3. углеводы, липиды

1.

2. 4. Биополимеры состоят из мономеров

В клетках находятся низкомолекулярные соединения:
аминокислоты, моносахариды, нуклеотиды, витамины, а
также высокомолекулярные (полимеры): белки, полисахариды,
нуклеиновые кислоты.
Молекулы этих веществ (макромолекулы) состоят из большого
числа повторяющихся звеньев. Белки, полисахариды и
нуклеиновые кислоты содержатся во всех живых клетках и
выполняют важнейшие функции, обеспечивающие
жизнедеятельность клетки. Поэтому их
называют биополимерами.
Простые вещества, из которых образуются макромолекулы,
называются мономерами. Мономерами нуклеиновых
кислот являются нуклеотиды, белков — аминокислоты, а
макромолекулы полисахаридов состоят из остатков глюкозы.

3. Мономеры биополимеры

4.

УГЛЕВОДЫ

5.

УГЛЕВОДЫ
Углеводы – важный класс органических соединений, который
встречается повсеместно: в растительных организмах,
животных организмах и микроорганизмах. В растительных
организмах на долю углеводов приходится 80-90 %, в животных
организмах – 1-5 %, в микроорганизмах – 12-30 %.

6.

Состав, свойства и функции углеводов
Молекулы углеводов состоят из атомов трёх элементов — углерода, водорода и
кислорода. Состав большинства углеводов можно выразить формулой: Cn(H2O)m
Углеводы делят на три класса: моносахариды, олигосахариды и полисахариды

7.

моносахариды
1. Рибоза. Входит в состав
нуклеиновых кислот РНК,
АТФ.
2. Дезоксирибоза.
Входит в состав
ДНК.

8.

МОНОСАХАРИД
Ы
Моносахариды — это простейшие углеводы. Углеводами, в
свою очередь, называют органические соединения, которые
состоят из углерода, водорода и кислорода.
По числу атомов углерода
По числу атомов углерода моносахариды делятся
на:
- тетрозы (эритроза, треоза и эритрулоза);
- пентозы (рибоза, дезоксирибоза и арабиноза);
- гексозы (глюкоза, фруктоза и галактоза).

9.

моносахариды
1. Глюкоза. Один из наиболее распространенных
природных сахаров, находится как в свободном, так и
в связанном виде. В свободном виде быстро увлекается
в энергетический метаболизм, то есть служит
основным источником энергии в клетке. Является
мономером многих олигосахаридов и полисахаридов,
например крахмала и тростникового сахара.
2. Галактоза. Входит в состав молочного сахара –
лактозы. Содержится в молоке, сахарной свекле, камеди
и в некоторых энергетических напитках. Кроме того,
человеческий организм способен самостоятельно
синтезировать это вещество, которое является
составной гликолипидов и гликопротеинов. Найдена в
клетках головного мозга, нервных тканях.

10.

моносахариды
Роль в организме:
Глюкоза является источником энергии, который принимает
участие в метаболических процессах в организме животных
и людей.
Нуждаются
в ней все органы и системы, даже
1. Глюкоза. Один
из наиболее
распространенных
головной
мозг человека
при ее дефиците
природных сахаров,
находится
как в свободном,
так и начинает подавать
сигналы
о чувстве
в попытке
его восполнить.
в связанном виде.
В свободном
видеголода
быстро
увлекается
Запасается
организм
человека
глюкозой в нужных
в энергетический
метаболизм,
то есть
служит
количествах
в виде
гликогена,
и более 50% биологической
основным источником
энергии
в клетке.
Является
энергии
люди получают
за счет процессов его
мономером многих
олигосахаридов
и полисахаридов,
преобразования.
например крахмала
и тростникового сахара.
Уровень глюкозы регулируется специальным гормоном,
который называют инсулин.
Роль в организме:
предотвращает
болезни нервной
2. Галактоза. Входит
в состав молочного
сахарасистемы;
–
регулирует
работу
пищеварительных
органов;
лактозы. Содержится в молоке, сахарной свекле, камеди
важна для создания
клеточных
мембран;
и в некоторых энергетических
напитках.
Кроме
того,
участвует
в
производстве
гемицеллюлозы
(для поддержания
человеческий организм способен самостоятельно
клеток);
синтезироватьструктуры
это вещество,
которое является
положительно
сказывается
работе
составной гликолипидов и гликопротеинов. на
Найдена
в центральной нервной
системы;
клетках головного
мозга, нервных тканях.
предотвращает возникновение болезни Альцгеймера;
является компонентом липидов, содержащихся в
соединительной ткани, мозге, крови.

11.

моносахариды
3. Фруктоза. Входит в состав олигосахаридов, например сахарозы. В
свободном виде содержится в клетках растений.
Моносахарид укрепляет иммунитет, снимает усталость,
стабилизирует уровень сахара в крови, препятствует
возникновению кариеса и диатеза, дает силы и энергию организму.
Помните, если в организме человека фруктозы становится слишком
много, она перерабатывается в жир и попадает в кровяное русло в
виде триглицеридов. В результате повышается риск развития
сердечно-сосудистых заболеваний.
4. Эритроза. Это сахар и один из промежуточных продуктов
в фотосинтезе растений.

12.

моносахариды
В естественном виде, в составе фруктов, овощей и ягод,
фруктоза благотворно влияет на организм: снижает
3. Фруктоза. Входит
в состав процессы
олигосахаридов,
например
В
воспалительные
в полости
рта и сахарозы.
вероятность
свободном видеразвития
содержится
в клетках
кариеса
на 35 растений.
%. Кроме того, моносахарид
Моносахарид укрепляет
снимает усталость,
выступаетиммунитет,
природным антиоксидантом,
продлевает срок
стабилизирует
уровень продуктов,
сахара в крови,
препятствует
годности
сохраняя
их в свежем состоянии.
возникновению кариеса и диатеза, дает силы и энергию организму.
Помните, если в организме человека фруктозы становится слишком
много, она перерабатывается в жир и попадает в кровяное русло в
виде триглицеридов. В результате повышается риск развития
сердечно-сосудистых заболеваний.
4. Эритроза. Это сахар и один из промежуточных продуктов
в фотосинтезе растений.

13.

Олигосахариды
Олигосахариды содержат в молекулах от двух до
десяти остатков моносахаридов.
Молекулы дисахаридов образуются в
результате соединения двух молекул моносахаридов.
По свойствам они похожи на моносахариды: хорошо
растворяются в воде, сладкие на вкус.
Сахароза состоит из остатков глюкозы и фруктозы. В
растениях это вещество является растворимым
запасным углеводом, а также продуктом фотосинтеза,
который транспортируется от листьев к другим
органам. Знакома всем как сахар (свекловичный или
тростниковый).
Лактоза (молочный сахар) образована молекулами
глюкозы и галактозы. Содержится в молоке.
Мальтоза (солодовый сахар) состоит из
глюкозы. Образуется из крахмала при прорастании семян,
является источником энергии для процесса прорастания.

14.

ОЛИГОСАХАРИДЫ
Сахароподобные вещества, которые характеризуются сравнительно небольшой молекулярной
массой, хорошей растворимостью в воде, легкой кристаллизацией, сладким вкусом.
Количество структурных единиц, которые входят в состав олигосахаридов, – от двух до
десяти.
1. Сахароза (тростниковый сахар) – сахар, который люди
употребляют в повседневной жизни. Сахароза содержится
в большинстве растений, но особенно много ее в сахарном
тростнике и сахарной свекле.
Организм млекопитающих, в том числе человека, не
приспособлен к усвоению сахарозы в чистом виде. Поэтому
при попадании вещества в ротовую полость, под
воздействием амилазы слюны, происходит запуск гидролиза.
В повседневной жизни, сахароза используется для
изготовления лекарственных средств, особенно
обезболивающих средств, чтобы скрыть горечь
полимеров. В промышленных процессах получения
бутанола, этанола, декстрана, глицерина, лимонной
кислоты сахароза является субстратом.

15.

ОЛИГОСАХАРИДЫ
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ
Несмотря на научные споры по поводу пользы лактозы для
взрослого человека, этот сахарид играет не последнюю роль
2. Лактоза (молочный сахар). Содержится в молоке и
в функционировании организма. Только попадая в ротовую
молочных продуктах.
полость, влияет на консистенцию слюны – придает ей
В молоке доля этого углевода составляет примерно 6
характерную вязкость. Помимо этого, способствует более
процентов от общего состава. Попадая в организм вместе с
активному всасыванию витаминов В-группы, аскорбиновой
молочными продуктами, лактоза поддается воздействию
кислоты и кальция. А попадая в кишечник, активизирует
ферментов, а затем попадает в кровь. Тем не менее,
размножение бифидо- и лактобактерий, важных для
бывают случаи, когда организм не в состоянии переварить
правильной работы органа.
молочный сахар, поскольку не может производить
необходимый для расщепления фермент лактазу.
3. МальтозаПрименение
(солодовый сахар).
В большом количестве содержится в
мальтозы:
проросших или прорастающих зернах ячменя, ржи и пшеницы.
Мальтоза легко
усваивается
в человеческом
– для
приготовления
различных организме.
продуктов Соединение
питания:
расщепляется
под
действием
ферментов
мальтазы
и
a
глюкозидазы,
диетических продуктов и детского питания –
(молочных
которые содержатся
в пищеварительном
соке. Их отсутствие говорит
смесей, фруктового
пюре и пр.),
о генетическом
в организме
и приводит к врожденной
– в сбое
кондитерской
промышленности
при изготовлении
непереносимости
солодового
сахара.
В
результате
для поддержания
сладких сиропов,
хорошего самочувствия
таким людям
важнопатоки,
исключить
из рациона
– для приготовления
ячменной
которая
любые продукты,
содержащие
гликоген, крахмал,
мальтозу.
используется
в винокурении
и пивоварении,
а также для
добавления в хлебобулочные изделия, соки, мороженое и пр.

16. изомеры

17.

Полисахариды
Молекулы полисахаридов состоят из большого числа
остатков моносахаридов. Эти вещества не имеют
вкуса и не растворяются в воде.
Крахмал — запасной углевод растений. Его
молекулы образованы остатками глюкозы,
соединёнными в линейные или разветвлённые цепи.
Целлюлоза входит в состав клеточных стенок грибов
и растений и придаёт им прочность. Молекулы
целлюлозы тоже образованы остатками глюкозы, но
они намного длиннее молекул крахмала. Целлюлоза не
растворяется в воде и других растворителях.
Гликоген похож по строению на
крахмал. Это запасной углевод у животных.
Хитин похож по строению на целлюлозу, но
отличается наличием в его молекулах атомов азота.

18.

19.

А яблочный мармелад обходился естественным пектином,
получавшимся из яблок при варке.
Пектин — почти не усваивается организмом, зато хорошо
соединяется с ионами тяжёлых металлов и радионуклидов —
это используют в медицине. Неплохое свойство для пищевой
добавки, блокировать ядовитые тяжёлые металлы.

20. Функции углеводов

1. Энергетическая функция углеводов заключается в том, что
под влиянием ферментов происходит их расщеплении и
окисление с выделением энергии. Важно, что углеводы могут
расщепляться как в присутствии кислорода, так и без него.
Продуктами полного окисления этих веществ являются
углекислый газ и вода.
2. Запасающая функция проявляется в накоплении излишков
углеводов в клетках: у растений — крахмала, у животных и
грибов — гликогена. При необходимости запасные углеводы
расщепляются до глюкозы и используются клеткой для
получения энергии.
3. Строительная функция заключается в том, что углеводы
служат строительным материалом: целлюлоза входит в
состав клеточных стенок растений, а хитин образует
клеточные стенки грибов и кутикулу членистоногих. Эти же
углеводы выполняют защитную функцию.
4. Сигнальная (рецепторная) функция состоит в
том, что гликопротеины (комплексные соединения углеводов и
белков), расположенные на поверхности клетки, воспринимают
и передают в клетку сигналы из внешней среды.

21.

Внимание, опыт! Предлагаю химический опыт для домашней
работы. Делать натощак. Чем голоднее будете, тем выше
активность фермента амилаза в Вашей слюне. Берёте кусочек
хлеба, чёрного, несладкого и жуёте. Долго. По мере жевания, Вы
увидите, что хлеб становится слаще и слаще. Крахмал в хлебе,
под действием фермента амилаза, превращается в сладкую
мальтозу(глюкозу). Вот так лаборатория!

22. 3.3. Липиды

Липиды — обширная группа жироподобных
веществ (сложных эфиров жирных кислот
и трёхатомного спирта глицерина),
нерастворимых в воде. К липидам
относят жиры, воски, фосфолипиды
и стероиды (липиды, не содержащие
жирных кислот).
Липиды состоят из атомов водорода,
кислорода и углерода.

23.

Классификация липидов
Простые липиды
Жиры (триглицериды) –
сложные эфиры
высокомолекулярных жирн.
кислот и трехатомного
спирта глицерина
Воска – сложные эфиры
высших жирн. кислот и
спиртов
Сложные липиды
Фосфолипиды –
(глицерин + фосфорн.
кислота + жирн.
кислота)
Гликолипиды (липид +
углевод)
Липопротеины (липид +
белок)

24.

ЖИРЫ (триглицериды)
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%.
ОБЩАЯ ФОРМУЛА ЖИРОВ:
Плотность жиров ниже, чем у воды,
поэтому в воде
они
всплывают
и
находятся на поверхности.

25.

ТРИГЛИЦЕРИД
Ы
ЖИРЫ
имеют животное
происхождение
МАСЛА
имеют растительное
происхождение
твердые
жидкие
в состав входят
насыщенные жирные
кислоты
В состав входят
ненасыщенные жирные
кислоты

26.

ВОСКИ
Это группа простых липидов, представляющих
собой сложные эфиры высших жирных кислот и
высших высокомолекулярных спиртов.
Из воска пчелы строят соты.

27.

СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ ФОСФОЛИПИДА
головка
(гидрофильна,
состоит
из
глицерина и остатка фосфорной
кислоты)
хвосты
(гидрофобны, состоят из отстаков
жирных кислот)
Фосфолипиды найдены и в
животных,
и
в
растительных организмах.
Фосфолипиды присутствуют во всех клетках живых существ, участвуя
главным образом в формировании клеточных мембран.

28.

ГЛИКОЛИПИДЫ
Гликолипиды находятся в миелиновой оболочке нервных
волокон и на поверхности нейронов, а также являются
компонентами мембран хлоропластов.
Строение нервного волокна
Хлоропласт

29.

ЛИПОПРОТЕИНЫ
В
форме
липопротеинов
липиды
переносятся
с
кровью и лимфой.
Холестерин переносится кровью по
сосудам в составе так называемых
липопротеинов — сложных комплексов,
состоящих из жиров и белков, и
имеющих несколько разновидностей.

30. Функции липидов

Запасающая — жиры являются основной формой
запасания липидов в клетке.
Энергетическая — половина энергии, потребляемой
клетками позвоночных животных в состоянии покоя,
образуется в результате окисления жиров (при окислении они
дают более чем в два раза больше энергии по сравнению с
углеводами).
Жиры используются и как источник воды (при окислении
1 г жира образуется более 1 г воды).
Защитная — подкожный жировой слой защищает
организм от механических повреждений.
Структурная — фосфолипиды входят в состав
клеточных мембран.
Теплоизоляционная — подкожный жир помогает
сохранить тепло.
Электроизоляционная — миелин, выделяемый клетками
Шванна (образуют оболочки нервных волокон), изолирует
некоторые нейроны, что во много раз ускоряет передачу
нервных импульсов.
Гормональная (регуляторная) — гормон надпочечников
(кортизон) и половые гормоны (прогестерон и тестостерон)
являются стероидами.
Смазывающая — воски покрывают кожу, шерсть, перья и
предохраняют их от воды. Восковым налётом покрыты
листья многих растений, воск используется при
строительстве пчелиных сот.

31.

Цитоплазматическая мембрана
Снаружи эукариотическая клетка, как и
прокариотическая, окружена
цитоплазматической мембраной. Она
выполняет те же функции, что и у
прокариот: изолирующую,
транспортную и рецепторную.
В клеточные мембраны встроены различные
специфические рецепторы — белки или
гликопротеины, распознающие определенные
молекулы (лиганды).
В многоклеточном организме каждый тип
клеток имеет свой уникальный набор
поверхностных рецепторов.
Мембранные белки участвуют в транспорте
определенных молекул внутрь клетки или из нее,
осуществляют структурную связь цитоскелета с
клеточными мембранами, служат в качестве
рецепторов для получения и преобразования
химических сигналов из окружающей среды.

32.

БЕЛКИ
Среди органических веществ клетки самыми разнообразными по свойствам и выполняемым
функциям являются белки, или протеины. В белках, в отличии от углеводов и липидов,
кроме углерода, кислорода и водорода содержится азот, а также могут присутствовать
атомы серы, фосфора и железа.
Белки — это биополимеры, мономерами в которых служат аминокислоты. В образовании
всего разнообразия белков участвует 20 α-аминокислот. Молекулы аминокислот имеют
две функциональные группы: карбоксильную (кислотную) и аминогруппу (основную).
Общая формула аминокислоты:
Аминогруппа и карбоксильная
группа способны взаимодействовать
между собой с отщеплением воды и
образованием пептидной связи CO−NH

33.

Структура белков
У некоторых белков формируется четвертичная структура. Она
Порядок соединения аминокислот
Третичная
структура белка возникает при
Полипептидная цепь сворачивается
в спираль
представляет собой комплекс нескольких макромолекул,
в макромолекуле белка называют первичной
радикалов аминокислот, а также
за счёт образования водородных взаимодействии
связей
имеющих третичную структуру. Четвертичную
структурой. Для каждого типа белка этамежду группировками атомов −NH
за счёт
дисульфидных мостиков, водородных и
и −CO,
структуру удерживают непрочные ионные и водородные связи, а
структура уникальна.
ионных связей.
расположенными на разных
также гидрофобные взаимодействия.
участках макромолекулы.

34.

Структура белков
Белки могут соединяться с углеводами, жирами и нуклеиновыми
кислотами с образованием комплексных соединений: гликопротеинов,
липопротеинов, нуклеопротеинов.

35.

Под действием внешних факторов: облучения, нагревания, некоторых химических веществ и др. — происходит нарушение
пространственной структуры белковых молекул. Этот процесс называется денатурацией.
Денатурация в некоторых случаях обратима. Обратный процесс называется ренатурацией.

36.

Функции белков

37.

Радикалы со свойствами
оснований (щелочные)
Лизин
гистидин
аргинин

38. Радикалы со свойствами кислот

аспарагиновая
кислота
глутаминовая
кислота

39. Незаряженные полярные радикалы

Аспарагин
тирозин
глутамин
серин
треонин

40. Неполярные радикалы

Аланин
фенилаланин
валин
пролин

41. Неполярные радикалы

42.

Выделяют первичную, вторичную, третичную и
четвертичную структуру белка

43. Первичная структура белка

Определение: первичная структура белка –
это последовательность расположения
аминокислотных остатков в
полипептидной цепи.
C –
конец
N –
конец
рис.2.8

44.

Определение: Вторичная структура белка –
это упорядоченное строение полипептидных цепей,
обусловленное водородными связями между
группами С=О и N-H разных аминокислот.