ТЕМА: МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫЖИЗНИ
Задачи урока:
Познавательные: сформировать знания о полимерах на примере молекул углеводов и липидов; сформировать знания о строении, свойствах и функциях углеводов и липидов, показать их роль в процессах жизнедеятельности клетки.
Развивающие: развивать познавательный интерес учащихся на основе использования межпредметных связей;
Воспитательные: формирование научного мировоззрения, четких представлений о роли естественных наук в современном обществе.
ХОД УРОКА.
Сегодня мы продолжим знакомство с химическим составом клетки.
Вы уже знаете, что в живых клетках содержится большое количество
химических элементов. Они образуют два класса соединений:
органические и неорганические.
С какими соединениями мы познакомились на прошлом уроке?
«Неорганические вещества клетки»,
1. На какие группы делят химические элементы, входящие в состав
клетки?
2. Как особенности пространственной организации молекулы воды
влияют на ее свойства?
3. Какие вещества обуславливают буферные свойства клетки?
Тема урока сегодня: «Органические вещества клетки»
Какие вещества мы относим к органическим?
Почему мы относим их к органическим веществам? Что у них общего?
Органические-значит углеродные, т.е. содержащие атомы углерода.
Если не считать воду, то подавляющая часть остальных молекул
клетки относится к органическим.
Углерод имеет уникальные химические свойства,
фундаментальные для жизни и составляющие
ее химическую основу.
Благодаря малому размеру, наличию на внешней оболочке 4 электронов
атом углерода может образовывать 4 прочные ковалентные связи с
|
|
другими атомами, а так же углеродные атомы способны соединяться
друг с другом образуя цепи, кольца, углеродные скелеты больших
органических молекул. Именно этим объясняется существование
астрономического числа разнообразных органических соединений
обеспечивающих существование живых организмов во всех их
проявлениях.
Во всех клетках находятся простые органические соединения, играющие
роль «строительных блоков», из которых синтезируются более крупные
макромолекулы.
МАКРОМОЛЕКУЛЫ-это высокомолекулярные органические соединения,
молекулярная масса которых составляет 10 в 3 или 9 степени дальтон.
Макромолекулы составляют до 90% сухой массы
клетки. При этом у животных преобладают белковые макромолекулы,
а у растений-углеводные.
Органические вещества относят к группе БИОПОЛИМЕРОВ.
БИОПОЛИМЕР-это многозвеньевая цепь, звеном которой является
какое либо простое вещество-МОНОМЕР.
Т.е. мономеры, соединяясь между собой образуют цепи.
Если повторяются одинаковые по строению мономеры, то полимер
называется РЕГУЛЯРНЫМ. Если мономеры различны и нет видимой
зависимости в их повторяемости, то такой полимер называется
НЕРЕГУЛЯРНЫМ. Перестановка и различные сочетания мономеров
определяют и различные свойства биополимеров, входящих в состав
всех живых организмов.
Знакомство с органическими соединениями клетки мы начнем с
углеводов.
УГЛЕВОДЫ- органические соединения состоящие из С, Н, О, общая
формула которых С Н О
Особенно богаты углеводами клетки растений, до 70% массы сухой
клетки. Углеводы образуются в растительных клетках в процессе
|
|
фотосинтеза и служат резервом пищи и энергии. В животных клетках
углеводов значительно меньше, всего 1-2 %
Углеводы принято делить на 3 группы, в зависимости от сложности
молекул:
1. МОНОСАХАРИДЫ
2. ДИСАХАРИДЫ
3. ПОЛИСАХАРИДЫ
Среди моносахаридов наибольшее значение имеют сахара
ГЛЮКОЗА и ФРУКТОЗА, которые в свободном состоянии находятся
в клетках плодов растений и нектарниках цветов, они также
являются мономерами сложных ди- и полисахаридов
В клетках живых организмов молекулы этих сахаров замыкаются в кольцо.
ГЛЮКОЗА и ФРУКТОЗА являются универсальными источниками
энергии, которая используется животными организмами.
Рассмотрим схему превращения глюкозы
Полное окисление глюкозы до углекислого газа и воды идет собразова-
нием молекул АТФ. АТФ является универсальным аккумулятором
энергии: световая энергия солнца и энергия заключенная в потребляе-
мой пище, запасается в молекулах АТФ, а затем используется для
процессов биосинтеза, движения, производства тепла и других
процессов жизнедеятельности.
Из пятиуглеродных сахаров наиболее распространены
РИБОЗА и ДЕЗОКСИРИБОЗА. Они находятся в клетке в связанном
состоянии, т. к входят в состав нуклеиновых кислот ДНК и РНК.
В результате реакции КОНДЕНСАЦИИ из моносахаридов образуют-
ся дисахариды. Наиболее важные:
САХАРОЗА и МАЛЬТОЗА встречаются в растительных клетках, таких
как: корнеплоды свеклы, плоды арбуза, дынь.
ЛАКТОЗА- молочный сахар, содержится в молоке млекопитающих,
она состоит из одной молекулы глюкозы и одной молекулы галактозы.
|
|
Все моно- и дисахариды-это небольшие молекулы с низкой молекулярной
массой, сладкие на вкус, хорошо растворимые в воде.
ПОЛИСАХАРИДЫ-это макромолекулы с высокой молекулярной
массой, образующиеся путем соединения многих моносахаридов,
их цепи могут компактно свертываться, а при необходимости они легко
превращаются в простые сахара путем гидролиза. С увеличением числа
мономерных звеньев растворимость этих молекул падает, сладкий вкус
исчезает.
Полисахариды чаще всего являются структурным или запасным
веществом клетки. НАПРИМЕР:
КРАХМАЛ - важнейшее запасное вещество растительных клеток;
мономером крахмала является глюкоза.
ГЛИКОГЕН – подобен крахмалу, но имеет более разветвленный скелет;
является запасным веществом в животных организмах, накапливается
в клетках печени и мышц.
ЦЕЛЛЮЛОЗА – неразветвленный полисахарид, входит в состав клеточной стенки растений; волокно целлюлозы прочнее, чем стальная проволока того же диаметра, волокна целлюлозы придают растению
жесткость и прочность.
ХИТИН – полисахарид, входящий в состав клеточных стенок грибов,
а так же образующий наружный скелет членистоногих.
ИТАК, на какие же группы принято делить углеводы?
Какие функции выполняют углеводы в клетке?
Сделать записи в тетрадь:
-энергетическая
- структурная
-запасающая.
Следующие органические соединения, с которыми мы познакомимся
сегодня это ЛИПИДЫ.
Это группа соединений, не имеющих единой химической формулы.
Их объединяет то, что все они нерастворимы в воде, но хорошо раство-
римы в органических растворителях (эфир, хлороформ).
Содержание липидов в клетках растений и животных составляет
от 5 до 15%. В клетках жировой ткани их содержание доходит до 90%
В зависимости от строения молекул различают:
НЕЙТРАЛЬНЫЕ ЖИРЫ, ФОСФОЛИПИДЫ,
ВОСКА, СТЕРОИДЫ.
Самые распространенные из липидов – это нейтральные жиры –
сложные эфиры высших жирных кислот и трехатомного спирта
глицерина. Их принято делить на жиры и масла в зависимости от
их состояния при 20*.
Длинную молекулу жира можно условно разделить на 2 части:это
«головка», образованная молекулой глицерина и длинные углеводородные
«хвосты».
Плотность жиров ниже, чем у воды, поэтому в воде они
всплывают и находятся на поверхности.
Попав в водумолекулы жиров сворачиваются в шарик таким образом, чтобы
углеродные хвосты как можно меньше соприкасались с жидкостью.
Этим и объясняется гидрофобность жиров.
Основная функция жиров служить энергетическим депо: при расщеп-
лени 1 грамма жира освобождается 38,9 кДж энергии.
Жиры могут накапливаться в клетках и служить запасным питатель-
ным веществом. В клетках растений обычно накапливаются масла:
семена, плоды и хлоропласты богаты маслами. Например соя и
подсолнечник служат сырьем для промышленного получения масла.
У животных впадающих в спячку накапливается избыточный жир под
кожей, он служит еще и для теплоизоляции.
Какие еще животные и для каких целей накапливают жир?
Фосфолипиды по устройству напоминают жиры, но одна из цепочек
жирных кислот у них заменена на фосфорную кислоту. Фосфолипиды
присутствуют во всех клетках живых существ, они формируют клеточ-
ные мембраны. Из пищевых продуктов прекрасным источником фосфо-
липидов являются икра и яйца.
ВОСК – это группа простых липидов, сохраняющих твердое состояние
при комнатной температуре; самый известный из них – ПЧЕЛИНЫЙ
воск, у растений из воска формируется внешний покров листьев –
КУТИКУЛА.
СТЕРОИДЫ– это жироподобные вещества, к ним относят многие
гормоны млекопитающих, регулирующие обмен веществ, половые
гормоны, желчные кислоты.
У растений – это эфирные масла, от которых зависит запах растений,
ростовые вещества, некоторые пигменты: хлорофилл, билирубин.
Домашнее задание
1., назовите основные группы липидов?
2. Какие функции они выполняют?
3. Сделать записи в тетради.
Функции липидов: - энергетическая - структурная
- запасающая - терморегуляторная
- источник метаболической воды.