Липиды, углеводы

Химический состав клеток

Углеводы. Липиды

Цели урока:

• В ыяснить, какие процессы, являющиеся качественным скачком от неживой природы к живой, исследуют ученые на молекулярном уровне.
• И зучить состав, строение и функции углеводов, липидов

ВЕЩЕСТВА в составе организма

ОРГАНИЧЕСКИЕ

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ

Малые молекулы

Макромолекулы (биополимеры)

Соединения

Ионы

Вода

Анионы

Полисахариды

Моносахариды

Аминокислоты

Белки

Соли, кислоты и др.

Катионы

Нуклеиновые кислоты

Нуклеотиды

Липиды

Другие

Химические элементы в составе живого

Органические вещества

• Это химические соединения, в состав которых входят атомы углерода.
• Характерны только для живых организмов

Органические вещества

жиры

нуклеиновые кислоты

(липиды)

белки

углеводы

Биополимеры

• Органические соединения, имеющие большие размеры называют макромолекулами .
• Макромолекулы , состоят из повторяющихся, сходных по структуре низкомолекулярных соединений , связанных между собой ковалентной связью – МОНОМЕРОВ.
• Образованная из мономеров макромолекула называется ПОЛИМЕРОМ .

Биополимеры

• Органические соединения, входящие в состав живых клеток называются БИОПОЛИМЕРАМИ .

• БИОПОЛИМЕРЫ – это линейные или разветвленные цепи, содержащие множество мономерных звеньев.

Биополимеры

ПОЛИМЕРЫ

ГЕТЕРОПОЛИМЕРЫ

ГОМОПОЛИМЕРЫ

представлены несколькими различными мономерами (А – В – С – А – D ...)

представлены одним видом мономеров (А – А – А – А ...)

РЕГУЛЯРНЫЕ

НЕРЕГУЛЯРНЫЕ

группа мономеров периодически повторяется … А-В-А-В-А-В ... … А-А-В-В-В-А-А-В-В-В … … А-В-С-А-В-С-А-В-С …

нет видимой повторяемости мономеров …А-В-А-А-В-А-В-В-В-А ... А-В-С-В-В-С-А-С-А-А-С

Основа многообразия жизни на планете

Биополимеры

Число, состав, порядок мономеров

Построение множества вариантов молекул

Свойства биополимеров

Биополимеры

ПЛАН ХАРАКТЕРИСТИКИ:

• Химический состав
• Содержание в клетке
• Структура (строение)
• Свойства
• Функции

Органические вещества

Органические вещества

нуклеиновые кислоты

жиры

белки

углеводы

(липиды)

Соединенные друг с другом атомы углерода образуют различные структуры – остов молекул органических веществ :

С 5 Н 10 О 5

С 3 Н 6 О 3

УГЛЕВОДЫ

1-2%

Р - 70-90%

Ж - 1-2%

от сухой массы

Клетки

С , О , Н

С n (Н 2 О) n

С 6 Н 12 О 6

С 4 Н 8 О 4

Образуются из воды (Н 2 О) и углекислого газа (СО 2 ) в процессе фотосинтеза, происходящего в хлоропластах зеленых растений

УГЛЕВОДЫ

Поли–

Олиго(ди)–

Моно–

С А Х А Р И Д Ы

(М)

(М+М)

(М+М+…+М)

С 3 Триозы (ПВК, молочная к-та)

С 4 Тетрозы

С 5 Пентозы (рибоза, фруктоза, дезоксирибоза)

С 6 Гексозы (глюкоза, галактоза)

Сахароза (глюкоза+фруктоза)

Мальтоза (глюкоза+глюкоза)

Лактоза (глюкоза+галактоза)

Крахмал

Целлюлоза

Гликоген

Хитин

У всех углеводов есть карбонильная группа:

МОНОСАХАРИДЫ:

Молекулы моносахаридов – линейные цепочки атомов углерода. В растворах принимают циклическую форму

Ф р у к т о з а

Г л ю к о з а

Галактоза

Циклическая форма

Линейная форма

Циклическая форма

Линейная форма

Свойства:

Являются важным источником энергии для любой клетки

Бесцветные, сладкие, растворимые,

кристаллизуются, проходят через мембраны

МОНОСАХАРИДЫ:

Молекулы моносахаридов – линейные цепочки атомов углерода. В растворах принимают циклическую форму

Дезоксирибоза

Рибоза

Входят в состав нуклеиновых кислот

Свойства:

Бесцветные, сладкие, растворимые,

кристаллизуются, проходят через мембраны

• С а х а р о з а

(глюкоза + фруктоза)

• М а л ь т о з а

(глюкоза + глюкоза)

• Л а к т о з а

(глюкоза + галактоза)

ДИСАХАРИДЫ:

Свойства:

• Бесцветные
• Сладкие
• Растворимые

ПОЛИСАХАРИДЫ:

• Целлюлоза

• Нерастворима в воде и не обладает сладким вкусом.

• Молекулы имеют линейное (неразветвленное) строение, вследствие чего целлюлоза легко образует волокна.

Из нее состоят стенки растительных клеток. Выполняет опорную и защитную функцию.

ПОЛИСАХАРИДЫ:

• Крахмал

Откладывается в виде включений и служит запасным энергетическим веществом растительной клетки

ПОЛИСАХАРИДЫ:

• Гликоген

Молекула состоит примерно из 30 000 остатков глюкозы.

По структуре напоминает крахмал, но сильнее разветвлен и лучше растворяется в воде.

Откладывается в виде включений и служит запасным энергетическим веществом животной клетки.

ПОЛИСАХАРИДЫ:

• Хитин

(C 8 H 13 O 5 N)

Органическое вещество из группы полисахаридов, образующее наружный твёрдый покров и скелет членистоногих, грибов и бактерий и входящее в клеточные оболочки

УГЛЕВОДЫ

МОНО–САХАРИДЫ

ПОЛИ–САХАРИДЫ

С В О Й С Т В А

у

ФУНКЦИИ УГЛЕВОДОВ

• Строительная Оболочка из целлюлозы в растительных клетках, хитин в скелете насекомых и в стенке клеток грибов обеспечивают клеткам и организмам прочность, упругость и защиту от большой потери влаги.

ФУНКЦИИ УГЛЕВОДОВ

• Структурная Моносахара могут соединяться с жирами, белками и другими веществами.

Например, рибоза входит в состав всех молекул РНК, а дезоксирибоза - в ДНК.

ФУНКЦИИ УГЛЕВОДОВ

• Запасающая Моно- и олигосахара благодаря своей растворимости быстро усваиваются клеткой, легко мигрируют по организму, поэтому непригодны для длительного хранения. Роль запаса энергии играют огромные нерастворимые в воде молекулы полисахаридов . У растений – крахмал, а у животных и грибов – гликоген.

Гликоген в клетках печени

ФУНКЦИИ УГЛЕВОДОВ

• Транспортная В растениях сахароза служит растворимым резервным сахаридом, и транспортной формой, которая легко переносится по растению.  
• Сигнальная Имеются полимеры сахаров, которые входят в состав клеточных мем- бран; они обеспечивают взаимодействие клеток одного типа, узнавание клетками друг друга. ( Если разделенные клетки печени смешать с клетками почек, то они самостоятельно разойдутся в две группы благодаря взаимодейст-вию однотипных клеток: клетки почек соединятся в одну группу, а клетки печени - в другую).

ФУНКЦИИ УГЛЕВОДОВ

• Энергетическая (17,6 кДж)

Моно - и олигосахара являются важным источником энергии для любой клетки. Расщепляясь, они выделяют энергию, которая запасается в виде молекул АТФ, которые используется во многих процессах жизнедеятельности клетки и всего организма.

• Защитная («слизь»)

Вязкие секреты (слизь), выделяемые различными железами, богаты углеводами и их производными (например, гликопротеидами). Они предохраняют пищевод, кишки, желудок, бронхи от механических повреждений, проникновения вредных бактерий и вирусов.

УГЛЕВОДЫ  С , О , Н

 С n (Н 2 О) n

ПРОСТЫЕ

СЛОЖНЫЕ

Клетки Р Ж 70-90% 1-2% от сухой массы

Поли–

Олиго(ди)–

Моно–

С А Х А Р И Д Ы

(М)

(М+М+…+М)

(М+М)

С 3

С 4

С 5

С 6

Триозы (ПВК, молочная к-та)

Тетрозы

Пентозы (рибоза, фруктоза, дезоксирибоза)

Гексозы (глюкоза, галактоза)

Сахароза (глюкоза+фруктоза)

Мальтоза (глюкоза+глюкоза)

Лактоза (глюкоза+галактоза)

Крахмал

Целлюлоза

Гликоген

Хитин

ФУНКЦИИ:

• Э нергетическая 17,6 кДж
• О порно-структурная
• З апасающая
• Т ранспортная
• С игнальная
• З ащитная («слизь»)

С В О Й С Т В А

безвкусные

сладкие растворимые

растворяются кристаллизуются проходят ч/з мембраны

у

кристаллизуются проход. ч/з мембраны



ЛИПИДЫ

5-10%, в жировых клетках до 90%

жирные кислоты

спирт (глицерин)

СВОЙСТВА:

• ГИДРОФОБНЫ
• РАСТВОРЯЮТСЯ В БЕНЗИНЕ, ЭФИРЕ, ХЛОРОФОРМЕ

Виды липидов

ЛИПИДЫ

СТЕРОИДЫ

ТРИГЛИЦЕРИДЫ

ФОСФОЛИПИДЫ

ВОСКА

ГЛИКОЛИПИДЫ

ЛИПОПРОТЕИНЫ

Виды липидов

ТРИГЛИЦЕРИДЫ

ЖИРЫ (твердые)

МАСЛА (жидкие)

Спирт глицерин + жирные кислоты

Спирт + ненасыщенные (предельные) жирные кислоты

Виды липидов

ФОСФОЛИПИДЫ

МЕМБРАНЫ КЛЕТОК

Глицерин + жирные кислоты + остаток фосфорной кислоты

Виды липидов

ВОСКА

Сложные эфиры высших жирных кислот и одноатомных высокомолекулярных спиртов

Растительные

Животные

Виды липидов

СТЕРОИДЫ

Спирт холестерол + жирные кислоты

ГОРМОНЫ (надпочечников, половые)

ВИТАМИНЫ (К, E , D , А)

Виды липидов

ГЛИКОЛИПИДЫ

Липиды + углеводы

Локализованы преимущественно на наружной поверхности плазматической мембраны, где их углеводные компоненты входят в число других углеводов клеточной поверхности. могут участвовать в межклеточных взаимодействиях и контактах. Некоторые из них являются антигенами.

ЛИПОПРОТЕИНЫ

Липиды + белки

Почти все липопротеины образуются в печени. Основной функцией липопротеинов является транспорт липидных компонентов к тканям.

Запасающая

Опорно-структурная

Липиды принимают участие в построении мембран клеток всех органов и тканей обуславливая их полупроницаемость, участвуют в образовании многих биологически важных соединений.

Энергетическая

На долю липидов приходит-ся 25-30% всей энергии, необходимой организму. При окислении 1 г жира выделяется 39,1 кДж энергии

Каталитическая

Жирорастворимые витамины К, Е, D , А являются коферментами (небелковой частью) ферментов

Регуляторная (гормональная)

Гормоны – стероиды (половые, надпочечников) способны изменять активность многих ферментов, усиливая или подавляя действие ферментов и тем самым регулируя протекание физиологических процессов в организме

Защитная

• Механическая (амортизация ударов, жировая прослойка брюшной полости защищает внутренние органы от повреждений )
• Терморегуляционная (теплоизоляционная) – жир плохо проводит тепло и холод.
• Электроизо- ляционная (миелиновая оболочка нервных волокон)

Источник метаболической воды

При распаде 1 кг жира выделяется 1,1 кг воды

Бензин, эфир, хлороформ

5-10%, в жировых клетках до 90%

ГИДРОФОБНЫ

спирт (глицерин)

жирные кислоты

ЛИПИДЫ  С , О , Н 

ТРИГЛИЦЕРИДЫ

ФОСФО-ЛИПИДЫ

ВОСКА

СТЕРОИДЫ

Спирт холестерол + жирные кислоты

Спирт глицерин + жирные кислоты

Сложные эфиры высших жирных кис-лот и одноатомных высокомолекулярных спиртов

Глицерин + жирные кислоты + остаток фосфорной кислоты

ЖИРЫ (твердые)

ВИТАМИНЫ (А, D. E , К)

Спирт + ненасыщенные (предельные) жирные кислоты

ГОРМОНЫ (надпочечников, половые)

ГЛИКОЛИПИДЫ

ЛИПОПРОТЕИНЫ

МАСЛА (жидкие)

Спирт + непредельные жирные кислоты

Липиды + белки

Липиды + углеводы

Источник метаболической воды

Опорно-структурная

Энергетическая 39,1 кДж

Запасающая

Защитная (терморегуляторная)

Регуляторная (гормональная)

Каталитическая

Домашнее задание

§ 8 § 9 , прочитать, ответить на вопросы.

Подготовить характеристику углеводов и липидов по плану :

1. Химический (элементный) состав

2. Содержание в клетках

3. Строение

4. Свойства

5. Функции