Биология Справочники / Напольская К.Р. Биология
..pdf
30 |
|
|
|
|
|
#' |
' |
|
&'( $" ' |
&'($"# |
|
" , " |
|
. |
, % |
|
^RY |
0'4 1, $# . |
0 * " # |
|
2. , ' $ |
|
* % |
' . $ |
0'" |
|
'1" 2% |
|
$, |
" % |
|
|
@ , * %; *$* " '#
) .
Полимеры
Полимеры — высокомолекулярные органические соединения, состоящие из более мелких единиц — ономеров.
К полимерам относятся белки, полисахариды и нуклеиновые кислоты.
Жиры — не полимеры и не мономеры.
|
Гомополимеры: |
|
Гетерополимеры: |
В составе динаковы мономеры |
В составе азны мономеры |
||
|
Целлюлоза (полисахарид). |
|
Регулярные (гиалуроновая кислота). |
|
Крахмал (полисахарид). |
|
Нерегулярные (белки, нуклеиновые |
|
|
|
кислоты). |
%!
Состоят из С, Н, О.
При окислении 1 г углеводов выделяется 17,6 кДж энергии.
" |
! " |
) " |
0&1'2
7 1 " 2
=
+
= '
@
9 '
@
.
@o 9 ' @1*$ $2
, 1 2
@o@
A
|
1" #2 |
@o@ B |
|
|
1" 2 |
|
' . |
||
|
|
||
|
|||
* !
Дезоксирибоза входит в со став нуклеотидов ДНК (дезоксири
бонуклеиновой кислоты).
Рибоза является компонен том нуклеотидов РНК (рибонуклеи новой кислоты) и АТФ, витамина B2 и ряда коферментов (например, НАД, НАДФ, ФАД, кофермента А), играющих ключевую роль в процес сах клеточного дыхания, брожения,
фотосинтеза и др.
Рибулоза. Производные ри булозы участвуют в важных биохи мических процессах. Так, рибулозо- 5-фосфат является одним из промежуточных продуктов биоло
гического окисления глюкозы. Ри булозо-1,5-дифосфат (РДФ) служит
акцептором углекислого газа в про
цессе фотосинтеза.
Глюкоза — основной продукт фотосинтеза и главный источник энергии для клеток. В зависимости от простран ственной конфигурации бывает - или -глюкоза
Глюкозы и фруктозы много в сладких плодах, меде.
Глюкоза, фруктоза, галактоза в живых организмах содержатся как в виде
собственно моносахаридов, так и в составе олигосахаридов и полисахаридов.
2 * !
Олигосахариды — со
единения, состоящие из 2–10
остатков моносахаридов
(одинаковых или разных). Связи между остатками мо
носахаридов называются л
козидным Олигосахариды, в состав которых входят два
остатка моносахаридов, на
зывают дисахаридами
Мальтоза (солодовый сахар) является промежу точным продуктом фермен
тативного расщепления крахмала и гликогена в пи ' '$ '$*#4 , ,
32
щеварительной системе животных. Далее фермент мальтаза расщепляет ее до глюкозы. Гидролиз крахмала происходит и при прорастании семян растений. Особенно богаты мальтозой прорастающие зерна злаков (солод).
Лактоза (молочный сахар) — важный компонент молока. Она является главным источником энергии для детенышей млекопитающих.
Сахароза (тростниковый сахар) наиболее распространена в растениях. Этот дисахарид в больших количествах содержится в побегах сахарного тростни ка и корнеплодах сахарной свеклы.
3* !
Крахмал
Смесь разветвленного амилопектина и не
разветвленной амилозы. |
, |
|
|
Запасное питательное вещество растений. |
|
|
Мономер крахмала — -глюкоза |
|
" W # # ,3 4
Гликоген
Запасное питательное вещество животных и грибов.
У животных откладывается в мышцах и печени.
Мономер гликогена — глюкоза.
Молекулы гликогена разветвлены сильнее, чем молекулы амилопектина.
Гликоген имеет меньшую молекулярную массу, чем крахмал.
@
@
Целлюлоза (клетчатка)
Клеточная стенка растений. |
A |
Линейная (неразветвленная) структура.
Мономером является -глюкоза
33
Большинство животных не может самостоятельно усваивать целлюлозу, т. к. не имеет ферментов, которые бы ее расщепляли.
Некоторые бактерии, протисты, грибы и животные (определенные виды червей, улиток, насекомых и др.) вырабатывают фермент еллюлазу, что дает им возможность гидролизовать клетчатку до глюкозы.
Симбиотические микроорганизмы, расщепляющие целлюлозу, обитают в же лудочно-кишечном тракте многих травоядных животных.
В толстом кишечнике человека также присутствуют симбиотические ми кроорганизмы, способные расщеплять целлюлозу. Однако для человека это не яв
ляется основным источником глюкозы, главная роль целлюлозы в другом.
Волокна клетчатки имеют важное значение в нашем рационе, поскольку они придают пище объем и сравнительно грубую консистенцию, что сти мулирует перистальтику органов желудочно-кишечного тракта
Хитин
Клеточная стенка грибов.
Кутикула членистоногих.
Линейная (неразвевленная) стуктура.
Мономером является не глюкоза, а ее производное — N-ацетилглюкозамин.
В ЕГЭ относят к полисахаридам.
9 '$,
Муреин
Клеточная стенка бактерий.
Пептидогликан.
Линейные цепи муреина со стоят из чередующихся остатков двух производных глюкозы — N-ацетилглюкозамина и N-ацетил мурамовой кислоты, соединенных гликозидными связями. При этом
параллельно расположенные поли
сахаридные цепи сшиваются друг
сдругом короткими пептидными мостиками между остатками N-аце тилмурамовой кислоты. Благодаря
U3 ' # $
U3
@ (
0 (
' ' '
34
поперечным сшивкам, молекула муреина представляет собой трехмерную сеть, своего рода мешок, окружающий бактериальную клетку.
В ЕГЭ относится к полисахаридам.
Инулин
Мономер — фруктоза.
Откладывается как запасное питательное вещество в корнях и клубнях не которых растений (георгин, топинамбур, цикорий, одуванчик, нарцисс).
Каллоза
Мономер глюкозы.
Откладывается на поперечных перегородках между ситовидными трубка ми. К концу вегетационного периода ее количество увеличивается, в результате чего ситовидные трубки закупориваются и перестают функционировать.
Синтезируется в различных органах растений в ответ на механическое по вреждение или проникновение патогенных микроорганизмов.
4&
Энергетическая
Главным источником энергии для клеток является глюкоза.
При полном окислении 1 г углеводов до воды и углекислого газа выделяет ся 17,6 кДж энергии. Это почти в 2 раза меньше, чем при окислении жиров, од нако углеводы быстрее расщепляются и легче усваиваются организмом.
Запасающая
Крахмал и гликоген — запасающие полисахариды.
Некоторые полисахариды и олигосахариды (например, сахароза) могут накапливаться в организме в качестве запасных питательных веществ.
Структурная
Клеточные стенки грибов (хитин), растений (целлюлоза), бактерий (му реин).
Хитиновый покров членистоногих.
Защитная
Полисахариды, составляющие основу слизистых капсул бактериальных клеток, предохраняют клетки от высыхания и действия токсичных веществ.
Каллоза и камеди (смолы) защищают растения от механических повреж дений или инфекций.
Вязкие секреты, вырабатываемые различными железами и слизистыми оболочками внутренних органов животных, богаты углеводами и их производ ными. Они предохраняют стенки полых органов от повреждения и внедрения микроорганизмов
Рецепторная (сигнальная)
Гликокаликс в плазматической мембране обеспечивает взаимодействие клеток между собой.
Метаболическая
Ключевую роль в процессе фотосинтеза играет рибулозо-1,5-дифосфат, связывающий СО2
35
Моносахариды и их производные необходимы для синтеза целого ряда ор ганических веществ: олиго- и полисахаридов, нуклеотидов, некоторых спиртов
идр.
Соединения, которые образуются в ходе расщепления моносахаридов, ис пользуются для образования молекул карбоновых кислот, аминокислот и т. д.
5!
Липиды — разнообразные по структуре орга
нические вещества, которые хорошо растворя
ются в неполярных растворителях (бензине, хло роформе и др.), но нерастворимы или малорастворимы в воде. К этой группе соедине ний относятся жиры и жироподобные вещества. Молекулы большинства липидов неполярны, что
и обусловливает их гидрофобность.
При расщеплении 1 г липидов выделяется
38,9 кДж энергии, они самые энергоемкие.
, * 1 2
6! + & !
Сложные эфиры глицерина и жирных кислот.
Карбоновые кислоты в составе триглицерида могут быть одинаковыми или разными, насыщенными (не имеют двойных связей) и ненасыщенными (имеют двойные связи).
' # #
Температура плавления жиров зависит
от длины углеродных цепей в остатках карбоновых кислот. Чем длиннее цепь, тем выше температура плавления;
от наличия и количества двойных связей. Обратите внимание, что двойные связи имеют другой угол, поэтому в местах двойной связи происходит «излом» углеводородной цепи. Чем больше двойных связей, тем более отдалены углеводо родные цепи друг от друга и тем ниже температура плавления. Как правило, нена сыщенные липиды жидкие при комнатной температуре (растительные жиры);
36
в случае наличия двойных связей от цисили транс-конфигурации. Жиры
странс-конфигурацией имеют не такой сильный «излом» в месте двойной связи. Поэтому транс-жиры имеют более высокие температуры плавления, чем цис-жиры;
у хладнокровных животных, растений, бактерий, обитающих в холодном климате, жиры обычно содержат больше остатков ненасыщенных кислот, чем у обитателей умеренных и тропических широт. Поэтому их жир даже при низких температурах остается жидким, а тело сохраняет гибкость.
$ S |
$ S |
$ S |
|
3 '# |
3 ' # |
||
1"2 |
|||
12 |
1 ( 2 |
||
|
4,!
Фосфолипиды по строению сходны с триглицеридами, но в их молекулах один остаток карбоновой кислоты замещен радикалом, содержащим остаток фосфорной кислоты. Таким образом, в составе молекул фосфолипидов имеется
9 $
37
гидрофобная часть (остатки жирных кислот) и гидрофильная часть (фосфор ная кислота и присоединенный к ней спирт).
Молекулы с таким строением могут
контактировать с полярными и с непо лярными растворителями. Гидрофильная часть молекулы обращена к воде, а гидро фобные слои смотрят друг на друга.
В воде и водных растворах фосфолипиды самопроизвольно формируют раз
личные структуры.
Мицеллы (капли).
Липосомы — двухслойные мембранные пузырьки, пространство в кото рых заполненно водой.
Плоские бислои — основа биологических мембран.
!
Имеют сходную структуру и являются производными углеводорода сте рана
Важную роль в организме человека и животных играет холестерин
'
B * $,
38
Холестерин входит в состав мембраны клетки и придает ей жесткость, ста бильность и регулирует проницаемость.
У растений и грибов холестерин не встречается.
Производные холестерина образуют гормоны надпочечников — альдосте рон, кортизол и половые гормоны.
Необходим для синтеза витамина D.
Предшественник желчных кислот.
/
Молекулы образованы |
|
остатками высших спиртов |
|
и жирных кислот. |
|
Входят в состав покро |
|
вов организмов, придают во |
0"$#1 $# 5 ( #$2 |
доотталкивающие свойства. |
|
Выполняют защитную функцию.
Восковая кутикула растений защищает от избыточного испарения воды.
Воски входят в состав секретов сальных желез млекопитающих и копчико вой железы птиц. Придают волосам и перьям эластичность, защищают от намо кания
Воск пчёлы используют для построения сот.
Входят в состав клеточной стенки некоторых бактерий (например, тубер кулезной палочки), повышая их устойчивость к внешним воздействиям.
4&
Структурная
Фосфолипиды — основа клеточных мембран.
Холестерин придает прочность мембранам клеток животных.
Энергетическая
Самые энергоемкие.
Запасающая
Запас питательных веществ у животных в виде подкожного жира.
Запас в семенах растений (семена подсолнечника).
Регуляторная
Гормоны коры надпочечников: альдостерон, гидрокортизол.
Половые гормоны: тестостерон, прогестерон, эстроген.
Жирорастворимые витамины.
Защитная
Амортизация. Толстый слой жира защищает ткани и органы от повреждений.
Воск покрывает эпидермис растений, кожу, перья, шерсть.
Теплоизоляционная Увеличение плавучести
Плотность жира меньше воды.
39
Электроизоляционная
Миелин — оболочка липидной природы, покрывающая аксоны нервных клеток, — выполняет функцию ускорения движения нервного импульса.
Источник метаболической воды
Метаболическая вода (эндогенная вода) — вода, образующаяся при окис лении органических веществ. Из 1 г жира образуется 1,1 г воды (горб верблюда, курдюк барана).
1
Белки — это высокомолекулярные соединения, гетерополимеры, мономера ми которых являются аминокислоты, связанные пептидными связями.
Аминокислоты (АК)
20 штук протеиногенных АК входят в состав белков.
В природе около 200 АК.
Аминокислоты отличаются друг от друга радикалами.
' ',
Неполярные (гидрофобные)
Определяют устойчивость молекулы белка, слипаются друг с другом по добно каплям жира, образуют стуктуры с наименьшей поверхностью.
Радикалы всегда направлены внутрь белковой молекулы.
Чем больше гидрофобных аминокислот в составе, тем более гидрофобна молекула белка (хуже растворима в воде).
Полярные (гидрофильные)
Радикалы располагаются снаружи молекулы.
Чем больше гидрофильных аминокислот в составе, тем более гидрофиль
на молекула белка (лучше растворяется в воде).
Также аминокислоты можно разделить на аменимые и незаменимы для организма. Незаменимые аминокислоты не могут синтезироваться в организме
идолжны попадать в организм с пищей. Заменимые аминокислоты также попа
дают в организм с пищей, но могут и образовываться в организме.
В зависимости от аминокислотного состава белки бывают полноценными
(все аминокислоты входят в состав белка) и еполноценными.
!
Первичная структура
Определенная последовательность остатков аминокислот в линейной по липептидной цепи.