В каких клетках содержится больше углеводов в растительных или животных

известно, что содержание углеводов в листьях и клубнях
растений составляет до 90% сухого веса, в клетках мышц
и печени животных — до 5 %,
а в прочих клетках животных — до 1 %.

Чем можно объяснить такую разницу?
Какова биологическая функция этих углеводов?

Углеводы используются Животными в первую очередь в качестве
источников энергии. Однако жир является более энергоемким,
чем углеводы, а животным, которые значительную часть энергии
тратят на движение, очень важно экономить вес, поэтому животным
выгоднее хранить энергетические запасы в виде жира.

РАСТЕНИЯ неподвижны, и экономить вес им не так важно, поэтому,
хотя растения и производят жиры, они в основном хранят «топливо»
в виде углеводов.
Растениям — нужно больше углеводов, так как для них углеводы
не только источник энергии, но и основной материал для
дальнейшего синтеза, в то время как животные получают
с пищей жиры и белки, таким образом, различия животных
и растений обусловлены различием в их питании и в подвижности.
кроме того, растительные клетки кроме мембраны имеют оболочку,
образованную в значительной мере углеводами (клеточная стенка),
которой животные клетки лишены.
Листья Растений содержат много углеводов потому, что там Углеводы
синтезируются и там же отчасти хранятся.
клубни служат резервуаром Углеводов;
крахмал клубней используется, например, для обеспечения энергией
развития молодого растения на тех этапах, когда оно еще
не начало синтезировать само.
!
у Животных резервуаром гликогена является печень, которая
играет основную роль в регуляции уровня глюкозы в крови,
в связи с чем, в ней относительно много углеводов.
поскольку мышцы животных — один из основных потребителей
энергии, они содержат относительно большой запас углеводов.
%

Биологические функции Углеводов.

Углеводы являются важным классом природных органических
соединений.
Углеводы входят в состав клеток и тканей всех растительных и
животных организмов и по массе составляют основную часть
органического вещества на Земле/до 80 % сухого вещества растений
и около 2 % сухого вещества животных организмов составляют
углеводы

В живой природе углеводы выполняют следующие функции:

– источники энергии в метаболических процессах
/в растениях — крахмал, в животных организмах — гликоген;

– структурные компоненты клеточных стенок растений /целлюлоза;
– выполняют роль субстратов и регуляторов специфических
биохимических процессов;

– являются составными элементами жизненно важных веществ:
нуклеиновых кислот, коферментов, витаминов и др.

– углеводы служат основным компонентом пищи млекопитающих,
а человека обеспечивают пищей, одеждой и жилищем.

На долю Углеводов приходится 60-70% пищевого рациона.
Они содержатся преимущественно в растительных продуктах,
являются основными компонентами хлеба, круп, макарон,
кондитерских изделий, служат сырьем в бродильной
промышленности, в производстве пищевых кислот:
уксусной, молочной, лимонной.

Только Растения способны осуществлять полный синтез
углеводов путем фотосинтеза, в процессе которого вода
и углекислый газ превращаются в углеводы под действием
солнечного света как источника энергии.

Животные организмы не способны синтезировать Углеводы
и получают их из растительных источников:
солнечная энергия (hn)

в результате фотосинтеза накапливается огромное количество
гомополисахаридов — целлюлозы и крахмала.
Некоторые растения накапливают углеводы в виде уникального
диСахарида — сахарозы.

>>> https://biootvet.ru/physiology/carbohydrates1214
^
^

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.

Вещества, входящие в состав организмов

Все вещества, входящие в состав организма, делятся на два класса: органические и неорганические соединения (см. Рис. 1).

Рис. 1. Вещества, входящие в состав организмов

К неорганическим соединениям относятся вода и минеральные вещества.

К органическим соединениям относятся:

— малые органические соединения (мономеры), молекулярная масса которых колеблется от 100 до 350. Например: моносахариды, жирные кислоты, нуклеотиды. Малые органические молекулы присутствуют в клетке как в свободном виде, так и в связанном виде, то есть входят в состав биополимеров.

— большие органические молекулы (биополимеры), молекулярная масса которых колеблется от  до . Это белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты, липиды.

Классификация углеводов

Углеводы – важный класс органических соединений, который встречается повсеместно: в растительных организмах, животных организмах и микроорганизмах. В растительных организмах на долю углеводов приходится 80-90 %, в животных организмах – 1-5 %, в микроорганизмах – 12-30 %.

Рис. 2. Классификация углеводов

Различают три основных класса углеводов: моносахариды, олигосахариды и полисахариды (см. Рис. 2).

Моносахариды

Бесцветные, кристаллические вещества, легко растворимые в воде и имеющие сладкий вкус.

Из моносахаридов наибольшее значение для живых организмов имеют:

1. Рибоза (см. Рис. 3). Входит в состав нуклеиновых кислот РНК, АТФ. 

Рис. 3. Рибоза

2. Дезоксирибоза (см. Рис. 4). Входит в состав ДНК. 

Рис. 4. Дезоксирибоза

3. Глюкоза (см. Рис. 5). Один из наиболее распространенных природных сахаров, находится как в свободном, так и в связанном виде. В свободном виде быстро увлекается в энергетический метаболизм, то есть служит основным источником энергии в клетке. Является мономером многих олигосахаридов и полисахаридов, например крахмала и тростникового сахара. 

Рис. 5. Глюкоза

4. Галактоза (см. Рис. 6). Входит в состав молочного сахара – лактозы. 

Рис. 6. Галактоза

5. Фруктоза (см. Рис. 7). Входит в состав олигосахаридов, например сахарозы. В свободном виде содержится в клетках растений. 

Рис. 7. Фруктоза

Олигосахариды

Сахароподобные вещества, которые характеризуются сравнительно небольшой молекулярной массой, хорошей растворимостью в воде, легкой кристаллизацией, сладким вкусом. Количество структурных единиц, которые входят в состав олигосахаридов, – от двух до десяти.

Из олигосахаридов наиболее широко распространены дисахариды:

1. Сахароза (тростниковый сахар) – сахар, который люди употребляют в повседневной жизни (см. Рис. 8). Сахароза содержится в большинстве растений, но особенно много ее в сахарном тростнике и сахарной свекле.

Рис. 8. Сахароза

2. Лактоза (молочный сахар) (см. Рис. 9). Содержится в молоке и молочных продуктах.

Рис. 9. Лактоза

3. Мальтоза (солодовый сахар) (см. Рис. 10). В большом количестве содержится в проросших или прорастающих зернах ячменя, ржи и пшеницы.

Рис. 10. Мальтоза

Являются высокомолекулярными веществами, состоящими из остатков моносахаров со степенью полимеризации выше 10. То есть количество моносахаридных звеньев может составлять до нескольких сотен или тысяч.

Из полисахаридов наибольшее значение для живых организмов имеют крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин. Эти полисахариды не сладкие, не растворимы или плохо растворимы в воде, не кристаллизуются. Они играют роль резерва пищи и энергии (крахмал и гликоген), используются в качестве строительного материала (целлюлоза, хитин).

1. Крахмал (см. Рис. 11) – основной полисахарид в клетках растений. Он построен из остатков глюкозы. Организм человека хорошо усваивает крахмал, в составе зерновых и картофеля он потребляется в огромных количествах.

Рис. 11. Крахмал

2. Гликоген (см. Рис. 12) – полисахарид животного происхождения. Построен из остатков глюкозы. Гликоген у человека накапливается в печени и мышцах.

Рис. 12. Гликоген

3. Целлюлоза (см. Рис. 13) представляет собой линейный полисахарид, построенный из остатков глюкозы. Из целлюлозы построены клеточные стенки растений, и она выполняет структурную функцию. 

Рис. 13. Целлюлоза

4. Хитин (см. Рис. 14) – это азотосодержащий полисахарид (аминополисахарид). Хитин является вторым после целлюлозы по распространенности структурным полисахаридом. По химическому строению, физико-химическим свойствам и выполняемым функциям хитин близок к целлюлозе. Хитин – это аналог целлюлозы в животном мире.

Рис. 14. Хитин (Источник)

Кленовый сироп

Кленовый сироп (см. Рис. 15) – это сконцентрированный сок сахарного клена. Представляет собой раствор сахаров, в котором преобладает сахароза (65 %), а в небольших количествах содержится глюкоза и фруктоза.

Рис. 15. Кленовый сироп

Сок собирают из отверстий, проделанных в стволе дерева ранней весной. Его вытесняет диоксид углерода, образующийся в результате ряда процессов метаболизма и выделяющийся из раствора, когда дерево прогревается на весеннем солнце. Коричневый цвет кленового сиропа обуславливается не только наличием сахарозы, но и наличием аминокислот.

Лактазная недостаточность

Многие люди, у которых по генетическим причинам отсутствует фермент лактаза, не могут усваивать молоко, так как они не могут разрушить лактозу (молочный сахар). В организме взрослого человека наличие этого фермента – скорее исключение, чем правило. Такой фермент типичен для жителей Северной Европы, в отличие от уроженцев Африки и Азии.

При попадании лактозы в неразрушенном состоянии в толстый кишечник на нее «набрасываются» бактерии, которые используют ее в пищу. В результате этого в кишечнике образовываются различные газы, происходит увеличение давления, и возникают кишечные расстройства.

Особенности целлюлозы

Хотя целлюлоза, как и крахмал, является полисахаридом, человеческий организм ее усваивать не может, так как в организме человека отсутствует фермент целлюляза. Этот фермент перерабатывает целлюлозу.

Жвачные животные, которые постоянно используют траву в качестве пищи, способны переваривать целлюлозу с помощью различных микроорганизмов, проживающих в желудке и выделяющих целлюлязу.

Кролики, которые питаются грубой растительной пищей, изобрели способ многократного переваривания целлюлозы путем заглатывания собственных экскрементов.

Функции углеводов

1. Энергетическая

Углеводы обеспечивают до 70 % потребности организма в энергии. При окислении 1 г углеводов выделяется 17,6 кДж энергии.

2. Запасающая

Крахмал и гликоген являются запасными полисахаридами. Они являются временным хранилищем глюкозы.

3. Структурная

Целлюлоза и ряд других полисахаридов используются в качестве строительного материала. Целлюлоза входит в состав клеточных стенок растений, хитин входит в состав клеточных стенок грибов, а также используется для построения наружного скелета у членистоногих.

4. Защитная

Например, камеди (смолы, выделяющиеся при повреждении стволов и веток растений), препятствующие проникновению в раны болезнетворных микроорганизмов, являются производными моносахаридов.

Список литературы

1. Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Общая биология 10-11 класс Дрофа, 2005.
2. Биология. 10 класс. Общая биология. Базовый уровень / П.В. Ижевский, О.А. Корнилова, Т.Е. Лощилина и др. – 2-е изд., переработанное. – Вентана-Граф, 2010. – 224 стр.
3. Беляев Д.К. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 11-е изд., стереотип. – М.: Просвещение, 2012. – 304 с.
4. Агафонова И.Б., Захарова Е.Т., Сивоглазов В.И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – Дрофа, 2010. – 384 с.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. School.xvatit.com (Источник).
2. Medbookaide.ru (Источник).
3. Biouroki.ru (Источник).
4. Sbio.info (Источник).

Домашнее задание

1. Вопросы в конце параграфа 9 (стр. 37) – Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. «Общая биология», 10-11 класс
2. Как подразделяются вещества, входящие в состав организмов?