КВНЗ І рівня акредитації Полтавської обласної ради
«Лубенське медичне училище»
ОРГАНІЧНІ РЕЧОВИНИ.
ЛІПІДИ. ВУГЛЕВОДИ.
Методична розробка
теоретичного заняття
підготувала викладач
біології Сухенко Т.А.
м. Лубни
І. Актуалізація теми:
Вивчення теми "Органічні речовини. Вуглеводи. Ліпіди» передбачено навчальною програмою. Кожен студент повинен ознайомитися із органічними речовинами, їх різноманітністю та значенням; оволодіти знаннями про моносахариди, полісахариди, їх біологічну роль в життєдіяльності організмів; мати уявлення про процеси утворення з малих органічних молекул макромолекул. Саме біологічне знання допоможе майбутньому медичному працівнику з'ясувати причини і механізми розвитку хвороби, а також запобігти їх проявам.
ІІ. Навчальна мета:
Розширити знання студентів про хімічний склад живих організмів, а саме про органічні сполуки; ознайомити із будовою, властивостями, функціями ліпідів та вуглеводів, розкрити значення цих органічних сполук у живій природі. Розвивати уміння
Студент повинен:
Знати:
органічні речовини, що входять до складу організмів;
будову і властивості органічних речовин;
роль вуглеводів, ліпідів у клітині ;
значення моносахаридів, олігосахаридів, полісахаридів для клітини і організму.
Уміти:
порівнювати будову та функції органічних молекул та сполук у клітинах живих організмів;
характеризувати властивості та біологічну роль ліпідів;
пояснювати роль моно, оліго, полісахаридів;
спостерігати, аналізувати та робити відповідні висновки;
ІІІ. Виховна мета:
Виховувати матеріалістичні погляди та уявлення про спадковий зв’язок живої і неживої природи, про єдність хімічного складу організмів.
ІV. Міждисциплінарна інтеграція.
А) Забезпечуючі дисципліни:
- хімія (знати хімічні елементи);
- фізика (знати фізичні властивості клітин).
Б) Наступні дисципліни, що забезпечуються:
- анатомія (знати будову внутрішніх органів);
- латинська мова (знати термінологію);
- медична біологія (знати хімічні елементи клітин);
V. Місце проведення заняття: аудиторія.
VІ. Навчальний час: 2 години.
VІІ. Вид заняття: лекція.
VІІІ. Забезпечення заняття:
Таблиці.
Схеми.
Малюнки.
Навчальні картки.
Підручники.
Орієнтаційна картка для роботи з літературою по темі: " Органічні речовини клітини".
Презентації по темі.
ІХ. Організаційна структура та зміст заняття.
Основні елементи заняття та цільові навчальні питання | Методи знань, умінь та навичок | Матеріали контролю, наочні посібники, ТЗН | Рівень знань | Час, хв |
І. Організація заняття, контроль готовності групи до заняття. | Рапорт чергового, перевірка присутності студентів, форми одягу, готовності до заняття. | | | 2 хв. |
ІІ. Контроль знань по темі «Неорганічні речовини». |
а) картки б) картка ООД в) вирішення тестів 3. Усне опитування. |
2. а) запитання на картках б) картка ООД в) тести 3.Запитання для усного опитування. | І ІІ ІІ ІІ ІІІ | 5 хв. Всього 10 хв. 10 хв. |
ІІІ. Постановка учбової мети. | Тема заняття, мета, актуальність теми. | | І | 5 хв. |
ІV. Подача матеріалів нової теми: "Неорганічні сполуки клітини". | Розповідь, пояснення з демонстрацією. | | | 45 хв. |
V. Закріплення нового матеріалу. | Демонстрація презентації по темі. | | ІІ | 5 хв. |
VІ. Домашнє завдання. | | Вивчити відповідний параграф підручника. Підготувати реферат. | | 3 хв. |
VІІ. Підведення підсумків заняття та виставлення оцінок. | | | | 5 хв. |
Фронтальне опитування.
Назвіть будову молекули води;
Перелічіть функції води у клітині;
Розкажіть про значення мінеральних солей.
Письмове опитування.
Із переліку хімічних елементів C, Cl, I, K, F, Mg, P, Ca, O, Na вибрати один згідно запитань:
- входить до складу біомолекул; (С)
- основний позитивно заряджений іон в організмі тварин; (К)
- основний компонент кісток і черепашок;(Са)
- негативно заряджений іон в організмі тварин; (Cl)
- головний внутрішньоклітинний позитивно заряджений іон; (Na)
- входить до складу гормонів щитовидної залози; (I)
- входить до складу зубів; (F)
- структурний елемент білків, нуклеїнових кислот, АТФ; (Р)
- активізує діяльність ферментів, структурний компонент хлорофілу; (Mg)
- входить до складу води та біомолекул; (О).
Усне індивідуальне опитування.
Яке значення має вода в клітині організму.
Охарактеризувати структуру, функції, види властивостей води.
Назвати функції мінеральних речовин.
Перелічити основні мінеральні речовини, необхідні для нормального розвитку організму.
Які небезпечні мінеральні солі ви знаєте?
Карта ООД для роботи з літературою по темі:
" Неорганічні речовини клітини"
Питання, що вивчаються | Вказівки до завдання | Самостійний запис |
1. Органогенні елементи. | Дати визначення | |
2. Оксиген. | Коротко описати | |
3. Карбон. | Коротко описати | |
4. Гідроген. | Коротко описати | |
5. Нітроген. | Коротко описати | |
6. Функції води в організмі. | Описати | |
7. Хімічні властивості води. | Перелічити | 1. 1. 3. |
8. Фізичні властивості води. | Перелічити | 1. 2. 3. |
9. Агрегатні стани води. | Перелічити | 1. 2. 3. |
10. Тургор і об'єм. | Дати визначення | |
11. Роль мінеральних солей в організмі. | Перелічити | |
11. Шляхи надходження мінеральних солей в організм. | Перелічити | |
12. Функції мінеральних солей. | Перелічити | |
13. Інші неорганічні компоненти клітин. | Перелічити | |
Тести програмованого контрою.
Неорганічні речовини клітини
1. Хімічний склад клітин, живих організмів, шляхи їхнього виникнення
перетворення вивчає наука:
а) біотехнологія; б) цитологія; в) гістологія; г) біохімія; д) фізіологія;
е) генетика.
2. До органогенних хімічних елементів належить;
а) Фтор; б) Ферум; в)Нітроген; г) Фосфор; д) Гідроген; е) Купрум
3. До макроелементів належать:
а) Фосфор; б) Бор; в) Кобальт; г) Сульфур; д) Натрій; е) Йод.
4. До мікроелементів належать:
а) Кальцій; б) Ферум; в) Фтор; г) Цинк; д) Хлор; е) Магній.
5. Регуляцію роботи серця забезпечують іони:
а) Натрію; б)Калію; в) Феруму; г) Магнію; д)Кальцію; е) Купруму.
6. До складу гормонів щитоподібної залози входять:
а) Купрум; б) Бор; в) Йод; г) Фтор; д) Кобальт; е) Магній.
7. До складу шлункового соку людини входять іони:
а) Сульфуру; б) Йоду; в) Хлору; г) Фтору;
д) Фосфору; е) правильної відповіді немає.
8. Функції води в організмі живих істот:
а) входить до складу емалі зубів;
б) створює основу внутрішнього середовища;
в) бере участь у реакціях розщеплення органічних сполук;
г) регуляція теплового режиму;
9. Розчинні у воді сполуки називають:
а) гідрофобними; б) гідрофільними; в) біополімерами;
г) органічними; д) неорганічними; е) правильної відповіді немає.
10. Нерозчинні у воді сполуки називають:
а) гідрофобними; б) гідрофільними; в) біополімерами;
г) органічними; д) неорганічними; е) правильної відповіді немає.
Відповіді до тестів:
Г
В,Д
А, Г
В, Г.
В, Д
В
В
Б, В, Г.
Б
А
Лекція
План
Органічні речовини, їх різноманітність та значення.
Малі органічні молекули: ліпіди, їх будова, властивості.
Малі органічні молекули: моносахариди, їх будова, властивості.
Біополімери: полісахариди, будова, властивості, роль.
Вивченням органічних речовин займається органічна хімія. Термін «органічна хімія» вперше запропонував в 1806 році шведський хімік Берцеліус. Вважалося, що всі органічні речовини мають одну дуже важливу особливість, думали, що вони утворюються тільки під дією особливої життєвої сили, яка існує лише в жтвій природі в організмі тварин і рослинах. Ці уявлення переважали до початку ХІХ ст. Берцеліус – один із головних прибічників теорії життєвої сили – писав у 1815 р.: «Коли розглядаємо наш організм як машину, то які б знання про його будову ми не мали, як би глибоко не розуміли взаємодію реовин однією з одною, причина більшості явищ в живому організмі залишається так глибоко прихована від нас, що ми, певно, не зможемо виявити її. Цю приховану причину ми називаємо «життєвою силою» В 1845 році німецький хімік Кольбе синтезував із деревного вугілля, сірки, хлору та води оцтову кислоту. В 1851 француз Бертло при температурі червоного розжарювання із етилового спиоту та оцтової кислоти синтезував фенол, нафталін. Отже, стало ясно, що для утворення органічних речовин ніякої «життєвої сили» не потрібно, необхідні сили тільки хімічні та фізичні. Органічні речовини - це сполуки Карбону з іншими елементами, що виникли в живих істотах або є продуктами їхньої життєдіяльності. Органічні сполуки присутні в атмосфері, поверхневих і підземних водах, осадах, ґрунтах і гірських породах. У складі органічних сполук переважають органогенні хімічні елементи (Гідроген, Оксиген, Нітроген і Карбон). Ковалентно зв"язані атоми Карбону утворюють ланцюжки або ряди кілець (так званий скелет молекули). Раніше помилково вважалося, що органічні сполуки можуть утворюватися тільки в живих організмах. Можливість перетворення неорганічних речовин на органічні була доведена пізніше. Зараз більшість органічних сполук виробляється штучним шляхом. До складу клітин входять різні органічні сполуки: ліпіди, вуглеводи, білки, нуклеїнові кислоти тощо. Уміст органічних сполук у клітинах становить в середньому 20-30 %. Їхні молекули можуть мати високу молекулярну масу. Зокрема, молекулярна маса більшості білків становить від 6000 до 1 000 000, деяких нуклеїнових кислот - сягає кількох мільярдів дальтонів (1 дальтон відповідає 1/12 атомної маси ізотопу карбону 12С, тобто 1,67 10-24 г). Високомолекулярні органічні сполуки можуть складатися з великої кількості однакових чи різних за хімічною будовою ланок (простих молекул - мономерів). Такі сполуки називають біополімерами, або макромалекулами. Наприклад, молекули білків складаються із залишків амінокислот, нуклеїнових кислот - з нуклеотидів, а складних вуглеводів (полісахаридів) - з моносахаридів. Біологічно активні речовини (органічні речовини - ферменти, гормони, вітаміни, деякі отрути тощо) впливають на процеси обміну речовин і перетворення енергії загалом або на окремі їхні ланки. Багато з них здійснюють гуморальну регуляцію процесів життєдіяльності різноманітних істот. Основні типи органічних сполук, що входять до складу організмів
2.Малі органічні молекули: ліпіди, їх будова, властивості. Ліпіди — це олієподібні або жирні речовини. Ліпіди - переважно гідрофобні органічні сполуки, які розчиняються в неполярних речовинах (естері, хлороформі, ацетоні та ін.). Молекулярна маса ліпідів зазвичай становить 50-1500. Більшість ліпідів - похідні вищих жирних кислот, спиртів або альдегідів. • Різноманітність ліпідів. Серед ліпідів розрізняють прості та складні. До простих ліпідів належать речовини, які побудовані зі сполучених між собою залишків жирних кислот (або альдегідів) і спиртів, наприклад жири та воски. Складні ліпіди - сполуки, утворені внаслідок взаємодії молекул простих ліпідів з іншими речовинами. До них належать ліпопротеїди (сполуки ліпідів і білків), гліколіпіди (ліпідів і вуглеводів), фосфоліпіди (ліпідів і ортофосфатної кислоти). Жири — складні естери, утворені триатомним спиртом гліцерином і трьома залишками жирних кислот. Вони відкладаються у вигляді жирових включень у рослинних і тваринних клітинах. Підвищений вміст жирів (до 90 %) характерний для клітин нирок, підшкірної клітковини, жовтого тіла членистоногих. У деяких рослин (соняшника, волоського горіха, маслин тощо) жирів багато в насінні та плодах. Воски виконують здебільшого захисну функцію. У ссавців віск виділяють лоєві залози шкіри: вони надають шкірі еластичності і зменшують зношення волосяного покриву. У птахів віск секретує куприкова залоза, розташована над основою хвоста. Її секрет надає пір"яному покриву водовідштовхувальних властивостей (пригадайте: ця залоза добре розвинена саме у водоплавних птахів). Восковий шар вкриває листки наземних рослин і поверхню зовнішнього скелета членистоногих - мешканців суходолу, запобігаючи надлишковому випаровуванню води з поверхні тіла. Добре розвинені восковидільні залози, розташовані в черевці медоносних бджіл-робітниць. Як ви пам"ятаєте, з воску бджоли будують стільники. Віск широко використовують у медицині, промисловості та інших сферах діяльності людини. Ще одна важлива група ліпідів - гідрофобні спирти стероїди. Карбоновий ланцюжок стероїдів утворює декілька кілець, тому вони належать до так званих циклічних органічних сполук. Стероїдну природу, зокрема, мають статеві гормони людини - естрогени (жіночі) та андрогени (чоловічі), а також гормони надниркових залоз (кортикостероїди). Один з найвідоміших стероїдів - холестерин. В організмі ссавців і людини він слугує попередником під час синтезу статевих гормонів. У плазмі крові холестерин перебуває у вигляді складних естерів з жирними кислотами, які він транспортує. Холестерин синтезують клітини печінки; він входить до складу жовчі. Разом з тим ця сполука потрапляє в організм і з жирною їжею. Надлишок холестерину внаслідок неправильного харчування або підвищеної функції печінки порушує нормальне функціонування організму людини. Функції ліпідів.
Фізичні властивості жирів. Деякі жири за звичайної температури — тверді речовини (бараняче, яловиче, свиняче сало, розповідь вчителя див. додаток), інші — рідкі, називаються оліями (соняшникова, бавовняна, лляна, кукурудзяна, соєва, обліпихова, рицинова і т. д). Жири, в яких переважають насичені кислоти,— тверді; жири, серед яких переважають ненасичені кислоти, — рідкі. Наприклад, олеїнова кислота, основний компонент оливкового масла, за звичайних температур буває рідкою, бо її температура плавлення становить 13,4 °С, тоді як пальмітинова та стеаринова мають температури плавлення 63,1 та 69,6 °С відповідно і за звичайних температур повітря залишаються твердими. Жири, неначе тепла ковдра, обгортають наше тіло і гріють нас. Вони відкладаються під шкірою, коли ми їмо більше, ніж треба. Жири дуже погано розчиняються у воді. Вони добре розчинні в діетиловому етері, бензині, спиртів інших органічних розчинниках.
( Студенти рекламують олії скориставшись джерелами інтернету). Я відвідав аптеку і буду рекламувати ті олії, які безпосередньо використовує людина в разі досить різних хвороб. Один тільки перелік їх зайняв би значну частину часу, та я назву основні з них: • камфорна олія (і всім роздам маленький проспект про неї); • олія насіння гарбуза; • олія анісова; • ефірна олія гірчиці; • олія мигдалю; • обліпихова олія; • лавандова олія; • евкаліптова олія; • фенхелева олія; • терпентинова олія; • рицинова олія; • олія дурману; • лляна олія; • олія плодів шипшини; • олія м’ятна; • олія пихтова; • олія ялицева. Усі ці олії дуже широко використовуються для лікування багатьох хвороб, а застосування дуже просте: а) розтирки, компреси, мазі на основі цих олій; б) три-п’ять крапель олії на один прийом у ванну; в) одна-дві краплі олії на арома-лампу, щоб 15-20 хвилин вдихати пари відповідної олії; г) внутрішнє застосування. Олія волоського горіха — це рослинний жир, отриманий методом холодного пресування відбірного, екологічно чистого ядра горіха. В ядрі міститься від 50 до 72 % олії. До її складу входять вітаміни Е, С, Р, групи В, гліцериди олеїнової та лінолевої кислот, солі Феруму і Кобальту, Фосфор, Калій, Флуор, Купрум, Цинк та інші мікроелементи (всього близько 80 елементів періодичної системи), дубильні речовини. Горіхова олія зарекомендувала себе як дуже ефективний засіб для лікування та профілактики серцево-судинних, нашкірних, кишкових захворювань, ожиріння, хвороб печінки і нирок. Вона також тонізує діяльність нервової системи, прискорює відновлення сил після хвороб, операцій, затримує процес старіння. Такі властивості олії волоського горіха зумовлені переважно вмістом у ній вітаміну Е, який є природним антиоксидантом. Олія горіха запобігає утворенню тромбів і поліпшує стан кровоносних судин, допомагає позбутися набряків кінцівок. Деякі лікарі в разі серцево-судинних захворюваньостаннім часом рекомендують уживати олію лише волоського горіха , бо вона не містить холестерину. Я рекламую олію із зародків пшениці. Вона містить вітаміни Е, А, В, С, Р, широкий спектр макро- та мікроелементів та необхідні організму амінокислоти. Люди, які вживають цю олію, зміцнюють імунну систему, стимулюють процеси кровотворення, відновлюють печінкові клітини, здійснюють профілактику серцево-судинних, шлунково-кишкових захворювань, а також захворювань ендокринної системи. Я рекламую олію з насіння гарбуза. Ця олія відрізняється високим умістом каротиноїдів, які в організмі перетворюються на вітамін А, багата на ненасичені жирні кислоти, білки, вітаміни Е, В, В2,Р, цинк та інші мінеральні речовини. Нормалізує обмін речовин, що дуже важливо для розв’язання проблем зниження ваги, покращує стан шкіри, а також знижує ризик виникнення флебітів і варикозного розширення вен, покращує роботу шлунково-кишкового тракту. Я рекламую олію з насіння льону. Вона містить поліненасичені жирні кислоти, вітаміни, каротини, лігніни. Її вживають для профілактики склерозу, хвороб нервової системи, стимуляції імунної системи, профілактики утворення пухлин, нормалізації ліпідного обміну, зниження рівня холестерину в крові. Я рекламую олійний екстракт з насіння розторопші. Ця цілюща олія відрізняється вмістом вітамінів А, Ц, Е, К, мікроелементів: міді, цинку, селену. Вона зміцнює мембрани клітин, стимулює утворення нових клітин печінки, покращує роботу кишечнику, знижує алергічну реакцію, заживляє рани, є протисклеротичним засобом. Вживати ці олії бажано двічі на день по чайній ложці натщесерце. На основі цих олій з додаванням лікарських трав створені лікувальні бальзами. А тепер я хочу познайомити вас із ефірними оліями. Ефірні олії навчились отримувати близько 5000 років тому, про що свідчать археологічні знахідки в Месопотамії. Лікування ароматами використовувалося в стародавньому Китаї, Індії, Персії, Єгипті. Ереки та римляни навчилися цього після завоювання Єгипетської імперії. Уже в XVст. були відомі ефірні олії троянди, лаванди, шавлії, у ХУ-ХУІІ ст. були отримані основні ефірні олії з понад 120 рослин. (Демонструє ефірні олії.) Щоб приготувати ароматичну ванну, необхідно спочатку кілька крапель ефірної олії розчинити в гелі, шампуні чи іншому миючому засобі, а потім додати у воду. Для ванн можна застосовувати як один вид ефірної олії, так і їх суміш. Наприклад, для підбадьорюючої ванни беруть суміш ефірних олій розмарину, сосни та лимону; для ванни в разі застуди — евкаліпту, чайного дерева та ялини; для ванни для заспокоєння нервової системи — меліси, лаванди, валеріани та петитгрейну. Ароматичні речовини контактують з усією поверхнею шкіри, швидко всмоктуються, потрапляючи в лімфатичні судини, омивають разом з лімфою всі органи. Крім сильного впливу на шкіру, ефірні олії діють на легені, кишечник, нирки, нервову систему. Для інгаляцій у разі захворювань дихальних шляхів використовують олії евкаліпта, кропу, анісу, лаванди, м’яти, сосни, пихти. Інгаляції можуть бути холодними (аромат вдихають або прямо з флакона, або після нанесення на тканину) чи теплими з використанням спеціального інгалятора. Демонструє інгалятор. Аромати, потрапляючи на рефлексогенні точки носа, подразнюючи їх, викликаючи нервові імпульси, чинять у цей час пряму дію на органи дихання та запобігають застійним та запальним процесам. Для ароматизації приміщень використовується аромалампа, в яку наливається трішки теплої води, додається кілька крапель олії, запалюється свічка. За рахунок повільного нагрівання води відбувається поступове насичення повітря ароматом. Проводити цю процедуру необхідно за закритих вікон та дверей. У разі головного болю застосовують ефірні олії лимону, лаванди, м’яти, троянди; у разі нервової депресії — пихти, бергамоту; у випадку риніту — сосни, евкаліпту, розмарину, гвоздики; за підвищеного артеріального тиску — лимону, апельсину, іланг-ілангу, лаванди. (Ароматизує приміщення олією іланг-ілангу.) Цей запах нормалізує коронарний кровотік, іннерваціїо серцевого м’яза в разі аритмії, ішемічної хвороби серця, запобігає головному болю в разі і підвищеного тиску є протисудомним засобом, антидепресантом, посилюєенергетику, підвищує почуття впевненості в собі. Крім того, ефірні олії вживають внутрішньо разом з однією столовою ложкою харчової олії в разі безлічі хвороб. Про це можна прочитати в книжці «Профілактика та лікування захворювань ароматами». Також названі олії застосовують у косметиці — для збагачення кремів, тоніків, шампунів, гелів для душу та для виготовлення парфумів.
| |||||||||
| | | |
Додаток
Функції простих ліпідів
Клас сполук | Функції |
Воски | Утворюють водонепроникні шари на поверхні тіла. Входять до складу зовнішнього скелета комах. Використовуються бджолами для будівництва стільників |
Тригліцериди | Виконують структурні й енергетичні функції. Є основою біологічних мембран. Тригліцериди, які за температури 20 °С залишаються твердими, традиційно називають жирами, а ті, які за цієї температури є рідкими,— оліями |
Стероїди й терпени | Виконують структурні, регуляторні й захисні функції. Відіграють важливу роль в обміні речовин |
Класифікація ліпідів
Класифікація жирів
3.Малі органічні молекули: моносахариди, їх будова, властивості, роль.
Вуглеводи – органічні речовини, до складу яких входять С, О, Н. Загальна формула Сn (Н2О)n. Всі вуглеводи поділяються на моносахариди і полісахариди.
Моносахариди, або прості цукри – є органічними сполуками, що складаються з однієї молекули і являють собою тверді, кристалічні речовини, розчинні у воді і солодкі на смак.
У залежності від кількості вуглецевих атомів, що входять до молекули вуглецю, розрізняють:
- триози – мають 3 атоми;
- тетрози – 4 атоми;
- пентоди – 5 атомів;
- гексози – 6 атомів.
У природі найпоширеніші гексози та пентози. Прикладами гексоз є глюкоза, фруктоза. Ці сполуки надають солодкого смаку плодам, меду, а глюкоза є дуже важливою складовою метаболізму. До пентоз, наприклад, належать рибоза і дезоксирибоза, що входять до складу відповідно рибонуклеїнових (РНК) і дезоксирибонуклеїнової (ДНК) кислот. Моносахариди добре розчиняються у воді.
Заповнення разом з учнями таблиці
Основні функції моносахаридів
Моносахариди | Функції |
Тріози (С3Н6O3) | Відіграють важливу роль проміжних продуктів у процесах дихання і фотосинтезу |
Тетрози (С4Н8O4) | У живих організмах трапляються рідко, переважно в деяких прокаріотів |
Пентози (С5Н10О5) | Входять до складу нуклеїнових кислот, беруть участь у синтезі деяких коферментів, полісахаридів і макроергічних сполук (АМФ, АТФ тощо), у процесі фотосинтезу |
Гексози (С6Н12О6) | Є джерелами енергії, яка вивільняється під час реакцій окиснення в процесі дихання, входять до складу оліго- та полісахаридів |
Гептози (С7Н14O7) | У рослин з родини Товстянкові відіграють важливу роль як один із проміжних продуктів фотосинтезу |
Характеристика моносахаридів.
Кристалізуються.
Солодкі на смак.
Мають постійну молекулярну масу.
Не гудролізуються.
Розчинні у воді.
Характерні 2 структурні форми:
лінійна (карбоновий лакцюг відкритий)
циклічна (карбоновий ланцюг замкнений).
Крім того, здатність моносахаридів утворювати як лінійні, так і розгалужені молекули призводить до -того, що один моносахарид може утворити кілька різних полісахаридів, і ці полісахариди можуть досить сильно відрізнятися за своїми властивостями.
4.Біополімери: полісахариди, будова, властивості, роль.
Біополімери (поліцукри, поліози) – високомолекулярні вуглеводи, що складаються із залишків моносахаридів, зв’язаних глікозидними зв’язками.
Вони:
-нерозчиняються у воді;
-утворюють колоїдний розчин;
-не мають солодкого смаку;
-здатні гідролізуватися до моносахаридів.
Залежно від того, з яких залишків утворені полісахариди, розрізняють:
-гомополісахариди – утворені з залишків одного моносахариду;
-гетерополісахариди – утворені з залишків двох або більше різних моносахаридів.
До полісахаридів належать біополімери:
-арабани, ксилани (утворені із залишок пентоз);
-крохмаль, глікоген, целюлоза (утворені із залишок гексоз);
-мукополісахариди, мукопротеїди, глікопротеїди (утворені із різних компонентів).
Є резервні полісахариди і структурного значення.
До типових резервних полісахаридів належить крохмаль.
До структурних полісахаридів належить хітин (входить до складу клітинних стінок грибів, деяких зелених водоростей, кутикул членистоногих). Хітин нерозчинний у воді, але хімічно інертний.
У грибів, тварин і людини резервним полісахаридом є глікоген, локалізований у м’язах печінки.
Слід звернути увагу студентів на те, що поділ на олігосахариди й полісахариди є кількісним. Обидві групи вуглеводів утворюються шляхом об’єднання молекул моносахаридів у полімерні структури. Якщо кількість молекул моносахаридів у полімері є невеликою, то його відносять до олігосахаридів. Якщо ж кількість молекул моносахаридів у складі полімеру досягає сотень і тисяч, то його називають полісахаридом. Частіше за все в живих організмах трапляються дисахариди (складаються із двох молекул моносахаридів), трисахариди (складаються із трьох молекул моносахаридів) і полісахариди (складаються з кількох тисяч молекул моносахаридів).
Олігосахариди (олігоцукри) – полімерні вуглеводи.
Ці сполуки здатні кристалізуватися, добре розчинні в воді, солодкі на смак, мають постійну молекулярну масу.
До олігосахаридів належать дисахариди:
-сахароза (буряковий, тростинний цукор)
-лактоза (молочний цукор)
-мальтоза (солодовий цукор)
-трегалоза (грибний цукор)
Заповнити таблицю, яка відображає особливості будови й функції найбільш поширених оліго- і полісахаридів.
Особливості будови й функції оліго- і полісахаридів
Назва речовини | Особливості будови | Функції |
Сахароза | Дисахарид, який складається із залишків двох молекул — глюкози і фруктози | Дуже поширена речовина, що широко використовується рослинами як транспортна форма вуглеводів |
Лактоза | Дисахарид, який складається із залишків двох молекул — глюкози й галактози | У великій кількості міститься в молоці ссавців, може входити до складу гліколіпідів |
Мальтоза | Дисахарид, який складається із залишків двох молекул глюкози | Основний структурний елемент ряду полісахаридів (наприклад, крохмалю і глікогену). У великій кількості міститься у пророслих насінинах злаків |
Трегалоза | Дисахарид, який складається із залишків двох молекул глюкози, але, через інший спосіб їх з’єднання, відрізняється за властивостями від мальтози | Головний вуглевод гемолімфи багатьох видів комах. Трапляється в клітинах ряду водоростей, грибів і вищих рослин |
Рафіноза | Трисахарид, який складається із залишків трьох молекул — глюкози, фруктози й галактози | Один з основних запасаючих вуглеводів рослин. У великій кількості цю речовину містять цукровий буряк і цукрова тростина |
Інулін | Полісахарид, який складається із залишків фруктози | Запасаючий полісахарид рослин, який відкладається у підземних органах представників родини Айстрові та деяких інших родин |
Крохмаль | Полісахарид, який складається із залишків глюкози. Складається з полімерних молекул двох типів — лінійної амілози (приблизно на 25 %) та розгалуженого амілопектину (приблизно на 75 %) | Основний резервний вуглевод більшості рослин |
Глікоген | Полісахарид, який складається із залишків глюкози. Має сильно розгалужені молекули | Основний резервний вуглевод більшості тварин і грибів |
Целюлоза | Полісахарид, який складається із залишків глюкози. На відміну від крохмалю та глікогену молекули целюлози утворені іншим оптичним ізомером глюкози | Основний структурний полісахарид клітинних стінок рослин і покривних структур деяких тварин (наприклад, асцидій) |
Хітин | Полісахарид, який складається із залишків N-ацетил-D- глюкозаміну | Основний структурний полісахарид клітинних стінок більшості грибів; основа зовнішнього скелета членистоногих |
Функції вуглеводів.
Енергетична (полісахариди і олігосахариди здатні розщеплюватися до моноцукридів з окисненням СО2 і Н2О. при повному розкладі 1 г поліоз вивільняється енергія 17,6 кДж енергії). У хребетних тварин глюкоза окиснюється з вивільненням енергії, а її надлишок відкладається в клітинах печінки та м’язах у вигляді глікогнну. Розщеплення останнього відбувається під час інтенсивної праці, нервового напруження, при стресах, голодуванні. Ці процеси характерні для внутрішніх паразитів людини і тварин.
Запасаюча функція. Цукри, наприклад, крохмаль здатні нагромаджуватися у рослинних клітинах, глікоген – у тваринних, печінці, м’язах.
Слід звернути увагу на зв’язок особливостей будови полісахаридів із функціями, які вони виконують. Краще за все це робити, порівнюючи крохмаль, глікоген і целюлозу. Усі ці речовини утворені залишками глюкози. Проте їх просторова будова різна.
Молекули глікогену є компактними сильно розгалуженими структурами. Вони не утворюють міцних структур, але мають велику кількість «кінцевих» молекул глюкози, які розташовані на кінчиках відгалужень. Ферменти тварин за потреби в енергії починають відривати для використання саме «кінцеві» молекули. Кінців же у глікогену багато, і, відповідно, мобілізація енергетичних ресурсів відбувається дуже швидко. А для тварин це має вирішальне значення, бо їхні швидкі рухи у скрутному становищі потребують саме швидкої мобілізації енергетичних резервів.
Для рослин проблема швидкої мобілізації ресурсів є менш актуальною. А от зберігати лінійні молекули можна в більш компактних структурах. Крохмаль їх цілком задовольняє.
А целюлоза взагалі в першу чергу відіграє роль структурної речовини. Її лінійні й дуже довгі молекули без розгалужень дозволяють створювати надзвичайно міцні й ефективні клітинні стінки. До того ж розщеплювати ці молекули, створені з іншого оптичного ізомеру глюкози, ферменти тварин не можуть. Для того щоби процеси травлення рослинної маси відбувалися більш-менш ефективно, тваринам доводиться використовувати прокаріотичних кишечних симбіонтів.
Література.
1.Домбровський А. В., Лукашкова Н.І., Лукашов С.М.Хімія. – К.: Освіта, 1988.
2. Величко Н.В., Буринська Н.М. Хімія. – К.: Перун, 1999.
3. Волков В.А., Вонський Є.В., Кузнецова Г.І. Хіміки. – К.:Наукова думка, 1984.
4.Кучеренко М.Е., Вервес Ю.Г., Балан П.Г. та ін.. Загальна біологія, 10 клас. – К.: Генеза, 2004. - с. 12 – 17.
5.Г. Балан, Ю.Г. Вервес, В.П. Полущук. Біологія :10 кл. Підруч. для загальноосвіт. навч. закл.: рівень стандарту, академічний рівень. К.: Генеза, 2010. - с. 24 – 40.
6.Талгіна О.В. Біологія 10 клас. – Х.: »Ранок», 2010. – с.26 – 45.
7.Сабадишин Р.О., Бухальська С.Є. Медична біологія. - Вінниця. 2008. - с.8-17.
8.Мотузний В.О. Біологія. - Київ. 1997. с.6-9, 26-27.
Додаток
Цікава хвилинка…
Багато хто вважає, що батьківщиною сала є Україна, але насправді це не так. Три тисячоліття тому свинячий жир як їжу почали використовувати в Італії. Щоправда, салом годували лише рабів, які цілодобово працювали на каменоломнях. Як виявилося, сало було не лише дешевою, а ще й дуже поживною та калорійною їжею. Ці цікаві факти про сало зробили його популярним по всьому світу, а особливо популярне сало в Україні.
У римлян слово сало звучало як «лярдо». Цікавий факт, але це слово дожило і до сьогодні, однак значення його дещо змінилось. Тепер слово лярдо означає вже не сало, а смалець.
Сало при помірному вживанні вважається дуже корисним продуктом. Цікавий факт про сало: його калорійність складає 770 ккал на 100 г, що еквівалентно цілому кілограму вареної картоплі або більш ніж півкілограмові курячого м’яса.
Як не дивно, але сало допомагає схуднути – воно запускає механізм розщеплення жирів. За старих часів теплим смальцем натирали ноги і руки при застудах. Сало здатне виводити з організму токсини і вважається одним із профілактичних засобів для захисту від онкологічних захворювань. Також сало не накопичує радіонуклідів.
У червні 2011 року в центрі Львова, на проспекті Свободи, був відкритий музей сала. В рамках експозиції представлені різноманітні скульптури з сала, а також картини, фотографії та інші роботи художників, присвячені знаменитій українській закусці. Серед експонатів виставки можна побачити фігуру гуманоїда із сала, сальні свічки, шахи, крісло та безліч інших предметів. А головним експонатом музею є копія людського серця, зроблена з сала. Цей цікавий факт про сало був занесений до Книги рекордів України.
Доповнити схему.
Запитання
1. Які речовини відносять до ліпідів?
2. Яку структуру мають молекули ліпідів?
3. Які функції ліпіди виконують у живих організмах?
4. Чому в живих організмах широко використовуються складні ліпіди, хоча для їх синтезу потрібні більші енергетичні витрати, ніж для синтезу простих ліпідів?
5. Чому здатність ліпідів утворювати у водних розчинах краплі виявилася дуже важливою для появи життя?
6. Як пов’язана структура ліпідів із функціями, які вони виконують?
7. Які функції виконує лактоза?
8. З яких моносахаридів складається рафіноза?
9. Які живі організми використовують хітин?
10. Які особливості будови глікогену дозволяють йому ефективно виконувати свою функцію?
11. Які особливості будови целюлози дозволяють їй ефективно виконувати свою функцію?