какой форме запасают углеводы растения и животные?Растения – в форме крахмала, животные – в форме гликогена. Что известно о структурной функции углеводов?Клеточная стенка растений состоит из целлюлозы, грибов – из хитина, бактерий – из муреина.
Слайд 18 Липиды (от греч. lipos – жир) – обширная
Группа жиров и жироподобных веществ, которые содержатся во всех
живых клетках. Большинство их неполярны и, следовательно, гидрофобны. Они практически нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях (бензин, хлороформ, эфир и др.).В некоторых клетках липидов очень мало, всего несколько процентов, а вот в клетках подкожной жировой клетчатки млекопитающих их содержание достигает 90%. По химическому строению липиды весьма разнообразны.
2. Характеристика липидов
Слайд 19 1. Простые липиды – жиры и воска. Жиры
– наиболее простые и широко распространенные липиды. Их молекулы
образуются в результате присоединения трех остатков высокомолекулярных жирных кислот к одной молекуле трехатомного спирта глицерина. Среди соединений этой группы различают жиры, остающиеся твердыми при температуре 20 °С, и масла, которые в этих условиях становятся жидкими. Масла более типичны для растений, но могут встречаться и у животных.
Жирные кислоты представляет собой карбоксильную группу и углеводородный хвост, отличающийся у разных жирных кислот количеством группировок –СН2. «Хвост» неполярен, поэтому гидрофобен. Большая часть жирных кислот содержит в "хвосте" четное число атомов углерода, от 14 до 22.
Слайд 20 Кроме того, углеводородный хвост может содержать различное количество
Двойных связей. По наличию или отсутствию двойных связей в
углеводородном хвосте различают: насыщенные жирные кислоты и ненасыщенные жирные кислоты, имеющие двойные связи между атомами углерода (-СН=СН-).
Слайд 21 При образовании молекулы триглицерида каждая из трех гидроксильных
(-ОН) групп глицерина вступает в реакциюконденсации с жирной кислотой.
В ходе реакции возникают три сложноэфирные связи, поэтому образовавшееся соединение называют сложным эфиром.
Обычно в реакцию вступают все три гидроксильные группы глицерина, поэтому продукт реакции называется триглицеридом. Физические свойства зависят от состава их молекул. Если в триглицеридах преобладают насыщенные жирные кислоты, то они твердые (жиры), если ненасыщенные — жидкие (масла). Плотность жиров ниже, чем у воды, поэтому в воде они всплывают и находятся на поверхности.
Слайд 22 2. Сложные липиды – фосфолипиды, гликолипиды и липопротеины.
Фосфолипиды по своей структуре сходны с жирами, но в
их молекуле один или два остатка жирных кислот замещены остатком фосфорной кислоты. Фосфолипиды являются составным компонентом клеточных мембран.Липиды могут образовывать сложные соединения с веществами других классов, например с белками – липопротеиды и с углеводами – гликолипиды.
Слайд 23 3. Стероиды – это липиды, не содержащие жирных
Кислот и имеющие особую структуру. К стероидам относятся гормоны,
в частности кортизон, вырабатываемый корой надпочечников, различные половые гормоны, витамины A, D, Е, К и ростовые вещества растений. Стероид холестерин – важный компонент клеточных мембран.
Слайд 24 Жиры являются основным запасающим веществом у животных, а
источника воды (при окислении 1 кг жира образуется 1 кг 100 г воды). Это особенно ценно для пустынных животных, обитающих в условиях дефицита воды. Помимо воды, находящейся в пище, они используют метаболическую воду.
Слайд 25 Одна из основных функций – энергетическая. При полном
Окислении 1 г жира выделяется 38,9 кДж энергии. То
есть жиры дают более чем в 2 раза больше энергии по сравнению с углеводами. У позвоночных животных примерно половина энергии, потребляемой клетками в состоянии покоя, образуется за счет окисления жиров.
Слайд 26 Благодаря низкой теплопроводности липиды выполняют защитную функцию, т.
Е. служат для теплоизоляции организмов. Например, у многих позвоночных
животных хорошо выражен подкожный жировой слой, что позволяет им жить в условиях холодного климата, а у китообразных он играет еще и другую роль – способствует плавучести.Восковой налет на различных частях растений препятствует излишнему испарению воды, у животных он играет роль водоотталкивающего покрытия.
Слайд 27 Липиды выполняют и строительную функцию, так как нерастворимость
В воде делает их важнейшими компонентами клеточных мембран (фосфолипиды,
липопротеины, гликолипиды, холестерин).Многие производные липидов (например, гормоны коры надпочечников, половых желез, витамины A, D, Е, К) участвуют в обменных процессах, происходящих в организме. Следовательно, этим веществам присуща и регуляторная функция.
Слайд 28 Какие органические молекулы можно назвать липидами? Вещества, молекулы
Которых неполярны и, следовательно, гидрофобны. Они практически нерастворимы в
воде, но хорошо растворимы в органических растворителях (бензин, хлороформ, эфир)..Что можно сказать о строении жиров?Жиры состоят из трех остатков высокомолекулярных жирных кислот, присоединенных к одной молекуле трехатомного спирта глицерина. Что можно сказать о фосфолипидах?Фосфолипиды по своей структуре сходны с жирами, но в их молекуле один или два остатка жирных кислот замещены остатком фосфорной кислоты. Фосфолипиды являются составным компонентом клеточных мембран.Что можно сказать о стероидах?Стероиды – это липиды, не содержащие жирных кислот и имеющие особую структуру. К стероидам относятся гормоны, в частности кортизон, вырабатываемый корой надпочечников, различные половые гормоны, витамины A, D, Е, К и ростовые вещества растений.