Порівняльна характеристика вуглеводів та ліпідів таблиця. §4. Ліпіди. Вуглеводи

Підготовка до ЗНО. Біологія
Конспект 31. Біополімери. Вуглеводи. Ліпіди

Біополімери

Біологічні полімери‒ це високомолекулярні органічні сполуки, макромолекули яких складаються з великої кількості ланок, що повторюються ‒ мономерів.
До біополімерів відносяться білки, нуклеїнові кислоти, полісахариди (крохмаль, глікоген, целюлоза, пектинові речовини, хітин та ін.). Мономерами для них служать відповідно амінокислоти, нуклеотиди та моносахариди.

Вуглеводи

Вуглеводи– речовини з загальною формулоюСn(H2O)m.
Групи вуглеводів:
1. моносахариди, або прості цукру (в основі лежить нерозгалужене вуглецевий ланцюжок);
2. олігосахариди‒ сполуки, що складаються з 2 ‒ 10 послідовно з'єднаних молекул простих цукрів;
3. полісахариди, що складаються з більш ніж 10 молекул простих цукрів або їх похідних.
Глікозидні зв'язки– зв'язки, що з'єднують атом вуглецю однієї молекули моносахариду через кисень із атомом вуглецю іншої молекули.
Залежно від довжини вуглецевого скелета моносахариди поділяють на тріози (С3), гетрози (С4), пентози (С5), гексоз (С6), гептози (С7). Прикладами пентоз є рибоза, дезоксирибозу, гексоз-глюкозу, фруктозу, галактозу.
Дисахариди: мальтоза, лактозаі цукроза.
Найбільш важливими полісахаридами є целюлоза, крохмаль, глікоген, хітин.

Функції вуглеводів:
1. Енергетична.Глюкоза – основне джерело енергії. Крохмаль і глікоген складають енергетичний запас у клітинах.
2. Структурна.Целюлоза входить до складу клітинних оболонокрослин; хітин служить структурним компонентом покривів членистоногих та клітинних стінок багатьох грибів. Пентози беруть участь у синтезі нуклеїнових кислот.
3. Захисний.У тварин гепарин перешкоджає зсіданню крові, у рослин камеді та слизу, що утворюються при пошкодженні тканин, виконують захисну функцію.

Ліпіди

Ліпіди (жири)органічні речовини, нерозчинні у воді (гідрофобні), але добре розчиняються в органічних розчинниках (хлороформі, бензині та ін). Складаються з гліцерину та жирних кислот.
Структурною основою клітинної мембрани є бислой(утворений із двох шарів молекул) ліпідів, у який вбудовані молекули різноманітних білків.
Функції ліпідів:
1. Структурна.Фосфоліпіди разом із білками утворюють біологічні мембрани. До складу мембран входять також стероли.
2. Енергетична.У формі ліпідів зберігається частина енергетичних запасів організму, які витрачаються за нестачі поживних речовин.
3. Захисна та теплоізоляційна.Жировий шар захищає організм тварин та її окремі органи від механічних ушкоджень. Допомагає зберегти тепло. У китів сприяє плавучості.
4. Змащувальна та водовідштовхувальна.
5. Регуляторна.Похідні холестеролу: гормони тестостерон, етерген, альдостерон, а також вітамін D.

Вуглеводи - органічні сполуки, склад яких у більшості випадків виражається загальною формулою C n(H 2 O) m (nі m≥ 4). Вуглеводи поділяються на моносахариди, олігосахариди та полісахариди.

Моносахариди - прості вуглеводи, Залежно від числа атомів вуглецю поділяються на тріози (3), тетрози (4), пентози (5), гексози (6) і гептози (7 атомів). Найбільш поширені пентози та гексози. Властивості моносахаридів - легко розчиняються у воді, кристалізуються, мають солодкий смак, можуть бути представлені у формі - або -ізомерів.

Рибоза і дезоксирибоза відносяться до групи пентоз, входять до складу нуклеотидів РНК і ДНК, рибонуклеозидтрифосфатів і дезоксирибонуклеозидтрифосфатів та ін. атом водню, а не гідроксильну групу, як у рибози.

Глюкоза, або виноградний цукор(З 6 Н 12 Про 6), відноситься до групи гексоз, може існувати у вигляді α-глюкози або β-глюкози. Відмінність між цими просторовими ізомерами полягає в тому, що при першому атомі вуглецю у -глюкози гідроксильна група розташована під площиною кільця, а у -глюкози - над площиною.

Глюкоза – це:

    один з найпоширеніших моносахаридів,

    найважливіше джерело енергії для всіх видів робіт, що відбуваються в клітині (ця енергія виділяється при окисленні глюкози в процесі дихання),

    мономер багатьох олігосахаридів та полісахаридів,

    необхідний компонент крові.

Фруктоза, або фруктовий цукор, відноситься до групи гексоз, солодше за глюкозу, у вільному вигляді міститься в меді (понад 50%) і фруктах. Є мономером багатьох олігосахаридів та полісахаридів.

Олігосахариди- Вуглеводи, що утворюються в результаті реакції конденсації між кількома (від двох до десяти) молекул моносахаридів. Залежно від кількості залишків моносахаридів розрізняють дисахариди, трисахариди і т. д. Найбільш поширені дисахариди. Властивості олігосахаридів- Розчиняються у воді, кристалізуються, солодкий смак зменшується в міру збільшення числа залишків моносахаридів. Зв'язок, що утворюється між двома моносахаридами, називається глікозидний.

Сахароза, або очеретяний, або буряковий цукор, - дисахарид, що складається із залишків глюкози та фруктози. Міститься у тканинах рослин. Є продуктом харчування (побутова назва - цукор). У промисловості сахарозу виробляють із цукрової тростини (стебла містять 10–18%) або цукрових буряків (коренеплоди містять до 20% сахарози).

Мальтоза, або солодовий цукор, - дисахарид, що складається із двох залишків глюкози. Присутня в проростає насіння злаків.

Лактоза, або молочний цукор, - дисахарид, що складається із залишків глюкози та галактози. Присутня у молоці всіх ссавців (2–8,5%).

Полісахариди- це вуглеводи, що утворюються в результаті реакції поліконденсації множини (кілька десятків і більше) молекул моносахаридів. Властивості полісахаридів- не розчиняються чи погано розчиняються у воді, не утворюють ясно оформлених кристалів, не мають солодкого смаку.

Крохмаль(З 6 Н 10 5) n- полімер, мономером якого є α-глюкоза. Полімерні ланцюжки крохмалю містять розгалужені (амілопектин, 1,6-глікозидні зв'язки) та нерозгалужені (амілоза, 1,4-глікозидні зв'язки) ділянки. Крохмаль - основний резервний вуглевод рослин, є одним із продуктів фотосинтезу, накопичується в насінні, бульбах, кореневищах, цибулинах. Вміст крохмалю у зернівках рису – до 86%, пшениці – до 75%, кукурудзи – до 72%, у бульбах картоплі – до 25%. Крохмаль – основний вуглеводїжі людини (травний фермент – амілаза).

Глікоген(З 6 Н 10 5) n- полімер, мономером якого також є α-глюкоза. Полімерні ланцюжки глікогену нагадують амілопектинові ділянки крохмалю, але на відміну від них розгалужуються ще сильніше. Глікоген – основний резервний вуглевод тварин, зокрема, людини. Накопичується в печінці (вміст – до 20%) та м'язах (до 4%), є джерелом глюкози.

Целюлоза(З 6 Н 10 5) n- полімер, мономером якого є β-глюкоза. Полімерні ланцюжки целюлози не розгалужуються (β-1,4-глікозидні зв'язки). Основний структурний полісахарид клітинних стінок рослин. Вміст целюлози у деревині – до 50%, у волокнах насіння бавовнику – до 98%. Целюлоза не розщеплюється травними соками людини, т.к. у нього відсутній фермент целюлаза, що розриває зв'язки між β-глюкозами.


Інулін- Полімер, мономером якого є фруктоза. Резервний вуглевод рослин сімейства Складноцвіті.

Гліколіпіди- комплексні речовини, що утворюються в результаті сполуки вуглеводів та ліпідів.

Глікопротеїни- комплексні речовини, що утворюються в результаті сполуки вуглеводів та білків.

Функції вуглеводів

Функція

Приклади та пояснення

Енергетична

Основне джерело енергії всім видів робіт, які у клітинах. При розщепленні 1 г вуглеводів виділяється 17,6 кДж.

Структурна

З целюлози складається клітинна стінка рослин, з муреїну – клітинна стінка бактерій, з хітину – клітинна стінка грибів та покриви членистоногих.

Запасаюча

Резервним вуглеводом у тварин та грибів є глікоген, у рослин – крохмаль, інулін.

Захисна

Слизу оберігають кишечник, бронхи від механічних ушкоджень. Гепарин запобігає зсіданню крові у тварин і людини.

Дивись тут анімацію про класифікацію та біологічні функції вуглеводів

Будова та функції ліпідів

Ліпідине мають єдиної хімічної характеристики. У більшості посібників, даючи визначення ліпідам, кажуть, що це збірна група нерозчинних у воді органічних сполук, які можна витягти з клітин органічними розчинниками - ефіром, хлороформом і бензолом. Ліпіди можна умовно поділити на прості та складні.

Прості ліпідив більшості представлені складними ефірами вищих жирних кислот та триатомного спирту гліцерину – тригліцеридами. Жирні кислотимають: 1) однакову для всіх кислот угруповання - карбоксильну групу (-СООН) і 2) радикал, яким вони відрізняються один від одного. Радикал є ланцюжком з різної кількості (від 14 до 22) угруповань -СН 2 -. Іноді радикал жирної кислоти містить один або кілька подвійних зв'язків (–СН=СН–), такий жирну кислоту називають ненасиченою. Якщо жирна кислота не має подвійних зв'язків, її називають насиченою. При утворенні тригліцериду кожна з трьох гідроксильних груп гліцерину вступає в реакцію конденсації з жирною кислотою з утворенням трьох складно-ефірних зв'язків.

Якщо у тригліцеридах переважають насичені жирні кислотито при 20°С вони - тверді; їх називають жирами, вони характерні для тваринних клітин. Якщо у тригліцеридах переважають ненасичені жирні кислоти, то при 20 ° С вони рідкі; їх називають оліямивони характерні для рослинних клітин.

1 – тригліцерид; 2 - складноефірний зв'язок; 3 – ненасичена жирна кислота; 4 – гідрофільна головка; 5 – гідрофобний хвіст.

Щільність тригліцеридів нижче, ніж у води, тому у воді вони виринають, знаходяться на її поверхні.

До простих ліпідів також відносять воски- складні ефіри вищих жирних кислот та високомолекулярних спиртів (зазвичай з парним числом атомів вуглецю).

Складні ліпіди. До них відносять фосфоліпіди, гліколіпіди, ліпопротеїни та ін.

Фосфоліпіди- тригліцериди, у яких один залишок жирної кислоти заміщений залишок фосфорної кислоти. Беруть участь у формуванні клітинних мембран.

Гліколіпіди- див. вище.

Ліпопротеїни- Комплексні речовини, що утворюються в результаті з'єднання ліпідів та білків.

Ліпоїди- Жироподібні речовини. До них відносяться каротиноїди (фотосинтетичні пігменти), стероїдні гормони (статеві гормони, мінералокортикоїди, глюкокортикоїди), гібереліни (ростові речовини рослин), жиророзчинні вітаміни (А, D, Е, К), холестерин, камфора і т.д.

Дивись тут анімацію про класифікацію та біологічні функції ліпідів

Функції ліпідів

Функція

Приклади та пояснення

Енергетична

Основна функція тригліцеридів. При розщепленні 1 г ліпідів виділяється 38,9 кДж.

Структурна

Фосфоліпіди, гліколіпіди та ліпопротеїни беруть участь в утворенні клітинних мембран.

Запасаюча

Жири та олії є резервною харчовою речовиною у тварин та рослин. Важливо для тварин, які в холодну пору року в сплячку або здійснюють тривалі переходи через місцевість, де немає джерел живлення. Олії насіння рослин необхідні для забезпечення енергією проростка.

Захисна

Шарування жиру та жирові капсули забезпечують амортизацію внутрішніх органів. Шари воску використовуються як водовідштовхувальне покриття у рослин і тварин.

Теплоізоляційна

Підшкірна жирова клітковина перешкоджає відтоку тепла в навколишній простір. Важливо для водних ссавцівабо ссавців, які мешкають у холодному кліматі.

Регуляторна

Гібберелліни регулюють зростання рослин.

Статевий гормон тестостерон відповідає за розвиток чоловічих вторинних статевих ознак.

Статевий гормон естроген відповідає за розвиток жіночих вторинних статевих ознак, регулює менструальний цикл.

Мінералокортикоїди (альдостерон та ін) контролюють водно-сольовий обмін.

Глюкокортикоїди (кортизол та ін.) беруть участь у регуляції вуглеводного та білкового обмінів.

Джерело метаболічної води

При окисненні 1 кг жиру виділяється 1,1 кг води. Важливо для мешканців пустель.

Каталітична

Жиророзчинні вітаміни A, D, E, K є кофактор ферментів, тобто. самі по собі ці вітаміни не мають каталітичної активності, але без них ферменти не можуть виконувати свої функції.

Вуглеводи- органічні сполуки, склад яких у більшості випадків виражається загальною формулою C n(H 2 O) m (nі m≥ 4). Вуглеводи поділяються на моносахариди, олігосахариди та полісахариди.

Моносахариди- прості вуглеводи, залежно від числа атомів вуглецю поділяються на тріози (3), тетрози (4), пентози (5), гексизи (6) та гептози (7 атомів). Найбільш поширені пентози та гексози. Властивості моносахаридів- Легко розчиняються у воді, кристалізуються, мають солодкий смак, можуть бути представлені у формі α-або β-ізомерів.

Рибоза та дезоксирибозавідносяться до групи пентоз, що входять до складу нуклеотидів РНК і ДНК, рибонуклеозидтрифосфатів і дезоксирибонуклеозидтрифосфатів та ін. а не гідроксильну групу, як у рибози.

Глюкоза, або виноградний цукор(З 6 Н 12 Про 6), відноситься до групи гексоз, може існувати у вигляді α-глюкози або β-глюкози. Відмінність між цими просторовими ізомерами полягає в тому, що при першому атомі вуглецю у -глюкози гідроксильна група розташована під площиною кільця, а у -глюкози - над площиною.

Глюкоза - це:

  1. один з найпоширеніших моносахаридів,
  2. найважливіше джерело енергії всім видів робіт, які у клітині (ця енергія виділяється при окисленні глюкози у процесі дихання),
  3. мономер багатьох олігосахаридів та полісахаридів,
  4. необхідний компоненткрові.

Фруктоза, або фруктовий цукор, відноситься до групи гексоз, солодше за глюкозу, у вільному вигляді міститься в меді (понад 50%) і фруктах. Є мономером багатьох олігосахаридів та полісахаридів.

Олігосахариди- Вуглеводи, що утворюються в результаті реакції конденсації між декількома (від двох до десяти) молекулами моносахаридів. Залежно від кількості залишків моносахаридів розрізняють дисахариди, трисахариди і т. д. Найбільш поширені дисахариди. Властивості олігосахаридів- Розчиняються у воді, кристалізуються, солодкий смак зменшується в міру збільшення числа залишків моносахаридів. Зв'язок, що утворюється між двома моносахаридами, називається глікозидний.

Сахароза, або очеретяний, або буряковий цукор, - Дисахарид, що складається з залишків глюкози та фруктози. Міститься у тканинах рослин. Є продуктом харчування (побутова назва - цукор). У промисловості сахарозу виробляють із цукрової тростини (стебла містять 10-18%) або цукрових буряків (коренеплоди містять до 20% сахарози).

Мальтоза, або солодовий цукор, - Дисахарид, що складається з двох залишків глюкози. Присутня в проростає насіння злаків.

Лактоза, або молочний цукор, - Дисахарид, що складається з залишків глюкози та галактози. Є в молоці всіх ссавців (2-8,5%).

Полісахариди- це вуглеводи, що утворюються в результаті реакції поліконденсації множини (кілька десятків і більше) молекул моносахаридів. Властивості полісахаридів- Не розчиняються або погано розчиняються у воді, не утворюють ясно оформлених кристалів, не мають солодкого смаку.

Крохмаль(З 6 Н 10 5) n- Полімер, мономером якого є α-глюкоза. Полімерні ланцюжки крохмалю містять розгалужені (амілопектин, 1,6-глікозидні зв'язки) та нерозгалужені (амілоза, 1,4-глікозидні зв'язки) ділянки. Крохмаль - основний резервний вуглевод рослин, є одним із продуктів фотосинтезу, накопичується в насінні, бульбах, кореневищах, цибулинах. Вміст крохмалю у зернівках рису – до 86%, пшениці – до 75%, кукурудзи – до 72%, у бульбах картоплі – до 25%. Крохмаль - основний вуглеводїжі людини (травний фермент – амілаза).

Глікоген(З 6 Н 10 5) n- полімер, мономером якого також є α-глюкоза. Полімерні ланцюжки глікогену нагадують амілопектинові ділянки крохмалю, але на відміну від них розгалужуються ще сильніше. Глікоген - основний резервний вуглевод тварин, зокрема людини. Накопичується в печінці (вміст – до 20%) та м'язах (до 4%), є джерелом глюкози.

(З 6 Н 10 5) n- Полімер, мономером якого є β-глюкоза. Полімерні ланцюжки целюлози не гілкуються (β-1,4-глікозидні зв'язки). Основний структурний полісахарид клітинних стінок рослин. Вміст целюлози в деревині – до 50%, у волокнах насіння бавовнику – до 98%. Целюлоза не розщеплюється травними соками людини, т.к. у нього відсутній фермент целюлаза, що розриває зв'язки між β-глюкозами.


Інулін- Полімер, мономером якого є фруктоза. Резервний вуглевод рослин сімейства Складноцвіті.

Гліколіпіди- Комплексні речовини, що утворюються в результаті з'єднання вуглеводів і ліпідів.

Глікопротеїни- Комплексні речовини, що утворюються в результаті з'єднання вуглеводів і білків.

Функції вуглеводів

Будова та функції ліпідів

Ліпідинемає єдиної хімічної характеристики. У більшості посібників, даючи визначення ліпідам, кажуть, що це збірна група нерозчинних у воді органічних сполук, які можна витягти з клітин органічними розчинниками - ефіром, хлороформом і бензолом. Ліпіди можна умовно поділити на прості та складні.

Прості ліпідив більшості представлені складними ефірами вищих жирних кислот та триатомного спирту гліцерину – тригліцеридами. Жирні кислотимають: 1) однакову для всіх кислот угруповання - карбоксильну групу (-СООН) і 2) радикал, яким вони відрізняються один від одного. Радикал є ланцюжком з різної кількості (від 14 до 22) угруповань -СН 2 -. Іноді радикал жирної кислоти містить один або кілька подвійних зв'язків (-СН=СН-), таку жирну кислоту називають ненасиченою. Якщо жирна кислота не має подвійних зв'язків, її називають насиченою. При утворенні тригліцериду кожна з трьох гідроксильних груп гліцерину вступає в реакцію конденсації з жирною кислотою з утворенням трьох складно-ефірних зв'язків.

Якщо у тригліцеридах переважають насичені жирні кислотито при 20°С вони - тверді; їх називають жирамивони характерні для тваринних клітин. Якщо у тригліцеридах переважають ненасичені жирні кислоти, то при 20 ° С вони рідкі; їх називають оліямивони характерні для рослинних клітин.

1 - тригліцерид; 2 - складноефірний зв'язок; 3 - ненасичена жирна кислота;
4 - гідрофільна головка; 5 - гідрофобний хвіст.

Щільність тригліцеридів нижче, ніж у води, тому у воді вони виринають, знаходяться на її поверхні.

До простих ліпідів також відносять воски- Складні ефіри вищих жирних кислот і високомолекулярних спиртів (зазвичай з парним числом атомів вуглецю).

Складні ліпіди. До них відносять фосфоліпіди, гліколіпіди, ліпопротеїни та ін.

Фосфоліпіди- Тригліцериди, у яких один залишок жирної кислоти заміщений залишок фосфорної кислоти. Беруть участь у формуванні клітинних мембран.

Гліколіпіди- див. вище.

Ліпопротеїни- Комплексні речовини, що утворюються в результаті з'єднання ліпідів і білків.

Ліпоїди- Жироподібні речовини. До них відносяться каротиноїди (фотосинтетичні пігменти), стероїдні гормони (статеві гормони, мінералокортикоїди, глюкокортикоїди), гібереліни (ростові речовини рослин), жиророзчинні вітаміни (А, D, Е, К), холестерин, камфора і т.д.

Функції ліпідів

Функція Приклади та пояснення
Енергетична Основна функція тригліцеридів. При розщепленні 1 г ліпідів виділяється 38,9 кДж.
Структурна Фосфоліпіди, гліколіпіди та ліпопротеїни беруть участь в утворенні клітинних мембран.
Запасаюча Жири та олії є резервною харчовою речовиною у тварин та рослин. Важливо для тварин, які в холодну пору року в сплячку або здійснюють тривалі переходи через місцевість, де немає джерел живлення.

Олії насіння рослин необхідні для забезпечення енергією проростка.

Захисна Шарування жиру та жирові капсули забезпечують амортизацію внутрішніх органів.

Шари воску використовуються як водовідштовхувальне покриття у рослин і тварин.

Теплоізоляційна Підшкірна жирова клітковина перешкоджає відтоку тепла в навколишній простір. Важливо для водних ссавців чи ссавців, які у холодному кліматі.
Регуляторна Гібберелліни регулюють зростання рослин.

Статевий гормон тестостерон відповідає за розвиток чоловічих вторинних статевих ознак.

Статевий гормон естроген відповідає за розвиток жіночих вторинних статевих ознак, регулює менструальний цикл.

Мінералокортикоїди (альдостерон та ін) контролюють водно-сольовий обмін.

Глюкокортикоїди (кортизол та ін.) беруть участь у регуляції вуглеводного та білкового обмінів.

Джерело метаболічної води При окисненні 1 кг жиру виділяється 1,1 кг води. Важливо для мешканців пустель.
Каталітична Жиророзчинні вітаміни A, D, E, K є кофактор ферментів, тобто. самі по собі ці вітаміни не мають каталітичної активності, але без них ферменти не можуть виконувати свої функції.

    Перейти до лекції №1"Вступ. Хімічні елементиклітини. Вода та інші неорганічні сполуки»

    Перейти до лекції №3«Будова та функції білків. Ферменти»

Вуглеводи являють собою складні органічні сполуки, до їх складу входять атоми вуглецю, кисню та водню.

Розрізняють прості та складні вуглеводи. Прості вуглеводи називають моносахаридами. Складні вуглеводиє полімери, в яких моносахариди грають роль мономерів.

З двох моносахаридів утворюється дисахарид, з трьох – трисахарид, з багатьох – полісахарид.

Усі моносахариди – безбарвні речовини, добре розчинні у воді. Майже всі вони мають приємний солодкий смак. Найпоширеніші моносахариди – глюкоза, фруктоза, рибоза та дезоксирибоза. Солодкий смак фруктів та ягід, а також меду залежить від вмісту в них глюкози та фруктози. Рибоза та дезоксирибоза входять до складу нуклеїнових кислот та АТФ.

Ді- і трисахариди, подібно до моносахаридів, добре розчиняються у воді, мають солодкий смак. Зі збільшенням числа мономерних ланок розчинність полісахаридів зменшується, солодкий смак зникає.

З дисахаридів важливі буряковий (або очеретяний) та молочний цукор, з полісахаридів широко поширені крохмаль (у рослин), глікоген (у тварин), клітковина (целюлоза). Деревина – майже чиста целюлоза. Мономерами цих полісахаридів є глюкоза.

Біологічна роль вуглеводів. Вуглеводи відіграють роль джерела енергії, необхідної для здійснення клітиноюактивності. Для діяльності клітини – руху, секреції, біосинтезу, світіння тощо – необхідна енергія. Складні за структурою, багаті на енергію, вуглеводи піддаються в клітині глибокого розщеплення і в результаті перетворюються на прості, бідні на енергію сполуки - оксид вуглецю (IV) і воду (СО 2 і Н 2 О). Під час цього процесу звільняється енергія. При розщепленні 1 г вуглеводу звільняється 17,6 кДж.

Крім енергетичної, вуглеводи виконують будівельну функцію. Наприклад, з целюлози складаються стінки рослинних клітин.

Ліпіди.

Ліпіди є органічні речовини, нерозчинні у воді, але розчинні в бензині, ефірі, ацетоні.

З ліпідів найпоширеніші та найвідоміші - жири. Вміст жиру в клітинах зазвичай невеликий: 5-10% (від сухої речовини). Існують, проте, клітини, у яких близько 90% жиру. У тварин такі клітини знаходяться під шкірою, у грудних залозах, сальнику. Жир міститься у молоці всіх ссавців. У деяких рослин велика кількістьжиру зосереджено в насінні та плодах, наприклад у соняшнику, коноплі, волоського горіха.

Крім жирів у клітинах присутні й інші ліпіди, наприклад, лецитин, холестерин. До ліпідів належать деякі вітаміни (А, D) та гормони (наприклад, статеві).

Біологічне значення ліпідів велике і різноманітне. Зазначимо насамперед їхню будівельну функцію.

Необхідно відзначити значення жиру як джерела води. З 1 кг жиру за його окисленні утворюється майже 1,1 кг води. Це пояснює, як деякі тварини здатні обходитися досить значний час без води. Верблюди, наприклад, які здійснюють перехід через безводну пустелю, можуть пити протягом 10 - 12 днів. Ведмеді, бабаки та інші тварини у сплячці не п'ють більше двох місяців. Необхідну для життєдіяльності воду ці тварини одержують внаслідок окислення жиру. Крім структурної та енергетичної функцій, ліпіди виконують захисні функції; жир має низьку теплопровідність. Він відкладається під шкірою, утворюючи у деяких тварин значні скупчення. Так, у кита товщина підшкірного шару жиру досягає 1 м, що дозволяє цій тварині жити вхолодній воді

Вуглеводи- органічні сполуки, склад яких у більшості випадків виражається загальною формулою C n(H 2 O) m


Моносахариди - прості вуглеводи, залежно від числа атомів вуглецю поділяються на тріози (3), тетрози (4), пентози (5), гексизи (6) та гептози (7 атомів). Найбільш поширені пентози та гексози. Властивості моносахаридів- Легко розчиняються у воді, кристалізуються, мають солодкий смак, можуть бути представлені у формі α-або β-ізомерів.

Рибоза та дезоксирибозавідносяться до групи пентоз, що входять до складу нуклеотидів РНК і ДНК, рибонуклеозидтрифосфатів і дезоксирибонуклеозидтрифосфатів та ін. а не гідроксильну групу, як у рибози.



Глюкоза, або виноградний цукор(З 6 Н 12 Про 6), відноситься до групи гексоз, може існувати у вигляді α-глюкози або β-глюкози. Відмінність між цими просторовими ізомерами полягає в тому, що при першому атомі вуглецю у -глюкози гідроксильна група розташована під площиною кільця, а у -глюкози - над площиною.

Глюкоза - це:

  1. один з найпоширеніших моносахаридів,
  2. найважливіше джерело енергії всім видів робіт, які у клітині (ця енергія виділяється при окисленні глюкози у процесі дихання),
  3. мономер багатьох олігосахаридів та полісахаридів,
  4. полярних морів.

Фруктоза, або фруктовий цукор, відноситься до групи гексоз, солодше за глюкозу, у вільному вигляді міститься в меді (понад 50%) і фруктах. Є мономером багатьох олігосахаридів та полісахаридів.

Олігосахариди - Вуглеводи, що утворюються в результаті реакції конденсації між декількома (від двох до десяти) молекулами моносахаридів. Залежно від кількості залишків моносахаридів розрізняють дисахариди, трисахариди і т. д. Найбільш поширені дисахариди. Властивості олігосахаридів- Розчиняються у воді, кристалізуються, солодкий смак зменшується в міру збільшення числа залишків моносахаридів. Зв'язок, що утворюється між двома моносахаридами, називається глікозидний.

Сахароза, або очеретяний, або буряковий цукор, - Дисахарид, що складається з залишків глюкози та фруктози. Міститься у тканинах рослин. Є продуктом харчування (побутова назва - цукор). У промисловості сахарозу виробляють із цукрової тростини (стебла містять 10-18%) або цукрових буряків (коренеплоди містять до 20% сахарози).

Мальтоза, або солодовий цукор, - Дисахарид, що складається з двох залишків глюкози. Присутня в проростає насіння злаків.

Лактоза, або молочний цукор, - Дисахарид, що складається з залишків глюкози та галактози. Є в молоці всіх ссавців (2-8,5%).

Полісахариди - це вуглеводи, що утворюються в результаті реакції поліконденсації множини (кілька десятків і більше) молекул моносахаридів. Властивості полісахаридів- Не розчиняються або погано розчиняються у воді, не утворюють ясно оформлених кристалів, не мають солодкого смаку.

Крохмаль(З 6 Н 10 5) n- Полімер, мономером якого є α-глюкоза. Полімерні ланцюжки крохмалю містять розгалужені (амілопектин, 1,6-глікозидні зв'язки) та нерозгалужені (амілоза, 1,4-глікозидні зв'язки) ділянки. Крохмаль - основний резервний вуглевод рослин, є одним із продуктів фотосинтезу, накопичується в насінні, бульбах, кореневищах, цибулинах. Вміст крохмалю у зернівках рису – до 86%, пшениці – до 75%, кукурудзи – до 72%, у бульбах картоплі – до 25%. Крохмаль - основний вуглеводїжі людини (травний фермент – амілаза).

Глікоген(З 6 Н 10 5) n- полімер, мономером якого також є α-глюкоза. Полімерні ланцюжки глікогену нагадують амілопектинові ділянки крохмалю, але на відміну від них розгалужуються ще сильніше. Глікоген - основний резервний вуглевод тварин, зокрема людини. Накопичується в печінці (вміст – до 20%) та м'язах (до 4%), є джерелом глюкози.

(З 6 Н 10 5) n- Полімер, мономером якого є β-глюкоза. Полімерні ланцюжки целюлози не гілкуються (β-1,4-глікозидні зв'язки). Основний структурний полісахарид клітинних стінок рослин. Вміст целюлози в деревині – до 50%, у волокнах насіння бавовнику – до 98%. Целюлоза не розщеплюється травними соками людини, т.к. у нього відсутній фермент целюлаза, що розриває зв'язки між β-глюкозами.



Інулін- Полімер, мономером якого є фруктоза. Резервний вуглевод рослин сімейства Складноцвіті.

Гліколіпіди- Комплексні речовини, що утворюються в результаті з'єднання вуглеводів і ліпідів.

Глікопротеїни- Комплексні речовини, що утворюються в результаті з'єднання вуглеводів і білків.

Функції вуглеводів

необхідний компонент крові.

Ліпідинемає єдиної хімічної характеристики. У більшості посібників, даючи визначення ліпідам, кажуть, що це збірна група нерозчинних у воді органічних сполук, які можна витягти з клітин органічними розчинниками - ефіром, хлороформом і бензолом. Ліпіди можна умовно поділити на прості та складні.

Прості ліпідив більшості представлені складними ефірами вищих жирних кислот та триатомного спирту гліцерину – тригліцеридами. Жирні кислотимають: 1) однакову для всіх кислот угруповання - карбоксильну групу (-СООН) і 2) радикал, яким вони відрізняються один від одного. Радикал є ланцюжком з різної кількості (від 14 до 22) угруповань -СН 2 -. Іноді радикал жирної кислоти містить один або кілька подвійних зв'язків (-СН=СН-), таку жирну кислоту називають ненасиченою. Якщо жирна кислота не має подвійних зв'язків, її називають насиченою. При утворенні тригліцериду кожна з трьох гідроксильних груп гліцерину вступає в реакцію конденсації з жирною кислотою з утворенням трьох складно-ефірних зв'язків.

Якщо у тригліцеридах переважають насичені жирні кислотито при 20°С вони - тверді; їх називають жирамивони характерні для тваринних клітин. Якщо у тригліцеридах переважають ненасичені жирні кислоти, то при 20 ° С вони рідкі; їх називають оліямивони характерні для рослинних клітин.

Будова та функції ліпідів
1 - тригліцерид; 2 - складноефірний зв'язок; 3 - ненасичена жирна кислота;

Щільність тригліцеридів нижче, ніж у води, тому у воді вони виринають, знаходяться на її поверхні.

До простих ліпідів також відносять воски- Складні ефіри вищих жирних кислот і високомолекулярних спиртів (зазвичай з парним числом атомів вуглецю).

Складні ліпіди. До них відносять фосфоліпіди, гліколіпіди, ліпопротеїни та ін.

Фосфоліпіди- Тригліцериди, у яких один залишок жирної кислоти заміщений залишок фосфорної кислоти. Беруть участь у формуванні клітинних мембран.

Гліколіпіди- див. вище.

Ліпопротеїни- Комплексні речовини, що утворюються в результаті з'єднання ліпідів і білків.

Ліпоїди- Жироподібні речовини. До них відносяться каротиноїди (фотосинтетичні пігменти), стероїдні гормони (статеві гормони, мінералокортикоїди, глюкокортикоїди), гібереліни (ростові речовини рослин), жиророзчинні вітаміни (А, D, Е, К), холестерин, камфора і т.д.


Функції ліпідів

Функція Приклади та пояснення
Енергетична Основна функція тригліцеридів. При розщепленні 1 г ліпідів виділяється 38,9 кДж.
Структурна Фосфоліпіди, гліколіпіди та ліпопротеїни беруть участь в утворенні клітинних мембран.
Запасаюча Жири та олії є резервною харчовою речовиною у тварин та рослин. Важливо для тварин, які в холодну пору року в сплячку або здійснюють тривалі переходи через місцевість, де немає джерел живлення.

Олії насіння рослин необхідні для забезпечення енергією проростка.

Захисна Шарування жиру та жирові капсули забезпечують амортизацію внутрішніх органів.

Шари воску використовуються як водовідштовхувальне покриття у рослин і тварин.

Теплоізоляційна Підшкірна жирова клітковина перешкоджає відтоку тепла в навколишній простір. Важливо для водних ссавців чи ссавців, які у холодному кліматі.
Регуляторна 4 - гідрофільна головка; 5 - гідрофобний хвіст.

Статевий гормон тестостерон відповідає за розвиток чоловічих вторинних статевих ознак.

Статевий гормон естроген відповідає за розвиток жіночих вторинних статевих ознак, регулює менструальний цикл.

Мінералокортикоїди (альдостерон та ін) контролюють водно-сольовий обмін.

Глюкокортикоїди (кортизол та ін.) беруть участь у регуляції вуглеводного та білкового обмінів.

Джерело метаболічної води При окисненні 1 кг жиру виділяється 1,1 кг води. Важливо для мешканців пустель.
Каталітична Жиророзчинні вітаміни A, D, E, K є кофактор ферментів, тобто. самі по собі ці вітаміни не мають каталітичної активності, але без них ферменти не можуть виконувати свої функції.

Функції ліпідів

Гібберелліни регулюють зростання рослин.

Джерела інформації

http://www.licey.net/bio/biology/lection2

http://sbio.info/page.php?id=9