Что такое биополимеры в биологии 9 класс
Биополимеры
Биополиме́ры — класс полимеров, встречающихся в природе в естественном виде, входящие в состав живых организмов: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, лигнин. Биополимеры состоят из одинаковых (или схожих) звеньев — мономеров. Мономеры белков — аминокислоты, нуклеиновых кислот — нуклеотиды, в полисахаридах — моносахариды.
Выделяют два типа биополимеров — регулярные (некоторые полисахариды) и нерегулярные (белки, нуклеиновые кислоты, некоторые полисахариды).
Содержание
Белки
Белки имеют несколько уровней организации — первичная, вторичная, третичная, и иногда четвертичная. Первичная структура определяется последовательностью мономеров, вторичная задаётся внутри- и межмолекулярными взаимодействиями между мономерами, обычно при помощи водородных связей. Третичная структура зависит от взаимодействия вторичных структур, четвертичная, как правило, образуется при объединении нескольких молекул с третичной структурой.
Вторичная структура белков образуется при взаимодействии аминокислот с помощью водородных связей и гидрофобных взаимодействий. Основными типами вторичной структуры являются
Для предсказания вторичной структуры используются компьютерные программы.
Третичная структура или «фолд» образуется при взаимодействии вторичных структур и стабилируется нековалентными, ионными, водородными связями и гидрофобными взаимодействиями. Белки, выполняющие сходные функции обычно имеют сходную третичную структуру. Примером фолда является β-баррел (бочка), когда β-листы располагаются по окружности. Третичная структура белков определяется с помощью рентгеноструктурного анализа.
Важный класс полимерных белков составляют Фибриллярные белки, самый известный из которых коллаген.
В животном мире в качестве опорного, структурообразующего полимера обычно выступают белки. Эти полимеры построены из 20 α-аминокислот. Остатки аминокислот связаны в макромолекулы белка пептидными связями, возникающими в результате реакции карбоксильных и аминогрупп.
Значение белков в живой природе трудно переоценить. Это строительный материал живых организмов, биокатализаторы — ферменты, обеспечивающие протекание реакций в клетках, и энзимы, стимулирующие определённые биохимические реакции, то есть обеспечивающие избирательность биокатализа. Наши мышцы, волосы, кожа состоят из волокнистых белков. Белок крови, входящий в состав гемоглобина, способствует усвоению кислорода воздуха, другой белок — инсулин — ответственен за расщепление сахара в организме и, следовательно, за его обеспечение энергией. Молекулярная масса белков колеблется в широких пределах. Так, инсулин — первый из белков, строение которого удалось установить Ф. Сэнгеру в 1953 г., содержит около 60 аминокислотных звеньев, а его молекулярная масса составляет лишь 12 000. К настоящему времени идентифицировано несколько тысяч молекул белков, молекулярная масса некоторых из них достигает 10 6 и более.
Нуклеиновые кислоты
В соответствии с природой углевода, входящего в их состав, нуклеиновые кислоты называются рибонуклеиновой и дезоксирибонуклеиновой кислотами. Общеупотребительными сокращениями являются РНК и ДНК. Нуклеиновые кислоты играют наиболее ответственную роль в процессах жизнедеятельности. С их помощью решаются две важнейшие задачи: хранения и передачи наследственной информации и матричный синтез макромолекул ДНК, РНК и белка.
Полисахариды
Полисахариды, синтезируемые живыми организмами, состоят из большого количества моносахаридов, соединённых гликозидными связями. Зачастую полисахариды нерастворимы в воде. Обычно это очень большие, разветвлённые молекулы. Примерами полисахаридов, которые синтезируют живые организмы, являются запасные вещества крахмал и гликоген, а также структурные полисахариды — целлюлоза и хитин. Так как биологические полисахариды состоят из молекул разной длины, понятия вторичной и третичной структуры к полисахаридам не применяются.
Полисахариды образуются из низкомолекулярных соединений, называемых сахарами или углеводами. Циклические молекулы моносахаридов могут связываться между собой с образованием так называемых гликозидных связей путём конденсации гидроксильных групп.
Наиболее распространены полисахариды, повторяющиеся звенья которых являются остатками α-D-глюкопиранозы или её производных. Наиболее известна и широко применяема целлюлоза. В этом полисахариде кислородный мостик связывает 1-й и 4-й атомы углерода в соседних звеньях, такая связь называется α-1,4-гликозидной.
Химический состав, аналогичный целлюлозе, имеют крахмал, состоящий из амилозы и амилопектина, гликоген и декстран. Отличие первых от целлюлозы состоит в разветвлённости макромолекул, причём амилопектин и гликоген могут быть отнесены к сверхразветвлённым природным полимерам, то есть дендримерам нерегулярного строения. Точкой ветвления обычно является шестой атом углерода α-D-глюкопиранозного кольца, который связан гликозидной связью с боковой цепью. Отличие декстрана от целлюлозы состоит в природе гликозидных связей — наряду с α-1,4-, декстран содержит также α-1,3- и α-1,6-гликозидные связи, причем последние являются доминирующими.
Целлюлоза содержится в коре и древесине деревьев, стеблях растений: хлопок содержит более 90 % целлюлозы, деревья хвойных пород — свыше 60 %, лиственных — около 40 %. Прочность волокон целлюлозы обусловлена тем, что они образованы монокристаллами, в которых макромолекулы упакованы параллельно одна другой. Целлюлоза составляет структурную основу представителей не только растительного мира, но и некоторых бактерий.
В животном мире в качестве опорных, структурообразующих полимеров полисахариды «используются» лишь насекомыми и членистоногими. Наиболее часто для этих целей применяется хитин, который служит для построения так называемого внешнего скелета у крабов, раков, креветок. Из хитина деацетилированием получается хитозан, который, в отличие от нерастворимого хитина, растворим в водных растворах муравьиной, уксусной и соляной кислот. В связи с этим, а также благодаря комплексу ценных свойств, сочетающихся с биосовместимостью, хитозан имеет большие перспективы широкого практического применения в ближайшем будущем.
Крахмал относится к числу полисахаридов, выполняющих роль резервного пищевого вещества в растениях. Клубни, плоды, семена содержат до 70 % крахмала. Запасаемым полисахаридом животных является гликоген, который содержится преимущественно в печени и мышцах.
Из пентоз значение имеют полимеры арабинозы и ксилозы, которые образуют полисахариды, называемые арабинами и ксиланами. Они, наряду с целлюлозой, определяют типичные свойства древесины.
Конспект урока по биологии 9 класс на тему «Уровни организации живой материи. Органические вещества клетки. Биополимеры. Функции липидов и углеводов.
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Органические вещества клетки. Биополимеры. Функции липидов и углеводов.
Познавательные: сформировать знания о полимерах на примере молекул углеводов и липидов; сформировать знания о строении, свойствах и функциях углеводов и липидов, показать их роль в процессах жизнедеятельности клетки.
Развивающие: развивать познавательный интерес учащихся на основе использования межпредметных связей;
Воспитательные: формирование научного мировоззрения, четких представлений о роли естественных наук в современном обществе.
Сегодня мы продолжим знакомство с химическим составом клетки.
Вы уже знаете, что в живых клетках содержится большое количество
химических элементов. Они образуют два класса соединений:
органические и неорганические.
С какими соединениями мы познакомились на прошлом уроке?
Сейчас 4 человека выполнят компьютерное тестирование по теме:
« Неорганические вещества клетки», остальные отвечают на вопросы:
1. На какие группы делят химические элементы, входящие в состав
2. Как особенности пространственной организации молекулы воды
влияют на ее свойства?
3. Какие вещества обуславливают буферные свойства клетки?
Подведение итогов тестирования(оценки).
Тема урока сегодня: «Органические вещества клетки»
Какие вещества мы относим к органическим?
Почему мы относим их к органическим веществам? Что у них общего?
Органические-значит углеродные, т.е. содержащие атомы углерода.
Если не считать воду, то подавляющая часть остальных молекул
клетки относится к органическим. Углерод имеет уникальные химические свойства, фундаментальные для жизни и составляющие
ее химическую основу.
Благодаря малому размеру, наличию на внешней оболочке 4 электронов
атом углерода может образовывать 4 прочные ковалентные связи с
другими атомами, а так же углеродные атомы способны соединяться
друг с другом образуя цепи, кольца, углеродные скелеты больших
органических молекул. Именно этим объясняется существование
астрономического числа разнообразных органических соединений
обеспечивающих существование живых организмов во всех их
Во всех клетках находятся простые органические соединения, играющие
роль «строительных блоков», из которых синтезируются более крупные
МАКРОМОЛЕКУЛЫ-это высокомолекулярные органические соединения, молекулярная масса которых составляет 10 в 3 или 9 степени дальтон. Макромолекулы составляют до 90% сухой массы
клетки. При этом у животных преобладают белковые макромолекулы,
а у растений-углеводные.
Органические вещества относят к группе БИОПОЛИМЕРОВ.
БИОПОЛИМЕР-это многозвеньевая цепь, звеном которой является
какое либо простое вещество-МОНОМЕР.
Т.е. мономеры, соединяясь между собой образуют цепи.
Если повторяются одинаковые по строению мономеры, то полимер
называется РЕГУЛЯРНЫМ. Если мономеры различны и нет видимой
зависимости в их повторяемости, то такой полимер называется
НЕРЕГУЛЯРНЫМ. Перестановка и различные сочетания мономеров
определяют и различные свойства биополимеров, входящих в состав
всех живых организмов.
Проанализируем таблицу «СОСТАВ МАКРОМОЛЕКУЛ» СЛАЙД№3
Знакомство с органическими соединениями клетки мы начнем с
УГЛЕВОДЫ- органические соединения состоящие из С, Н, О, общая
формула которых С Н О
Особенно богаты углеводами клетки растений, до 70% массы сухой
клетки. Углеводы образуются в растительных клетках в процессе
фотосинтеза и служат резервом пищи и энергии. В животных клетках
углеводов значительно меньше, всего 1-2 %
Углеводы принято делить на 3 группы, в зависимости от сложности
Среди моносахаридов наибольшее значение имеют сахара
ГЛЮКОЗА и ФРУКТОЗА, которые в свободном состоянии находятся
в клетках плодов растений и нектарниках цветов, они также являются мономерами сложных ди- и полисахаридов. В клетках живых организ-
мов молекулы этих сахаров замыкаются в кольцо.
ГЛЮКОЗА и ФРУКТОЗА являются универсальными источниками
энергии, которая используется животными организмами.
Рассмотрим схему превращения глюкозы
Полное окисление глюкозы до углекислого газа и воды идет собразова-
нием молекул АТФ. АТФ является универсальным аккумулятором
энергии: световая энергия солнца и энергия заключенная в потребляе-
мой пище, запасается в молекулах АТФ, а затем используется для
процессов биосинтеза, движения, производства тепла и других
Из пятиуглеродных сахаров наиболее распространены
РИБОЗА и ДЕЗОКСИРИБОЗА. Они находятся в клетке в связанном
состоянии, т. к входят в состав нуклеиновых кислот ДНК и РНК.
В результате реакции КОНДЕНСАЦИИ из моносахаридов образуют-
ся дисахариды. Наиболее важные:
САХАРОЗА и МАЛЬТОЗА встречаются в растительных клетках, таких
как: корнеплоды свеклы, плоды арбуза, дынь.
ЛАКТОЗА- молочный сахар, содержится в молоке млекопитающих,
она состоит из одной молекулы глюкозы и одной молекулы галактозы.
Все моно- и дисахариды-это небольшие молекулы с низкой молекулярной массой, сладкие на вкус, хорошо растворимые в воде.
ПОЛИСАХАРИДЫ-это макромолекулы с высокой молекулярной
массой, образующиеся путем соединения многих моносахаридов,
их цепи могут компактно свертываться, а при необходимости они легко
превращаются в простые сахара путем гидролиза. С увеличением числа мономерных звеньев растворимость этих молекул падает, сладкий вкус исчезает. Полисахариды чаще всего являются структурным или запасным веществом клетки. НАПРИМЕР:
мономером крахмала является глюкоза.
ГЛИКОГЕН – подобен крахмалу, но имеет более разветвленный скелет;
является запасным веществом в животных организмах, накапливается
в клетках печени и мышц.
ЦЕЛЛЮЛОЗА – неразветвленный полисахарид, входит в состав клеточ-
ной стенки растений; волокно целлюлозы прочнее, чем стальная проволока того же диаметра, волокна целлюлозы придают растению
жесткость и прочность.
ХИТИН – полисахарид, входящий в состав клеточных стенок грибов,
а так же образующий наружный скелет членистоногих.
ИТАК, на какие же группы принято делить углеводы?
Какие функции выполняют углеводы в клетке?
Сделать записи в тетрадь:
Следующие органические соединения, с которыми мы познакомимся
сегодня это ЛИПИДЫ.
Это группа соединений, не имеющих единой химической формулы.
Их объединяет то, что все они нерастворимы в воде, но хорошо раство-
римы в органических растворителях (эфир, хлороформ).
Содержание липидов в клетках растений и животных составляет
от 5 до 15%. В клетках жировой ткани их содержание доходит до 90%
В зависимости от строения молекул различают:
НЕЙТРАЛЬНЫЕ ЖИРЫ, ФОСФОЛИПИДЫ,
Самые распространенные из липидов – это нейтральные жиры –
сложные эфиры высших жирных кислот и трехатомного спирта
глицерина. Их принято делить на жиры и масла в зависимости от
их состояния при 20*.
Длинную молекулу жира можно условно разделить на 2 части:
это «головка», образованная молекулой глицерина и длинные
углеводородные «хвосты». Плотность жиров ниже, чем у воды, поэтому в воде они всплывают и находятся на поверхности. Попав в воду
молекулы жиров сворачиваются в шарик таким образом, чтобы
углеродные хвосты как можно меньше соприкасались с жидкостью.
Этим и объясняется гидрофобность жиров.
Основная функция жиров служить энергетическим депо: при расщеп-
лени 1 грамма жира освобождается 38,9 кДж энергии.
Жиры могут накапливаться в клетках и служить запасным питатель-
ным веществом. В клетках растений обычно накапливаются масла:
семена, плоды и хлоропласты богаты маслами. Например соя и
подсолнечник служат сырьем для промышленного получения масла.
У животных впадающих в спячку накапливается избыточный жир под
кожей, он служит еще и для теплоизоляции.
Какие еще животные и для каких целей накапливают жир?
Фосфолипиды по устройству напоминают жиры, но одна из цепочек
жирных кислот у них заменена на фосфорную кислоту. Фосфолипиды
присутствуют во всех клетках живых существ, они формируют клеточ-
ные мембраны. Из пищевых продуктов прекрасным источником фосфо-
липидов являются икра и яйца.
ВОСК – это группа простых липидов, сохраняющих твердое состояние
при комнатной температуре; самый известный из них – ПЧЕЛИНЫЙ
воск, у растений из воска формируется внешний покров листьев –
СТЕРОИДЫ – это жироподобные вещества, к ним относят многие
гормоны млекопитающих, регулирующие обмен веществ, половые
гормоны, желчные кислоты. У растений – это эфирные масла, от которых зависит запах растений, ростовые вещества, некоторые пигмен-
ты: хлорофилл, билирубин.
Итак, назовите основные группы липидов?
Какие функции они выполняют?
Сделать записи в тетради.
— источник метаболической воды.
Подведем итоги урока:
1. В состав клеток входят различные органические вещества.
Основу их молекул образуют атомы углерода.
2. Макромолекулы (полимеры) состоят из мономеров.
3. Различные простые (моносахариды) и сложные (полисахариды)
углеводы. Мономеры полисахаридов – моносахариды.
4. Липиды образованы остатками молекул спиртов и жирных
5. Углеводы и липиды выполняют разнообразные функции в
клетке благодаря особенностям строения их молекул.
6. Функции углеводов и липидов: энергетическая, структурная,
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс профессиональной переподготовки
Методическая работа в онлайн-образовании
Курс повышения квалификации
Современные педтехнологии в деятельности учителя
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Номер материала: ДБ-039245
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
До конца 2024 года в РФ построят около 1 300 школ
Время чтения: 1 минута
Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст
Время чтения: 1 минута
Педагогам Северной Осетии в 2022 году будут выплачивать надбавки за стаж
Время чтения: 2 минуты
Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате
Время чтения: 1 минута
Псковских школьников отправили на дистанционку до 10 декабря
Время чтения: 1 минута
Минпросвещения сформирует новый федеральный перечень учебников
Время чтения: 2 минуты
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Биополимеры
Полезное
Смотреть что такое «Биополимеры» в других словарях:
БИОПОЛИМЕРЫ — высокомолекулярные (молекулярная масса 103 109) природные соединения белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, а также их производные. Являются структурной основой живых организмов и играют определяющую роль в процессах жизнедеятельности … Большой Энциклопедический словарь
БИОПОЛИМЕРЫ — высокомолекулярные (мол. м. 10л 109) природные соединения белки, нуклеиновые к ты, полисахариды, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся групп атомов или звеньев одинакового или различного химич. строения. Составляют структурную… … Биологический энциклопедический словарь
биополимеры — природные высокомолекулярные соединения (мол. масса 1°3 1°9 Да), являющиеся структурной основой всех живых клеток и играющие определяющую роль в процессах жизнедеятельности. К Б. относят белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, липиды, а также… … Словарь микробиологии
Биополимеры — класс полимеров, встречающихся в природе в естественном виде, входящих в состав живых организмов: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды. Источник: ВП П8 2322. Комплексная программа развития биотехнологий в Российской Федерации на период до… … Официальная терминология
Биополимеры — БИОПОЛИМЕРЫ, высокомолекулярные (молекулярная масса 103 109) природные соединения белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, а также их производные. Образуют структурную основу клеток, тканей, органов всех живых организмов и играют определяющую… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
биополимеры — Термин биополимеры Термин на английском biopolymers Синонимы Аббревиатуры Связанные термины активный центр катализатора, антитело, белки, биоинженерия, биологическая мембрана, биосенсор, доставка лекарственных средств Определение… … Энциклопедический словарь нанотехнологий
Биополимеры — Биополимеры класс полимеров, встречающихся в природе в естественном виде, входящие в состав живых организмов: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, лигнин. Биополимеры состоят из одинаковых (или схожих) звеньев мономеров. Мономеры … Википедия
биополимеры — ов; мн. (ед. биополимер, а; м.). Высокомолекулярные природные соединения (белки, нуклеиновые кислоты, некоторые углеводы), определяющие важнейшие процессы жизнедеятельности организма. ◁ Биополимерный, ая, ое. * * * биополимеры высокомолекулярные… … Энциклопедический словарь
биополимеры — (см. био. + полимеры) природные высокомолекулярные соединения, являющиеся структурной основой всех живых организмов и играющие определяющую роль в процессах жизнедеятельности; к биополимерам относятся белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды и… … Словарь иностранных слов русского языка
биополимеры — biopolimerai statusas T sritis chemija apibrėžtis Biologiškai svarbūs gamtiniai stambiamolekuliai junginiai (baltymai, polisacharidai, nukleorūgštys). atitikmenys: angl. biopolymers rus. биополимеры … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
биополимеры — (био + полимеры) высокомолекулярные соединения биологического происхождения, молекулы которых представляют собой цепочки, образованные из большого числа повторяющихся групп атомов; к Б. относят белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды … Большой медицинский словарь
БИОПОЛИМЕРЫ
Полезное
Смотреть что такое «БИОПОЛИМЕРЫ» в других словарях:
БИОПОЛИМЕРЫ — высокомолекулярные (молекулярная масса 103 109) природные соединения белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, а также их производные. Являются структурной основой живых организмов и играют определяющую роль в процессах жизнедеятельности … Большой Энциклопедический словарь
биополимеры — природные высокомолекулярные соединения (мол. масса 1°3 1°9 Да), являющиеся структурной основой всех живых клеток и играющие определяющую роль в процессах жизнедеятельности. К Б. относят белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, липиды, а также… … Словарь микробиологии
Биополимеры — класс полимеров, встречающихся в природе в естественном виде, входящих в состав живых организмов: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды. Источник: ВП П8 2322. Комплексная программа развития биотехнологий в Российской Федерации на период до… … Официальная терминология
Биополимеры — БИОПОЛИМЕРЫ, высокомолекулярные (молекулярная масса 103 109) природные соединения белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, а также их производные. Образуют структурную основу клеток, тканей, органов всех живых организмов и играют определяющую… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
биополимеры — Термин биополимеры Термин на английском biopolymers Синонимы Аббревиатуры Связанные термины активный центр катализатора, антитело, белки, биоинженерия, биологическая мембрана, биосенсор, доставка лекарственных средств Определение… … Энциклопедический словарь нанотехнологий
Биополимеры — Биополимеры класс полимеров, встречающихся в природе в естественном виде, входящие в состав живых организмов: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, лигнин. Биополимеры состоят из одинаковых (или схожих) звеньев мономеров. Мономеры … Википедия
биополимеры — ов; мн. (ед. биополимер, а; м.). Высокомолекулярные природные соединения (белки, нуклеиновые кислоты, некоторые углеводы), определяющие важнейшие процессы жизнедеятельности организма. ◁ Биополимерный, ая, ое. * * * биополимеры высокомолекулярные… … Энциклопедический словарь
биополимеры — (см. био. + полимеры) природные высокомолекулярные соединения, являющиеся структурной основой всех живых организмов и играющие определяющую роль в процессах жизнедеятельности; к биополимерам относятся белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды и… … Словарь иностранных слов русского языка
биополимеры — biopolimerai statusas T sritis chemija apibrėžtis Biologiškai svarbūs gamtiniai stambiamolekuliai junginiai (baltymai, polisacharidai, nukleorūgštys). atitikmenys: angl. biopolymers rus. биополимеры … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
биополимеры — (био + полимеры) высокомолекулярные соединения биологического происхождения, молекулы которых представляют собой цепочки, образованные из большого числа повторяющихся групп атомов; к Б. относят белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды … Большой медицинский словарь