В чем заключается структурная функция углеводов у животных

В чем заключается структурная функция углеводов у животных

Кроме неорганических веществ и их ионов все клеточные структуры также состоят из органических соединений— белков, липидов, углеводов и нуклеиновых кислот.

Углеводы (сахара) —биоорганические соединения углерода и воды, входящие в состав всех живых организмов: Общая формула— Сn (Н2О)n.

Растворимые в воде углеводы.

глюкоза— основной источник энергии для клеточного дыхания;

фруктоза — составная часть нектара цветов и фруктовых соков;

рибоза и дезоксирибоза — структурные элементы нуклеотидов, являющихся мономерами РНК и ДНК;

сахароза (глюкоза + фруктоза) — основной продукт фотосинтеза, транспортируемый в растениях;

лактоза (глюкоза + галактоза)— входит в состав молока млекопитающих;

мальтоза (глюкоза + глюкоза) — источник энергии в прорастающих семенах.

Функции растворимых углеводов: транспортная, защитная, сигнальная, энергетическая.

Не растворимые в воде углеводы:

— целлюлоза (клетчатка) — полимер, состоящий из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных водородными связями. Такая структура препятствует проникновению воды и обеспечивает устойчивость целлюлозных оболочек растительных клеток;

— хитин — основной структурный элемент покровов членистоногих и клеточных стенок грибов;

— гликоген — запасное вещество животной клетки. Мономером является а-глюкоза.

Функции нерастворимых углеводов: структурная, запасающая, энергетическая, защитная.

Липиды — органические соединения, большинство которых являются сложными эфирами глицерина и жирных кислот.

Нерастворимы в воде, но растворимы в неполярных растворителях. Присутствуют во всех клетках. Липиды состоят из атомов водорода, кислорода и углерода.

Виды липидов : жиры, воска, фосфолипиды, стероиды.

— запасающая— жиры откладываются в запас в тканях позвоночных животных;

— энергетическая— половина энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров. Жиры используются и как источник воды

— защитная — подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений;

— структурная — фосфолипиды входят в состав клеточных мембран;

— теплоизоляционная — подкожный жир помогает сохранить тепло;

— электроизоляционная — миелин, выделяемый клетками Шванна, изолирует некоторые нейро­ны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов;

— питательная— желчные кислоты и витамин D образуются из стероидов;

— смазывающая— воска покрывают кожу, шерсть, перья и предохраняют их от воды. Восковым налетом покрыты листья многих расте­ний, воск используется в строительстве пчели­ных сот;

— гормональная — гормон надпочечников — кортизон — и половые гормоны имеют липидную природу. Их молекулы не содержат жирных кислот.

вопросы с сайта решу ЕГЭ

1.Какие функции выполняют липиды в организме животных?

ФУНКЦИИ ЛИПИДОВ (триглицериды (жиры, масла), фосфолипиды, стероиды):

1) структурная – образуют структуры клетки (фосфолипиды образуют клеточные мембраны);

2) энергетическая – являются источником энергии (при расщеплении 1 г жира расщепляется 38,9 кДж энергии);

3) метаболическая – является источником эндогенной воды (при расщеплении 100 г жира образуется 107 мл воды);

4) защитная (теплоизоляционная) – за счет низкой теплопроводности в составе подкожной жировой прослойки обеспечивают сохранение тепла организмом;

5) защитная (амортизационная) – обеспечивает механическую защиту в составе подкожной жировой клетчатки, смягчая удары и защищая внутренние органы от повреждения;

6) регуляторная – стероидные гормоны (половые гормоны, кортикостероиды) регулируют обменные процессы;

7) защита от намокания перьев (выделение копчиковой железы), шерсти (выделения сальных желез);

8) защита от потерь воды – восковой налет на листьях растений.

(1) ферментативную — функция белков;

(2) запасающую — функция липидов, углеводов, белков;

(3) энергетическую — функция липидов, углеводов, белков;

(4) структурную — функция липидов, углеводов, белков;

(5) сократительную — функция белков (актин, миозин);

(6) рецепторную — функция углеводов и белков.

2.Какие функции выполняют углеводы в организме животных?

ФУНКЦИИ УГЛЕВОДОВ (у животных):

1) Структурная и опорная функции — хитин обеспечивает жёсткость экзоскелета членистоногих.

2) Защитная роль. У животных гепарин препятствует свертыванию крови.

3) Пластическая функция. Углеводы входят в состав сложных молекул (например, пентозы (рибоза и дезоксирибоза) участвуют в построении АТФ, ДНК и РНК).

4) Энергетическая функция. Глюкоза — основной источник энергии, высвобождаемой в клетках живых организмов в ходе клеточного дыхания. При расщеплении 1 г углеводов выделяется 17,6 кДж. Гликоген составляет энергетический запас в клетках.

5) Запасающая функция — гликоген.

6) Осмотическая функция. Углеводы участвуют в регуляции осмотического давления в организме. Так, в крови содержится 100−110 мг/% глюкозы, от концентрации глюкозы зависит осмотическое давление крови.

7) Рецепторная функция. Олигосахариды входят в состав воспринимающей части многих клеточных рецепторов (гликокаликс).

(1) каталитическую — функция белков;

(2) структурную — функция углеводов, белков, липидов;

(3) запасающую — функция углеводов, белков, липидов;

(4) гормональную — функция белков (инсулин), липидов (стероидные гормоны);

(5) сократительную — функция белков (актин, миозин);

(6) энергетическую — функция углеводов, липидов, белков.

3.Какие функции выполняют в клетке молекулы углеводов и липидов?

Под цифрами 1 — ДНК — хранитель наследственной информации; 2 и 6 — функции белков.

4.Моносахариды в клетке выполняют функции:

2) составных компонентов полимеров

4) составных компонентов нуклеиновых кислот

Функции моносахаров: энергетическая, компонент полимеров, компонент нуклеиновых кислот. Под цифрами 3 — функция нуклеиновых кислот; 5, 6 — функции белков.

5.Все приведенные ниже признаки, кроме двух, являются функциями липидов. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

4) переносчика наследственной информации

Функции липидов в организме.

Энергетическая — наряду с углеводами являются основным энергетическим топливом клетки. При сжигании 1 г липидов выделяется 38,9 кДж (или 9,3 ккал).

Структурная — липиды (фосфолипиды, гликолипиды) вместе с белками входят в состав биологических мембран.

Защитная — функция механической защиты, роль которой выполняет подкожная жировая клетчатка.

Терморегуляторная — реализация этой функции осуществляется благодаря двум аспектам: а) жир плохо проводит тепло, поэтому является теплоизолятором; б) при охлаждении организма на генерирование тепла за счёт выделения энергии расходуются липиды.

Регуляторная — ряд гормонов (половые, гормоны коры надпочечников) являются производными липидов.

Липиды являются источником ненасыщенных высших жирных кислот — витамина F, одного из незаменимых факторов питания.

Жир является источником эндогенной воды в организме. При окислении 100 г липидов образуется 107 г воды.

Под цифрами 3 — функция белков, 4 — функция нуклеиновых кислот.

6.Все приведённые ниже признаки, кроме двух, можно использовать для определения функций липидов в клетке. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

Липиды — сложные эфиры жирных кислот и глицерина. К липидам относят жиры и жироподобные вещества. Функции:

Энергетическая — используются организмом как источник энергии для различных процессов жизнедеятельности (энергия образуется при окислении жиров – при полном окислении 1 г жира выделяется около 9 ккал энергии, вдвое больше, чем при окислении белков или углеводов).

Запасающая — используются организмом в качестве резервных источников питательных веществ.

источник воды (при расщеплении 1 г жира образуется 1,07 г воды).

Защитная — помогают организму сохранять тепло (теплоизоляция, т. е. защита от переохлаждения) и защищают органы животных и растений от повреждений при ударах (амортизация).

Гормональная (регуляторная) — принимают участие в регуляции физиологических функций организма, т. к. некоторые липиды являются гормонами.

Структурная — входят в состав внутриклеточных структур, тканей и органов.

Функции липидов: запасающая (вода и энергия), регуляторная (гормоны и витамины), строительная (мембраны);

значит, «выпадают» из списка: транспортная и ферментативная — это функции белков.

7.Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания крахмала. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

1) представляет собой полимер альфа-глюкозы

2) содержится в амилопластах в форме зерен

3) образуется в митохондриях клеток растений

4) представляет собой смесь амилозы и амилопектина

5) накапливается в клетках печени и мышц

Крахмал образуется в результате полимеризации глюкозы, которая является продуктом темновой фазы фотосинтеза у растений.

Как и все полисахариды, крахмал нерастворим в воде, подвергается реакции гидролиза с образованием глюкозы.

Выпадет из списка, т.е. не относится к описанию крахмала:

3) образуется в митохондриях клеток растений

5) накапливается в клетках печени и мышц

8.Все перечисленные ниже функции, кроме двух, присущи липидам в организме. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

«Выпадающие» из общего списка: 2 и 5

Функции липидов в организме — 1, 3, 4

Энергетическая — наряду с углеводами являются основным энергетическим топливом клетки. При сжигании 1 г липидов выделяется 38,9 кДж (или 9,3 ккал).

Структурная — липиды (фосфолипиды, гликолипиды) вместе с белками входят в состав биологических мембран.

Защитная — функция механической защиты, роль которой выполняет подкожная жировая клетчатка.

Терморегуляторная — реализация этой функции осуществляется благодаря двум аспектам: а) жир плохо проводит тепло, поэтому является теплоизолятором; б) при охлаждении организма на генерирование тепла за счёт выделения энергии расходуются липиды.

Регуляторная — ряд гормонов (половые, гормоны коры надпочечников) являются производными липидов.

Липиды являются источником ненасыщенных высших жирных кислот — витамина F, одного из незаменимых факторов питания.

Жир является источником эндогенной воды в организме. При окислении 100 г липидов образуется 107 г воды.

9.Установите соответствие между особенностями молекул углеводов и их видами:

В) растворимы в воде

Г) не растворимы в воде

Д) входят в состав клеточных стенок растений

Е) входят в состав клеточного сока растений

Глюкоза — мономер целлюлозы, растворима в воде и содержится в клеточном соке растений.

10.Установите соответствие между особенностями строения и свойств вещества и веществом, имеющим эти особенности.

A) неполярны, нерастворимы в воде

Б) в состав входит остаток глицерина

B) мономером является глюкоза

Г) мономеры связаны пептидной связью

Д) обладают ферментативными функциями

Е) входят в состав клеточных стенок растительных клеток

Неполярны, остаток глицерина — липиды; мономер — глюкоза, входит в состав клеточных стенок растительных клеток — углеводы; пептидная связь и ферменты — белки.

А) является биополимером

Б) обладает гидрофобностью

В) проявляет гидрофильность

Г) служит запасным питательным веществом в клетках животных

Д) образуется в результате фотосинтеза

Е) окисляется при гликолизе

Моносахарид: проявляет гидрофильность; образуется в результате фотосинтеза; окисляется при гликолизе. Полисахарид: является биополимером; обладает гидрофобностью; служит запасным питательным веществом в клетках животных.

12.Установите соответствие между особенностями и типами молекул: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

А) могут выполнять ферментативную функцию

Б) содержат один тип мономеров

В) содержат в составе азот и серу

Г) молекулы имеют третичную и четвертич ную структуру

Д) используются как запас энергии

Е) могут быть растворимы в воде

1) белки:А) могут выполнять ферментативную функцию; В) содержат в составе азот и серу; Г) молекулы имеют третичную и четвертичную структуру; Е) могут быть растворимы в воде

2) полисахариды: Б) содержат один тип мономеров; Д) используются как запас энергии;

13.Установите соответствие между характеристиками и группами веществ: к каждому элементу первого столбца подберите позицию из второго столбца.

А. образуют гликокаликс

Б. создают термоизоляционные покровы организма

В. неполярные гидрофобные вещества

Г. бесцветные кристаллические вещества

Д. составляют основу клеточных мембран

Е. состоят из остатков высших карбоновых

кислот и глицерина

1. липиды: Б. создают термоизоляционные покровы организма; В. неполярные гидрофобные вещества; Д. составляют основу клеточных мембран; Е. состоят из остатков высших карбоновых кислот и глицерина

2. углеводы: А. образуют гликокаликс; Г. бесцветные кристаллические вещества;

14.Установите соответствие между признаками и группами веществ: к каждому элементу первого столбца подберите позицию из второго столбца.

А. участвуют в синтезе нуклеиновых кислот

Б. образуют гликокаликс

В. имеют в составе молекулы от трёх до

семи атомов углерода

Г. образуют глюкозу при гидролизе

Д. являются запасным веществом в клетке

Е. имеют сладкий вкус

1. моносахариды А. участвуют в синтезе нуклеиновых кислот (рибоза и дезоксирибоза); В. имеют в составе молекулы от трёх до семи атомов углерода; Е. имеют сладкий вкус

2. полисахариды: Б. образуют гликокаликс; Г. образуют глюкозу при гидролизе; Д. являются запасным веществом в клетке

Источник

Лекция № 2. Строение и функции углеводов и липидов

Строение, примеры и функции углеводов

Углеводы — органические соединения, состав которых в большинстве случаев выражается общей формулой C_n(H₂O)_m (n и m ≥ 4). Углеводы подразделяются на моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Моносахариды — простые углеводы, в зависимости от числа атомов углерода подразделяются на триозы (3), тетрозы (4), пентозы (5), гексозы (6) и гептозы (7 атомов). Наиболее распространены пентозы и гексозы. Свойства моносахаридов — легко растворяются в воде, кристаллизуются, имеют сладкий вкус, могут быть представлены в форме α- или β-изомеров.

Рибоза и дезоксирибоза относятся к группе пентоз, входят в состав нуклеотидов РНК и ДНК, рибонуклеозидтрифосфатов и дезоксирибонуклеозидтрифосфатов и др. Дезоксирибоза (С₅Н₁₀О₄) отличается от рибозы (С₅Н₁₀О₅) тем, что при втором атоме углерода имеет атом водорода, а не гидроксильную группу, как у рибозы.

Глюкоза, или виноградный сахар (С₆Н₁₂О₆), относится к группе гексоз, может существовать в виде α-глюкозы или β-глюкозы. Отличие между этими пространственными изомерами заключается в том, что при первом атоме углерода у α-глюкозы гидроксильная группа расположена под плоскостью кольца, а у β-глюкозы — над плоскостью.

Глюкоза — это:

Купить проверочные работы
по биологии

Фруктоза, или фруктовый сахар, относится к группе гексоз, слаще глюкозы, в свободном виде содержится в меде (более 50%) и фруктах. Является мономером многих олигосахаридов и полисахаридов.

Олигосахариды — углеводы, образующиеся в результате реакции конденсации между несколькими (от двух до десяти) молекулами моносахаридов. В зависимости от числа остатков моносахаридов различают дисахариды, трисахариды и т. д. Наиболее распространены дисахариды. Свойства олигосахаридов — растворяются в воде, кристаллизуются, сладкий вкус уменьшается по мере увеличения числа остатков моносахаридов. Связь, образующаяся между двумя моносахаридами, называется гликозидной.

Сахароза, или тростниковый, или свекловичный сахар, — дисахарид, состоящий из остатков глюкозы и фруктозы. Содержится в тканях растений. Является продуктом питания (бытовое название — сахар). В промышленности сахарозу вырабатывают из сахарного тростника (стебли содержат 10–18%) или сахарной свеклы (корнеплоды содержат до 20% сахарозы).

Мальтоза, или солодовый сахар, — дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы. Присутствует в прорастающих семенах злаков.

Лактоза, или молочный сахар, — дисахарид, состоящий из остатков глюкозы и галактозы. Присутствует в молоке всех млекопитающих (2–8,5%).

Полисахариды — это углеводы, образующиеся в результате реакции поликонденсации множества (несколько десятков и более) молекул моносахаридов. Свойства полисахаридов — не растворяются или плохо растворяются в воде, не образуют ясно оформленных кристаллов, не имеют сладкого вкуса.

Крахмал (С₆Н₁₀О₅)_n — полимер, мономером которого является α-глюкоза. Полимерные цепочки крахмала содержат разветвленные (амилопектин, 1,6-гликозидные связи) и неразветвленные (амилоза, 1,4-гликозидные связи) участки. Крахмал — основной резервный углевод растений, является одним из продуктов фотосинтеза, накапливается в семенах, клубнях, корневищах, луковицах. Содержание крахмала в зерновках риса — до 86%, пшеницы — до 75%, кукурузы — до 72%, в клубнях картофеля — до 25%. Крахмал — основной углевод пищи человека (пищеварительный фермент — амилаза).

Гликоген (С₆Н₁₀О₅)_n — полимер, мономером которого также является α-глюкоза. Полимерные цепочки гликогена напоминают амилопектиновые участки крахмала, но в отличие от них ветвятся еще сильнее. Гликоген — основной резервный углевод животных, в частности, человека. Накапливается в печени (содержание — до 20%) и мышцах (до 4%), является источником глюкозы.

Целлюлоза (С₆Н₁₀О₅)_n — полимер, мономером которого является β-глюкоза. Полимерные цепочки целлюлозы не ветвятся (β-1,4-гликозидные связи). Основной структурный полисахарид клеточных стенок растений. Содержание целлюлозы в древесине — до 50%, в волокнах семян хлопчатника — до 98%. Целлюлоза не расщепляется пищеварительными соками человека, т.к. у него отсутствует фермент целлюлаза, разрывающий связи между β-глюкозами.

Инулин — полимер, мономером которого является фруктоза. Резервный углевод растений семейства Сложноцветные.

Гликолипиды — комплексные вещества, образующиеся в результате соединения углеводов и липидов.

Гликопротеины — комплексные вещества, образующиеся в результате соединения углеводов и белков.

Функции углеводов

Строение и функции липидов

Липиды не имеют единой химической характеристики. В большинстве пособий, давая определение липидам, говорят, что это сборная группа нерастворимых в воде органических соединений, которые можно извлечь из клетки органическими растворителями — эфиром, хлороформом и бензолом. Липиды можно условно разделить на простые и сложные.

Простые липиды в большинстве представлены сложными эфирами высших жирных кислот и трехатомного спирта глицерина — триглицеридами. Жирные кислоты имеют: 1) одинаковую для всех кислот группировку — карбоксильную группу (–СООН) и 2) радикал, которым они отличаются друг от друга. Радикал представляет собой цепочку из различного количества (от 14 до 22) группировок –СН₂–. Иногда радикал жирной кислоты содержит одну или несколько двойных связей (–СН=СН–), такую жирную кислоту называют ненасыщенной. Если жирная кислота не имеет двойных связей, ее называют насыщенной. При образовании триглицерида каждая из трех гидроксильных групп глицерина вступает в реакцию конденсации с жирной кислотой с образованием трех сложноэфирных связей.

Если в триглицеридах преобладают насыщенные жирные кислоты, то при 20°С они — твердые; их называют жирами, они характерны для животных клеток. Если в триглицеридах преобладают ненасыщенные жирные кислоты, то при 20 °С они — жидкие; их называют маслами, они характерны для растительных клеток.

1 — триглицерид; 2 — сложноэфирная связь; 3 — ненасыщенная жирная кислота;
4 — гидрофильная головка; 5 — гидрофобный хвост.

Плотность триглицеридов ниже, чем у воды, поэтому в воде они всплывают, находятся на ее поверхности.

К простым липидам также относят воски — сложные эфиры высших жирных кислот и высокомолекулярных спиртов (обычно с четным числом атомов углерода).

Сложные липиды. К ним относят фосфолипиды, гликолипиды, липопротеины и др.

Фосфолипиды — триглицериды, у которых один остаток жирной кислоты замещен на остаток фосфорной кислоты. Принимают участие в формировании клеточных мембран.

Гликолипиды — см. выше.

Липопротеины — комплексные вещества, образующиеся в результате соединения липидов и белков.

Липоиды — жироподобные вещества. К ним относятся каротиноиды (фотосинтетические пигменты), стероидные гормоны (половые гормоны, минералокортикоиды, глюкокортикоиды), гиббереллины (ростовые вещества растений), жирорастворимые витамины (А, D, Е, К), холестерин, камфора и т.д.

Функции липидов

Масла семян растений необходимы для обеспечения энергией проростка.ЗащитнаяПрослойки жира и жировые капсулы обеспечивают амортизацию внутренних органов.

Слои воска используются в качестве водоотталкивающего покрытия у растений и животных.ТеплоизоляционнаяПодкожная жировая клетчатка препятствует оттоку тепла в окружающее пространство. Важно для водных млекопитающих или млекопитающих, обитающих в холодном климате.РегуляторнаяГиббереллины регулируют рост растений.

Половой гормон тестостерон отвечает за развитие мужских вторичных половых признаков.

Половой гормон эстроген отвечает за развитие женских вторичных половых признаков, регулирует менструальный цикл.

Минералокортикоиды (альдостерон и др.) контролируют водно-солевой обмен.

Глюкокортикоиды (кортизол и др.) принимают участие в регуляции углеводного и белкового обменов.Источник метаболической водыПри окислении 1 кг жира выделяется 1,1 кг воды. Важно для обитателей пустынь.КаталитическаяЖирорастворимые витамины A, D, E, K являются кофакторами ферментов, т.е. сами по себе эти витамины не обладают каталитической активностью, но без них ферменты не могут выполнять свои функции.

Перейти к лекции №1 «Введение. Химические элементы клетки. Вода и другие неорганические соединения»

Перейти к лекции №3 «Строение и функции белков. Ферменты»

Смотреть оглавление (лекции №1-25)

Источник