Урок биологии на тему:"Органические вещества клетки. Функции липидов и углеводов"

Органические вещества клетки. Биополимеры.

Функции липидов и углеводов.

Цель урока:

сформировать знания о строении, свойствах и функциях углеводов и липидов, показать их роль в процессах жизнедеятельности клетки;

развивать познавательный интерес учащихся на основе

использования межпредметных связей;

формировать научное мировоззрение, четкие представлений о роли естественных наук в современном обществе.

ХОД УРОКА.

1. Организационный момент

2. Актуализация опорных знаний

Сегодня мы продолжим знакомство с химическим составом клетки. Вы уже знаете, что в живых клетках содержится большое количество химических элементов. Они образуют два класса соединений:

органические и неорганические.

С какими соединениями мы познакомились на прошлом уроке?

(С неорганическими)

Назовите их.

(Вода и минеральные соли)

Какими свойствами обладает вода в клетке?

- может изменять свои свойства (под воздействием растворимых в ней веществ)

- способность к ионизации (Молекулы расщипляются на ионы водорода и гидроксида Н О Н + ОН )

- определяет физические свойства клетки (объем и внутриклеточное давление)

- растворитель

- обмен веществ

- транспортная

- терморегуляторная

Все вещества в клетке, в зависимости от их растворимости в воде делятся на 3 группы:

Гидрофильные гидрофобные амфифильные

(хорошо раствор.) (нераствор.) (одна часть молекулы- ) гидрофильная, вторая-

Гидрофобная)

1. Сообщение темы урока

Тема урока сегодня: «Органические вещества клетки»

1. Изучение нового материала.

- Какие вещества мы относим к органическим?

(Органические вещества – соединения углерода (С) с другими элементами, которые образовались в живых существах)

Почему мы относим их к органическим веществам? Что у них общего?

Органические-значит углеродные, т.е. содержащие атомы углерода.

Если не считать воду, то подавляющая часть остальных молекул

клетки относится к органическим. Углерод имеет уникальные химические свойства, фундаментальные для жизни и составляющие

ее химическую основу.

Благодаря малому размеру, наличию на внешней оболочке 4 электронов

атом углерода может образовывать 4 прочные ковалентные связи с

другими атомами, а так же углеродные атомы способны соединяться

друг с другом образуя цепи, кольца, углеродные скелеты больших

органических молекул. Именно этим объясняется существование

астрономического числа разнообразных органических соединений

обеспечивающих существование живых организмов во всех их

проявлениях.

Во всех клетках находятся простые органические соединения, играющие

роль «строительных блоков», из которых синтезируются более крупные

макромолекулы.

МАКРОМОЛЕКУЛЫ-это высокомолекулярные органические соединения, молекулярная масса которых составляет 10 в 3 или 9 степени дальтон. Макромолекулы составляют до 90% сухой массы клетки. При этом у животных преобладают белковые макромолекулы, а у растений-углеводные.

Органические вещества относят к группе БИОПОЛИМЕРОВ.

БИОПОЛИМЕР-это многозвеньевая цепь, звеном которой является

какое либо простое вещество-МОНОМЕР.

Т.е. мономеры, соединяясь между собой образуют цепи.

Перестановка и различные сочетания мономеров

определяют и различные свойства биополимеров, входящих в состав

всех живых организмов.

Знакомство с органическими соединениями клетки мы начнем с

углеводов.

УГЛЕВОДЫ- органические соединения состоящие из С, Н, О, общая

формула которых (С Н О)

Особенно богаты углеводами клетки растений, до 70% массы сухой

клетки. Углеводы образуются в растительных клетках в процессе

фотосинтеза и служат резервом пищи и энергии. В животных клетках

углеводов значительно меньше, всего 1-2 %

Углеводы принято делить на 3 группы, в зависимости от сложности

Молекул (от количества мономеров, входящих в состав молекул):

1. МОНОСАХАРИДЫ

2. ДИСАХАРИДЫ

3. ПОЛИСАХАРИДЫ

МОНОСАХАРИДЫ

Бесцветные кристаллические вещества, легкорастворимые в воде и имеющие сладкий вкус.

Среди моносахаридов наибольшее значение имеют сахара

ГЛЮКОЗА (С Н О ) (виноградный сахар) и ФРУКТОЗА (С Н О ), которые в свободном состоянии находятся

в клетках плодов растений и нектарниках цветов, они также являются мономерами сложных ди- и полисахаридов. В клетках живых организ-

мов молекулы этих сахаров замыкаются в кольцо.

ГЛЮКОЗА и ФРУКТОЗА являются универсальными источниками

энергии, которая используется животными организмами.

Полное окисление глюкозы до углекислого газа и воды идет собразова-

нием молекул АТФ. АТФ является универсальным аккумулятором

энергии: световая энергия солнца и энергия заключенная в потребляе-

мой пище, запасается в молекулах АТФ, а затем используется для

процессов биосинтеза, движения, производства тепла и других

процессов жизнедеятельности.

Из пятиуглеродных сахаров наиболее распространены

РИБОЗА (С Н О ) (РНК, АТФ, витамин В) и ДЕЗОКСИРИБОЗА (С Н О ) (состав ДНК) . Они находятся в клетке в связанном

состоянии, т. к входят в состав нуклеиновых кислот ДНК и РНК.

В результате реакции КОНДЕНСАЦИИ

( реакция образования больших молекул из молекул с меньшей молекулярной массой, протекающая с отщеплением (или перемещением) атомов или атомных групп; )

из моносахаридов образуются дисахариды. Наиболее важные:

САХАРОЗА (тростниковый сахар) и МАЛЬТОЗА встречаются в растительных клетках, таких как: корнеплоды свеклы, плоды арбуза, дынь.

ЛАКТОЗА- молочный сахар, содержится в молоке млекопитающих,

она состоит из одной молекулы глюкозы и одной молекулы галактозы.

Все моно- и дисахариды-это небольшие молекулы с низкой молекулярной массой, сладкие на вкус, хорошо растворимые в воде.

ПОЛИСАХАРИДЫ-это биополимеры с высокой молекулярной

массой, образующиеся путем соединения многих моносахаридов,

их цепи могут компактно свертываться, а при необходимости они легко

превращаются в простые сахара путем гидролиза. С увеличением числа мономерных звеньев растворимость этих молекул падает, сладкий вкус исчезает.

Полисахариды чаще всего являются структурным или запасным веществом клетки.

НАПРИМЕР:

КРАХМАЛ - важнейшее запасное вещество растительных клеток;

мономером крахмала является глюкоза.

ГЛИКОГЕН – подобен крахмалу, но имеет более разветвленный скелет;

является запасным веществом в животных организмах, накапливается

в клетках печени и мышц.

ЦЕЛЛЮЛОЗА – неразветвленный полисахарид, входит в состав клеточ-

ной стенки растений; волокно целлюлозы прочнее, чем стальная проволока того же диаметра, волокна целлюлозы придают растению

жесткость и прочность.

ХИТИН – полисахарид, входящий в состав клеточных стенок грибов,

а так же образующий наружный скелет членистоногих.

ИТАК, на какие же группы принято делить углеводы?

Углеводы

Моносахариды дисахариды полисахариды

Глюкоза сахароза крахмал

Фруктоза лактоза гликоген

Рибоза мальтоза целюлоза

Хитин

Какие функции выполняют углеводы в клетке?

Сделать записи в тетрадь:

-энергетическая

- структурная

-запасающая.

Следующие органические соединения, с которыми мы познакомимся

сегодня это ЛИПИДЫ. - Это группа соединений, не имеющих единой химической формулы.

Их объединяет то, что все они нерастворимы в воде, но хорошо раство-

римы в органических растворителях (эфир, хлороформ).

Содержание липидов в клетках растений и животных составляет

от 5 до 15%. В клетках жировой ткани их содержание доходит до 90%

В зависимости от строения молекул различают:

НЕЙТРАЛЬНЫЕ ЖИРЫ, ФОСФОЛИПИДЫ,

ВОСКА, СТЕРОИДЫ.

Самые распространенные из липидов – это нейтральные жиры –

сложные эфиры высших жирных кислот и трехатомного спирта

глицерина. Их принято делить на жиры и масла в зависимости от

их состояния при 20*.

Длинную молекулу жира можно условно разделить на 2 части:

это «головка», образованная молекулой глицерина и длинные

углеводородные «хвосты». Плотность жиров ниже, чем у воды, поэтому в воде они всплывают и находятся на поверхности. Попав в воду

молекулы жиров сворачиваются в шарик таким образом, чтобы

углеродные хвосты как можно меньше соприкасались с жидкостью.

Этим и объясняется гидрофобность жиров.

Основная функция жиров служить энергетическим депо: при расщеп-

лени 1 грамма жира освобождается 38,9 кДж энергии.

Жиры могут накапливаться в клетках и служить запасным питатель-

ным веществом. В клетках растений обычно накапливаются масла:

семена, плоды и хлоропласты богаты маслами. Например соя и

подсолнечник служат сырьем для промышленного получения масла.

У животных впадающих в спячку накапливается избыточный жир под

кожей, он служит еще и для теплоизоляции.

Фосфолипиды по устройству напоминают жиры, но одна из цепочек

жирных кислот у них заменена на фосфорную кислоту. Фосфолипиды

присутствуют во всех клетках живых существ, они формируют клеточ-

ные мембраны. Из пищевых продуктов прекрасным источником фосфо-

липидов являются икра и яйца.

ВОСКА – это группа простых липидов, сохраняющих твердое состояние

при комнатной температуре; самый известный из них – ПЧЕЛИНЫЙ

воск, у растений из воска формируется внешний покров листьев –

КУТИКУЛА.

СТЕРОИДЫ – это жироподобные вещества, к ним относят многие

гормоны млекопитающих, регулирующие обмен веществ, половые

гормоны, желчные кислоты. У растений – это эфирные масла, от которых зависит запах растений, ростовые вещества, некоторые пигмен-

ты: хлорофилл, билирубин.

Самый известный стероид – холестерин.

Итак, назовите основные группы липидов?

Липиды

НЕЙТРАЛЬНЫЕ ЖИРЫ ФОСФОЛИПИДЫ ВОСКА СТЕРОИДЫ.

ГЛИЦЕРИН+ глицерин+остаток жирных пчелиный воск холестерин

3ОСТАТКА ЖИРНЫХ КИСЛОТ кислот + фосфорная кислота

Какие функции они выполняют?

Сделать записи в тетради.

Функции липидов:

- энергетическая (при расщеплении выделяется энергии в 2 раза больше, чем при полном расщеплении такого же количества углеродов или белков)

- структурная (фосфолипиды входят в состав клеточных мембран)

- запасающая (источник метаболической воды.(при окислении 1 г. жиров образуется 1,1 г. воды)

- защитная (теплоизоляция организмов) подкожный жировой слой- позволяет жить в условиях холодного климата, у китов- способствует плавучести.

- регуляторная (стероидные гормоны, витамины группы Д участвуют в обмене веществ у позвоночных и человека, линьки у насекомых)

1. Итог урока:

1. В состав клеток входят различные органические вещества.

Основу их молекул образуют атомы углерода.

2. Макромолекулы (полимеры) состоят из мономеров.

3. Различные простые (моносахариды) и сложные (полисахариды)

углеводы. Мономеры полисахаридов – моносахариды.

4. Липиды образованы остатками молекул спиртов и жирных

кислот.

5. Углеводы и липиды выполняют разнообразные функции в

клетке благодаря особенностям строения их молекул.

6. Функции углеводов и липидов: энергетическая, структурная,

запасающая, защитная.

ДОМ.ЗАДАНИЕ: параграф 5, конспект