Функции липидов в клетке живого организма: синтез углеводов, строение и свойства

• Белки
• · Структурная функция
• · Защитная функция
• · Регуляторная функция
• · Сигнальная функция
• · Транспортная функция
• · Запасная (резервная) функция
• · Рецепторная функция
• · Моторная (двигательная) функция
• Углеводы

глеводы выполняют запасающую функцию. При избытке они накапливаются в клетке в качестве запасающих веществ (крахмал, гликоген) и при необходимости используются организмом как источник энергии. Очень важной является структурная, или строительная, функция углеводов. Они используются в качестве строительного материала. Так, целлюлоза благодаря особому строению нерастворима в воде и обладает высокой прочностью.

1. Жиры
2. 1) Энергетическая 2) запас питательных веществ 3) Структурная 4) компоненты витаминов 5) Терморегуляционная 6) Защитная
3. 7) Транспортная

Нуклеиновые кислотысостоят из нуклеотидов(строение нуклеотида: остаток фосфорной кислоты, сахар (рибоза, дезоксирибоза и азотистое основание) Биологическая роль Н. к. заключается в хранении, реализации и передаче наследственной информации, «записанной» в молекулах Н. к. в виде последовательности нуклеотидов

АТФАТФ служит непосредственным источником энергии для множества энергозатратных биохимических и физиологических процессов.

Белки Строение белков. Функции белков. Денатурация и ренатурация

• · Функции белков в клетке:
• · Строение
• Функции
• · Структурная функция
• · Защитная функция
• · Регуляторная функция
• · Сигнальная функция
• · Транспортная функция
• · Запасная (резервная) функция
• · Рецепторная функция
• · Моторная (двигательная) функция

Денатурация белков — внутримолекулярная перегруппировка их молекул, не сопровождающаяся расщеплением пептидной связи. Аминокислотная последовательность белка не изменяется. Приводит к потере белками их естественных свойств (растворимости, гидрофильности и др.

) РЕНАТУРАЦИЯ – обратный переход молекулы белка или нуклеиновой к-ты, из денатурированного (неактивного) состояния в биологически активное.

Если при денатурации белка физико-химические изменения связаны с переходом полипептидной цепи из плотно упакованного (упорядоченного) состояния в беспорядочное, то при ренатурации проявляется способность белков к самоорганизации, путь которой предопределён последовательностью аминокислот в полипептидной цепи, т. е.

её первичной структурой, детерминированной наследственной информацией. Процесс денатурации отдельной белковой молекулы, приводящий к распаду её «жёсткой» трёхмерной структуры, иногда называют плавлением молекулы.

Организация клетки. Типы клеточной организации

Прокариоты –одноклеточные доядерные организмы.

· Наследственный аппарат представлен одной молекулой ДНК кольцевой формы. ДНК вместе с белками формирует в бактериальной клетке особый комплекс – нуклеоид.

· Прокариоты являются гаплоидами.

· Клетка ограничена двойной плазматической мембраной (наружной и внутренней). Поверх мембраны образуется клеточная стенка. Она состоит из углевода муреина, образующего жесткую решетку.

· В цитоплазме отсутствуют органеллы мембранного строения. Их функцию выполняют впячивания внутренней мембраны – мезосомы.

1. · В цитоплазме имеются рибосомы.
2. · Фотосинтезирующие бактерии имеют фотомембраны.
3. · Запасные питательные вещества представлены углеводами.
4. Эукариотическая клетка

Клеточные органеллы	Строение	Функции
Одномембранные органеллы
Эндоплазматическая сеть (ЭПС)	Система мембран, образующих трубочки, канальцы, цистерны, пронизывающая цитоплазму и контактирующая с мембранами клетки	Соединяет все клеточные мембранные структуры в единую систему; пространственно разделяет клетку на отсеки с разными ферментными системами; транспорт веществ;
гладкая (агранулярная)	Рибосом нет	Строительная (образование лизосом); биосинтез липидов и углеводов
шероховатая (гранулярная)	Мембраны покрыты рибосомами	Биосинтез белка
Комплекс Гольджи (пластинчатый комплекс или аппарат Гольджи)	Система уплощенных мембранных цистерн и пузырьков (вакуолей, микровакуолей). Располагается около ядра	Синтез углеводов и липидов, сортировка; Накопление и транспорт продуктов секреции; секреция белков, липидов, углеводов; строительная (образование лизосом, плазматической мембраны)
Лизосомы	Пузырьки, ограниченные мембраной и содержащие гидролитические ферменты	Внутриклеточное расщепление и переваривание веществ, поступивших в клетку и находящихся в ней;
Вакуоли	Полости, заполненные клеточным соком. В растительных клетках центральная вакуоль занимает большую часть клетки, оттесняя ядро и органеллы к клеточной оболочке.     В животной клетке вакуоли мелкие (пищеварение и осморегуляция).	Регуляция водно-солевого обмена; поддержание тургорного давления; запасающая функция; откладывание пигментов, определяющих окраску цветов и плодов;     Содержат гидролитические ферменты
Двумембранные органеллы
Митохондрии	Ограничены двумя мембранами: наружная – гладкая (1); внутренняя (2) – образует складки – кристы (3), на которых располагаются ферменты, участвующие в синтезе АТФ. Внутреннее пространство заполнено матриксом (4). В нем содержатся кольцевые ДНК, РНК, рибосомы (70S), ферменты цикла Кребса	Синтез АТФ; кислородное расщепление органических веществ (клеточное дыхание); синтез белков митохондрий
Пластиды (характерны для растительных клеток)     хлоропласты	Ограничены двумя мембранами: наружная – гладкая (1), внутренняя (2) (диски) – тилакиоды (3), которые собраны в стопки – граны (4). В мембранах тилакоидов находится зеленый пигмент – хлорофилл. Внутреннее содержимое – строма (6) – содержит кольцевые ДНК, РНК, рибосомы (70S), ферменты, зерна крахмала (7)	Фотосинтез: световая фаза происходит на мембранах тилакиодов, темновая – в строме   Пигмент хлорофилл окрашивает листья, молодые стебли, плоды в зеленый цвет
хромопласты	Содержат пигменты – каротиноиды, придающие желтую, красную и оранжевую окраску	Окрашивание листьев, цветов, плодов
Лейкопласты	Бесцветные – пигменты отсутствуют либо находятся в неактивной форме	Запас питательных веществ (крахмал – клубни картофеля)
Немембранные органеллы
Рибосомы	Очень малы и многочисленны, состоят из двух субъединиц: большой (1) и малой (2). Субъединицы образуются в ядрышке. Химический состав: р-РНК, белки, ионы Mg (поддерживают структуру)	Синтез белка (трансляция)
Клеточный центр (центросома)	Состоит из двух центриолей, расположенных перпендикулярно друг к другу, и центросферы. Центриоль – цилиндр, стенка которого образована девятью триплетами из трех слившихся микротрубочек	Сборка микротрубочек цитоскелета; участие в образовании митотического веретена деления; участие в образовании жгутиков и ресничек
Микротрубочки	Цилиндр (1), стенка которого образована протофиламентами (2) – из спирально упакованных субъединиц белка тубулина (3)	Участие в образовании клеточного центра, жгутиков, ресничек; Формирование цитоскелета
Микрофиламенты	Тонкие нити из белка актина, пронизывающие цитоплазму. Молекулярная организация: двойная спираль из упорядоченных в цепь глобул актина	Структурный организатор цитоплазмы; Участвуют в движении клетки и перемещении цитоплазмы; Входят в состав сократительного аппарата мышечных элементов (в комплексе с миозином и белками мышц)

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Источник: https://megalektsii.ru/s40358t7.html

Химический состав клетки Тема лекции Углеводы липиды

Полисахариды 4. Рибоза и дезоксирибоза входят в состав мономеров нуклеотидов ДНК, РНК и АТФ. 5. Рецепторная. Олигосахаридные фрагменты гликопротеинов и гликолипидов клеточных стенок выполняют рецепторную функцию. 6. Защитная. Слизи, выделяемые различными железами, богаты углеводами и их производными (например, гликопротеинами). Они предохраняют пищевод, кишечник, желудок, бронхи от механических повреждений, препятствуют проникновению в организм бактерий и вирусов.

Повторение: **Тест 1. К моносахаридам относятся: 1. Крахмал. 5. Свекловичный сахар (сахароза). 2. Гликоген. 6. Мальтоза. 3. Глюкоза. 7. Молочный сахар (лактоза). 4. Дезоксирибоза. 8. Рибоза. **Тест 2. К полисахаридам относятся: 1. Крахмал. 5. Рибоза. 2. Гликоген.

6. Мальтоза. 3. Глюкоза. 7. Молочный сахар (лактоза). 4. Дезоксирибоза. 8. Целлюлоза. **Тест 3. К дисахаридам относятся: 1. Крахмал. 2. Свекловичный сахар (сахароза). 3. Глюкоза. 4. Дезоксирибоза. 5. Хитин. 6. Мальтоза. 7. Молочный сахар (лактоза). 8. Целлюлоза.

Характеристика липидов Липиды — сборная группа органических соединений, не имеющих единой химической характеристики.

Их объединяет то, что все они являются производными высших жирных кислот, нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях (эфире, хлороформе, бензине). Липиды содержатся во всех клетках животных и растений.

Содержание липидов в клетках составляет 1 — 5% сухой массы, но в жировой ткани может иногда достигать 90%.

Характеристика липидов Простые липиды. 1. Жиры широко распространены в природе. Они входят в состав организма человека, животных, растений, микробов, некоторых вирусов.

Содержание жиров в биологических объектах, тканях и органах может достигать 90%. Жиры — это сложные эфиры высших жирных кислот и трехатомного спирта — глицерина.

В химии эту группу органических соединений принято называть триглицеридами. Триглицериды — самые распространенные в природе липиды.

Характеристика липидов Обычно в реакцию вступают все три гидроксильные группы глицерина, поэтому продукт реакции называется триглицеридом. Физические свойства зависят от состава их молекул.

Если в триглицеридах преобладают насыщенные жирные кислоты, то они твердые (жиры), если ненасыщенные — жидкие (масла).

Плотность жиров ниже, чем у воды, поэтому в воде они всплывают и находятся на поверхности.

Характеристика липидов 2. Воски — группа простых липидов, представляющих собой сложные эфиры высших жирных кислот и высших высокомолекулярных спиртов.

Характеристика липидов 2. Липопротеины — производные липидов с различными белками.

Одни белки пронизывают мембрану – интегральные белки, другие погружены в мембрану на различную глубину – полуинтегральные белки, третьи находятся на внешней или внутренней поверхности мембраны – периферические белки. 3. Гликолипиды — это углеводные производные липидов.

В состав их молекул наряду с фосфолипидами входят также углеводы. 4. Липоиды — жироподобные вещества. К ним относятся половые гормоны, некоторые пигменты (хлорофилл), часть витаминов (А, D, E, K).

Функции липидов 1. Основная функция липидов — энергетическая. Калорийность липидов выше, чем у углеводов. В ходе расщепления 1 г жиров до СО 2 и Н 2 О освобождается 38, 9 к. Дж. 2. Структурная. Липиды принимают участие в образовании клеточных мембран.

В составе мембран находятся фосфолипиды, гликолипиды, липопротеины. 3. Запасающая. Это особенно важно для животных, впадающих в холодное время года в спячку или совершающих длительные переходы через местность, где нет источников питания.

Семена многих растений содержат жир, необходимый для обеспечения энергией развивающееся растение.

Функции липидов 4. Терморегуляторная. Жиры являются хорошими термоизоляторами вследствие плохой теплопроводимости. Они откладываются под кожей, образуя у некоторых животных толстые прослойки. Например, у китов слой подкожного жира достигает толщины 1 м. 5. Защитно-механическая. Скапливаясь в подкожном слое, жиры защищают организм от механических воздействий.

Функции липидов 6. Каталитическая. Эта функция связана с жирорастворимыми витаминами (А, D, E, K). Сами по себе витамины не обладают каталитической активностью. Но они являются коферментами, без них ферменты не могут выполнять свои функции. 7. Источник метаболический воды.

Одним из продуктов окисления жиров является вода. Эта метаболическая вода очень важна для обитателей пустынь. Так, жир, которым заполнен горб верблюда, служит в первую очередь не источником энергии, а источником воды (при окислении 1 кг жира выделяется 1, 1 кг воды). 8. Повышение плавучести.

Запасы жира повышают плавучесть водных животных.

Повторение: Тест 1. При полном сгорании 1 г. вещества выделилось 38, 9 к. Дж энергии. Это вещество относится: 1. К углеводам. 2. К жирам. 3. Или к углеводам, или к липидам. 4. К белкам. Тест 2. Основу клеточных мембран образуют: 1. Жиры. 2. Фосфолипиды. 3. Воска. 4. Липиды. Тест 3. Утверждение: «Фосфолипиды — сложные эфиры глицерина (глицерола) и жирных кислот»: Верно. Ошибочно.

Повторение: **Тест 4. Липиды выполняют в организме следующие функции: 1. Структурную. 5. Некоторые являются ферментами. 2. Энергетическую. 6. Источник метаболической воды 3. Теплоизолирующую. 7. Запасающую. 4. Некоторые — гормоны. 8.

К ним относятся витамины A, D, E, K. **Тест 5. Молекула жира состоит из остатков: 1. Аминокислот. 2. Нуклеотидов. 3. Глицерина. 4. Жирных кислот. Тест 6. Гликопротеины — это комплекс: 1. Белков и углеводов. 2. Нуклеотидов и белков. 3. Глицерина и жирных кислот.

4. Углеводов и липидов.

Источник: https://present5.com/ximicheskij-sostav-kletki-tema-lekcii-uglevody-lipidy/

Функции липидов и их характеристика

Липиды выступают важнейшим источником энергетического запаса организма. Факт очевиден даже на номенклатурном уровне: греческое «липос» переводится как жир. Соответственно, категория липидов объединяет жироподобные вещества биологического происхождения. Функционал соединений достаточно разнообразен, что обусловлено неоднородностью состава данной категории био-объектов.

Какие функции выполняют липиды

Перечислите основные функции липидов в организме, которые являются основными. На ознакомительном этапе целесообразно выделить ключевые роли жироподобных веществ в клетках организма человека. Базовый перечень – это пять функций липидов:

1. резервно-энергетическая;
2. структурообразующая;
3. транспортная;
4. изолирующая;
5. сигнальная.

К второстепенным задачам, которые липиды выполняют в сочетании с другими соединениями можно отнести регуляторную и ферментативную роль.

Энергетический запас организма

Это не только одна из важных, но приоритетная роль жироподобных соединений. По сути, часть липидов является.источником энергии всей клеточной массы. Действительно, жир для клеток – аналог топлива в баке автомобиля.

Реализуется энергетическая функция липидами следующим образом. Жиры и подобные им вещества окисляются в митохондриях, расщепляясь до уровня воды и двуокиси углерода. Процесс сопровождается выделением значительного количества АТФ – высокоэнергетических метаболитов.

Их запас позволяет клетке участвовать в энергозависимых реакциях.

Структурные блоки

Одновременно, липиды осуществляют строительную функцию: с их помощью формируется мембрана клетки. В процессе участвуют следующие группы жироподобных веществ:

1. холестерин – липофильный спирт;
2. гликолипиды – соединения липидов с углеводами;
3. фосфолипиды – эфиры сложных спиртов и высших карбоновых кислот.

Следует отметить, что в сформировавшейся мембране, непосредственно жиры не содержатся. Образовавшаяся стенка между клеткой и внешней средой оказывается двухслойной. Это достигается вследствие бифильности.

Подобная характеристика липидов указывает, что одна часть молекулы – гидрофобна, то есть нерастворима в воде, вторая, напротив – гидрофильна. Как результат, бислой клеточной стенки формируется вследствие упорядоченного расположения простых липидов.

Это определяет защитные функции мембранных липидов. Во-первых, мембрана придает клетке форму и даже сохраняет ее. Во-вторых, двойная стенка – своеобразный пункт паспортного контроля, не пропускающий через себя нежелательных визитеров.

Автономная система отопления

Конечно, это наименование достаточно условно, но вполне применимо, если рассматривать какие функции выполняют липиды. Соединения не столько отапливают организм сколько удерживают тепло внутри.

Подобная роль отведена жировым отложениям, формирующимся вокруг различных органов и в подкожной ткани.

Этот класс липидов характеризуется высокими теплоизолирующими свойствами, что предохраняет жизненно-важные органы от переохлаждения.

Читайте так же:  Какое из веществ относится к липидам?

«Золотой» запас индивидуума

Дополнительно, жировые отложения выполняют резервную функцию. Это фактически кладезь энергии, используемый организмом при необходимости, Как пример, голодание или интенсивные физические нагрузки. Весь механизм осуществляется при содействии адипоциты. Это специальные клетки, строение и функции которых тесно связаны с триглицеридами. Жир занимает подавляющий объем адипоцитов.

Такси заказывали?

Транспортную роль липидов относят к второстепенной функции. Действительно, перенос веществ (преимущественно триглицеридов и холестерина) осуществляется отдельными структурами. Это связанные комплексы липидов и белков, именуемые липопротеины.

Как известно, жироподобные вещества нерастворимы в воде, соответственно плазме крови. Напротив, функции белков включают гидрофильность. Как результат, ядро липопротеида – скопление триглицеридов и эфиров холестерина, тогда как оболочка – смесь молекул протеина и свободного холестерола.

В таком виде, липиды доставляются к тканям или обратно в печень для вывода из организма.

Второстепенные факторы

Список уже перечисленных 5 функций липидов, дополняет ряд не менее важных ролей:

• ферментативная;
• сигнальная;
• регуляторная

Сигнальная функция

Некоторые сложные липиды, в частности их строение, позволяют передавать нервные импульсы между клетками. Посредником в подобном процесс выступают гликолипиды. Не менее важным оказывается способность распознавать внутриклеточные импульсы, также реализуемая жироподобными структурами. Это позволяет отбирать из крови необходимые клетке вещества.

Ферментативная функция

Липиды, независимо от расположения в мембране или вне ее – не входят в состав ферментов. Однако, их биоснтез происходит с присутствием жироподобных соединений. Дополнительно, липиды участвуют в выполнении защиты стенок кишечника от ферментов поджелудочной железы. Избыток последних нейтрализуется желчью, где в значительных количествах включены холестерин и фосфолипиды.

Регуляторная функция

Еще одна роль, которую для называют второстепенной. Не участвуя непосредственно в регулирующих процессах, липиды входят в состав соединений, осуществляющих подобные функции. В частности, это мембрана клетки, выполняющая пропускной режим. Другим примером выступают стероидные гормоны, регулирующие обмен веществ, репродуктивную способность, и иммунную защиту организма.

Читайте так же:  Липопротеиды понижены

Перечень функций липидов не ограничивается рассмотренными случаями, но позволяет понять уровень важности веществ для человека.

Источник: https://SosudPortal.ru/li/funkcii-lipidov.html

Биология для студентов — 14. Органические соединения в клетке. Липиды и углеводы. Строение и функции

Органические соединения составляют в среднем 20—30% массы клетки живого организма. К ним относятся биологические полимеры — белки, нуклеиновые кислоты и углеводы, а также жиры и ряд небольших молекул — гормонов, пигментов, АТФ и многие другие.

В различные типы клеток входит неодинаковое количество органических соединений. В растительных клетках преобладают сложные углеводы — полисахариды, в животных — больше белков и жиров. Тем не менее, каждая из групп органических веществ в любом типе клеток выполняет сходные функции.

Белки, как правило, являются мощными высокоспецифическими ферментами и регулируют обмен веществ клетки.

Нуклеиновые кислоты служат хранителями наследственной информации. Кроме того, нуклеиновые кислоты контролируют образование соответствующих белков-ферментов в нужном количестве и в нужное время.

Липиды. Среди низкомолекулярных органических соединений, входящих в состав живых организмов, важную роль играют липиды, к которым относят жиры, воски и разнообразные жироподобные вещества. Это гидрофобные соединения, нерастворимые в воде. Обычно общее содержание липидов в клетке колеблется в пределах 5–15 % от массы сухого вещества.

•  
• Однако в клетках подкожной жировой клетчатки их количество возрастает до 90 %.
• Широко распространены в природе нейтральные жиры, которые представляют собой соединения высокомолекулярных жирных кислот и трёхатомного спирта глицерина.
•  
• Модель (А) и схема строения (Б) молекулы нейтрального жира
• В цитоплазме клеток нейтральные жиры откладываются в виде жировых капель.

Жиры являются источником энергии. При окислении 1 г жира до углекислого газа и воды выделяется 38,9 кДж энергии (при окислении 1 г глюкозы – всего 17 кДж).

Жиры служат источником метаболической воды, из 1 г жира образуется 1,1 г воды. Используя свои жировые запасы, верблюды или впадающие в зимнюю спячку суслики могут обходиться без воды длительное время.

Жиры в основном откладываются в клетках жировой ткани. Эта ткань служит энергетическим депо организма, предохраняет его от потери тепла и выполняет защитную функцию. В полости тела между внутренними органами у позвоночных животных формируются упругие жировые прокладки, которые защищают органы от повреждений, а подкожная жировая клетчатка создаёт теплоизоляционный слой.

Воски – пластичные вещества, обладающие водоотталкивающими свойствами. У насекомых они служат материалом для постройки сот. Восковой налёт на поверхности листьев, стеблей, плодов защищает растения от механических повреждений, ультрафиолетового излучения и играет важную роль в регуляции водного баланса.

Не менее важное значение в организме имеют жироподобные вещества.

Представители этой группы – фосфолипиды – формируют основу всех биологических мембран. По своей структуре фосфолипиды сходны с жирами, но в их молекуле один или два остатка жирных кислот замещены остатком фосфорной кислоты.

К жироподобным веществам относят также жирорастворимые витамины А, D, E, K, обладающие высокой биологической активностью.

Углеводами называют вещества с общей формулой Сn (H2 O) m. Углеводы — одна из основных групп органических веществ клеток.

Они представляют собой первичные продукты фотосинтеза и исходные продукты биосинтеза других органических веществ в растениях (органические кислоты, спирты, аминокислоты и др.), а также входят в состав клеток всех других организмов.

В животной клетке содержится I—2% углеводов, в растительных в некоторых случаях — 85—90%.

Выделяют три группы углеводов:

• моносахариды, или простые сахара;
• олигосахариды— соединения, состоящие из 2—10 последовательно соединенных молекул простых Сахаров;
• полисахариды, состоящие более чем из 10 молекул простых Сахаров или их производных.

Моносахариды, это соединения, в основе которых лежит неразветвленная углеродная цепочка, в которой при одном из атомов углерода находится карбонильная группа (С=0), а при всех остальных — по одной гидроксильной группе.

В зависимости от длины углеродного скелета (количества атомов углерода) моносахариды разделяют на триозы (С3), гетрозы (С4), пентозы (С5), гексозы (С6), гептозы (С7).

Примерами пентоз являются рибоза, дезоксирибоза, гексоз-глюкоза, фруктоза, галактоза.

Моносахариды хорошо растворяются в воде, они сладкие на вкус. В водном растворе моносахариды, начиная с пентоз, приобретают кольцевую форму.

Олигосахариды. При гидролизе олигосахариды образуют несколько молекул простых Сахаров. В олигосахаридах молекулы простых Сахаров соединены так называемыми гликозидными связями, соединяющими атом углерода одной молекулы через кислород с атомом углерода другой молекулы, например:

1. 
2. К наиболее важным олигосахаридам относятся мальтоза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар) и сахароза (тростниковый или свекловичный сахар):
3. глюкоза + глюкоза = мальтоза; глюкоза + галактоза — лактоза; глюкоза + фруктоза = саxароза.
4. Эти сахара называют также дисахаридами.

Полисахариды. Это высокомолекулярные (до 10 000 000 Да) биополимеры, состоящие из большого числа мономеров — простых Сахаров и их производных.

Полисахариды могут состоять из моносахаридов одного или разных типов. В первом случае они называются гомополисаха-риды (крахмал, целлюлоза, хитин и др.), во втором — гетеро-полисахариды (гепарин).

Полисахариды могут иметь линейную, неразветвленную структуру (целлюлоза) либо разветвленную (гликоген). Все полисахариды не растворимы в воде и не имеют сладкого вкуса. Некоторые из них способны набухать и ослизняться.

Наиболее важными полисахаридами являются:

• Целлюлоза — линейный полисахарид, состоящий из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных между собой водородными связями.
• Крахмал (у растений) и гликоген (у животных, человека и грибов) являются основными запасными полисахаридами по ряду причин: будучи нерастворимыми в воде, они не оказывают на клетку ни осмотического, ни химического влияния, что важно при длительном нахождении их в живой клетке.
• Хитин образован молекулами pVD-глюкозы, в которой гидроксильная группа при втором атоме углерода замещена азотсодержащей группой NHCOCH3. Его длинные параллельные цепи так же, как и цепи целлюлозы, собраны в пучки. Хитин — основной структурный элемент покровов членистоногих и клеточных стенок грибов.

Функции углеводов:

Энергетическая. Глюкоза — основной источник энергии, высвобождаемой в клетках живых организмов в ходе клеточного дыхания. Крахмал и гликоген составляют энергетический запас в клетках.

Структурная. Целлюлоза входит в состав клеточных оболочек растений; хитин служит структурным компонентом покровов членистоногих и клеточных стенок многих грибов.

Некоторые олигосахариды — составная часть цитоплазматической мембраны клетки (в виде гликопротеинов и гликолипи-дов), образующая гликокаликс.

Пентозы участвуют в синтезе нуклеиновых кислот (рибоза входит в состав РНК, дезоксирибоза — в состав ДНК), некоторых коферментов (например, НАД, НАДФ, кофермента А, ФАД), АМФ; принимают участие в фотосинтезе (рибулозо-дифосфат является акцептором С02 в темновой фазе фотосинтеза).

Источник: https://vseobiology.ru/obshchaya-biologiya/2043-14-organicheskie-soedineniya-v-kletke-lipidy-i-uglevody-stroenie-i-funktsii

Углеводы и липиды

Массовая доля углеводов в живой природе больше, чем других органических соединений.

В клетках животных и грибов углеводы содержатся в незначительном количестве (около 1% сухой массы, в клетках печени и мышц — до 5%), тогда как в растительных клетках их содержание значительно больше (60 — 90%).

Углеводы образуются преимущественно в результате фотосинтеза. Гетеротрофные организмы получают углеводы из пищи или синтезируют их из других органических соединений (жиров, аминокислот и т.д.).

Углеводы — это органические соединения, в которых соотношение атомов углерода, водорода, кислорода в основном соответствует формуле (СН2О)n , где n = 3 и больше. Однако есть углеводы, в которых это соотношение несколько иное, а некоторые содержат атомы азота, фосфора или серы.

К углеводам относятся моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Моносахариды — хорошо растворимые в воде вещества, имеют сладкий вкус. Рассмотрим строение моносахаридов на примере глюкозы. Ее молекулярная формула С6Н1206 .

Молекула глюкозы

Моносахариды классифицируют по количеству атомов углерода в их молекулах. Наиболее важными для живой природы является пентозы (соединения с пятью атомами углерода) и гексозы (соединения с шестью атомами углерода).

Распространенными гексозами, кроме глюкозы, являются фруктоза и галактоза. Из пентоз распространены рибоза и дезоксирибоза, остатки которых входят в состав мономеров нуклеиновых кислот. Моносахариды способны сочетаться между собой с помощью -ОН- групп.

При этом образуется химическая связь между двумя остатками моносахаридов через атом кислорода (-O-).

Схема образования полисахаридов на примере целлюлозы (фрагмент молекулы)

Олигосахариды и полисахариды состоят из остатков моносахаридов. Олигосахариды — полимерные углеводы, в которых от 2 до 10 моносахаридных звеньев соединены ковалентными связями.

Например, дисахариды образованы двумя остатками моносахаридов.

В природе распространены такие дисахариды: обычный пищевой сахар — сахароза (состоит из остатков глюкозы и фруктозы) и молочный сахар — лактоза (состоит из остатков глюкозы и галактозы).

В результате взаимодействия моносахаридов могут формироваться цепочки в сотни и тысячи остатков — полисахариды. Эти соединения плохо растворимые в воде и не имеют сладкого вкуса. В природе распространены полисахариды, образованные из остатков глюкозы, это целлюлоза, гликоген и крахмал. Другой распространенный в природе полисахарид — хитин состоит из азотсодержащих производных глюкозы.

Функции углеводов достаточно разнообразны. Энергетическая функция обусловлена ​​тем, что в результате полного расщепления 1 г углеводов высвобождается 17,6 кДж энергии. Часть этой энергии обеспечивает функционирование организма, а часть выделяется в виде теплоты.

Наибольшее количество энергии высвобождается в результате окисления углеводов кислородом, однако расщепление углеводов с выделением энергии может происходить и в других случаях. Это важно для организмов, которые существуют в условиях недостатка или отсутствия кислорода.

Полисахариды могут накапливаться в клетках, то есть выполнять резервную функцию. В клетках животных и грибов накапливается гликоген, в клетках растений — крахмал. Строительная (структурная) функция углеводов заключается в том, что полисахариды входят в состав определенных структур.

 Особые соединения углеводов с белками (мукополисахариды) выполняют в организмах позвоночных животных и человека функцию смазки — они входят в состав жидкости, смазывает поверхности суставов.

Цепи полисахаридов могут линейно располагаться в пространстве или разветвляться, что связано с их функциями.

 Цепи полисахаридов, которые входят в состав структур клетки или организма, соединяются многочисленными связями между собой, что обеспечивает прочность и химическую стойкость этих веществ.

 Однако большинство полисахаридов являются резервными веществами животных и растительных клеток, имеют многочисленные разветвленные цепи, вследствие чего в клетке эти молекулы быстро расщепляются до глюкозы во многих точках одновременно.

Строение, свойства и биологическая роль липидов

В состав каждой клетки организма входят липиды. Липиды — это производные жирных кислот и многоатомных спиртов или альдегидов. Жирными кислотами являются органические кислоты с цепью от четырех и более (до 24) атомов углерода, обычно это неразветвленная цепь . Некоторые липиды имеют несколько другое строение, но также плохо растворяются в воде.

Липиды гидрофобные, но хорошо растворяются в неполярных растворителях: бензоле, хлороформе, ацетоне.

Большую группу липидов составляют жиры. Жиры — эфиры трехатомных спирта глицерина и трех остатков неразветвленных жирных кислот. Одна из важнейших функций жиров — энергетическая.

Запасы жиров могут использоваться организмами как резервные питательные вещества и как источник метаболической воды (при окислении 1 г жиров образуется около 1,1 мл воды).

Накапливаясь в подкожной жировой клетчатке животных, жиры защищают организм от действия резких изменений температуры, выполняя теплоизоляционную функцию. Эта функция жиров обусловлена ​​их низкой теплопроводностью. Запасы жиров в организме могут выполнять и защитную функцию. В частности, они защищают внутренние органы от механических повреждений.

Подобными жирам по строению соединениями являются воски, слой которых покрывает листья и плоды наземных растений, поверхность хитинового скелета многих членистоногих, предотвращая избыточное испарение воды с поверхности тела.

Отдельную группу липидов образуют стероиды. Важнейшим стероидом организма животных является холестерин — составляющая клеточных мембран, а также предшественник для синтеза витамина D, гормонов надпочечников и половых желез.

Среди липидов есть соединения, образованные в результате взаимодействия молекул простых липидов с другими веществами. К ним относятся липопротеиды (соединения липидов и белков), гликолипиды (липидов и углеводов), фосфолипиды (содержащие остатки ортофосфорная кислота)

Источник: https://www.polnaja-jenciklopedija.ru/biologiya/uglevody-i-lipidy.html

Биология в лицее

Органические вещества. Общая характеристика. Липиды

Органические вещества — это сложные углеродсодержащие соединения. К ним относятся присутствующие в живых организмах белки, жиры, углеводы, ферменты, гормоны, витамины и продукты их превращений.

Название «органические соединения» появилось на ранней стадии развития химии и говорит само за себя: учёные той эпохи считали, что живые существа состоят из особых органических соединений.

Среди всех химических элементов углерод наиболее тесно связан с живыми организмами. Известно более миллиона различных молекул, построенных на его основе. Интересна уникальная способность атомов углерода вступать в ковалентную связь друг с другом, образуя длинные цепи, сложные кольца и другие структуры.

Большинство органических соединений в природе образуется в результате процесса фотосинтеза — из углекислого газа и воды с участием энергии солнечного излучения в хлорофиллсодержащих организмах.

Низкомолекулярные органические соединения получили свое название из-за небольшого молекулярного веса. К ним относятся аминокислоты, липиды, органические кислоты, витамины, коферменты (производные витаминов, обусловливающие активность ферментов) и другие.

Низкомолекулярные органические соединения составляют 0,1 — 0,5 % от массы клетки.

Высокомолекулярные органические соединения (биополимеры)

Полимеры — это молекулы, состоящие из повторяющихся структурных единиц — мономеров.

Свойства биополимеров зависят от числа и разнообразия мономерных звеньев, образующих полимер. Если соединить вместе 2 типа мономеров А и Б, то можно получить разнообразные полимеры, строение и свойства которых будут зависеть от числа, соотношения и порядка чередования мономеров в цепях.

Допустим, в парафине 16 звеньев. Не станете же вы 16 раз повторять метилен — метилен — метилен… Для такого длинного слова существует упрощение — «гексадекан». А если в молекуле тысяча звеньев? Говорим упрощённо поли — «много». Например, берём тысячу звеньев этилена, соединяем, получаем всем знакомый полиэтилен.

Гомополимеры (или регулярные) построены из мономеров одного типа (например, гликоген, крахмал и целлюлоза состоят из молекул глюкозы).

Гетерополимеры (или нерегулярные) построены из различающихся мономеров (например, белки, состоящие из 20 аминокислот, и нуклеиновые кислоты, построенные из 8 нуклеотидов).

Каждый из мономеров определяет какое-то свойство полимера. Например, А — высокую прочность, Б — электропроводность. Чередуя их по-разному, можно получить огромное число полимеров с разными свойствами. Этот принцип лежит в основе многообразия жизни на нашей планете.

Липиды, их строение, свойства и функции

Липиды — это сложные эфиры трёхатомного спирта глицерина и высших жирных кислот. В каждом из них есть кислотный остаток СООН, он, теряя атом водорода, соединяется с глицерином, а с остатком соединяется углеродная цепочка. Липиды — низкомолекулярные гидрофобные органические соединения.

«Жирными» кислоты называют потому, что некоторые высокомолекулярные члены этой группы входят в состав жиров. Общая формула жирных кислот: СН3 — (СН2)п — СООН. Большая часть жирных кислот содержит чётное число атомов углерода (от 14 до 22).

Синтезируются жирные кислоты из холестерина в печени, затем с желчью поступают в двенадцатиперстную кишку, где способствуют перевариванию жиров, эмульгируя их, тем самым стимулируя их всасывание.

Содержание жирных кислот в крови составляет в среднем 0,8 мг%, в желчи печени — 0,9—1,8%, в пузырной желчи — 5,7—10,8%.

К липидам относятся жиры, воски, стероиды, фосфолипиды, терпены, гликолипиды, липопротеиды.

Чистый жир всегда бывает белого цвета, а чистое масло всегда бесцветное. Жёлтая, оранжевая и бурая окраска масла объясняется присутствием каротина или подобных ему соединений. Оливковое же масло иногда имеет зеленоватый оттенок: в нём содержится немного хлорофилла.

У жиров высокая температура кипения. Благодаря этому на жирах удобно жарить пищу. Они не испаряются с горячей сковороды, начинают пригорать лишь при температуре 200 — 3000 С. 

Общее содержание липидов в клетке колеблется в пределах 5 — 15% от массы сухого вещества. В клетках подкожной жировой клетчатки их количество возрастает до 90%.

Нейтральные жиры (триглицериды) представляют собой соединения высокомолекулярных жирных кислот и трехатомного спирта глицерина. В цитоплазме клеток триглицериды откладываются в виде жировых капель.

Избыток жира может вызывать жировую дистрофию. Главный признак появления жировой дистрофии — увеличение и уплотнение печени за счет накопления жира в гепатоцитах (клетках печени).

Воски — пластичные вещества, обладающие водоотталкивающими свойствами. У насекомых они служат материалом для постройки сот. Восковой налет на поверхности листьев, стеблей, плодов защищает растения от механических повреждений, ультрафиолетового излучения и играет важную роль в регуляции водного баланса.

Фосфолипиды — представители класса жироподобных веществ, являющиеся сложными эфирами глицерина и жирных кислот, содержащие остаток фосфорной кислоты.

Они формируют основу всех биологических мембран. По своей структуре фосфолипиды сходны с жирами, но в их молекуле один или два остатка жирных кислот замещены остатком фосфорной кислоты.

Гликолипиды — вещества, образующиеся в результате соединения углеводов и липидов. Углеводные компоненты гликолипидных молекул полярны, и это определяет их роль: подобно фосфолипидам гликолипиды входят в состав клеточных мембран.

• К жироподобным веществам (липоидам) относятся предшественники и производные простых и сложных липидов: холестерин, желчные кислоты, жирорастворимые витамины, стероидные гормоны, глицерин и другие. 
• Общие свойства липидов:

1) обладают высокой энергоёмкостью;
2) имеют плотность ниже, чем у воды;
3) имеют выгодную температуру кипения;

4) высококалорийные вещества.

Разновидность липидов	Роль в организмах растений и животных
Жиры и масла	1. Служат энергетическим депо. 2. Запасающая (в растениях обычно накапливаются масла). 3. У позвоночных животных жиры откладываются под кожей, служат для теплоизоляции, у китов ещё способствуют плавучести.4. Источник метаболической воды у животных, обитающих в пустыне.
Воск	Используется главным образом в качестве водоотталкивающего покрытия: 1) образует дополнительный защитный слой на кутикуле эпидермиса некоторых органов растений, например листьев, плодов и семян (в основном у ксерофитов); 2) покрывает кожу, шерсть и перья;3) входит в состав наружного скелета насекомых. Из воска пчёлы строят соты.
Фосфолипиды	Компоненты мембран.
Стероиды	Желчные кислоты, например холевая кислота, входят в состав желчи. Соли желчных кислот способствуют эмульгированию и солюбилизации липидов в процессе переваривания.При недостатке витамина D развивается рахит. Сердечные гликозиды, например гликозиды наперстянки, применяются при сердечных заболеваниях.
Терпены	Вещества, от которых зависит аромат эфирных масел растений, например ментол у мяты, камфора. Гиббереллины — ростовые вещества растений. Фитон входит в состав хлорофилла. Каротиноиды — фотосинтетические пигменты.
Липопротеины	Из липопротеинов состоят мембраны.
Гликолипиды	Компоненты клеточных мембран, особенно в миелиновой оболочке нервных волокон и на поверхности нервных клеток, а также компоненты мембран хлоропластов.

Общие функции липидов

Функция Пояснение

Энергетическая	При расщеплении 1 г триглицеридов выделяется 38,9 кДж энергии
Структурная	Фосфолипиды и гликолипиды принимают участие в образовании клеточных мембран
Запасающая	Жиры и масла — важнейшие резервные вещества. Жиры откладываются в клетках жировой ткани животных и служат источником энергии во время спячки, миграций или голода. Масла семян растений обеспечивают энергией будущие проростки
Источник метаболической воды	При окислении 1 г жира образуется 1,1 г воды
Защитная	Прослойки жира обеспечивают амортизацию органов животных, а подкожная жировая клетчатка создает теплоизолирующий слой. Воск служит водоотталкивающим покрытием у растений
Регуляторная	Стероидные гормоны регулируют фундаментальные процессы в организмах животных — рост, дифференцировку, размножение, адаптации и т. д.
Каталитическая	Жирорастворимые витамины А, D, E, К являются кофакторами ферментов, и, хотя сами по себе они не обладают каталитической активностью, без них ферменты не могут выполнять свои функции

Источник: http://biolicey2vrn.ru/index/organicheskie_veshhestva_lipidy/0-773

Общая биология: Углеводы и липиды

Липиды. Углеводы.Кроме неорганических веществ и их ионов все клеточные структуры также состоят из органических соединений— белков, липидов, углеводов и нуклеиновых кислот.Углеводы и липиды.Углеводы (сахара) —биоорганические соединения углерода и воды, входящие в состав всех живых организмов: Общая формула— Сn (Н2О)n.

• 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-Н галактоза)— входит в состав молока млекопитающих;
• мальтоза (глюкоза + глюкоза) — источник энергии в прорастающих семенах.
• Функции растворимых углеводов: транспортная, защитная, сигнальная, энергетическая.
• Не растворимые в воде углеводы:
• — крахмал — смесь двух полимеров: амилозы и амилопектина. Разветвленная спирализованная молекула, служащая запасным веществом в тканях растений;
• — целлюлоза (клетчатка) — полимер, состоящий из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных водородными связями. Такая структура препятствует проникновению воды и обеспечивает устойчивость целлюлозных оболочек растительных клеток;
• — хитин — основной структурный элемент покровов членистоногих и клеточных стенок грибов;

— гликоген — запасное вещество животной клетки. Мономером является а-глюкоза.

Функции нерастворимых углеводов: структурная, запасающая, энергетическая, защитная.

Липиды — органические соединения, большинство которых являются сложными эфирами глицерина и жирных кислот.

Нерастворимы в воде, но растворимы в неполярных растворителях. Присутствуют во всех клетках. Липиды состоят из атомов водорода, кислорода и углерода.

1. Виды липидов : жиры, воска, фосфолипиды, стероиды.
2. Функции липидов :
3. — запасающая— жиры откладываются в запас в тканях позвоночных животных;
4. — энергетическая— половина энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров. Жиры используются и как источник воды
5. — защитная — подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений;
6. — структурная — фосфолипиды входят в состав клеточных мембран;
7. — теплоизоляционная — подкожный жир помогает сохранить тепло;
8. — электроизоляционная — миелин, выделяемый клетками Шванна, изолирует некоторые нейро­ны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов;
9. — питательная— желчные кислоты и витамин D образуются из стероидов;
10. — смазывающая— воска 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. Их молекулы не содержат жирных кислот.

Источник: https://dist-tutor.info/mod/resource/view.php?id=12723