Презентація " Органічні речовини живих організмів. Малі органічні молекули та макромолекули"

Органічні речовини живих організмів Малі органічні молекули та макромолекули ЧЕРНІВЕЦЬКИЙ МЕДИЧНИЙ КОЛЕДЖ БУКОВИНСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО МЕДИЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ Навчальна дисципліна «Біологія» спеціальність:«Лікувальна справа» «Сестринська справа» Викладач біології Лиса О.М.

Завданння 1 Дайте відповідь на питання: 1. Які елементи трапляються в живих організмах частіше, ніж у сполуках неживої природи? 2. Які функції в живих організмах виконує вода? 3. Навіщо живим організмам потрібні мінеральні речовини?

Завданння 2 З’єднайте лініями: Цинк Йод кобальт Гормон тироксин Вітамін В12 Гормон інсулін

Завданння 3 Підкресліть біоелементи, викресліть мікроелементи: Калій, натрій, йод, хлор, нітроген, купрум, манган, магній, гідроген, сульфур.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН - це сполуки Карбону з іншими елементами (Н, О, N, S, P тощо); - відносно велика молекулярна маса; - висока енергоємність; - низькі температури кипіння та плавлення; - термічна стійкість - за температури 300–600 0С розкладаються; у разі підвищення температури— горять з утворенням CO2 та H2O; - здатні до більш складних перетворень, ніж неорганічні речовини; - для прискорення перебігу реакцій потребують залучення біокаталізаторів; - прояв індивідуальних властивостей біомолекул обумовлюється явищем ізомерії.

Основні органічні речовини живих організмів: ліпіди, білки, вуглеводи, Нуклеїнові кислоти Малі органічні молекули Макромолеку- лярні речовини Амінокислоти Білки Гліцерин і жирні кислоти Жири Моносахариди Полісахариди Нуклеотиди Нуклеїнові кислоти

КЛАСИФІКАЦІЯ ВУГЛЕВОДІВ ВУГЛЕВОДИ МОНОСАХАРИДИ ДИСАХАРИДИ ПОЛІСАХАРИДИ

Моносахариди Моносахариди Функції Тріози (C3H6O3) Відіграють важливу роль проміжних продуктів у процесах дихання і фотосинтезу Тетрози(C4H8O4) У живих організмах трапляються рідко, переважно в деяких прокаріотів Моносахариди, або прості цукри, є органічними сполуками із загальною формулою (CH2O)n. У моносахаридів n може приймати значення 3-7. Усі вони мають у своєму складі гідроксильні групи, тому добре розчиняються у воді.

Моносахариди Моносахариди Функції Пентози (C5H10O5) Входять до складу нуклеїнових кислот(рибоза і дезоксирибоза), беруть участь у синтезі деяких коферментів, полісахаридів та макроергічних сполук (АМФ,АДФ,АТФ), у процесі фотосинтезу Гексози (C6H12O6) Є джерелами енергії, яка вивільняється під час реакцій окиснення в процесі дихання, входять до складу оліго- та полісахаридів Гептози (C7H14O7) У рослин з родини Товстянкові відіграють важливу роль як один із проміжних продуктів фотосинтезу

Моносахариди Моносахариди - тверді кристалічні речовини, добре розчинні у воді у залежності від кількості вуглецевих атомів, які входять у молекулу вуглеводу. Моносахариди - прості вуглеводи, які не піддаються гідролізу - не розщеплюються водою на простіші вуглеводи. Моносахариди – солодкі на смак, містяться у плодах рослин. ШКАЛА СОЛОДОСТІ Фруктоза 173 Сахароза 100 Глюкоза 74 Гліцерин 48 Мальтоза 32 Лактоза 16

ГЛЮКОЗА С6Н12О6

Дисахариди Дисахариди, олігосахариди - вуглеводи, які розкладаються на дві молекули моносахаридів. Легко розчиняються у воді, добре кристалізуються, солодкі на смак. Сахароза - буряковий чи тростинний цукор, що складається із залишків глюкози та фруктози. Широко поширена у насінні, ягодах, бульбах та знаходиться в соку берези і клена. Лактоза – молочний цукор, який у складі має глюкозу і галактозу. Є джерелом енергії для малюків ссавців. Мальтоза складається із двох молекул глюкози. Основний структурний елемент полісахаридів крохмалю та глікогену.

САХАРОЗА С12Н22О11

Властивості моно- та дисахаридів Назва, формула Де знаходяться Властивості Глюкоза С6Н12О6 в овочах і фруктах Біла кристалічна речовина, солодка на смак, добре розчинна в воді Фруктоза Галактоза Сахароза С12Н22О11 В багатьох плодах і ягодах Біла кристалічна речовина, солодка на смак, добре розчинна в воді

Вміст вуглеводів на 100 г. продуктів Капуста білокачана Картопля Буряк Яблука Виноград Глюкоза 2.6 0.6 0.3 2.0 7.8 Фруктоза 1.6 0.1 0.1 5.5 7.7 Сахароза 0.4 0.6 8.6 1.5 0.5 Геміцелю-лоза 0.1 0.3 0.7 0.4 0.6 Клітковина 1.0 1.0 0.9 0.6 - Крохмал 0.1 16.0 0.1 0.8 0.6 Пектин 0.6 0.4 1.1 1.0 0.6

Білки Молекули білків утворенні з амінокислот В молекулах беруть участь лише α-амінокислоти. Для утворення білків живі організми використовують 20 амінокислот.

Амінокислота – органічна речовина, в склад якої одночасно входять аміногрупа і карбоксильна група. Відомо 20 амінокислот, із яких побудовані білки. Загальна формула АМІНОКИСЛОТИ:

Незамінні амінокислоти Амінокислота Скорочена назва Амінокислота Скорочена назва Аланін Ала Лейцин Лей Аргінін Арг Лізин Ліз Аспарагін Асн Метіонін Мет Аспарагінова кислота Асп Пролін Про Валін Вал Серин Сер Гістидин Гіс Тирозин Тир Гліцин Глі Треонін Тре Глутамін Глн Триптофан Три Глутамінова кислота Глу Фенілаланін Фен Ізолейцин Іле Цистеїн Цис

Склад білків аланін аргінін аспарагін Аспарагінова кислота фенілаланін гістидин гліцин глутамін Глутамінова кислота ізолейцин лейцин лізин метіонін пролін серин тирозин треонін триптофан цистеїн валін

Будова амінокислоти В кожній молекулі амінокислоти є атом карбону, який звязаний з чотирьма замісниками. Один із них — атом гідрогену. Другий — карбоксильна група —СООН. Вона легко “відпускає на волю” йон гідрогену Н+, тому в назві амінокислот і є слово “кислота”. Третій замісник — аміногрупа —NH2. Четвертий замісник — група атомов, яку позначают R. Власвості “бусинок”, відрізняють одну амінокислоту від другої, скриті в R- групах (їх іще називают бічними ланцюгами). В групах —СООН, атомам карбону в молекулі дають номера в залежності від степені їх віддаленості від карбоксильної групи. Найближчий до неї атом а-атомом, другий — в-атомом, наступний — у-атомом.

Будова амінокислоти утворення пептидного зв’язку

Амінокислоти Для нормальної життєдіятельності організма потрібно 20 основних a-Z-амінокислот. Одні із них можуть бути синтезовані в клітинах самого організму ці амінокислоти називають замінні, а інші —повинні поступати із продуктів харчування - це незамінні. Незаміні амінокислоти в різних організмів різних. Наприклад, для білих щюрів незамінними є 10 амінокислот, а для молочнокислих бактерій — 16. Рослини можуть самостійно синтезувати різні амінокислоти, навіть ті які не зустрічаються в білках.

Форма молекули амінокислоти в білку. Молекула білка складається із 20 амінокислот, які порізному чергуються. R1 - Гліцин (глі) R2 – Аланін (ала) R3 – Валін (вал) * R4 – Лейцин (лей) * R5 – Ізолейцин (іле) * R6 – Серин (сер) R7 – Треонін (тре) *

«*» 10 незаміних амінокислот, які повинні поступати з рослинною і тваринною їжею. R8 – Тирозин (тир) R9 – Фенілаланін (фен) * R10 – Триптофан (три) * R11 – Аспарагінова кислота (анс) R12 – Глутамінова кислота (глн) R13 – Лізин (ліз) * R14 – Аргінін (арг) *

R15 – Гістидин (гіс) * R16 – Аспарагін (асп) R17 – Глутамін (глу) R18 – Цистеїн (цис) R19 – Метіонін (мет) * R20 – Пролін (про)

Властивості амінокислот амфотерні властивості N2H - CH – COOH кислотні властивості Основа R кислотний залишок З’єднання амінокислот R1 R2 R1 R2 N2H-CH-COOH+N2H-CH-COOH N2H-CH -CH-COOH+H2O пептидний зв’язок C-H Н О

Амінокислоти, їх будова і властивості Завдяки взаємодії аміногрупи однієї амінокислоти з карбоксильною групою другої утворюється пептидний зв’язок. Реакція, яка проходить з виділенням води, називається реакцією конденсації, а ковалентний азот-вуглецевий зв’язок – пептидним зв’язком.

Всі амінокислоти різняться радикалами. В білку амінокислоти з’єднані між собою пептидними зв’язками (NH-CO) в поліпептидні ланцюги. Пептидні зв’язки утворюються при взаємодії карбоксильної групи однієї амінокислоти з аміногрупою другої. В складі 1 білка – 200-300 амінокислот.

Нуклеїнові кислоти Нуклеїнові кислоти складаються з окремих нуклеотидів До складу РНК входять аденін (А), гуанін (Г), урацил (У) та цитозин (Ц), а до складу ДНК — аденін (А), гуанін (Г), тимін (Т) та цитозин (Ц).

Нуклеїнові кислоти являють собою біополімери, побудовані із молекул-мономерів - нуклеотидів. Такі ланцюги складаються із чотирьох азотистих основ: -аденін, -гуанін, -цитозин, -тимін.

Будова ДНК ДНК - полімер. Мономери - нуклеотиди. Нуклеотид- хімічне з’єднання залишків трьох речовин: Азотисті основи: - Аденін; - Гуанін; - Цитозин - Тимін Будова нуклеотиду вуглевод: - Дезоксирибоза Залишок фосфорної кислоти (ФК)

2-дезокси- D-рибоза Аденін (А) Гуанін (G) Тимін (Т) Цитозин (Ц) ДНК

D-рибоза Аденін (А) Гуанін (G) Урацил (У) Цитозин (Ц) РНК

рибонуклеозид урацил рибоза N-глікозидний звязок

аденін дезоксирибоза дезоксирибонуклеозид N-глікозидний звязок

уридин цитидин аденозин гуанозин

дезокситимідин дезоксиаденозин дезоксицитидин дезоксигуанозин

рибонуклеотид дезоксирибонуклеотид

Утворення нуклеотидів

Хімічний склад живих клітин залежить від власної спеціалізації та приналежності до певної групи організмів. Для біохімічного складу живого організму характерні такі параметри: - стаціонарний стан — стан постійного оновлення всіх клітинних компонентів, яке забезпечується безперервним обміном речовинами та енергією з навколишнім середовищем; - середня тривалість напівжиття - T1/2, протягом якого компоненти певної біологічної структури (цілого організму, органа, тканини, органели) оновлюються наполовину. Так, в організмі людини T1/2 білків усього тіла становить у середньому 12 тижнів, білків печінки — 2 тижні, білків м’язів — 27 тижнів, а напівоновлення білків кісткової тканини займає багато місяців. Тому, у зв’язку з динамічним станом усіх біологічних структур, живі організми повинні отримувати ззовні всі необхідні біомолекули, що містяться у продуктах харчування, засвоювати і перетворювати їх на власні органічні молекули та видаляти в навколишнє середовище продукти метаболізму.

Загальні функції біоорганічних речовин: - участь у біохімічних реакціях обміну речовин у ролі субстратів та проміжних продуктів (метаболітів). Ними можуть бути: моносахариди та їх фосфорні етери, жирні кислоти та продукти їх окиснення, амінокислоти, кетокислоти, дикарбонові кислоти,пуринові та піримідинові основи; - участь в утворенні більш складних молекул — білків, нуклеїнових кислот, полісахаридів, ліпідів (до цього залучені амінокислоти, нуклеотиди, моносахариди, жирні кислоти) або біологічних структур (мембран, рибосом, хроматину); - участь у регуляції біохімічних процесів та фізіологічних функцій окремих клітин і цілісного організму, що характерно для вітамінів, гормонів та гормоноподібних сполук, а також циклічних нуклеотидів (цАМФ, цГМФ).

Ліпіди Більшість ліпідів утворюються з гліцерину та жирних кислот і так само і розпадаються

Класифікація: ліпіди Тригліцериди жири та олії воски терпени стероїди фосфоліпіди гліколіпіди ліпопротеїни Ліпіди — це гідрофобні низькомолекулярні органічні речовини, рослинного або тваринного походження.

Жири (ліпіди) — це похідні вищих жирних кислот і багатоатомних спиртів або альдегідів О ║ СН2 — О — С — R1 О ║ СН — О — С — R2 О ║ СН2 — О — С — R3, де R1, R2, R3 – залишки жирних кислот

Ліпіди

Прості ліпіди

Складні ліпіди

Тригліцериди Виконують структурні та енергетичні функції. Є основою біологічних мембран. Тригліцериди, які за температури 20 °С залишаються твердими, традиційно називають жирами, а ті, які за цієї температури є рідкими,— оліями

Тригліцериди Жири Тваринного походження Тверді Мають у складі насичені ж.к. Олії Рослинного походження Рідкі Мають у складі ненасичені ж.к.   

   Воски   Використовуються в рослин і тварин головним чином як покриття,що відштовхує воду Покривають шкіру, шерсть і пір’я. З воску бджоли будують стільники Захисний шар на кутикулі листя, плодів і насінин

Фосфоліпіди. Ліпопротеїни. Гліколіпіди. Входять до складу клітинних мембран У формі ліпопротеїнів ліпіди переносяться з кровю та лімфою. Гліколіпіди - в мієліновій оболонці нервових волокон та на поверхні нервових клітин,а також компоненти мембран хлоропластів. фосфоліпіди

Стероїди й терпени Виконують структурні, регуляторні та захисні функції. Відіграють важливу роль в обміні речовин

Функції ліпідів Структурна Ліпіди є основою клітинних мембран та основною складовою жирової тканини.

Функції ліпідів Енергетична Ліпіди є одним з основних джерел енергії у тварин і ряду рослин, крім того, як вітаміни вони беруть участь у цілому ряді реакцій обміну речовин. Повне окиснення 1г жирів дає 38,9 кДж енергії.

Функції ліпідів Запасаюча Ліпіди дозволяють організмам ефективно запасати енергію, крім того, вони можуть бути джерелом ендогенної води, яка утворюється внаслідок їх окиснення. При розщепленні 1 г жиру виділяється 1,1 г води.

Функції ліпідів Захисна У складі мембран захищають уміст клітин, а жирова тканина захищає організм від утрати тепла та пошкоджень внутрішніх органів під час ударів; деякі ліпіди є захисними речовинами, які захищають організм від проникнення паразитів і збудників захворювань.

Функції ліпідів Регуляторна Ліпіди утворюють важливі гормони, які регулюють життєдіяльність організмів

Лабораторна робота Визначення деяких органічних речовин та їхніх властивостей Мета: ознайомитися з методами ідентифікації деяких органічних речовин, що входять до складу живих організмів, та властивостями цих речовин. Обладнання й матеріали: олія, 0,1%-й розчин крохмалю, пробірки, піпетки, лійка, вода, бензин, розчин Люголя.

Хід роботи 1. Налийте у пробірку 2 мл розчину крохмалю й додайте кілька крапель розчину Люголя. Уміст пробірки перемішайте. Комплексна сполука, яку йод зі складу розчину Люголя утворив із крохмалем, має надати розчину синього забарвлення. 2. Нагрійте суміш у пробірці на водяній бані чи в посудині з гарячою водою. Підвищення температури руйнує сполуку йоду та крохмалю та знебарвлює розчин. Результати спостережень запишіть у зошит. 3. Помістіть у дві пробірки 0,5 мл олії та додайте в одну пробірку 5 мл води, а в другу — 5 мл бензину. 4. Уміст пробірок енергійно струсніть або перемішайте. 5. Через одну хвилину відмітьте, що можна спостерігати в кожній із пробірок, і запишіть результати в зошит. 6. Зробіть висновок, у якому вкажіть, з якими способами ідентифікації органічних речовин ви ознайомилися та які властивості досліджуваних речовин ви спостерігали.

1. Які речовини відносять до ліпідів? 2. Яку структуру мають молекули ліпідів? 3. Які функції ліпіди виконують у живих організмах? 4. Чому в живих організмах широко використовуються складні ліпіди, хоча для їх синтезу потрібні більші енергетичні витрати, ніж для синтезу простих ліпідів? 5. Чому здатність ліпідів утворювати у водних розчинах краплі виявилася дуже важливою для появи життя? 6. Як пов’язана структура ліпідів із функціями, які вони виконують?