Жиры белки и углеводы таблица: Углеводы жиры белки. Таблица состава (белки, жиры, углеводы) и калорийности продуктов.

Белки, жиры, углеводы: таблица содержания в продуктах | 4 info

Здоровье как таковое просто не может быть крепким, если не налажена система правильного питания. В свою очередь, чтобы сбалансировать рацион, необходимо иметь некоторые теоретические знания о продуктах и элементах, которые их составляют, это белки, жиры, углеводы. Таблица калорийности, конечно, сможет помочь, но для начала стоит разобраться, что они собой представляют и за что отвечают.

Жиры

Как ни крути, а жиры являются основным строительным материалом для мозга и нервных клеток. Несмотря на то, что они являются основной проблемой при построении хорошей спортивной фигуры. С жирами так же сложно, как и без них. При этом необходимо научиться правильно разделять «хорошее» от «плохого». Так, искусственные жиры, которые не приносят никакой пользы организму, содержатся в маргарине, а хорошие – в мясе, рыбе и т. д.

Белки

Белки – это основа для построения тканей и внутренних органов. Есть некоторое количество аминокислот, которые вырабатываются в нашем организме, но есть и те, которые можно получить исключительно с пищей. Например, только в молочных продуктах, яйцах и рыбе есть все необходимые полноценные белки, которые требуются для нормального развития организма. Не стоит забывать про те аминокислоты, которые присутствуют в бобовых, овощах и цельнозерновых культурах.

Углеводы

Только углеводы дают организму более половины необходимой жизненной энергии, поэтому отказаться от них не представляется возможным, но при этом необходимо выбирать правильные. Нужно исключить сахара, сиропы, карамель и т. д. Это обусловлено тем, что такие простые углеводы сразу впитываются в кровь, вызывая резкий скачок инсулина, из-за чего нередки перепады настроения. Но если есть желание побаловать себя сладкими продуктами, необходимо заменять их лактозой и фруктозой. Они не только насытят организм, но и не вызовут смен настроения.

Медленные углеводы

Основные углеводы, которые необходимы людям в питании, – крахмал и полисахариды растительного происхождения. Их главная особенность в том, что они медленно усваиваются, за счет чего могут стабилизировать работу желудочно-кишечного тракта, в результате чего сбалансируется обмен веществ. Таблица содержания белков, жиров, углеводов сможет помочь в этой проблеме. Ведь фактически не стоит опасаться тех продуктов, которые содержат в себе большое количество крахмала. Полисахариды применяются в питании для поддержания нормальной микрофлоры кишечника человека. Кстати, именно крахмал придает питательные свойства большому количеству фруктов, овощей и каш. Им практически заполнена вся таблица продуктов. Белки, жиры, углеводы в своем натуральном виде являлись основной пищей наших предков сотни тысяч лет. При поддержании диеты не стоит бояться, что вы поправитесь.

Быстрые углеводы

Как гласит таблица калорийности, белки, жиры, углеводы присутствуют практически в каждом продукте, но с последними нужно быть осторожне. Ведь если полисахариды относительно безопасны, то ди- и моносахариды могут представлять настоящую опасность. У каждого дома есть сахар, который в желудочно-кишечном тракте распадается на фруктозу и глюкозу. В случае перенасыщения крови они откладываются в жировой слой. Кстати, говорят, что ожирение у многих людей в Америке было спровоцировано ошибочным мнением о том, что сахароза влияет на увеличение веса, а пищевой сахар — нет.

Витамины

Получать дополнительные и необходимые витамины можно из разной полезной пищи. Более подробно можно об этом узнать у врача-диетолога, который сможет подобрать комплекс в индивидуальном порядке. Для нормального функционирования необходимы: белки, жиры, углеводы, витамины. Таблица расскажет, где можно найти те или иные витамины:

Витамин А. Полезен для поддержания зрения и кожного покрова в хорошей форме	Фрукты и овощи ярко-желтого цвета, печень, абрикосы, рыбий жир, сыр, сливочное масло, морковь, яйца и молоко
Витамин В1. Способствует нормальному обмену веществ в организме, стабилизации водно-солевого баланса, правильному функционированию печени	Орехи, пивные дрожжи, молоко, пророщенные зерна, печень, ржаной и пшеничный хлеб
Витамин В6. Необходим для усвоения белка и нормализации углеводно-жирового обмена	Бананы и хлеб из зерна грубого помола
Витамин В12. Для синтеза белка и стабильной работы нервной системы и печени. Актуален для тканей с интенсивным делением клеток	Гречневая крупа, печень, яйца и молочные продукты
Витамин РР (В3). Стабилизирует работу желудочно-кишечного тракта и печени	Арахис, дрожжи, рыба, ржаной хлеб, мясо, зерна пшеницы, печень и картофель
Витамин С. Присутствует во всех окислительных процессах в человеческом организме, активизирует внутриклеточные ферментные процессы	Ягоды, фрукты и сырые овощи
Витамин Е. Для функционирования эритроцитов и стабильной работы половых органов	Орехи, пророщенные зерна, растительные масла, яйца, зеленые части растений, печень
Витамин D. Участвует в фосфорно-кальциевом обмене	Сливочное масло, рыбий жир, яичный желток, мясо, печень и жирные сорта рыбы
Фолиевая кислота (витамин В9). Способствует синтезу нуклеиновых кислот, обновлению клеток дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и эпителия кожного покрова, образования гемоглобина	Апельсиновый сок, зеленые листовые овощи, дыня и печень
Витамин К. Для нормализации свертывания крови	Зеленые листовые овощи

При этом стоит понимать, что таблица белков, жиров, углеводов и витаминов не говорит конкретно о количестве приема в пищу тех или иных продуктов. Все хорошо в меру. В частности, в случае с витаминами может легко произойти их передозировка, которая, скорее всего, сразу отразится на кожном покрове в виде сыпи.

Белки, жиры, углеводы: таблица

Зачастую таблица калорийности необходима тем людям, которые беспокоятся о своем здоровье или занимаются спортом. Причем подсчет необходимо производить комплексно и брать во внимание потраченную энергию. Эта информация актуальна и для профессиональных атлетов, которые имеют своих собственных диетологов, и для простых людей которые ведут здоровый образ жизни.

Итак, перед вами таблица продуктов. Белки, жиры, углеводы, которые содержатся в них, рассчитаны на 100 граммов. При этом стоит понимать один немаловажный факт, что может поставить в тупик любого человека, и уж тем более новичка, который только постигает азы правильного питания. Проблема заключается в совместимости продуктов. Некоторую «тяжелую» пищу категорически нельзя совмещать с другой такой же, из-за чего в ходе биохимических процессов все получаемые углеводы и жиры пойдут во вред или отложатся в виде жира. Представленная таблица белков, жиров, углеводов как раз подтверждает мнения экспертов о том, что самыми вредными являются продукты, которые проходят много этапов обработки: майонез, маргарин, масло и т. д.

Основные принципы раздельного питания

Нельзя сочетать в своем рационе белки и углеводы (имеется в виду за один прием пищи). Это обусловлено тем, что для их переваривания требуются разные желудочные соки. Следовательно, организму будет трудно справиться с ними. Лучше всего сочетать продукты одного вида, ведь те же мучные продукты, попадая в пищеварительный тракт вместе с протеиновыми, начинают бродить.

Именно поэтому необходимо правильно совмещать белки, жиры, углеводы. Таблица совместимости поможет в этом.

Жиры, белки	«Натуральные» продукты	Углеводы
Орехи, мясо, грибы, птица, бобовые, рыба, баклажаны, молочные продукты, бульоны	Сухое вино, зелень, арбузы, фрукты и овощи, ягоды, натуральные соки	Мед, хлеб, шоколад, крупы, сахар, картофель
Можно совмещать с «натуральными» продуктами	Можно совмещать с углеводами белками и жирами	Можно употреблять с «натуральными» продуктами
Запрещен прием с углеводами		Запрещен прием с белками и жирами

Таким образом, контролируя свой рацион питания, можно заметно улучшить свое здоровье. Для этого всего лишь необходимо умело совмещать белки, жиры, углеводы. Таблица может быть применена не только к продуктам в ней, но и к другим, подпадающим под эти группы. Можно намного проще рассчитать свой ежедневный рацион, что особенно актуально при диете, общем оздоровлении или снижении лишнего веса. Таким образом можно избежать многих проблем, связанных со здоровьем. Любой человек сможет стать на первую и самую главную ступень на пути к здоровой жизни, рассчитывая в продуктах белки, жиры, углеводы. Таблица будет полезна и для диабетиков.

Готовые блюда

Если говорить о калорийности готовых блюд, то конечное значение будет отличаться от исходных показателей в продуктах. Поэтому не удивляйтесь, получив дополнительные калории, углеводы, белки, жиры. Таблица в этом случае не поможет, потому как все зависит от нескольких факторов: какой термической обработке будут подвергаться продукты и как долго; заправка; совместимость всех компонентов и прочее. Поэтому таблица продуктов и их калорийности станет актуальной только в том случае, если имеет место правильное раздельное питание. Необходимо очень внимательно относиться к своему организму.

белки, жиры, углеводы, таблица раздельного питания

Некоторым худеющим может показаться, что раздельное питание — сложная система, но стоит отметить, что она является одной из наиболее здоровой: никаких голодовок, организм получает все необходимые ему питательные вещества и витамины. Основное правило раздельного питания – не смешивать белки и углеводы, так как вместе они плохо перевариваются.

Принципы раздельного питания

В основу раздельного питания положено разделение всех продуктов на 3 группы: в зависимости от их компонентов, на белковую пищу, углеводную и нейтральную. При этом белки с углеводами не должны попадать в один прием пищи, ведь для их переваривания желудок должен выделять разные ферменты. Так, для переработки углеводов нужна щелочная среда, в то время как для белков – кислая.

Попадая в пищеварительную систему вместе, белки и углеводы будут очень долго перевариваться, что приводит к своеобразному застою. Долго не выводясь из организма, такие продукты провоцируют возникновение гнилостных процессов и брожения, в результате чего организм получает токсины, шлаки, которые, в свою очередь, и являются причиной ожирения.

В среднем, фрукты и овощи перевариваются полностью за полчаса, а вот белковые продукты – значительно дольше. Так, для мяса этот процесс занимает около 2-3 часов, также долго перевариваются и грибы, которые в своём составе имеют белковые соединения. Вот почему существует правило не есть грибы на ночь, ведь в таком случае они просто не полностью переварятся, что чревато возникновением тяжести в желудке, расстройствами. То же правило относится и к мясу – им лучше не ужинать.

Согласно раздельному питанию, вся пища делится на 18 категорий. Каждая категория предусматривает продукты, которые хорошо сочетаются, а также те, которые имеют среднюю совместимость. Следуя этой своеобразной таблице, которую можно скачать чуть ниже, и строят свой рацион питания.

Но даже не имея под рукой данной таблицы, можно успешно следовать принципам раздельного питания, основываясь на обычных знаниях о составе продуктов.

Открыть таблицу совместимости продуктов

В ТЕМУ: Раздельное питание на каждый день

Раздельное питание: белки

Так как данный тип питания запрещает сочетать белки с углеводами, то появляется закономерный вопрос: «А с чем тогда есть мясо, яйца, молочные продукты?». При раздельном питании белки рекомендуют сочетать с другими белковыми продуктами, овощами или фруктами. Последние содержат клетчатку, которая помогает выводить продукты переработки из организма. А так как мясо – это довольно «тяжелый» продукт для желудка, то такое сочетание будет полезным для предотвращения застойных процессов в кишечнике.

К белковой пище также относятся молоко и его производные. Молочные напитки лучше употреблять отдельно, так как они не сочетаются ни с каким из продуктов. А вот кисломолочную продукцию типа сметаны, йогуртов, сыров и масла можно смело комбинировать с фруктами, орехами, овощами и другой молочной продукцией.

Рекомендуем прочесть статью о белках для похудения, расположенную по этой ссылке.

Углеводы на раздельном питании

Конечно же, как и при любом правильно питании, нужно ограничивать количество вредных углеводов. К ним относятся выпечка, белый хлеб, кондитерские изделия. Тем более, что такие «быстрые» углеводы на раздельном питании не сочетаются ни с какими другими продуктами. То есть их нужно есть отдельно. А какая польза для фигуры будет из перекуса сдобной булочкой или конфетами? Правильно – никакой.

Полезные же углеводы, в виде круп, каш и супов на их основе, отлично сочетаются с овощами, фруктами, растительным маслом, сметаной, творогом и сыром.

Раздельное питание: белки, жиры, углеводы

Если вы стремитесь похудеть, не исключайте совсем жиры из своего рациона – те, которые относятся к растительным, должны обязательно присутствовать в меню. Льняное масло, оливковое и подсолнечное очень полезны для организма, без них не усваиваются некоторые витамины, например, А. Поэтому лакомиться свежей морковкой лучше всего в составе салата с растительным маслом.

Углеводы не должны быть «быстрыми», которые непременно отложатся в организме в виде лишних килограммов. Но и полностью исключать их из рациона – ошибка. Углеводы – это источник энергии для организма. При ее недостатке, организм начнет её брать из мышечной ткани, которую вы и будете терять вместо жировой, а это, в свою очередь, отрицательно повлияет на саму фигуру.

Белки также нельзя исключать, хоть и они довольно долго перевариваются и хорошо сочетаются только с растительной пищей. Белковая пища с салатом из овощей – лучший перекус после тяжелой тренировки. В этом случае белок пойдет на строительство и поддержание мышц, которые придадут вашему силуэту красивую форму.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Вегетарианство для похудения

Белки, жиры и углеводы при раздельном питании должны включаться в меню каждый день в определённых пропорциях. Так, перед тренировкой отдайте предпочтение углеводной пище, которая даст вам необходимую энергию. А вот сразу после тренировки лучше перекусить белковой пищей, необходимой для восстановления мышц. Жиры включаются в рацион в виде растительных жиров и полезного рыбьего жира. Таким образом, жирное мясо лучше исключить из меню, если ваша цель – именно похудение.
Подводя итог, можно сказать, что раздельное питание – это не столько эффективный способ похудеть, сколько забота об организме. Ведь слаженная работа пищеварительной системы является залогом общего хорошего самочувствия.

Молочные продукты — калорийность, жиры, белки, углеводы

Таблица калорийности молочных продуктов

Ниже приведена таблица калорийности молочных продуктов, а также содержание в них белков, углеводов, жиров и воды. Указанные значения приходятся на 100 г продукта.

Молоко

Продукт	Калории (ккал)	Жиры (г)	Белки (г)	Углеводы (г)	Вода (мл)
Молоко 1,5%	44	1,5	2,9	4,8	92
Молоко 2,5%	52,7	2,5	2,8	4,7	90
Молоко 3,2%	58	3,2	2,8	4,7	88,5
Молоко 3,5%	64	3,2	3,3	4,8	87
Молоко козье	66,7	4,2	3	4,5	86,5
Молоко кобылье	39,5	1	2,2	5,8	92
Молоко овечье	109,7	7,7	5,6	4,8	75
Молоко топленое 1%	40	1	3	4,8	90,4
Молоко топленое 4%	67	4	2,9	4,7	87,6
Молоко топленое 6%	83,6	6	3	4,7	86
Молоко сгущенное	135	7,9	7	9,5	74,1
Молоко сгущенное с сахаром	315	8,5	7,2	56	26,5
Молоко сухое цельное	475	25	25,6	39,4	4
Молоко ацидофильное	83	3,2	2,8	10,8	81,7

Масло

Продукт	Калории (ккал)	Жиры (г)	Белки (г)	Углеводы (г)	Вода (мл)
Масло топленое	892	98	0,3	0,6	0,7
Масло сливочное с белком	747,5	82,5	0,5	0,8	0,9
Масло бутербродное	556	61,5	0,5	0,3	1,2
Масло сливочное	748	82,5	0,5	0,8	0,8
Масло крестьянское соленое	647	0,8	0,6	71	1,3
Масло крестьянское несоленое	661	72,5	0,8	1,3	1,1

Творог

Продукт	Калории (ккал)	Жиры (г)	Белки (г)	Углеводы (г)	Вода (мл)
Творог жирный	226	18	14	1,3	64,7
Творог полужирный	156	9	16,7	1,3	71
Творог нежирный	86	0,6	18	1,5	77,7
Творог диетический	86	0,6	18	1,5	77,7

Сыр

Продукт	Калории (ккал)	Жиры (г)	Белки (г)	Углеводы (г)	Вода (мл)
Сыр рассольный	355,6	26,5	26	3,5	37
Сыр советский	385	31,1	24,4	0	37,9
Сыр швейцарский	396	31,8	24,9	0	36,4
Сыр камамбер	324	28,8	15,3	0,1	52
Сыр костромской	343	26,1	25,6	0	41,9
Сыр твердый	355,6	26,5	26	3,5	38
Сырки и сырковая масса	340	23	7,1	27,5	41
Сыр осетинский	355,6	26,5	26	3,5	38
Сыр латвийский	316	24,1	23,3	1	46,4
Сыр мягкий	332	28	20	0	40
Сыр плавленный	226	13,5	24	0	55
Сыр российский	371	30	23,4	0	40
Сыр рокфор	335	27,5	20,5	0	38
Сыр чеддер	380	30,8	23,5	0	41
Сыр голландский	361	27,3	26,8	0	38,8
Сыр литовский	250	14,7	27,9	0	38,1
Сыр московский	355,6	26,6	26	3,5	39
Сыр пошехонский	334	26,5	26	0	41
Сыр колбасный	275	19,4	21,4	3,7	40
Сыр мюнстер	365	29	26	0,5	45
Сыр эмментальский	372,4	28,5	28,7	0,3	38,1
Сыр алтайский	355,6	26,6	26	3,5	40
Сыр сулугуни	286	22	20,5	0,4	51,9
Сыр зеленый	355,6	26,5	26	3,5	49
Сыр адыгейский	264	19,8	19,8	1,5	39

Сметана

Продукт	Калории (ккал)	Жиры (г)	Белки (г)	Углеводы (г)	Вода (мл)
Сметана 10%	116	10	3	2,9	82,7
Сметана 15%	162	15	2,6	3,6	77,5
Сметана 20%	206	20	2,8	3,2	72,7
Сметана 25%	250	25	2,4	3,2	68,2
Сметана 30%	293	30	2,3	3,1	63,4
Сметана 36%	291,2	30	2,4	3,1	58,1
Сметана 40%	291,2	30	2,4	3,1	54,2

Сливки

Кефир

Продукт	Калории (ккал)	Жиры (г)	Белки (г)	Углеводы (г)	Вода (мл)
Кефир 1%	40	1	3	4	90,4
Кефир 2,5%	53	2,5	2,9	4	89
Кефир 3,2%	59	3,2	2,9	4	88,3
Кефир жирный	59	3,2	2,8	4,1	88,3
Кефир нежирный	30	0,1	3	3,8	91,4

Йогурт

Продукт	Калории (ккал)	Жиры (г)	Белки (г)	Углеводы (г)	Вода (мл)
Йогурт 1,5%	57	1,5	4,1	5,9	86,5
Йогурт 3,2%	68	3,2	5	3,5	86,3
Йогурт 6%	92	6	5	3,5	83,5

Ряженка

Продукт	Калории (ккал)	Жиры (г)	Белки (г)	Углеводы (г)	Вода (мл)
Ряженка 1%	40	1	3	4,2	90,2
Ряженка 2,5%	54	2,5	2,9	4,2	88,8
Ряженка 4%	67	4	2,8	4,2	88,6
Ряженка 6%	85	6	3	4,1	85,3

Простокваша

Продукт	Калории (ккал)	Жиры (г)	Белки (г)	Углеводы (г)	Вода (мл)
Простокваша нежирная	30	0,05	3	3,8	91,6
Простокваша 1%	40	1	3	4,1	90,4
Простокваша 2,5%	53	2,5	2,9	4,1	89
Простокваша 3,2%	59	3,2	2,9	4,1	88,3

Брынза

Молоко является полноценным продуктом питания.

Естественное содержание жиров в нем составляет приблизительно 4%. В стакане цельного молока (250 мл) наряду с белками, витаминами, кальцием и другими микроэлементами содержатся также с избытком жиры, а его калорийность составляет 160 ккал. Такое же количество частично обезжиренного молока дает только 118 ккал. Правда, молоко не должно быть совсем обезжиренным, так как многие содержащиеся в нем витамины жирорастворимые, т. е. усваиваются организмом только вместе с жирами.

Такие молочные продукты, как йогурт, кефир или сметана, состоят, как и их исходный продукт — молоко, почти на 100% из двух компонентов — молочного жира и белков. Молочный жир дает на один грамм приблизительно 9 ккал, белки только 4 ккал. Молочные продукты с высоким процентом жирности содержат меньше белков и тем самым их калорийность автоматически становится меньше.

Если вы следите за своей фигурой и хотите добиться эффективного похудения, то вам следует всегда выбирать среди молока, йогурта и других молочных продуктов обезжиренные или с низким процентом жирности, которые соответственно вместо жира снабжают ваш организм большим количеством белков. Кстати, в итальянской кухне в соусах вместо сливок — полностью или, по крайней мере, частично — используется содержащее значительно меньшее количество жиров молоко. Воспользуйтесь этой уловкой, и, поверьте, ни вы, ни ваши гости не ощутите разницы на вкус, а получите при этом меньшее количество калорий.

3.2 Углеводы, липиды и белки

3.2.1 Различия между органическими и неорганическими соединениями

• Органические соединения — это соединения, содержащие углерод, которые содержатся в живых организмах, за исключением гидрокарбонатов (HCO ₃ ^— ), карбонатов (CO ₃ ^2- ) и оксиды углерода (CO, CO ₂ )
• Неорганические соединения — это все другие соединения (неорганических соединений меньше, чем органических)

Углеводы — это органические соединения, состоящие из одного или нескольких простых сахаров, которые в качестве мономеров соответствуют общей основной формуле (CH

2 O) _x

Примечание: исключения из этой основной формулы и включение других атомов (например,грамм. N) может встречаться

3.2.2 Определите глюкозу и рибозу по диаграммам, показывающим их структуру

Глюкоза (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) Рибоза (C ₅ H ₁₀ О ₅ )

3.2.3 Перечислите по три примера каждого из моносахаридов, дисахаридов и полисахаридов

Моносахариды: Глюкоза, галактоза, фруктоза

Дисахариды: Лактоза, мальтоза, сахароза

0 Полисахариды:

, крахмал

4 Укажите одну функцию глюкозы, лактозы и гликогена у животных и фруктозы, сахарозы и целлюлозы у растений

Животные

Глюкоза: Источник энергии, который может быть расщеплен с образованием АТФ посредством клеточного дыхания

Лактоза: Сахар, содержащийся в молоке млекопитающих, обеспечивающий энергию для грудных младенцев

Гликоген: Используется животными для кратковременного хранения энергии (между приемами пищи) в печени

Растения

Фруктоза: Содержится в меде и луке, очень сладкий и хороший источник энергии

Sucr ose: Используется в основном как переносимая форма энергии (например,грамм. сахарная свекла и сахарный тростник)

Целлюлоза: Используется растительными клетками как укрепляющий компонент клеточной стенки

3.2.5 Обозначьте роль конденсации и гидролиза во взаимосвязи между моносахаридами, дисахаридами и полисахаридами

• Реакции конденсации (дегидратации) происходят, когда молекулы ковалентно соединяются вместе и вода образуется в качестве побочного продукта
• В углеводах образующаяся связь называется гликозидной связью
• Противоположностью реакции конденсации является реакция гидролиза, которая требуется молекула воды для разрыва ковалентной связи между двумя субъединицами
• Моносахариды — это отдельные мономеры, которые соединяются с образованием дисахаридов, а сахара, содержащие несколько субъединиц (более 10), называются полисахаридами

Реакция конденсации между двумя моносахаридами

Липиды — это группа органических молекул, которые нерастворимы в воде, но растворимы в неполярных органических растворителях.

Обычные липиды включают триглицериды (жиры и масла), фосфолипиды и стероиды

3.2.2 Определите жирные кислоты по диаграммам, показывающим их структуру

Общая структура Насыщенные (без двойных связей) Ненасыщенные (двойные связи)

3.2.5 Обозначьте роль конденсации и гидролиза во взаимосвязи между жирными кислотами, глицерином и триглицеридами

• Реакция конденсации происходит между тремя гидроксильными группами глицерина и карбоксильными группами трех жирных кислот
• Эта реакция формируется триглицерид (и три молекулы воды)
• Связь между глицерином и жирными кислотами представляет собой сложноэфирную связь
• Когда одна из жирных кислот заменяется фосфатной группой и образуется фосфолипид
• Реакции гидролиза будут В присутствии воды эти молекулы разбиваются на составляющие их субъединицы

Образование триглицерида

3.2.6. Три функции липидов

S Структура: Фосфолипиды являются основным компонентом клеточных мембран

H Обычная передача сигналов: Стероиды участвуют в гормональной передаче сигналов (например, эстроген, прогестерон, тестостерон)

I Изоляция: Жиры у животных могут служить теплоизоляторами, в то время как сфинголипиды в миелиновой оболочке (нейронов) могут служить электрическими изоляторами

P Защита: Триглицериды могут образовывать слой ткани вокруг многих ключевых внутренних органов и обеспечивают защиту от телесных повреждений

S Хранение энергии: Триглицериды могут использоваться в качестве источника длительного хранения энергии

3.2.7 Сравните использование углеводов и липидов в накоплении энергии

Сходства:

• Сложные углеводы (например, полисахариды) и липиды содержат много химической энергии и могут использоваться для хранения энергии
• Сложные углеводы и липиды являются оба нерастворимы в воде — их нелегко транспортировать
• Углеводы и липиды горят чище, чем белки (они не образуют азотистых отходов)

Различия:

• Молекулы липидов содержат больше энергии на грамм, чем углеводы (примерно в два раза столько же)
• Углеводы легче перевариваются, чем липиды, и быстрее высвобождают свою энергию
• Моносахариды и дисахариды растворимы в воде и их легче транспортировать к местам хранения и обратно, чем липиды
• Животные склонны использовать углеводы в основном для кратковременной энергии хранение, в то время как липиды используются больше для долгосрочной энергии хранение
• Углеводы хранятся в виде гликогена у животных, в то время как липиды хранятся в виде жиров (в растениях углеводы хранятся в виде целлюлозы, а липиды в виде масел)
• Липиды в меньшей степени влияют на осмотическое давление в клетке, чем сложные углеводы

Белки — это большие органические соединения, состоящие из аминокислот, расположенных в линейную цепь

Последовательность аминокислот в белке определяется геном и кодируется генетическим кодом

3. 2.2 Определите аминокислоты по диаграммам, показывающим их структуру

Обобщенная структура аминокислоты

Типы аминокислот

3.2.5 Обозначьте роль конденсации и гидролиза во взаимосвязи между аминокислотами и полипептидами

• Реакция конденсации происходит между аминогруппой (NH ₂ ) одной аминокислоты и группа карбоновой кислоты (COOH) другой аминокислоты
• В этой реакции образуется дипептид (плюс молекула воды), который удерживается вместе пептидной связью
• Несколько аминокислот могут быть соединены вместе с образованием полипептидной цепи
• В присутствии воды полипептиды могут быть расщеплены на отдельные аминокислоты посредством реакций гидролиза

Образование дипептида

углеводов, белков, липидов и нуклеиновых кислот

Что такое органическая химия?

Органические молекулы: Углеводы, белки, липиды и нуклеиновые кислоты

Органические молекулы — это химические вещества жизни, соединения, состоящие из более чем одного типа элементов, которые находятся в живых организмах и производятся ими.

Признак, который отличает органическую молекулу от неорганической

Резюме статьи: Какие вещества относятся к сфере органической химии? В этой статье рассматриваются основные категории встречающихся в природе органических макромолекул: углеводы, белки, нуклеиновые кислоты и липиды.

Углеводы, белки, липиды и нуклеиновые кислоты

Лактоза, дисахарид

, состоящий из глюкозы и галактозы.

состоит в том, что органические молекулы содержат углерод-водородные связи, а неорганические — нет. Четыре основных класса органических молекул включают углеводы, белки,

Углеводы

Термин «углевод» на самом деле является описателем того, из чего состоят эти молекулы; гидраты углерода в соотношении одна молекула углерода к одной молекуле воды (Ch3O) n. Слово сахарид является удобным синонимом углеводов, потому что перед ним может стоять префикс, указывающий размер молекулы (моно-, ди-, поли-):

• Моносахариды: Простейшие простые сахара.Примеры: глюкоза и фруктоза — моносахариды.
  

• Дисахариды: Двойные сахара, представляющие собой комбинацию двух моносахаридов. Пример: сахароза (столовый сахар) состоит из глюкозы и фруктозы.
  

Виртуальный класс клеточной биологии предоставляет широкий спектр бесплатных образовательных ресурсов, включая лекции Power Point, учебные пособия, контрольные вопросы и практические контрольные вопросы.

Продолжение …

Белки и нуклеиновые кислоты

Последнее обновление страницы: 10/2016

БЕСПЛАТНО Версия для печати

Учебное пособие.

В этой статье

3 страницы:

• Полисахариды: Это полимеры, состоящие из нескольких сахаров. Они могут быть мономером одного типа (многие из них — моносахариды) или смесью мономеров. Пример: крахмал — это полисахарид, состоящий из множества молекул глюкозы.
  

Амилоза, линейный полимер глюкозы, может состоять из тысяч единиц глюкозы. Амилоза и амилопектин — два компонента крахмала.

22.12B: Химическое расщепление углеводов, белков, липидов и нуклеиновых кислот

Химическое расщепление макромолекул, содержащихся в пище, завершается различными ферментами, вырабатываемыми в пищеварительной системе.

Химическое разложение

Переваривание белков происходит в желудке и двенадцатиперстной кишке под действием трех основных ферментов:

1. Пепсин, секретируемый желудком.
2. Трипсин, секретируемый поджелудочной железой.
3. Химотрипсин, секретируемый поджелудочной железой.

Эти ферменты расщепляют пищевые белки на полипептиды, которые затем расщепляются различными экзопептидазами и дипептидазами на аминокислоты. Однако пищеварительные ферменты секретируются в основном в виде их неактивных предшественников, зимогенов.

Таким образом, трипсин секретируется поджелудочной железой в форме трипсиногена, который активируется в двенадцатиперстной кишке энтерокиназой с образованием трипсина. Затем трипсин расщепляет белки на более мелкие полипептиды.

У людей диетические крахмалы состоят из единиц глюкозы, расположенных в длинных цепочках полисахарида, называемого амилозой.Во время пищеварения связи между молекулами глюкозы разрушаются амилазой слюны и поджелудочной железы, в результате чего цепи глюкозы постепенно уменьшаются. Этот процесс производит простые сахара, глюкозу и мальтозу (две молекулы глюкозы), которые могут всасываться в тонком кишечнике.

Сахараза — это фермент, расщепляющий дисахарид сахарозы, широко известный как столовый сахар, тростниковый сахар или свекольный сахар. Переваривание сахарозы дает сахара, фруктозу и глюкозу, которые легко всасываются в тонком кишечнике.

Лактаза — это фермент, который расщепляет дисахарид лактозу на составные части, глюкозу и галактозу, которые всасываются в тонком кишечнике. Примерно половина взрослого населения вырабатывает лишь небольшое количество лактазы и поэтому не может есть молочные продукты. Это состояние широко известно как непереносимость лактозы.

Переваривание некоторых жиров начинается во рту, где липаза языка расщепляет липиды с короткой цепью на диглицериды. Присутствие жира в тонком кишечнике производит гормоны, которые стимулируют высвобождение липазы поджелудочной железы из поджелудочной железы и желчи из печени, что способствует расщеплению жиров на жирные кислоты.Полное переваривание одной молекулы жира (триглицерида) приводит к образованию трех молекул жирных кислот и одной молекулы глицерина.

ДНК и РНК

расщепляются на мононуклеотиды под действием нуклеаз дезоксирибонуклеазы и рибонуклеазы (ДНКазы и РНКазы), которые выделяются поджелудочной железой.

Переваривание углеводов : Диаграмма действия ферментов, расщепляющих олигосахариды, в тонком кишечнике.

Переваривание липидов : Переваривание липидов включает образование мицелл в присутствии солей желчных кислот и прохождение мицелл и жирных кислот через слой без перемешивания.На диаграмме вверху изображен диетический жир, а липаза поджелудочной железы и соли желчных кислот образуют мицеллы, которые проходят через слой без перемешивания внизу диаграммы.

2.3 Биологические молекулы — Концепции биологии — 1-е канадское издание

К концу этого раздела вы сможете:

• Опишите, почему углерод имеет решающее значение для жизни
• Объясните влияние незначительных изменений аминокислот на организмы
• Опишите четыре основных типа биологических молекул
• Понимать функции четырех основных типов молекул

Посмотрите видео о белках и белковых ферментах.

Большие молекулы, необходимые для жизни и состоящие из более мелких органических молекул, называются биологическими макромолекулами . Существует четыре основных класса биологических макромолекул (углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты), каждый из которых является важным компонентом клетки и выполняет широкий спектр функций. Вместе эти молекулы составляют большую часть массы клетки. Биологические макромолекулы являются органическими, что означает, что они содержат углерод. Кроме того, они могут содержать водород, кислород, азот, фосфор, серу и дополнительные второстепенные элементы.

Часто говорят, что жизнь «основана на углероде». Это означает, что атомы углерода, связанные с другими атомами углерода или другими элементами, образуют фундаментальные компоненты многих, если не большинства, молекул, уникальных для живых существ. Другие элементы играют важную роль в биологических молекулах, но углерод определенно квалифицируется как элемент «фундамент» для молекул в живых существах. Именно связывающие свойства атомов углерода определяют его важную роль.

Углерод содержит четыре электрона в своей внешней оболочке. Следовательно, он может образовывать четыре ковалентные связи с другими атомами или молекулами. Простейшая молекула органического углерода — метан (CH ₄ ), в котором четыре атома водорода связаны с атомом углерода.

Рис. 2.12. Углерод может образовывать четыре ковалентные связи, образуя органическую молекулу. Самая простая молекула углерода — это метан (Ch5), изображенный здесь.

Однако более сложные конструкции изготавливаются с использованием углерода. Любой из атомов водорода можно заменить другим атомом углерода, ковалентно связанным с первым атомом углерода.Таким образом могут быть образованы длинные и разветвленные цепи углеродных соединений (рис. 2.13 a ). Атомы углерода могут связываться с атомами других элементов, таких как азот, кислород и фосфор (рис. 2.13 b ). Молекулы также могут образовывать кольца, которые сами могут связываться с другими кольцами (рис. 2.13 c ). Это разнообразие молекулярных форм объясняет разнообразие функций биологических макромолекул и в значительной степени основано на способности углерода образовывать множественные связи с самим собой и другими атомами.

Рис. 2.13. Эти примеры показывают три молекулы (обнаруженные в живых организмах), которые содержат атомы углерода, различным образом связанные с другими атомами углерода и атомами других элементов. (а) Эта молекула стеариновой кислоты имеет длинную цепочку атомов углерода. (б) Глицин, компонент белков, содержит атомы углерода, азота, кислорода и водорода. (c) Глюкоза, сахар, имеет кольцо из атомов углерода и один атом кислорода.

Углеводы — это макромолекулы, с которыми большинство потребителей в некоторой степени знакомо.Чтобы похудеть, некоторые люди придерживаются «низкоуглеводной» диеты. Спортсмены, напротив, часто «нагружаются углеводами» перед важными соревнованиями, чтобы убедиться, что у них достаточно энергии для соревнований на высоком уровне. Фактически, углеводы являются неотъемлемой частью нашего рациона; злаки, фрукты и овощи — все это естественные источники углеводов. Углеводы обеспечивают организм энергией, особенно через глюкозу, простой сахар. Углеводы также выполняют другие важные функции у людей, животных и растений.

Углеводы можно представить формулой (CH ₂ O) _n , где n — количество атомов углерода в молекуле. Другими словами, соотношение углерода, водорода и кислорода в молекулах углеводов составляет 1: 2: 1. Углеводы подразделяются на три подтипа: моносахариды, дисахариды и полисахариды.

Моносахариды (моно- = «один»; sacchar- = «сладкий») представляют собой простые сахара, наиболее распространенным из которых является глюкоза.В моносахаридах количество атомов углерода обычно составляет от трех до шести. Большинство названий моносахаридов оканчиваются суффиксом -ose. В зависимости от количества атомов углерода в сахаре они могут быть известны как триозы (три атома углерода), пентозы (пять атомов углерода) и гексозы (шесть атомов углерода).

Моносахариды могут существовать в виде линейной цепи или кольцевых молекул; в водных растворах они обычно находятся в кольцевой форме.

Химическая формула глюкозы: C ₆ H ₁₂ O ₆ .У большинства живых существ глюкоза является важным источником энергии. Во время клеточного дыхания из глюкозы выделяется энергия, которая используется для выработки аденозинтрифосфата (АТФ). Растения синтезируют глюкозу, используя углекислый газ и воду в процессе фотосинтеза, а глюкоза, в свою очередь, используется для удовлетворения потребностей растений в энергии. Избыток синтезированной глюкозы часто хранится в виде крахмала, который расщепляется другими организмами, питающимися растениями.

Галактоза (входит в состав лактозы или молочного сахара) и фруктоза (содержится во фруктах) — другие распространенные моносахариды.Хотя глюкоза, галактоза и фруктоза имеют одинаковую химическую формулу (C ₆ H ₁₂ O ₆ ), они различаются структурно и химически (и известны как изомеры) из-за разного расположения атомов в углеродной цепи. .

Рис. 2.14. Глюкоза, галактоза и фруктоза — изомерные моносахариды, что означает, что они имеют одинаковую химическую формулу, но немного разные структуры.

Дисахариды (ди- = «два») образуются, когда два моносахарида подвергаются реакции дегидратации (реакции, при которой происходит удаление молекулы воды).Во время этого процесса гидроксильная группа (–ОН) одного моносахарида соединяется с атомом водорода другого моносахарида, высвобождая молекулу воды (H ₂ O) и образуя ковалентную связь между атомами в двух молекулах сахара.

Обычные дисахариды включают лактозу, мальтозу и сахарозу. Лактоза — это дисахарид, состоящий из мономеров глюкозы и галактозы. Он естественным образом содержится в молоке. Мальтоза, или солодовый сахар, представляет собой дисахарид, образующийся в результате реакции дегидратации между двумя молекулами глюкозы.Наиболее распространенным дисахаридом является сахароза или столовый сахар, который состоит из мономеров глюкозы и фруктозы.

Длинная цепь моносахаридов, связанных ковалентными связями, известна как полисахарид (поли- = «много»). Цепь может быть разветвленной или неразветвленной, и она может содержать разные типы моносахаридов. Полисахариды могут быть очень большими молекулами. Крахмал, гликоген, целлюлоза и хитин являются примерами полисахаридов.

Крахмал — это хранимая в растениях форма сахаров, состоящая из амилозы и амилопектина (оба полимера глюкозы).Растения способны синтезировать глюкозу, а избыток глюкозы откладывается в виде крахмала в различных частях растений, включая корни и семена. Крахмал, который потребляется животными, расщепляется на более мелкие молекулы, такие как глюкоза. Затем клетки могут поглощать глюкозу.

Гликоген — это форма хранения глюкозы у людей и других позвоночных, состоящая из мономеров глюкозы. Гликоген является животным эквивалентом крахмала и представляет собой сильно разветвленную молекулу, обычно хранящуюся в клетках печени и мышц. Когда уровень глюкозы снижается, гликоген расщепляется с высвобождением глюкозы.

Целлюлоза — один из самых распространенных природных биополимеров. Клеточные стенки растений в основном состоят из целлюлозы, которая обеспечивает структурную поддержку клетки. Дерево и бумага в основном целлюлозные по своей природе. Целлюлоза состоит из мономеров глюкозы, которые связаны связями между определенными атомами углерода в молекуле глюкозы.

Каждый второй мономер глюкозы в целлюлозе переворачивается и плотно упаковывается в виде удлиненных длинных цепей.Это придает целлюлозе жесткость и высокую прочность на разрыв, что так важно для растительных клеток. Целлюлоза, проходящая через нашу пищеварительную систему, называется пищевыми волокнами. Хотя связи глюкозы и глюкозы в целлюлозе не могут быть разрушены пищеварительными ферментами человека, травоядные животные, такие как коровы, буйволы и лошади, способны переваривать траву, богатую целлюлозой, и использовать ее в качестве источника пищи. У этих животных определенные виды бактерий обитают в рубце (часть пищеварительной системы травоядных) и секретируют фермент целлюлазу.В аппендиксе также содержатся бактерии, которые расщепляют целлюлозу, что придает ей важную роль в пищеварительной системе жвачных животных. Целлюлазы могут расщеплять целлюлозу на мономеры глюкозы, которые могут использоваться животным в качестве источника энергии.

Углеводы выполняют другие функции у разных животных. У членистоногих, таких как насекомые, пауки и крабы, есть внешний скелет, называемый экзоскелетом, который защищает их внутренние части тела. Этот экзоскелет состоит из биологической макромолекулы , хитина , азотистого углевода.Он состоит из повторяющихся единиц модифицированного сахара, содержащего азот.

Таким образом, из-за различий в молекулярной структуре углеводы могут выполнять самые разные функции хранения энергии (крахмал и гликоген), а также структурной поддержки и защиты (целлюлоза и хитин).

Рис. 2.15. Хотя их структура и функции различаются, все полисахаридные углеводы состоят из моносахаридов и имеют химическую формулу (Ch3O) n.

Зарегистрированный диетолог: ожирение является проблемой для здоровья во всем мире, и многие болезни, такие как диабет и болезни сердца, становятся все более распространенными из-за ожирения.Это одна из причин, почему к зарегистрированным диетологам все чаще обращаются за советом. Зарегистрированные диетологи помогают планировать пищевые продукты и программы питания для людей в различных условиях. Они часто работают с пациентами в медицинских учреждениях, разрабатывая планы питания для профилактики и лечения заболеваний. Например, диетологи могут научить пациента с диабетом, как контролировать уровень сахара в крови, употребляя в пищу правильные типы и количества углеводов. Диетологи также могут работать в домах престарелых, школах и частных клиниках.

Чтобы стать дипломированным диетологом, нужно получить как минимум степень бакалавра в области диетологии, питания, пищевых технологий или в смежных областях. Кроме того, дипломированные диетологи должны пройти программу стажировки под руководством и сдать национальный экзамен. Те, кто занимается диетологией, проходят курсы по питанию, химии, биохимии, биологии, микробиологии и физиологии человека. Диетологи должны стать экспертами в химии и функциях пищи (белков, углеводов и жиров).

Через призму коренных народов (Сюзанна Вилкерсон и Чарльз Мольнар)

Я работаю в колледже Камосун, расположенном в красивой Виктории, Британская Колумбия, с кампусами на традиционных территориях народов леквунгенов и васаней. Подземная луковица для хранения цветка камас, показанная ниже, была важным источником пищи для многих коренных народов острова Ванкувер и всей западной части Северной Америки. Луковицы камас по-прежнему употребляются в пищу как традиционный источник пищи, и приготовление луковиц камас относится к этому текстовому разделу об углеводах.

Рис. 2.16 Изображение синего цветка камас и насекомого-опылителя. Подземная лампочка камаса запекается в костре. Тепло действует как фермент панкреатическая амилаза и расщепляет длинные цепи неперевариваемого инулина на усвояемые моно- и дисахариды.

Чаще всего растения вырабатывают крахмал как запасенную форму углеводов. Некоторые растения, например камас, создают инулин. Инулин используется в качестве пищевых волокон, однако он не переваривается людьми. Если бы вы откусили сырую луковицу камаса, она была бы горькой и имела липкую консистенцию.Метод, используемый коренными народами для того, чтобы сделать камас одновременно удобоваримым и вкусным, заключается в медленном запекании луковиц в течение длительного периода в подземной чаше для костра, покрытой специфическими листьями и почвой. Тепло действует как фермент амилаза поджелудочной железы и расщепляет длинные цепи инулина на легкоусвояемые моно- и дисахариды.

Правильно запеченные луковицы камас по вкусу напоминают смесь печеной груши и вареного инжира. Важно отметить, что, хотя синие камы являются источником пищи, их не следует путать с белыми камасами смерти, которые особенно токсичны и смертельны.Цветки выглядят по-разному, но луковицы очень похожи.

Липиды включают разнообразную группу соединений, объединенных общим признаком. Липиды гидрофобны («водобоязненные») или нерастворимы в воде, потому что они неполярные молекулы. Это потому, что они являются углеводородами, которые включают только неполярные углерод-углеродные или углерод-водородные связи. Липиды выполняют в клетке множество различных функций. Клетки хранят энергию для длительного использования в виде липидов, называемых , жирами и .Липиды также обеспечивают изоляцию растений и животных от окружающей среды. Например, они помогают водным птицам и млекопитающим оставаться сухими из-за их водоотталкивающих свойств. Липиды также являются строительными блоками многих гормонов и важной составляющей плазматической мембраны. Липиды включают жиры, масла, воски, фосфолипиды и стероиды.

Рис. 2.17. Гидрофобные липиды в мехе водных млекопитающих, таких как речная выдра, защищают их от непогоды.

Молекула жира, такая как триглицерид, состоит из двух основных компонентов — глицерина и жирных кислот.Глицерин — это органическое соединение с тремя атомами углерода, пятью атомами водорода и тремя гидроксильными (–OH) группами. Жирные кислоты имеют длинную цепь углеводородов, к которой присоединена кислая карбоксильная группа, отсюда и название «жирная кислота». Количество атомов углерода в жирной кислоте может составлять от 4 до 36; наиболее распространены те, которые содержат 12–18 атомов углерода. В молекуле жира жирная кислота присоединена к каждому из трех атомов кислорода в -ОН-группах молекулы глицерина ковалентной связью.

Фигура 2.18 Липиды включают жиры, такие как триглицериды, которые состоят из жирных кислот и глицерина, фосфолипидов и стероидов.

Во время образования этой ковалентной связи высвобождаются три молекулы воды. Три жирные кислоты в жире могут быть похожими или разными. Эти жиры также называют триглицеридами , потому что они содержат три жирные кислоты. Некоторые жирные кислоты имеют общие названия, указывающие на их происхождение. Например, пальмитиновая кислота, насыщенная жирная кислота, получают из пальмы.Арахидовая кислота получена из Arachis hypogaea , научного названия арахиса.

Жирные кислоты могут быть насыщенными и ненасыщенными. В цепи жирной кислоты, если есть только одинарные связи между соседними атомами углерода в углеводородной цепи, жирная кислота является насыщенной. Насыщенные жирные кислоты насыщены водородом; другими словами, количество атомов водорода, прикрепленных к углеродному скелету, максимально.

Когда углеводородная цепь содержит двойную связь, жирная кислота представляет собой ненасыщенную жирную кислоту .

Большинство ненасыщенных жиров являются жидкими при комнатной температуре и называются маслами . Если в молекуле есть одна двойная связь, тогда он известен как мононенасыщенный жир (например, оливковое масло), а если имеется более одной двойной связи, то он известен как полиненасыщенный жир (например, масло канолы).

Насыщенные жиры плотно упаковываются и остаются твердыми при комнатной температуре. Животные жиры со стеариновой кислотой и пальмитиновой кислотой, содержащиеся в мясе, и жир с масляной кислотой, содержащиеся в масле, являются примерами насыщенных жиров.Млекопитающие хранят жиры в специализированных клетках, называемых адипоцитами, где жировые шарики занимают большую часть клетки. У растений жир или масло хранятся в семенах и используются в качестве источника энергии во время эмбрионального развития.

Ненасыщенные жиры или масла обычно растительного происхождения и содержат ненасыщенные жирные кислоты. Двойная связь вызывает изгиб или «перегиб», который препятствует плотной упаковке жирных кислот, сохраняя их в жидком состоянии при комнатной температуре. Оливковое масло, кукурузное масло, масло канолы и жир печени трески являются примерами ненасыщенных жиров.Ненасыщенные жиры помогают повысить уровень холестерина в крови, тогда как насыщенные жиры способствуют образованию бляшек в артериях, что увеличивает риск сердечного приступа.

В пищевой промышленности масла искусственно гидрогенизируются для придания им полутвердого состояния, что приводит к меньшей порче и увеличению срока хранения. Проще говоря, газообразный водород пропускают через масла, чтобы отвердить их. Во время этого процесса гидрирования двойные связи цис -конформации в углеводородной цепи могут быть преобразованы в двойные связи в транс -конформации.Это образует транс -жир из цис- -жира. Ориентация двойных связей влияет на химические свойства жира.

Рис. 2.19. В процессе гидрогенизации ориентация двойных связей изменяется, в результате чего из цис-жира образуется трансжир. Это изменяет химические свойства молекулы.

Маргарин, некоторые виды арахисового масла и шортенинг являются примерами искусственно гидрогенизированных транс--жиров. Недавние исследования показали, что увеличение транс--жиров в рационе человека может привести к увеличению уровня липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) или «плохого» холестерина, что, в свою очередь, может привести к отложению бляшек в организме человека. артерии, что приводит к болезни сердца.Многие рестораны быстрого питания недавно отказались от использования транс -жиров, и теперь на американских этикетках продуктов питания требуется указывать их содержание транс -жиров.

Незаменимые жирные кислоты — это жирные кислоты, которые необходимы, но не синтезируются человеческим организмом. Следовательно, их необходимо дополнять с помощью диеты. Жирные кислоты омега-3 попадают в эту категорию и являются одной из двух известных незаменимых жирных кислот для человека (другая — жирные кислоты омега-6).Они представляют собой тип полиненасыщенных жиров и называются омега-3 жирными кислотами, потому что третий углерод на конце жирной кислоты участвует в двойной связи.

Лосось, форель и тунец являются хорошими источниками жирных кислот омега-3. Жирные кислоты омега-3 важны для работы мозга, нормального роста и развития. Они также могут предотвратить сердечные заболевания и снизить риск рака.

Как и углеводы, жиры получили широкую огласку. Это правда, что чрезмерное употребление жареной и другой «жирной» пищи приводит к увеличению веса.Однако жиры выполняют важные функции. Жиры служат долгосрочным накопителем энергии. Они также обеспечивают изоляцию тела. Поэтому «здоровые» ненасыщенные жиры в умеренных количествах следует употреблять регулярно.

Фосфолипиды являются основным компонентом плазматической мембраны. Как и жиры, они состоят из цепей жирных кислот, прикрепленных к глицерину или подобной основной цепи. Однако вместо трех жирных кислот есть две жирные кислоты, а третий углерод глицериновой цепи связан с фосфатной группой. Фосфатная группа модифицируется добавлением спирта.

Фосфолипид имеет как гидрофобные, так и гидрофильные участки. Цепи жирных кислот гидрофобны и исключают себя из воды, тогда как фосфат гидрофильный и взаимодействует с водой.

Клетки окружены мембраной, которая имеет бислой фосфолипидов. Жирные кислоты фосфолипидов обращены внутрь, вдали от воды, тогда как фосфатная группа может быть обращена либо к внешней среде, либо к внутренней части клетки, которые оба являются водными.

Через призму коренных народов

Для первых народов Тихоокеанского Северо-Запада богатый жиром рыбный оолиган с содержанием жира 20% от веса тела был важной частью рациона нескольких коренных народов. Почему? Поскольку жир является наиболее калорийной пищей, и наличие компактного высококалорийного источника энергии, способного хранить, было бы важным для выживания. Характер жира также сделал его важным товаром. Как и лосось, оолиган возвращается в свое русло после долгих лет в море. Его прибытие ранней весной сделало его первым свежим продуктом в году.В цимшианских языках прибытие оолигана… традиционно объявлялось криком «Хлаа ат’иксши халимутхв!»… Что означало: «Наш Спаситель только что прибыл!»

Рисунок 2.20 Изображение приготовленного оолигана. Эта жирная рыба с содержанием жира 20% от веса тела является важной частью диеты коренных народов.

Как вы уже узнали, все жиры гидрофобны (ненавидят воду). Чтобы отделить жир, рыбу отваривают, а плавающий жир снимают. Жирный состав улигана состоит из 30% насыщенных жиров (например, сливочного масла) и 55% мононенасыщенных жиров (например, растительных масел).Важно отметить, что это твердая смазка при комнатной температуре. Поскольку в нем мало полиненасыщенных жиров (которые быстро окисляются и портятся), его можно хранить для дальнейшего использования и использовать в качестве предмета торговли. Считается, что его состав делает его таким же полезным, как оливковое масло, или лучше, поскольку он содержит жирные кислоты омега-3, которые снижают риск диабета и инсульта. Он также богат тремя жирорастворимыми витаминами A, E и K.

Стероиды и воски

В отличие от фосфолипидов и жиров, рассмотренных ранее, стероиды имеют кольцевую структуру.Хотя они не похожи на другие липиды, они сгруппированы с ними, потому что они также гидрофобны. Все стероиды имеют четыре связанных углеродных кольца, а некоторые из них, как и холестерин, имеют короткий хвост.

Холестерин — стероид. Холестерин в основном синтезируется в печени и является предшественником многих стероидных гормонов, таких как тестостерон и эстрадиол. Он также является предшественником витаминов Е и К. Холестерин является предшественником солей желчных кислот, которые помогают в расщеплении жиров и их последующем усвоении клетками.Хотя о холестерине часто говорят отрицательно, он необходим для правильного функционирования организма. Это ключевой компонент плазматических мембран клеток животных.

Воски состоят из углеводородной цепи со спиртовой (–OH) группой и жирной кислотой. Примеры восков животного происхождения включают пчелиный воск и ланолин. У растений также есть воск, например покрытие на листьях, которое помогает предотвратить их высыхание.

Концепция в действии

Чтобы получить дополнительную информацию о липидах, исследуйте «Биомолекулы: Липиды» с помощью этой интерактивной анимации.

Белки являются одними из наиболее распространенных органических молекул в живых системах и обладают самым разнообразным набором функций среди всех макромолекул. Белки могут быть структурными, регуляторными, сократительными или защитными; они могут служить для транспортировки, хранения или перепонки; или они могут быть токсинами или ферментами. Каждая клетка живой системы может содержать тысячи различных белков, каждый из которых выполняет уникальную функцию. Их структуры, как и их функции, сильно различаются. Однако все они представляют собой полимеры аминокислот, расположенных в линейной последовательности.

Функции белков очень разнообразны, потому что существует 20 различных химически различных аминокислот, которые образуют длинные цепи, и аминокислоты могут располагаться в любом порядке. Например, белки могут функционировать как ферменты или гормоны. Ферменты , которые вырабатываются живыми клетками, являются катализаторами биохимических реакций (например, пищеварения) и обычно являются белками. Каждый фермент специфичен для субстрата (реагента, который связывается с ферментом), на который он действует. Ферменты могут разрушать молекулярные связи, переупорядочивать связи или образовывать новые связи.Примером фермента является амилаза слюны, которая расщепляет амилозу, компонент крахмала.

Гормоны представляют собой химические сигнальные молекулы, обычно белки или стероиды, секретируемые эндокринной железой или группой эндокринных клеток, которые контролируют или регулируют определенные физиологические процессы, включая рост, развитие, метаболизм и размножение. Например, инсулин — это белковый гормон, который поддерживает уровень глюкозы в крови.

Белки имеют разную форму и молекулярную массу; некоторые белки имеют глобулярную форму, тогда как другие имеют волокнистую природу.Например, гемоглобин — это глобулярный белок, а коллаген, обнаруженный в нашей коже, — это волокнистый белок. Форма белка имеет решающее значение для его функции. Изменения температуры, pH и воздействие химикатов могут привести к необратимым изменениям формы белка, что приведет к потере функции или денатурации (более подробно это будет обсуждаться позже). Все белки состоят из 20 одних и тех же аминокислот по-разному.

Аминокислоты — это мономеры, из которых состоят белки.Каждая аминокислота имеет одинаковую фундаментальную структуру, которая состоит из центрального атома углерода, связанного с аминогруппой (–NH ₂ ), карбоксильной группы (–COOH) и атома водорода. Каждая аминокислота также имеет другой вариабельный атом или группу атомов, связанных с центральным атомом углерода, известную как группа R. Группа R — единственное различие в структуре между 20 аминокислотами; в остальном аминокислоты идентичны.

Рис. 2.21. Аминокислоты состоят из центрального углерода, связанного с аминогруппой (–Nh3), карбоксильной группой (–COOH) и атомом водорода.Четвертая связь центрального углерода варьируется среди различных аминокислот, как видно из этих примеров аланина, валина, лизина и аспарагиновой кислоты.

Химическая природа группы R определяет химическую природу аминокислоты в ее белке (то есть, является ли она кислотной, основной, полярной или неполярной).

Последовательность и количество аминокислот в конечном итоге определяют форму, размер и функцию белка. Каждая аминокислота присоединена к другой аминокислоте ковалентной связью, известной как пептидная связь, которая образуется в результате реакции дегидратации.Карбоксильная группа одной аминокислоты и аминогруппа второй аминокислоты объединяются, высвобождая молекулу воды. Полученная связь представляет собой пептидную связь.

Продукты, образованные такой связью, называются полипептидами . Хотя термины полипептид и белок иногда используются взаимозаменяемо, полипептид технически представляет собой полимер аминокислот, тогда как термин белок используется для полипептида или полипептидов, которые объединились вместе, имеют различную форму и имеют уникальную функцию.

Эволюция в действии

Эволюционное значение цитохрома c Цитохром c является важным компонентом молекулярного механизма, который собирает энергию из глюкозы. Поскольку роль этого белка в производстве клеточной энергии имеет решающее значение, за миллионы лет он очень мало изменился. Секвенирование белков показало, что существует значительное сходство последовательностей между молекулами цитохрома с разных видов; эволюционные отношения можно оценить путем измерения сходства или различий между белковыми последовательностями различных видов.

Например, ученые определили, что цитохром с человека содержит 104 аминокислоты. Для каждой молекулы цитохрома с, которая к настоящему времени была секвенирована у разных организмов, 37 из этих аминокислот находятся в одном и том же положении в каждом цитохроме с. Это указывает на то, что все эти организмы произошли от общего предка. При сравнении последовательностей белков человека и шимпанзе различий в последовательностях не обнаружено. При сравнении последовательностей человека и макаки-резуса было обнаружено единственное различие в одной аминокислоте.Напротив, сравнение человека с дрожжами показывает разницу в 44 аминокислотах, предполагая, что люди и шимпанзе имеют более недавнего общего предка, чем люди и макака-резус или люди и дрожжи.

Структура белка

Как обсуждалось ранее, форма белка имеет решающее значение для его функции. Чтобы понять, как белок приобретает свою окончательную форму или конформацию, нам необходимо понять четыре уровня структуры белка: первичный, вторичный, третичный и четвертичный, .

Уникальная последовательность и количество аминокислот в полипептидной цепи — это ее первичная структура. Уникальная последовательность каждого белка в конечном итоге определяется геном, кодирующим этот белок. Любое изменение в последовательности гена может привести к добавлению другой аминокислоты к полипептидной цепи, вызывая изменение структуры и функции белка. При серповидно-клеточной анемии β-цепь гемоглобина имеет единственную аминокислотную замену, вызывающую изменение как структуры, так и функции белка.Примечательно, что молекула гемоглобина состоит из двух альфа-цепей и двух бета-цепей, каждая из которых состоит примерно из 150 аминокислот. Таким образом, молекула содержит около 600 аминокислот. Структурное различие между нормальной молекулой гемоглобина и молекулой серповидноклеточных клеток, которое резко снижает продолжительность жизни у пораженных людей, составляет одну аминокислоту из 600.

Из-за этого изменения одной аминокислоты в цепи обычно двояковогнутые или дискообразные эритроциты принимают форму полумесяца или «серпа», что закупоривает артерии. Это может привести к множеству серьезных проблем со здоровьем, таких как одышка, головокружение, головные боли и боли в животе у людей, страдающих этим заболеванием.

Образцы сворачивания, возникающие в результате взаимодействий между частями аминокислот, не относящихся к R-группам, приводят к вторичной структуре белка. Наиболее распространены альфа (α) -спиральные и бета (β) -пластинчатые листовые структуры. Обе структуры удерживаются в форме водородными связями. В альфа-спирали связи образуются между каждой четвертой аминокислотой и вызывают поворот аминокислотной цепи.

В β-складчатом листе «складки» образованы водородными связями между атомами в основной цепи полипептидной цепи. Группы R прикреплены к атомам углерода и проходят выше и ниже складок складки. Гофрированные сегменты выровнены параллельно друг другу, а водородные связи образуются между одинаковыми парами атомов на каждой из выровненных аминокислот. Структуры α-спирали и β-складчатых листов обнаруживаются во многих глобулярных и волокнистых белках.

Уникальная трехмерная структура полипептида известна как его третичная структура.Эта структура вызвана химическим взаимодействием между различными аминокислотами и участками полипептида. Прежде всего, взаимодействия между группами R создают сложную трехмерную третичную структуру белка. Могут быть ионные связи, образованные между группами R на разных аминокислотах, или водородные связи, помимо тех, которые участвуют во вторичной структуре. Когда происходит сворачивание белка, гидрофобные группы R неполярных аминокислот лежат внутри белка, тогда как гидрофильные группы R лежат снаружи.Первые типы взаимодействий также известны как гидрофобные взаимодействия.

В природе некоторые белки образованы из нескольких полипептидов, также известных как субъединицы, и взаимодействие этих субъединиц образует четвертичную структуру. Слабые взаимодействия между субъединицами помогают стабилизировать общую структуру. Например, гемоглобин представляет собой комбинацию четырех полипептидных субъединиц.

Рис. 2.22 На этих иллюстрациях можно увидеть четыре уровня белковой структуры.

Каждый белок имеет свою уникальную последовательность и форму, удерживаемую химическими взаимодействиями.Если белок подвержен изменениям температуры, pH или воздействию химикатов, структура белка может измениться, потеряв свою форму в результате так называемой денатурации , как обсуждалось ранее. Денатурация часто обратима, поскольку первичная структура сохраняется, если денатурирующий агент удаляется, позволяя белку возобновить свою функцию. Иногда денатурация необратима, что приводит к потере функции. Один из примеров денатурации белка можно увидеть, когда яйцо жарят или варят.Белок альбумина в жидком яичном белке денатурируется при помещении на горячую сковороду, превращаясь из прозрачного вещества в непрозрачное белое вещество. Не все белки денатурируются при высоких температурах; например, бактерии, которые выживают в горячих источниках, имеют белки, которые адаптированы для работы при этих температурах.

Концепция в действии

Чтобы получить дополнительную информацию о белках, исследуйте «Биомолекулы: Белки» с помощью этой интерактивной анимации.

Нуклеиновые кислоты являются ключевыми макромолекулами в непрерывности жизни.Они несут генетический план клетки и несут инструкции для функционирования клетки.

Двумя основными типами нуклеиновых кислот являются дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК) . ДНК — это генетический материал, содержащийся во всех живых организмах, от одноклеточных бактерий до многоклеточных млекопитающих.

Другой тип нуклеиновой кислоты, РНК, в основном участвует в синтезе белка. Молекулы ДНК никогда не покидают ядро, а вместо этого используют посредника РНК для связи с остальной частью клетки.Другие типы РНК также участвуют в синтезе белка и его регуляции.

ДНК и РНК состоят из мономеров, известных как нуклеотидов . Нуклеотиды объединяются друг с другом с образованием полинуклеотида, ДНК или РНК. Каждый нуклеотид состоит из трех компонентов: азотистого основания, пентозного (пятиуглеродного) сахара и фосфатной группы. Каждое азотистое основание в нуклеотиде присоединено к молекуле сахара, которая присоединена к фосфатной группе.

Рис. 2.23. Нуклеотид состоит из трех компонентов: азотистого основания, пентозного сахара и фосфатной группы. ДНК

имеет двойную спиральную структуру. Он состоит из двух цепей или полимеров нуклеотидов. Нити образованы связями между фосфатными и сахарными группами соседних нуклеотидов. Нити связаны друг с другом в своих основаниях водородными связями, и нити наматываются друг на друга по своей длине, отсюда и описание «двойной спирали», что означает двойную спираль.

Рис. 2.24. Химическая структура ДНК с цветной меткой, обозначающей четыре основания, а также фосфатный и дезоксирибозный компоненты основной цепи.

Чередующиеся сахарные и фосфатные группы лежат на внешней стороне каждой цепи, образуя основу ДНК. Азотистые основания сложены внутри, как ступени лестницы, и эти основания соединяются в пару; пары связаны друг с другом водородными связями. Основания спариваются таким образом, чтобы расстояние между скелетами двух цепей было одинаковым по всей длине молекулы. Правило состоит в том, что нуклеотид A соединяется с нуклеотидом T, а G — с C, см. Раздел 9.1 для более подробной информации.

Живые существа основаны на углероде, потому что углерод играет такую ​​важную роль в химии живых существ. Четыре позиции ковалентной связи атома углерода могут дать начало широкому разнообразию соединений с множеством функций, что объясняет важность углерода для живых существ. Углеводы — это группа макромолекул, которые являются жизненно важным источником энергии для клетки, обеспечивают структурную поддержку многих организмов и могут быть обнаружены на поверхности клетки в качестве рецепторов или для распознавания клеток.Углеводы классифицируются как моносахариды, дисахариды и полисахариды, в зависимости от количества мономеров в молекуле.

Липиды — это класс макромолекул, которые по своей природе неполярны и гидрофобны. Основные типы включают жиры и масла, воски, фосфолипиды и стероиды. Жиры и масла представляют собой запасенную форму энергии и могут включать триглицериды. Жиры и масла обычно состоят из жирных кислот и глицерина.

Белки — это класс макромолекул, которые могут выполнять широкий спектр функций для клетки.Они помогают метаболизму, обеспечивая структурную поддержку и действуя как ферменты, переносчики или гормоны. Строительными блоками белков являются аминокислоты. Белки организованы на четырех уровнях: первичный, вторичный, третичный и четвертичный. Форма и функция белка неразрывно связаны; любое изменение формы, вызванное изменениями температуры, pH или химического воздействия, может привести к денатурации белка и потере функции.

Нуклеиновые кислоты — это молекулы, состоящие из повторяющихся единиц нуклеотидов, которые направляют клеточную деятельность, такую ​​как деление клеток и синтез белка.Каждый нуклеотид состоит из пентозного сахара, азотистого основания и фосфатной группы. Есть два типа нуклеиновых кислот: ДНК и РНК.

аминокислота: мономер протеина

углевод: биологическая макромолекула, в которой соотношение углерода, водорода и кислорода составляет 1: 2: 1; углеводы служат источниками энергии и структурной поддержкой в ​​клетках

целлюлоза: полисахарид, который составляет клеточные стенки растений и обеспечивает структурную поддержку клетки

хитин: вид углеводов, образующих внешний скелет членистоногих, таких как насекомые и ракообразные, и клеточные стенки грибов

денатурация: потеря формы белка в результате изменений температуры, pH или воздействия химических веществ

дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК): двухцепочечный полимер нуклеотидов, несущий наследственную информацию клетки

дисахарид: два мономера сахара, которые связаны между собой пептидной связью

фермент : катализатор биохимической реакции, который обычно представляет собой сложный или конъюгированный белок

жир: молекула липида, состоящая из трех жирных кислот и глицерина (триглицерида), которая обычно существует в твердой форме при комнатной температуре

гликоген: запасной углевод у животных

гормон: химическая сигнальная молекула, обычно белок или стероид, секретируемая эндокринной железой или группой эндокринных клеток; действия по контролю или регулированию определенных физиологических процессов

липиды: класс макромолекул, неполярных и нерастворимых в воде

макромолекула: большая молекула, часто образованная полимеризацией более мелких мономеров

моносахарид: отдельная единица или мономер углеводов

нуклеиновая кислота: биологическая макромолекула, которая несет генетическую информацию клетки и несет инструкции для функционирования клетки

нуклеотид: мономер нуклеиновой кислоты; содержит пентозный сахар, фосфатную группу и азотистое основание

масло: ненасыщенный жир, являющийся жидкостью при комнатной температуре

фосфолипид: основной компонент мембран клеток; состоит из двух жирных кислот и фосфатной группы, присоединенной к основной цепи глицерина

полипептид: длинная цепь аминокислот, связанных пептидными связями

полисахарид: длинная цепь моносахаридов; могут быть разветвленными и неразветвленными

белок: биологическая макромолекула, состоящая из одной или нескольких цепочек аминокислот

рибонуклеиновая кислота (РНК): одноцепочечный полимер нуклеотидов, участвующий в синтезе белка

насыщенная жирная кислота: длинноцепочечный углеводород с одинарными ковалентными связями в углеродной цепи; количество атомов водорода, прикрепленных к углеродному скелету, максимально

крахмал: запасной углевод в растениях

стероид: тип липида, состоящего из четырех конденсированных углеводородных колец

транс-жиры: форма ненасыщенного жира с атомами водорода, соседствующими с двойной связью, напротив друг друга, а не на одной стороне двойной связи

триглицерид: молекула жира; состоит из трех жирных кислот, связанных с молекулой глицерина

ненасыщенная жирная кислота: длинноцепочечный углеводород, имеющий одну или несколько двойных связей в углеводородной цепи

Атрибуция в СМИ

Биологические строительные блоки | CancerQuest

Клетка — основная единица жизни. Все организмы состоят из одной или нескольких клеток. Как будет показано ниже, люди состоят из многих миллионов клеток. Чтобы понять, что происходит при раке, важно понимать, как работают нормальные клетки. Первый шаг — обсудить структуру и основные функции клеток.

Сначала мы познакомимся с общими строительными блоками ячеек. Все клетки, независимо от их функции или расположения в организме, имеют общие черты и процессы. Удивительно, но клетки почти полностью состоят всего из четырех основных типов молекул.Выше показана клетка, окруженная примерами этих молекул строительных блоков.

Поскольку они присутствуют в живых существах, эти строительные блоки называются биомолекулами. В следующих разделах описываются структуры и функции каждого из этих основных строительных блоков. Дополнительную информацию по темам на этой странице также можно найти в большинстве вводных учебников по биологии, мы рекомендуем «Биология Кэмпбелла», 11-е издание.

Углеводы

Первый класс биомолекул, который мы обсудим, — это углеводы.Эти молекулы состоят из элементов углерода (C), водорода (H) и кислорода (O). Обычно эти молекулы известны как сахаров . Углеводы могут иметь размер от очень маленького до очень большого. Как и все другие биомолекулы, углеводы часто выстраиваются в длинные цепочки, связывая вместе более мелкие единицы. Это похоже на добавление бусинок к браслету, чтобы сделать его длиннее. Общий термин для отдельного элемента или шарика — мономер . Термин для длинной цепочки мономеров — , полимер .

Примеры углеводов включают сахара, содержащиеся в молоке (лактоза) и столовый сахар (сахароза). Ниже представлена ​​структура мономера сахара глюкозы, основного источника энергии для нашего тела.

Сфера Палка Поверхность Повернуть

Углеводы выполняют в клетках несколько функций. Они являются отличным источником энергии для множества различных процессов, происходящих в наших клетках. Некоторые углеводы могут иметь структурную функцию.Например, материал, который заставляет растения стоять высоко и придает дереву жесткие свойства, представляет собой полимерную форму глюкозы, известную как целлюлоза. Другие типы сахарных полимеров составляют запасенные формы энергии, известные как крахмал и гликоген. Крахмал содержится в растительных продуктах, таких как картофель, а гликоген — в животных. Ниже показана короткая молекула гликогена. Вы можете сами манипулировать молекулой, чтобы хорошо рассмотреть.

Палка Линия Заполнение пространства Повернуть

Углеводы необходимы клеткам для взаимодействия друг с другом.Они также помогают клеткам прилипать друг к другу и к материалу, окружающему клетки в организме. Способность организма защищаться от вторжения микробов и удаления инородных материалов из организма (например, улавливание пыли и пыльцы слизью в носу и горле) также зависит от свойств углеводов.

Узнайте больше о том, как доктор Майкл Пирс использует углеводы для исследования рака.

Белки

Как и углеводы, белки состоят из более мелких единиц.Мономеры, из которых состоят белки, называются аминокислотами . Существует около двадцати различных аминокислот. Структура простейшей аминокислоты, глицина, показана ниже.

Сфера Палка Повернуть

Белки выполняют в живых организмах множество функций, в том числе следующие:

• Они помогают формировать многие структурные элементы тела, включая волосы, ногти и мышцы.Белки являются основным структурным компонентом клеток и клеточных мембран.
• Они помогают транспортировать материалы через клеточные мембраны. Примером может служить захват глюкозы клетками из кровотока. Мы вернемся к этой важной способности, когда обсудим устойчивость раковых клеток к химиотерапевтическим агентам.
• Они действуют как биологические катализаторы. Большая группа белков, известных как ферменты, способна ускорять химические реакции, необходимые для правильной работы клеток.Например, существует множество ферментов, которые участвуют в расщеплении пищи, которую мы едим, и обеспечении доступности питательных веществ.
• Взаимодействия между клетками очень важны для поддержания организации и функционирования клеток и органов. Белки часто отвечают за поддержание контакта между соседними клетками и между клетками и их локальной средой. Хорошим примером может служить взаимодействие клеток: клетки, которые удерживают клетки нашей кожи вместе. Эти взаимодействия зависят от белков соседних клеток, которые плотно связываются друг с другом.Как мы увидим, изменения в этих взаимодействиях необходимы для развития метастатического рака.
• Белки работают, чтобы контролировать активность клеток, включая решения относительно деления клеток. Раковые клетки неизменно имеют дефекты в этих типах белков. Мы вернемся к этим белкам более подробно, когда будем говорить о регуляции деления клеток.
• Многие гормоны, сигналы, которые проходят по телу и изменяют поведение клеток и органов, состоят из белка.Ниже показан инсулин, небольшой белковый гормон, регулирующий усвоение глюкозы из кровотока.

Заполнение пространства Лента Проволочная рама Повернуть

Липиды

Термин липид относится к широкому спектру биомолекул, включая жиры, масла, воски и стероидные гормоны. Независимо от их структуры, местоположения или функции в клетке / теле, все липиды имеют общие черты, которые позволяют группировать их вместе.

• Не растворяются в воде; они гидрофобны.
• Как и углеводы, они состоят в основном из углерода, водорода и кислорода.

Гидрофобная природа липидов обуславливает многие их применения в биологических системах. Жиры являются хорошим источником накопленной энергии, а масла и воски используются для формирования на нашей коже защитных слоев, предотвращающих инфекцию. Некоторые липиды, стероидные гормоны, являются важными регуляторами клеточной активности. Мы вернемся к этому во время обсуждения информационного потока в ячейках.Активность стероидных гормонов, таких как эстроген, связана с раком женской репродуктивной системы. Процедуры, основанные на этих знаниях, будут подробно обсуждаться в разделе лечения на сайте.

Заполнение пространства Палка Проволочная рама Повернуть

Изображенный выше пример триацилглицерина или жира. Три длинные цепи состоят только из углерода и водорода, что придает молекуле гидрофобные свойства.Когда вы читаете о содержании насыщенных и ненасыщенных жиров на этикетке пищевых продуктов, они имеют в виду различия в этих длинных углеводородных цепях.

Основная функция липидов — образование биологических мембран. Клетки окружены тонким слоем липидов. Слой состоит из липидов особого типа, которые обладают как гидрофобными, так и гидрофильными свойствами. Гидрофильные концы этих молекул обращены к заполненной водой среде внутри клеток и водной среде вне клеток.Внутри двух слоев существует гидрофобная область. Мембрана, окружающая клетки, богата белками и другими липидами, такими как холестерин.

Большинство химических веществ не могут проникать через липидный бислой. Вода и некоторые другие небольшие молекулы могут свободно проходить через мембрану, в то время как другие молекулы должны активно транспортироваться через белковые каналы, встроенные в мембрану. Мембраны также содержат комбинацию биомолекул, которые были описаны до сих пор. Как видно выше, белки могут быть связаны с углеводами с образованием гликопротеинов. Гликопротеины играют важную роль в клетке: клеточные взаимодействия обсуждались ранее, и изменения количества или типов этих белков наблюдаются при раке. Точно так же комбинация липидов и углеводов приводит к образованию гликолипидов.

Нуклеиновые кислоты

Вся информация, необходимая для управления и построения клеток, хранится в этих молекулах.

Существует два основных типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК).Обе эти молекулы являются полимерами. Они состоят из мономерных субъединиц, подобных ранее описанным углеводам и белкам. Мономеры, используемые для создания нуклеиновых кислот, называются нуклеотидами. Нуклеотиды часто обозначаются однобуквенными аббревиатурами A, C, G, T и U. Как и все мономеры, описанные до сих пор, мономеры, используемые для построения ДНК, похожи друг на друга, но не совсем похожи. Одно из различий между ДНК и РНК — это подмножество нуклеотидов, используемых для создания полимеров.ДНК содержит A, C, G и T, в то время как РНК содержит A, C, G и U.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)

ДНК

состоит из двух длинных цепочек (полимеров) нуклеотидов, скрученных друг вокруг друга и образующих спиральную или спиральную структуру, показанную ниже. Скрученные молекулы расположены определенным образом, причем определенные нуклеотиды всегда находятся напротив друг друга. Нуклеотид, содержащий аденин (A), всегда соединяется с нуклеотидом, содержащим тимин (T).Точно так же гуанин (G) всегда соединяется с цитозином (C). Если вы внимательно посмотрите на график ниже, вы увидите, что пары нуклеотидов взаимодействуют в середине спирали. Полимеры, образующие ДНК, могут быть очень длинными, достигая миллионов нуклеотидов на каждую отдельную молекулу ДНК. На следующем рисунке изображена короткая цепь двухцепочечной ДНК.

Сфера Палка Поверхность Повернуть

ДНК

находится в ядре клетки, структура которой будет описана в следующем разделе сайта. Все ядерные клетки человеческого тела имеют одинаковое содержание ДНК независимо от их функции. Разница в том, какие части ДНК используются в той или иной клетке. Например, клетки печени содержат ту же ДНК, что и клетки, из которых состоят мышцы. Резко различающиеся активности этих двух типов клеток зависят от участков ДНК, которые активны в клетках. ДНК — это форма хранения генетической информации, которая действует как образец для клеток. Как мы увидим, изменения в последовательности ДНК могут приводить к изменениям в поведении клеток.Нерегулируемый рост, а также многие другие изменения, наблюдаемые при раке, в конечном итоге являются результатом мутаций, изменений в структуре ДНК.

Рибонуклеиновая кислота

Рибонуклеиновая кислота (РНК) во многом похожа на ДНК. Это полимер нуклеотидов, несущий информацию, содержащуюся в генах. Помимо некоторых химических различий между РНК и ДНК, существуют важные функциональные различия.

• РНК копируется из ДНК в ядре, и большая часть ее отправляется в цитозоль.
• РНК — это рабочая форма информации, хранящейся в ДНК.
• РНК одноцепочечная, а не двухцепочечная

Информация, хранящаяся в ДНК, работает для клеток так же, как архитектор использует план. Конкретное производство РНК позволяет клетке использовать только те страницы «плана», которые требуются в любой конкретный момент. Очень важно производить правильные РНК в правильное время. При раке производство или регуляция определенных РНК не происходит должным образом.Точно так же, как неправильное прочтение чертежа приведет к возникновению дефектов в здании, неправильное производство РНК вызывает изменения в поведении клеток, которые могут привести к раку. Эта важная тема будет подробно рассмотрена в разделе, посвященном функции генов. Сначала мы исследуем более сложные формы биомолекул, а затем познакомимся с некоторыми ключевыми функциональными компонентами эукариотических клеток.

Комбинации

Теперь мы познакомились с основными классами биомолекул.

• углеводы
• липидов
• белков
• нуклеиновых кислот

Эти биомолекулы работают вместе, чтобы выполнять определенные функции и создавать важные структурные особенности клеток. Например, в разделе, посвященном липидам, мы впервые увидели схему мембраны ниже.

Помимо липидного бислоя, состоящего из липидов особого типа, мембрана содержит множество белков и сахаров. Как показано, белки и сахара можно комбинировать с образованием гликопротеинов.К липидам также можно добавлять сахара для образования гликолипидов.

Многие из белков, которые важны для развития и / или выявления рака, являются гликопротеинами. Например, диагностические тесты на рак простаты включают тестирование образцов крови на наличие гликопротеина, называемого специфическим антигеном простаты или ПСА. Рак яичников можно контролировать по выработке другого гликопротеина, называемого СА-125. CA означает связанный с раком.

Подробнее о тесте CA-125

Часто многие белки и другие биомолекулы объединяются, образуя функциональные структуры в клетках.Далее мы исследуем некоторые из этих более сложных структур, называемых органеллами.

Резюме

Все живые существа, включая клетки, составляющие человеческое тело, состоят из небольшого подмножества различных биомолекул. Существует четыре основных класса, как описано ниже:

1. Углеводы
   • Углеводы состоят из элементов углерода (C), водорода (H) и кислорода (O).
   • Сахар — это обычные углеводы.
   • Углеводы внутри клеток выполняют несколько функций:
     • Основной источник энергии
     • Обеспечить структуру
     • Связь
     • Клеточная адгезия
     • Защита от посторонних предметов и удаление посторонних предметов
2. Белки
   • Белки состоят из аминокислот.
   • Белки выполняют в живых организмах несколько функций:
     • Структура волос, мышц, ногтей, компонентов клеток и клеточных мембран
     • Транспортировка клеток
     • Биологические катализаторы или ферменты
     • Поддержание сотового контакта
     • Контроль активности клеток
     • Сигнализация через гормоны
3. Липиды
   • Широкий спектр биомолекул, включая жиры, масла, воски и стероидные гормоны.
   • Липиды не растворяются в воде (они гидрофобны) и в основном состоят из углерода (C), водорода (H) и кислорода (O).
   • Липиды выполняют несколько функций в живых организмах:
     • Форма биологических мембран
     • Жиры могут храниться в качестве источника энергии
     • Масла и воски обеспечивают защиту путем покрытия участков, которые могут быть заражены микробами (например, кожа или уши)
     • Стероидные гормоны регулируют активность клеток, изменяя экспрессию генов
4. Нуклеиновые кислоты
   • Вся информация, необходимая для управления и построения клеток, хранится в этих молекулах.
   • Нуклеиновые кислоты состоят из нуклеотидов, обозначенных аббревиатурой A, C, G, T и U.
   • Существует два основных типа нуклеиновых кислот, дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК):
     • ДНК
       • ДНК имеет структуру двойной спирали, состоящей из нуклеотидов A, C, G и T.
       ДНК
       • находится в ядре клетки.
       • ДНК — это форма хранения генетической информации.
     • РНК
       • РНК обычно одноцепочечная и состоит из нуклеотидов A, G, C и U.
       • РНК скопирована с ДНК и является рабочей формой информации.
       • РНК производится в ядре, а мРНК экспортируется в цитозоль.

Дополнительные биомолекулы можно получить, комбинируя эти четыре типа. Например, многие белки модифицируются путем добавления углеводных цепей. Конечный продукт называется гликопротеином.

Если материал окажется для вас полезным, рассмотрите возможность ссылки на наш веб-сайт.

макромолекул

макромолекул Макромолекулы

До сих пор мы рассматривали только небольшие молекулы. Многие молекулы, важные для биологических процессов, ОГРОМНЫ. Эти известны как макромолекулы. Большинство макромолекул представляют собой полимеры, которые длинные цепочки субъединиц, называемые мономерами. Эти субъединицы часто очень похожи друг на друга, и при всем разнообразии полимеров (и живых вещи вообще) всего около 40-50 обычных мономеров.

Изготовление и разрушение полимеров

Соединение двух мономеров достигается с помощью процесса, известного как дегидратационный синтез.Один мономер отдает гидроксильную (ОН) группу, а один отдает (H). Они объединяются в молекулу воды. Отсюда и название дегидратация синтез.

Полимеры распадаются на части в процессе, известном как гидролиз . Связи между мономерами разрываются при добавлении воды. (3.3, стр. 36)

Найдено четыре основных категории органических соединений. в живых клетках.

Углеводы

Углеводы — это сахара и их полимеры.Простой сахара называются моносахаридами. Они могут быть объединены с образованием полисахаридов (3.5, стр 38). Глюкоза — важный моносахарид. Сахароза, дисахарид (состоящий из двух моносахаридов), представляет собой столовый сахар. (Обратите внимание на окончание «ose» обычен для большинства сахаров.)

Полисахариды могут быть получены из тысяч простых сахаров связаны вместе. Эти большие молекулы могут использоваться для хранения энергии. или для структуры. Сначала пара примеров хранения:

Крахмал — запасной полисахарид растений.Его это гигантская цепочка глюкоз. Растение может использовать энергию крахмала. сначала гидролизуя его, делая доступной глюкозу. Большинство животных могут также гидролизуют крахмал. Вот почему мы его едим.

Животные хранят гликогена в качестве запаса глюкозы. Он хранится в печени и мышцах. (3,7, стр. 39)

И несколько примеров структурных углеводов:

Целлюлоза — это полисахарид, производимый растениями. Это компонент клеточных стенок. Целлюлоза — это также нить глюкозы. молекулы.Потому что глюкозы соединяются по-разному, целлюлоза имеет другую форму и, следовательно, другие свойства, чем крахмал или гликоген. Используемые ферменты (мы скоро узнаем о них больше) гидролизовать крахмал не работают с целлюлозой. Большинство организмов не могут переваривать целлюлоза и проходит сквозь них (грубые корма). Козы и термиты на самом деле не переваривают целлюлозу, у них есть бактерии, которые делают это за них.

Хитин — важный полисахарид, используемый для экзоскелеты членистоногих.

Липиды

Липиды все похожи в том, что они (по крайней мере частично) гидрофобный . Есть три важных семейства липидов: жиры, фосфолипиды и стероиды.

Жиры

Жиры — это большие молекулы, состоящие из двух типов молекул, глицерин и некоторые жирные кислоты. Жирная кислота имеет длинную цепочку углерод и водород, обычно называемые углеводородным хвостом, с головка карбоксильной группы. (Карбоксильная группа поэтому называется кислотой).Глицерин имеет три атома углерода (3,8b, пг 40), поэтому он может получить три жирные кислоты. Это могут быть одинаковые три или разные. Это расположение трех почему жиры называются триглицеридами.

Жиры могут быть насыщенными и ненасыщенными. Это связано с количество водорода в хвосте. Ненасыщенные жирные кислоты содержат водород. отсутствуют, с заменой их двойными связями. Двойная связь дает жирную кислота перегиб (3.8c, pg 40). Насыщенные жиры остаются твердыми при комнатной температуре. и происходят от животных, ненасыщенные жиры поступают из растений и являются жидкими при комнатной температуре.

Жиры используются в качестве накопителей энергии высокой плотности у животных и в растениях (семенах). Его также можно использовать для изоляции животных.

фосфолипиды

Фосфолипиды похожи на жиры, но содержат две жирные кислоты. и фосфатная группа, присоединенная к глицерину. Хвосты жирных кислот гидрофобны. но фосфатная часть гидрофильна. Это важная особенность эти молекулы.

Подробнее о фосфолипидах, когда речь идет о структуре мембраны.

Стероиды

Стероиды также являются липидами, но имеют углеродный скелет. четырех связанных колец (без глицерина) (3.9, стр.41). Разные Свойства различных стероидов обусловлены присоединенными функциональными группами. Холестерин — это стероид, который можно модифицировать для образования многих гормонов.

Белки

Белки чрезвычайно важны. Они большие, сложные молекулы, которые используются для структурной поддержки, хранения, транспортировки веществ, и как ферменты. Это сложная, разнообразная группа молекул, и тем не менее, все они представляют собой полимеры, состоящие всего из 20 аминокислот.

Аминокислоты имеют углерод, присоединенный к водороду, амино группа, карбоксильная группа и что-то еще (R).Это что-то еще которые придают аминокислоте ее характеристики (3.12a и b, стр. 42).

Аминокислоты соединены пептидными связями (дегидратация синтез) (3.13, стр. 43). Полипептидные цепи — это цепочки аминокислот, соединены пептидными связями.

Белки образуются путем скручивания одного или нескольких полипептидов. цепи. Это форма или конформация белка, который придает ему его свойства. Есть четыре уровня белковой структуры.

Первичная структура — уникальная серия аминокислотных остатков. кислоты.Вторичная структура является результатом водородных связей вдоль цепь, которая вызывает повторяющиеся спиральные или складчатые узоры. высшее структура накладывается на вторичную структуру. Это нерегулярный искривления, образованные связью между R-группами. Некоторые R-группы амино кислоты имеют сульфгидрильные группы, которые соединяются вместе, образуя дисульфидные мостики. Четвертичная структура получается, когда белок состоит из более чем одна полипептидная субъединица (например, гемоглобин, у которого четыре полипептида субъединицы).Четвертичная структура — это взаимосвязь этих субъединиц. (Рисунок на стр. 45 для обобщения) Когда структура белка была изменена мы говорим, что он денатурирован. Денатурация происходит, когда водородные связи которые удерживают части молекулы с другими частями, разваливаются. Обычно в результате воздействия экстремальных значений pH или тепла. Некоторая денатурация обратима некоторые необратимы. Приготовление яиц денатурирует белки в яичных белках. Они не могут быть сырыми. Высокая температура может денатурировать белки (ферменты) в человеческое тело, которое может быть фатальным.

Нуклеиновые кислоты

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК) представляют собой полимеры нуклеотидов (3.20a, стр. 47). Позже мы узнаем больше подробно описать роль этих нуклеиновых кислот в синтезе белка.

Нуклеотиды состоят из трех частей: фосфата и пентозы. сахар и азотистое основание. Пентозный сахар ДНК — дезоксирибоза. Пентозный сахар РНК — рибоза.

ЯЧЕЙКИ

Все организмы состоят из клеток .Субклеточные структуры называются органеллами . Цитология — это исследование клеточной структуры. «Анатомия» клетки обозначается как ее ультраструктура .

Есть два типа клеток: прокариотические клетки и эукариотических клеток . Четыре из пяти царств, протисты, растения, грибы и животные состоят из эукариотических клеток. Другое королевство, Monera (бактерии и цианобактерии) состоит из прокариотических клеток. Прокариотический у клеток нет истинного ядра.У них есть генетический материал (ДНК), но он в области нуклеоида . ДНК эукариот находится в ядре который заключен в мембранную ядерную оболочку . Ядро эукариот окружен в клетке цитоплазмой . В органеллы расположены в цитоплазме. Многие органеллы, найдены у эукариот, не найдены у прокариот.

Ячейки обычно очень маленькие. Размер самого маленького клеток ограничено минимальным количеством необходимого генетического материала чтобы клетка продолжала работать.В конечном итоге размер ячейки ограничен прохождение материалов через плазматическую мембрану . Все клетки заключены в плазматическую мембрану, и именно через эту мембрану все питательные вещества и отходы должны пройти. Как трехмерный объект растет по размеру его поверхность не поспевает за объемом. Таким образом клетки достигают ограничение их максимального размера. Разделение различных клеточных функций в другие структуры, закрытые мембраной, позволяет использовать более крупные клетки. Это почему эукариотические клетки обычно больше прокариотических клеток.Другой Фактором, ограничивающим размер ячеек, является то, что ячейка должна контролироваться ядром. Вы должны посмотреть раздел 4.2 о различных размерах ячеек.

Круговая диаграмма пищевых групп по углеводам, белкам, жирам, витаминам и т.д. Фотография, картинки, изображения и сток-фотография без роялти. Image 22583150.

Круговая диаграмма пищевых групп по углеводам, белкам, жирам, витаминам и т.д. Фотография, картинки, изображения и сток-фотография без роялти. Изображение 22583150.

Круговая диаграмма групп продуктов питания для углеводов, белков, жиров, витаминов и минералов для улучшения усвоения питательных веществ и пользы для здоровья

S M L XL

Таблица размеров

Размер изображения	Идеально подходит для
S	Интернет и блоги, социальные сети и мобильные приложения.
M	Брошюры и каталоги, журналы и открытки.
л	Внутренние и наружные плакаты и печатные баннеры.
XL	Фоны, рекламные щиты и цифровые экраны.

Используете это изображение на предмете перепродажи или шаблоне?

Распечатать Электронный Всесторонний

4583 x 4583 пикселей | 38.8 см x 38,8 см | 300 точек на дюйм | JPG

Масштабирование до любого размера • EPS

4583 x 4583 пикселей | 38,8 см x 38,8 см | 300 точек на дюйм | JPG

Скачать

Купить одно изображение

6 кредитов

Самая низкая цена
с планом подписки

• Попробовать 1 месяц на 2209 pyб
• Загрузите 10 фотографий или векторов.