Органические соединения клетки белки углеводы липиды ферменты

Органические соединения клетки белки углеводы липиды ферменты

Общая формула Сn (H2O)n: углеводы содержат в своем составе только три химических элемента.

Таблица. Сравнение классов углеводов.

Растворимые в воде углеводы.

Моносахариды:
глюкоза
– основной источник энергии для клеточного дыхания;
фруктоза
– составная часть нектара цветов и фруктовых соков;
рибоза и дезоксирибоза – структурные элементы нуклеотидов, являющихся мономерами РНК и ДНК.

Дисахариды:
сахароза
(глюкоза + фруктоза) – основной продукт фотосинтеза, транспортируемый в растениях;
лактоза (глюкоза + галактоза) – входит в состав молока млекопитающих;
мальтоза (глюкоза + глюкоза) – источник энергии в прорастающих семенах.

Функции растворимых углеводов:

  • транспортная,
  • защитная,
  • сигнальная,
  • энергетическая.

Нерастворимые углеводы

полимерные:
крахмал,
гликоген,
целлюлоза,
хитин.

Функции полимерных углеводов:

Крахмал состоит из разветвленных спирализованных молекул, образующих запасные вещества в тканях растений.

Целлюлоза – полимер, образованный остатками глюкозы, состоящими из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных водородными связями. Такая структура препятствует проникновению воды и обеспечивает устойчивость целлюлозных оболочек растительных клеток.

Хитин состоит из аминопроизводных глюкозы. Основной структурный элемент покровов членистоногих и клеточных стенок грибов.

Гликоген – запасное вещество животной клетки.

Таблица. Наиболее распространенные углеводы.

Таблиица.Основные функции углеводов.

Липиды.

Липиды – сложные эфиры жирных кислот и глицерина. Нерастворимы в воде, но растворимы в неполярных растворителях. Присутствуют во всех клетках. Липиды состоят из атомов водорода, кислорода и углерода.

Функции липидов:

Запасающая – жиры, откладываются в запас в тканях позвоночных животных.
Энергетическая
– половина энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров. Жиры используются и как источник воды. Энергетический эффект от расщепления 1 г жира – 39 кДж, что в два раза больше энергетического эффекта от расщепления 1 г глюкозы или белка.
Защитная – подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений.
Структурная – фосфолипиды входят в состав клеточных мембран.
Теплоизоляционная – подкожный жир помогает сохранить тепло.
Электроизоляционная
– миелин, выделяемый клетками Шванна (образуют оболочки нервных волокон), изолирует некоторые нейроны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов.
Питательная – некоторые липидоподобные вещества способствуют наращиванию мышечной массы, поддержанию тонуса организма.
Смазывающая – воски покрывают кожу, шерсть, перья и предохраняют их от воды. Восковым налетом покрыты листья многих растений, воск используется в строительстве пчелиных сот.
Гормональная – гормон надпочечников – кортизон и половые гормоны имеют липидную природу.

Таблица. Основные функции липидов.

ТЕМАТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ

Часть А

А1. Мономером полисахаридов может быть:
1) аминокислота
2) глюкоза
3) нуклеотид
4) целлюлоза

А2. В клетках животных запасным углеводом является:
1) целлюлоза
2) крахмал
3) хитин
4) гликоген

А3. Больше всего энергии выделится при расщеплении:
1) 10 г белка
2) 10 г глюкозы
3) 10 г жира
4) 10 г аминокислоты

А4. Какую из функций липиды не выполняют?
1) энергетическую
2)каталитическую
3) изоляционную
4) запасающую

А5. Липиды можно растворить в:
1) воде
2) растворе поваренной соли
3) соляной кислоте
4) ацетоне

Часть В

В1. Выберите особенности строения углеводов
1) состоят из остатков аминокислот
2) состоят из остатков глюкозы
3) состоят из атомов водорода, углерода и кислорода
4) некоторые молекулы имеют разветвленную структуру
5) состоят из остатков жирных кислот и глицерина
6) состоят из нуклеотидов

В2. Выберите функции, которые углеводы выполняют в организме
1) каталитическая
2) транспортная
3) сигнальная
4)строительная
5) защитная
6) энергетическая

ВЗ. Выберите функции, которые липиды выполняют в клетке
1) структурная
2) энергетическая
3) запасающая
4) ферментативная
5) сигнальная
6) транспортная

В4. Соотнесите группу химических соединений с их ролью в клетке:

РОЛЬ СОЕДИНЕНИЯ В КЛЕТКЕ

А) быстро расщепляются с выделением энергии
Б) являются основным запасным веществом растений и животных
В) являются источником для синтеза гормонов
Г) образуют теплоизолирующий слой у животных
Д) являются источником дополнительной воды у верблюдов
Е) входят в состав покровов насекомых

1) углеводы
2) липиды

Часть С

С1. Почему в организме не накапливается глюкоза, а накапливается крахмал и гликоген?

Источник: biology100.ru

Белки, липиды и углеводы. Их структура и роль в живых организмах

Как известно, важнейшие группы органических веществ, которые определяют основные свойства клетки, организма – это белки, углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты, отдельные нуклеотиды (в частности АТФ). Каждая из этих групп выполняет свою функцию (функции) в процессе жизнедеятельности организма.

УГЛЕВОДЫ (моносахариды, полисахариды) – органические вещества, в состав молекул которых входят водород и кислород. При этом соотношение этих элементов аналогично соотношению их в молекуле воды, т.е. на 2 атома водорода приходится один атом кислорода.

К моносахаридам относятся рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза.

К полисахаридам первого порядка относятся сахароза, лактоза и мальтоза.

Полисахариды второго порядка: крахмал, гликоген, клетчатка.

Углеводы выполняют в организме следующие функции:

? структурную (т.к. входят в состав оболочек клеток и субклеточных образований),

? запаса питательных веществ,

? защитную (вязкие секреты, предохраняющие стенки полых органов от механических, химических повреждений, проникновения вредных бактерий и вирусов богаты углеводами).

Читайте также:  Холестерин ниже нормы у женщин после 50 лет

ЛИПИДЫ. Под этим термином объединяются жиры и жироподобные вещества. Это органические соединения с различной структурой, но общими свойствами. Они нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях.

Основные функции липидов:

? структурная (липиды принимают участие в постороении мембран клеток всех органов и тканей),

? энергетическая функция (обеспечение 25-50% энергии организма),

? запаса питательных веществ («энергетические консервы»),

БЕЛКИ. Белки – это нерегулярные полимеры[1], мономерами которых являются аминокислоты. В состав большинства белков входят 20 аминокислот. В каждой из них содержатся одинаковые группировки атомов: аминогруппа – NH2 и карбоксильная группа – СООН. Участки молекул, лежащие вне амино- и карбоксильной группы, называются радикалами (R). В клетке находятся свободные аминокислоты, составляющие аминокислотный фонд, за счет которого происходит синтез новых белков. Этот фонд постоянно пополняется за счет расщепления белков пищи пищеварительными ферментами или собственных запасных белков.

Соединение аминокислот происходит через общие для них группировки: аминогруппа одной аминокислоты соединяется с карбоксильной группой другой аминокислоты, при их соединении выделяется молекула воды. Между соединившимися аминокислотами возникает связь, называемая пептидной.

Образовавшееся соединение нескольких аминокислот называют пептидом, а соединение из большого числа аминокислот – полипептидом. Таким образом, белок может представлять собой один или несколько полипептидов.

Уровни организации белковой молекулы. Первичной, самой простой структурой является полипептидная цепь, т.е. нить аминокислот, связанных между собой пептидными связями. В первичной структуре все связи между аминокислотами являются ковалентными, а, следовательно, прочными.

Вторичная структура соответсвует закрутке белковой нити в виде спирали. Между группами -С=О, находящимися на одном витке спирали, и группами -N-H на другом витке образуются водородные связи, которые слабее ковалентных, но обеспечивают достаточную прочность вторичной структуры.

Третичная структура. Полипептид далее свертывается, образуя клубок, для каждого белка свой специфичный, образуя третичную структуру.

Четвертичная структура. Благодаря соединению нескольких молекул белков между собой образуется четвертичная структура. Если пептидные нити уложены в виде клубка, такие белки называются глобулярными, если в виде пучков нитей – фибриллярными.

Функции белков. Ранообразие функций, которые выполняют белки в живом организме столь велико, что ее целесообразно представить в виде следующей схемы (рис 1).

Рис.1. Функции белков

Следует заметить, что кроме представленных на схеме, белки выполняют и энергетическую функцию. Однако белки используются как источники энергии только когда истощаются основные источники: углеводы и жиры.

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ. Нуклеиновые кислоты – природные высокомолекулярные соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации. Описаны впервые в 1869 г. швейцарским биохимиком Ф.Мишером.

В природе существуют два типа нуклеиновых кислот, различающихся по составу, строению и функциям. Одня содержит улеводные компонент рибозу (РНК), другая – дезоксирибозу (ДНК).

Нуклеиновые кислоты – важнейшие биополимеры, определяющие основные свойства живого. Так ДНК – полимерная молекула, состоящая из сотен тысяч мономеров – дезоксирибонуклеотидов.

ДНК. Нуклеотидный состав ДНК: в составе ДНК имеются 4 основания:

Количество аденина всегда равно количеству тимина (А=Т), а количество гуанина – количеству цитозина (правило Чаргаффа). Это свидетельствовало о некоторых строгих закономерностях в строении ДНК. В начале 50-х годов прошлого века была выяснена структура ДНК – двойной спирали, причем на периферии молекулы находится сахарофосфатный остов, а в середине – пуриновые (аденин и гуанин) и пиримидиновые (цитозин и тимин) основания. Каждая из пар оснований обладает симметрией, позволяющей ей включиться в двойную спираль в двух ориентациях: (А=Т и Т=А) и (Ц=Г и Г=Ц). В каждой из цепей ДНК основания могут чередоваться всеми существующими способами.

Если известна последовательность оснований в одной цепи (например, Т-Ц-Г-Ц-А-Т, то, благодаря специфичности спаривания (комплементарности) становится известной и последовательность ее цепи-«партнера»: А-Г-Ц-Г-Т-А.

РНК. Молекула РНК также полимер, мономером которого является рибонуклеотид. РНК – однонитевая молекула и построена таким же образом, как и одна из цепей ДНК. Нуклеотиды РНК очень близки нуклеотидам ДНК но не полностью тождественны: вместо тимина (Т) у РНК присутствует близкий к нему по строению пиримидин – урацил.

По выполняемым функциям РНК подразделяются на следующие виды:

? Транспортная РНК (т-РНК) – самая короткая, 80-100 нуклеотидов, из общего содержания РНК клетки на т-РНК приходится около 10%. Функция ее стостоит в переносе аминокислот в рибосомы, к месту синтеза белка.

? Рибосомная РНК (р-РНК) – самая крупная, 3-5 тыс. нуклеотидов (около 90% содержания РНК клетки).

? Информационная РНК (и-РНК), на них приходится около 0,5-1% от общего содержания РНК в клетке. Функция ее состоит в переносе информации о структуре белка от ДНК к месту синтеза белка в рибосомах.

Рис. 2. «Материнская» ДНК как матрица для синтеза комплементарных цепей

Все виды РНК синтезируются на ДНК, которая служит своего рода матрицей.

Источник: studbooks.net

Краткий конспект. Тема “Химический состав клетки. Органические соединения: белки, углеводы, липиды”

Краткий конспект. Тема “Химический состав клетки. Органические соединения: белки, углеводы, липиды”

Просмотр содержимого документа
«Краткий конспект. Тема “Химический состав клетки. Органические соединения: белки, углеводы, липиды”»

Химический состав клетки.

Читайте также:  Облитерирующий атеросклероз лекция

Органические соединения: белки, углеводы, липиды

Белки – это биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Все белки живых организмов построены из 20 аминокислот.

Каждая аминокислота состоит из углеводородного радикала, соединенного с карбоксильной группой, имеющей кислотные свойства (-СООН), и аминогруппой (-NH2), обладающей основными свойствами. Аминокислоты отличаются одна от другой только радикалами. Аминокислоты соединяются друг с другом в длинные цепочки пептидными связями, возникающие между углеродом кислотной и азотом основной групп (-СО-НN-) с выделением молекулы воды. Соединения из небольшого числа аминокислот называют полипептидом.

В строении молекулы белков различают четыре уровня организации:

– Первичная структура – строго определенная последовательность аминокислот, соединенных пептидными связями.

Вторичная структура – полипептидная цепь, закрученная в спираль, спиральная структура поддерживается водородными связями. Это малопрочные связи, но многократно повторенные, создают довольно прочное соединение. Функционирование в виде закрученной спирали характерно для фибриллярных белков (коллаген, фибриноген, миозин, актин и др.)

Третичная структура – сворачивание спирали в сложную конфигурацию – глобулу, поддерживаемая дисульфидными связями (-S—S-), возникающими между радикалами серосодержащей аминокислоты – цистеина и др. связями (водородными, ионными, гидрофобными). Многие белковые молекулы становятся функционально активными только после приобретения глобулярной (третичной) структуры.

Четвертичная структура – комплекс из нескольких молекул белка (химические связи могут быть различные).

Под влиянием сильных кислот и щелочей, солей тяжелых металлов, тепловых и лучевых воздействий и др. факторов разрушается структурная организация белка. Этот процесс называется денатурацией. Денатурация может быть обратимой (частичное нарушение четвертичной, третичной и вторичной структуры белка с сохранением первичной) и необратимой (разрушение всех структур). Белок при этом теряет биологическую активность.

Функции белков в клетке:

Каталитическая (ферментативная) – белки-ферменты в десятки и сотни тысяч раз ускоряют течение биохимических реакций. Каждый фермент может катализировать только одну реакцию, т.е. действие ферментов строго специфично.

Структурная – входят в состав внутриклеточных структур и тканей. Например, коллаген и эластин входит в состав костей‚ сухожилий‚ хрящей; кератин входит в состав эпидермиса и его производных (волосы‚ рога‚ перья).

Энергетическая – при расщеплении 1 гр. белка до конечных продуктов обмена веществ (СО2, Н2О, NH3) выделяется 17,6 кДж энергии.

Двигательная функция – белки актин и миозин обеспечивают процессы мышечного сокращения и сокращения ресничек, жгутиков и др.

Транспортная функция – белки осуществляют перенос многих веществ в клетке и организме. Так белок гемоглобин переносит О2 в крови.

Защитная функция белков связана с выработкой лейкоцитами белковых веществ – антител в ответ на проникновение в организм чужеродных белков или микроорганизмов. Антитела связывают, нейтрализуют и разрушают несвойственные организму соединения. Защитной функцией является и участие белков фибриногена и тромбина в процессах свертывания крови.

Регуляторная – гормоны белковой природы – инсулин и глюкагон регулируют обмен глюкозы.

Сигнальная (рецепторная) функция – выполняют гликопротеины плазмалеммы – изменение структуры белковых молекул под влиянием факторов окружающей среды – сигнализируют клетке об этих изменениях.

Вещества, состоящие из углерода, водорода и кислорода, состав которых можно выразить формулой Сn(H2O)m.

Углеводы можно разделить на три класса:

Моносахариды – в Олигосахариды – Полисахариды –

зависимости от числа (например, дисахариды) образуются путём

углеродных атом в их объединяют в одной соединения многих

молекуле различают молекуле от двух до моносахаридов и

триозы (3С), тетрозы 10 моносахаридов. Так, имеют формулу (4С), пентозы (5С), пищевой сахар (сахароза) (С6Н10О5)n.

гексозы (6С). состоит из молекул Например:

Наиболее глюкозы и фруктозы. крахмал, гликоген,

распространены пентозы Лактоза – молочный целлюлоза, хитин.

(рибоза, дезоксирибоза) сахар состоит из

и гексозы (глюкоза и молекулы глюкозы

фруктоза). и галактозы.

Свойства: Свойства: Свойства:

Малые молекулы легко Малые молекулы. Макромолекулы

растворяются в воде. Растворимы в воде. нерастворимы или Представлены Кристаллизуются. растворимы в воде.

кристаллическими Сладкие на вкус. Не кристаллизуются.

формами, сладкие на Не сладкие на вкус.

1. Энергетическая – основной источник для организма. При полном расщеплении 1гр. углеводов до Н2О и СО2, выделяется 17,6 кДж энергии.

2. Строительная (структурная) функция – входят в состав клеточной стенки растений (целлюлоза), полисахариды служат одним из компонентов соединительной, костной, хрящевой тканей, углеводы и их производные входят в состав всех тканей и органов.

3. Функция запаса питательных веществ – накапливается в виде крахмала у растений и гликогена у животных.

4. Защитная – вязкие секреты – слизи, выделяемые различными железами, богаты углеводами и их производными (гликопротеиды – соединения углеводов и белков). Они предохраняют стенки внутренних органов (пищевод, кишечник, желудок, бронхи) от механических повреждений и проникновения микроорганизмов.

К липидам относятся жиры и жироподобные вещества (липоиды). Жиры – это соединения глицерина и высокомолекулярных жирных кислот, а липоиды – жирных кислот и многоатомных спиртов.

Эти соединения нерастворимы в воде (гидрофобны), но растворимы в органических растворителях. Содержание жиров в клетке колеблется от 5-15%, а в клетках подкожно-жировой клетчатки – до 90%.

Читайте также:  Препараты с красным клевером от холестерина

1. Строительная (структурная) – бислой липидов (преимущественно фосфолипидов – жироподобные вещества, у которых одна молекула жирной кислоты замещена на остаток фосфорной кислоты) образуют основу всех мембран клеток, а также входят в состав оболочек нервных клеток.

2. Энергетическая – при полном распаде 1г жира выделяется 39 кДж энергии, что в два раза больше по сравнению с углеводами и белками.

3. Функция запасания питательных веществ – накапливаясь в жировой ткани животных и в плодах и семенах растений.

4. Защитная функция – защищают органы от механических повреждений (например, почки находятся в жировом футляре).

5. Теплоизоляционная функция – накапливаясь в подкожно-жировой клетчатке некоторых животных (киты, тюлени) поддерживают постоянную температуру тела.

6. Функция поставщика эндогенной воды: при окислении 100 г жира выделяется 110 мл воды. Благодаря чему, возможно существование пустынных животных – верблюды

7. Липоиды (воскоподобные вещества) покрывают тонким слоем листья растений.

Источник: multiurok.ru

1)Белки;2)Жиры липиды;3)Углевод;4)Нуклеиновые кислоты.Их функции,состав и строение.

Ответ

Проверено экспертом

Белки – органические полимеры, мономерами которых являются аминокислоты.

Образуют 4 пространственных структуры:

Первичная – последовательность аминокислот. Имеет линейную структуру.

Вторичная структура имеет вид спирали или складчатую структуру. Образуется за счет водородных связей.

Третичная структура – глобула. Полипептидные цепи укладываются в глобулу за счет водородных, ионных, гидрофобных и дисульфидных связей.

Четвертичная структура – объединение нескольких глобул, возможно включение в структуру других веществ ( например ионы железа в гемоглобине)

  • Строительная (входят в состав мембран, волос, мышц, ногтей)
  • Транспортная (гемоглобин переносит газы от легких к тканям и обратно)
  • Регуляторная (некоторые гормоны являютс белками и участвуют в регуляции жизнедеятельности организма)
  • Иммунологическая (защитная) (Антигены)
  • Двигательная мышечные белки актин и миозин)
  • Сигнальная (рецепторы)
  • Запасающая (альбумин яйца)
  • Каталитическая (ферменты)
  • Энергетическая (1 гр белка при распаде дает 17,6 кДж)
  • Трофическая (альбумин яйца питает зародыш на ранних стадиях)

Углеводы – органические вещества, формула которых Cn(H2O)m. Водорода в углеводах в 2 раза больше, чем кислорода, как в воде. Углеводы бывают моносахариды, дисахариды и полисахариды. В зависимости от количества атомов углерода среди моносахаридов выделяют триозы (3), тетрозы (4) пентозы )5), гексозы (6), гептозы (7). Наиболее распространены гептозы и гексозы.

Моносахариды и дисахариды сладкие на вкус, хорошо растворимы в воде. Полисахариды нерастворимы в воде и не сладкие.

  • Источник энергии для клетки (глюкоза)
  • Структурная (входят в состав РНК и ДНК, образуют клеточную стенку растений (целлюлоза) и бактерий (муреин), хитин входит в состав клеток грибов и панциря членистоногих
  • Защитная (гепарин не позволяет крови свертываться, муцин – обволакивает пищевой комок и защищает слизистые от ферментов организма)
  • Запасающая (крахмал запасное веществ растений, гликоген – у животных)
  • Энергетическая (1 гр углевода при распаде дает 17,6 кДж)
  • ОсмотическаяРецепторная (гликокаликс)

Липиды – группа жироподобных веществ. Извлекаются из клетки органическими растворителями — эфиром, хлороформом и бензолом. В воде нерастворимы. Бывают простые жиры ( эфиры жирных кислот и глицерина) и сложные (комплекс жиров с белками, углеводами, фосфорной кислотой)

Если в простых липидах (триглицеридах) преобладают насыщенные кислоты без двойных связей, то в обычном состоянии они твердые. Это животные жиры. Если преобладают ненасыщенные кислоты с двойными связями, то они — жидкие. Это растительные масла.

  • Энергетическая (1 гр жира при распаде дает 38,9 кДж)Структурная (фосфолипиды – основа мембран)
  • Запасающая ( жиры и масла являются резервными веществами у животных и растений соответственно)
  • Защитная (жировая послойка вокруг органов и подкожная клетчатка спасают из от сотрясение и ударов, воскоподобные вещества защищают от растения и животных от влаги )
  • Теплоизоляционная (подкожная жировая клетчатка препятствует потери тепла)
  • Регуляторная (многие гормоны производные липидов)
  • Источник метаболической воды у жителей пустынь ( 1 кг жира дает 1.7кг воды)
  • Каталитическая (жирораствориые витамины явяются кофакторами ферментов)

Нуклеиновые кислоты являются органическими полимерами. мономерами которых являются нуклеотиды. которые состоят из азотистого основания, остатка фосфорной кислоты и пентозы.

ДНК имеет в своем составе азотистые основания аденин, гуанин, цитозин, тимин и моносахарид-пентозу – дезоксирибозу. Выглядит как закрученная двойная спираль. У РНК вместо тимина урацил, вместо дезоксирибзы – просто рибоза и она имеет вид одиночной нити, закрученной в спираль.

  • Хранение, передача, реализация наследственой информации
  • Матрица для синтеза РНК

РНК бывают трех видов: матричная РНК (мРНК) – строится на матрице ДНК и является матрицей для белка (по ней строится белок), рибосомальная РНУ (рРНК) – организует рибосому и составляет ее каталитический центр, и траспортная РНК (тРНК) доставляет аминокислоы в рибосому.

  • Вместе с белками образует рибосому, обеспечивает их функционирование
  • Реализация процесса трансляции
  • При этом молекулы рРНК считывают информацию с иРНК и катализируют образование пептидной связи между аминокислотами
  • Принимают участие и катализирует процессы синтеза белка. перенос генетической информации от ДНК к рибосомам, матрица для синтеза молекулы белка
  • Определяет последовательность аминокислот белка
  • Переносят аминокислоты к месту синтеза белка

Источник: znanija.com