Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Биологическая роль некоторых химических элементов
Органические элементы клетки Важнейшими органическими веществами клетки являются белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты. Органические соединения составляют в среднем 20–30 % массы клетки живого организма. Белки Биополимеры.Мономерами являются аминокислоты – низкомолекулярные соединения. Различают 20 аминокислот. Общая формула: где NH2 – аминогруппа (основные свойства), СООН – карбоксильная группа (кислотные свойства), R – радикал (20 вариантов). Это амфотерные соединения. Физические свойства белков: бесцветные, кристаллические, растворимы в воде, нерастворимы в органических растворителях. Аминокислоты, соединяясь, образуют пептидную связь (ковалентную, прочную). Классификация белков: I. По составу: 1. Простые белки (протеины)состоят только из остатков аминокислот: а) протаминыи гистоны – входят в состав нуклепротеидов. Играют важную роль в регуляции метаболической активности генома; б) проламины и глютелины – растительного происхождения, составляют основную массу клейковины; в) альбумины и глобулины – животного происхождения (яичный белок, мышцы, молоко). 2. Сложные белки (протеиды)различают и называют по простетической (небелковой) группе: а) хромопротеиды – простетической группой служит пигмент (гемоглобин, цитохромы, дыхательные ферменты); б) нуклеопротеиды – связанные с нуклеиновыми кислотами (основа ядерного вещества – хроматина); в) липопротеиды – соединения белков и липидов (ферменты плазматических мембран); г) фосфопротеиды – соединения белков и фосфатов (в молоке, желтке куриного яйца, икре рыб, ЦНС); д) гликопротеиды – соединения белков и углеводов (компонент клеточной мембраны); е) металлопротеиды – соединения белков и металлов (ферменты). II. По структуре: 1. Фибриллярные белки– полипептидные нитевидные цепи, плохо растворимы в воде (кератин волос и рогов, миозин мышц, коллаген костей, фибриноген крови). 2. Глобулярные белки– полипептидные цепи, сложенные в форме шара, водорастворимые (протеины плазмы крови, ферменты).
Структуры белка (уровни организации): Первичная– линейная последовательность аминокислот, соединенных друг с другом пептидными связями в полипептидную цепь (специфична, закодирована в ДНК, от нее зависят свойства и функции белков). Вторичная –полипептидная цепь, закрученная в спираль. Третичная– полипептидные цепи в результате пространственной укладки образуют глобулу(клубок). Она характерна для большинства белков и поддерживается ионными, водородными связями, дисульфидными мостиками -S-S-, гидрофобными взаимодействиями. Все глобулярные белки – ферменты, антитела, гормоны. Четвертичная– характерна для белков со сложным строением, состоит из нескольких полипептидных цепей, удерживаемых в молекуле дисульфидными мостиками, водородными связями и гидрофобными взаимодействиями. Например, молекула гемоглобина состоит из четырех полипептидных цепей, каждая из которых связана с одной группой гема, удерживающего кислород. Нарушение структуры белка называется денатурацией. Она наступает под действием физических и химических факторов (температура, воздействие кислот и др.). Бывает обратимой (ренатурация) и необратимой (если нарушается первичная структура молекулы). Функции белков: 1. Структурная(строительная) – входят в состав всех мембранных структур. 2. Ферментативная(каталитическая) – ферменты организма. 3. Защитная(иммунологическая) – антитела, иммуноглобулин, интерферон. 4. Сократительная(двигательная) – движение ресничек, жгутиков, сокращение мышц. 5. Гормональная(регуляторная) – гормоны (инсулин). 6. Энергетическая– при сжигании 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии. 7. Транспортная– гемоглобин. 8. Рецепторная– родопсин глаза (рецепторы). 9. Запасающая– яичный альбумин, казеин молока, эндосперм семян. 10. Токсическая– яд змей, пауков, насекомых.
Липиды и жиры Жиры (триглицериды)– сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высокомолекулярных жирных кислот. Общая формула:
Жиры бывают: 1) Насыщенные (твердые) – стеариновая, пальмитиновая, масляная кислоты (говяжий, свиной жир). 2) Ненасыщенные (жидкие) – олеиновая, линолевая кислоты (подсолнечное масло, рыбий жир). Жиры нерастворимы в воде и растворимы в органических растворителях (эфире, спирте, бензине и др.). Классификация липидов: 1. Простые липидыпредставляют собой эфиры спирта и жирных кислот (триглицериды): а) стероиды– производные спирта холестерола (половые гормоны, холестерол, кортикостероиды, витамин D); б)терпены– вещества, в основе структуры которых лежит пятиугольный углеводород изопрен (хлорофилл, каротиноиды, витамин А); в)жирорастворимыевитамины(А, Д, Е, К); г)воска– сложные эфиры высших жирных кислот и высокомолекулярных спиртов. 2. Сложные липиды– это соединение эфиров спирта, жирных кислот а) фосфолипиды– соединения глицерина, жирных кислот и остатков фосфорной кислоты; б)гликолипиды– соединения липидов и углеводов; в) липопротеиды– соединения липидов и белков; г) пигменты(каротиноиды, гемоглобин, хлорофилл и др.). Функции липидов: 1. Энергетическая– при окислении 1 г липидов выделяется 38,9 кДж тепла. Липиды обеспечивают 25-30 % всей энергии, необходимой организму. 2. Строительная(структурная) – входят в состав биомембраны. 3. Гормональная и регуляторная– стероидные гормоны регулируют обмен веществ и размножение, витамины. 4. Запасающая– в растительных клетках семян плодов растений, в животных – жировая ткань. 5. Источник эндогенной воды– при окислении 1 г жиров образуется 1,1 мл воды. 6. Термоизоляционная– участие в теплообмене. 7. Защитная– от механических повреждений. 8. Выделительная– «жировое тело» насекомых. 9. Специальные функции– химические сигналы (феромоны у насекомых), образование водоотталкивающих покрытий у растений (воска), окраска плодов и семян, участие в фотосинтезе (пигменты).
Углеводы Углеводы – это углеводородные соединения. Общая формула – Сn(Н20)m Классификация углеводов: 1. Простые углеводы – моносахариды. В зависимости от числа углеводных атомов в их молекуле различают: триозы(глицеральдегид), тетрозы(эритроза), пентозы(рибоза и дезоксирибоза, входящие в состав нуклеиновых кислот, АТФ), гексозы(глюкоза, фруктоза). 2. Сложные углеводы – это полимеры, состоящие из моносахаридов, соединенных гликозидной связью. Различают: а)олигосахариды– углеводы, построенные из небольшого числа (2–10) моносахаридных остатков, растворимые, имеют сладкий вкус; б) дисахариды– углеводы, объединяющие два моносахарида (сахароза, мальтоза, лактоза); в) полисахариды– сложные высокомолекулярные углеводы, образованные сотнями и тысячами молекул моносахаридов, нерастворимые, не имеют сладкого вкуса. Это линейные и разветвленные полимеры, мономеры которых соединены гликозидной связью; г) гомополисахариды– состоят из множества одинаковых моносахаридных остатков (крахмал, гликоген, целлюлоза); д) гетерополисахариды– состоят из моносахаридов разных видов (гепарин). Функции углеводов: 1. Структурная (строительная) – входят в состав клеточной стенки растений, бактерий, грибов. 2. Энергетическая – при окислении 1 г углеводов выделяется 17,6 кДж энергии. 3. Запасающая – крахмал у растений, гликоген у животных. 4. Составной компонент ДНК, РНК, АТФ, ФАД2+, НАД+, НАДФ+. 5. Защитная – рецепторы тканевой совместимости, хитиновый покров членистоногих.
Нуклеиновые кислоты Нуклеиновые кислоты(от лат. nukleus – ядро, впервые были обнаружены в ядре) – сложные природные высокомолекулярные соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации в живых организмах. Составляют 1–5 % от сухой массы клетки и представлены моно- и полинуклеотидами. Полинуклеотиды– линейные биополимеры с огромной молекулярной массой. Мономерами нуклеиновых кислотявляются нуклеотиды, состоящие из азотистого основания, сахара – пентозы и остатка фосфорной кислоты (рис. 3).
1) Азотистые основанияпредставлены производными пурина и пиримидина. Пуриновые основания: А – аденин; Г – гуанин. Пиримидиновые основания: Ц – цитозин; Т – тимин; У – урацил. 2) В образовании нуклеотидов принимают участие два моносахарида – пентозы. Это рибоза (в РНК) и дезоксирибоза (в ДНК). 3) Третьим компонентом нуклеотидов является остаток фосфорной кислоты – фосфат. Соединения азотистого основания и сахара называются нуклеозидами, а с присоединенным фосфатом – нуклеотидами. Название нуклеотидов обусловлено входящими в их состав азотистыми основаниями и обозначается заглавными буквами. В природе существуют два типа нуклеиновых кислот, отличающихся по составу, строению и функциям: ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота, РНК – рибонуклеиновая кислота. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2018-06-01; просмотров: 203. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |