Заняття № 3

Тема. Органічні сполуки, які містяться у живих організмах. Вуглеводи, ліпіди, їх будова і функції.

Мета: вивчити поняття «полімер» і «мономер», структуру і значення вуглеводів та ліпідів.

Література: л.1. Загальна біологія: (Підруч. для учнів 10-11 кл. серед. загальноосвіт. шк.) М.Є.Кучеренко та інш. – К.: Генеза, 2000. §2, 3

л.2. Тагліна О.В. Біологія. 10 кл. (рівень стандарту, академічний рівень). Підруч. для загальноосв. навч. закл. – Х.: Вид-во «Ранок», 2010. – 256с.: іл. § 8, 9.

План

1. Поняття «макромолекула», «полімер», «мономер».

2. Характеристика вуглеводів.

3. Моносахариди, полісахариди.

4. Ліпіди.

Хімічні властивості живих організмів значною мірою залежать від вуглецю, частка якого становить понад 50% їхньої сухої маси. Речовини, які мають ланцюги ковалентно з’єднаних між собою атомів карбону, називаються органічними сполуками.

1. Макромолекули – це велетенські молекули, які називаються полімерами. Молекула полімеру складається з мономерів. Мономери – це прості органічні сполуки, які є складовими частинами полімерів.

Високомолекулярні органічні полімери називаються біополімерами. Існують три типа макромолекул: полісахариди, білки, нуклеїнові кислоти. Мономерами для них відповідно служать моносахариди, амінокислоти, нуклеотиди. Макромолекули складають біля 90% сухої маси клітини. Білки та нуклеїнові кислоти називаються інформаційними полімерами у яких спостерігається певна послідовність мономерів. Вуглеводи не є інформацій-ними полімерами, а ліпіди – взагалі не полімери, хоч і здатні об’єднуватися між собою у величезні надмолекулярні комплекси.

2. Вуглеводи - найпоширеніші сполуки, що беруть участь у побудові клітини та у процесах її життєдіяльності. У біосфері вуглеводів більше ніж усіх органічних сполук загалом. У рослинному світі на них припадає 80-90% всієї маси рослин. У тваринному організмі вміст вуглеводів становить близько 2% маси тіла, про те значення цих речовин надто велике.

Вуглеводи – продукти, які під впливом енергії сонячного світла утворюються в зелених рослинах з вуглекислого газу і води і дають початок іншім органічним сполукам живих організмів.

Вуглеводи поділяють на: моносахариди, олігосахариди, полісахариди.

3. Моносахариди – це прості цукри –глюкоза, фруктоза, рибоза, дезоксирибоза. У молекулах моносахаридів може бути від трьох до 9 атомів карбону, але найпоширені 5- та 6-вуглецеві моносахариди.

Пентози мають 5 атомів карбону у складі молекул. Їх хімічна формула С5Н10О5 – наприклад рибоза. Рибоза приймає участь у синтезі нуклеїнових кислот, входить до складу РНК, а дезоксирибоза – до складу ДНК. Гексози – мають в своєму складі 6 атомів карбону, наприклад глюкоза, фруктоза, галактоза, маноза. Гексози служать джерелом енергії, яка звільняється при окисленні в процесі дихання. Також приймають участь в синтезі ди- і полісахаридів.

Олігосахариди – це вуглеводи, які мають від 2 до 10 ланок моносахаридів. Серед них найвідоміші лактоза(міститься у молоці), мальтоза(продукт часткового гідролізу крохмалю), цукроза.

Полісахариди - це вуглеводи, які мають більше 10 моносахаридних ланок. Ці сполуки відіграють роль резерву їжі та енергії й використовуються як будівельний матеріал. Полісахариди – це природні полімери глюкози. До них відносяться крохмаль і целюлоза.

Крохмаль має формулу С6Н10О5, целюлоза також. Але ці речовини відрізняються формами глюкози, які входять до складу молекули. Крохмаль складається з альфа форми глюкози, а целюлоза з бета форми. Крохмаль є резервною поживною речовиною рослин.

Целюлоза – структурний полісахарид, що найчастіше трапляється у рослинному світі. На неї припадає 50% всього органічного вуглецю біосфери. Вона становить значну масу бавовняних тканин, паперу, деяких пластмас та вибухових речовин. Целюлоза найпоширеніша речовина на планеті.

Глікоген – головний енергетичний та вуглеводневий резерв людини і тварин. Особливо великий його вміст у печінці(10%), та м’язах (4%). Глікоген також є полімером глюкози. При нестачі кисню в організмі запаси глікогену утилізуються за анаеробним механізмом. Потреба у глікогені зростає при великих фізичних навантаженнях. Продуктом його метаболізму є молочна кислота.

Функції вуглеводів:

- Енергетична. Полісахариди та олігосахариди розщеплюються до моносахаридів з наступним окисненням до СО2 і Н2О. при повному розкладі 1 граму цих речовин вивільнюється 17, 6 кДж енергії.

- Опорна. Целюлоза та інші полісахариди оболонок рослинних клітин не тільки захищають клітини від зовнішніх впливів, а й створюють міцний стовбур(стебло) рослини, його механічні та опорні тканини.

4. Ліпіди. Ліпіди, що входять до складу живих організмів, є різнорідною групою переважно низькомолекулярних сполук. Об’єднання їх в один клас речовин ґрунтується на здатності не розчинятися у воді та розчинятись в органічних розчинниках – ефірі, хлороформі, ацетоні. Багато ліпідів є амфіфільними сполуками, тобто мають у своєму складі як полярні так і неполярні групи. Ліпіди поділяються на прості та складні.

Прості ліпіди утворюються при взаємодії жирних кислот (карбонові кислоти, які мають від чотирьох до двадцяти чотирьох атомів Карбону) з гліцерином. Цю групу називають тригліцериди. Також до простих жирів відносять воски, які є продуктами взаємодії жирних кислот із одноатомними спиртами. Крім того, до групи простих ліпідів включають стероїди й терпени, які є похідними ізопренів і не містять жирних кислот.