Органические вещества: углеводы и липиды (крахмал, гликоген, целлюлоза)
| Углеводы | Примеры | Функции |
|---|---|---|
| Моносахариды | Глюкоза, фруктоза, галактоза (гексозы C₆); рибоза, дезоксирибоза (пентозы C₅) | Энергетическая (1 г → 17,6 кДж), строительные блоки нуклеотидов и полисахаридов |
| Дисахариды | Сахароза (глюкоза + фруктоза), лактоза (глюкоза + галактоза), мальтоза (2 глюкозы) | Транспортная форма у растений (сахароза), молочный сахар |
| Полисахариды | Крахмал (растения), гликоген (животные, грибы), целлюлоза (стенка растений), хитин (грибы, членистоногие), муреин (бактерии) | Запасающая (крахмал, гликоген), структурная и защитная (целлюлоза, хитин, муреин) |
| Полисахарид | Строение | Где и зачем |
|---|---|---|
| Крахмал | Смесь линейной амилозы и разветвлённого амилопектина из α-глюкозы | Запас растений (клубни, семена, плоды); амилаза гидролизует его до мальтозы, мальтаза — мальтозу до глюкозы |
| Гликоген | Сильно разветвлённая цепь α-глюкозы | Запас животных и грибов (печень, мышцы); ветвление ускоряет мобилизацию глюкозы |
| Целлюлоза | Неразветвлённые нити β-глюкозы, связанные в микрофибриллы водородными связями | Клеточная стенка растений; ферментов для её расщепления у человека нет, поэтому клетчатка работает как балласт и стимулирует перистальтику |
| Хитин | Цепи из производных глюкозы с азотом | Наружный скелет членистоногих, стенка клеток грибов |
| Муреин | Сетчатая молекула из сахаров и аминокислот | Клеточная стенка бактерий; мишень пенициллина |
| Свойство | Моно- и дисахариды | Полисахариды |
|---|---|---|
| Вкус | Сладкие (самый сладкий природный сахар — фруктоза) | Несладкие |
| Растворимость в воде | Хорошо растворимы; твёрдые кристаллические вещества | Нерастворимы (целлюлоза, хитин) или образуют коллоидные растворы (крахмальный клейстер в горячей воде, гликоген) |
| Влияние на осмос | Сильное: множество растворённых молекул повышает осмотическое давление | Почти никакого: огромная молекула — одна частица, поэтому глюкоза запасается в виде крахмала и гликогена |
| Гидролиз | Дисахарид расщепляется на два моносахарида, моносахариды не гидролизуются | Расщепляются до моносахаридов, часто через дисахариды (крахмал → мальтоза → глюкоза) |
| Как обнаружить | Глюкоза, фруктоза, мальтоза, лактоза при нагревании с гидроксидом меди(II) дают красный осадок (восстанавливающие сахара); сахароза этой реакции не даёт | Крахмал с раствором йода окрашивается в синий цвет |
Функции углеводов: энергетическая (глюкоза — универсальное топливо; при полном окислении 1 г даёт 17,6 кДж), запасающая (крахмал, гликоген), структурная (целлюлоза, хитин, муреин), защитная (слизи, камеди), рецепторная (углеводные «антенны» гликокаликса опознают клетки — на этом основаны группы крови).
Почему жиры энергоёмче углеводов. В жирных кислотах углерод сильнее «восстановлен» (больше связей C—H и меньше кислорода), поэтому при окислении освобождается больше энергии: 38,9 кДж против 17,6 кДж на грамм. Расплата — медленная мобилизация: жир расходуется не так быстро, как гликоген, поэтому при резкой нагрузке организм сначала тратит углеводы. Жиры гидрофобны и запасаются без воды, а гликоген удерживает воду — ещё одна причина, по которой долговременный запас откладывается именно в виде жира.
Липиды — гидрофобные вещества. Жиры (глицерин + 3 жирные кислоты): энергия (1 г → 38,9 кДж, вдвое больше углеводов), запас, теплоизоляция, амортизация, источник метаболической воды (верблюд, зимующие животные). Фосфолипиды — основа мембран (гидрофильная головка, гидрофобные хвосты). Стероиды — холестерин (мембраны, предшественник), половые гормоны, кортикостероиды, витамин D. Воска — защитный налёт листьев и плодов, соты пчёл.
| Группа липидов | Строение | Функция и примеры |
|---|---|---|
| Жиры (триглицериды) | Глицерин + 3 остатка жирных кислот | Запас энергии (1 г → 38,9 кДж) и воды, теплоизоляция, амортизация органов; бурый жир новорождённых и зимоспящих даёт тепло |
| Фосфолипиды | Глицерин, 2 жирные кислоты и остаток фосфорной кислоты с полярной группой | Основа всех биологических мембран: гидрофильные головки наружу, гидрофобные хвосты внутрь |
| Стероиды | Четыре углеродных кольца | Холестерин (жёсткость мембран, предшественник), половые гормоны, кортикостероиды, витамин D, желчные кислоты |
| Воска | Сложные эфиры высших спиртов и жирных кислот | Водоотталкивающий налёт листьев и плодов, покровы насекомых, соты |
| Каротиноиды и терпены | Производные изопрена | Пигменты (каротин — предшественник витамина A), эфирные масла, каучук |
Классификация липидов. Простые липиды — сложные эфиры спиртов и жирных кислот: жиры (триглицериды — эфиры глицерина) и воски (эфиры длинноцепочечных одноатомных спиртов). Сложные липиды содержат, кроме спирта и жирных кислот, группу другой природы: фосфолипиды — остаток фосфорной кислоты, гликолипиды — углевод; с белками липиды образуют липопротеины, в составе которых холестерин и жиры переносятся кровью. Стероиды жирных кислот не содержат: их основа — четыре сросшихся углеродных кольца. Жир, в котором преобладают насыщенные жирные кислоты (без двойных связей), при комнатной температуре твёрдый (сало, сливочное масло); изгибы цепей ненасыщенных кислот у двойных связей мешают плотной упаковке молекул, поэтому растительные масла и рыбий жир жидкие.
Гидрофильно-гидрофобные свойства и мембраны. Жиры, воски и стероиды почти целиком неполярны: в воде жир собирается в капли, воск образует водоотталкивающую плёнку. Молекула фосфолипида амфифильна: «головка» с остатком фосфорной кислоты гидрофильна, два «хвоста» жирных кислот гидрофобны.
Функции липидов (сводка): энергетическая и запасающая (энергоёмкость жиров вдвое выше, чем углеводов), структурная (фосфолипиды, гликолипиды и холестерин мембран; миелиновая оболочка нервных волокон), регуляторная (стероидные гормоны, витамин D), защитная и теплоизоляционная (подкожный жир, воски), источник метаболической воды; кроме того, в жирах растворяются и вместе с ними всасываются витамины A, D, E, K.
Закрепите теорию: 7 терминов и 3 задания с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.
Пройти урок arrow_forward