Ботаніка – Неведомська Є. О. – 3. Органічні сполуки: ліпіди

До складу органічних сполук, як вже зазначалося, входять чотири хімічні елементи – органогени: оксиген, гідроген, карбон, нітроген. Органічними сполуками у клітині є ліпіди, вуглеводи, білки, нуклеїнові кислоти.

Ліпіди – це сполуки високомолекулярних жирних кислот і трьохатомного спирту – гліцерину. Ліпіди відносно невеликі молекули.

Ліпіди нерозчинні у воді (гідрофобні). У воді вони збираються краплями або утворюють емульсії. Емульсія – це колоїдна система, що містить дуже дрібні крапельки нерозчинної у ній речовини. Однак ліпіди розчинні в неполярних речовинах: ефірі, бензолі, ацетоні, хлороформі та інших органічних розчинниках. Деякі з ліпідів мають і полярні, і неполярні ділянки. Такі ліпіди особливо легко утворюють емульсії завдяки взаємодії полярних ділянок з водою.

До ліпідів належать:

А) найпоширеніші серед ліпідів – Жири – це сполуки, які складаються із залишків гліцеролу (спирту, що має три гідроксильні групи) та трьох жирних кислот; до складу жирів входять карбон, гідроген, оксиген у співвідношенні 1С : 2Н : 1О; неполярні і тому нерозчинні у воді (гідрофобні); маючи меншу від води густину, вони здатні утворювати краплі, що плавають на поверхні води; жирів багато в клітинах плодів та насіння певних видів рослин (соняшника, волоського горіха, маслини та ін.);

Б) фосфоліпіди, які відрізняються від жирів тим, що одна з трьох гідроксильних груп гліцеролу зв’ язана в них не з жирною кислотою, а з залишком фосфорної кислоти; у свою чергу, цей залишок зв’ язаний з якоюсь іншою полярною речовиною, яка може мати карбоксильну (-СООН), гідроксильну (-ОН) групи або аміногрупу (-№і2);

В) воски, які рослини використовують як водовідштовхувальні та захисні речовини, що запобігають висиханню;

Г) стероїди, які є важливими компонентами вітаміну Б, деяких гормонів;

Д) ліпопротеїди – сполуки, які складаються з білків і ліпідів; входять до складу багатьох клітинних структур і значною мірою зумовлюють їхню міцність та стабільність;

Е) гліколіпіди – сполуки, які складаються з вуглеводів і ліпідів; входять до складу багатьох клітинних структур і значною мірою зумовлюють їхню міцність та стабільність.

Функції ліпідів:

А) енергетична – у разі повного окиснення 1 г жирів виділяється 38,9 кДж енергії, тобто майже удвічі більше, ніж при повному розщепленні такої самої кількості вуглеводів; отже, жири – є додатковим джерелом енергії у клітині; крім того, при окисненні 1 г жирів утворюється 1,1 г води;

Б) будівельна – є основою клітинних мембран;

В) регуляторна – ліпіди входять до складу гормонів, які беруть участь у регуляції життєвих функцій організму.

У різних клітинах і тканинах вони розподілені нерівномірно. У покривних тканинах кількість ліпідів не перевищує 2-3%. У насінні рослин вміст ліпідів може становити 29-57%.

4. Органічні сполуки: вуглеводи

Вуглеводи – це група органічних сполук, загальна формула яких (СН2О)П, або СП(Н2О)П , де n – будь-яке ціле число від 3 та більше. За загальною формулою на один атом карбону припадає одна молекула води (звідси назва цієї групи органічних сполук).

Вуглеводи переважно мають велику молекулярну масу, тому їх називають макромолекулами (від грецьк. makros – великий). Такі високомолекулярні органічні сполуки, молекули яких складаються з великої кількості однакових чи різних за хімічною будовою ланок, що повторюються, називають біополімерами (від грецьк. bios – життя, poly – багато, meros – частка). Прості молекули, із залишків яких складаються біополімери, називають мономерами (від грецьк. monos – один, meros – частка). Залежно від кількості мономерів, що входять до складу молекул, вуглеводи поділяють на три основні класи: моносахариди, або Прості цукри; олігосахариди, полісахариди.

Моносахариди, Або Прості цукри, – це сполуки із загальною формулою (СН2О)П, де n – будь-яке ціле число від 3 до 10 (тріози – 3 атоми карбону; тетрози – 4; пентози – 5, гексози – 6 і так далі до декоз – 10). Отже, до складу моносахаридів, так само як і до складу жирів, входять лише карбон, гідроген і оксиген у співвідношенні 1С : 2Н : 1О. У моносахаридів один з атомів карбону має подвійний зв’язок з атомом оксигену. Всі моносахариди мають гідроксильні (-ОН) та інші полярні групи і тому легко розчиняються у воді.

Моносахариди солодкі на смак і добре кристалізуються. У природі найпоширеніші пентози (рибоза і дезоксирибоза, які входять до складу нуклеїнових кислот) і гексози – глюкоза (виноградний цукор) і фруктоза (плодовий цукор). Глюкоза – це головне джерело енергії в клітині. За своїм елементним складом глюкоза і фруктоза абсолютно однакові і мають молекулярну формулу С6Н12О6. Але їхні структурні формули – різні: у глюкози подвійний зв’ язок з атомом оксигену міститься на першому атомі карбону, а у фруктози – на другому. Речовини, які мають однакові молекулярні формули, але різняться порядком зв’язків, називаються Ізомерами (від грецьк. іsos – однаковий і meros – частина).

Олігосахариди – сполуки, в яких кілька залишків молекул моносахаридів з’єднані між собою ковалентними зв’язками. Які ділянки молекул моносахаридів можуть забезпечити їх з’єднання при полімеризації? Гідроксильні групи (-ОН) двох моносахаридів здатні взаємодіяти одна з одною. При цьому виділяється молекула води і між залишками моносахаридів утворюється ковалентний зв’язок. Таким чином, в олігосахаридів співвідношення між карбоном, гідрогеном і оксигеном таке: 1N : 2 N_2 : 1 N-1. Серед олігосахаридів найпоширеніші Дисахариди, які утворюються внаслідок сполучення залишків двох молекул моносахаридів. Усі дисахариди мають ту саму молекулярну формулу С12Н22О11, Але в них різні фізичні та хімічні властивості. Наприклад, буряковий цукор – сахароза – складається із залишків глюкози і фруктози, а солодовий – мальтоза – лише із залишків двох молекул глюкози. Дисахариди мають солодкий присмак, добре розчинні у воді.

Полісахариди – молекули, молекулярна маса яких може сягати кількох мільйонів, складаються з сотень і тисяч залишків моносахаридів. Залишки молекул моносахаридів з’ єднані між собою ковалентними зв’ язками. Отже, полісахариди – це біополімери, мономерами яких є моносахариди. Полісахариди різняться між собою складом мономерів, довжиною та розгалуженістю ланцюгів. На відміну від моно – та оліго-сахаридів, полісахариди майже не розчиняються у воді й не мають солодкого присмаку.

Найпоширенішими полісахаридами у природі є:

А) крохмаль, який синтезується в процесі фотосинтезу в клітинах рослин і складається із залишків молекули глюкози; існує дві форми крохмалю: Амілоза, яка має нерозгалужені ланцюги і у водному розчині під дією йоду набуває синього кольору, та амілопектин, у якого розгалужені ланцюги і який зафарбовується в червоний колір;

Б) целюлоза, яка побудована з молекул глюкози; між ними міцні зв’ язки; міститься у клітинних стінках рослин;

В) хітин, який входить до складу клітинних стінок деяких зелених водоростей.

Функції вуглеводів:

А) енергетична (за повного розщеплення 1 г вуглеводів вивільняється 17,2 кДж енергії); вуглеводи – це універсальне і важливе джерело енергії в клітині; важлива роль вуглеводів у енергетичному балансі живих істот пов’ язана із здатністю розщеплюватись як за участі кисню, так і без нього;

Б) будівельна (входять до складу опорних елементів клітин організмів);

В) запасання поживних речовин (резервний полісахарид у рослин – крохмаль, утворений із залишків молекул глюкози);

Г) захисна (у рослин – камедь – прозора смолиста речовина бурштинового кольору, яка виділяється з тріщин гілок і зелених плодів вишень та абрикос, захищає від проникнення бактерій і вірусів);

Д) регуляторна (рослинна їжа складається з клітковини, яка викликає механічне подразнення шлунка і кишечнику).


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 4,50 out of 5)

Ботаніка – Неведомська Є. О. – 3. Органічні сполуки: ліпіди