Текущая версия на 12:32, 31 августа 2012

Гіпермаркет Знань>>Біологія>>Біологія 10 клас>> Біологія: Органічні сполуки, їх загальна характеристика. Вуглеводи, їх будова, властивості.

Органічні сполуки, їх загальна характеристика. Вуглеводи, їх будова, властивості.

Пригадайте

Які хімічні сполуки належать до органічних?

Які основні класи органічних сполук вам відомі?

Які вуглеводи вам відомі?

Які їхні функції в живих організмах?

Що таке фотосинтез?

Що таке АТФ?

Які функції цієї сполуки?
 
Які сполуки належать до органічних?

Усі хімічні сполуки поділяють на неорганічні (мінеральні) та органічні. Чим вони відрізняються? До складу органічних сполук входять чотири хімічні елементи, які називають органогенними: Гідроген, Оксиген, Нітроген і Карбон. Останній з них значною мірою зумовлює хімічні властивості організмів. Як і інші органогенні хімічні елементи, Карбон здатний утворювати міцні ковалентні зв'язки (мал. 3). Атом Карбону може зв'язуватись з атомами Гідрогену, Нітрогену, Оксигену.

Мал. 3. Хімічні зв'язки, які утворює атом Карбону: одинарні (1), подвійний (2)

До складу клітини входять органічні сполуки: вуглеводи, білки, ліпіди, нуклеїнові кислоти тощо. Вони переважно мають велику молекулярну масу, тому їх називають макромолекулами (від грец. макрос - великий). Так, молекулярна маса більшості білків становить 5000-1000000, а у деяких нуклеїнових кислот вона сягає декількох мільярдів дальтон (один дальтон відповідає 1/12 атомної маси ізотопу карбону ¹²С, тобто 1,67 • 10^-24 г).

Високомолекулярні органічні сполуки -білки, нуклеїнові кислоти, складні вуглеводи (полісахариди), молекули яких складаються з великої кількості однакових чи різних за хімічною будовою ланок, що повторюються, називають біополімерами (від грец. біос та поліс - численний). Такі макромолекули мають високу молекулярну масу - 10³-10⁹ дальтон. Прості молекули, із залишків яких складаються біополімери, називають мономерами (від грец. монос - один, поодинокий). Мономерами білків е залишки амінокислот, нуклеїнових кислот -нуклеотиди, полісахаридів - моносахариди.

Молекулярна маса ліпідів значно менша - 50-1500 дальтон. Але вони можуть об'єднуватись між собою, утворюючи складні структури з тисяч молекул.

Особлива група органічних сполук - це біологічно активні речовини.

Вони впливають на процеси обміну речовин і перетворення енергії в організмах живих істот. Серед них е органічні (ферменти, гормони, вітаміни тощо) та неорганічні (вуглекислий газ та ін.) сполуки.

У клітинах різних груп організмів вміст певних органічних сполук різний. Наприклад, у клітинах тварин переважають білки і ліпіди, а рослин -вуглеводи. Однак у клітинах різних типів певні органічні сполуки виконують подібні функції. Огляд основних класів органічних сполук почнемо з вуглеводів.

Що таке вуглеводи? Які їхні властивості? Хімічний склад вуглеводів відповідає формулі (СН₂O)_n, де п дорівнює трьом та більше. Але існують вуглеводи, в яких співвідношення вказаних у формулі хімічних елементів інше. До того ж, деякі з цих сполук містять атоми Нітрогену, Фосфору або Сульфуру.

У клітинах тварин і людини вміст вуглеводів незначний. Натомість у клітинах рослин їх значно більше (наприклад, у листках, насінні, плодах - майже 70%, у бульбах картоплі - до 90%).

Залежно від кількості мономерів, що входять до складу молекул, вуглеводи поділяють на три основні класи: моносахариди, олігосахариди та полісахариди.

Моносахариди, або прості цукри, залежно від кількості атомів Карбону, поділяють на тріози (3 атоми), тетрози (4), пентози (5), гексози (6) і так далі до декоз (10). У природі найпоширеніші гексози, а саме глюкоза і фруктоза. Солодкий присмак ягід, фруктів, меду залежить від вмісту в них цих сполук. Серед пентоз важливе значення мають рибоза і дезоксирибоза, які входять до складу нуклеїнових кислот та аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ).

Олігосахариди - сполуки, в яких кілька залишків молекул моносахаридів з'єднані між собою ковалентними зв'язками. Серед них найпоширеніші дисахариди, які утворюються внаслідок сполучення залишків двох молекул моносахаридів (мал. 4). Наприклад, буряковий (або тростинний) цукор - сахароза - складається із залишків глюкози і фруктози, а солодовий - мальтоза - лише з залишків глюкози тощо. Дисахариди мають солодкий присмак. Вони, як і моносахариди, добре розчинні у воді.

Мал. 4. Схема будови молекул моносахариду (1) і дисахариду (2)

Полісахариди - молекули, молекулярна маса яких може сягати кількох мільйонів.

Полісахариди розрізняються між собою складом мономерів, довжиною та розгалуженістю ланцюгів. На відміну від моно- та олігосахаридів, полісахариди майже не розчиняються у воді й не мають солодкого присмаку.
Один із найпоширеніших полісахаридів - крохмаль. Він синтезується в процесі фотосинтезу в клітинах рослин і складається із залишків глюкози. Крохмаль у значній кількості відкладається в клітинах рослин насамперед листків, насіння, бульб тощо. У клітинних стінках рослин міститься полісахарид целюлоза - міцний, волокнистий, нерозчинний у воді. Деревина, кора, бавовна складаються переважно з целюлози.

У грибів, тварин і людини запасним полісахаридом є глікоген. Він відкладається здебільшого в м'язах і клітинах печінки. До складу клітинних стінок деяких грибів і зелених водоростей, кутикули членистоногих входить полісахарид - хітин.

Які функції вуглеводів у живих організмах?

Основні функції вуглеводів у живих організмах - енергетична та будівельна.

Енергетична функція вуглеводів полягає у здатності розщеплюватися з виділенням енергії. За повного розщеплення 1 г цих сполук вивільняється 17,2 кДж енергії. Кінцеві продукти окиснення вуглеводів - С0₂ і Н₂0. Важлива роль вуглеводів у енергетичному балансі живих істот пов'язана із здатнітю розщеплюватись як за участі кисню, так і без нього. Це має особливе значення для організмів, які мешкають в умовах нестачі кисню (наприклад, червів, які паразитують у кишечнику тварин і людини).

Полісахариди (крохмаль, глікоген) як запасні сполуки можуть відкладатись у клітинах у вигляді зерен. Вони є резервом основної енергетичної сполуки живих істот - глюкози. У членистоногих енергетичну функцію виконує дисахарид трегалоза.

Будівельна, або структурна, функція вуглеводів полягає в тому, що ці сполуки входять до складу опорних елементів клітин організмів. Як ми вже згадували, хітин є компонентом зовнішнього скелета членистоногих та клітинних стінок деяких грибів і водоростей. Клітинні стінки рослин, які містять целюлозу, захищають вміст клітин і підтримують їхню форму.

Контрольні запитання

1. Що таке ліпіди?
2. Які сполуки належать до ліпідів?
3. Які функції ліпідів у живих організмах?
4. У яких клітинах і ткани¬нах відкладається найбільше ліпідів?
 
Поміркуйте

Що спільного у фізико-хімічних властивостях і функціях вуглеводів і ліпідів та чим вони відрізняються?
На підставі ступеня розвиненості жирового тіла комах шкідливих видів восени вчені роблять прогнози про можливі спалахи їхньої чисельності навесні. На чому ґрунтуються такі прогнози?

М.Є. Кучеренко, Ю.Г. Первес, П.Г. Балан, В.М. Войціцький, Загальна біологія, 10 клас
Вислано читачами інтернет-сайту.

_{Вся біологія онлайн, конспекти біології, календарно-тематичний план згідно шкільної програми з біології, вивчай біологію безкоштовно}

Зміст уроку
 конспект уроку і опорний каркас                      
 презентація уроку 
 акселеративні методи та інтерактивні технології
 закриті вправи (тільки для використання вчителями)
 оцінювання 

Практика
 задачі та вправи,самоперевірка 
 практикуми, лабораторні, кейси
 рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
 домашнє завдання 

Ілюстрації
 ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
 реферати
 фішки для допитливих
 шпаргалки
 гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
 зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
 підручники основні і допоміжні 
 тематичні свята, девізи 
 статті 
 національні особливості
 словник термінів                          
 інше 

Тільки для вчителів
 ідеальні уроки 
 календарний план на рік 
 методичні рекомендації 
 програми
 обговорення

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.