Органические соединения в живом веществе
Органические соединения составляют в среднем 20-30 % массы клетки живого организма [3, с. 37]. К ним относятся биологические полимеры – белки, нуклеиновые кислоты и углеводы, а также жиры и ряд небольших молекул – гормоны, пигменты, аминокислоты, простые сахара, нуклеотиды и т. д. Различные типы клеток отличаются количественным содержанием органических соединений. Так, в растительных клетках преобладают углеводы. Наоборот, белки в большем количестве содержатся в животной клетке, а не в растительной (40 - 50 % против 20 - 25 %). Тем не менее каждая из групп органических веществ в клетке любого типа выполняет сходные функции.
Белки. Среди органических веществ клетки белки занимают первое место как по количеству, так и по значению. Белки – это высокомолекулярные полимерные соединения, мономером которых служат аминокислоты. В организме человека встречается 5 ∙106 типов белковых молекул, отличающихся не только друг от друга, но и от белков других организмов. Такое разнообразие обеспечивается комбинацией всего лишь 20 разных аминокислот, обычно обнаруживаемых при гидролизе белков. Общая формула аминокислоты
R
|
H2N – CH − COOH.
Аминогруппа (-NH2) обладает свойствами основания; карбоксильная группа (-СООН) - кислотная, характерная для всех органических кислот. Следовательно, аминокислоты – амфотерные соединения, совмещающие свойства кислоты и основания. Этим обусловлена их способность к взаимодействию. Аминокислоты соединяются друг с другом ковалентной пептидной, или амидной, связью. Образование ее происходит за счет аминогруппы одной аминокислоты и карбоксильной группы другой с выделением молекулы воды:
|
|
Аминокислоты отличаются друг от друга строением боковой цепи (R-группы) :
NH2
у аланина , например, это метильная группа (СН3СНСООН ), R-группа цистеина
NH2
содержит серу СН2SH: СН2СНСООН, другие аминокислоты имеют более
SH
сложные боковые радикалы. Радикалы могут быть гидрофильными и гидрофобными.
Нуклеиновые кислоты. Значение нуклеиновых кислот в клетке очень велико. Изучение структуры нуклеиновых кислот имеет значение для понимания механизма наследования признаков у организмов и закономерностей функционирования как отдельных клеток, так и клеточных систем: тканей и органов.
Нуклеиновые кислоты – это полимеры, построенные из огромного числа мономерных единиц, называемых нуклеотидами. Молекула нуклеотида состоит из трех частей: пятиуглеродного сахара (пентозы), азотистого основания и фосфорной кислоты (рис. 23).
|
|
Рис. 23. Строение нуклеотида
В зависимости от вида пентозы, присутствующей в нуклеотиде, различают два типа нуклеиновых кислот: рибонуклеиновые кислоты (РНК), которые содержат рибозу, и дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК), содержащие дезоксиребозу (сахар, представляющий собой дезоксирибозу, является рибозой, лишенной кислорода). В обоих типах нуклеиновых кислот содержатся азотистые основания (пуриновые и пиримидиновые) четырех разных видов: аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т) или урацил (У). Тимин, не имея метильной группы, является урацилом. В ДНК присутствует тимин, а в РНК – урацил. Нуклеиновые кислоты являются кислотами потому, что в их молекуле содержится остаток фосфорной кислоты.
Углеводы. Углеводы, или сахариды, - органические вещества с общей формулой Cn(H2O)m. У большинства углеводов число молекул воды вдвое превышает количество атомов углерода. Поэтому эти вещества и были названы углеводами. В живой клетке содержание углеводов составляет 1-2 %, иногда 5 %. Наиболее богаты углеводами растительные клетки, где их содержание в некоторых случаях достигает 90 % сухой массы (клубни картофеля, семена и т. д.).
|
|
Углеводы подразделяются на три класса: моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Моносахариды, где число атомов углерода от 3 до 7. Из шести углеродных моносахаридов наиболее важны глюкоза, фруктоза и галактоза. Глюкоза содержится в крови (0,1- ,12 %). Пентозы – рибоза и дезоксирибоза – входят в состав нуклеиновых кислот.
Соединения, содержащие 2-10 моносахаридных остатков, называют олигосахаридами; соединения, содержащие более 10 остатков – полисахаридами. Мономером таких полисахаридов, как крахмал, гликоген, целлюлоза, является глюкоза. Углеводороды выполняют две основные функции: строительную и энергетическую. В процессе окисления 1 г углеводов освобождается 11,6 кДж энергии. Крахмал у растений и гликоген у животных, откладываясь в клетках, служат резервом пищи и энергии.
Липиды. Нерастворимые в воде органические вещества, которые можно извлечь из клеток органическими растворителями, называют липидами. Липиды – это сложные эфиры жирных кислот и какого-либо спирта. Калорийность липидов выше энергетической ценности углеводов. В ходе расщепления 1 г жиров до СО2 и Н2О освобождаются 38,9 кДж. Очень важную роль для живых организмов играют фосфолипиды, являющиеся компонентами мембран, т. е. выполняющие строительную функцию.
|
|
Укажите основные функции белков …
[1] участвуют в образовании всех клеточных мембран и органоидов клетки, а также внеклеточных структур; исключительное значение имеют как катализаторы (все ферменты белковой природы); двигательная, транспортная, энергетическая функция в организме;
[2] основной источник энергии всех форм клеточной деятельности; строят прочные ткани растений и играют роль запасных питательных веществ в организмах;
[3] выполняют роль накопителей энергии; способны к запасанию в организмах в больших количествах и этим обеспечивают терморегуляцию организмов, являясь материалом для образования эндогенной воды; принимают участие в регуляции важных функций организмов;
[4] важнейшая биологическая роль как хранителей (носителей) и переносчиков генетической информации.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 619; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!