Тема. Органічні речовини, їх різноманітність та значення в існуванні живих істот. Ліпіди, їх будова, властивості і значення.

Мета: сформувати в студентів поняття про органічні речовини, ознайомити студентів з різноманітністю органічних речовин, з’ясувати їх значення в існуванні живих істот, дати визначення поняття ліпіди, встановити їх будову та основні властивості; розвивати в студентів пізнавальну активність, спостережливість, логічне мислення, вміння висловлювати свою точку зору, вдосконалювати навички роботи з малюнками і текстом підручника;

виховувати екологічну культуру, уважність, спостережливість, самостійність.

Обладнання: підручник, робочий зошит, таблиця «Структура ліпідів».

Основні терміни та поняття: органічні сполуки, ліпіди, біополімери, мономери, макромолекули.

Тип уроку: комбінований

План уроку:

I.Організаційний етап

II.Перевірка домашнього завдання

III.Актуалізація опорних знань

IV.Мотивація навчальної діяльності

V.Формування нових знань

VI.Узагальнення і систематизація

VII.Підведення підсумку уроку

VIII.Визначення домашнього завдання.

Хід уроку:

І. Організаційний момент

Добрий день. Мене звати Тетяна Вікторівна. І сьогодні

Заняття з біології проведу у вас я.

II. Перевірка домашнього завдання

(Опитування ланцюжком)

Перед початком вивчення нової теми, перевіримо як ви підготували домашнє завдання. Отже, на минулому заняті ви вивчали тему «Неорганічні речовини». Пригадайте і скажіть

  1. Яка наука займається вивченням хімічного складу живих організмів? (біохімія)

  2. Назвіть основні групи неорганічних речовин (органогенні, мікроелементи, мікроелементи, ультрамікроелементи)

  3. Які елементи ми називаємо органогенні?( елементи, на долю яких в організмі доводиться 98%)

  4. Назвіть основні елементи органогени (С, О, Н, N)

  5. Які елементи належать до макроелементів? Назвіть основні з них. (це елементи, на долю яких припадає 1,9%, фосфор, калій, кальцій, магній, натрій, залізо)

  6. Які елементи належать до мікроелементів та ультрамікроелементів?( 0,1% вміст у клітині, це йод, кобальт, марганець, мідь, молібден),( свинець, бром, срібло, золото)

  7. Яка роль хімічних елементів в існуванні живих істот?(О- входить до складу води та біомолекул; С- входить до складу біомолекул; Н- входить до складу води та біомолекул; N- структурний компонент білків, НК, АТФ і деяких інших біомолекул; Р- входить до складу кісток, білків, АТФ; К- Основний позитивно заряджений іон в організмі.)

  8. На які групи поділяють речовини в залежності від здатності розчинятися у воді (гідрофільні і гідрофобні)

III. Актуалізація опорних знань.

(бесіда)

  1. Дайте визначення поняття Біологія (сукупність наук про живі істоти, їхню будову, процеси життєдіяльності, взаємозв’язки між собою та умовами навколишнього середовища,закономірності розповсюдження по земній кулі, походження, різноманітність тощо).

  2. Ми говоримо, що біологія це комплексна наука. Назвіть науки, які входять до її складу (ботаніка, зоологія, мікологія, вірусологія тощо)

  3. Який рівень організації життя ми вивчаємо? (молекулярний)

III. Мотивація навчальної діяльності

А чи знаєте ви, що ліпіди є не тільки структурними компонентами ЦНС, але є важливими учасниками функціональної активності. Наш головний мозок характеризується високим вмістом ліпідів. Мозок містить унікальні мембранні структури – мієлінові оболонки, які мають найвищий вміст ліпідів в порівнянні з іншими структурами мозку. Які ще функції виконують ліпіди в живих організмах ми з вами дізнаємося на сьогоднішньому занятті. Отже, тема нашого заняття : Органічні речовини, їх різноманітність та значення в існуванні живих істот. Ліпіди, їх будова, властивості і значення.

IV. Формування нових знань

  1. Що ми називаємо органічними речовинами? (пояснення з зазначенням основних понять у робочому зошиті)

Органічні речовини – речовини, що виникли прямо або непрямо з живої речовини або продуктів їх життєдіяльності; присутні в атмосфері, поверхневих і підземних водах, осадах, ґрунтах і гірських породах. Складаються із органічних сполук. До органічних сполук належать не тільки природні речовини, які отримуються при розвитку рослин, або в результаті життєдіяльності тварин, але і багато штучно отриманих в лабораторії речовин. Органічні сполуки здатні до складних і різноманітних перетворень і відіграють основну роль у побудові та життєдіяльності рослинних і тваринних організмів

Органічними називаються сполуки, в основі яких лежить скелет (або кістяк) із ковалентно пов'язаних один з одним атомів Карбону.

  • До якої групи неорганічних речовин належить С? (елемент органоген).

На долю С в організмі доводиться понад 50% сухої маси. С може утворювати ковалентні зв’язки. Вивченням Карбону та його сполук займається окрема галузь хімії — органічна хімія. Карбон — один із найунікальніших елементів, що зустрічаються в природі.

Карбон має унікальні властивості, завдяки яким він є основним компонентом переважної більшості органічних сполук:

1)Його атоми порівняно малі й атомна маса невелика.

2)Здатний утворювати чотири міцні ковалентні зв'язки.

3)Утворює вуглець — вуглецеві зв'язки, створюючи, таким чином, довгі вуглецеві скелети молекул у вигляді ланцюгів або кілець.

4)Утворює кратні подвійні зв'язки.

5)Утворює ковалентні зв'язки з іншими атомами (атомами Оксигену, Нітрогену, Гідрогену та ін.)

Це унікальне поєднання властивостей забезпечує надзвичайну різноманітність органічних молекул. Адже з одних і тих же атомів Карбону, з'єднуючи їх один з одним, природа може скласти безліч найрізноманітніших скелетів, які ляжуть в основу різноманітних органічних молекул.

  • Що називають органічними сполуками? Повторення визначення.

Основними властивостями органічних речовин є:

  • Однією з важливих особливостей органічних сполук, яка накладає відбиток на всю хімічну поведінку, є характер зв'язків між атомами в їх молекулах. У переважній більшості випадків ці зв'язки мають яскраво виражений ковалентний характер.

  • Інша характерна риса органічних сполук полягає в їхній схильності піддаватися при нагріванні без доступу повітря глибоким змінам, в результаті котрих утворюються нові речовини, які мають абсолютно інші властивості.

  • Проте на відміну від неорганічних сполук молекулярна формула органічної речовини ще не дає уявлення ні про його характер, ні про його властивості. Річ у тому, що відомо дуже багато органічних сполук, які мають однаковий склад і однакову молекулярною вагу, але абсолютно різні фізичні і навіть хімічні властивості.

  • Це явище, широко поширене серед органічних сполук, одержало назву ізомерії, а речовини, що відповідають одній і тій же молекулярній формулі, але відрізняються за своїми властивостями, називаються ізомерами.

  1. Групи органічних речовин ( розповідь зі складанням схеми на дошці) ( ліпіди, біополімери, біологічно активні речовини)

Кількість відомих органічних сполук набагато більша за 10 млн. Таким чином, органічні сполуки − самий великий клас хімічних сполук. Різномаїття органічних сполук пов'язано з унікальною властивістю вуглецю утворювати ланцюжки з атомів вуглецю, що в свою чергу обумовлено високою стабільністю (тобто енергією) вуглець-вуглецевого зв'язку.

До складу клітин входять різні органічні сполуки: ліпіди, вуглеводи, білки, нуклеїнові кислоти тощо. Їх розподіляють на 3 основні групи. Це: ліпіди, біополімери та біологічно активні речовини.

Органічні речовини


Ліпіди Біополімери Біолог. активні речовини


Класичні органічні сполуки містять водень, кисень, азот і сірку, незважаючи на те, що складовими елементами, крім вуглецю, можуть бути практично будь-які елементи. 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). Молекулярна маса ліпідів значно менша—50 —1500 дальтон. Але вони можуть об'єднуватись між собою, утворюючи складні структури з тисяч молекул.

Біополімери − високомолекулярні органічні сполуки можуть складатися з великої кількості однакових чи різних за хімічною будовою ланок (простих молекул – мономерів). Такі сполуки називають біополімерами, або макромолекулами). Високомолекулярні органічні сполуки -білки, нуклеїнові кислоти, складні вуглеводи (полісахариди), молекули яких складаються з великої кількості однакових чи різних за хімічною будовою ланок, що повторюються, називають біополімерами. Наприклад, молекули білків складаються із залишків амінокислот, нуклеїнових кислот – з нуклеотидів, а складних вуглеводів (полісахаридів) – з моносахаридів.

Особлива група органічних сполук — це біологічно активні речовини. Вони впливають на процеси обміну речовин і перетворення енергії в організмах живих істот. Серед них є органічні (ферменти, гормони, вітаміни тощо) та неорганічні (вуглекислий газ та ін.) сполуки.

  1. Чим ще визначається різноманітність органічних сполук? (розповідь)

Вона залежить від функціональних груп, що входять до цих сполук. Функціональна група — це частина молекули, що має певний хімічнй склад і функції.

Різні органічні сполуки містять різні функціональні групи і у зв'язку з цим мають різні хімічні й біологічні властивості.

До 90 % сухої маси клітин припадає на 4 типи органічних молекул:

1)білки,

2)ліпіди,

3)вуглеводи,

4) нуклеїнові кислоти (ДНК, РНК) і АТФ.

Окрім зазначених, у живих клітинах містяться органічні сполуки, присутні в менших кількостях, але які також відіграють важливу роль у біохімічних процесах. До них належать: органічні кислоти (піровиноградна, молочна, яблучна, лимонна, жирні кислоти — пальмітинова, стеаринова), пігменти (хлорофіл, білірубін) та ін.

  1. Структурна організація органічних молекул (пояснення зі складанням таблиці)

Біополімери

Мономери

Ліпіди

залишки спирту гліцеролу і вищих жирних кислот

Білки

залишки амінокислот

Вуглеводи

моносахариди

Нуклеїнлові кислоти

нуклеотиди


Отже, скажіть:

  1. Що ми називаємо органічними речовинами?

  2. Дайте визначення поняття біополімери.

  3. Назвіть основні групи органічних сполук.


5.Загальна характеристика ліпідів (Міні-лекція з записом основних понять)

Ліпіди разом з білками і вуглеводами становлять основну масу органічних речовин організму. Вони є складовими частинами клітинних оболонок та мембранних систем клітини і беруть участь в їх проникності. Жири захищають внутрішні органи від механічних пошкоджень, є добрим термоізолятором, важливим джерелом енергії для організму та субстратом для синтезу цілого ряду біологічно активних речовин.

Ліпіди об’єднують велику групу різних за хімічною природою органічних речовин, які мають деякі спільні фізико-хімічні властивості. Однією з таких спільних властивостей ліпідів є нерозчинність їх у воді і здатність добре розчинятися в органічних розчинниках – спирті, ефірі, хлороформі, ацетоні, бензолі та деяких інших.

У різних органах і тканинах вміст ліпідів неоднаковий: дуже багато їх у нервовій тканині, печінці, серці, нирках, насінні, плодах.

За хімічним складом та фізико-хімічними властивостями ліпіди поділяють на 3 групи: прості, складні і похідні ліпідів. До простих ліпідів відносять ліпіди, які побудовані з залишків спиртів і вищих жирних кислот. Найпоширенішими з цієї групи ліпідів є нейтральні жири (гліцериди), стерини і воски.

Група складних ліпідів характеризується наявністю в їхній молекулі крім спиртів і вищих жирних кислоттфосфорної або сірчаної кислоти, азотистих речовин, вуглеводів та деяких інших компонентів. Основнимим представниками цієї групи ліпідів є фосфоліпіди, гліколіпіди.

До групи похідних ліпідів відносять каротини, окремі жиророзчинні вітаміни, жирні кислоти, вищі спирти та ін..


Жири – складні естери, утворені триатомним спиртом гліцерином і трьома залишками жирних кислот. Вони відкладаються у вигляді жирових включень у рослинних і тваринних клітинах. Вміст жирів у клітинах становить від 5 до 15% сухої речовини, а у клітинах жирової тканини (наприклад, у жировому тіш комах)—до 90%. Підвищений вміст жирів (до 90%) характерний для клітин нирок, підшкірної клітковини, жовтого тіла членистоногих. У деяких рослин (соняшника, волоського горіха, маслин) жирів багато в насінні та плодах.


Воски. За фізико-хімічними властивостями близькі до жирів. Вони більш стійкі проти світла, окислювачів, нагрівання, важче піддаються гідрозілу (реакції з водою). Розрізняють воски тваринного і рослинногно походження. До першої групи належить бджолиний віск. Рослинні воски відіграють важливу захисну роль, покриваючи листя і плоди тонким шаром. (Приклад .Слива). Вони 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.

  1. Біологічні функції ліпідів (Робота з підручником, складання таблиці) (час виконання 15 хв.)

Функція

Характеристика

Структурна

Ліпіди є обов'язковим компонентом усіх клітин­них мембран.

Енергетична

Ліпіди забезпечують від 25 до ЗО % всієї енергії, необхідної організму.

При повному розпаді 1 г жиру виділяється 38,9 кДж енергії, що приблизно у два рази більше в порівнянні з вуглеводами і білками. крім того, при окисненні 1 г жирів утворюється 1,1 г води.

Запасна

Жири є свого роду «енергетичними консервами». Жировими депо можуть бути і жири всередині клітини, і жири, що накопичуються, наприклад, у підшкірній жировій клітковині людини. Адипоцити — клітини, спеціалізовані на запасанні жиру.

Терморегуляторна

Жири погано проводять тепло. Вони можуть відкладатися під шкірою, утворюючи у деяких тварин величезні скупчення. (Наприклад, у кита шар підшкірного жиру досягає одного метра.)

У багатьох ссавців існує спеціальна жирова тканина,

що відіграє роль терморегулятора. Цю тканину нази­вають «бурим жиром». У ній виробляється теплова енергія, що має важливе значення для ссавців, які живуть при низьких температурах

Захисна

Шар жиру захищає ніжні органи від ударів і струсів у тварин. У рослин жироподібні сполуки тонким шаром покривають листя, не даючи їм намокнути під час рясних дощів

Гормональна

Багато ліпідів є попередниками в біосинтезі гормонів. Наприклад, до ліпідів належать статеві гормони людини і тварин: естрадіол (жіночий гормон) і тестостерон (чоловічий гормон)


Жир — джерело ендогенної води.

При окисненні 100 г жиру в організмі виділяється 102 мл води. Цю воду називають метаболічною, ендогенною. Завдяки такій воді існують доволі багато пустельних тварин, наприклад тушканчики. Із цим пов'язано і накопичення жиру в горбах верблюда.

Цікава інформація.

Чому клітинами вигідніше запасати жири?

Майже всі живі організми запасають енергію у формі жирів. Існують дві головні причини, через які саме ці речовини найкраще підходять для виконання такої функції. По-перше, жири містять залишки жирних кислот, рівень окиснення яких дуже низький (майже такий самий як у вуглеводнів нафти). Через це повне окиснення жирів до води і вуглекислого газу дозволяє отримати більше ніж вдвічі більше енергії, ніж окиснення тої ж маси вуглеводів. По-друге, жири гідрофобні сполуки, тому організм, що запасає енергію в такій формі, не повинен нести додаткової маси води необхідної для гідратації, як у випадку із полісахаридами, на 1 г яких припадає 2 г води. Проте тригліцериди це «повільніше» джерело енергії ніж вуглеводи.

Жири запасаються у формі крапель у цитоплазмі клітини. У хребетних наявні спеціалізовані клітини — адипоцити, майже цілком заповнені великою краплею жиру. Також багатим на тригліцериди є насіння багатьох рослин. Мобілізація жирів в адипоцитах та клітинах насіння, що проростає, відбувається завдяки ферментам ліпазам, які розщепелюють їх до гліцеролу та жирних кислот.

У людей найбільша кількість жирової тканини розташована під шкірою (так звана підшкірна клітковина), особливо в районі живота тамолочних залоз. Особі з легким ожирінням (15-20 кг тригліцеридів) таких запасів може вистачити для забезпечення енергією впродовж місяця, в той час як всього запасного глікогену вистачить менше ніж на добу.[2]

Жирова тканина, на ряду із енергетичним забезпеченням, виконує також і інші функції: захист внутрішніх органів від механічних ушкоджень; термоізоляція, особливо важлива для теплокровних тварин, що живуть у дуже холодних умовах, таких як тюлені, пінгвіни,моржі; жири також можуть бути джерелом метаболічної води, саме з такою ціллю використовують свої запаси тригліцеридів жителіпустель: верблюди, кенгурові щури (Dipodomys

V. Узагальнення і систематизація знань

Доповни речення:

  1. Сполуки, в основі яких лежить скелет (або кістяк) із ковалентно пов'язаних один з одним атомів Карбону називають… (органічними)

  2. Вивченням Карбону та його сполук займається окрема галузь хімії… органічна хімія

  3. До складу клітин входять різні органічні сполуки, зокрема….(ліпіди, білки, вуглеводи тощо)

  4. Речовини, що впливають на процеси обміну речовин і перетворення енергії в організмах живих істот називають….(біологічно активні)

  5. За хімічним складом та фізико-хімічними властивостями ліпіди поділяють на …(прості, складні, та похідні ліпідів)

VI. Підведення підсумку

  1. Дайте визначення поняття органічні сполуки.

  2. Назвіть основні групи органічних сполук.

  3. Дайте визначення поняття біополімери.

  4. Назвіть мономери білків.

  5. Перерахуйте найпоширеніші групи ліпідів.

  6. Назвіть основні функції ліпідів.

VII. Визначення домашнього завдання

Опрацювати §2, 3. Підготувати презентацію на тему «Ліпіди»









‹
›