Органические вещества клетки. Углеводы. Липиды
Вспомните
1. Вопрос
Почему основу живой материи составляют атомы углерода?
Ответ:
Все без исключения живые организмы построены из соединений углерода. Особенностью атома углерода является их способность соединяться между собой, образуя сколь угодно длинные цепи, которые могут быть и разветвленными, содержащими миллионы и миллиарды атомов углерода, соединенных с атомами других элементов.
Из различных соединений углерода состоят белки, жиры, углеводы, нуклеотиды, гормоны, аминокислоты, являющиеся строительным материалом для всех тканей организма. Углерод является структурным компонентом всех органических соединений участвующих во всех биохимических процессах в клетке.
2. Вопрос
Каково значение углеводов и жиров в обмене веществ?
Ответ:
Углеводы являются основным источником энергии в клетке.
Жиры так же являются источником энергии. Окисляясь, они выделяют в 2 раза больше энергии, чем углеводы. Еще одним продуктом окисления является вода, которая может усваиваться организмом при недостатке влаги. Жиры выполняют роль терморегулятора.
Вопросы и задания
1. Вопрос
Сравните мономеры и биополимеры. В чем заключаются сходство и различие этих соединений?
Ответ:
Атомы углерода взаимодействуя с металлами и неметаллами создают каркасы разнообразных органических молекул.
Молекулы с малой массой — низкомолекулярные соединения — называются мономерами, соединения высокомолекулярные (с большой молекулярной массой) называются биополимерами.
Биополимеры — это класс полимеров, встречающихся в природе в естественном виде, входящие в состав живых организмов: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, лигнин.
Выделяют два типа биополимеров — регулярные (некоторые полисахариды) и нерегулярные (белки, нуклеиновые кислоты, некоторые полисахариды)
2. Вопрос
Что общего в строении крахмала, гликогена, и целлюлозы?
Ответ:
Крахмал, гликоген, целлюлоза производные изомеров моносахарида — глюкозы.
3. Вопрос
Как связано наличие глюкозы в клетке с процессом дыхания?
Ответ:
Глюкоза образуется в клетке в процессе фотосинтеза. При окислении глюкозы в процессе дыхания растений освобождается энергия, которая расходуется на нужды организма.
В растительной клетке из глюкозы синтезируется крахмал, в животной клетке — гликоген.
4.
Вопрос
Охарактеризуйте биологические функции жироподобных веществ и жиров в клетке?
Ответ:
Жиры и жироподобные вещества (фосфолипиды и воски) называют липидами.
Жиры выполняют функцию энергетическую — окисляясь, они выделяют в 2 раза больше энергии, чем углеводы. Еще одним продуктом окисления является вода, которая может усваиваться организмом при недостатке влаги. Жиры служат питательными веществами, а так же выполняют роль терморегулятора, откладываясь в подкожной клетчатке позвоночных животных, защищает их от переохлаждения.
Фосфолипиды составляют основу всех клеточных мембран, воски создают водоотталкивающее покрытие на поверхности листьев и плодов растений, кожи, перьев, и шерсти у животных.
Жиры польза и опасность для человека
Жиры являются весьма важной составной частью пищевого рациона. Они вторые по значимости после углеводов источники энергии, поступающей с пищей.
Жиры даже в небольшом количестве способны придать содержащему их продукту высокую энергетическую ценность. Физиологическая потребность в жирах – для детей до года 6-6,5 г/кг массы тела, для детей старше года – от 40 до 97 г/сутки. Физиологическая потребность в жирах для взрослых составляет – от 70 до 154 г/сутки для мужчин и от 60 до 102 г/сутки для женщин.
Физиологическая роль жиров в организме разнообразна. Прежде всего, жир — это ценный источник энергии. Энергетическая ценность жира в 2,5 раза выше, чем белков и углеводов: при окислении 1 г жира в организме вырабатывается 9 ккал (37,7 кДж). Жирные кислоты (наряду с глюкозой) являются источником энергии для мышечных сокращений.
Жиры и жироподобные вещества входят в состав клеток органов и тканей.
С пищевым жиром организм получает жирорастворимые витамины А, Д, Е, К, незаменимые жирные кислоты, фосфатиды, холестерин, холин. Большое значение имеют и кулинарные свойства жира: жиры улучшают вкус пищи и вызывают чувство сытости.
Пищевые жиры делятся на два существенно отличающихся по своим свойствам и значению вида: жиры животного происхождения (сливочное масло, говяжий, свиной, бараний жир и др.) и растительного происхождения (подсолнечное, кукурузное, оливковое, соевое и другие масла). Молочные жиры являются источником витаминов А, Д, а растительные масла — витамина Е. Поэтому сочетание разнообразных жиров в рационе способно обеспечить организм всеми необходимыми жировыми компонентами.
Насыщенные жирные кислоты преимущественно содержатся в таких продуктах, как сало, сливочное масло, молоко, мясо, кокосовое масло. Чем больше насыщенных жирных кислот входит в состав жира, тем выше температура его плавления, тем дольше он переваривается и меньше усваивается. Поэтому более тугоплавкие жиры (бараний, говяжий, свиной) перевариваются труднее и усваиваются хуже, чем другие виды жиров, в связи, с чем при заболеваниях органов пищеварения они исключаются из рациона питания.
Мононенасыщенные жирные кислоты (в частности олеиновая кислота, содержащаяся преимущественно в оливковом масле) в течение длительного времени рассматривались в качестве нейтральных жиров, мало влияющих на обмен холестерина в организме.
Однако, как показывает статистика, распространенность сердечно-сосудистых заболеваний в странах, население которых использует в пищу преимущественно оливковое масло, существенно ниже, несмотря на большое количество общего жира в рационе.
Полиненасыщенные жирные кислоты являются незаменимыми факторами питания, так как они не синтезируются в организме, и поступают только с пищей, преимущественно с растительными маслами, в меньшей степени — с бобовыми, орехами, морской рыбой. Их физиологическая роль включает ряд важнейших процессов: они являются активной частью клеточных мембран, регулируют обмен веществ, в частности холестерина, фосфолипидов, ряда витаминов. От содержания полиненасыщенных жирных кислот в пище зависит рост клеток, состояние кожных покровов, жировой обмен в печени и многие другие процессы в организме.
Важной составной частью растительных масел являются фосфатиды, которые входят в состав клеточных оболочек и влияют на их проницаемость.
Потребность в жирах зависит от пола, возраста, характера труда, физической активности.
Избыточное потребление жиров, богатых насыщенными жирными кислотами, оказывает отрицательное влияние на здоровье человека, способствует развитию сердечно-сосудистых заболеваний, избыточной массы тела, ожирению и других болезней.
К видимым жирам относятся такие чисто жировые продукты как растительные масла, сливочное, топленое масло, животные жиры, сметана, сливки, маргарин.
К скрытым жирам относится внутриклеточный жир, содержащийся в большинстве растительных (хлеб, крупы, овощи и др.) и животных продуктов (мясо, рыба, яйца, творог, сыр и др.). Роль скрытых жиров в удовлетворении потребности человека в жирах существенна и составляет в среднем около 65% суммарной потребности в жирах. Именно продукты, содержащие скрытый жир, являются основными поставщиками пищевых жиров в организм человека.
Содержание жиров в 100 г съедобной части продуктов
|
Количество жиров, г |
Пищевые продукты |
|
Очень большое (более 80) |
Масло (растительное, топленое, сливочное), маргарин, жиры кулинарные, шпик свиной |
|
Большое (20-40) |
Сливки и сметана (20% жирности и более), сыр, свинина мясная, утки, гуси, колбасы полукопченые и вареные, шпроты (консервы), шоколад, пирожные, халва |
|
Умеренное (10-19) |
Сыры плавленые, творог жирный, мороженое сливочное, яйца, баранина, говядина и куры жирные, сардельки говяжьи, семга, осетрина, сайра, сельдь жирная, икра рыб, авокадо |
|
Малое (3-9) |
Облепиха, молоко, кефир жирный, творог полужирный, мороженое молочное, баранина, говядина и куры нежирные, скумбрия, ставрида, сельдь нежирная, горбуша, килька, сдоба, конфеты помадные, овсяная крупа |
|
Очень малое (менее 3) |
Творог обезжиренный, кефир нежирный, судак, треска, хек, щука, фасоль, |
Липид | Определение, структура, примеры, функции, типы и факты
липидная структура
См.
все среды
Категория: Наука и техника
- Похожие темы:
- стероидный препарат изопреноид простагландин липопротеин фосфолипид
Просмотреть весь связанный контент →
Популярные вопросы
Что такое липид?
Липид представляет собой любое из различных органических соединений, нерастворимых в воде. Они включают жиры, воски, масла, гормоны и определенные компоненты мембран и функционируют как молекулы-аккумуляторы энергии и химические мессенджеры. Наряду с белками и углеводами липиды являются одним из основных структурных компонентов живых клеток.
Почему липиды важны?
Липиды представляют собой разнообразную группу соединений, выполняющих множество различных функций. На клеточном уровне фосфолипиды и холестерин являются одними из основных компонентов мембран, отделяющих клетку от окружающей среды. Гормоны липидного происхождения, известные как стероидные гормоны, являются важными химическими мессенджерами и включают тестостерон и эстрогены.
На уровне организма триглицериды, хранящиеся в жировых клетках, служат депо для хранения энергии, а также обеспечивают теплоизоляцию.
Что такое липидные рафты?
Липидные рафты – это возможные области клеточной мембраны, содержащие высокие концентрации холестерина и гликосфинголипидов. Существование липидных рафтов окончательно не установлено, хотя многие исследователи подозревают, что такие рафты действительно существуют и могут играть роль в текучести мембран, межклеточных коммуникациях и инфицировании вирусами.
;; Один тип липидов, триглицериды, секвестрируются в виде жира в жировых клетках, которые служат в качестве хранилища энергии для организмов, а также обеспечивают теплоизоляцию. Некоторые липиды, такие как стероидные гормоны, служат химическими посредниками между клетками, тканями и органами, а другие передают сигналы между биохимическими системами внутри одной клетки. Мембраны клеток и органеллы (структуры внутри клеток) представляют собой микроскопически тонкие структуры, образованные из двух слоев молекул фосфолипидов.
Мембраны функционируют, чтобы отделить отдельные клетки от их окружения и разделить внутреннюю часть клетки на структуры, которые выполняют специальные функции. Эта компартментализирующая функция настолько важна, что мембраны и образующие их липиды, должно быть, сыграли важную роль в происхождении самой жизни.
Вода — это биологическая среда, вещество, делающее возможной жизнь, и почти все молекулярные компоненты живых клеток, будь то животные, растения или микроорганизмы, растворимы в воде. Такие молекулы, как белки, нуклеиновые кислоты и углеводы, обладают сродством к воде и называются гидрофильными («водолюбивыми»). Однако липиды гидрофобны («водобоязненные»). Некоторые липиды являются амфипатическими — часть их структуры гидрофильна, а другая часть, обычно более крупная, гидрофобна. Амфипатические липиды проявляют уникальное поведение в воде: они спонтанно образуют упорядоченные молекулярные агрегаты, причем их гидрофильные концы находятся снаружи, в контакте с водой, а их гидрофобные части находятся внутри, экранированные от воды.
Это свойство является ключом к их роли в качестве основных компонентов клеточных и органелл мембран.
Хотя биологические липиды не являются крупными макромолекулярными полимерами (например, белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды), многие из них образуются путем химического связывания нескольких небольших составляющих молекул. Многие из этих молекулярных строительных блоков сходны или гомологичны по структуре. Гомологии позволяют разделить липиды на несколько основных групп: жирные кислоты, производные жирных кислот, холестерин и его производные и липопротеины. В этой статье рассматриваются основные группы и объясняется, как эти молекулы функционируют как молекулы-аккумуляторы энергии, химические мессенджеры и структурные компоненты клеток.
Жирные кислоты редко встречаются в природе в виде свободных молекул, но обычно встречаются в виде компонентов многих сложных молекул липидов, таких как жиры (соединения для хранения энергии) и фосфолипиды (основные липидные компоненты клеточных мембран).
В этом разделе описывается структура и физико-химические свойства жирных кислот. Это также объясняет, как живые организмы получают жирные кислоты как из своего рациона, так и в результате метаболического расщепления накопленных жиров.
Структура
Биологические жирные кислоты, представители класса соединений, известных как карбоновые кислоты, состоят из углеводородной цепи с одной концевой карбоксильной группой (COOH). Фрагмент карбоновой кислоты, не включающий гидроксильную (ОН) группу, называется ацильной группой. В физиологических условиях в воде эта кислая группа обычно теряет ион водорода (H + ) с образованием отрицательно заряженной карбоксилатной группы (COO — ). Большинство биологических жирных кислот содержат четное число атомов углерода, потому что путь биосинтеза, общий для всех организмов, включает химическое связывание двухуглеродных единиц (хотя в некоторых организмах встречаются относительно небольшие количества жирных кислот с нечетным числом).
Хотя молекула в целом нерастворима в воде благодаря своей гидрофобной углеводородной цепи, отрицательно заряженный карбоксилат является гидрофильным. Эта распространенная форма биологических липидов, которая содержит хорошо разделенные гидрофобные и гидрофильные части, называется амфипатической.
В дополнение к углеводородам с прямой цепью жирные кислоты могут также содержать пары атомов углерода, связанные одной или несколькими двойными связями, метильные разветвления или трехуглеродное циклопропановое кольцо вблизи центра углеродной цепи.
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подписаться сейчасЛипид | Определение, структура, примеры, функции, типы и факты
липидная структура
См. все средства массовой информации
Категория: Наука и техника
- Похожие темы:
- стероидный препарат изопреноид простагландин липопротеин фосфолипид
Просмотреть весь связанный контент →
Популярные вопросы
Что такое липид?
Липид представляет собой любое из различных органических соединений, нерастворимых в воде.
Они включают жиры, воски, масла, гормоны и определенные компоненты мембран и функционируют как молекулы-аккумуляторы энергии и химические мессенджеры. Наряду с белками и углеводами липиды являются одним из основных структурных компонентов живых клеток.
Почему липиды важны?
Липиды представляют собой разнообразную группу соединений, выполняющих множество различных функций. На клеточном уровне фосфолипиды и холестерин являются одними из основных компонентов мембран, отделяющих клетку от окружающей среды. Гормоны липидного происхождения, известные как стероидные гормоны, являются важными химическими мессенджерами и включают тестостерон и эстрогены. На уровне организма триглицериды, хранящиеся в жировых клетках, служат депо для хранения энергии, а также обеспечивают теплоизоляцию.
Что такое липидные рафты?
Липидные рафты – это возможные области клеточной мембраны, содержащие высокие концентрации холестерина и гликосфинголипидов.
Существование липидных рафтов окончательно не установлено, хотя многие исследователи подозревают, что такие рафты действительно существуют и могут играть роль в текучести мембран, межклеточных коммуникациях и инфицировании вирусами.
; Один тип липидов, триглицериды, секвестрируются в виде жира в жировых клетках, которые служат в качестве хранилища энергии для организмов, а также обеспечивают теплоизоляцию. Некоторые липиды, такие как стероидные гормоны, служат химическими посредниками между клетками, тканями и органами, а другие передают сигналы между биохимическими системами внутри одной клетки. Мембраны клеток и органеллы (структуры внутри клеток) представляют собой микроскопически тонкие структуры, образованные из двух слоев молекул фосфолипидов. Мембраны функционируют, чтобы отделить отдельные клетки от их окружения и разделить внутреннюю часть клетки на структуры, которые выполняют специальные функции. Эта компартментализирующая функция настолько важна, что мембраны и образующие их липиды, должно быть, сыграли важную роль в происхождении самой жизни.
Вода — это биологическая среда, вещество, делающее возможной жизнь, и почти все молекулярные компоненты живых клеток, будь то животные, растения или микроорганизмы, растворимы в воде. Такие молекулы, как белки, нуклеиновые кислоты и углеводы, обладают сродством к воде и называются гидрофильными («водолюбивыми»). Однако липиды гидрофобны («водобоязненные»). Некоторые липиды являются амфипатическими — часть их структуры гидрофильна, а другая часть, обычно более крупная, гидрофобна. Амфипатические липиды проявляют уникальное поведение в воде: они спонтанно образуют упорядоченные молекулярные агрегаты, причем их гидрофильные концы находятся снаружи, в контакте с водой, а их гидрофобные части находятся внутри, экранированные от воды. Это свойство является ключом к их роли в качестве основных компонентов клеточных и органелл мембран.
Хотя биологические липиды не являются крупными макромолекулярными полимерами (например, белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды), многие из них образуются путем химического связывания нескольких небольших составляющих молекул.
Многие из этих молекулярных строительных блоков сходны или гомологичны по структуре. Гомологии позволяют разделить липиды на несколько основных групп: жирные кислоты, производные жирных кислот, холестерин и его производные и липопротеины. В этой статье рассматриваются основные группы и объясняется, как эти молекулы функционируют как молекулы-аккумуляторы энергии, химические мессенджеры и структурные компоненты клеток.
Жирные кислоты редко встречаются в природе в виде свободных молекул, но обычно встречаются в виде компонентов многих сложных молекул липидов, таких как жиры (соединения для хранения энергии) и фосфолипиды (основные липидные компоненты клеточных мембран). В этом разделе описывается структура и физико-химические свойства жирных кислот. Это также объясняет, как живые организмы получают жирные кислоты как из своего рациона, так и в результате метаболического расщепления накопленных жиров.
Структура
Биологические жирные кислоты, представители класса соединений, известных как карбоновые кислоты, состоят из углеводородной цепи с одной концевой карбоксильной группой (COOH).