Урок 2. Биополимеры. Углеводы, липиды

Задачи. Приступить к изучению органических веществ клетки, рассмотреть основные классы органических веществ, их процентное соотношение в клетке. Сформировать знания о строении, свойствах и функциях углеводов и липидов в клетке. Рассмотреть основные группы углеводов и липидов и их значение для жизнедеятельности организмов. Повторить материал и проконтролировать знания учащихся по теме "Введение. Неорганические вещества клетки".

Оборудование. Демонстрационный материал: таблицы по общей биологии, кодограмма (приложение 1).

Ход урока:

Повторение.

Письменная работа с карточками на 10 мин.

1. Уровни организации живой материи.

2. Признаки живых организмов.

3. Роль катионов и анионов в клетке.

Работа с карточкой у доски: приложение 2.

Компьютерное тестирование: приложение 3.

Устное повторение.

Изучение нового материала. Объяснение с помощью таблиц, кодограммы (приложение 1).

1. Характеристика углеводов.

Кроме неорганических веществ в состав клетки входят и органические вещества: белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты и низкомолекулярные органические вещества.

Белки 10-20% Вода 75-85%

Жиры 1-5% Неорганические вещества 1,0-1,5%

Углеводы 0,2-2,0 %

Нуклеиновые кислоты 1-2%

Низкомолекулярные органические вещества — 0,1-0,5%

Органические вещества относятся к группе полимеров. Различают регулярные полимеры и нерегулярные полимеры. Важное место среди них занимают углеводы, соединения, в состав которых входят атомы углерода, кислорода и водорода. Их общая формула С_m(Н₂О)_n, они делятся на простые и сложные углеводы.

• Простые углеводы называют моносахаридами. В зависимости от числа атомов углерода в молекуле моносахаридов различают: триозы (3С), тетрозы (4С), пентозы (5С), гексозы (6С), гептозы (7С). В природе наиболее широко распространены пентозы и гексозы. Важнейшие из пентоз — дезоксирибоза и рибоза, входящие в состав ДНК, РНК и АТФ; из гексоз наиболее распространены глюкоза, фруктоза и галактоза (общая формула С₆Н₁₂О₆).

Моносахариды могут быть представлены в форме - и -изомеров. Гидроксильная группа при первом атоме углерода может располагаться как под плоскостью цикла (-изомер), так и над ней (-изомер). Молекулы крахмала состоят из остатков -глюкозы, целлюлозы — из остатков -глюкозы.

Дезоксирибоза (С₅Н₁₀О₄) отличается от рибозы (С₅Н₁₀О₅) тем, что при втором атоме углерода имеет атом водорода, а не гидроксильную группу как у рибозы.

• Сложными называют углеводы, молекулы которых при гидролизе распадаются с образованием простых углеводов. Среди сложных углеводов различают олигосахариды и полисахариды.

Олигосахаридами называют сложные углеводы, содержащие от 2 до 10 моносахаридных остатков. В зависимости от количества остатков моносахаридов, входящих в молекулы олигосахаридов, различают дисахариды, трисахариды, и т.д. Наиболее широко распространены в природе дисахариды, молекулы которых образованы двумя остатками моносахаридов — мальтоза, состоящая из двух остатков -глюкозы, молочный сахар — лактоза и свекловичный (или тростниковый) сахар. Встречаются в природе в свободном виде или в составе полисахаридов.

Полисахариды образуются в результате реакций поликонденсации. Важнейшие полисахариды — крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин, муреин. Крахмал — основной резервный углевод растений, гликоген — у животных и человека. Целлюлоза — основной структурный углевод клеточных стенок растений, она нерастворима в воде, является линейным полимером -глюкозы.

К свойствам моносахаридов и олигосахаридов относится их растворимость в воде, сладкий вкус. С увеличением числа мономерных звеньев растворимость падает и сладкий вкус исчезает, полисахариды в воде нерастворимы.

Важнейшая функция углеводов — энергетическая, углеводы — основные источники энергии в животном организме. При расщеплении 1 г углевода выделяется 17,6 кДж. Запасающая функция выражается в накоплении крахмала клетками растений и гликогена клетками животных, которые играют роль источников глюкозы, легко высвобождая ее по мере необходимости. Углеводы входят в состав клеточных мембран и клеточных стенок (целлюлоза входит в состав клеточной стенки растений, из хитина образован панцирь членистоногих, различные олиго- и полисахариды образуют клеточную стенку бактерий). Соединяясь с липидами и белками, образуют гликолипиды и гликопротеины. Рибоза и дезоксирибоза входят в состав мономеров нуклеотидов.

Слизи, выделяемые различными железами, богаты углеводами и их производными (например, гликопротеинами). Они предохраняют пищевод, кишечник, желудок, бронхи от механических повреждений, препятствуют проникновению в организм бактерий и вирусов. Гепарин предотвращает свертывание крови в организме животных и человека.