Презентация по биологии на тему: "Углеводы и липиды"

Углеводы  и Липиды Автор:  Фомина Татьяна Владимировна,  учитель биологии, МАОУ «Лицей  имени Н. А.Рябова»

Углеводы — органические  соединения, состоящие из одной или  многих молекул простых сахаров.  Содержание углеводов в животных клетках  составляет 1—5 %, а в некоторых клетках  растений достигает 90% (клубни картофеля,  семена).  В клетках растений углеводы синтезируются  в хлоропластах в процессе фотосинтеза из  СО2 и Н2О под действием солнечного света. В  организм животных поступают с пищей.

Углеводы – это углеводородные  соединения.  Общая формула углеводов:     Сх(Н2О)у.   Все углеводы являются либо альдегидами, либо  кетонами,  и у них всегда имеется гидроксильная  группа.

Углеводы Моносахариды Олигосахариды (в том числе дисахариды) Полисахариды

Моносахариды • простые углеводы; • низкомолекулярные вещества, многоатомные  спирты, имеющие альдегидную группу, в   названии  имеется суффикс ОЗА, корень  слова, как правило показывает число атомов  углерода. Например: 3С ­ триоза,  4С –  тетроза;   • имеют низкую молекулярную массу, сладкие,  хорошо растворимы в воде, легко  кристаллизуются.

Моносахариды • Триоза (С3Н6О3) – глицерин и его  производные (молочная кислота,  пировиноградная кислота). Участвуют  в дыхании и фотосинтезе. Молочная кислота Пировиноградная  кислота

Моносахариды • Тетроза (С4Н8О4) – эритроза. Этот сахар –  один из промежуточных продуктов  фотосинтеза в растениях. На уровне тетроз  происходит образование кольцевых молекул  углеводов.  Эритроза

Моносахариды Рибоза (С5Н10О5) ­ входит в состав в РНК, АТФ, АДФ,  АМФ . Открыта в 1905 году Рибоза

Моносахариды Дезоксирибоза  (С5Н10О5) ­  входит в  состав ДНК, вместе с азотистым основанием  и остатком фосфорной  кислоты образуя  мономерную единицу  дезоксирибонуклеиново й кислоты — нуклеотид. дезоксирибоза

Моносахариды

Моносахариды Глюкоза (С6Н12О6) –  виноградный сахар.  Источник  Е, выполняет  структурную функцию.  Находится в крови.  Регулирует  осмотическое  давление.  Используется как  мономер для синтеза  более крупных молекул.  Глюкоза ­ обычный  дыхательный  субстрат.

Моносахариды Фруктоза(С6Н12О6) – плодовый  сахар, встречается в плодах.  Много фруктозы в меде,  сахарной свекле, фруктах.  Имеет важное значение при  питании больного сахарным  диабетом

Сложные углеводы – это полимеры,  состоящие из моносахаридов,  соединенных гликозидной связью  Различают: Олигосахариды или дисахариды Полисахариды

Олигосахариды или дисахариды • углеводы, построенные из небольшого  числа (2 – 10) моносахаридных  остатков,  • растворимые,  • имеют сладкий вкус  Дисахариды образуются в результате реакции  конденсации, между двумя моносахаридами, обычно  гексозами, связь между ними гликозидная

Сахароза тростниковый или  свекловичный сахар

Мальтоза – солодовый сахар Содержится в солоде – пророщенных, высушенных и размолотых зёрнах ячменя. Мальтоза – основной структурный элемент крахмала и гликогена. Состоит из двух молекул глюкозы

Лактоза – молочный сахар Имеет в составе  глюкозу и галактозу Содержится в молоке млекопитающих (от 4 до 6%)

Полисахариды • это сложные высокомолекулярные углеводы,  образованные сотнями и тысячами молекул  моносахаридов; • нерастворимые, не имеют сладкого вкуса;   • это линейные и разветвленные полимеры,  мономеры которых соединены гликозидной  связью.

Гликоген  или животный крахмал Содержащится в клетках  животных, человека,  грибах. У животных  накапливается в печени,  мышцах, сердце и других  органах. Является  поставщиком глюкозы в  кровь. По структуре  напоминает крахмал, но  разветвлен сильнее.  Состоит из 30 000  остатков глюкозы. В  клетках  гликоген  откладывается в  крошечных гранулах на  гладкой ЭПС. Включения  гликогена

Крахмал • Резервный полисахарид растений; содержится в больших  количествах в клетках клубней картофеля, плодов, семян;  • Запасается в клетках в виде крахмальных зерен (они имеют  слоистую природу), нерастворимых в холодной воде. В горячей  воде крахмал образует коллоидный раствор, называемый в  быту крахмальным клейстером;  • Крахмал ­ разветвленный полисахарид, состоящий из остатков   – глюкозы. Количество остатков глюкозы в молекуле  α крахмала исчисляется тысячами. Более мелкие молекулы   называются  декстринами, они дают блеск при   накрахмаливании;    • Качественная реакция на крахмал ­ это добавление йода, при  этом  крахмал дает  темно­синее окрашивание.

Крахмал

Целлюлоза или клетчатка основной опорный полисахарид клеточных стенок растений   и некоторых беспозвоночных  Целлюлоза представляет собой длинные линейные цепи, состоящие  из 10  β 000 остатков  ­ ­   ­ глюкозы. Из каждой цепи выступают  множество  ОН групп. Эти группы направлены во все стороны и образуют водородные  среди всех органических соединений  связи с соседними цепями, что обеспечивает жесткое поперечное сшивание  всех цепей.  По общей молекулярной массе целлюлоза стоит на  1 месте

Целлюлоза В  целлюлозе заключено  до 50% углерода  находящегося  в  растениях, в волосках  семян хлопчатника  содержание целлюлозы  составляет 98%, в  клеточных стенках   пучки молекул  целлюлозы образуют  микрофибриллы  Фотография хлопчатника

Целлюлоза Целлюлоза является пищей для  некоторых  животных, бактерий,  грибов. Но целлюлоза не  расщепляется обычными   гидролитическими ферментами  желудочно­кишечного тракта   млекопитающих, (у коров в желудке  есть симбионты ­ бактерии,  переваривающие целлюлозу), и  потому для расщепления ее  необходимо действие  2­х  ферментов: • целлюлазы, которая вызывает  образование дисахарида  (целлобиозы), и • целлобиазы, гидролизующей этот  димер  до глюкозы. Эти ферменты   редко встречаются в природе.

Инулин  • Полимером  фруктозы. Инулин выполняет  роль резервного вещества  в корнях и  клубнях растений (например: георгины). Формула инулина Клубни растений

Хитин • Опорный  полисахарид беспозвоночных,  составляет основу  наружного скелета   членистоногих, компонент клеточной стенки   грибов и некоторых зеленых водорослей.  • По своей структуре и функциям хитин близок  к целлюлозе, это тоже структурный  полисахарид. Хитин не растворяется в воде,  он расщепляется ферментами хитиназами  и  лизоцимом

Хитин

Полисахариды можно разделить на: 1)Гомополисахариды имеют в своем  составе моносахариды только одного вида.  Например, крахмал, гликоген, целлюлоза. 2) Гетерополисахариды – состоят из  моносахаридов разных видов  (гликопротеиды, гликолипиды).

Функции углеводов • • • • Энергетическая – при окислении 1г углеводов  выделяется 17,6 кДж Е. Источник эндогенной воды:     •        УГЛЕВОДЫ                 СО2+Н2О + Е  • Структурная (строительная) – входят в состав  клеточной стенки растений, грибов, бактерий. Запасающая – крахмал у растений, гликоген у  животных. Составной компонент ДНК, РНК, АТФ, ФАД2+,  НАД+, НАДФ+ Защитная – рецепторы тканевой несовместимости,  хитиновый покров членистоногих.

Липиды ЛИПИДЫ ­ (от греч. lipos ­ жир) – жиры и жироподобные  органические вещества, входящие в состав всех живых клеток. От  5­15% жира содержится в клетках, в жировых тканях до 90%.  Липиды  играют важную роль в жизненных процессах.

Липиды • Жир у млекопитающих сосредоточен в подкожно ­  жировой клетчатке и в сальниках. Много жира в  молоке (самое жирное молоко у дельфинов до 40%)  • У растений жир сосредоточен в семенах и плодах  У растений липиды синтезируются в каналах гладкой ЭПС. У  животных поступают с пищей, расщепляются до составных частей  (глицерин и жирные кислоты) и вновь синтезируются в  собственные жиры

Липиды Физические свойства:  жиры ­ нерастворимые в  воде органические вещества,  которые можно извлечь из  клеток органическими   растворителями ­ эфиром,  хлороформом, бензолом  Липиды плазмы крови

Состав липидов Жиры (триглицериды) ­ это сложные  эфиры  трехатомного спирта глицерина и  высокомолекулярных жирных кислот. Сложным эфиром называют продукт реакции  этерификации между кислотой и спиртом.

Жиры бывают насыщенными и ненасыщенными Все жирные кислоты делятся на две группы: насыщенные, т.е. не  содержащие двойных связей­ стеариновая, пальмитиновая, масляная  кислоты. Жиры образованные этими кислотами твердые – это говяжий,  свиной жир. Ненасыщенные, или непредельные, содержащие двойные связи –  олеиновая, линолевая кислоты, поэтому эти жиры жидкие  (подсолнечное масло, рыбий жир).

Компоненты липидов Жирные кислоты содержат в  молекулах кислотную группу ­  СООН (карбоксильная группа).  Жирными их называют потому, что   некоторые высокомолекулярные    члены этой группы входят в состав  жиров . Их общая формула   R ­ СООН , где R – радикал. Атомы С  и Н образуют  углеводородные хвосты, они и   определяют очень многие   свойства липидов, в том числе  нерастворимость их в воде  (углеводородные хвосты ­  гидрофобны). Модель жирной кислоты

Компоненты липидов Второй компонент  липидов – это спирты.  Большая часть  липидов – это  сложные эфиры  трехатомного спирта  глицерина и поэтому  их называют –  глицеридами  Формула глицерина

Функции липидов в природе • Воска ­ используются  у растений  и животных в  качестве водоотталкивающего покрытия

Функции липидов в природе • Фосфолипиды – компоненты мембран Строение клеточной мембраны

Функции липидов в природе • Стероиды ­ желчные кислоты, например: холевая  кислота, входит в состав желчи. Соли желчных кислот  способствуют эмульгированию липидов в процессе  переваривания. • Половые гормоны (эстроген, прогестерон,  тестостерон). • Витамин Д – при его недостатке развивается рахит • Сердечные гликозиды тоже стероиды, например  гликозиды наперстянки применяются при сердечных  заболеваниях.

Функции липидов в природе • Гликолипиды ­ компоненты  клеточных мембран,  особенно в миелиновой оболочке нервных волокон и  на поверхности нервных клеток, а также  компоненты мембран  хлоропластов. нейрон хлоропласт

Функции липидов в природе • Терпены ­ вещества от которых зависит аромат   эфирных масел растений, например ментол у мяты. • Гиббереллины – ростовые вещества растений. • Фитол – входит в состав хлорофилла и витамина К. • Каротиноиды ­ фотосинтетические пигменты. • Натуральный каучук ­  линейный полимер изопрена.

Функции липидов в природе • • • • • Источник эндогенной воды. Теплоизоляционная – участие в теплообмене (у китов слой жира  до 1 м; у многих млекопитающих имеется специальная жировая  ткань – бурый жир, богат митохондриями, а бурая окраска из­за  железосодержащих белков, это имеет важное значение в  условиях жизни при низких температурах). Защитная  (жир – амортизатор от ударов и ушибов у животных). Выделительная – у насекомых – «жировое тело». Специальные функции – химические сигналы феромоны у  насекомых), образование водоотталкивающих покрытий у  растений (воска), окраска плодов и семян, участие в фотосинтезе  (пигменты).

Функции липидов Энергетическая – при окислении 1г липидов выделяется  •         38,9 кДж энергии. Липиды обеспечивают 25 – 30 % всей  энергии, необходимой организму. • • • Строительная (структурная) функция, липиды – основа  биологических мембран (фосфолипиды, холестерин). Гормональная и регуляторная – стероидные гормоны  (тестостерон, прогестерон) регулируют обмен веществ и  размножение, витамины (витамин D). Запасающая – в растительных клетках семян, плодов  растений, в животных – жировая ткань.