В каких клетках содержится больше углеводов в растительных
Анонимный вопрос · 6 сентября 2018
4,1 K
Глюкоза — универсальный углевод для живых организмов, производимый растениями
Растительные углеводы:
Крахмал-запасное вещество
Целлюлоза — основной полисахарид, из которого состоит клеточная стенка растений
Животные :
Гликоген- запасное вещество
В процессе пищеварения у животных из полисахаридов образуются олигосахариды, а из них различные дисахариды:
-мальтоза(глюкоза +глюкоза)
-сахароза (фруктоза+глюкоза)
-лактоза (галактоза+глюкоза)
В чём принципиальная разница между «растительными» и «животными» белками?
Пищевые белки можно разделить на белки животного и растительного происхождения. Животные белки содержатся в мясе и птице, рыбе и морепродуктах, яйцах и молочных продуктах, а белки растительные — в сое, злаковых, бобовых и орехах.
В отличие от белков животного происхождения, растительные белки имеют неполный набор необходимых организму человека незаменимых аминокислот (изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан, валин, гистидин), т.е. являются неполноценными.
Прочитать ещё 1 ответ
Как в долгосрочной перспективе отражается на организме человека употребление мяса животных и молочных продуктов?
Студент медицинского вуза, лечебник.
В долгосрочной перспективе? Это есть норма, оно никак не отображается. Другое дело, если перестать их употреблять. Суть вот в чем, наш род филогенетически (читай — исторически) потреблял мясо. Сыроедство и вегетарианство возникло совсем недавно. Питание любого человека состоит из основных компонентов: углеводов, белков, жиров, минералов и пищевых волокон + вода. И вот если с углеводами, минералами и жирами в растительной пище все нормально, то с белками проблема. Необходимо сказать о том, что каждый день в нашем теле происходит распад 20-35 г белка, независимо от рациона. Это есть белковый минимум, то и есть — ежедневно вы ОБЯЗАНЫ съедать 30 г белка. 80-100 — оптимум (учитывает поправки на всасываемость аминокислот, неоднородность работы и так далее). Есть правило, согласно которому синтез белка ограничивается той аминокислотой, количество которой наименьшее. Отсюда возникает понятия полноценных и неполноценных белков. Полноценные состоят из всех незаменимых аминокислот. А в растительной пище с ними проблема.
Резюмирую: отказываясь от мяса вы отказываетесь от белков, что приводит к нарушениям вроде мышечных дистрофий, отеков и так далее. Вегетарианство — зло.
Где накапливаются про запас белки, жиры и углеводы?
Если рассматривать на клеточном уровне, то в основном упаковываются в комплесе Гольджи и хранятся там же или в специальных гранулах/везикулах (пузырьках)
Если смотреть во всем организме человека, то белки особо не накапливаются, а работают. В основном в мышечных тканях.
Углеводы накапливаются в основном в печени и мышцах в виде гликогена.
Жиры соотвтественно в адипоцитах жировой ткани (преимущественно в белой, хотя и в бурой тоже).
Какие общие признаки характерны для представителей кишечнополостных?
Студент биофака УрФУ, редактор группы ВК «Эволюция. Жизнь во всех её формах и… · vk.com/lifeoftheearth
В настоящее время таксон «Кишечнополостные» считается зоологами устаревшим. Эта группа животных разделена на два типа — гребневики (Ctenophora) и стрекающие (Cnidaria). Две эти группы очень близки, их различия рассмотрим чуть позже.
Что же относится к главным характеристикам группы?
1) Для этих животных характерна радиальная симметрия (то есть через их тело при поперечном срезе можно провести несколько осей симметрии). Иначе говоря, при радиальной симметрии тело (или фигура) совпадает само с собой при вращении объекта вокруг определённой точки или прямой; тела этих животных можно разделить на несколько секторов. Человек, например, является билатерально симметричным животным, так как через нас можно провести лишь одну ось симметрии — левая и правая половины наших тел являются зеркальными отражениями.
2) Другой характерной чертой книдарий является чередование двух стадий в жизненном цикле — полипоидной (прикреплённой) и медузоидной (свободно плавающей медузы). Однако необходимо учесть, что чередования нет у гребневиков (всегда плавающие) и класса коралловых полипов (Anthozoa) — эта группа не образует медуз, всегда оставаясь прикреплёнными к субстрату.
3) Характерной чертой таксона также является наличие двух слоёв тела: внутреннего (энтодерма) и внешнего (экзодерма). Речь, разумеется, идёт не о двух слоях клеток, а о двух слоях тканей, дифференцированных клеток. Кроме того, кишечнополостные имеют мезоглею — рыхлый слой клеток между энто- и эктодермой. И тут возникает то самое отличие гребневиков от книдарий — их мезоглея развита заметно лучше, чем мезоглея книдарий. Мелочи? Только не для зоологов — появление третьего срединного слоя (мезодермы) — это важный ароморфоз, который выведет жизнь на новый уровень.
4) Дыхание и у книдарий и у гребневиков происходит всей поверхностью тела. Нервная система диффузная, состоит из отдельных рецепторных и нервных клеток, разбросанных по телу. В щупальцах имеются книдоциты – стрекательные клетки, служащие для защиты и добычи пищи.
На первом рисунке — чудный гребневик с поэтическим названием «пояс Венеры» ( Cestum veneris), на второй — обобщённый жизненный цикл стрекающих.
Что содержится в клетках зелёной эвглены?
Эвглена зеленая это организм который относится к эукариотам (то есть у нее есть ядро) , а именно к простейшим, так как состоит всего из одной клетки.
Для нее характерно наличие:
- Жгутика для передвижения
- Светочувствительного глазка или стигмы для перемещение к свету
- Сократительная вакуоль для удаления лишней воды из клетки и жидких продуктов обмена веществ, то есть поддержания осмотического давления
- Хлоропласты для фотосинтеза, так как эвглена может питаться автотрофно при наличии света и гетеротрофно при отсутствии
- Ядро (хранение и реализация генетической информации)
- Запасные питательные вещества
1. Распределите перечисленные органические вещества на две группы: биополимеры и органические небольшие молекулы.
1. Простые сахара.
2. Белки.
3. Углеводы.
4. Нуклеиновые кислоты.
5. Гормоны.
6. Пигменты.
7. Аминокислоты.
8. Нуклеотиды.
Биополимеры: 2, 3, 4.
Органические небольшие молекулы: 1, 5, 6, 7, 8.
2. Сформулируйте определение белков, в котором были бы учтены следующие смысловые моменты: тип макромолекулы (полимер или неполимер), геометрия макромолекулы (линейная или ветвящаяся), вид мономерных единиц, идентичность или неидентичность мономерных звеньев.
Белки – это высокомолекулярные полимерные соединения различной формы (складчатой, спиралевидной, шарообразной), мономером которых служат 20 аминокислот, чередующихся в различных комбинациях.
3. Из перечисленных вариантов пространственной организации белковых молекул выберите и подчеркните те, которые реально встречаются в клетках.
Многослойная, шаровидная, складчатая, ветвящаяся, спиралевидная, кольцевидная.
4. Ответьте, в чем заключается строительная функция белков.
Белки участвуют в образовании всех клеточных мембран и органоидов клетки, а также внеклеточных структур.
5. Допишите предложение.
Белки, выполняющие каталитическую функцию, называются ферментами.
6. Перечислите основные виды двигательной активности, встречающейся в биологических объектах.
1. Образование псевдоподий, мерцание ресничек и биение жгутиков у простейших.
2. Движение листьев у растений.
3. Сокращение мышц у животных.
7. Вставьте недостающее слово.
В основе всех типов движения, встречающихся в органическом мире, лежит функционирование сократительных белков.
8. Объясните, каким образом белки осуществляют защитную функцию.
При поступлении в организм чужеродных белков или микроорганизмов, в лейкоцитах образуются особые белки – антитела, которые связывают и обезвреживают данные антигены.
9. Впишите необходимое число.
Энергетическая ценность белков составляет 17,6 кДж/г.
10. Ответьте, в чем заключается транспортная функция белков. Приведите примеры.
Белки присоединяют различные химические элементы (например, кислород) или биологически активные вещества (например, гормоны) и переносят их к различным тканям и органам.
11. Приведите общую химическую формулу углеводов.
Cn(H2O)m.
12. Укажите, в каких клетках содержится больше углеводов, в растительных или животных.
В животных клетках углеводов всего 1-2%, редко – 5% по массе, тогда как в растительных клетках их содержание достигает 90%.
13. Укажите основные классы, на которые подразделяются углеводы, встречающиеся в растительных, животных клетках и межклеточном веществе.
1. Моносахариды.
2. Дисахариды.
3. Полисахариды.
14. Напишите, из каких моносахаридных остатков состоит дисахарид сахароза.
Сахароза = глюкоза + фруктоза.
15. Из нижеперечисленных углеводов полисахаридами являются: лактоза, крахмал, целлюлоза, мальтоза, сахароза, гликоген.
16. Допишите предложение.
При полном окислении 1 г углеводов освобождается 17, 6 кДж энергии.
17. Перечислите основные функции углеводов.
1. Строительная.
2. Энергетическая.
3. Запасающая.
18. Заполните пропуски в тексте.
Известно, что удобной формой резервирования органического вещества для энергетических и пластических (строительных) целей в клетке являются углеводы. При этом в растительных клетках углеводы откладываются в форме крахмала, а в животных – гликогена.
19. Дайте определение липидов, основанное на их наиболее общих физико-химических свойствах.
Липиды – это нерастворимые в воде органические вещества, которые представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина.
20. Укажите критерий, на основании которого нейтральные жиры принято делить на масла и жиры.
Удельный вес, прозрачность, консистенция при 20С, жирно-кислотный состав.
21. Напишите, какова энергетическая ценность липидов.
38, 9 кДж энергии.
22. Допишите предложение.
Строительная функция жиров реализуется в таких структурных компонентах клетки, как цитоплазматическая мембрана.
23. Ответьте, могут ли липиды использоваться в качестве источника эндогенной воды. Почему?
Липиды могут использоваться в качестве источника воды. При окислении жиров образуется вода (метаболическая).
24. Известно, что некоторые гормоны по своей химической природе являются липидами, что позволяет утверждать, что жиры выполняют регуляторную функцию. Укажите, какие из нижеперечисленных гормонов относятся к липидам.
Тироксин, половые гормоны, адреналин, инсулин, гормон роста.
25. В клетке встречаются соединения жиров с другими органическими веществами. Как они называются и какие функции выполняют?
Название: фосфолипиды.
Функции: являются компонентами мембран, то есть выполняют строительную функцию.
26. Дайте определение нуклеиновых кислот.
Нуклеиновые кислоты – это полимеры, состоящие из нуклеотидов, способные хранить и передавать наследственную информацию.
27. Впишите недостающее слово.
Мономерами нуклеиновых кислот являются нуклеотиды.
28. Назовите основные типы нуклеиновых кислот, встречающиеся в клетке.
1. ДНК
2. РНК
А) иРНК
Б) тРНК
В) рРНК.
29. Укажите функции ДНК.
Хранение и передача наследственной информации.
Углеводы представляют собой соединения с общей формулой $mathrm{C_nH_{2m}O_m}$ или $mathrm{C_n(H_2O)_m}$, то есть условно состоящие из углерода и воды — отсюда их название. Содержание углеводов в живых клетках различно. В животных клетках содержание углеводов колеблется от 1 до 5 %. В растениях содержание углеводов заметно выше — до 70 % в некоторых запасающих органах, например в клубнях картофеля. Кроме высокого содержания углеводов для растений характерно и большее их разнообразие.
классификация углеводов
Углеводы делятся на две группы — простые углеводы, или моносахариды, и сложные углеводы, которые, в свою очередь, включают в себя дисахариды, олигосахариды и полисахариды.
моносахариды
Простые углеводы, как правило, представляют собой многоатомные спирты, содержащие ОН-группу у каждого атома углерода, кроме одного, несущего альдегидную или кетогруппу. Это видно на примере глюкозы, которая имеет 6 атомов углерода, при этом первый — в составе альдегидной группы, а остальные несут ОН-группы.
Наиболее распространенными моносахаридами являются глюкоза, или виноградный сахар, и фруктоза, или фруктовый сахар. Они являются изомерами и имеют одну и ту же общую формулу $mathrm{C_6H_{12}O_6}$.
Пентозы и гексозы способны замыкаться в 5- или 6-членные кольца, переходя в циклическую форму.
Линейная и циклическая формы глюкозы
Длина углеродной цепи в моносахаридах, встречающихся в живых организмах, колеблется от 3 до 8 атомов, хотя большинство из них содержит 3, 5 или 6 атомов углерода. В зависимости от количества атомов углерода моносахариды разделяют на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы, гептозы, октозы. Моносахариды хорошо растворимы в воде, образуют кристаллы и имеют сладкий вкус.
Большое биологическое значение имеют пентозы рибоза и дезоксирибоза, которые входят в состав РНК и ДНК соответственно.
Структура глюкозы и других гексоз
Многообразие моносахаридов связано в основном с оптической изомерией (см. тему «Хиральность и оптическая изомерия биомолекул»). Так, глюкоза, манноза и галактоза имеют одну и ту же брутто-формулу $mathrm{C_6H_{12}O_6}$, но отличаются расположением функциональных групп в пространстве. Розовым на рисунке выделены группы с отличающейся от глюкозы ориентацией.
Альдегидная или кетонная группа обычно взаимодействует с одной из спиртовых групп молекулы, образуя циклическую форму. Процесс циклизации глюкозы показан на рисунке. Циклическую форму изображают стандартным способом, в виде плоского кольца. Устойчивы 5-членные и 6-членные циклы. Обратите внимание, что одним из атомов в кольце является кислород, а один из углеродных атомов (6-й) оказывается вне кольца. Глюкоза в основном присутствует в растворе в виде 6-членного кольца.
При изображении циклических сахаров ОН-группы в D-ориентации (те, что смотрят вправо в линейной формуле) оказываются под плоскостью кольца, а ОН-группы в L-ориентации (влево в линейной формуле) — над плоскостью кольца, то есть линейную формулу нужно повернуть вправо, как показано в анимации.
Фруктоза замыкается в 5-членное кольцо, т. к. имеет кетогруппу, расположенную при 2-м атоме, которая взаимодействует с гидроксильной группой при 5-м атоме. Линейная и циклическая формулы фруктозы:
альфа- и бета-изомеры сахаров
При циклизации моносахаридов возникает оптическая изомерия по тому атому углерода, который содержался в составе альдегидной или кетогруппы (они не имеют оптической изомерии, т. к. в них атом С не тетраэдрический — есть двойная связь, и заместителя всего три). После замыкания в цикл этот С становится тетраэдрическим, и при нем появляется ОН-группа (у глюкозы это атом 1, у фруктозы — 2). Данная ОН-группа называется гликозидным гидроксилом. В какой оптической конфигурации — D или L — этот гидроксил будет находиться? Это происходит случайным образом, поэтому возможны оба варианта, и эти изомеры превращаются друг в друга через линейную форму. Изомер, в котором ОН-группа оказывается в D-ориентации и, соответственно, под плоскостью кольца, называется $alpha$-изомером. Изомер, в котором та же группа оказывается в L-ориентации и над плоскостью кольца — $beta$-изомером. Между собой эти изомеры называются $alpha$- и $beta$-аномерами. Процесс взаимного перехода этих форм друг в друга называется муторотацией.
В свободном моносахариде они переходят друг в друга, но при образовании связи фиксируется тот или иной вариант, то есть различают $alpha$- и $beta$-связи в олиго- и полисахаридах.
Структура дезоксирибозы и рибозы
Дезоксирибоза отличается от рибозы отсутствием одного кислорода при 2-м атоме С («дез» — без, «окси» — указывает на кислород). Атомы этих сахаров в составе ДНК и РНК нумеруют со штрихами, чтобы в нуклеотидах была сквозная нумерация атомов (без штрихов нумеруют атомы в другой части нуклеотида — азотистом основании).
дисахариды
Молекулы моносахаридов могут образовывать связи между собой с потерей молекулы воды. В результате образуются олиго- и полисахариды. К олигосахаридам относят растворимые в воде полимеры моносахаридов.
Дисахариды широко распространены в живой природе.
Сахароза (свекловичный, тростниковый сахар), представляющая собой соединение глюкозы и фруктозы, играет важную роль в растениях, где она служит транспортируемой формой углеводов во флоэме. Кроме того, она часто накапливается в качестве запасного вещества. Особенно много ее в сахарном тростнике и свекле, откуда ее получают для использования в пищу.
Другой важный дисахарид — лактоза (или молочный сахар) содержащаяся в молоке млекопитающих. Она состоит из остатков глюкозы и галактозы.
Мальтоза, образованная двумя остатками глюкозы, образуется при расщеплении крахмала и гликогена в пищеварительном тракте животных или при прорастании семян растений.
В природе встречается много других дисахаридов, кроме того, известны олигосахариды, содержащие 3 и 4 остатка моносахаридов.
При описании структуры ди- и полисахаридов существенным является:
полисахариды
Полисахариды нерастворимы в воде и не имеют сладкого вкуса. Так как к одному остатку моносахарида может быть присоединено несколько других остатков, полисахариды могут иметь разветвленную структуру. В живых организмах наиболее широко распространены полимеры глюкозы — крахмал, гликоген и целлюлоза.
Одними из важнейших полисахаридов являются полимеры из остатков глюкозы — крахмал, гликоген и целлюлоза.
Крахмал состоит только из остатков глюкозы. В состав крахмала входят два компонента — линейный компонент, называемый амилозой, и разветвленный — амилопектин. Амилоза имеет спиральную пространственную структуру. Внутрь спирали способны встраиваться молекулы йода, поэтому качественная реакция на крахмал — образование синего йодкрахмального комплекса. Молекулы амилозы и амилопектина содержат несколько тысяч остатков глюкозы. Крахмал служит основным запасным веществом у растений.
У животных и грибов резервную (запасающую) функцию выполняет гликоген — полисахарид, похожий на амилопектин, но отличающийся большей разветвленностью. Крахмал и гликоген накапливаются в клетках в виде гранул.
Целлюлоза представляет собой линейный неветвящийся полимер, содержащий примерно 10 000 остатков глюкозы. Молекулы целлюлозы располагаются параллельно друг другу и образуют между собой множество водородных связей. Таким образом формируются прочные пучки молекул — мицеллы, которые объединяются в волокна (микрофибриллы). Такое строение придает целлюлозе высокую механическую прочность. Целлюзоза встречается в основном у растений, где составляет основу клеточных стенок. Помимо растений целлюлоза обнаружена у оомицетов (группа, которую обычно относили к грибам) и у асцидий. Целлюлоза — самое распространенное на земле органическое вещество.
Близок по строению к целлюлозе хитин. В нем мономерной единицей является N-ацетилглюкозамин — азотсодержащий моносахарид, производное глюкозы. Хитин служит основой клеточных стенок грибов и образует наружный скелет у членистоногих.
Клеточную стенку бактерий образует соединение муреин (от лат. murum — стена). Оно состоит из полисахаридных цепочек, сшитых между собой пептидными мостиками. Поэтому его еще называют пептидогликаном (гликаны — другое название сложных углеводов). Полисахаридные цепочки муреина образованы двумя чередующимися остатками азотсодержащих моносахаридов. Пептидные мостики муреина содержат D-изомеры аминокислот, что является редкостью в живом мире.
Крахмал.
Крахмал включает в себя два компонента: линейный (неветвящийся) — амилозу — и ветвящийся — амилопектин. Цепочки амилозы состоят из остатков глюкозы, соединенных $alpha$-(1-4)-связями. Так как в случае $alpha$-связи каждый следующий мономер поворачивается относительно предыдущего на один и тот же (тетраэдрический) угол, возникает спиральная структура.
Амилопектин включает в себя цепочки, подобные амилозе, которые дополнительно ветвятся за счет $alpha$-(1-6)-связей.
Гликоген.
Устроен подобно амилопектину, с большой частотой ветвления. Пространственная структура напоминает плоскую ветвящуюся спираль.
Центром организации гликогеновой гранулы служит белок гликогенин (на рисунке цветной).
Целлюлоза.
Неветвящийся (линейный) полимер из остатков глюкозы. Остатки глюкозы соединены между собой $beta$-(1-4)-связями. Поскольку $beta$-связь находится над плоскостью глюкозного кольца, а ОН-группа при 4-м атоме глюкозы смотрит вниз (в D-конфигурации), то каждый следующий остаток глюкозы переворачивается «вверх ногами». В результате образуется не спиральная пространственная структура, как в крахмале и гликогене, а линейная.
Часто структуру целлюлозы изображают так, но данная форма записи связи не отражает реального расположения мономеров в пространстве.
Линейные цепочки целлюлозы взаимодействуют друг с другом (за счет образования водородных связей между ОН-группами) и образуют пучки, из которых строится клеточная стенка растений и некоторых других организмов.
Хитин. Линейный $beta$-(1-4)-полимер азотсодержащего моносахарида N-ацетилглюкозамина (производное глюкозы с модификацией у 2-го атома С).
Муреин.
функции углеводов
Функции углеводов в живых организмах многообразны.
Углеводы являются первичными продуктами фотосинтеза, на основе их углеродного скелета образуются практически все другие вещества в клетках автотрофов. Гетеротрофы потребляют эти вещества в качестве пищи.
Энергетическая функция: углеводы являются наиболее удобным источником энергии. Основные пути получения энергии у всех живых организмов рассчитаны на использование глюкозы и фруктозы.
Структурная функция: полисахариды, например целлюлоза и хитин, входят в состав клеточных стенок, хитинового панциря членистоногих. Также полисахариды являются неотъемлемыми компонентами соединительной ткани животных (хрящи, сухожилия и др.).
Запасающая (резервная) функция. Важнейшие резервные углеводы — крахмал (у растений) и гликоген (у животных и грибов).
Транспортная функция: в форме углеводов осуществляется основной транспорт веществ в многоклеточных организмах, например в крови животных (глюкоза) или в флоэме высших растений (сахароза).
Остатки олигосахаридов, находящиеся на поверхности клеток в составе гликопротеинов и гликолипидов, играют важную роль в межклеточном взаимодействии и адгезии — организации клеток в ткани.