В клетках каких организмов содержится в 10 раз больше углеводов
Углеводы, относящиеся к органическим веществам, считаются важным элементом этого класса. Они встречаются практически везде в окружающей нас природе. На этом уроке мы узнаем, на какие классы делятся углеводы и какую роль они выполняют.
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
- Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Общая биология 10-11 класс Дрофа, 2005.
- 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.
- Беляев Д.К. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 11-е изд., стереотип. – М.: Просвещение, 2012. – 304 с.
- 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
- School.xvatit.com (Источник).
- Medbookaide.ru (Источник).
- Biouroki.ru (Источник).
- Sbio.info (Источник).
Домашнее задание
- Вопросы в конце параграфа 9 (стр. 37) – Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. «Общая биология», 10-11 класс
- Как подразделяются вещества, входящие в состав организмов?
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
^
^
Тестирование по теме «Строение клетки» 10 класс
1 вариант
Часть А
1. На каком рисунке изображена эндоплазматическая сеть?
2. Хлоропласты в растительной клетке
1) выполняют защитную функцию
2) осуществляют связь между частями клетки
3) обеспечивают накопление воды
4) осуществляют синтез органических веществ из неорганических
3. Прокариотические клетки, в отличие от эукариотических,
1) имеют кольцевую молекулу ДНК 2) не способны к фотосинтезу
3) способны к делению надвое 4) не имеют цитоплазмы и оболочки
4. Какие структуры клеточного органоида позволяют установить, что на рисунке изображена рибосома?
1) многочисленные кристы 2) граны и тилакоиды
3) цистерны и полости 4) большая и малая частицы
5. Животных относят к группе эукариот, так как их клетки имеют
1) хлоропласты 2) плазматическую мембрану
3) оболочку 4) оформленное ядро
6. Митохондрии отсутствуют в клетках
1) растений 2) грибов 3) водорослей 4) бактерий
7. Какова роль ядра в растительной клетке?
1) обеспечивает образование органических веществ из неорганических
2) способствует перемещению органоидов в клетке
3) поглощает и использует в процессе фотосинтеза солнечную энергию
4) обеспечивает хранение и передачу наследственной информации
8. В лизосомах, в отличие от митохондрий, не происходит
1) синтез молекул АТФ 2) расщепление органических веществ
3) гидролиз белков до аминокислот 4) расщепление ДНК
9. В комплексе Гольджи накапливаются продукты
1) окисления глюкозы 2) окисления аминокислот
3) синтетической деятельности клетки 4) расщепления пировиноградной кислоты
10. Клеточный органоид, содержащий молекулу ДНК, –
1) рибосома 2) хлоропласт
3) клеточный центр 4) комплекс Гольджи
11. Расщепление в клетке полисахаридов до моносахаридов с участием ферментов происходит в
1) рибосоме 2) лизосоме
3) комплексе Гольджи 4) эндоплазматической сети
12. Какие органоиды клетки содержат молекулы хлорофилла?
1) рибосомы 2) пластиды
3) митохондрии 4) комплекс Гольджи
Часть В
13. Какие функции выполняет комплекс Гольджи?
1) синтезирует органические вещества из неорганических
2) расщепляет биополимеры до мономеров
3) накапливает белки, липиды, углеводы, синтезированные в клетке
4) осуществляет сборку компонентов клеточных мембран
5) окисляет органические вещества до неорганических
6) участвует в образовании лизосом
14. Чем митохондрии отличаются от лизосом?
1) имеют наружную и внутреннюю мембраны
2) имеют многочисленные выросты – кристы
3) участвуют в процессах освобождения энергии
4) в них пировиноградная кислота окисляется до углекислого газа и воды
5) в них биополимеры расщепляются до мономеров
6) участвуют в обмене веществ
15. Установите последовательность этапов фагоцитоза.
А) плазматическая мембрана углубляется внутрь клетки и окружает частицу пищи
Б) фагоцитозный пузырёк сливается с лизосомой и образует пищеварительную вакуоль
В) частица пищи в мембранной упаковке погружается в цитоплазму
Г) сложные органические вещества расщепляются ферментами и поступают в цитоплазму
Часть С
16. Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, исправьте их.
1. Клеточные организмы делят на две группы. 2. Прокариоты – доядерные организмы. 3. К прокариотам относят одноклеточные организмы: бактерии, водоросли, простейшие. 4. К эукариотам относят только многоклеточные организмы. 5. Прокариоты, как и эукариоты, имеют митохондрии. 6. Группа прокариот – Цианобактерии используют солнечную энергию в процессе фотосинтеза для образования органических веществ из неорганических.
17. Какие элементы строения клеточной мембраны животной клетки обозначены на рисунке цифрами 1, 2, 3 и какие функции они выполняют?
18. Известно, что аппарат Гольджи особенно хорошо развит в железистых клетках поджелудочной железы. Объясните, почему.
Тестирование по теме «Строение клетки» 10 класс
2 вариант
Часть А
1. На каком рисунке изображена митохондрия?
2. К двухмембранным органоидам клетки относят
1) митохондрии и пластиды 2) рибосомы и клеточный центр
3) лизосомы и вакуоли 4) ЭПС и аппарат Гольджи
3. Клеточная мембрана состоит из двойного слоя
1) фосфолипидов и мозаично встроенных молекул белков
2) белков, снаружи покрытых фосфолипидами, а изнутри углеводами
3) белков, между которыми находится один слой фосфолипидов
4) фосфолипидов, между которыми располагается один слой белка
4. Изображённый на рисунке органоид клетки, в котором накапливаются синтезированные в ней продукты, представляет собой
1) рибосому
2) комплекс Гольджи
3) митохондрию
4) плазматическую мембрану
5. Митохондрию в клетке можно узнать по наличию в ней
1) одной мембраны 2) большой и малой частиц
3) полостей с пузырьками 4) крист внутренней мембраны
6. Биосинтез белка в клетке происходит
1) в лизосомах 2) в вакуолях
3) в комплексе Гольджи 4) на рибосомах
7. Митохондрии относят к полуавтономным органоидам клетки, так как
1) они имеют два слоя мембран
2) в них образуются молекулы АТФ
3) они обладают собственным аппаратом биосинтеза белка
4) их внутренняя мембрана образует многочисленные выросты
8. Какую функцию выполняет в клетке ядро?
1) осуществляет синтез углеводов
2) регулирует процессы жизнедеятельности
3) устанавливает связь между органоидами
4) осуществляет связь одной клетки с другими
9. Растительную клетку относят к группе эукариотных клеток, так как она имеет
1) ядерное вещество 2) плазматическую мембрану
3) оболочку 4) оформленное ядро
10. В животной клетке отсутствуют
1) пластиды 2) лизосомы
3) элементы комплекса Гольджи 4) центриоли клеточного центра
11. Какой из перечисленных органоидов является немембранным?
1) эндоплазматическая сеть 3) лизосома
2) клеточный центр 4) аппарат Гольджи
12. Гликокаликс представляет собой
1) клеточную стенку растений
2) мембрану клеток животных
3) поверхностный слой мембраны растительных клеток
4) поверхностный слой мембраны животных клеток
Часть В
13. Какие функции выполняет в клетке плазматическая мембрана?
1) придает клетке жесткую форму
2) отграничивает цитоплазму от окружающей среды
3) служит матрицей для синтеза иРНК
4) обеспечивает поступление в клетку ионов и мелких молекул
5) обеспечивает передвижение веществ в клетке
6) участвует в поглощении веществ клеткой
14. Какие процессы жизнедеятельности происходят в ядре клетки?
1) образование веретена деления
2) формирование лизосом
3) удвоение молекул ДНК
4) синтез молекул иРНК
5) образование митохондрий
6) формирование субъединиц рибосом
15. Установите последовательность процессов, происходящих при фагоцитозе.
А) поступление растворённых веществ в цитоплазму
Б) захват клеточной мембраной питательных веществ
В) гидролиз полимеров до мономеров
Г) образование фагоцитозного пузырька внутри клетки
Д) слияние фагоцитозного пузырька с лизосомой
Часть С
16. Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, объясните их.
1. У бактерий, как и у всех живых организмов, происходит обмен веществ и превращение энергии. 2. По способу питания их делят на автотрофов и гетеротрофов. 3. Автотрофные бактерии, синтезируя органические вещества из неорганических, всегда используют энергию света. 4. Фотосинтез в автотрофных бактериях протекает в хлоропластах, как у растений. 5. Все бактерии дышат кислородом.
17. Почему поглощение частиц пищи путем фагоцитоза характерно только для животных клеток, а у растений и грибов фагоцитоз невозможен?
18. Работа какого органоида приводит к исчезновению хвоста головастиков по мере их превращения в лягушат? Какое значение имеет данное явление?