lipide și monozaharide. Biologie generală: Glucide și lipide. Rolul biologic al carbohidraților

Lipidele. Carbohidrați.

Pe lângă substanțele anorganice și ionii acestora, toate structurile celulare constau și din compuși organici - proteine, lipide, carbohidrați și acizi nucleici.

carbohidrați și lipide.

Carbohidrați (zaharuri) -bio compusi organici carbon și apă, care fac parte din toate organismele vii: Formula generală este Cn (H2O) n.

Carbohidrați solubili în apă.

Monozaharide:

glucoza este principala sursă de energie pentru respirația celulară;

fructoză - o parte integrantă a nectarului de flori și suc de fructe;

riboza și deoxiriboza sunt elemente structurale ale nucleotidelor, care sunt monomeri ai ARN-ului și ADN-ului;

dizaharide :

zaharoza (glucoza + fructoza) - principalul produs al fotosintezei transportat in plante;

lactoza (glucoza-N-galactoza) - face parte din laptele mamiferelor;

maltoza (glucoza + glucoza) este o sursa de energie in semintele germinative.

Funcțiile carbohidraților solubili: transport, protectie, semnal, energie.

Carbohidrați insolubili în apă:

Amidonul este un amestec de doi polimeri: amiloză și amilopectină. O moleculă spiralizată ramificată care servește drept substanță de rezervă în țesuturile plantelor;

Celuloza (celuloza) este un polimer format din mai multe lanțuri paralele drepte legate prin legături de hidrogen. Aceasta structura impiedica patrunderea apei si asigura stabilitatea carcasei de celuloza. celule vegetale;

Chitina este principalul element structural al tegumentului artropodelor și al pereților celulari ai ciupercilor;

Glicogenul este substanța de rezervă a unei celule animale. Monomerul este a-glucoza.

Funcțiile carbohidraților insolubili: structurale, de stocare, energetice, de protecție.

Lipidele- compuși organici, dintre care majoritatea sunt esteri ai glicerolului și acizilor grași.

Insolubil în apă, dar solubil în solvenți nepolari. Prezent în toate celulele. Lipidele sunt formate din hidrogen, oxigen și atomi de carbon.

Tipuri de lipide: grăsimi, ceară, fosfolipide, steroizi.

Funcțiile lipidelor :

Depozitare - grăsimile se depun în rezervă în țesuturile vertebratelor;

Energie – jumătate din energia consumată de celulele vertebratelor în repaus se formează ca urmare a oxidării grăsimilor. Grăsimile sunt, de asemenea, folosite ca sursă de apă

Protectiv - stratul de grasime subcutanat protejeaza organismul de deteriorarea mecanica;

Structurale - fosfolipidele fac parte din membranele celulare;

Izolație termică – grăsimea subcutanată ajută la menținerea căldurii;

Izolator electric – mielina, secretată de celulele Schwann, izolează unii neuroni, ceea ce accelerează de multe ori transmiterea impulsurilor nervoase;

Nutrient - acizii biliari și vitamina D se formează din steroizi;

Lubrifiant - ceara acoperă pielea, lâna, pene și le protejează de apă. Frunzele multor plante sunt acoperite cu un strat de ceară, ceara este folosită la construcția fagurilor de miere;

Hormonul - hormonul suprarenal - cortizonul - și hormonii sexuali sunt de natură lipidică. Moleculele lor nu conțin acizi grași.

Carbohidrații sunt compuși organici a căror compoziție în majoritatea cazurilor este exprimată prin formula generală C n(H2O) m (nși m≥ 4). Carbohidrații sunt împărțiți în monozaharide, oligozaharide și polizaharide.

Monozaharidele sunt carbohidrați simpli, în funcție de numărul de atomi de carbon, se împart în trioze (3), tetroze (4), pentoze (5), hexoze (6) și heptoze (7 atomi). Cele mai frecvente sunt pentozele și hexozele. Proprietățile monozaharidelor - ușor solubile în apă, cristalizează, au gust dulce, se pot prezenta sub formă de izomeri α- sau β.

Riboza și deoxiriboza aparțin grupului pentozelor, fac parte din nucleotidele ARN și ADN, ribonucleozide trifosfați și dezoxiribonucleozide trifosfați etc. Deoxiriboza (C 5 H 10 O 4) diferă de riboză (C 5 H 10 O 5) prin aceea că la al doilea atom de carbon are un atom de hidrogen, nu o grupare hidroxil precum riboza.

Glucoză sau zahăr din struguri(C 6 H 12 O 6), aparține grupului de hexoze, poate exista sub formă de α-glucoză sau β-glucoză. Diferența dintre acești izomeri spațiali este că la primul atom de carbon al α-glucozei, gruparea hidroxil este situată sub planul inelului, în timp ce pentru β-glucoză este deasupra planului.

Glucoza este:

una dintre cele mai comune monozaharide,

cea mai importantă sursă de energie pentru toate tipurile de muncă care au loc în celulă (această energie este eliberată în timpul oxidării glucozei în timpul respirației),

monomer al multor oligozaharide și polizaharide,

o componentă esențială a sângelui.

Fructoză sau zahăr din fructe, aparține grupului de hexoze, mai dulci decât glucoza, găsite sub formă liberă în miere (mai mult de 50%) și fructe. Este un monomer al multor oligozaharide și polizaharide.

Oligozaharide- carbohidrați formați ca urmare a unei reacții de condensare între mai multe (de la două până la zece) molecule de monozaharide. In functie de numarul de reziduuri de monozaharide se disting dizaharide, trizaharide etc.. cele mai frecvente sunt dizaharidele. Proprietățile oligozaharidelor- se dizolva in apa, se cristalizeaza, gustul dulce scade pe masura ce creste numarul de reziduuri de monozaharide. Legătura formată între două monozaharide se numește glicozidic.

Zaharoză sau zahăr din trestie sau sfeclă, este o dizaharidă formată din reziduuri de glucoză și fructoză. Se găsește în țesuturile vegetale. Este un produs alimentar (denumire comună - zahăr). În industrie, zaharoza este produsă din trestie de zahăr (tulpinile conțin 10–18%) sau sfeclă de zahăr (rădăcinile conțin până la 20% zaharoză).

Maltoză sau zahăr de malț, este o dizaharidă formată din două resturi de glucoză. Prezent în semințele germinative ale cerealelor.

Lactoză sau zahăr din lapte, este o dizaharidă formată din reziduuri de glucoză și galactoză. Este prezent în laptele tuturor mamiferelor (2–8,5%).

Polizaharide- sunt carbohidrați formați ca urmare a reacției de policondensare a unei multitudini (câteva zeci sau mai multe) de molecule de monozaharide. Proprietățile polizaharidelor- nu se dizolva sau se dizolva slab in apa, nu formeaza cristale clar formate, nu au gust dulce.

Amidon(C6H10O5) n- un polimer, al cărui monomer este α-glucoza. Lanțurile polimerice de amidon conțin secțiuni ramificate (amilopectină, legături 1,6-glicozidice) și neramificate (amiloză, legături 1,4-glicozidice). Amidonul - principalul carbohidrat de rezervă al plantelor, este unul dintre produsele fotosintezei, se acumulează în semințe, tuberculi, rizomi, bulbi. Conținutul de amidon din boabele de orez este de până la 86%, grâu - până la 75%, porumb - până la 72%, în tuberculii de cartofi - până la 25%. Amidonul este principalul carbohidrat hrana umana (enzima digestiva - amilaza).

Glicogen(C6H10O5) n- un polimer, al cărui monomer este și α-glucoză. Lanțurile polimerice de glicogen seamănă cu secțiunile de amilopectină ale amidonului, dar spre deosebire de acestea, se ramifică și mai puternic. Glicogenul este principalul carbohidrat de rezervă al animalelor, în special al oamenilor. Se acumulează în ficat (conținut - până la 20%) și mușchi (până la 4%), este o sursă de glucoză.

Celuloză(C6H10O5) n- un polimer, al cărui monomer este β-glucoză. Lanțurile polimerice de celuloză nu se ramifică (legături β-1,4-glicozidice). Principala polizaharidă structurală a pereților celulelor vegetale. Conținutul de celuloză în lemn este de până la 50%, în fibrele semințelor de bumbac - până la 98%. Celuloza nu este descompusă de sucurile digestive umane, deoarece. îi lipsește enzima celulaza, care rupe legăturile dintre β-glucoze.

inulină- un polimer al cărui monomer este fructoza. Rezervă de carbohidrați a plantelor din familia Compositae.

Glicolipidele- substanțe complexe formate ca urmare a combinației de glucide și lipide.

Glicoproteine- substante complexe formate ca urmare a combinatiei de carbohidrati si proteine.

Funcțiile carbohidraților

Funcţie	Exemple și explicații
Energie	Principala sursă de energie pentru toate tipurile de muncă care au loc în celule. La împărțirea a 1 g de carbohidrați, se eliberează 17,6 kJ.
Structural	Celuloza este peretele celular al plantelor, mureina este peretele celular al bacteriilor, chitina este peretele celular al ciupercilor și tegumentele artropodelor.
rezervă	Carbohidratul de rezervă la animale și ciuperci este glicogenul, la plante - amidon, inulină.
De protecţie	Mucusul protejează intestinele, bronhiile de deteriorarea mecanică. Heparina previne coagularea sângelui la animale și la oameni.

Vezi aici o animație despre clasificarea și funcțiile biologice ale carbohidraților

Structura și funcția lipidelor

Lipidele nu au o singură caracteristică chimică. În majoritatea beneficiilor, dăruirea determinarea lipidelor, ei spun că acesta este un grup combinat de compuși organici insolubili în apă care pot fi extrași din celulă cu solvenți organici - eter, cloroform și benzen. Lipidele pot fi împărțite în simple și complexe.

Lipide simple majoritatea sunt esteri ai acizilor grași superiori și alcool trihidroxilic glicerol - trigliceride. Acid gras au: 1) aceeași grupare pentru toți acizii - grupare carboxil(–COOH) și 2) radicalul prin care se deosebesc unul de celălalt. Radicalul este un lanț cu un număr diferit de grupe (de la 14 la 22) -CH2-. Uneori, un radical de acid gras conține una sau mai multe legături duble (–CH=CH–), cum ar fi acidul gras este numit nesaturat. Dacă un acid gras nu are legături duble, se numește bogat. În formarea trigliceridelor, fiecare dintre cele trei grupări hidroxil ale glicerolului suferă o reacție de condensare cu un acid gras pentru a forma trei legături esterice.

Dacă trigliceridele sunt dominate de acizi grași saturați, apoi la 20°C sunt solide; ei sunt numiti, cunoscuti grăsimi, sunt caracteristice celulelor animale. Dacă trigliceridele sunt dominate de acizi grași nesaturați, apoi la 20 ° C sunt lichide; ei sunt numiti, cunoscuti uleiuri, sunt caracteristice celulelor vegetale.

1 - trigliceride; 2 - legatura esterica; 3 - acid gras nesaturat; 4 - cap hidrofil; 5 - coada hidrofoba.

Densitatea trigliceridelor este mai mică decât cea a apei, astfel încât acestea plutesc în apă, sunt la suprafața acesteia.

Lipidele simple includ, de asemenea ceară- esteri ai acizilor grași superiori și ai alcoolilor macromoleculari (de obicei cu un număr par de atomi de carbon).

Lipide complexe. Acestea includ fosfolipide, glicolipide, lipoproteine ​​etc.

Fosfolipide- trigliceride în care un rest de acid gras este înlocuit cu un rest de acid fosforic. Ele participă la formarea membranelor celulare.

Glicolipidele- Vezi deasupra.

Lipoproteine- substante complexe formate ca urmare a combinatiei de lipide si proteine.

Lipoidele- substanțe asemănătoare grăsimilor. Acestea includ carotenoizi (pigmenți fotosintetici), hormoni steroizi (hormoni sexuali, mineralocorticoizi, glucocorticoizi), gibereline (substanțe de creștere a plantelor), vitamine liposolubile (A, D, E, K), colesterol, camfor etc.

Vezi aici o animație despre clasificarea și funcțiile biologice ale lipidelor

Funcțiile lipidelor

Funcţie	Exemple și explicații
Energie	Funcția principală a trigliceridelor. La scindarea a 1 g de lipide, se eliberează 38,9 kJ.
Structural	Fosfolipidele, glicolipidele și lipoproteinele sunt implicate în formarea membranelor celulare.
rezervă	Grăsimile și uleiurile sunt o substanță alimentară de rezervă la animale și plante. Important pentru animalele care hibernează în timpul sezonului rece sau fac tranziții lungi prin zone în care nu există surse de hrană. Uleiurile din semințe de plante sunt necesare pentru a furniza energie răsadului.
De protecţie	Straturile de grăsime și capsule grase asigură absorbția șocurilor organelor interne. Straturile de ceară sunt folosite ca acoperire hidrofugă la plante și animale.
Izolație termică	Țesutul gras subcutanat împiedică scurgerea căldurii în spațiul înconjurător. Important pentru mamiferele acvatice sau mamiferele care trăiesc în climă rece.
de reglementare	Giberelinele reglează creșterea plantelor. Hormonul sexual testosteronul este responsabil pentru dezvoltarea caracteristicilor sexuale secundare masculine. Hormonul sexual estrogen este responsabil pentru dezvoltarea caracteristicilor sexuale secundare feminine și reglează ciclul menstrual. Mineralocorticoizii (aldosteron, etc.) controlează metabolismul apă-sare. Glucocorticoizii (cortizol, etc.) sunt implicați în reglarea metabolismului carbohidraților și proteinelor.
Sursa de apă metabolică	Când 1 kg de grăsime este oxidat, se eliberează 1,1 kg de apă. Important pentru locuitorii deșertului.
catalitic	Vitaminele liposolubile A, D, E, K sunt cofactori enzimatici, adică. de la sine, aceste vitamine nu au activitate catalitică, dar fără ele, enzimele nu își pot îndeplini funcțiile.

După cum știți, cele mai importante grupuri de substanțe organice care determină proprietățile de bază ale unei celule, un organism sunt proteinele, carbohidrații, grăsimile, acizii nucleici, nucleotidele individuale (în special, ATP). Fiecare dintre aceste grupuri își îndeplinește funcția (funcțiile) în procesul de viață al organismului.

CARBOHIDRATII (monozaharide, polizaharide) - substante organice ale caror molecule includ hidrogen si oxigen. În acest caz, raportul dintre aceste elemente este similar cu raportul lor într-o moleculă de apă, adică. Există un atom de oxigen pentru fiecare 2 atomi de hidrogen.

Monozaharidele includ riboza, deoxiriboza, glucoza, fructoza, galactoza.

Polizaharidele de ordinul întâi includ zaharoza, lactoza și maltoza.

Polizaharide de ordinul doi: amidon, glicogen, fibre.

Carbohidrații îndeplinesc următoarele funcții în organism:

energie,

Structurale (deoarece fac parte din membranele celulare și formațiunile subcelulare),

furnizarea de nutrienți,

Protectoare (secretele vâscoase care protejează pereții organelor goale de daune mecanice, chimice, pătrunderea bacteriilor dăunătoare și a virușilor sunt bogate în carbohidrați).

LIPIDE. Acest termen include grăsimi și substanțe asemănătoare grăsimilor. Aceștia sunt compuși organici cu structuri diferite, dar proprietăți comune. Sunt insolubile în apă, dar ușor solubile în solvenți organici.

Principalele funcții ale lipidelor:

Structurale (lipidele participă la construcția membranelor celulare ale tuturor organelor și țesuturilor),

Funcția energetică (asigurând 25-50% din energia corpului),

Furnizarea de nutrienți („conserve energetice”),

Termoregulare.

PROTEINE. Proteinele sunt polimeri neregulați ai căror monomeri sunt aminoacizi. Majoritatea proteinelor conțin 20 de aminoacizi. Fiecare dintre ele conține aceleași grupe de atomi: gruparea amino - NH2 și gruparea carboxil - COOH. Moleculele care se află în afara grupărilor amino și carboxil sunt numite radicali (R). Celula conține aminoacizi liberi care alcătuiesc rezerva de aminoacizi, datorită cărora sunt sintetizate noi proteine. Acest fond este reîncărcat în mod constant datorită defalcării proteinelor alimentare de către enzimele digestive sau propriile proteine ​​de depozitare.

Legătura aminoacizilor are loc prin grupuri comune acestora: gruparea amino a unui aminoacid este conectată la gruparea carboxil a altui aminoacid, iar atunci când sunt combinate, se eliberează o moleculă de apă. Între aminoacizii legați există o legătură numită peptidă.

Compusul rezultat al mai multor aminoacizi se numește peptidă, iar compusul unui număr mare de aminoacizi se numește polipeptidă. Astfel, o proteină poate fi una sau mai multe polipeptide.

Niveluri de organizare a unei molecule de proteine. Structura primară, cea mai simplă este lanțul polipeptidic, adică. un șir de aminoacizi legați prin legături peptidice. În structura primară, toate legăturile dintre aminoacizi sunt covalente și, prin urmare, puternice.

Structura secundară corespunde răsucirii firului proteic sub formă de spirală. Între grupurile -C=O, situate pe aceeași tură a helixului, și grupele -N-H pe de altă parte, se formează legături de hidrogen, care sunt mai slabe decât cele covalente, dar asigură suficientă rezistență structurii secundare.

Structura cuaternară. Datorită combinației mai multor molecule de proteine ​​între ele, se formează o structură cuaternară. Dacă filamentele peptidice sunt stivuite sub formă de spirală, astfel de proteine ​​se numesc globulare, dacă sunt sub formă de mănunchiuri de filamente - fibrilare.

Funcții proteice. Varietatea funcțiilor pe care proteinele le îndeplinesc într-un organism viu este atât de mare încât este recomandabil să o prezentați sub forma următoarei scheme (Fig. 1).

Fig.1.

De remarcat că pe lângă cele prezentate în diagramă, proteinele îndeplinesc și o funcție energetică. Cu toate acestea, proteinele sunt folosite ca surse de energie doar atunci când sursele principale de carbohidrați și grăsimi sunt epuizate.

ACIZI NUCLEICI. Acizii nucleici sunt compuși macromoleculari naturali care asigură stocarea și transmiterea informații ereditare. Descris pentru prima dată în 1869 de biochimistul elvețian F. Misher.

În natură, există două tipuri de acizi nucleici, care diferă ca compoziție, structură și funcție. Unul conține componenta carbohidrată riboză (ARN), celălalt conține deoxiriboză (ADN).

Acizii nucleici sunt cei mai importanți biopolimeri care determină proprietățile de bază ale viețuitoarelor. Deci ADN-ul este o moleculă de polimer formată din sute de mii de monomeri - dezoxiribonucleotide.

ADN. Compoziția nucleotidică a ADN-ului: ADN-ul conține 4 baze:

adenina (A)

guanina (G)

citozină (C).

Cantitatea de adenină este întotdeauna egală cu cantitatea de timină (A=T), iar cantitatea de guanină este întotdeauna egală cu cantitatea de citozină (regula lui Chargaff). Acest lucru a mărturisit unele regularități stricte în structura ADN-ului. La începutul anilor 50 ai secolului trecut, structura ADN-ului a fost elucidată - o dublă spirală, cu o coloană vertebrală zahăr-fosfat la periferia moleculei și baze purinice (adenină și guanină) și pirimidină (citozină și timină) în mijloc. Fiecare dintre perechile de baze are o simetrie care îi permite să fie inclusă într-o dublă spirală în două orientări: (A=T și T=A) și (C=G și G=C). În fiecare dintre lanțurile de ADN, bazele se pot alterna în toate modurile existente.

Dacă este cunoscută secvența bazelor dintr-un lanț (de exemplu, T-C-G-C-A-T), atunci, datorită specificității împerecherii (complementarității), devine cunoscută secvența lanțului său „partener”: A-G-C-G-T -DAR.

ARN. Molecula de ARN este, de asemenea, un polimer, al cărui monomer este o ribonucleotidă. ARN-ul este o moleculă monocatenar și este construit în același mod ca unul dintre lanțurile de ADN. Nucleotidele ARN sunt foarte apropiate de nucleotidele ADN, dar nu sunt complet identice: în loc de timină (T), ARN-ul are o pirimidină, uracil, aproape de aceasta ca structură.

În funcție de funcțiile îndeplinite, ARN-urile sunt împărțite în următoarele tipuri:

ARN-ul de transfer (t-ARN) este cea mai scurtă, 80-100 nucleotide; t-ARN reprezintă aproximativ 10% din conținutul total de ARN celular. Funcția sa este de a transporta aminoacizii în ribozomi, la locul sintezei proteinelor.

ARN-ul ribozomal (r-ARN) este cel mai mare, 3-5 mii de nucleotide (aproximativ 90% din conținutul de ARN al celulei).

ARN mesager (i-ARN), ele reprezintă aproximativ 0,5-1% din conținutul total de ARN din celulă. Funcția sa este de a transfera informații despre structura proteinei de la ADN la locul de sinteză a proteinelor din ribozomi.

Orez. 2.

Toate tipurile de ARN sunt sintetizate pe ADN, care servește ca un fel de matrice.

Fracția de masă a carbohidraților din fauna sălbatică este mai mare decât alți compuși organici. În celulele animalelor și ciupercilor, carbohidrații sunt conținuti într-o cantitate mică (aproximativ 1% din greutatea uscată, în celulele ficatului și mușchilor - până la 5%), în timp ce în celulele vegetale conținutul lor este mult mai mare (60 - 90%). Carbohidrații se formează în principal ca rezultat al fotosintezei. Organismele heterotrofe obțin carbohidrați din alimente sau îi sintetizează din alți compuși organici (grăsimi, aminoacizi etc.).

Carbohidrații sunt compuși organici în care raportul dintre carbon și oxigen corespunde practic cu formula (CH 2 O) n, unde n \u003d 3 și mai mult. Cu toate acestea, există carbohidrați în care acest raport este oarecum diferit, iar unii conțin atomi de azot, fosfor sau sulf.

Carbohidrații includ monozaharide, oligozaharide și polizaharide.

Monozaharidele - foarte solubile în substanțe, au un gust dulce. Luați în considerare structura monozaharidelor folosind glucoza ca exemplu. Formula sa moleculară este C 6 H 12 0 6 .

Molecula de glucoză

Monozaharidele sunt clasificate în funcție de numărul de atomi de carbon din moleculele lor. Cele mai importante pentru fauna sălbatică sunt pentozele (compuși cu cinci atomi de carbon) și hexoze (compuși cu șase atomi de carbon). Hexozele comune, pe lângă glucoză, sunt fructoza și galactoza. Dintre pentoze, sunt comune riboza și deoxiriboza, ale căror reziduuri fac parte din monomerii acidului nucleic. Monozaharidele sunt capabile să se combine între ele folosind grupări -OH. În acest caz, se formează între două resturi de monozaharide printr-un atom de oxigen (-O-).

Schema de formare a polizaharidelor pe exemplul celulozei (un fragment al unei molecule)

Oligozaharidele și polizaharidele sunt compuse din reziduuri de monozaharide. Oligozaharidele sunt carbohidrați polimerici în care sunt conectate între 2 și 10 unități de monozaharide legaturi covalente. De exemplu, dizaharidele sunt formate din două resturi de monozaharide. În natură, astfel de dizaharide sunt comune: zahăr alimentar comun - zaharoză (constă din reziduuri de glucoză și fructoză) și zahăr din lapte - lactoză (constă din reziduuri de glucoză și galactoză).

Ca urmare a interacțiunii monozaharidelor, se pot forma lanțuri de sute și mii de reziduuri - polizaharide. Acești compuși sunt slab solubili în apă și nu au gust dulce. În natură, polizaharidele formate din reziduuri de glucoză sunt comune, acestea sunt celuloza, glicogenul și amidonul. O altă polizaharidă comună în natură, chitina, constă din derivați ai glucozei care conțin azot.

Funcțiile carbohidraților sunt destul de diverse. Funcția energetică se datorează faptului că, în urma defalcării complete a 1 g de carbohidrați, se eliberează 17,6 kJ de energie. O parte din această energie asigură funcționarea corpului, iar o parte este eliberată sub formă de căldură. Cea mai mare cantitate de energie este eliberată ca urmare a oxidării carbohidraților cu oxigen, cu toate acestea, descompunerea carbohidraților cu eliberarea de energie poate apărea în alte cazuri. Acest lucru este important pentru organismele care există în condiții de lipsă sau absență a oxigenului.

Polizaharidele se pot acumula în celule, adică pot îndeplini o funcție de rezervă. Glicogenul se acumulează în celulele animale și fungice, iar amidonul se acumulează în celulele vegetale. Funcția de construcție (structurală) a carbohidraților este aceea că polizaharidele fac parte din anumite structuri. Deci, chitina formează scheletul extern al artropodelor și este conținută în peretele celular al ciupercilor, iar celuloza se găsește în peretele celular al plantelor. Carbohidrații asociați și lipidele sunt localizate în afara membranei plasmatice a celulei animale și a peretelui celular al bacteriilor. Compuși speciali de carbohidrați cu proteine ​​(mucopolizaharide) îndeplinesc funcția de lubrifiere în organismele vertebratelor și ale oamenilor - fac parte din lichid, lubrifiază suprafețele articulațiilor.

Lanțurile de polizaharide pot fi liniare în spațiu sau ramură, ceea ce este asociat cu funcțiile lor. Lanțurile de polizaharide, care fac parte din structurile unei celule sau organism, sunt interconectate prin numeroase legături, ceea ce asigură rezistența și rezistența chimică a acestor substanțe. Cu toate acestea, majoritatea polizaharidelor sunt substanțe de rezervă ale celulelor animale și vegetale, au numeroase lanțuri ramificate, drept urmare aceste molecule sunt descompuse rapid în glucoză în celulă în mai multe puncte simultan.

Structura, proprietățile și rolul biologic al lipidelor

Fiecare celulă din organism conține lipide. Lipidele sunt derivați ai acizilor grași și ai alcoolilor polihidroxilici sau ai aldehidelor. Acizii grași sunt acizi organici cu un lanț de patru sau mai mulți (până la 24) atomi de carbon, de obicei un lanț drept. Unele lipide au o structură ușor diferită, dar sunt și slab solubile în apă.

Lipidele sunt hidrofobe, dar se dizolvă bine în solvenți nepolari: benzen, cloroform, acetonă.

Un grup mare de lipide sunt grăsimi. Grăsimile sunt esteri ai alcoolului trihidroxilic glicerol și trei reziduuri de acizi grași neramificati. Una dintre cele mai importante funcții ale grăsimilor este energia. În cazul defalcării complete a 1 g de grăsime, se eliberează 38,9 kJ de energie - de două ori mai mult decât pentru descompunerea completă a unei cantități similare de carbohidrați sau proteine. Funcția de rezervă este aceea că grăsimile sunt conținute în citoplasma celulelor sub formă de incluziuni - în celule adipoase, semințe de floarea soarelui etc. Rezervele de grăsime pot fi folosite de organisme ca nutrienți de rezervă și ca sursă de apă metabolică (când 1 g de grăsimea este oxidată, aproximativ ml apă).

Acumulate în țesutul adipos subcutanat al animalelor, grăsimile protejează organismul de efectele schimbărilor bruște de temperatură, îndeplinind o funcție de termoizolare. Această funcție a grăsimilor se datorează conductivității lor termice scăzute. Rezervele de grăsime din organism pot îndeplini și o funcție de protecție. În special, ele protejează organele interne de deteriorarea mecanică.

Compușii asemănători grăsimilor în structură sunt cerurile, al căror strat acoperă frunzele și fructele plantelor terestre, suprafața scheletului chitinos al multor artropode, împiedicând evaporarea excesivă a apei de la suprafața corpului.

Steroizii formează un grup separat de lipide. Cel mai important steroid al organismului animal este colesterolul, o componentă a membranelor celulare, precum și un precursor pentru sinteza vitaminei D, a hormonilor suprarenali și gonadici.

Printre lipide, există compuși formați ca urmare a interacțiunii moleculelor de lipide simple cu alte substanțe. Acestea includ lipoproteine ​​(compuși de lipide și proteine), glicolipide (lipide și carbohidrați), fosfolipide (care conțin reziduuri de acid ortofosforic)

1. Caracteristicile carbohidraților Glucidele, sau zaharidele, substanțe organice, care includ carbon, oxigen, hidrogen. Carbohidrații reprezintă aproximativ 1% din masa de substanță uscată în celulele animale și până la 5% în celulele hepatice și musculare. Celulele vegetale sunt cele mai bogate în carbohidrați (până la 90% din masa uscată). Compoziție chimică carbohidrații se caracterizează prin formula lor generală C m (H 2 O) n, unde mn. Numărul de atomi de hidrogen din moleculele de carbohidrați este de obicei de două ori mai mare decât numărul de atomi de oxigen (adică, ca într-o moleculă de apă). De aici și numele de carbohidrați.

Carbohidrați simpli Carbohidrații simpli se numesc monozaharide. În funcție de numărul de atomi de carbon dintr-o moleculă de monozaharidă, există: trioze (3C), tetroze (4C), pentoze (5C), hexoze (6C), heptoze (7C). Carbohidrați complecși Carbohidrații complecși sunt carbohidrați ale căror molecule se descompun în timpul hidrolizei pentru a forma carbohidrați simpli. Dintre carbohidrații complecși se disting oligozaharide și polizaharide. Există două grupe de carbohidrați: zaharuri simple și zaharuri complexe formate din reziduuri de zaharuri simple. Carbohidrații simpli se numesc monozaharide. Formula generală a zaharurilor simple (CH 2 O) n, unde n 3 1. Caracteristicile carbohidraților

Proprietățile monozaharidelor: greutate moleculară mică; gust dulce; ușor solubil în apă; cristaliza; sunt zaharuri reducătoare (restaurătoare). Cele mai importante monozaharide: pentozele de riboză și dezoxiriboză, care fac parte din ADN, ARN. Deoxiriboza (C 5 H 10 O 4) diferă de riboză (C 5 H 10 O 5) prin faptul că are un atom de hidrogen la al doilea atom de carbon și nu o grupare hidroxil precum cea a ribozei. 1. Caracterizarea glucidelor

Cele mai comune hexoze sunt glucoza, fructoza și galactoza ( formula generala C6H12O6). Glucoză (zahăr din struguri). Se găsește liber atât la plante, cât și la animale. Glucoza este sursa primară de energie pentru celule. Fructoză. Distribuit pe scară largă în natură. Se găsește sub formă liberă în fructe. Mai ales mult în miere, fructe. Semnificativ mai dulce decât glucoza și alte zaharuri. Inclus în compoziția oligo- și polizaharidelor, este implicat în menținerea turgenței celulelor vegetale. Deoarece metabolismul fructozei nu este reglat de insulină, este important în alimentația pacienților diabetici. Monozaharidele pot fi prezentate sub formă de - și -izomeri. Gruparea hidroxil de la primul atom de carbon poate fi situată atât sub planul inelar (-izomer) cât și deasupra acestuia (-izomer). 1. Caracterizarea glucidelor

N. Dintre carbohidrații complecși se disting oligozaharide și polizaharide. Oligozaharide. Oligos" title="(!LANG: Carbohidrații complecși se numesc carbohidrați, ale căror molecule se descompun în timpul hidrolizei pentru a forma carbohidrați simpli. Compoziția lor este exprimată prin formula generală С m (H 2 O) n, unde m> n. Printre se disting carbohidrati complecsi, oligozaharide si polizaharide.Oligozaharide Oligo" class="link_thumb"> 6 !} Carbohidrații complecși se numesc carbohidrați, ale căror molecule, în timpul hidrolizei, se descompun pentru a forma carbohidrați simpli. Compoziția lor este exprimată prin formula generală C m (H 2 O) n, unde m>n. Dintre carbohidrații complecși se disting oligozaharide și polizaharide. Oligozaharide. Oligozaharidele sunt carbohidrați complecși care conțin de la 2 până la 10 reziduuri de monozaharide. In functie de numarul de resturi de monozaharide cuprinse in moleculele de oligozaharide se disting dizaharide, trizaharide, tetrazaharide etc. Dizaharidele sunt cele mai răspândite în natură. Oligozaharidele au o solubilitate bună în apă, se cristalizează ușor, au, de regulă, un gust dulce și pot fi atât reducătoare, cât și nereducătoare. 1. Caracterizarea glucidelor n. Dintre carbohidrații complecși se disting oligozaharide și polizaharide. Oligozaharide. Oligozaharide "> n. Dintre carbohidrații complecși se disting oligozaharide și polizaharide. Oligozaharide. Oligozaharidele se numesc carbohidrați complecși care conțin de la 2 până la 10 resturi de monozaharide. În funcție de numărul de resturi de monozaharide incluse în moleculele de oligozaharide, trizaharide, tezaharide etc. .se disting dizaharidele sunt cele mai răspândite în natură.Oligozaharidele au o bună solubilitate în apă, se cristalizează cu ușurință, au de obicei un gust dulce și pot fi atât reducătoare, cât și nereducătoare. 1. Caracteristicile carbohidraților „> n. Dintre carbohidrații complecși se disting oligozaharide și polizaharide. Oligozaharide. Oligos" title="(!LANG: Carbohidrații complecși se numesc carbohidrați, ale căror molecule se descompun în timpul hidrolizei pentru a forma carbohidrați simpli. Compoziția lor este exprimată prin formula generală С m (H 2 O) n, unde m> n. Printre se disting carbohidrati complecsi, oligozaharide si polizaharide.Oligozaharide Oligo"> title="Carbohidrații complecși se numesc carbohidrați, ale căror molecule, în timpul hidrolizei, se descompun pentru a forma carbohidrați simpli. Compoziția lor este exprimată prin formula generală C m (H 2 O) n, unde m>n. Dintre carbohidrații complecși se disting oligozaharide și polizaharide. Oligozaharide. Oligos"> !}

Dizaharidele se formează prin condensarea a două monozaharide (cel mai adesea hexoze). Legătura care are loc între două monozaharide se numește legătură glicozidică. Se formează de obicei între atomii de carbon 1 și 4 ai unităților de monozaharide învecinate (legatură 1,4-glicozidică). 1. Caracterizarea glucidelor

Polizaharidele (greacă poli - multe) sunt polimeri și constau dintr-un număr nedefinit de mare (până la câteva sute sau mii) de reziduuri de molecule de monozaharide legate prin legături covalente. Acestea includ: o amidon (carbohidrat de rezervă a plantelor); o glicogen (carbohidrat de rezervă a animalelor); o celuloza (peretele celular vegetal); o chitina (peretele celular al ciupercilor); o mureină (peretele celular al bacteriilor). 1. Caracterizarea glucidelor

Amidonul și moleculele de glicogen constau din reziduuri de α-glucoză, iar celuloza constă din reziduuri de α-glucoză. În plus, lanțurile de celuloză nu se ramifică, în timp ce cele de glicogen se ramifică mai puternic decât cele ale amidonului. Odată cu creșterea cantității de monomeri, solubilitatea polizaharidelor scade și gustul dulce dispare. 1. Caracterizarea glucidelor

Funcția principală a carbohidraților este energia. În timpul descompunerii lor enzimatice și oxidării moleculelor de carbohidrați, se eliberează energie, care asigură activitatea vitală a organismului. Odată cu descompunerea completă a 1 g de carbohidrați, se eliberează 17,6 kJ. 1. Caracterizarea glucidelor

Carbohidrații îndeplinesc o funcție de stocare. În exces, se acumulează în celulă ca substanțe de depozitare (amidon în celulele vegetale, glicogen în celulele animale) și, dacă este necesar, sunt folosite de organism ca sursă de energie. Defalcarea îmbunătățită a carbohidraților are loc, de exemplu, în timpul germinării semințelor, a muncii musculare intense și a postului prelungit. 1. Caracterizarea glucidelor

Funcția structurală sau de construcție a carbohidraților este foarte importantă. Sunt folosite ca material de construcție. Astfel, celuloza, datorită structurii sale speciale, este insolubilă în apă și are rezistență ridicată. În medie, 20-40% din materialul peretelui celular al plantelor este celuloză, iar fibrele de bumbac sunt celuloză aproape pură, motiv pentru care sunt folosite la fabricarea țesăturilor. 1. Caracterizarea glucidelor

Ce elemente sunt în carbohidrați? Care este formula generală pentru carbohidrați? Carbon, hidrogen și oxigen. Cx(H2O) y, unde x y. Care sunt clasele de carbohidrați? Există trei clase principale de carbohidrați: simple - monozaharide și complexe - oligozaharide și polizaharide. Numiți cele mai importante monozaharide: Din monozaharide cea mai mare valoare pentru organismele vii au riboza, deoxiriboza, glucoza, fructoza, galactoza. Numiți cele mai importante dizaharide: zaharoză (zahăr din trestie), maltoză (zahăr de malț), lactoză (zahăr din lapte). Numiți cele mai importante polizaharide: amidon (depozitarea carbohidraților din plante), glicogen (glucidelor de depozitare a animalelor), celuloza (peretele celular al plantelor), chitina (peretele celular fungic), mureina (peretele celular bacterian). Care este diferența dintre izomerii de glucoză alfa și beta? Gruparea hidroxil de la primul atom de carbon poate fi situată atât sub planul inelar (-izomer) cât și deasupra acestuia (-izomer). Să rezumam:

Ce se știe despre funcția energetică a carbohidraților? Aceasta este funcția principală, cu oxidarea completă de 1 g, se eliberează 17,6 kJ. Energie. Sub ce formă depozitează plantele și animalele carbohidrații? Plantele sunt sub formă de amidon, animalele sunt sub formă de glicogen. Ce se știe despre funcția structurală a carbohidraților? Peretele celular al plantelor este format din celuloză, ciuperci - din chitină, bacterii - din mureină. Să rezumam:

Lipide (din greacă. lipos - grăsime) - un grup extins de grăsimi și substanțe asemănătoare grăsimilor care se găsesc în toate celulele vii. Cele mai multe dintre ele sunt nepolare și, prin urmare, hidrofobe. Sunt practic insolubile în apă, dar foarte solubile în solvenți organici (benzină, cloroform, eter etc.). În unele celule, există foarte puține lipide, doar câteva procente, dar în celulele țesutului adipos subcutanat al mamiferelor, conținutul lor ajunge la 90%. De structura chimica lipidele sunt foarte diverse. 2. Caracterizarea lipidelor

1. Lipide simple - grăsimi și ceară. Grăsimile sunt cele mai simple și mai abundente lipide. Moleculele lor se formează ca urmare a adăugării a trei reziduuri de acizi grași cu greutate moleculară mare la o moleculă de glicerol alcool trihidroxilic. Printre compușii acestui grup se disting grăsimile, care rămân solide la o temperatură de 20 ° C, și uleiurile, care devin lichide în aceste condiții. Uleiurile sunt mai tipice plantelor, dar pot fi găsite și la animale. Acizii grași sunt o grupă carboxil și o coadă de hidrocarbură, care diferă în diferiți acizi grași prin numărul de grupe -CH 2. „Coada” este nepolară, deci hidrofobă. Majoritatea acizilor grași se găsesc în „coadă” număr par atomi de carbon, de la 14 la Caracterizarea lipidelor

În plus, coada de hidrocarbură poate conține cantități variate de duble legături. După prezenţa sau absenţa legăturilor duble în coada de hidrocarbură, acestea se disting: acizi graşi saturaţi şi acizi graşi nesaturaţi având duble legături între atomi de carbon (-CH=CH-). 2. Caracterizarea lipidelor

Când se formează o moleculă de trigliceride, fiecare dintre cele trei grupări hidroxil (-OH) ale glicerolului intră într-o reacție de condensare cu un acid gras. În timpul reacției, se formează trei legături esterice, astfel încât compusul rezultat se numește ester. De obicei, toate cele trei grupări hidroxil ale glicerolului intră în reacție, astfel încât produsul de reacție se numește trigliceridă. Proprietăți fizice depind de compoziția moleculelor lor. Dacă în trigliceride predomină acizii grași saturați, atunci aceștia sunt solizi (grăsimi), dacă sunt lichidi nesaturați (uleiuri). Densitatea grăsimilor este mai mică decât cea a apei, astfel încât acestea plutesc în apă și sunt la suprafață. 2. Caracterizarea lipidelor

2. Lipide complexe - fosfolipide, glicolipide și lipoproteine. Fosfolipidele sunt similare ca structură cu grăsimile, dar în molecula lor unul sau două resturi de acizi grași sunt înlocuite cu un reziduu de acid fosforic. Fosfolipidele sunt o componentă integrală a membranelor celulare. Lipidele pot forma compuși complecși cu substanțe din alte clase, de exemplu, cu proteine ​​- lipoproteine ​​și cu carbohidrați - glicolipide. 2. Caracterizarea lipidelor

3. Steroizii sunt lipide care nu contin acizi grasi si au o structura speciala. Steroizii includ hormoni, în special cortizonul produs de cortexul suprarenal, diverși hormoni sexuali, vitaminele A, D, E, K și substanțe de creștere a plantelor. Colesterolul steroizi este o componentă importantă a membranelor celulare. 2. Caracterizarea lipidelor

Grăsimile sunt principala substanță de depozitare la animale, precum și la unele plante. Pot fi folosite si ca sursa de apa (atunci cand se oxideaza 1 kg de grasime se formeaza 1 kg 100 g de apa). Acest lucru este deosebit de valoros pentru animalele din deșert care trăiesc în condiții de deficit de apă. Pe lângă apa care se găsește în alimente, ei folosesc apă metabolică. 2. Caracterizarea lipidelor

Una dintre funcțiile principale este energia. Odată cu oxidarea completă a 1 g de grăsime, se eliberează 38,9 kJ de energie. Adică, grăsimile oferă de peste 2 ori mai multă energie în comparație cu carbohidrații. La vertebrate, aproximativ jumătate din energia consumată de celulele în repaus provine din oxidarea grăsimilor. 2. Caracterizarea lipidelor

Datorită conductibilității lor termice scăzute, lipidele îndeplinesc o funcție de protecție, adică servesc la izolarea organismelor. De exemplu, multe vertebrate au un strat de grăsime subcutanat bine definit, care le permite să trăiască în climă rece, în timp ce la cetacee joacă și un alt rol - contribuie la flotabilitate. Acoperirea cu ceară pe diverse părți ale plantelor previne evaporarea excesivă a apei, la animale joacă rolul unui înveliș hidrofug. 2. Caracterizarea lipidelor

Lipidele îndeplinesc și o funcție de construcție, deoarece insolubilitatea lor în apă le face cele mai importante componente ale membranelor celulare (fosfolipide, lipoproteine, glicolipide, colesterol). Mulți derivați lipidici (de exemplu, hormoni ai cortexului suprarenal, gonade, vitaminele A, D, E, K) sunt implicați în procesele metabolice din organism. Prin urmare, aceste substanțe au și o funcție de reglare. 2. Caracterizarea lipidelor

Ce molecule organice pot fi numite lipide? Substanțe ale căror molecule sunt nepolare și deci hidrofobe. Sunt practic insolubile în apă, dar foarte solubile în solvenți organici (benzină, cloroform, eter).Ce se poate spune despre structura grăsimilor? Grăsimile sunt formate din trei reziduuri de acizi grași atașate la o moleculă de glicerol alcool trihidroxilic. Ce se poate spune despre fosfolipide? Fosfolipidele sunt similare ca structură cu grăsimile, dar în molecula lor unul sau două resturi de acizi grași sunt înlocuite cu un reziduu de acid fosforic. Fosfolipidele sunt o componentă integrală a membranelor celulare. Ce se poate spune despre steroizi? Steroizii sunt lipide care nu conțin acizi grași și au o structură specială. Steroizii includ hormoni, în special cortizonul produs de cortexul suprarenal, diverși hormoni sexuali, vitaminele A, D, E, K și substanțe de creștere a plantelor. Să rezumam:

De ce sunt grăsimile principala substanță de depozitare în organismele vii? Odată cu oxidarea completă a 1 g de grăsime, se eliberează 38,9 kJ de energie. Adică, grăsimile oferă de peste 2 ori mai multă energie în comparație cu carbohidrații. Un șobolan cangur nu bea toată viața. Cum face ea? Folosește apă metabolică. Când se oxidează 1 g de grăsime, se formează mai mult de 1 g de apă. În plus, apa se află în alimente. Ce hormoni sunt lipidele? Cortizon produs de cortexul suprarenal, diverși hormoni sexuali. Ce lipide îndeplinesc o funcție de construcție? Componentele membranelor celulare: fosfolipide, lipoproteine, glicolipide, colesterol. Să rezumam: