Органические соединения составляют в среднем 20-30% массы клетки живого организма. К ним относятся биологические полимеры, белки, углеводы, липиды, гормоны, нуклеиновые кислоты, витамины.
Биологические полимеры – органические соединения, входящие в состав клеток живых организмов. Полимер – многозвенная цепь простых веществ – мономеров (n ÷ 10тыч. – 100тыс. мономеров.
Свойства биополимеров зависят от строения их молекул, от числа и разнообразия мономерных звеньев. Если мономеры разные, то повторяющиеся чередования их в цепи создают регулярный полимер.
Пример
…А – А – В – А – А – В… регулярный
…А – А – В – В – А – В – А… нерегулярный
Углеводы
Общая формула Сn(H2O)m
Углеводы в организме человека играют роль энергетических веществ. Самые важные из них – сахароза, глюкоза, фруктоза, а также крахмал. Они быстро усваиваются ("сгорают") в организме. Исключение составляет клетчатка (целлюлоза), которой особенно много в растительной пище. Она практически не усваивается организмом, но имеет большое значение: выступает в роли балласта и помогает пищеварению, механически очищая слизистые оболочки желудка и кишечника. Углеводов много в картофеле и овощах, крупах, макаронных изделиях, фруктах и хлебе.
Пример: глюкоза, рибоза, фруктоза, дезоксирибоза – моносахариды. Сахароза – дисахариды. Крахмал, гликоген, целлюлоза - полисахариды
Нахождение в природе: в растениях, фруктах, в цветочной пыльце, овощах (чеснок, свекла), картофеле, рисе, кукурузе, зерне пшеницы, древесине…
Их функции:
1) энергетическая: при окислении до СО2 и Н2О высвобождается энергия; избыток энергии запасается в клетках печени и мышц в виде гликогена;
2) строительная: в растительной клетке – прочная основа клеточных стенок (целлюлоза);
3) структурная: входят в состав межклеточного вещества кожи сухожилий хрящей;
4) узнавание клетками др.: в составе клеточных мембран, если разделённые клетки печени смешать с клетками почек, то они самостоятельно разойдутся на две группы благодаря взаимодействию однотипных клеток.
Липиды (липоиды, жиры)
К липидам относятся разнообразные жиры, жироподобные вещества, фосфорлипиды… Все они нерастворимы в воде, но растворимы в хлороформе, эфире…
Нахождение в природе: в клетках животных и человека в клеточной мембране; между клетками – подкожный слой жира.
Функции:
1) теплоизоляционная (у китов, ластоногих …);
2) запасное питательное вещество;
3) энергетическая: при гидролизе жиров выделяется энергия;
4) структурная: некоторые липиды служат составной частью клеточных мембран.
Жиры тоже служат для человеческого организма источником энергии. Их организм откладывает "про запас" и они служат энергетическим источником долговременного пользования. Кроме того, жиры обладают низкой теплопроводностью и предохраняют организм от переохлаждения. Неудивительно, что в традиционном рационе северных народов так много животных жиров. Для людей, занятых тяжелым физическим трудом, затраченную энергию тоже проще всего (хотя и не всегда полезней) компенсировать жирной пищей. Жиры входят в состав клеточных стенок, внутриклеточных образований, в состав нервной ткани. Еще одна функция жиров – поставлять в ткани организма жирорастворимые витамины и другие биологически активные вещества.
Белки
Рисунок - Молекула белка
Белки – биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты.
Образование линейных молекул белков происходит в результате реакций аминокислот др. с др.
Источниками белков могут служить не только животные продукты (мясо, рыба, яйца, творог), но и растительные, например, плоды бобовых (фасоль, горох, соя, арахис, которые содержат до 22–23% белков по массе), орехи и грибы. Однако больше всего белка в сыре (до 25 %), мясных продуктах (в свинине 8–15 %, баранине 16–17 %, говядине 16–20 %), в птице (21 %), рыбе (13–21 %), яйцах (13 %), твороге(14 %). Молоко содержит 3 % белков, а хлеб 7–8 %. Среди круп чемпион по белкам – гречневая крупа (13 % белков в сухой крупе), поэтому именно ее рекомендуют для диетического питания. Чтобы избежать "излишеств" и в то же время обеспечить нормальную жизнедеятельность организма, надо, прежде всего, дать человеку с пищей полноценный по ассортименту набор белков. Если белков в питании недостает, взрослый человек ощущает упадок сил, у него снижается работоспособность, его организм хуже сопротивляется инфекции и простуде. Что касается детей, то они при неполноценном белковом питании сильно отстают в развитии: дети растут, а белки – основной "строительный материал" природы. Каждая клетка живого организма содержит белки. Мышцы, кожа, волосы, ногти человека состоят главным образом из белков. Более того, белки – основа жизни, они участвуют в обмене веществ и обеспечивают размножение живых организмов.
Строение:
первичная структура – линейная, с чередованием аминокислот;
вторичная – в виде спирали со слабыми связями между витками (водородными);
третичная – спираль свёрнутая в клубок;
четвертичная – при объединении нескольких цепей, различных по первичной структуре.
Функции:
1) строительная: белки являются обязательным компонентом всех клеточных структур;
2) структурная: белки в соединении с ДНК составляют тело хромосом, а с РНК – тело рибосом;
3) ферментативная: катализатором хим. реакций выступает любой фермент – белок, но очень специфичный;
4) транспортная: перенос О2, гормонов в теле животных и человека;
5) регуляторная: белки могут выполнять регуляторную функцию, если они являются гормонами. Например инсулин (гормон, поддерживающий работу поджелудочной железы) активизирует захват клетками молекул глюкозы и расщепление или запасание их внутри клетки. При недостатке инсулина глюкоза накапливается в крови, развивая диабет;
6) защитная: при попадании инородных тел в организме вырабатываются защитные белки – антитела, которые связываются с чужеродными, соединяются и подавляют их жизнедеятельность. Такой механизм сопротивления организма называют иммунитетом;
7) энергетическая: при недостатке углевода и жиров могут окислиться молекулы аминокислот.
2. На основе материала лекции выполните тестовые задания, по вариантам, как Вы сидите в учебной аудитории.
Вариант 1.
Задание №1. Выполните задания, выбрав правильные ответы.
1. Установите соответствие:
Макроэлементы.
а) цезий и) медь
б) водород к) кислород
в) железо л) натрий
г) ртуть м) хлор
д) сера н) калий
е) молибден о) кальций
ж) фосфор п) азот
з) углерод р) золото
2. Назовите формы существования воды в клетке:
а) информационная
б) свободная
в) диссоциированная
г) связанная
3. Перечислите функции воды:
а) образование гидратных оболочек
б) информационная
в) энергетическая
г) играет роль в поддержании осмотического давления
д) участвует в передаче наследственной информации
е) обеспечивает поступление и выведение веществ
ж) обеспечивает протекание биохимических реакций
з) участвует в терморегуляции
и) играет роль в движении структур клетки
к) является растворителем
л) составляет гидроскелет клетки.