біологія 5 к-п (22.10), 5 МСТУ урок №19
Урок № 19
Тема програми: Обмін речовин і перетворення енергії.
Тема уроку: Білки, нуклеїнові кислоти, вуглеводи: огляд будови і біологічні ролі.
Опрацювати теоретичний матеріал
1. Білки: будова і біологічна роль
Як ви вже знаєте, білки є високомолекулярними біологічними полімерами, мономерами яких є амінокислоти. Більшість білків має такий склад: 50-55 % Карбону, 6,6-7,3 % Гідрогену, 21-23 % Оксигену, 15-17 % Нітрогену та 0,3-2,5 % Сульфуру. Деякі білки містять приблизно 0,8 % Фосфору та дуже невелику кількість Феруму, Купруму та Мангану.
До складу більшості білків входить до 25 різних α-амінокислот — похідних карбонових кислот, у вуглеводному радикалі яких при α-атомі Карбону (найближчого до карбоксильної -COOH групи) один або кілька атомів Гідрогену заміщено на аміногрупу -NH2. При цьому 20 з них присутні в кожній білковій молекулі.
Загальною формулою α-амінокислот є:
З їжею людина отримує 8 незамінних α-амінокислот: лейцин, ізолейцин, лізин, фенілаланін, валін, триптофан, треонін та метіонін. Незамінними вони є тому, що не можуть бути синтезовані організмом людини. їх відсутність призводить до затримки росту, втрати ваги та, зрештою, загибелі організму. На сьогодні в природі знайдено понад 300 різних амінокислот (зважте на те, що не всі вони є а-амінокислотами), близько 60 амінокислот та їх похідних міститься в організмі людини, але не всі вони входять до складу білків.
Білкові молекули мають чотири рівні структурної організації:
• первинна (послідовність амінокислот, з’єднаних між собою поліпептидним зв’язком);
• вторинна (впорядковане розташування окремих ділянок поліпептидного ланцюга у вигляді спіралей або складок);
• третинна (скручування молекули вторинної структури у клубок);
• четвертинна (формується кількома молекулами третинної структури, утворюючи стійкий комплекс).
Біологічними функціями білків є:
1. Структурна — білки входять до складу клітинних мембран, а також є основою цитоскелета, міжклітинного матриксу та деяких спеціалізованих тканин.
2. Каталітична, або ферментативна — усі ферменти за своєю хімічною природою є білками або комплексами білків з низькомолекулярними небілковими сполуками, які прискорюють біохімічні процеси, що відбуваються в живих організмах.
3. Транспортна — білки зв’язують та здійснюють внутрішньоклітинний та міжклітинний транспорт молекул.
4. Захисна — виконують функції імунного захисту завдяки здатності зв’язувати бактерії, токсини та віруси, протидіють кровотечі та тромбоутворенню, а також є захисним механічним бар’єром.
5. Скорочувальна — білки беруть участь у скороченні й розслабленні м’язів, роботі серця, легенів, шлунка та інших внутрішніх органів.
6. Рецепторна — мембранні рецептори клітин, що відповідають за функції вибіркового впізнавання та приєднання окремих речовин, мають білкову природу.
7. Регуляторна — гормони, медіатори та модулятори ендокринної, імунної та нервової систем є білками.
8. Запасна та травна функції — білки є найважливішими компонентами їжі, а також резервними, запасними речовинами.
Приклади білків за виконуваними функціями
Функція | Приклади |
Рецепторна | • адренорецептор повідомляє клітині про приєднання адреналіну |
Каталітична | • амілаза розщеплює крохмаль до мальтози; • каталаза розщеплює гідроген пероксид до води та кисню |
Структурна | • колаген надає пружності сполучній тканині, кісткам, сухожиллям, хрящам |
Скорочувальна | • актин та міозин входять до складу міофібрил |
Транспортна | • гемоглобін переносить кисень у крові хребетних тварин; • альбумін сироватки крові транспортує жирні кислоти і ліпіди у крові |
Захисна | • антитіла (імуноглобуліни) приєднуються до антигенів, зменшуючи їхню активність |
Регуляторна | • інсулін та глюкагон регулюють обмін глюкози; • гормон росту соматотропін прискорює ріст організму |
Запасна | • казеїн — білок молока; • яєчний альбумін — білок курячого яйця |
2. Нуклеїнові кислоти: будова і біологічна роль
Нуклеїнові кислоти — складні біополімери, мономерами яких є нуклеотиди. Кожен нуклеотид складається з нітратної основи, п’ятикарбонового вуглеводу (пентози) та залишку ортофосфатної кислоти. До складу нуклеотиду може входити одна з п’яти нітратних основ: аденін (А), гуанін (Г), цитозин (Ц), тимін (Т) або урацил (У). Аденін та гуанін є пуриновими основами, цитозин, тимін та урацил — піримідиновими. Залежно від пентози у складі нуклеотидів розрізняють два типи нуклеїнових кислот: дезоксирибонуклеїнову (ДНК) та рибонуклеїнову (РНК). Нітратна основа тимін міститься лише у ДНК, а урацил — лише в РНК. Таким чином, до складу ДНК можуть входити Г, Ц, А та Т; до складу РНК — Г, Ц, А та У.
Молекула ДНК складається з двох полінуклеотидних ланцюгів, сполучених між собою водневими зв’язками: між А та Т виникають два водневих зв’язки, між Г та Ц — три. Нуклеотиди утворюють пари (принцип комплементарності). Кількість Г = Ц, А = Т, А + Г = Т + Ц.
ДНК міститься в ядрі клітини, мітохондріях, пластидах. Функція ДНК — збереження спадкової інформації та передача її нащадкам.
Молекули РНК є одноланцюговими, однак можуть утворювати водневі зв’язки всередині молекули. Вони значно коротші за ДНК. Існує кілька видів РНК, що відрізняються за розмірами, структурою та функціями.
3. Будова та функції вуглеводів.
Хімічний склад вуглеводів відповідає формулі (СН2O)n, де n дорівнює трьом та більше. У клітинах тварин і людини вміст вуглеводів незначний. Натомість у клітинах рослин їх значно більше (наприклад, у листках, насінні, плодах – майже 70%, у бульбах картоплі – до 90%).
Залежно від кількості мономерів, що входять до складу молекул, вуглеводи поділяють на три основні класи:
Моносахариди, або прості цукри, залежно від кількості атомів Карбону, поділяють на тріози (3 атоми), тетрози (4), пентози (5), гексози (6) і так далі до декоз (10). У природі найпоширеніші гексози, а саме глюкоза і фруктоза. Солодкий присмак ягід, фруктів, меду залежить від вмісту в них цих сполук. Серед пентоз важливе значення мають рибоза і дезоксирибоза, які входять до складу нуклеїнових кислот та аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ).
Олігосахариди – сполуки, в яких кілька залишків молекул моносахаридів з’єднані між собою ковалентними зв’язками. Серед них найпоширеніші дисахариди, які утворюються внаслідок сполучення залишків двох молекул моносахаридів. Наприклад, буряковий (або тростинний) цукор – сахароза – складається із залишків глюкози і фруктози, а солодовий – мальтоза – лише із залишків глюкози тощо. Дисахариди мають солодкий присмак. Вони, як і моносахариди, добре розчинні у воді.
Полісахариди – молекули, молекулярна маса яких може сягати кількох мільйонів. Полісахариди розрізняються між собою складом мономерів, довжиною та розгалуженістю ланцюгів. Полісахариди майже не розчиняються у воді й не мають солодкого присмаку. Один із найпоширеніших полісахаридів – крохмаль. Він синтезується у процесі фотосинтезу у клітинах рослин і складається із залишків глюкози. Крохмаль у значній кількості відкладається у клітинах рослин, насамперед листків, насіння, бульб тощо. У клітинних стінках рослин міститься полісахарид целюлоза – міцний, волокнистий, нерозчинний у воді. Деревина, кора, бавовна складаються переважно з целюлози.
У грибів, тварин і людини запасним полісахаридом є глікоген. Він відкладається здебільшого у м’язах і клітинах печінки. До складу клітинних стінок деяких грибів і зелених водоростей, кутикули членистоногих входить полісахарид хітин.
Основні функції вуглеводів у живих організмах – енергетична та будівельна. Енергетична функція вуглеводів полягає у здатності розщеплюватися з виділенням енергії. За повного розщеплення 1 г цих сполук вивільняється 17,2 кДж енергії. Кінцеві продукти окиснення вуглеводів – С02 і Н20. Будівельна, або структурна, функція вуглеводів полягає в тому, що ці сполуки входять до складу опорних елементів клітин організмів: хітин є компонентом зовнішнього скелета членистоногих, грибів і водоростей. Клітинні стінки рослин містять целюлозу, захищають їх і підтримують їхню форму.
ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
1.опрацювати параграфи №18, 21.
2. дайте відповіді на запитання у зошиті:
а) Що таке білки?
б) Як утворюється пептидний зв’язок?
в) дайте означення поняття нуклеїнові кислоти
г) Які різновиди нуклеїнових кислот вам відомі?
д) Охарактеризуйте біологічну роль вуглеводів.
Комментарии
Отправить комментарий