Углеводы

Безусловно, примитивное представление об углеводах имеет каждый человек. Для нас же, сдающих биологию, необходимо более подробно с этой темой. Практически все, что мы едим, содержит углеводы (кроме некоторых животных продуктов). Особенно богаты углеводами фрукты, овощи и крупы. Типичный углевод, который все мы используем в быту - это сахар. Кстати, углеводы часто называют сахарами или сахаридами. При расщеплении 1 г углевода выделяется 17,6 кДж энергии. 

Общая формула углеводов C_nH_2nO_n, где n - какое-то целое число.

КЛАССИФИКАЦИЯ

1. Моносахариды

К моносахаридам относят глюкозу C₆H₁₂O₆(основной источник энергии), фруктозу C₆H₁₂O₆ (запасается в плодах растениях, меде), рибозу C₅H₁₀O₅ и дезоксирибозу C₅H₁₀O5(входят в состав нуклеиновых кислот). Содержат от 3 до 6 атомов углерода. Моносахариды усваиваются лучше и быстрее, нежели другие углеводы. Поэтому, кстати, моносахариды нежелательны для употребления в пищу больным диабетом и при диете.

2. Дисахариды

Если два моносахарида объединятся в одну молекулу, получится дисахарид (помним, что приставка ди- обозначает 2). К дисахаридам относится наш любимый сахар, или сахароза (глюкоза+фруктоза), молочный сахар - лактоза (глюкоза+галактоза), мальтоза (глюкоза+глюкоза) - источник энергии для прорастающих семян. 

3. Полисахариды 

Состоят из множества простых сахаров, поэтому их называют полимерами (т.е. состоят из нескольких частей - мономеров). К ним относятся такие важные углеводы, как гликоген, который запасается грибами и животными, крахмал запасается растениями, хитин входит в состав клеточный стенки грибов и внешнего скелета членистоногих, а целлюлоза - в состав клеточной стенки растений, благодаря которой они сохраняют постоянную форму, образована остатками глюкозы. 

ФУНКЦИИ

1. Энергетическая. В первую очередь углеводы - это легкий источник энергии. Именно углеводы расщепляются в первую очередь при энергетическом обмене. Когда запас углеводов истощен, в ход идут запасы жиров, и только потом - белков.

2. Защитная. Вспомним клеточные стенки грибов и растений.

3. Строительная.

4. Запасающая (крахмал, гликоген)

Липиды

Жир необходим человеку не меньше, чем углеводы. Существует группа витаминов, которые растворимы и усваиваются только с жиром. Огромную роль жир играет и в природе - например, природный воск на плодах выполняет защитную функцию. 

Липиды - это низкомолекулярные соединения. К липидам относят жиры, воски и разнообразные жироподобные вещества. Жиры нерастворимы в воде. 

НЕЙТРАЛЬНЫЕ ЖИРЫ (ТРИГЛИЦЕРИДЫ)

Представляют собой соединения высокомолекулярных жирных кислот и трехатомного спирта глицерина. При окислении 1г жира образуется 1,1 г воды и выделяется 38,9 кДж энергии.  Жиры являются богатым источником энергии, поэтому животные, впадающие в спячку, всегда накапливают большой жировой запас. Жиры выполняют энергетическую, защитную и теплоизоляционную функцию. 

ВОСКИ

Пластичные вещества, обладающие водоотталкивающими свойствами. У насекомых воск служит материалом для постройки сот. Восковой налет на поверхности листьев, стеблей и плодов защищает растения от механических повреждений, ультрафиолетового излучения и играет важную роль в регуляции водного баланса.

ЖИРОПОДОБНЫЕ ВЕЩЕСТВА  

Фосфолипиды, входящие в эту группу, формируют основу всех биологических мембран. Жиры и фосфолипиды во многом схожи, но в фосфолипидах один или два остатка жирных кислот заменены на один или два остатка фосфорной кислоты.

К жироподобным веществам относят также жирорастворимые витамины А, D, E, K.

Холестерин - природный жир, очень важен для нормального функционирования организма. Из него в корковом слое надпочечников образуются половые гормоны - кортикостероиды. При неправильном питании с избытком жиров может развиться атеросклероз - сужение сосудов.

Белки

Одно из определений жизни, данное Ф. Энгельсом, гласит: "Жизнь есть способ существования белковых тел..." И действительно, в животных организмах очень много белков. Они имеют множество функций, по степени важности порой превосходящие функции жиров и углеводов. 

СТРОЕНИЕ БЕЛКА И ЕГО ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ СТРУКТУРЫ

Белки - это биополимеры, то есть молекулы, состоящие из постоянно повторяющихся звеньев, мономеров (от приставок "поли-" много и "моно" один). Мономерами белков являются аминокислоты. Аминокислоты состоят из аминогруппы NH_2, Карбоксильной группы COOH, HC и изменяемой части - радикала, который у каждой аминокислоты разный. Аминокислот очень много, но образуют белки только 20.

Структурная организация белка
Первичная (рис 1)	Вторичная (рис 2)	Третичная (рис 3)	Четвертичная (рис 4)
Форма: цепочечная, аминокислотная, нуклеотидная Связь: пептидная (между азотом аминогруппы и углеродом карбоксильной группы)	Форма: спираль (альфа) или гармошка (бета) Связь: водородная (между водородом аминогруппы и водородом карбоксильной группы). Данная структура характерна для ДНК и РНК.	Форма: глобулярная Связь: гидрофобная, ковалентная, ионная, водородная	Форма: цепочечная Связь: дисульфидная
По сути, каждая следующая структура, говоря тривиальным языком, является закрученной предыдущей структурой. Третичная структура, глобула - это закрученная спираль, а четвертичная - это закрученные глобулы. Белки способны к денатурации (утрате белковой структуры организации в результате высокой температуры, ультрафиолетового излучения, действия сильных кислот и щелочей, тяжелых металлов и органических растворителей), которая может быть необратимой, если воздействие денатурирующих факторов было слишком велико, или обратимой. В этом случае белок будет ренатурировать.

ФУНКЦИИ

исчезающий текст

исчезающий текст