Биоорганические соединения

1.

Биоорганически
е соединения.
Углеводы

2.

Биоорганические
соединения:
Что это и
зачем они
нужны?

3.

Что такое
биоорганические
соединения?
– это органические молекулы,
которые содержатся в живых
организмах и играют ключевую роль
в их функционировании
=
Органические молекулы + жизнь

4.

4 основных
класса
Липиды
Углеводы
Белки
(жиры)
– Структурные
компонентами
• Обеспечивают
энергией
• Запасают
энергию
• Составляют
клеточные
мембраны
• Роль в
гормональной
регуляции
• Катализ
• Транспорт
• Защита
Структурную
поддержка
• Регуляция
Нуклеиновые
кислоты
(ДНК и РНК)
• Хранение,
передача
генетической
информации
• Участие в
синтезе
белков

5.

Структурная:
•Клеточная
мембрана
•Соединительна
я ткань
•Клеточные
стенки
Каталитическа
я:
• Ферменты
Зачем они
нужны?
Их функции:
Защитная:
Транспортная
:
Энергетическая
:
• Углеводы
• Липиды
• Антитела
Свертывание
крови
• Гемоглобин
Липопротеины
Регуляторная
:
• Гормоны
Нуклеиновые
кислоты
Генетическая:
• ДНК
• РНК

6.

Биоорганические
соединения–
фундамент жизни.
Они выполняют разнообразные функции,
необходимые для поддержания жизни
организмов. Понимание их структуры и
функций является ключевым для понимания
биологических процессов и разработки новых
лекарств и технологий.
Без биоорганических соединений жизнь в том
виде, в котором мы её знаем невозможна.

7.

Белки
–
являются важнейшим классом биоорганических веществ.
Они играют ключевую роль в клетке, присутствуют в виде главных
компонентов в любых формах живой материи.
Имеют первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуры.
Функции белка:
• Структурная
• Двигательная
• Опорная
• Транспортная
• Регуляторная
• Защитная
•Каталитическая

8.

Липиды
К липидам относятся жиры и жироподобные вещества. Жиры –
сложные эфиры трёхатомного спирта глицерина и высших жирных
кислот.
Функции липидов:
• Структурная
• Энергетическая
• Электроизоляционная
• Запасающая
• Регуляторная
• Защитная
• Теплоизоляционная
• Смазывающая

9.

Нуклеиновые кислоты –
биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды, соединенные
фосфодиэфирной связью через остаток фосфорной кислоты.
В клетках имеются два типа нуклеиновых кислот:
• Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК);
• Рибонуклеиновая кислота (РНК).
Функции нуклеиновых кислот:
• Хранение наследственной информации
• Передача наследственной информации
следующему поколению
• Участие в катализе некоторых
химических реакций
• Контроль синтеза белка

10.

Углеводы
Углеводы делят на моносахариды, олигосахариды и
полисахариды:
• Моносахариды: пятиуглеродные – рибоза , дезоксирибоза,
шестиуглеродные –глюкоза, фруктоза.
• Олигосахариды – содержат в своем составе от 2 до 10-20
моносахаридных остатков, связанных гликозидными связями.
Наиболее распространены в природе дисахариды: сахароза в
растениях, лактоза в молоке млекопитающих. Общая формула
сахарозы и лактозы – С12Н22О11.
• Полисахариды — линейные или разветвленные биополимеры,
молекулы которых построены из моносахаридов, связанных
гликозидными связями. Представители: крахмал и целлюлоза. Их
общая формула (С6Н10О5)n.

11.

Углеводы:
их применение

12.

Пищевая
промышленность:
Сахароза, крахмал, пектины.
Агар-агар, полученный из
красных водорослей
В медицине:
Глюкоза, фруктоза, сахароза и
крахмал.
Полисахариды используются как
иммуностимулирующие средства, а
также для приготовления гелевых
субстанций, мазей и эмульсий.

13.

В текстильной
промышленности для
производства шлихты:
В целлюлознобумажной, текстильной
и химической
промышленности:
Крахмалы:
картофельный,
тапиоковый,
кукурузный, пшеничный.
Целлюлоза и её
производные (лён,
хлопок)
Получение взрывчатых
материалов:
Углеводородов + азотная
кислота
Тротил является основным
взрывчатым веществом для
военных целей.

14.

Углеводы:
их роль

15.

Необходимы для
строительства и
восстановления
Структурная
поддержка:
целлюлоза,
хитин
обеспечивают
структурную
целостность
Неисчислимое
множество
ролей:
Межклеточная
коммуникация
Помощь в
снижении
уровня
холестерина
Иммунная
функция
Здоровье
пищеварительной
системы и ее
бесперебойная
работа
Выработка
и хранение
энергии
Важная
роль в
жировом
обмене
Генетическа
я
информация

16.

Углеводы являются важной частью нашего
рациона. Наш организм преобразует углеводы в
глюкозу, которая даёт нам энергию.
Когда организм потребляет слишком много
углеводов, они откладываются в клетках печени в
виде гликогена — сложного углевода. Однако
уровень сахара в крови необходимо
контролировать.
Инсулин — это гормон, вырабатываемый
поджелудочной железой, который снижает уровень
сахара в крови и откладывает его в виде жира в
печени и мышцах.

17.

И ещё несколько
важных ролей
углеводов
• АТФ – важнейшая молекула, переносящая энергию в живых организмах,
состоит из рибозы — углевода.
• Зелёные растения преобразуют углекислый газ в органические вещества,
такие как сахара, которые обеспечивают растения энергией.
• В почве некоторые углеводы способствуют прорастанию семян и росту
корней.
• Противовоспалительные свойства некоторых сложных олигосахаридов и
олигонуклеотидов помогают в лечении рака.
• Для лечения ВИЧ и гепатита С используются противовирусные препараты,
содержащие нуклеозидные аналоги необычных сахаров.

18.

Углеводы:
окисление

19.

Окисление
Окисление углеводов –
углеводов важный процесс для получения энергии в живых
организмах.
Оно происходит внутри клеток в результате серии
химических реакций (клеточного дыхания). В результате
окисления углеводов в клетках образуется значительное
количество энергии в форме АТФ.
1 г углеводов при окислении -> 17,6 кДж (4,1 ккал) энергии.

20.

Окисление углеводов –
С пищей в организм поступают разные
углеводы. Эти соединения распадаются в
органах пищеварения до глюкозы, всасывается
стенками тонкого кишечника, попадая в кровь.
Глюкоза — это главное энергетическое вещество
организма. Она необходима для работы всех
органов. Основная часть глюкозы окисляется в
клетках до СО2 и Н2О, которые удаляются с
выдыхаемым воздухом или с мочой.
Неиспользованная глюкоза превращается в
гликоген (животный крахмал) и накапливается в
клетках печени и в мышцах.

21.

Как это происходит?
Внутриклеточное окисление глюкозы
включает два этапа:
Анаэробный этап в цитоплазме — гликолиз. без
участия кислорода. На первых этапах гликолиза
тратится две молекулы АТФ на
фосфорилирование 1 молекулы сахара.
Затем происходит окисление фосфотриозы до
фосфоглицериновой кислоты (ФГК) путём
отнятия двух атомов водорода и переноса их на
НАД+ с образованием НАД∙Н.

22.

Внутриклеточные окисление глюкозы.
Второй этап:
Аэробный этап в митохондриях при
участии молекулярного кислорода. В
присутствии кислорода обмен
углеводов переключается на более
эффективный путь образования
энергии — аэробное окисление, которое
подавляет гликолиз.

23.

Некоторые химические реакции окисления углеводов:
Полное окисление до углекислого газа и воды (горение):
H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O.
Окисление концентрированной серной кислотой. При этом происходит
обугливание и выделение газов вследствие окисления углевода H2SO4:
C6H12O6 → 6C + 6H2O.
Окисление альдегидной группы. При взаимодействии альдегидной группы
углеводов с окислителями, например, перманганатом калия KMnO4, азотной
кислотой HNO3 или бромной водой Br2, происходит её окисление до
карбоксильной –COOH:
C6H12O6 + Br2 = C6H12O7 + HBr + H2O

24.

Спасибо за
внимание!