5. Елементний склад організму. Неорганічні речовини (вода, кисень, оксиди, кислоти, луги і мінеральні солі) у життєдіяльності організмів.

Біохімія – наука, яка вивчає хімічний склад живих організмів, хімічні процеси, пов’язані з їх життєдіяльністю та хімічні закономірності, яким вони підпорядковуються. Майже всі відомі хімічні елементи є в живих організмах, при цьому більшість з них приймає участь в процесах життєдіяльності; За вмістом в клітині хімічні елементи поділяються на:

1. Органогенні елементи (98% - O,C,H.N);

2. Макроелементи ( до 1,9 % - Mg,K,Ca,Na,Fe,P,Cl);

3. Мікроелементи ( до 0,01 % - Cu,Zn,I,Mn,Br,F,Co);

4. Ультрамікроелементи ( до 0,00001 % - Al,Ag,Li,Ni,Si,Be);

Значення деяких хімічних елементів:

Н – Входить до складу води та органічних сполук;

С – Входить до складу органічних речовин, кісток;

N ­­– Структурний елемент нуклеїнової кислоти, білків, АТФ;

О – Входить до складу води та забезпечує реакції окиснення;

F – Входить до складу емалі зубів;

Na – Основний позитивний йон, що сприяє транспорту речовин клітинну мембрану;

Mg – Активізує роботу ферментів та є структурним компонентом хлорофілу;

P – Входить до складу кісткової тканини, нуклеїнових кислот, білків, АТФ;

Cl – Основний негативний йон. В складі HCl – входить до шлункового соку;

K – Позитивний йон клітини, що забезпечує транспорт речовин через клітинну мембрану; впливає на роботу серця;

Ca – Основний компонент кісток та зубів, активізує скорочення м’язової тканини, впливає на роботу серця;

Fe – Входить до складу органічних речовин та гемоглобіну крові;

Zn – Компонент ферментів та гормонів;

6. Органічні речовини, їх різноманітність та значення в існуванні живих істот, історія вивчення.

Органічні речовини – це складні, специфічні для живих організмів сполуки, обов’язковими компонентом для яких є СОН:

– з органічних речовин клітини (БЖВ, нуклеїнові кислоти) складаються майже вся її суха маса;

– клітини, за вмістом органічних речовин можуть дуже відрізнятися одна від одної;

– завдяки міцності ковалентних зв’язків існують гігантські молекули ( біополімери);

Малі органічні речовини – ліпіди, моносахариди, амінокислоти, нуклеотиди;

Макромолекули – полісахариди, білки, нуклеїнові кислоти;

Історія розвитку органічної хімії – основними віхами в історії органічної хімії було:

1) Синтез органічних сполук з неорганічних ( Велер, 1828р. – сечовина);

2) Розвиток індустрії барвників ( друга половина ХІХ ст. );

3) Реакція Вюрца ( утворення симетричних насичених вуглеводнів);

4) Відкриття реакції конденсації кетонів та естерів;

5) Реактиви Гріньяра;

6) Відкриття ЯМР, як метод аналізу;

7) Відокремлення біохімії, супермолекулярної хімії та інших розділів;

Дата засування органічної хімії 1828р. коли дослідник Ф.Велер вперше синтезував сечовину, шляхом випаровування неорганічної солі ( ціанат амонію – NH4OCN);

7. Малі органічні молекули: ліпіди, моносахариди, амінокислоти, нуклеотиди, їх будова, властивості, роль в життєдіяльності організмів.

Малі органічні молекули – ліпіди, Це жири, жироподібні речовини. Низькомолекулярні сполуки, що мають гідрофобні властивості, але здатні розчинятися в ацетоні, бензолі, ефірі. Відіграють велику роль у життєдіяльності та обміні речовин.

Класифікація ліпідів:

а) Прості ліпіди ( воски, жири та естери);

б) Складні ліпіди ( фосфоліпіди, гліколіпіди);

За фізіологічним значенням поділяються:

а) резервні – депонуються у великих кількостях і використовуються залежно від енергетичних потреб організму;

б) структурні – беруть участь у побудові клітинних мембран , клітин організму, захисних покривів рослин, комах та шкіри хребта;

Ліпіди становлять 10-20% від маси тіла людини, та з них приблизно 80% резервні, решта – структурні. В різних органах та тканинах ліпідів не однаково. Найбільше в серці. Печінці, нервово вій тканині, нирках, крові, насінні плодах деяких рослин;

Фізичні та хімічні властивості ліпідів визначаються співвідношенням насичених та ненасичених кислот. Жири, що містять насичені жирні кислоти мають високу температуру плавлення і є твердими ( кокосове масло);

У рослин, риб. Морських ссавців, жираф переважають ненасичені жирні кислоти, тому їх жири зазвичай рідкі ( бавовникова, соняшникова олія, риб’ячий жир). Жири в живих організмах є головним типом запасних речовин і основним джерелом енергії, яка виділяється завдяки окисненню жирних кислот. 1 г. – 38,8 КДж енергії.

Тип жирів: ліпоїди – це жироподібні речовини, до яких належать стероїди, віск, соскоподібні сполуки, пігменти та жиророзчинні вітаміни. Стероїди – це компоненти статевих гормонів, що виробляються корковим шаром надниркової залози. Воски утворюються у сальних залозах, шкірі ссавців, покривах листків;

Функції ліпідів:

а) Енергетична функція;

б) Будівельна функція – складають основу біологічних мембран та входять до складу нервових волокон;

в) Захисна функція – утворює зовнішній шар захисного покриву клітин, тканин, органів для захисту від механічних пошкоджень;

г) Теплоізоляційна – накопичуються у підшкірно-жировій клітковині, як джерело тепла у багатьох ссавців;

Вуглеводи – це складні органічні речовини, у яких співвідношення С,Н,О відповідає переважно формулі Сn(H20)n . У клітині грибів та тварин у сухій речовині близько 1%, у клітин рослин 60-90%. Будова та властивості вуглеводів залежать від кількості мономерів, що входять до складу молекул. Вуглеводи поділяють на:

1) Моносахариди;

2) Полісахариди;

3) Олігосахариди;

Моносахариди,класифікація залежить від кількості атомів Карбону,що входять до складу молекул:

тріози(3С), тетрози(4С), пентози (5С), гексози (6С)

Пентоза – рибоза (РНК), дезоксирибоза (ДНК); гексози – глюкоза, фруктоза.

Фізичні властивості моносахаридів: мають солодкий смак, легко розчиняються у воді та кристалізуються;

Амінокислота – це азотовмісна карбонова кислота, тобто хімічна сполука, молекула якої одночасно містить аміногрупу -NH₂ та карбоксильну групу -СООН, і вуглецевий скелет.

Амінокислоти поділяються на дві групи:

1) незамінні – не можуть синтезуватися тваринним організмом і тому обов’язково мають надходити ззовні ( з їжею); До них відносяться:

а) лізин, (б) триптофан, (в) фенілаланін, (4) метіонін, (5) треонін, (6) лейцин, (7) ізолейцин,

(8) валін;

2) замінні – синтезуються у тваринних організмах у достатній кількості з незамінних амінокислот або інших речовин; До них відносяться:

а) аланін, (б) аргінін, (в) аспарагін, (г) аспарагінова кислота, (д) гістидин, (е) гліцин, (ё)глутамін, (з) глутамінова кислота, (ж)пролін, (и) серін, (й) тирозин, (к) треонін, (л) цистеїн);

Нуклеотид – мономер нуклеїнової кислоти. Складається з:

А) нітратної основи ( - пуринові: аденін(А),гуанін(Г); - піримідинові: тимін (Т), цитозин (Ц), урацил (У);

Б) пентоза ( п’ятикарбоновий вуглевод: рибоза,дезиксорибоза);

В) Ортофосфатна кислота;

А + Б = Нуклеозид

ДНК – дезоксирибонуклеїнова кислота: аденін,гуанін,тимін,цитозин;

РНК – рибонуклеїнова кислота: аденін, гуанін, урацил, цитозин;