شناخت سلول های نوع بافت آنها لیپیدها را کربوهیدرات می کند. ماده آلی سلول

کسر جرمی کربوهیدرات ها در حیات وحش بیشتر از سایر ترکیبات آلی است. در سلول های حیوانات و قارچ ها، کربوهیدرات ها به مقدار کمی (حدود 1٪ وزن خشک، در سلول های کبد و ماهیچه ها - تا 5٪) وجود دارد، در حالی که در سلول های گیاهی محتوای آنها بسیار بیشتر است (60 - 90 درصد. کربوهیدرات ها عمدتاً در نتیجه فتوسنتز تشکیل می شوند. موجودات هتروتروف کربوهیدرات ها را از غذا به دست می آورند یا آنها را از سایر ترکیبات آلی (چربی ها، اسیدهای آمینه و غیره) سنتز می کنند.

کربوهیدرات ها ترکیبات آلی هستند که در آنها نسبت کربن، اکسیژن اساساً با فرمول (CH 2 O) n مطابقت دارد که در آن n \u003d 3 و بیشتر است. با این حال، کربوهیدرات هایی وجود دارند که این نسبت در آنها تا حدودی متفاوت است و برخی حاوی اتم های نیتروژن، فسفر یا گوگرد هستند.

کربوهیدرات ها شامل مونوساکاریدها، اولیگوساکاریدها و پلی ساکاریدها می باشند.

مونوساکاریدها - بسیار محلول در مواد، طعم شیرین دارند. ساختار مونوساکاریدها را با استفاده از گلوکز به عنوان مثال در نظر بگیرید. فرمول مولکولی آن C 6 H 12 0 6 است.

مولکول گلوکز

مونوساکاریدها بر اساس تعداد اتم های کربن موجود در مولکول هایشان طبقه بندی می شوند. مهمترین آنها برای حیات وحش پنتوزها (ترکیبات با پنج اتم کربن) و هگزوزها (ترکیبات با شش اتم کربن) هستند. هگزوزهای رایج، علاوه بر گلوکز، فروکتوز و گالاکتوز هستند. از پنتوزها، ریبوز و دئوکسی ریبوز رایج هستند که بقایای آنها بخشی از مونومرهای اسید نوکلئیک هستند. مونوساکاریدها می توانند با استفاده از گروه های -OH با یکدیگر ترکیب شوند. در این حالت بین دو باقی مانده مونوساکارید از طریق یک اتم اکسیژن (-O-) تشکیل می شود.

طرح تشکیل پلی ساکاریدها به عنوان مثال سلولز (قطعه ای از یک مولکول)

الیگوساکاریدها و پلی ساکاریدها از بقایای مونوساکارید تشکیل شده اند. الیگوساکاریدها کربوهیدرات های پلیمری هستند که در آنها بین 2 تا 10 واحد مونوساکارید با پیوندهای کووالانسی به هم متصل شده اند. به عنوان مثال، دی ساکاریدها از دو باقیمانده مونوساکارید تشکیل می شوند. در طبیعت، چنین دی ساکاریدهایی رایج هستند: قند معمولی مواد غذایی - ساکارز (شامل باقی مانده های گلوکز و فروکتوز) و قند شیر - لاکتوز (شامل باقی مانده های گلوکز و گالاکتوز).

در نتیجه برهمکنش مونوساکاریدها، زنجیره هایی از صدها و هزاران باقیمانده می توانند تشکیل شوند - پلی ساکاریدها. این ترکیبات در آب کم محلول بوده و طعم شیرینی ندارند. در طبیعت، پلی ساکاریدهای تشکیل شده از بقایای گلوکز رایج هستند، اینها سلولز، گلیکوژن و نشاسته هستند. یکی دیگر از پلی ساکاریدهای رایج در طبیعت، کیتین، از مشتقات حاوی نیتروژن گلوکز تشکیل شده است.

عملکرد کربوهیدرات ها کاملاً متنوع است. تابع انرژی به این دلیل است که در نتیجه تجزیه کامل 1 گرم کربوهیدرات، 17.6 کیلوژول انرژی آزاد می شود. بخشی از این انرژی عملکرد بدن را تضمین می کند و بخشی به صورت گرما آزاد می شود. بیشترین مقدار انرژی در نتیجه اکسیداسیون کربوهیدرات ها با اکسیژن آزاد می شود، اما تجزیه کربوهیدرات ها با آزاد شدن انرژی می تواند در موارد دیگر رخ دهد. این برای موجوداتی که در شرایط کمبود یا عدم وجود اکسیژن وجود دارند مهم است.

پلی ساکاریدها می توانند در سلول ها تجمع کنند، یعنی می توانند یک عملکرد ذخیره را انجام دهند. گلیکوژن در سلول های حیوانی و قارچی و نشاسته در سلول های گیاهی تجمع می یابد. عملکرد ساختمانی (ساختاری) کربوهیدرات ها این است که پلی ساکاریدها بخشی از ساختارهای خاصی هستند. بنابراین کیتین اسکلت خارجی بندپایان را تشکیل می دهد و در دیواره سلولی قارچ ها وجود دارد و سلولز در دیواره سلولی گیاهان یافت می شود. کربوهیدرات های مرتبط و لیپیدها در خارج از غشای پلاسمایی سلول حیوانی و دیواره سلولی باکتری ها قرار دارند. ترکیبات ویژه کربوهیدرات ها با پروتئین ها (موکوپلی ساکاریدها) عملکرد روانکاری را در ارگانیسم های مهره داران و انسان انجام می دهند - آنها بخشی از مایع هستند و سطوح مفاصل را روان می کنند.

زنجیره های پلی ساکارید می توانند در فضا یا شاخه ای خطی باشند که با عملکرد آنها مرتبط است. زنجیره های پلی ساکاریدها که بخشی از ساختار یک سلول یا ارگانیسم هستند، توسط پیوندهای متعددی به یکدیگر متصل شده اند که استحکام و مقاومت شیمیایی این مواد را تضمین می کند. با این حال، بیشتر پلی ساکاریدها مواد ذخیره سلول های حیوانی و گیاهی هستند، دارای زنجیره های منشعب متعددی هستند که در نتیجه این مولکول ها به سرعت در بسیاری از نقاط سلول به طور همزمان به گلوکز تجزیه می شوند.

ساختار، خواص و نقش بیولوژیکی لیپیدها

هر سلول بدن حاوی لیپید است. لیپیدها مشتقاتی از اسیدهای چرب و الکل های پلی هیدریک یا آلدئیدها هستند. اسیدهای چرب اسیدهای آلی با زنجیره ای از چهار یا بیشتر (تا 24) اتم کربن، معمولا یک زنجیره مستقیم هستند. برخی از لیپیدها ساختار کمی متفاوت دارند، اما در آب نیز محلول اندکی هستند.

لیپیدها آبگریز هستند، اما به خوبی در حلال های غیر قطبی حل می شوند: بنزن، کلروفرم، استون.

گروه بزرگی از لیپیدها چربی ها هستند. چربی ها استرهای گلیسرول الکل تری هیدریک و سه باقی مانده اسید چرب غیر شاخه ای هستند. یکی از مهمترین وظایف چربی ها انرژی است. در صورت تجزیه کامل 1 گرم چربی، 38.9 کیلوژول انرژی آزاد می شود - دو برابر بیشتر از تجزیه کامل مقدار مشابه کربوهیدرات یا پروتئین. عملکرد ذخیره این است که چربی ها در سیتوپلاسم سلول ها به شکل آخال ها وجود دارند - در سلول های چربی، دانه های آفتابگردان و غیره. ذخایر چربی می تواند توسط ارگانیسم ها به عنوان مواد مغذی ذخیره و به عنوان منبع آب متابولیک استفاده شود (زمانی که 1 گرم از چربی اکسید می شود، حدود میلی لیتر آب).

چربی ها با تجمع در بافت چربی زیر جلدی حیوانات، بدن را از اثرات تغییرات ناگهانی دما محافظت می کنند و عملکرد عایق حرارتی را انجام می دهند. این عملکرد چربی ها به دلیل هدایت حرارتی کم آنهاست. ذخایر چربی در بدن می تواند یک عملکرد محافظتی نیز انجام دهد. به ویژه، آنها از اندام های داخلی در برابر آسیب های مکانیکی محافظت می کنند.

ترکیبات مشابه چربی ها در ساختار موم ها هستند که لایه ای از آنها برگ ها و میوه های گیاهان زمینی را می پوشاند، سطح اسکلت کیتینی بسیاری از بندپایان را می پوشاند و از تبخیر بیش از حد آب از سطح بدن جلوگیری می کند.

استروئیدها گروه جداگانه ای از لیپیدها را تشکیل می دهند. مهمترین استروئید موجودات زنده کلسترول است - جزئی از غشای سلولی، و همچنین پیش ساز سنتز ویتامین D، هورمون های آدرنال و غدد جنسی.

در بین لیپیدها، ترکیباتی وجود دارد که در نتیجه برهمکنش مولکول های لیپیدی ساده با سایر مواد تشکیل می شوند. اینها شامل لیپوپروتئین ها (ترکیبات لیپیدها و پروتئین ها)، گلیکولیپیدها (لیپیدها و کربوهیدرات ها)، فسفولیپیدها (حاوی بقایای اسید اورتوفسفریک) هستند.

کربوهیدرات ها- ترکیبات آلی که ترکیب آنها در بیشتر موارد با فرمول کلی C بیان می شود n(H2O) متر (nو متر≥ 4). کربوهیدرات ها به مونوساکاریدها، اولیگوساکاریدها و پلی ساکاریدها تقسیم می شوند.

مونوساکاریدها- کربوهیدرات های ساده بسته به تعداد اتم های کربن به تریوز (3)، تتروز (4)، پنتوز (5)، هگزوز (6) و هپتوز (7 اتم) تقسیم می شوند. رایج ترین پنتوزها و هگزوزها هستند. خواص مونوساکاریدها- به راحتی در آب حل می شود، متبلور می شود، طعم شیرین دارد، می تواند به شکل ایزومرهای α یا β ارائه شود.

ریبوز و دئوکسی ریبوزبه گروه پنتوزها تعلق دارند، بخشی از نوکلئوتیدهای RNA و DNA، تری فسفات های ریبونوکلئوزید و تری فسفات های دئوکسی ریبونوکلئوزید و غیره هستند. دئوکسی ریبوز (C 5 H 10 O 4 ) با ریبوز ( C 5 H 10 O 5 ) از این جهت که هیدروژن دارد متفاوت است. اتم در اتم دوم کربن، نه یک گروه هیدروکسیل مانند ریبوز.

گلوکز یا قند انگور(C 6 H 12 O 6)، متعلق به گروه هگزوزها است، می تواند به شکل α-گلوکز یا β-گلوکز وجود داشته باشد. تفاوت بین این ایزومرهای فضایی این است که در اولین اتم کربن در α-گلوکز، گروه هیدروکسیل در زیر صفحه حلقه قرار دارد، در حالی که در β-گلوکز بالای صفحه قرار دارد.

گلوکز عبارت است از:

یکی از رایج ترین مونوساکاریدها،
مهمترین منبع انرژی برای انواع کارهایی است که در سلول انجام می شود (این انرژی در طی اکسیداسیون گلوکز در طی تنفس آزاد می شود)
مونومر بسیاری از الیگوساکاریدها و پلی ساکاریدها،
جزء ضروری خون

فروکتوز یا قند میوهاز گروه هگزوزها، شیرین تر از گلوکز است که به صورت آزاد در عسل (بیش از 50 درصد) و میوه ها یافت می شود. مونومر بسیاری از الیگوساکاریدها و پلی ساکاریدها است.

الیگوساکاریدها- کربوهیدرات هایی که در نتیجه واکنش تراکم بین چندین (از دو تا ده) مولکول مونوساکارید ایجاد می شوند. بسته به تعداد باقیمانده های مونوساکارید، دی ساکاریدها، تری ساکاریدها و ... متمایز می شوند.دی ساکاریدها رایج ترین هستند. خواص الیگوساکاریدها- در آب حل می شود، متبلور می شود، طعم شیرین با افزایش تعداد باقی مانده های مونوساکارید کاهش می یابد. پیوند ایجاد شده بین دو مونوساکارید نامیده می شود گلیکوزیدی.

قند ساکارز یا نیشکر یا چغندر، یک دی ساکارید متشکل از باقی مانده های گلوکز و فروکتوز است. در بافت های گیاهی یافت می شود. این یک محصول غذایی است (نام رایج - قند). در صنعت، ساکارز از نیشکر (ساقه حاوی 10-18٪) یا چغندر قند (محصولات ریشه حاوی حداکثر 20٪ ساکارز) تولید می شود.

مالتوز یا شکر مالت، یک دی ساکارید است که از دو باقیمانده گلوکز تشکیل شده است. موجود در جوانه زدن بذر غلات.

لاکتوز یا قند شیر، یک دی ساکارید متشکل از باقی مانده های گلوکز و گالاکتوز است. موجود در شیر تمام پستانداران (2-8.5%).

پلی ساکاریدها- اینها کربوهیدرات هایی هستند که در نتیجه واکنش چند تراکمی تعداد زیادی (چند ده یا بیشتر) مولکول مونوساکارید ایجاد می شوند. خواص پلی ساکاریدها- در آب حل نمی شوند یا ضعیف حل نمی شوند، کریستال های واضح تشکیل نمی دهند، طعم شیرین ندارند.

نشاسته(C 6 H 10 O 5) nپلیمری است که مونومر آن α-گلوکز است. زنجیره‌های پلیمری نشاسته‌ای شامل بخش‌های شاخه‌دار (آمیلوپکتین، پیوندهای ۱،۶ گلیکوزیدی) و بدون شاخه (آمیلوز، پیوندهای ۱،۴ گلیکوزیدی) هستند. نشاسته کربوهیدرات ذخیره اصلی گیاهان است، یکی از محصولات فتوسنتز است، در دانه ها، غده ها، ریزوم ها، لامپ ها تجمع می یابد. محتوای نشاسته در دانه های برنج تا 86٪، گندم - تا 75٪، ذرت - تا 72٪، در غده های سیب زمینی - تا 25٪ است. نشاسته کربوهیدرات اصلی استغذای انسان (آنزیم گوارشی - آمیلاز).

گلیکوژن(C 6 H 10 O 5) n- پلیمری که مونومر آن نیز α-گلوکز است. زنجیره‌های پلیمری گلیکوژن شبیه بخش‌های آمیلوپکتین نشاسته است، اما بر خلاف آن‌ها، حتی با شدت بیشتری منشعب می‌شوند. گلیکوژن کربوهیدرات ذخیره اصلی حیوانات به ویژه انسان است. در کبد (محتوا - تا 20٪) و ماهیچه ها (تا 4٪) تجمع می یابد، منبع گلوکز است.

(C 6 H 10 O 5) nپلیمری است که مونومر آن بتا گلوکز است. زنجیره های پلیمری سلولزی منشعب نمی شوند (پیوندهای β-1،4-گلیکوزیدی). پلی ساکارید ساختاری اصلی دیواره سلولی گیاهی. محتوای سلولز در چوب تا 50٪ است، در الیاف دانه های پنبه - تا 98٪. سلولز توسط شیره گوارشی انسان تجزیه نمی شود، زیرا. فاقد آنزیم سلولاز است که پیوندهای بین β-گلوکزها را می شکند.

اینولینپلیمری است که مونومر آن فروکتوز است. کربوهیدرات ذخیره گیاهان از خانواده Compositae.

گلیکولیپیدها- مواد پیچیده ای که در نتیجه ترکیب کربوهیدرات ها و لیپیدها ایجاد می شوند.

گلیکوپروتئین ها- مواد پیچیده ای که در نتیجه ترکیب کربوهیدرات ها و پروتئین ها ایجاد می شوند.

عملکرد کربوهیدرات ها

ساختار و عملکرد لیپیدها

لیپیدهایک ویژگی شیمیایی واحد ندارند. در بیشتر منافع، دادن تعیین چربی، آنها می گویند که این یک گروه ترکیبی از ترکیبات آلی نامحلول در آب است که می تواند از سلول با حلال های آلی - اتر، کلروفرم و بنزن استخراج شود. لیپیدها را می توان به ساده و پیچیده تقسیم کرد.

لیپیدهای سادهدر اکثریت استرهای اسیدهای چرب بالاتر و گلیسرول الکل تری هیدریک - تری گلیسیرید وجود دارد. اسید چربدارای: 1) گروه بندی یکسان برای همه اسیدها - یک گروه کربوکسیل (-COOH) و 2) یک رادیکال که توسط آنها با یکدیگر تفاوت دارند. رادیکال زنجیره ای از اعداد مختلف (از 14 تا 22) گروه -CH 2 - است. گاهی اوقات رادیکال اسید چرب حاوی یک یا چند پیوند دوگانه (-CH=CH-) است اسید چرب غیر اشباع نامیده می شود. اگر یک اسید چرب پیوند دوگانه نداشته باشد به آن می گویند ثروتمند. در تشکیل تری گلیسیرید، هر یک از سه گروه هیدروکسیل گلیسرول تحت یک واکنش تراکم با یک اسید چرب قرار می گیرند تا سه پیوند استری تشکیل دهند.

اگر تری گلیسیرید تحت سلطه باشد اسیدهای چرب اشباع شدهسپس در 20 درجه سانتیگراد جامد می شوند. آنها نامیده می شوند چربی ها، مشخصه سلول های جانوری هستند. اگر تری گلیسیرید تحت سلطه باشد اسیدهای چرب غیر اشباعسپس در دمای 20 درجه سانتیگراد مایع هستند. آنها نامیده می شوند روغن ها، مشخصه سلول های گیاهی هستند.

1 - تری گلیسیرید؛ 2 - پیوند استری; 3 - اسید چرب غیر اشباع;
4 - سر آبدوست; 5 - دم آبگریز.

چگالی تری گلیسیریدها کمتر از چگالی آب است، بنابراین در آب شناور می شوند و روی سطح آن قرار می گیرند.

لیپیدهای ساده نیز شامل موم ها- استرهای اسیدهای چرب بالاتر و الکل های ماکرومولکولی (معمولاً با تعداد زوج اتم کربن).

لیپیدهای پیچیده. اینها شامل فسفولیپیدها، گلیکولیپیدها، لیپوپروتئین ها و غیره است.

فسفولیپیدها- تری گلیسیریدهایی که در آنها یک باقی مانده اسید چرب با یک باقی مانده اسید فسفریک جایگزین می شود. آنها در تشکیل غشای سلولی شرکت می کنند.

گلیکولیپیدها- بالا را ببین.

لیپوپروتئین ها- مواد پیچیده ای که در نتیجه ترکیب لیپیدها و پروتئین ها ایجاد می شوند.

لیپوئیدها- مواد چربی مانند اینها شامل کاروتنوئیدها (رنگدانه های فتوسنتزی)، هورمون های استروئیدی (هورمون های جنسی، مینرالوکورتیکوئیدها، گلوکوکورتیکوئیدها)، جیبرلین ها (مواد رشد گیاه)، ویتامین های محلول در چربی (A، D، E، K)، کلسترول، کافور و غیره هستند.

عملکرد لیپیدها

عملکرد	مثال ها و توضیحات
انرژی	عملکرد اصلی تری گلیسیرید. هنگام تقسیم 1 گرم لیپید، 38.9 کیلوژول آزاد می شود.
ساختاری	فسفولیپیدها، گلیکولیپیدها و لیپوپروتئین ها در تشکیل غشای سلولی نقش دارند.
ذخیره	چربی ها و روغن ها یک ماده غذایی ذخیره شده در حیوانات و گیاهان هستند. برای حیواناتی که در فصل سرما به خواب زمستانی می‌روند یا در مناطقی که هیچ منبع غذایی در آن وجود ندارد جابجایی طولانی انجام می‌دهند بسیار مهم است. روغن دانه های گیاهی برای تامین انرژی نهال مورد نیاز است.
محافظ	لایه های چربی و کپسول های چربی جذب شوک اندام های داخلی را فراهم می کنند. لایه های موم به عنوان یک پوشش ضد آب در گیاهان و حیوانات استفاده می شود.
عایق حرارتی	بافت چربی زیر جلدی از خروج گرما به فضای اطراف جلوگیری می کند. برای پستانداران آبزی یا پستاندارانی که در آب و هوای سرد زندگی می کنند مهم است.
نظارتی	جیبرلین رشد گیاه را تنظیم می کند. هورمون جنسی تستوسترون مسئول ایجاد خصوصیات جنسی ثانویه مردانه است. هورمون جنسی استروژن مسئول ایجاد خصوصیات جنسی ثانویه زنانه است و چرخه قاعدگی را تنظیم می کند. مینرالوکورتیکوئیدها (آلدوسترون و غیره) متابولیسم آب و نمک را کنترل می کنند. گلوکوکورتیکوئیدها (کورتیزول و غیره) در تنظیم متابولیسم کربوهیدرات و پروتئین نقش دارند.
منبع آب متابولیک	هنگامی که 1 کیلوگرم چربی اکسید می شود، 1.1 کیلوگرم آب آزاد می شود. برای کویرنشینان مهم است.
کاتالیزوری	ویتامین های محلول در چربی A، D، E، K کوفاکتورهای آنزیمی هستند، یعنی. این ویتامین ها به خودی خود فعالیت کاتالیزوری ندارند، اما بدون آنها آنزیم ها نمی توانند وظایف خود را انجام دهند.

فرمول کلی Cn (H2O) n است: کربوهیدرات ها فقط شامل سه عنصر شیمیایی در ترکیب خود هستند.

جدول. مقایسه کلاس های کربوهیدرات ها.

کربوهیدرات های محلول در آب.

مونوساکاریدها:
گلوکز- منبع اصلی انرژی برای تنفس سلولی؛
فروکتوز- بخشی جدایی ناپذیر از شهد گل و آب میوه؛
ریبوز و دئوکسی ریبوز- عناصر ساختاری نوکلئوتیدها که مونومرهای RNA و DNA هستند.

دی ساکاریدها:
ساکارز(گلوکز + فروکتوز) - محصول اصلی فتوسنتز که در گیاهان منتقل می شود.
لاکتوز(گلوکز + گالاکتوز) - بخشی از شیر پستانداران است.
مالتوز(گلوکز + گلوکز) - منبع انرژی در جوانه زدن بذر.

عملکرد کربوهیدرات های محلول :

حمل و نقل،
محافظ،
علامت،
انرژی.

کربوهیدرات های نامحلول

پلیمری :
نشاسته،
گلیکوژن،
سلولز،
کیتین

عملکرد کربوهیدرات های پلیمری :

ساختاری،
ذخیره سازی،
انرژی،
محافظ

نشاسته متشکل از مولکول های مارپیچی شاخه ای است که مواد ذخیره ای را در بافت های گیاهی تشکیل می دهند.

سلولز - پلیمری که توسط بقایای گلوکز تشکیل شده و از چندین زنجیره موازی مستقیم که توسط پیوندهای هیدروژنی به هم متصل شده اند تشکیل شده است. این ساختار از نفوذ آب جلوگیری می کند و پایداری غشاهای سلولزی سلول های گیاهی را تضمین می کند.

کیتین از مشتقات آمینه گلوکز تشکیل شده است. عنصر ساختاری اصلی پوشش بندپایان و دیواره سلولی قارچ.

گلیکوژن ماده ذخیره سازی یک سلول حیوانی است.

جدول. رایج ترین کربوهیدرات ها

جدول. عملکردهای اصلی کربوهیدرات ها.

لیپیدها.

لیپیدها- استرهای اسیدهای چرب و گلیسرول. نامحلول در آب، اما محلول در حلال های غیر قطبی. در تمام سلول ها وجود دارد. لیپیدها از اتم های هیدروژن، اکسیژن و کربن تشکیل شده اند.

عملکرد لیپیدها :

ذخیره - چربی ها در انبار در بافت مهره داران رسوب می کنند.
انرژی - نیمی از انرژی مصرف شده توسط سلول های مهره داران در حالت استراحت در نتیجه اکسیداسیون چربی تشکیل می شود. از چربی ها به عنوان منبع آب نیز استفاده می شود. اثر انرژی حاصل از تجزیه 1 گرم چربی 39 کیلوژول است که دو برابر تأثیر انرژی حاصل از تجزیه 1 گرم گلوکز یا پروتئین است.
محافظ - لایه چربی زیر پوست از بدن در برابر آسیب های مکانیکی محافظت می کند.
ساختاری فسفولیپیدها بخشی از غشای سلولی هستند.
عایق حرارتی - چربی زیر پوست به گرم نگه داشتن کمک می کند.
عایق الکتریکی - میلین که توسط سلول های شوان ترشح می شود (غلاف رشته های عصبی را تشکیل می دهد)، برخی از نورون ها را جدا می کند که بارها باعث تسریع انتقال تکانه های عصبی می شود.
مغذی - برخی از مواد لیپید مانند به ساخت توده عضلانی و حفظ تون بدن کمک می کنند.
روان کننده موم ها پوست، پشم، پرها را می پوشانند و از آنها در برابر آب محافظت می کنند. برگ های بسیاری از گیاهان با پوشش مومی پوشانده شده است؛ از موم در ساخت لانه زنبوری استفاده می شود.
هورمونی - هورمون آدرنال - کورتیزون و هورمون های جنسی ماهیتا چربی دارند.

جدول. وظایف اصلی لیپیدها

تکالیف موضوعی

قسمت A

A1. یک مونومر پلی ساکارید می تواند:
1) اسید آمینه
2) گلوکز
3) نوکلئوتید
4) سلولز

A2. در سلول های حیوانی، کربوهیدرات ذخیره شده عبارت است از:
1) سلولز
2) نشاسته
3) کیتین
4) گلیکوژن

A3. بیشترین انرژی در حین تقسیم آزاد می شود:
1) 10 گرم پروتئین
2) 10 گرم گلوکز
3) 10 گرم چربی
4) 10 گرم اسید آمینه

A4. لیپیدها چه عملکردی ندارند؟
1) انرژی
2) کاتالیزوری
3) عایق
4) ذخیره سازی

A5. لیپیدها را می توان در موارد زیر حل کرد:
1) آب
2) محلول نمک
3) اسید کلریدریک
4) استون

قسمت B

در 1. ویژگی های ساختار کربوهیدرات ها را انتخاب کنید
1) از بقایای اسید آمینه تشکیل شده است
2) از باقی مانده های گلوکز تشکیل شده است
3) از اتم های هیدروژن، کربن و اکسیژن تشکیل شده است
4) برخی از مولکول ها دارای ساختار شاخه ای هستند
5) از باقی مانده اسیدهای چرب و گلیسرول تشکیل شده است
6) از نوکلئوتیدها تشکیل شده است

در 2. عملکردهایی را که کربوهیدرات ها در بدن انجام می دهند انتخاب کنید
1) کاتالیزوری
2) حمل و نقل
3) سیگنال
4) ساختمان
5) محافظ
6) انرژی

VZ. عملکردهایی را که لیپیدها در سلول انجام می دهند انتخاب کنید
1) ساختاری
2) انرژی
3) ذخیره سازی
4) آنزیمی
5) سیگنال
6) حمل و نقل

در ساعت 4. گروه ترکیبات شیمیایی را با نقش آنها در سلول مطابقت دهید:

قسمت C

C1. چرا گلوکز در بدن جمع نمی شود، اما نشاسته و گلیکوژن جمع می شوند؟

پلیمرهای بیولوژیکی
کربوهیدرات ها و ساختار آنها
عملکرد کربوهیدرات ها
لیپیدها، ساختار و عملکرد آنها

ترکیب سلول ها شامل بسیاری از ترکیبات آلی است: کربوهیدرات ها، پروتئین ها، لیپیدها، اسیدهای نوکلئیک و سایر ترکیباتی که در طبیعت بی جان یافت نمی شوند. مواد آلی ترکیبات شیمیایی هستند که حاوی اتم هستند کربن.

اتم‌های کربن می‌توانند وارد یک پیوند کووالانسی قوی با یکدیگر شوند و طیف گسترده‌ای از مولکول‌های زنجیره یا حلقه را تشکیل دهند.

ساده ترین ترکیبات حاوی کربن هستند هیدروکربن ها،ترکیباتی که فقط کربن و هیدروژن دارند. با این حال، بیشتر ترکیبات آلی، یعنی کربن، حاوی عناصر دیگری نیز هستند (اکسیژن، نیتروژن، فسفر، گوگرد).

ترکیبات آلی - مواد حاوی کربن مشخصه حیات وحش - به طور متوسط 20-30٪ از جرم سلول های موجودات زنده. خواص اصلی سلول ها و موجودات توسط پلیمرهای آلی تعیین می شود: پروتئین ها، کربوهیدرات ها، اسیدهای نوکلئیک، و همچنین ترکیبات پیچیده - چربی ها و تعدادی از مولکول های هورمونی، رنگدانه ها، نوکلئوتیدهای فردی، به ویژه ATP (آدنوزین تری فسفریک اسید).

پلیمرهای بیولوژیکی (بیوپلیمرها).

پلیمرهای بیولوژیکی ترکیبات آلی هستند که سلول های موجودات زنده و محصولات متابولیکی آنها را تشکیل می دهند.

پلیمر(از یونانی "poly" - بسیار) - یک زنجیره چند پیوندی که در آن یک پیوند هر ماده نسبتا ساده است - مونومرمونومرها با اتصال به یکدیگر، زنجیرهای متشکل از هزاران مونومر را تشکیل می دهند. اگر نوع مونومر را با یک حرف خاص مشخص کنیم، به عنوان مثال A، پلیمر را می توان به صورت ترکیبی بسیار طولانی از واحدهای مونومر به تصویر کشید: A-A-A-A-...-A. اینها، برای مثال، مواد آلی شناخته شده برای شما هستند: نشاسته، گلیکوژن، سلولز، و غیره. بیوپلیمرها پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، پلی ساکاریدها هستند. خواص بیوپلیمرها به ساختار مولکولهای آنها بستگی دارد: به تعداد و تنوع واحدهای مونومری که پلیمر را تشکیل می دهند. اگر دو نوع مونومر A و B را با هم ترکیب کنید، می توانید مجموعه بسیار بزرگی از پلیمرهای مختلف به دست آورید. ساختار و خواص چنین پلیمرهایی به تعداد، نسبت و ترتیب تناوب، یعنی موقعیت مونومرها در زنجیره ها بستگی دارد. پلیمری که در آن گروهی از مونومرها به طور متناوب تکرار می شوند نامیده می شود منظم.به عنوان مثال، پلیمرهایی که به صورت شماتیک با تناوب منظم مونومرها به تصویر کشیده شده اند:

A B A B A B A B ...

A A B B A A B B ...

BBBBBB A...

با این حال، انواع بسیار بیشتری از پلیمرها را می توان به دست آورد که در آنها هیچ الگوی قابل مشاهده ای در تکرارپذیری مونومرها وجود ندارد. چنین پلیمرهایی نامیده می شوند بی رویه.

فرض کنید هر یک از مونومرها خاصیت پلیمر را تعیین می کند. به عنوان مثال، مونومر A استحکام بالا را تعیین می کند و مونومر B هدایت الکتریکی را تعیین می کند. با ترکیب این دو مونومر در نسبت های مختلف و تناوب آنها به روش های مختلف، می توان تعداد زیادی مواد پلیمری با خواص متفاوت به دست آورد. اگر ما نه دو نوع مونومر (A و B)، بلکه بیشتر را در نظر بگیریم، پس وتعداد انواع زنجیره های پلیمری به طور قابل توجهی افزایش می یابد. معلوم شد که ترکیب و جایگشت چندین نوع مونومر در زنجیره‌های پلیمری طولانی، ساخت انواع مختلفی را فراهم می‌کند و خواص مختلف پلیمرهای زیستی را که بخشی از همه موجودات هستند، تعیین می‌کند. این اصل زیربنای تنوع حیات در سیاره ما است.

2. کربوهیدرات ها و ساختار آنها.در ترکیب سلول های همه موجودات زنده، آنها به طور گسترده ای توزیع شده اند کربوهیدرات هاکربوهیدرات ها ترکیبات آلی هستند که از کربن، هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده اند. در اکثر کربوهیدرات ها، هیدروژن و اکسیژن، به طور معمول، به همان نسبت هستند ودر آب (از این رو نام آنها - کربوهیدرات ها). فرمول کلی چنین کربوهیدرات هایی Cn (H 2 0) m است. به عنوان مثال یکی از رایج ترین کربوهیدرات ها است - گلوکز،ترکیب عنصری آن C 6 H 12 0 6 است (شکل 2). گلوکز است شکر سادهچندین باقی مانده از قندهای ساده با یکدیگر ترکیب شده و قندهای پیچیده را تشکیل می دهند. شیر حاوی قند شیر است که از باقی مانده مولکول های دو قند ساده (دی ساکاریدها) تشکیل شده است. قند شیر منبع اصلی انرژی برای جوان همه پستانداران است. هزاران بقایای مولکولهای قندهای یکسان که به یکدیگر متصل می شوند، پلیمرهای زیستی - پلی ساکاریدها را تشکیل می دهند. پلی ساکاریدهای مختلفی در ترکیب موجودات زنده وجود دارد: در گیاهان، این نشاسته(شکل 3)، در حیوانات - گلیکوژن،همچنین متشکل از هزاران مولکول گلوکز، اما حتی بیشتر از آن. نشاسته و گلیکوژن نقش انباشته کننده انرژی لازم برای فعالیت حیاتی سلول های بدن را ایفا می کنند. سیب زمینی، دانه های گندم، چاودار، ذرت و غیره از نظر نشاسته بسیار غنی هستند.

کربوهیدرات ها یا ساکاریدها، - مواد آلی با فرمول کلی C p (H 2 0) l، که در آن پحداقل سه نسبت هیدروژن و اکسیژن در فرمول کربوهیدرات ها مشابه نسبت آنها در مولکول آب است و به همین دلیل نام آن ها به وجود آمده است. سلول های گیاهی غنی ترین کربوهیدرات ها هستند، که در آنها محتوای ساکاریدها در برخی موارد به 90٪ توده خشک (غده های سیب زمینی، دانه ها) می رسد، کربوهیدرات ها در یک سلول حیوانی به مقدار 2-5٪ وجود دارد. تمام کربوهیدرات ها به سه گروه مونوساکارید، دی ساکارید و پلی ساکارید تقسیم می شوند. چندین مولکول مونوساکارید که با آزاد شدن آب به یکدیگر متصل می شوند، مولکولی از یک پلی ساکارید، یک پلیمر را تشکیل می دهند: -

مونوساکاریدها (قندهای ساده) بسته به تعداد اتم های کربن موجود در مولکول به دو دسته تقسیم می شوند: تریوز حاوی 3 اتم کربن، تتروز - 4، پنتوز - 5، هگزوز - 6 اتم کربن. از میان تریوزها، گلیسرول و مشتقات آن (اسیدهای لاکتیک و پیروویک) از اهمیت بالایی برخوردار هستند. از تتروز - اریتروز. پنتوزها شامل ریبوز و دئوکسی ریبوز هستند که بخشی از RNA و DNA هستند. در میان هگزوزها، گلوکز، فروکتوز و گالاکتوز بیشترین اهمیت را برای موجودات زنده دارند، فرمول کلی آنها C 6 H 12 O 6 است. مونوساکاریدها در آب محلول هستند. آنها منبع اصلی انرژی در سلول هستند. اکسیداسیون 1 گرم گلوکز 17.1 کیلوژول انرژی می دهد.
دی ساکاریدها، الیگوساکاریدها آنها از دو مونوساکارید تشکیل شده اند که توسط یک پیوند گلیکوزیدی به هم متصل شده اند. اینها شامل ساکارز، لاکتوز و مالتوز است. در آب حل می شود، طعم شیرینی دارد.
پلی ساکاریدها - کربوهیدرات های مولکولی بالا، متشکل از تعداد زیادی مونوساکارید، وزن مولکولی آنها بزرگ است، مولکول ها ساختار خطی یا شاخه ای دارند. از نظر عملکردی، پلی ساکاریدهای ذخیره و اهداف ساختاری متمایز می شوند. نامحلول در آب سرد نشاسته- پلی ساکارید ذخیره اصلی گیاهان؛ به مقدار زیاد در غده های سیب زمینی، میوه ها، دانه ها یافت می شود. گلیکوژن- یک پلی ساکارید موجود در بافت های بدن انسان و حیوانات و همچنین در قارچ ها و مخمرها نقش مهمی در تبدیل کربوهیدرات ها در سلول ها ایفا می کند. فیبر(سلولز) پلی ساکارید ساختاری اصلی غشاهای سلولی گیاهی است. تقریباً 50 درصد از کل کربن موجود در بیوسفر را در خود دارد. پلی ساکاریدها به دو دسته هومو و هتروپلی ساکاریدها تقسیم می شوند. اولی فقط از یک نوع مونوساکارید تشکیل شده است. دوم - از مونوساکاریدهای انواع مختلف و مشتقات آنها. مجتمع های با پروتئین ها گلیکوپروتئین نامیده می شوند، با چربی ها - گلیکولیپیدها.

3. وظایف کربوهیدرات ها:انرژی، ساختاری، سیگنال (گلیکوپروتئین). اسرار غدد مختلف حیوانات و انسان حاوی کربوهیدرات ها و مشتقات آنها است. در گیاهان، پلی ساکاریدها یک عملکرد حمایتی نیز انجام می دهند.

4. لیپیدهالیپیدها و لیپوئیدها (به یونانی lipos - چربی) - چربی ها و مواد مشابه چربی - ترکیبات آلی با ساختارهای مختلف. آنها در آب حل نمی شوند، اما به راحتی در حلال های آلی حل می شوند: اتر، بنزین، کلروفرم و غیره. محتوای چربی در سلول ها معمولا کم است، 5-15٪ وزن خشک، اما سلول های بافت چربی می توانند تا 90 چربی داشته باشند. درصد وزن خشک . .

لیپیدها از نظر ساختار متنوع هستند. اما همه آنها یک چیز مشترک دارند: همه آنها غیرقطبی هستند. بنابراین، آنها در مایعات غیر قطبی مانند کلروفرم، اتر حل می شوند، اما عملاً در آب نامحلول هستند. لیپیدها شامل چربی ها و موادی مانند چربی هستند. در سلول در طی اکسیداسیون چربی ها مقدار زیادی انرژی تولید می شود که صرف فرآیندهای مختلف می شود. این تابع انرژی چربی ها است. چربی ها می توانند در سلول ها انباشته شوند و به عنوان یک ماده مغذی ذخیره عمل کنند. در برخی از حیوانات (به عنوان مثال، نهنگ ها، نوک پاها)، یک لایه ضخیم از چربی زیر پوستی در زیر پوست رسوب می کند که به دلیل هدایت حرارتی کم، آنها را از هیپوترمی محافظت می کند. برخی از لیپیدها هورمون هستند و در تنظیم عملکردهای فیزیولوژیکی بدن نقش دارند. لیپیدهای حاوی فسفر (فسفولیپیدها) مهمترین جزء غشاهای سلولی هستند، یعنی عملکرد ساختاری را انجام می دهند. با توجه به ساختار شیمیایی، لیپیدها - ترکیبات گلیسرول - یک الکل تری هیدریک با اسیدهای آلی با وزن مولکولی بالا (چربی)، ساختار پلیمری ندارند:

H 2 C - O - باقی مانده اسید چرب

HC - O - باقی مانده اسید چرب

H 2 C - O - باقی مانده اسید چرب.

عملکردهای لیپید:

ساختاری. چربی ها در تشکیل غشای سلولی همه اندام ها و بافت ها نقش دارند و نیمه نفوذپذیری آنها را تضمین می کنند. اجزای اصلی غشای سلولی - فسفولیپیدهااینها موادی مانند چربی هستند که در آنها یک مولکول اسید چرب با H 2 PO 4 جایگزین می شود. لیپیدها در تشکیل بسیاری از ترکیبات مهم بیولوژیکی نقش دارند:
انرژی. با احتراق کامل 1 گرم چربی، 38.9 کیلوژول انرژی آزاد می شود که در مقایسه با کربوهیدرات ها و پروتئین ها حدود دو برابر بیشتر است. لیپیدها 25 تا 30 درصد کل انرژی مورد نیاز بدن را تامین می کنند.
ذخیره - خود را در این واقعیت نشان می دهد که با تجمع در سلول های بافت چربی حیوانات، دانه ها و میوه های گیاهان، چربی به عنوان منبع تغذیه پشتیبان عمل می کند.
تنظیم حرارت این عملکرد به این دلیل است که چربی ها گرما را به خوبی هدایت نمی کنند. آنها در زیر پوست رسوب می کنند و در برخی از حیوانات خوشه های بزرگی را تشکیل می دهند (تا 1 متر در نهنگ ها) که به حیوانات اجازه می دهد در مناطقی با دمای پایین زندگی کنند. بسیاری از پستانداران دارای نوعی "گرمکن" بیولوژیکی هستند - بافت چربی قهوه ای، به اصطلاح "چربی قهوه ای". این بافت از نظر میتوکندری قرمز قهوه ای بسیار غنی است. از جانب-برای پروتئین های حاوی آهن آنها. انرژی حرارتی تولید می کند که برای پستانداران در شرایط زندگی در دماهای پایین اهمیت زیادی دارد. چربی ها تامین کننده آب به اصطلاح درون زا هستند: وقتی 100 گرم چربی اکسید می شود، 107 میلی لیتر آب آزاد می شود. به لطف چنین آبی، بسیاری از حیوانات بیابانی وجود دارند.
مقررات فرآیندهای متابولیک بسیاری از لیپیدها پیش سازهای سنتز بیولوژیکی تعدادی از هورمون ها و مواد تنظیم کننده هستند. چربی ها بخشی از ویتامین ها و رنگدانه های گیاهی هستند.
محافظ چربی ها می توانند از اندام های ظریف در برابر شوک و شوک محافظت کنند (به عنوان مثال، کپسول پریرنال، پد چربی نزدیک چشم). مواد چربی مانند برگ های گیاهان را با لایه ای نازک می پوشانند و در هنگام باران های شدید از خیس شدن بیش از حد محافظت می کنند.