Клетки какого из указанных организмов наиболее богаты углеводами: какие клетки наиболее богаты углеводами?

а) транспортная;                               б) строительная;

в) каталитическая;                            г) главный энергетический резервуар клетки.

2. Способность верблюдов хорошо переносить жажду объясняется тем, что:

а) жиры сохраняют воду в организме;

б) жиры выделяют воду при окислении;

в) жиры создают теплоизолирующий слой, уменьшающий испарение;

г) организмы выработали привычку к обезвоживанию.

3. В клетках растений запасным углеводом является:

а) глюкоза;     б) крахмал      в) целлюлоза;                        г) гликоген.

4. Правильным является утверждение:

а) все углеводы растворимы в воде, а липиды нерастворимы;

б) некоторые углеводы растворимы в воде, а липиды нерастворимы;

в) все углеводы и липиды – неполярные соединения;

г) все углеводы – гидрофильные вещества;

5. Из аминокислот не состоит:

а) гемоглобин;                      б) инсулин;                в) гликоген;               г) альбумин.

6. Молекула РНК содержит азотистые основания:
а) аденин,гуанин,урацил,цитозин                                     в) цитозин,гуанин,аденин,тимин
б) тимин,урацил,аденин,гуанин                                        г) аденин,урацил,тимин,цитозин.

7.В составе РНК постоянным является соотношение нуклеотидов:
а) А+Г/Т+Ц                б) А+Г/У+Ц               в) А+У/Г+Ц               г) А/Г,У/Ц

8. Какой процент нуклеотидов с цитозином содержит ДНК, если доля его адениновых нуклеотидов составляет 10% от общего числа?

а) 40%            в) 80%                        б) 45%                        г) 90%

9. Среди перечисленных функций выберите функцию, которую не выполняют белки.

а) защитная;                                      в) строительная;

б) каталитическая;                            г) главный энергетический резервуар клетки.

10. Уставшему марафонцу на дистанции для поддержания сил целесообразнее давать:

а) кусочек сахара;                             в) немного сливочного масла;

б) кусок мяса;                        г) немного минеральной воды.

11. В клетках животных запасным углеводом является:

а) целлюлоза;                        б) крахмал;                 в) глюкоза;     г) гликоген.

12. Наибольшее количество энергии выделяется при расщеплении одного грамма:

а) жира;                      б) глюкозы;                в) белка;         г) целлюлозы.

13.Молекула ДНК содержит азотистые основания:
а) аденин,гуанин,урацил,цитозин                         в) цитозин,гуанин,аденин,тимин
б) тимин,урацил,тимин,цитозин                           г) аденин,урацил,тимин,цитозин

14.В составе ДНК постоянным является соотношение нуклеотидов
а) А+Г/Т+Ц                б) А+Т/Г+Ц                в) А+Ц/Т+Г                г) А/Г, Т/Ц

15.Клетка содержит ДНК в:
а) ядре                                                                                   в) ядре и цитоплазме
б) ядре, цитоплазме и митохондриях                    г) ядре, митохондриях и хлоропластах

16 Выберите неверные утверждения.

а) целлюлоза образует стенки растительных клеток;

б) рибоза входит в состав нуклеиновых кислот;

в) главная функция белков – хранение и передача наследственной информации;

г) от количества углеводом зависят буферные свойства клеток.

17. Основным источником энергии для новорожденных млекопитающих является:

 а) глюкоза;                                   в) крахмал;

 б) гликоген;                                 г) лактоза.

18. Какое из указанных соединений имеет липидную природу?

а) гемоглобин;              б) инсулин;                   в) тестостерон;                   г) пенициллин.

19. В каком случае привильно написана формула молекулы глюкозы?

а ) С5Н12О5;             б) С6Н10О6;                          в) С6Н12О6;                      г) С6Н12О5.

20.Клетки какого из указанных организмов наиболее богаты углеводами?

А) клетки мышц человека;                                        в) клетки кожицы лука;

б) клетки клубня картофеля;                                     г) подкожная клетчатка медведя.

21. В каком из названных веществ растворяются липиды?

А) эфир;                    б) спирт;                         в) вода;                        г) соляная кислота.

22 .В процессе биохимических реакций ферменты:

А) ускоряют реакции и сами при этом не изменяются;

       Б)  ускоряют реакции и изменяются в результате реакции;

В ) замедляют химические реакции, не изменяясь;

Г)  замедляют химические реакции, изменяясь. 

23.Для лечения тяжелых форм сахарного диабета больным необходимо водить:

А)гемоглобин;              Б) инсулин;                  В) антитела;                    Г) гликоген.

24. Денатурация белка это   …………………………………………………….

25.  Назовите несладкие углеводы( 2 примера)………………………………………………

Нуклеиновые кислоты — Биология — Уроки

Урок биологии в 9 классе.

МАОУ СОШ № 41 г Улан –Удэ Воложанина Людмила Николаевна

Тема: «Нуклеиновые кислоты»

Задачи: познакомить учащихся с особенностями молекул ДНК и РНК, выявить основные различия и общие элементы в строении ДНК и РНК, рассмотреть виды РНК и их значение для организма

Элементы содержания: нуклеиновая кислота, ДНК, РНК, азотистые основания: аденин, гуанин, цитозин, тимин, уроцил; тРНК, рРНК, иРНК, нуклеотид.

Тип урока: комбинированный

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Проверка знаний учащихся.

Работа с тесовыми заданиями (проводится устно с комментариями ответов).

Задание 1. Выберите правильный ответ.

1.Какое из названных химических соединений не является биополимером?

а) белок; в) ДНК;

б) глюкоза; г) целлюлоза.

2. Какой из продуктов целесообразно давать уставшему марафонцу на дистанции для поддержки сил?

а) кусочек сахара;

б) немного сливочного масла;

в)кусок мяса;

г) гликоген.

3. В клетках животных запасным углеводом является:

а) целлюлоза;

б) крахмал;

в) глюкоза;

г) гликоген.

4. В каком из соединений химические связи между монометрами наиболее прочны?

а) в целлюлозе; б) в гликогене; в) в крахмале

5. Способность верблюдов хорошо переносить жажду объясняется тем, что жиры:

а) сохраняют воду в организме;

б) выделяют воду при окислении;

в) создают теплоизолирующий слой, уменьшающий испарение.

6. Наибольшее количество энергии выделяется при расщеплении одного грамма:

а) жира;

б) глюкозы;

в)белка.

7. Какое из указанных соединений имеет липидную природу?

а) гемоглобин;

б) инсулин;

в) тестостерон;

г) пенициллин.

8. В каком случае правильно написана формула молекулы глюкозы?

а) С₅H₁₂O₅

б) C₆H₁₀O₆

в) C₆H₁₂O₆

г) C₆H₁₂O₅

9. Клетки какого из названных организмов наиболее богаты углеводами?

а) клетки мышц человека;

б) клетки клубня картофеля;

в) клетки кожицы лука;

г) подкожная клетчатка медведя

10. Основным источником энергии для новорожденных млекопитающих является:

А) глюкоза; б) крахмал; в) гликоген; г) лактоза.

11. В каком из названных веществ растворяются липиды?

а) эфир; б) спирт; в) вода; г) соляная кислота.

12. Изменяемыми частями аминокислоты являются:

а) аминогруппа и карбоксильная группа;

б) радикал;

в) карбоксильная группа;

г) радикал и карбоксильная группа.

13. Первичная структура белка удерживается:

а) водородными связями;

б) пептидными связями;

в) гидрофобными связями;

г) дисульфидными связями.

14.молекулы белков отличаются друг от друга:

а) последовательностью чередования аминокислот;

б) количеством аминокислот в молекуле;

в) формой третичной структуры;

г) всеми указанными особенностями.

15. Какое из соединений не построено из аминокислот?

а) гемоглобин

б) гликоген

в) инсулин

г) альбумин

16. Как поступают в клетки животных незаменимых аминокислоты?

а) синтезируются в самих клетках;

б) поступают вместе с пищей;

в) поступают вместе с витаминами;

г) поступают всеми указанными путями.

17. Какие белки способствуют отторжению органов и тканей при их пересадке одного организма другому?

а) транспортные белки;

б) ферменты;

в) иммуноглобулины;

г) строительные белки;

18. В процессе биохимических реакций ферменты:

а) ускоряют реакции и сами при этом не изменяются;

б) ускоряют реакции и изменяются в результате реакции;

в) замедляют химические реакции, не изменяясь;

г) замедляют химические реакции, изменяясь.

19. Для лечения тяжелых форм сахарного диабета больным необходимо вводить:

а) гемоглобин; б) инсулин; в) антитела; г) гликоген;

20. От каких условий зависит действие ферментов в организме?

а) от температуры среды;

б) от pH среды;

в) от концентрации реагирующих веществ концентрации фермента;

г) от всех перечисленных условий.

Задание 2. Заполните пропуски в тексте:

В результате взаимодействия различных _______ спирализованная молекула белка образует ________ структуру, которая в свою очередь зависит от _______ структуры, то есть от _______ аминокислот в молекуле белка. Субъединицы (отдельные цели) некоторых белков образуют ______ структуру. Примером такого белка является ________.

Ключ:

Задание 1: 1-б, 2-а, 3-г, 4-а, 5-б, 6-а, 7-в, 8-в, 9-б, 10-г, 11-а, 12-б, 13-б, 14-г, 15-б, 16-б, 17-в, 18-а, 19-б, 20-г.

Задание 2: аминокислот, третичную, первичной, последовательности, четвертичную, гемоглобин.

III. Изучение нового материала.

1. Нуклеиновые кислоты впервые были обнаружены в ядрах клеток, в связи с чем и получили название. Есть два вида нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота ( ДНК) и рибонуклеиновая кислота ( РНК). Молекулы нуклеиновых кислот представляют собой очень длинные полимерные цепочки, мономерами которых являются нуклеотиды. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, моносахарида ( рибозы или дезоксирибозы) и остатка фосфорной кислоты.

Схема строения нуклеотида

Запомните: последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК всегда строго индивидуальна и неповторима для каждого биологического вида. Последовательность расположения нуклеотидов в молекуле ДНК определяет наследственную информацию клетки. Структуру молекулы ДНК раскрыли в 1953 г. ДЖ. Уотсон и Ф. Крик.

2.Сравнительная характеристика ДНК и РНК.

Нуклеотиды, входящие в состав РНК, содержат рибозу, одно из четырех азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин или уроцил (А,Г,Ц,У) и остаток фосфорной кислоты

Структура

Состоит из двух полинуклеотидных цепочек. Скрученных в виде двойной спирали в направлении слева направо. Нуклеотиды ( мономеры) одной из цепочек соединяются парами с нуклеотидами другой цепочки посредством соединения их азотистых оснований:

аденин(А) – с тимином (Т), гуанин (Г ) – с цитозином (Ц)

Функции

Носитель наследственной информации: участки ДНК, кодирующие определенный белок, являются генами. Обеспечивают синтез в клетке специфических для нее белков.

Типы РНК:

Информационные РНК (иРНК) – переносит информацию о первичной структуре белков;

Транспортные РНК (тРНК)- переносят аминокислоты к мету синтеза белка;

РибосомныеРНК(рРНК) – вместе с белками образуют мельчайшие органоиды клетки – рибосомы, в которых происходит синтез белка

3. Спецефические свойства ДНК

Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей. При этом способность нуклеотидов к избирательному соединению пары называются комплементарностью.

На свойстве комплементарности основана способность молекулы ДНК удваиваться. Процесс удвоения ДНК называется репликацией.

4.Закрепление изученного материала

Задание 1. . Фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующий состав: ГГГЦААТТЦА.

В соответствии с принципом комплементарности достройте фрагмент второй цепи ДНК.

Ответ:

Задание2. Какин изменения произойдут с данным участком ДНК при подготовке клетки к делению

Ответ:

Домашнее задание § 2

Задание. Достройте к данному участку ДНК участок иРНК. – Г – А – Ц – Т – А – Ц – А – А – Г –

Ответ:

К органическим веществам клетки относятся тест. Тест «Органические вещества. Сахароза – это

Тест по теме: «Органические вещества в клетке».
Общая биология 9 класс
Вариант 1.
Выберите один верный ответ.
1. Углерод как элемент входит в состав:
а) белков и углеводов
в) углеводов и липидов
б) углеводов и нуклеиновых кислот
г) всех органических соединений клетки
2. Главной особенностью белков, обеспечивающей выполнение ими разнообразных функций в
организме, является:
а) разнообразие форм: спиралевидные, складчатые, шарообразные;
б) белки – высокомолекулярные полимерные соединения;
в) огромное количество белков в организме.
3. Из названных химических соединений биополимером не является:
а) белок;
в) глюкоза;
б) дезоксирибонуклеиновая кислота;
г) целлюлоза
4.Среди перечисленных функций выберите функцию, которую не выполняют липиды.
а) транспортная;
б) строительная;
в) каталитическая;
г) главный энергетический резервуар клетки.
5. Способность верблюдов хорошо переносить жажду объясняется тем, что:
а) жиры сохраняют воду в организме;
б) жиры выделяют воду при окислении;
в) жиры создают теплоизолирующий слой, уменьшающий испарение;
г) организмы выработали привычку к обезвоживанию.
6. В клетках растений запасным углеводом является:
а) глюкоза; б) крахмал в) целлюлоза;
г) гликоген.
7. Правильным является утверждение:
а) все углеводы растворимы в воде, а липиды нерастворимы;
б) некоторые углеводы растворимы в воде, а липиды нерастворимы;
в) все углеводы и липиды – неполярные соединения;
г) все углеводы и липиды – полярные соединения;
8. Из аминокислот не состоит:
а) гемоглобин;
б) инсулин;
в) гликоген;
9. Все белки похожи:
а) последовательностью аминокислот
б) характером химических связей в молекуле
в) выбором аминокислот
г) молекулярной массой
10. Молекула РНК содержит азотистые основания:
а) аденин,гуанин,урацил,цитозин
б) тимин,урацил,аденин,гуанин
г) альбумин.
в) цитозин,гуанин,аденин,тимин
г) аденин,урацил,тимин,цитозин.
11.В составе РНК постоянным является соотношение нуклеотидов:
а) А+Г/Т+Ц
б) А+Г/У+Ц
в) А+У/Г+Ц
г) А/Г,У/Ц
12. Какой процент нуклеотидов с цитозином содержит ДНК, если доля его адениновых
нуклеотидов составляет 10% от общего числа?
а) 40%
в) 80%
б) 45%
г) 90%
13. Главной особенностью углеводов, обеспечивающей выполнение ими разнообразных функций
в организме, является:
а) разнообразие форм: спиралевидные, складчатые, шарообразные;
б) превышение количества молекул воды в сравнении с углеродом;
в) огромное разнообразие размеров.
14. Спирализация молекулы белка путем образования водородных связей характеризует структуру
белка: а) первичную
б) вторичную
в) третичную
г) четвертичную
15. Среди перечисленных функций выберите функцию, которую не выполняют белки.
а) защитная;
в) строительная;
б) каталитическая;
г) главный энергетический резервуар клетки.
16. Денатурация белка может быть вызвана:
а) высокой температурой;
в) облучением;
б) высоким давлением;
г) всеми перечисленными факторами.
17. Уставшему марафонцу на дистанции для поддержания сил целесообразнее давать:
а) кусочек сахара;
в) немного сливочного масла;
б) кусок мяса;
г) немного минеральной воды.
18. В клетках животных запасным углеводом является:
а) целлюлоза;
б) крахмал;
в) глюкоза; г) гликоген.
19. Наибольшее количество энергии выделяется при расщеплении одного грамма:
а) жира;
б) глюкозы;
в) белка;
г) целлюлозы.
20.Молекула ДНК содержит азотистые основания:
а) аденин,гуанин,урацил,цитозин
в) цитозин,гуанин,аденин,тимин
б) тимин,урацил,тимин,цитозин
г) аденин,урацил,тимин,цитозин
21.В составе ДНК постоянным является соотношение нуклеотидов
а) А+Г/Т+Ц
б) А+Т/Г+Ц
в) А+Ц/Т+Г
г) А/Г, Т/Ц
22 .Клетка содержит ДНК в:
а) ядре
б) ядре, цитоплазме и митохондриях
в) ядре и цитоплазме
г) ядре, митохондриях и хлоропластах
23. Выберите неверные утверждения.
а) целлюлоза образует стенки растительных клеток;
б) рибоза входит в состав нуклеиновых кислот;
в) главная функция белков – хранение и передача наследственной информации;
г) от количества углеводом зависят буферные свойства клеток.
24. В молекуле ДНК количество нуклеотидов с гуанином составляет 10?% от общего числа.
Сколько нуклеотидов с аденином содержится в этой молекуле?
а) 10%
в) 40%
б) 20%
г) 90%

Вариант 1

1.
Из названных соединений выберите структурный компонент белка:

а) нуклеотид б) аминокислота

в) глюкоза

2. Назовите белки-катализаторы:

а) гормоны б) ферменты

в) антиоксиданты

3. Какая химическая связь участвует в образовании первичной структуры белка?

7. Сахароза – это:

а) мономер б) полисахарид

в) дисахарид

8. Какое вещество не является углеводом?

а) лактоза б) целлюлоза

в) амилаза

9. Холестерин относится:

а) к липидам б) к нуклеотидам

в) к углеводам

10. У растений крахмал, а у животных:

а) хитин б) целлюлоза

в) гликоген

11. Установите соответствие между данным веществом и функциям, выполняемым данным веществом в клетке.

Вещества: Функции:

А) Белки 1. Энергетическая

Б) Углеводы 2. Структурная

В) Липиды 3. Запас питательных веществ

4. Защитная

5. Каталитическая

6. Транспортная

1. Среди органических компонентов клетки самыми важными являются углеводы.

2. Четвертичная структура характерна не для всех белков.

3. Глюкоза – это моносахарид.

4. Липиды – это вещества, хорошо растворимые в воде.

Тест «Органические вещества клетки» 10 класс

Вариант 2

1.
Сколько аминокислот образует все многообразие белков?

2. Мономером белков является:

а) нуклеотид б) глюкоза

в) аминокислота

3. Мономером крахмала является:

а) нуклеотид б) глюкоза

в) глицерин

4. Белки, регулирующие скорость и направление химических реакций в клетке:

в) ферменты

5. Последовательность мономеров в полимере называется:

а) первичная структура б) вторичная структура

в) третичная структура

6. Белки, не содержащие небелковых частей:

а) гормоны б) протеины

в) ферменты

7. Лактоза — это:

а) полимер б) мономер

в) молочный сахар

8. Аминокислоты, которые не синтезируются в клетках человека, называются:

а) незаменимые б) невосполнимые

в) непоправимые

9.
Как по-русски называется целлюлоза?

а) крахмал б) клетчатка

в) вискоза

10. Третичная структура имеет конфигурацию:

а) спирали б) складок

в) глобулы

11. Установите соответствие между веществом и классом углеводов:

Класс углеводов: Вещество:

А) моносахариды 1. рибоза

Б) олигосахариды 2. крахмал

В) полисахариды 3. лактоза

5. сахароза

6. целлюлоза

12. Выберите верные утверждения:

1. Белки – высокомолекулярные органические соединения.

2. Утрата белковой молекулой своей природной структурой называется ренатурация.

3. Основная функция углеводов – строительная.

4. Воска является составным компонентом клеточных мембран.

ТЕСТЫ ПО ТЕМЕ «ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА КЛЕТКИ»

Вариант1.

Выбери один ответ:

Сколько аминокислот образует все многообразие белков?

А) 26 б) 20 в) 40 г)420

Какая функциональная группа аминокислот придает ей свойства кислые, а какие — щелочные?

А) кислые – карбоксильная, щелочные — радикал

Б) кислые — радикал, щелочные — аминогруппы.

В) кислые — карбоксильная группа, щелочная — аминогруппа.

Г) кислые — аминогруппа, щелочные — радикал.

3. Какую структуру имеет молекула гемоглобина?

А) первичную б)вторичную в)третичную г) четвертичную

4. Какие связи стабилизируют первичную структуру?

А) эритроциты б) лимфоциты в) фагоциты г) тромбоциты.

10. Если цепь ДНК содержит 28 % нуклелотидов А, то чему должно равняться количество Г?

А) 28 % б)14 % в) 22 % г) 44 %.

Выбери несколько ответов:

11. Белки в клетке выполняют следующие функции:

А) структурную б) защитную в) транспортную г) запасную д) хранения и передачи

12. Какие элементы входят в состав белков?

А) кислород б) магний в) железо г) углерод д) азот е) сера

Тесты по теме «ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА КЛЕТКИ»

ВАРИАНТ 2.

Выбери один верный ответ:

Как поступают в клетки животных незаменимые аминокислоты?

а) синтезируются в самих клетках б) поступают вместе с пищей в)поступают вместе с витаминами г) поступают всеми указанными путями.

В процессе биохимических реакций ферменты:

А) ускоряют реакции и сами при этом не изменяются б) ускоряют реакции и сами изменяются в) замедляют химические реакции, не изменяясь г) замедляют реакции, сами изменяясь.

3. Для лечения тяжелых форм сахарного диабета больным необходимо вводить:

А)гемоглобин б) инсулин в) антитела г) гликоген

4.Молекулы белков отличаются друг от друга: а) последовательностью чередования аминокислот б) количеством аминокислот в) структурой г) все ответы верны

5. Какое из соединений не построено из аминокислот? А) гемоглобин б) гликоген

6. Изменяемыми частями аминокислот являются:

А)аминогруппа и карбоксильная группа б) радикал в) карбоксильная группа г) радикал и карбоксильная группа.

7. Мономерами РНК являются: а) азотистые основания б) рибоза и дезоксирибоза в) азотистые основания и фосфатные группы г) нуклеотиды

8.В реакцию с аминокислотами вступает: а) т-РНК б) и-РНК в)_р-РНК г)ДНК

9. Строительный углевод растительных клеток? А) хитин б) крахмал в) целлюлоза г) гликоген д)молочный сахар

10.Какое органическое вещество более энергоемкое? А)углеводы б)белки в) жиры

11. Модель строения молекулы ДНК предложили:

А) Шлейден и Шванн б) Мендель и Морган в) Уотстон и Крик г) Дарвин и Уоллес

12. Каковы размеры ДНК? А) ширина 20 мкм, длина до 8 см б) ширина 2 мкм, длина до 8 см в) ширина 20 нм, длина до 8 см, г) ширина 2 нм, длина до 8 см.

13. Фрагмент ДНК содержит 30 000 нуклеотидов А. происходи репликация ДНК, сколько А — и Т — нуклеотидов для этого потребуется? А) А-60 000, Т — 60 000.

Б)А — 30000, Т — 30 000. в) А-15 000, Т — 15 000 г) данных для ответа недостаточно.

14. Где в клетках эукариот содержится ДНК?

А) в ядре б) в рибосомах в) в комплексе Гольджи г) в цитолпазме

Вариант 1.

1. Какие из перечисленных углеводов относят к моносахаридам?

2. Какие из перечисленных углеводов относят к полисахаридам?

А) крахмал б) гликоген в) глюкоза г) рибоза д) мальтоза

Е) лактоза ж) целлюлоза з) дезоксирибоза

3. Какие из перечисленных углеводов относят к дисахаридам?

А) крахмал б) гликоген в) глюкоза г) рибоза д) мальтоза

Е) лактоза ж) целлюлоза з) дезоксирибоза

7. Какие функции выполняют липиды?

8. В каком порядке будут расщепляться вещества при длительном голодании, например спящего зимой медведя?

А) белки б) жиры в) углеводы

Тестирование по теме «Углеводы. Липиды»

Вариант 2.

Выберите несколько верных ответов:

1. Какие функции выполняют липиды?

А) структурную б) энергетическую в) теплоизолирующую г) запасающую.

2. В каком порядке будут расщепляться вещества при длительном голодании, например спящего зимой медведя?

А) белки б) жиры в) углеводы

Какие из перечисленных углеводов относят к моносахаридам?

А) крахмал б) гликоген в) глюкоза г) рибоза д) мальтоза

Е) лактоза ж) целлюлоза з) дезоксирибоза

4. Какие функции выполняют углеводы?

А) структурную б) энергетическую в) каталитическую г) запасающую

5. При полном сгорании 1 г вещества выделилось 38,9 кДж энергии. Какое вещество сгорело? А) углеводы б) жиры в)белки г) не углеводы и не липиды.

6. Какие вещества образуют клеточную мембрану?

А) углеводы б) жиры в) воски г) липиды.

7. Какие из перечисленных углеводов относят к полисахаридам?

А) крахмал б) гликоген в) глюкоза г) рибоза д) мальтоза

Е) лактоза ж) целлюлоза з) дезоксирибоза

8. Какие из перечисленных углеводов относят к дисахаридам?

А) крахмал б) гликоген в) глюкоза г) рибоза д) мальтоза

Е) лактоза ж) целлюлоза з) дезоксирибоза

Тест «Органические вещества»

1. Что относится к органическим веществам?

А) вода, сода

Б) белки, нуклеиновые кислоты

В) гидроксиды, сахара

Г) соли, жиры

2. К свойству белков относится?

А) буферность

Б) термолабильность

В) адсорбция

Г) десорбция

3. Функции углеводов…

А) строительная, энергетическая

Б) массовая, транспортабельная

В) оздоровительная, теплообменная

Г) газообменная, информационная

4. Липиды состоят из…

А) серная кислота + углевод

Б) глюкоза + вода

В) жирные кислоты + глицерин

Г) жир + соляная кислота

5. Передачу наследственной информации из поколения в поколение осуществляет…

6. Как расшифровывается И

-РНК?

А) изменчивая

Б) инертная

В) избыточная

Г) информационная

7. Биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты называют…

Б) сахара

Г) нуклеиновые кислоты

8. К функциям белков относятся…

А) энергетическая

Б) электрическая

В) энергосберегающая

Г) экономическая

9. Углеводы делятся на…

А) трисахара

Б) дисахара

В) тетрасахара

Г) мегосахара

10. Природными высокомолекулярными органическими соединениями, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации в живых организмах называют…

А) липиды

Б) нуклеиновые кислоты

В) углеводы

Балабанова Наталья Леонтьевна
Учебное заведение:
Средняя общеобразовательная школа №35, город Каменск- Уральский, Свердловской область.
Краткое описание работы:

Дата публикации:
2016-12-06

Тест по теме «Органические вещества клетки»

Балабанова Наталья Леонтьевна

Тест включает вопросы по основным органическим веществам -белкам, липидам,углеводам и нуклеиновым кислотам. С1-24 задание выбор из 4 ответов -один.

Просмотреть свитедельство о публикации

1
.Среди перечисленных функций выберите функцию, которую не выполняют липиды.

а) транспортная; б) строительная;

в) каталитическая; г) главный энергетический резервуар клетки.

2
. Способность верблюдов хорошо переносить жажду объясняется тем, что:

а) жиры сохраняют воду в организме;

б) жиры выделяют воду при окислении;

в) жиры создают теплоизолирующий слой, уменьшающий испарение;

г) организмы выработали привычку к обезвоживанию.

3
. В клетках растений запасным углеводом является:

а) глюкоза; б) крахмал в) целлюлоза; г) гликоген.

4
. Правильным является утверждение:

а) все углеводы растворимы в воде, а липиды нерастворимы;

б) некоторые углеводы растворимы в воде, а липиды нерастворимы;

в) все углеводы и липиды – неполярные соединения;

г) все углеводы – гидрофильные вещества;

5
. Из аминокислот не состоит:

а) гемоглобин; б) инсулин; в) гликоген; г) альбумин.

6
. Молекула РНК содержит азотистые основания:

б) тимин,урацил,аденин,гуанин г) аденин,урацил,тимин,цитозин.

7
.В составе РНК постоянным является соотношение нуклеотидов:
а) А+Г/Т+Ц б) А+Г/У+Ц в) А+У/Г+Ц г) А/Г,У/Ц

8
. Какой процент нуклеотидов с цитозином содержит ДНК, если доля его адениновых
нуклеотидов составляет 10% от общего числа?

а) 40% в) 80% б) 45% г) 90%

9
. Среди перечисленных функций выберите функцию, которую не выполняют белки.

а) защитная; в) строительная;

б) каталитическая; г) главный энергетический резервуар клетки.

10
. Уставшему марафонцу на дистанции для поддержания сил целесообразнее давать:

а) кусочек сахара; в) немного сливочного масла;

б) кусок мяса; г) немного минеральной воды.

11
. В клетках животных запасным углеводом является:

а) целлюлоза; б) крахмал; в) глюкоза; г) гликоген.

12
. Наибольшее количество энергии выделяется при расщеплении одного грамма:

а) жира; б) глюкозы; в) белка; г) целлюлозы.

13
.Молекула ДНК содержит азотистые основания:
а) аденин,гуанин,урацил,цитозин в) цитозин,гуанин,аденин,тимин

б) тимин,урацил,тимин,цитозин г) аденин,урацил,тимин,цитозин

14
.В составе ДНК постоянным является соотношение нуклеотидов
а) А+Г/Т+Ц б) А+Т/Г+Ц в) А+Ц/Т+Г г) А/Г, Т/Ц

15
.Клетка содержит ДНК в:
а) ядре в) ядре и цитоплазме

б) ядре, цитоплазме и митохондриях г) ядре, митохондриях и хлоропластах

16

Выберите неверные утверждения.

а) целлюлоза образует стенки растительных клеток;

б) рибоза входит в состав нуклеиновых кислот;

в) главная функция белков – хранение и передача наследственной информации;

г) от количества углеводом зависят буферные свойства клеток.

17. Основным источником энергии для новорожденных млекопитающих является:

А) глюкоза; в) крахмал;

Б) гликоген; г) лактоза.

18. Какое из указанных соединений имеет липидную природу?

а) гемоглобин; б) инсулин; в) тестостерон; г) пенициллин.

19. В каком случае привильно написана формула молекулы глюкозы?

а) С5Н12О5; б) С6Н10О6; в) С6Н12О6; г) С6Н12О5.

20.Клетки какого из указанных организмов наиболее богаты углеводами?

А) клетки мышц человека; в) клетки кожицы лука;

б) клетки клубня картофеля; г) подкожная клетчатка медведя.

21. В каком из названных веществ растворяются липиды?

А) эфир; б) спирт; в) вода; г) соляная кислота.

22 .В процессе биохимических реакций ферменты:

А) ускоряют реакции и сами при этом не изменяются;

Б) ускоряют реакции и изменяются в результате реакции;

В) замедляют химические реакции, не изменяясь;

Питательные вещества, на которые больше всего необходимо обращать внимание веганам

Рацион веганов содержит питательные вещества, получение которых требует особого внимания. Наиболее часто присутствует дефицит витамина В₁₂ и D, а также йода, поэтому необходимо тщательно продумать, откуда организм будет их получать. Веганам также необходимо обратить внимание на употребление достаточного количества кальция, селена, омега-3 жирных кислот и витамина А. Получение необходимого количества белков (включая все незаменимые аминокислоты), витамина В₂, железа и цинка обеспечивается, если при составлении меню исходят из принципа сбалансированности (употребление разных продуктов из всех групп продуктов растительного происхождения), а также других принципов растительного питания, указанных выше.

Витамин B₁₂

Источниками витамина В₁₂ для веганов являются пищевые добавки и продукты, обогащенные этим витамином. Ни один необогащенный пищевой продукт неживотного происхождения не содержат витамина В₁₂ в усвояемой для организма форме. Примерами продуктов, обогащенных витамином B₁₂, являются соответствующие растительные напитки и дрожжевые хлопья.

Витамин D

Витамин D способен до некоторой степени вырабатываться организмом человека под воздействием солнечного излучения. В наших широтах на это можно рассчитывать только в летние месяцы, в других случаях лучшими источниками, безусловно, являются пищевые добавки. Хотя витамин D добавлен, например, в обогащенные растительные напитки, содержащиеся в нем количества недостаточны для удовлетворения потребности. Поскольку витамин D является жирорастворимым витамином, употребление только воды, обогащенной витамином D (и других напитков без или с минимальным содержанием жирных кислот), не помогает пополнить запасы организма.

Исходя из этого рекомендуется круглогодично принимать масло с витамином D в качестве пищевой добавки.

Для веганов подходит произведенный из лишайника витамин D₃, а также витамин D₂.

Йод

Веганы имеют три хороших источника йода: морские водоросли, йодированная соль и йодсодержащие пищевые добавки. Если ни один из этих трех не входит в повседневный рацион, потребление йода веганами может быть недостаточным и, вероятно, будет составлять только от одной трети до половины рекомендуемого количества.

Количество в водорослях может значительно варьироваться в зависимости от вида, а также внутри конкретного вида, поэтому следует знать содержание йода в конкретном продукте, чтобы избежать как чрезмерного, так и недостаточного его потребления. Из-за высокой вариабельности содержания йода не рекомендуется полагаться для получения йода исключительно на водоросли.

Для значительной части населения мира проблема получения достаточного количества йода была решена путем использования йодированной соли, и во многих странах йодирование соли является обязательным. Если и добавлять соль, то следует отдавать предпочтение йодированному варианту. Однако, поскольку люди обычно потребляют слишком много соли, это может быть не лучшим способом удовлетворения потребности в йоде. Таким образом, пищевые добавки с содержанием йода являются наиболее удобным и легким решением для веганов, так как содержат определенное количество йода и, таким образом, предотвращается чрезмерное употребление соли.

Железо

При получении железа, все группы продуктов растительного происхождения работают единым целом. Бобовые, орехи, семена и злаки являются хорошими источниками железа, а фрукты и овощи, богатые витамином С, помогают лучше усваивать негемовое железо, если употреблять их в тот же прием пищи, что и продукты, богатые железом. Людям с риском дефицита железа рекомендуется избегать употребления чая, кофе и какао во время приема пищи, так как содержащиеся в них соединения препятствуют усвоению железа. Следует также учитывать, что железо в продуктах растительного происхождения усваивается хуже, и, следовательно, потребность в железе может быть несколько выше, чем у всеядных людей. Лучшими источниками железа растительного происхождения являются семена, бобовые, изюм, хлеб, цельнозерновые продукты, гречка и клубника.

Кальций

Кальций содержится почти во всех продуктах растительного происхождения, хотя в основном в небольших количествах. Веганы могут удовлетворить свои потребности в кальции, если будут употреблять в пищу растения, богатые кальцием. Хотя содержание кальция может быть значительным в случае некоторых растений, следует иметь в виду, что они могут содержать соединения, которые затрудняют усвоение кальция. Потребление обогащенных растительных напитков и тофу, обогащенного солями кальция, облегчает получение достаточного количества кальция. Витамин D способствует усвоению кальция.

Кальций содержат, например, большинство зеленых листовых овощей, брокколи, миндаль и другие орехи, тахини, семена кунжута и чиа, инжир, апельсины, мандарины, белая садовая фасоль, соя, нут.

Селен

Содержание селена в продуктах зависит от почвы произрастания. Поскольку почвы в Северной Европе довольно бедны селеном, для обеспечения необходимого количества местным веганам рекомендуется есть несколько бразильских орехов в день. Семена подсолнечника также являются хорошим источником селена.

Цинк

Лучшими источниками цинка являются те части растения, c которых начинается новая жизнь, такие как бобовые, орехи, семена и злаки. В растениях есть соединения, которые ухудшают усвоение организмом цинка, поэтому рекомендуемое количество потребления цинка для веганов несколько выше (25–30%) по сравнению с рекомендациями в случае всеядного питания.

Незаменимые жирные кислоты

Альфа-линоленовая кислота (ALA) – незаменимая омега-3 жирная кислота, содержащаяся в продуктах растительного происхождения. Дневную потребность ALA покрывает примерно одна столовая ложка молотого льняного семени или целых семян чиа или конопли, горстка грецких орехов или 2-3 столовые ложки рапсового масла, добавленные при приготовления пищи. Организм человека использует ALA для производства длинноцепочечных омега-3 жирных кислот: эйкозапентаеновой кислоты (EPA) и докозагексаеновой кислоты (DHA). Эффективность превращения ALA в длинноцепочечные жирные кислоты (EPA и DHA) зависит от пола, возраста и индивидуальных особенностей, а также от питания. Низкое содержание энергии в пище, недостаточное получение белков, витамина B₆, биотина, кальция, меди, магния или цинка, а также высокий уровень линолевой кислоты (LA, омега-6 жирных кислот) и содержание транс-жиров в рационе ухудшают синтез EPA и DHA. Поскольку меню вегетарианцев может содержать большое количество LA (из орехов, семян, злаков и растительных масел), чтобы достичь оптимального соотношения омега-жирных кислот и способствовать превращению ALA в длинноцепочечные омега-3 жирные кислоты, необходимо ограничить потребление богатых омега-6 жирными кислотами масел (подсолнечное, кукурузное, соевое, сафлоровое масло), тропических масел с высоким содержанием насыщенных жирных кислот (кокосовое, пальмовое и пальмоядровое масла) и транс-жиров. DHA является важным компонентом нервных клеток и мембран сетчатки глаза, поэтому потребление необходимого количества DHA особенно важно во время беременности и кормления грудью, а также для здоровья мозга в пожилом возрасте, поэтому веганам рекомендуется потреблять 2-3 раза в неделю 250 мг масла микроводорослей, богатого DHA.

Витамин А

Все источники витамина А – животного происхождения, но растительная пища содержит бета-каротин – вещество-предшественник витамина А, и в организме бета-каротин превращается в витамин А. Наиболее концентрированными источниками бета-каротина являются морковь и батат, а также темно-зеленые листовые овощи, такие как капуста и все виды зеленых, красных, темно-желтых фруктов и овощей. Если они не включены в меню на регулярной основе, возможно, не обеспечивается получение достаточного количества витамина А. Также необходимо учитывать, что для усвоения бета-каротина организму необходимы жиры.

Белки, в т.ч. незаменимые аминокислоты

Содержание белка в продуктах растительного происхождения обычно ниже, чем в продуктах животного происхождения. Кроме того, усвояимость растительных белков хуже, чем у белков животного происхождения из-за некоторых соединений, содержащихся в растениях. Поэтому в периоды повышенной потребности в белке (беременность, кормление грудью) особенно важно обращать внимание на достаточное потребление белка. Рекомендуется варьировать различные источники белка растительного происхождения, чтобы обеспечить получение достаточного количества различных незаменимых аминокислот. Самыми богатыми для вегетарианцев источниками белка, включая незаменимые аминокислоты, являются бобовые (бобы, горох, чечевица, соя), орехи и семена, злаки, гречка и киноа. В случае сбалансированного и разнообразного питания получение достаточного количества белков и всех незаменимых аминокислот не будет для веганов проблемой.

Витамин B₂

Сбалансированный и разнообразный растительный рацион обычно содержит достаточно витамина В₂. Лучшими источниками большинства витаминов группы В являются дрожжевые хлопья, источниками витамина В₂ – грибы, миндаль, кешью, зеленые листовые овощи, брокколи и обогащенные растительные напитки.

Клетчатка

Вегетарианское меню, в основе которого лежат натуральные продукты с высоким содержанием клетчатки, такие как цельнозерновые продукты, фрукты и овощи (включая бобовые), ягоды и орехи, обычно содержит достаточно клетчатки. Однако большое количество клетчатки, содержащееся в продуктах растительного происхождения, и некоторые другие вещества могут препятствовать усвоению белков и/или ухудшению усвоения некоторых минеральных веществ.

Сводные рекомендации для вегетарианцев по предотвращению дефицита питательных веществ.

Контрольная работа по теме Углеводы, липиды, белки

Углеводы, липиды, белки (контрольная работа для профильного 11
класса)

1. Выберите правильный ответ

а) белок

б) глюкоз

в) ДНК

г) целлюлоза

2. Какой из продуктов целесообразно давать уставшему марафонцу
на дистанции для поддержания сил?

а) кусочек сахара

б) немного сливочного масла

в) кусочек мяса

г) немного минеральной воды

3. В клетках животных запасным углеводом является:

а) целлюлоза

б) крахмал

в) глюкоза

г) гликоген

4. В каком соединении химические связи между мономерами наиболее
прочны?

А) целлюлоза

Б) гликоген

В) крахмал

5. Способность верблюдов хорошо переносить жажду объясняется
тем, что жиры:

А) сохраняют воду в организме

Б) выделяют воду при окислении

В) создают теплоизолирующий слой, уменьшающий испарение

6. Наибольшее количество энергии выделяется при расщеплении 1
грамма:

А) жира

Б) глюкозы

В) белка

7. Какое из указанных соединений имеет липидную природу?

А) гемоглобин

Б) инсулин

В) тестостерон

Г) хитин

8. В каком случае правильно написана формула глюкозы?

АС₅Н₁₂О₅

Б) С₆Н₁₀О₆

В) С₆Н₁₂О₆

Г) С₆Н₁₂О₅

9. Клетки какого из названных организмов наиболее богаты
углеводами?

А) клетки мышц человека

Б) клетки клубня картофеля

В) клетки кожицы лука

Г) подкожная клетчатка медведя

10. Основным источником энергии для новорожденных млекопитающих
является:

А) глюкоза

Б) крахмал

В) гликоген

Г) лактоза

11. В каком из названных веществ растворяются липиды?

А) эфир

Б) спирт

В) минеральная вода

Г) соляная кислота

12. Изменяемыми частями аминокислоты являются:

А) аминогруппа и карбоксильная группа

Б) радикал

В) карбоксильная группа

Г) радикал и карбоксильная группа

13. Первичная структура белка удерживается:

А) водородными связями

Б) пептидными связями

В) гидрофобными связями

Г) дисульфидными связями

14. Молекулы белка отличаются друг от друга:

А) последовательностью чередования аминокислот

Б) количеством аминокислот в молекуле

В) формой третичной структуры

Всеми указанными особенностями

15. Какое соединение не построено из аминокислот?

А) гемоглобин

Б) гликоген

В) инсулин

Г) альбумин

16. Как поступают в клетки незаменимые аминокислоты?

А) синтезируются в самих клетках

Б) поступают вместе с пищей

В) поступают с витаминами

Г) поступают всеми указанными способами

17. Какие белки способствуют отторжению органов и тканей при
пересадке от одного организма к другому?

А) транспортные белки

Б) ферменты

В) иммуноглобулины

Г) гормоны

18. В процессах биохимических реакций ферменты:

А) ускоряют реакции и сами при этом не изменяются

Б)Ускоряют реакции и сами при этом изменяются

В) замедляют химические реакции

19. Для лечения тяжёлых форм сахарного диабета больным
необходимо вводить:

А) тироксин

Б) инсулин

В) билирубин

Г) гликоген

20. От каких условии зависит действие ферментов в организме?

А) от температуры среды

Б) от рН среды

В) от концентрации реагирующих веществ и фермента

Г) от всех выше перечисленных условий

2.Заполните пропуски в тексте

В результате взаимодействия различных ________ спирализованная
молекула белка образует __________ структуру, которая в свою
очередь зависит от _________ структуры, то есть от ___________
аминокислот в молекуле белка. Субъединицы ( отдельные цепи)
некоторых белков образуют ___________ структуру. Примером такого
белка является________ .

Ответы:

Задание № 1

Задание 2

1. аминокислот,

2. вторичную,

3. первичной,

4. последовательности

5. четвертичную

6. гемоглобин

2

Разработка урока «Нуклеиновые кислоты» 9 класс | План-конспект урока по биологии (9 класс):

Биологические полимеры – нуклеиновые кислоты

Задачи: сформировать знания об особой роли нуклеиновых кислот в живой природе

-хранение и передача наследственной информации; охарактеризовать особенности строения и функций молекулы ДНК; раскрыть механизм удвоения ДНК; сформировать умение схематично изображать этот процесс.

Элементы содержания:  нуклеиновые кислоты

Тип урока: изучение нового материала.

Оборудование:  ЭОР, ЦОР, таблица строение ДНК, модель молекулы ДНК; тестовые задания

Ход урока

1. Организационный момент

I.Проверка знаний.

Работа с тесовыми заданиями (проводится устно с комментариями ответов).

Задание 1. Выберите правильный ответ.

1. Какое из названных химических соединений не является биополимером?

а) белок;                    в) ДНК;

б) глюкоза;                г) целлюлоза.

     2. Какой из продуктов целесообразно давать уставшему марафонцу на дистанции для поддержки сил?

а) кусочек сахара;

б) немного сливочного масла;

в)кусок мяса;

г) гликоген.

3. В клетках животных запасным углеводом является:

а) целлюлоза;

б) крахмал;

в) глюкоза;

г) гликоген.

4. В каком из соединений химические связи между монометрами  наиболее прочны?

а) в целлюлозе;        б) в гликогене;          в) в крахмале

5. Способность верблюдов хорошо переносить жажду объясняется тем, что жиры:

а) сохраняют воду в организме;

б) выделяют воду при окислении;

в) создают теплоизолирующий слой, уменьшающий испарение.

6. Наибольшее количество энергии выделяется при расщеплении одного грамма:

а) жира;

б) глюкозы;

в)белка.

7. Какое из указанных соединений имеет липидную природу?

а) гемоглобин;

б) инсулин;

в) тестостерон;

г) пенициллин.

8. В каком случае правильно написана формула молекулы глюкозы?

а) С5h22O5

б) C6h20O6

в) C6h22O6

г) C6h22O5

9. Клетки какого из названных организмов наиболее богаты углеводами?

а) клетки мышц человека;

б) клетки клубня картофеля;

в) клетки кожицы лука;

г) подкожная клетчатка медведя

10. Основным источником энергии для новорожденных млекопитающих является:

А) глюкоза;      б) крахмал;      в) гликоген;     г) лактоза.

11. В каком из названных веществ растворяются липиды?

а) эфир;    б) спирт;      в) вода;      г) соляная кислота.

12. Изменяемыми частями аминокислоты являются:

а) аминогруппа и карбоксильная группа;

б) радикал;

в) карбоксильная группа;

г) радикал и карбоксильная группа.

13. Первичная структура белка удерживается:

а) водородными связями;

б) пептидными связями;

в) гидрофобными связями;

г) дисульфидными связями.

14.молекулы белков отличаются друг от друга:

а) последовательностью чередования аминокислот;

б) количеством аминокислот в молекуле;

в) формой третичной структуры;

г) всеми указанными особенностями.

15. Какое из соединений не построено из аминокислот?

а) гемоглобин

б) гликоген

в) инсулин

г) альбумин

16. Как поступают в клетки животных незаменимых аминокислоты?

а) синтезируются в самих клетках;

б) поступают вместе с пищей;

в) поступают вместе с витаминами;

г) поступают всеми указанными путями.

17. Какие белки способствуют отторжению органов и тканей при их пересадке одного организма другому?

а) транспортные белки;

б) ферменты;

в) иммуноглобулины;

г) строительные белки;

18. В процессе биохимических реакций ферменты:

а) ускоряют реакции и сами при этом не изменяются;

б) ускоряют реакции и изменяются в результате реакции;

в) замедляют химические реакции, не изменяясь;

г) замедляют химические реакции, изменяясь.

19. Для лечения тяжелых форм сахарного диабета больным необходимо вводить:

а) гемоглобин;   б) инсулин;     в) антитела;      г) гликоген;

20. От каких условий зависит действие ферментов в организме?

а) от температуры среды;

б) от pH среды;

в) от концентрации реагирующих веществ концентрации фермента;

г) от всех перечисленных условий.

Задание 2. Заполните пропуски в тексте:

В результате взаимодействия различных _______ спирализованная молекула белка образует ________ структуру, которая в свою очередь зависит от _______ структуры, то есть от _______ аминокислот в молекуле белка. Субъединицы  (отдельные цели) некоторых белков образуют ______ структуру. Примером такого белка является ________.

Ключ:

Задание 1: 1-б, 2-а, 3-г, 4-а, 5-б, 6-а, 7-в, 8-в, 9-б, 10-г, 11-а, 12-б, 13-б, 14-г, 15-б, 16-б, 17-в, 18-а, 19-б, 20-г.

Задание 2: аминокислот, третичную, первичной, последовательности, четвертичную, гемоглобин.

II. Изучение нового материала.

1. Локализация нуклеиновых кислот в клетках; нуклеиновые кислоты – биополимеры, состоящие из мономеров – нуклеотидов. (Рассказ учителя с использованием таблицы.)

Нуклеиновые кислоты (от лат. Nucleus – ядро)

        Фосфор содержащие органические соединения, гетерополимеры, обеспечивают хранение и передачу наследственной информации. Открыл Мишер, 1869 г. (лейкоциты, сперматозоиды). Могут находиться в ядре, цитоплазме, митохондриях, пластидах. Нуклеиновые кислоты – биополимеры, мономер – нуклеотид:

        фосфат                                                фосфоэфирная связь

        пентоза

(дезоксирибоза, рибоза)

        азотистое основание                                N – гликозидная связь

пурины                1 кольцо

2 кольца                Ц (цитозин),

А (аделин),                Т (тимин),

Г (гуанин)                У (урацил)

        2.Дезоксирибонуклеиновая кислота – нерегулярный полимер, состоящий из двух полинуклеотидных цепей. Структуры молекулы ДНК – двойная спираль. Типы связей, обеспечивающих формирование одноцепочной, двуцепочной и спиральной структуры ДНК. Комлементарность нуклеотидов. (Беседа с использованием таблиц и модели ДНК.)

ДНК

двойная спираль пар комплементарных антипараллельных полинуклеотидных цепей;

мономер – дезоксирибонуклеотид: фосфат, дезоксирибоза, азотистые основаня: А,Т, Ц, Г.

Уровни организации молекулы ДНК

1.Первичная структура – полинуклеотидная цепь (109 нуклеотидов): 3,5-фосфодиэфирная связь (между С3-атомом одной молекулы дезоксирибозы и С5-атомом следующей)

   5

Фосфодиэфирный мостик между 3,5 атомами С

       5

2.Вторичная структура – двойная спираль

Две полинуклеотидные цепи удерживаются посредством водородных связей между азотистыми основаниями параллельных цепей. Для постоянства шага спирали кадая пара включает одно пуриновое и одно пиримидиновое основание (2+1=3 кольца), причем между А и Т – 2 водородные связи, между Ц и Г – 3 водородные связи.

Цепи антипараллельны, так как одна образуется в направлении от 5!!!!!!!!!!

Цепи комплементарны из-за спаривания оснований: А = Т; Ц  Г. Последовательность оснований одной цепи автоматически определяет последовательность оснований другой цепи.

Правило Чаргаффа (1951 г.): сумма пуриновых оснований (А, Г) в ДНК всегда равна сумме пиримидиновых (Ц, Т). Количество А= количеству Т, а количество Г= Т количеству Ц.

1953 г. Уотсон и Крик расшифровали структуру ДНК.

Шаг спирали – 3,4 нм, между нуклеотидами – 0,34 нм, в каждом шаге – 10 нуклеотидов, диаметр спирали – 2 нм.

3.Третичная структура ДНК – нуклеопротеиды – соединение ДНК с белками.

При соединении ДНК с белками-гистонами степень спирализации молекулы ДНК повышается – возникает суперспираль ДНК, толщина которой возрастает, а длина сокращается.

При изменении условий ДНК, подобно белкам, может подвергаться денатурации, называемой плавлением. При возврате к нормальным условиям ДНК ренатурирует.

3. Изменения, происходящие с молекулой ДНК на основе принципа комплементарности. Редупликация ДНК. Функции ДНК в клетке и организме.

Репликация (редупликация) – самоудвоение ДНК.

Спираль ДНК раскручивается из-за разрыва водородных связей. На каждой из цепей по принципу комплементарности синтезируется новая цепь ДНК из свободных нуклеотидов ядра – фермент ДНК – полимераза. Однако в 1967 г. Корнберг показал что, ДНК-полимераза движется в направлении 5- 3. Поскольку цепи антипараллельны, ДНК –полимераза непрерывно строит только одну новую цепь. Другая – короткими участками, которые потом сшивает фермент ДНК – лигаза.

Функции ДНК: хранение, передача, воспроизведение генетической информации в ряду поколений, ДНК содержит информацию о первичной структуре белка.

III. Закрепление знаний.  

Практическая работа «Решение задач по молекулярной биологии».

Задача 1. На фрагменте одной цепи ДНК нуклеотиды расположены в такой последовательности: А-А-Г-Т-Ц-Т-А-Ц-Г-Т-А-Г…

А) Нарисуйте схему структуры двуцепочной молекулы ДНК.

Б) Объясните, каким свойством ДНК вы при этом руководствовались?

В) Какова длина этого фрагмента ДНК?

Г) сколько водородных связей в данном фрагменте ДНК,

Решение.

А)

Б) комплементарностью.

В) 12*0,34=4,08 (нм).

Г) Между А и Т две водородные связи, поэтому 7*2=14.

Между Г и Ц три водородные связи, поэтому 5*3=15.

Всего 29 водородных связей.

Задача 2. В одной молекуле ДНК Т составляет 16% от общего количества нуклеотидов. Определите количество (в%) каждого из остальных видов нуклеотидов.

Решение.

Здесь нужно руководствоваться: (А+Т)+(Г+Ц)=100% и по правилу Чаргаффа А=Т; Г=Ц.

Таким образом, Т-16%, значит А-16%, А+Т=32%; 100-32=68%, что приходится на Ц+Г, поэтому Ц=34% и Г=34%.

Задача 3. Сколько содержится Т, А, Ц нуклеотидов в отдельности во фрагменте молекулы ДНК, если в нем обнаружено 880 Г, которые составляют 22% от их общего количества. Какова длина этого фрагмента ДНК?

Решение.

1. 880-Г, что составляет 22%;

880-22%

х-100%, (всего нуклеотидов)

2. 4000 – (800+880)=2240; А – 1120, или 28%; Ц – 880, или 22%. Длина данного фрагмента = 680 нм.
3. 100-44=56; А и Т по 28%.
4. 2000*0,34=680 (нм).

Ответ: Т=1120, или 28%; А=1120, или 28%; Ц – 880, или 22%. Длина данного фрагмента = 680 нм.

Домашнее задание: записи в тетради, соответствующий материал в учебнике. Решение задач.

А) Нарисуйте схему структуры двуцепочной молекулы ДНК.

Б) Объясните, каким свойством ДНК при этом руководствовались, В) Какова длина этого фрагмента ДНК? Г) Сколько водородных связей в данном фрагменте ДНК?

2. В одной молекуле ДНК Г составляет 24% от общего количества нуклеотидов. Определите количество (в %) каждого из остальных видов нуклеотидов.

3. Сколько содержится Г, А, Т нуклеотидов в отдельности во фрагменту молекулы ДНК, если в нем обнаружено 600 Ц, которые составляют 30% от их общего количества. Какова длина этого фрагмента ДНК?

Cell Energy, Функции клеток | Изучайте науку в Scitable

Рис. 5: Молекула АТФ

АТФ состоит из аденозинового основания (синий), рибозного сахара (розовый) и фосфатной цепи. Высокоэнергетическая фосфатная связь в этой фосфатной цепи является ключом к потенциалу хранения энергии АТФ.

Конкретный энергетический путь, который использует клетка, во многом зависит от того, является ли эта клетка эукариотом или прокариотом.Эукариотические клетки используют три основных процесса для преобразования энергии, содержащейся в химических связях молекул пищи, в более удобные для использования формы — часто богатые энергией молекулы-носители. Аденозин-5′-трифосфат, или АТФ, является самой распространенной молекулой энергоносителя в клетках. Эта молекула состоит из
азотистое основание (аденин), сахар рибоза и три фосфатные группы. Слово аденозин
относится к аденину и сахару рибозы. Связь между вторым и
третий фосфат представляет собой высокоэнергетическую связь (рис. 5).

Первый процесс на пути эукариотической энергии — это гликолиз , что буквально означает «расщепление сахара». Во время гликолиза отдельные молекулы глюкозы расщепляются и в конечном итоге превращаются в две молекулы вещества, называемого пируватом ; поскольку каждая глюкоза содержит шесть атомов углерода, каждый образующийся пируват содержит всего три атома углерода. Гликолиз на самом деле представляет собой серию из десяти химических реакций, требующих ввода двух молекул АТФ. Этот ввод используется для генерации четырех новых молекул АТФ, что означает, что гликолиз приводит к чистому приросту двух АТФ.Также производятся две молекулы НАДН; эти молекулы служат переносчиками электронов для других биохимических реакций в клетке.

Гликолиз — это древний основной путь производства АТФ, который встречается почти во всех клетках, как у эукариот, так и у прокариот. Этот процесс, который также известен как ферментация , происходит в цитоплазме и не требует кислорода. Однако судьба пирувата, образующегося во время гликолиза, зависит от присутствия кислорода. В отсутствие кислорода пируват не может быть полностью окислен до диоксида углерода, поэтому возникают различные промежуточные продукты.Например, при низком уровне кислорода клетки скелетных мышц полагаются на гликолиз для удовлетворения своих высоких энергетических потребностей. Эта зависимость от гликолиза приводит к накоплению промежуточного звена, известного как молочная кислота, из-за которого в мышцах человека может возникать ощущение, будто они «горят». Точно так же дрожжи, которые являются одноклеточными эукариотами, производят спирт (вместо углекислого газа) в условиях дефицита кислорода.

Напротив, когда кислород доступен, пируваты, продуцируемые гликолизом, становятся входом для следующей части пути эукариотической энергии.На этом этапе каждая молекула пирувата в цитоплазме попадает в митохондрию, где она превращается в ацетил-КоА , двухуглеродный энергоноситель, а его третий углерод соединяется с кислородом и выделяется в виде диоксида углерода. В то же время также генерируется носитель NADH. Затем ацетил-КоА вступает в путь, называемый циклом лимонной кислоты , который является вторым основным энергетическим процессом, используемым клетками. Восьмиступенчатый цикл лимонной кислоты генерирует еще три молекулы НАДН и две другие молекулы-носители: FADH ₂ и GTP (рис. 6, в середине).

Рисунок 6: Метаболизм в эукариотической клетке: гликолиз, цикл лимонной кислоты и окислительное фосфорилирование

Гликолиз происходит в цитоплазме. Внутри митохондрии цикл лимонной кислоты происходит в митохондриальном матриксе, а окислительный метаболизм происходит во внутренних складчатых митохондриальных мембранах (кристах).

Третий важный процесс в пути эукариотической энергии включает цепей переноса электронов , катализируемых несколькими белковыми комплексами, расположенными во внутренней мембране митохондрий.Этот процесс, называемый окислительным фосфорилированием , переносит электроны от НАДН и ФАДН ₂ через мембранные белковые комплексы и, в конечном итоге, к кислороду, где они объединяются с образованием воды. Когда электроны проходят через белковые комплексы в цепи, через митохондриальную мембрану образуется градиент ионов водорода или протонов. Клетки используют энергию этого протонного градиента для создания трех дополнительных молекул АТФ для каждого электрона, перемещающегося по цепи.В целом, комбинация цикла лимонной кислоты и окислительного фосфорилирования дает гораздо больше энергии, чем ферментация — в 15 раз больше энергии на молекулу глюкозы! Вместе эти процессы, происходящие внутри митохондии, цикл лимонной кислоты и окислительное фосфорилирование, обозначаются как дыхание , , термин, используемый для процессов, которые сочетают поглощение кислорода и производство углекислого газа (рис. 6).

Цепь переноса электронов в митохондриальной мембране — не единственная цепь, которая генерирует энергию в живых клетках.В растительных и других фотосинтетических клетках хлоропласты также имеют цепь переноса электронов, которая собирает солнечную энергию. Даже при том, что они не содержат миткондрии или хлороплатсс, прокариоты имеют в своих плазматических мембранах другие типы энергодобывающих цепей переноса электронов, которые также генерируют энергию.

Электронное обучение — Углеводы

BIOdotEDU

Биологические строительные блоки | CancerQuest

Клетка — основная единица жизни.Все организмы состоят из одной или нескольких клеток. Как будет показано ниже, люди состоят из многих миллионов клеток. Чтобы понять, что происходит при раке, важно понимать, как работают нормальные клетки. Первый шаг — обсудить структуру и основные функции клеток.

Сначала мы познакомимся с общими строительными блоками ячеек. Все клетки, независимо от их функции или расположения в организме, имеют общие черты и процессы. Удивительно, но клетки почти полностью состоят всего из четырех основных типов молекул.Выше показана клетка, окруженная примерами этих молекул строительных блоков.

Поскольку они присутствуют в живых существах, эти строительные блоки называются биомолекулами. В следующих разделах описываются структуры и функции каждого из этих основных строительных блоков. Дополнительную информацию по темам на этой странице также можно найти в большинстве вводных учебников по биологии, мы рекомендуем «Биология Кэмпбелла», 11-е издание.

Углеводы

Первый класс биомолекул, который мы обсудим, — это углеводы.Эти молекулы состоят из элементов углерода (C), водорода (H) и кислорода (O). Обычно эти молекулы известны как сахаров . Углеводы могут иметь размер от очень маленького до очень большого. Как и все другие биомолекулы, углеводы часто выстраиваются в длинные цепочки, связывая вместе более мелкие единицы. Это похоже на добавление бусинок к браслету, чтобы сделать его длиннее. Общий термин для отдельного звена или шарика — мономер . Термин для длинной цепочки мономеров — , полимер .

Примеры углеводов включают сахара, содержащиеся в молоке (лактоза) и столовый сахар (сахароза). Ниже представлена ​​структура мономера сахара глюкозы, основного источника энергии для нашего тела.

Сфера
Палка
Поверхность
Повернуть

Углеводы выполняют в клетках несколько функций. Они являются отличным источником энергии для множества различных процессов, происходящих в наших клетках. Некоторые углеводы могут иметь структурную функцию.Например, материал, который заставляет растения стоять высоко и придает дереву жесткие свойства, представляет собой полимерную форму глюкозы, известную как целлюлоза. Другие типы сахарных полимеров составляют запасенные формы энергии, известные как крахмал и гликоген. Крахмал содержится в растительных продуктах, таких как картофель, а гликоген — в животных. Ниже показана короткая молекула гликогена. Вы можете сами манипулировать молекулой, чтобы хорошо рассмотреть.

Палка
Линия
Заполнение пространства
Повернуть

Углеводы необходимы клеткам для взаимодействия друг с другом.Они также помогают клеткам прилипать друг к другу и к материалу, окружающему клетки в организме. Способность организма защищаться от вторжения микробов и удаления инородных материалов из тела (например, улавливание пыли и пыльцы слизью в носу и горле) также зависит от свойств углеводов.

Узнайте больше о том, как доктор Майкл Пирс использует углеводы для исследования рака.

Белки

Как и углеводы, белки состоят из более мелких единиц.Мономеры, из которых состоят белки, называются аминокислотами . Существует около двадцати различных аминокислот. Структура простейшей аминокислоты, глицина, показана ниже.

Сфера
Палка
Повернуть

Белки выполняют множество функций в живых организмах, включая следующие:

• Они помогают формировать многие структурные особенности тела, включая волосы, ногти и мышцы.Белки являются основным структурным компонентом клеток и клеточных мембран.
• Они помогают транспортировать материалы через клеточные мембраны. Примером может служить захват глюкозы клетками из кровотока. Мы вернемся к этой важной способности, когда обсудим устойчивость раковых клеток к химиотерапевтическим агентам.
• Они действуют как биологические катализаторы. Большая группа белков, известных как ферменты, способна ускорять химические реакции, необходимые для правильной работы клеток.Например, существует множество ферментов, которые участвуют в расщеплении пищи, которую мы едим, и обеспечении доступности питательных веществ.
• Взаимодействия между клетками очень важны для поддержания организации и функционирования клеток и органов. Белки часто отвечают за поддержание контакта между соседними клетками и между клетками и их локальной средой. Хорошим примером могут служить взаимодействия клетки: клетки, которые удерживают клетки нашей кожи вместе. Эти взаимодействия зависят от белков соседних клеток, которые плотно связываются друг с другом.Как мы увидим, изменения в этих взаимодействиях необходимы для развития метастатического рака.
• Белки контролируют активность клеток, включая решения относительно деления клеток. Раковые клетки неизменно имеют дефекты в этих типах белков. Мы вернемся к этим белкам более подробно, когда будем говорить о регуляции деления клеток.
• Многие гормоны, сигналы, которые проходят по телу и изменяют поведение клеток и органов, состоят из белка.Ниже показан инсулин, небольшой белковый гормон, регулирующий усвоение глюкозы из кровотока.

Заполнение пространства
Лента
Проволочная рама
Повернуть

Липиды

Термин липид относится к широкому спектру биомолекул, включая жиры, масла, воски и стероидные гормоны. Независимо от их структуры, местоположения или функции в клетке / теле, все липиды имеют общие черты, которые позволяют группировать их вместе.

• Не растворяются в воде; они гидрофобны.
• Как и углеводы, они состоят в основном из углерода, водорода и кислорода.

Гидрофобная природа липидов обуславливает многие их применения в биологических системах. Жиры являются хорошим источником накопленной энергии, а масла и воски используются для образования защитных слоев на нашей коже, предотвращая заражение. Некоторые липиды, стероидные гормоны, являются важными регуляторами клеточной активности. Мы вернемся к этому во время обсуждения информационного потока в ячейках.Активность стероидных гормонов, таких как эстроген, связана с раком женской репродуктивной системы. Процедуры, основанные на этих знаниях, будут подробно обсуждаться в разделе лечения на сайте.

Заполнение пространства
Палка
Проволочная рама
Повернуть

Изображенный выше пример триацилглицерина или жира. Три длинные цепи состоят только из углерода и водорода, что придает молекуле гидрофобные свойства.Когда вы читаете о содержании насыщенных и ненасыщенных жиров на этикетке пищевых продуктов, они имеют в виду различия в этих длинных углеводородных цепях.

Основная функция липидов — образование биологических мембран. Клетки окружены тонким слоем липидов. Слой состоит из липидов особого типа, которые обладают как гидрофобными, так и гидрофильными свойствами. Гидрофильные концы этих молекул обращены к наполненной водой среде внутри клеток и водной среде вне клеток.Внутри двух слоев существует гидрофобная область. Мембрана, окружающая клетки, богата белками и другими липидами, такими как холестерин.

Большинство химических веществ не могут проникать через липидный бислой. Вода и некоторые другие небольшие молекулы могут свободно проходить через мембрану, в то время как другие молекулы должны активно транспортироваться через белковые каналы, встроенные в мембрану. Мембраны также содержат комбинацию биомолекул, которые были описаны до сих пор. Как показано выше, белки могут быть связаны с углеводами с образованием гликопротеинов.Гликопротеины играют важную роль в клетке: клеточные взаимодействия обсуждались ранее, и изменения количества или типов этих белков наблюдаются при раке. Точно так же сочетание липидов и углеводов приводит к образованию гликолипидов.

Нуклеиновые кислоты

Вся информация, необходимая для управления и построения клеток, хранится в этих молекулах.

Существует два основных типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК).Обе эти молекулы являются полимерами. Они состоят из мономерных субъединиц, подобных ранее описанным углеводам и белкам. Мономеры, используемые для создания нуклеиновых кислот, называются нуклеотидами. Нуклеотиды часто обозначаются однобуквенными сокращениями A, C, G, T и U. Как и все мономеры, описанные до сих пор, мономеры, используемые для построения ДНК, похожи друг на друга, но не совсем похожи. Одно из различий между ДНК и РНК — это подмножество нуклеотидов, используемых для создания полимеров.ДНК содержит A, C, G и T, а РНК содержит A, C, G и U.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)

ДНК

состоит из двух длинных цепочек (полимеров) нуклеотидов, скрученных друг вокруг друга, образуя спиральную или спиральную структуру, показанную ниже. Скрученные молекулы расположены определенным образом, причем определенные нуклеотиды всегда находятся напротив друг друга. Нуклеотид, содержащий аденин (A), всегда соединяется с нуклеотидом, содержащим тимин (T).Точно так же гуанин (G) всегда соединяется с цитозином (C). Если вы внимательно посмотрите на график ниже, вы увидите, что пары нуклеотидов взаимодействуют в середине спирали. Полимеры, образующие ДНК, могут быть очень длинными, достигая миллионов нуклеотидов на каждую отдельную молекулу ДНК. На следующем рисунке изображена короткая цепь двухцепочечной ДНК.

Сфера
Палка
Поверхность
Повернуть

ДНК

находится в ядре клетки, структура которой будет описана в следующем разделе сайта.Все ядерные клетки человеческого тела имеют одинаковое содержание ДНК независимо от их функции. Разница в том, какие части ДНК используются в той или иной клетке. Например, клетки, из которых состоит печень, содержат ту же ДНК, что и клетки, из которых состоят мышцы. Резко различающиеся активности этих двух типов клеток зависят от участков ДНК, которые активны в клетках. ДНК — это форма хранения генетической информации, которая действует как образец для клеток. Как мы увидим, изменения в последовательности ДНК могут приводить к изменениям в поведении клеток.Нерегулируемый рост, а также многие другие изменения, наблюдаемые при раке, в конечном итоге являются результатом мутаций, изменений в структуре ДНК.

Рибонуклеиновая кислота

Рибонуклеиновая кислота (РНК) во многом похожа на ДНК. Это полимер нуклеотидов, который несет информацию, содержащуюся в генах. Помимо некоторых химических различий между РНК и ДНК, существуют важные функциональные различия.

• РНК копируется из ДНК в ядре, и большая часть ее отправляется в цитозоль.
• РНК — это рабочая форма информации, хранящейся в ДНК.
• РНК одноцепочечная, а не двухцепочечная

Информация, хранящаяся в ДНК, работает для клеток так же, как архитектор использует план. Конкретное производство РНК позволяет клетке использовать только те страницы «плана», которые требуются в любой конкретный момент. Очень важно производить правильные РНК в правильное время. При раке производство или регуляция определенных РНК не происходит должным образом.Точно так же, как неправильное прочтение чертежа приведет к возникновению дефектов в здании, неправильное производство РНК вызывает изменения в поведении клеток, которые могут привести к раку. Эта важная тема будет подробно рассмотрена в разделе, посвященном функции генов. Сначала мы исследуем более сложные формы биомолекул, а затем познакомимся с некоторыми ключевыми функциональными компонентами эукариотических клеток.

Комбинации

Теперь мы познакомились с основными классами биомолекул.

• углеводы
• липидов
• белков
• нуклеиновых кислот

Эти биомолекулы работают вместе, чтобы выполнять определенные функции и создавать важные структурные особенности клеток. Например, в разделе, посвященном липидам, мы впервые увидели схему мембраны ниже.

Помимо липидного бислоя, состоящего из липидов особого типа, мембрана содержит множество белков и сахаров. Как показано, белки и сахара можно комбинировать с образованием гликопротеинов.К липидам также можно добавлять сахара для образования гликолипидов.

Многие из белков, которые важны для развития и / или выявления рака, являются гликопротеинами. Например, диагностические тесты на рак простаты включают тестирование образцов крови на наличие гликопротеина, называемого специфическим антигеном простаты или ПСА. Рак яичников можно контролировать по выработке другого гликопротеина, называемого СА-125. CA означает связанный с раком.

Подробнее о тесте CA-125

Часто многие белки и другие биомолекулы соединяются вместе, образуя функциональные структуры в клетках.Далее мы исследуем некоторые из этих более сложных структур, называемых органеллами.

Сводка

Все живые существа, включая клетки, составляющие человеческое тело, состоят из небольшого подмножества различных биомолекул. Существует четыре основных класса, как описано ниже:

1. Углеводы
   • Углеводы состоят из элементов углерода (C), водорода (H) и кислорода (O).
   • Сахар — это обычные углеводы.
   • Углеводы внутри клеток выполняют несколько функций:
     • Основной источник энергии
     • Обеспечить структуру
     • Связь
     • Клеточная адгезия
     • Защита от посторонних предметов и удаление посторонних предметов
2. Белки
   • Белки состоят из аминокислот.
   • Белки внутри живых существ выполняют несколько функций:
     • Структура волос, мышц, ногтей, компонентов клеток и клеточных мембран
     • Транспорт клеток
     • Биологические катализаторы или ферменты
     • Поддержание контакта ячейки
     • Контроль активности клеток
     • Передача сигналов через гормоны
3. Липиды
   • Широкий спектр биомолекул, включая жиры, масла, воски и стероидные гормоны.
   • Липиды не растворяются в воде (они гидрофобны) и в основном состоят из углерода (C), водорода (H) и кислорода (O).
   • Липиды выполняют несколько функций в живых организмах:
     • Формируют биологические мембраны
     • Жиры могут храниться в качестве источника энергии
     • Масла и воски обеспечивают защиту путем покрытия участков, которые могут быть заражены микробами (например, кожа или уши)
     • Стероидные гормоны регулируют активность клеток, изменяя экспрессию генов
4. Нуклеиновые кислоты
   • Вся информация, необходимая для управления и построения клеток, хранится в этих молекулах.
   • Нуклеиновые кислоты состоят из нуклеотидов, обозначенных аббревиатурой A, C, G, T и U.
   • Существует два основных типа нуклеиновых кислот, дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК):
     • ДНК
       • ДНК имеет структуру двойной спирали, состоящей из нуклеотидов A, C, G и T.
       • ДНК находится в ядре клетки.
       • ДНК — это форма хранения генетической информации.
     • РНК
       • РНК обычно одноцепочечная и состоит из нуклеотидов A, G, C и U.
       • РНК скопирована с ДНК и является рабочей формой информации.
       • РНК производится в ядре, а мРНК экспортируется в цитозоль.

Дополнительные биомолекулы могут быть получены путем объединения этих четырех типов. Например, многие белки модифицируются путем добавления углеводных цепей. Конечный продукт называется гликопротеином.

Если материал окажется для вас полезным, разместите ссылку на наш веб-сайт.

Энергия и обмен веществ | Безграничная биология

Роль энергии и метаболизма

Всем организмам требуется энергия для выполнения задач; метаболизм — это набор химических реакций, которые высвобождают энергию для клеточных процессов.

Цели обучения

Объясните важность обмена веществ

Основные выводы

Ключевые моменты

• Все живые организмы нуждаются в энергии для роста и воспроизводства, поддержания своей структуры и реагирования на окружающую среду; метаболизм — это набор процессов, делающих энергию доступной для клеточных процессов.
• Метаболизм — это комбинация химических реакций, которые являются спонтанными и высвобождают энергию, и химических реакций, которые не являются спонтанными и требуют энергии для протекания.
• Живые организмы должны получать энергию через пищу, питательные вещества или солнечный свет, чтобы выполнять клеточные процессы.
• Транспортировка, синтез и расщепление питательных веществ и молекул в клетке требует использования энергии.

Ключевые термины

• метаболизм : полный набор химических реакций, происходящих в живых клетках
• биоэнергетика : изучение преобразований энергии, происходящих в живых организмах
• энергия : работоспособность

Энергия и обмен веществ

Все живые организмы нуждаются в энергии для роста и воспроизводства, поддержания своей структуры и реагирования на окружающую среду.Метаболизм — это набор поддерживающих жизнь химических процессов, которые позволяют организмам преобразовывать химическую энергию, хранящуюся в молекулах, в энергию, которая может использоваться для клеточных процессов. Животные потребляют пищу для восполнения энергии; их метаболизм расщепляет углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты, чтобы обеспечить химическую энергию для этих процессов. В процессе фотосинтеза растения преобразуют световую энергию солнца в химическую энергию, хранящуюся в молекулах.

Биоэнергетика и химические реакции

Ученые используют термин биоэнергетика для обсуждения концепции потока энергии через живые системы, такие как клетки.Клеточные процессы, такие как построение и разрушение сложных молекул, происходят в результате пошаговых химических реакций. Некоторые из этих химических реакций являются спонтанными и высвобождают энергию, тогда как другие требуют энергии для протекания. Все химические реакции, происходящие внутри клеток, включая те, которые используют энергию, и те, которые высвобождают энергию, являются метаболизмом клетки.

Большая часть энергии прямо или косвенно исходит от Солнца. : Большинство форм жизни на Земле получают энергию от Солнца.Растения используют фотосинтез для улавливания солнечного света, а травоядные животные поедают эти растения для получения энергии. Плотоядные животные поедают травоядных, а разлагатели переваривают растительную и животную материю.

Клеточный метаболизм

Каждое задание, выполняемое живыми организмами, требует энергии. Энергия необходима для выполнения тяжелой работы и упражнений, но люди также расходуют много энергии во время размышлений и даже во время сна. Для каждого действия, требующего энергии, происходит множество химических реакций, обеспечивающих химическую энергию системам тела, включая мышцы, нервы, сердце, легкие и мозг.

Живые клетки каждого организма постоянно используют энергию для выживания и роста. Клетки расщепляют сложные углеводы на простые сахара, которые клетка может использовать для получения энергии. Мышечные клетки могут потреблять энергию для построения длинных мышечных белков из небольших молекул аминокислот. Молекулы могут быть изменены и транспортироваться по клетке или могут быть распределены по всему организму. Так же, как энергия требуется как для строительства, так и для сноса здания, энергия требуется как для синтеза, так и для разрушения молекул.

Многие клеточные процессы требуют постоянного снабжения энергией, обеспечиваемой клеточным метаболизмом. Сигнальные молекулы, такие как гормоны и нейротрансмиттеры, должны быть синтезированы и затем транспортированы между клетками. Патогенные бактерии и вирусы попадают в организм и разрушаются клетками. Клетки также должны экспортировать отходы и токсины, чтобы оставаться здоровыми, и многие клетки должны плавать или перемещать окружающие материалы посредством биения клеточных придатков, таких как реснички и жгутики.

Еда дает энергию для таких действий, как полет : Колибри нужна энергия, чтобы поддерживать длительные периоды полета.Колибри получает энергию от приема пищи и преобразования питательных веществ в энергию посредством ряда биохимических реакций. Летные мышцы птиц чрезвычайно эффективны в производстве энергии.

Типы энергии

Различные типы энергии включают кинетическую, потенциальную и химическую энергию.

Цели обучения

Различия между видами энергии

Основные выводы

Ключевые моменты

• Все организмы используют разные формы энергии для поддержания биологических процессов, которые позволяют им расти и выживать.
• Кинетическая энергия — это энергия, связанная с движущимися объектами.
• Потенциальная энергия — это тип энергии, связанный со способностью объекта выполнять работу.
• Химическая энергия — это тип энергии, высвобождающейся при разрыве химических связей, который может использоваться для метаболических процессов.

Ключевые термины

• химическая энергия : чистая потенциальная энергия, высвобождаемая или поглощаемая в ходе химической реакции.
• потенциальная энергия : энергия, которой обладает объект из-за его положения (в гравитационном или электрическом поле) или его состояния (в виде растянутой или сжатой пружины, в качестве химического реагента или благодаря наличию массы покоя).
• кинетическая энергия : энергия, которой обладает объект из-за его движения, равная половине массы тела, умноженной на квадрат его скорости.

Энергия — это свойство объектов, которое может быть передано другим объектам или преобразовано в другие формы, но не может быть создано или уничтожено. Организмы используют энергию, чтобы выжить, расти, реагировать на раздражители, воспроизводиться и для всех типов биологических процессов. Потенциальная энергия, хранящаяся в молекулах, может быть преобразована в химическую энергию, которая в конечном итоге может быть преобразована в кинетическую энергию, позволяющую организму двигаться.В конце концов, большая часть энергии, используемой организмами, преобразуется в тепло и рассеивается.

Кинетическая энергия

Энергия, связанная с движущимися объектами, называется кинетической энергией. Например, когда самолет находится в полете, он очень быстро движется по воздуху, выполняя работу по изменению своего окружения. Реактивные двигатели преобразуют потенциальную энергию топлива в кинетическую энергию движения. Крушащий шар может нанести большой урон даже при медленном движении.Однако все еще разрушающийся шар не может выполнять никакой работы и, следовательно, не имеет кинетической энергии. Ускоряющаяся пуля, идущий человек, быстрое движение молекул в воздухе, выделяющих тепло, и электромагнитное излучение, такое как солнечный свет, — все они обладают кинетической энергией.

Потенциальная энергия

Что, если тот же самый неподвижный шар для разрушения поднять на два этажа над автомобилем с краном? Если подвешенный шар для разрушения не движется, связана ли с ним энергия? Да, разрушающий шар обладает энергией, потому что разрушающий шар может выполнять свою работу.Эта форма энергии называется потенциальной энергией, потому что объект может выполнять работу в данном состоянии.

Объекты переносят свою энергию между потенциальным и кинетическим состояниями. Поскольку разрушающий шар неподвижно висит, он имеет кинетическую [latex] \ text {0%} [/ latex] и [latex] \ text {100%} [/ latex] потенциальную энергию. Как только мяч выпущен, его кинетическая энергия увеличивается по мере того, как мяч набирает скорость. В то же время мяч теряет потенциальную энергию при приближении к земле. Другие примеры потенциальной энергии включают энергию воды, удерживаемой за плотиной, или человека, который собирается прыгнуть с парашютом из самолета.

Зависимость потенциальной энергии от кинетической : Вода за плотиной имеет потенциальную энергию. Движущаяся вода, например, в водопаде или быстро текущей реке, обладает кинетической энергией.

Химическая энергия

Потенциальная энергия связана не только с расположением материи, но и со структурой материи. Пружина на земле обладает потенциальной энергией, если она сжата, как и натянутая резинка. Тот же принцип применим к молекулам. На химическом уровне связи, которые удерживают атомы молекул вместе, обладают потенциальной энергией.Этот тип потенциальной энергии называется химической энергией, и, как и вся потенциальная энергия, ее можно использовать для выполнения работы.

Например, химическая энергия содержится в молекулах бензина, которые используются в автомобилях. Когда газ воспламеняется в двигателе, связи в его молекулах разрываются, и выделяемая энергия используется для приведения в движение поршней. Потенциальная энергия, хранящаяся в химических связях, может использоваться для выполнения работы для биологических процессов. Различные метаболические процессы разрушают органические молекулы, чтобы высвободить энергию для роста и выживания организма.

Химическая энергия : Молекулы в бензине (октановое число, указанная химическая формула) содержат химическую энергию. Эта энергия преобразуется в кинетическую энергию, которая позволяет автомобилю мчаться по гоночной трассе.

Метаболические пути

Анаболический путь требует энергии и строит молекулы, в то время как катаболический путь производит энергию и разрушает молекулы.

Цели обучения

Опишите два основных типа метаболических путей

Основные выводы

Ключевые моменты

• Метаболический путь — это серия химических реакций в клетке, которые создают и разрушают молекулы для клеточных процессов.
• Анаболические пути синтезируют молекулы и требуют энергии.
• Катаболические пути расщепляют молекулы и производят энергию.
• Поскольку почти все метаболические реакции происходят не спонтанно, белки, называемые ферментами, помогают облегчить эти химические реакции.

Ключевые термины

• катаболизм : деструктивный метаболизм, обычно включающий выделение энергии и расщепление материалов
• фермент : глобулярный белок, катализирующий биологическую химическую реакцию
• анаболизм : конструктивный метаболизм организма в отличие от катаболизма

Метаболические пути

Процессы производства и расщепления углеводных молекул иллюстрируют два типа метаболических путей.Метаболический путь — это последовательный ряд взаимосвязанных биохимических реакций, которые преобразуют молекулу или молекулы субстрата через ряд промежуточных продуктов метаболизма, в конечном итоге приводя к конечному продукту или продуктам. Например, один путь метаболизма углеводов расщепляет большие молекулы на глюкозу. Другой метаболический путь может превращать глюкозу в большие молекулы углеводов для хранения. Первый из этих процессов требует энергии и называется анаболическим. Второй процесс производит энергию и называется катаболическим.Следовательно, метаболизм состоит из этих двух противоположных путей:

1. Анаболизм (строительные молекулы)
2. Катаболизм (разрушение молекул)

Анаболические и катаболические пути : Анаболические пути — это те пути, которые требуют энергии для синтеза более крупных молекул. Катаболические пути — это те пути, которые генерируют энергию, расщепляя более крупные молекулы. Оба типа путей необходимы для поддержания энергетического баланса клетки.

Анаболические пути

Анаболические пути требуют ввода энергии для синтеза сложных молекул из более простых.Одним из примеров анаболического пути является синтез сахара из CO ₂ . Другие примеры включают синтез больших белков из строительных блоков аминокислот и синтез новых цепей ДНК из строительных блоков нуклеиновых кислот. Эти процессы имеют решающее значение для жизни клетки, происходят постоянно и требуют энергии, обеспечиваемой АТФ и другими высокоэнергетическими молекулами, такими как НАДН (никотинамидадениндинуклеотид) и НАДФН.

Катаболические пути

Катаболические пути включают разложение сложных молекул на более простые, высвобождая химическую энергию, хранящуюся в связях этих молекул.Некоторые катаболические пути могут захватывать эту энергию для производства АТФ, молекулы, используемой для питания всех клеточных процессов. Другие запасающие энергию молекулы, такие как липиды, также расщепляются с помощью аналогичных катаболических реакций, высвобождая энергию и производя АТФ.

Важность ферментов

Химические реакции в метаболических путях редко происходят спонтанно. Каждая стадия реакции ускоряется или катализируется белком, называемым ферментом. Ферменты важны для катализирования всех типов биологических реакций: тех, которые требуют энергии, а также тех, которые выделяют энергию.

Метаболизм углеводов

Организмы расщепляют углеводы для производства энергии для клеточных процессов, а фотосинтезирующие растения производят углеводы.

Цели обучения

Анализировать важность углеводного обмена для производства энергии

Основные выводы

Ключевые моменты

• Распад глюкозы, которую живые организмы используют для производства энергии, описывается уравнением: [латекс] {\ text {C}} _ ​​{6} {\ text {H}} _ {12} {\ text {O}} _ {6} +6 {\ text {O}} _ {2} \ rightarrow 6 {\ text {CO}} _ {2} +6 {\ text {H}} _ {2} \ text {O} + \ text {энергия} [/ латекс].
• Процесс фотосинтеза, который растения используют для синтеза глюкозы, описывается уравнением: [латекс] 6 \ text {CO} _ {2} +6 {\ text {H}} _ {2} \ text {O} + \ text { энергия} \ rightarrow {\ text {C}} _ ​​{6} {\ text {H}} _ {12} {\ text {O}} _ {6} +6 \ text {O} _ {2} [/ латекс].
• Потребляемая глюкоза используется для производства энергии в виде АТФ, который используется для выполнения работы и химических реакций в клетке.
• Во время фотосинтеза растения превращают световую энергию в химическую энергию, которая используется для создания молекул глюкозы.

Ключевые термины

• аденозинтрифосфат : многофункциональный нуклеозидтрифосфат, используемый в клетках в качестве кофермента, часто называемый «молекулярной единицей энергетической валюты» при внутриклеточном переносе энергии
• глюкоза : простой моносахарид (сахар) с молекулярной формулой C6h22O6; это основной источник энергии для клеточного метаболизма

Метаболизм углеводов

Углеводы — одна из основных форм энергии для животных и растений.Растения вырабатывают углеводы, используя световую энергию солнца (в процессе фотосинтеза), в то время как животные едят растения или других животных для получения углеводов. Растения хранят углеводы в длинных полисахаридных цепях, называемых крахмалом, в то время как животные хранят углеводы в виде молекулы гликогена. Эти большие полисахариды содержат много химических связей и, следовательно, хранят много химической энергии. Когда эти молекулы расщепляются во время метаболизма, энергия химических связей высвобождается и может быть использована для клеточных процессов.

Все живые существа используют углеводы как форму энергии. : Растения, такие как дуб и желудь, используют энергию солнечного света для производства сахара и других органических молекул. И растения, и животные (например, эта белка) используют клеточное дыхание для получения энергии из органических молекул, изначально производимых растениями

Производство энергии из углеводов (клеточное дыхание)

Метаболизм любого моносахарида (простого сахара) может производить энергию для использования клеткой.Избыточные углеводы хранятся в виде крахмала в растениях и в виде гликогена у животных, готовые к метаболизму, если потребность организма в энергии внезапно возрастет. Когда эта потребность в энергии увеличивается, углеводы расщепляются на составляющие моносахариды, которые затем распределяются по всем живым клеткам организма. Глюкоза (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) является типичным примером моносахаридов, используемых для производства энергии.

Внутри клетки каждая молекула сахара расщепляется в ходе сложной серии химических реакций.Поскольку химическая энергия высвобождается из связей в моносахариде, она используется для синтеза высокоэнергетических молекул аденозинтрифосфата (АТФ). АТФ — это основная энергетическая валюта всех клеток. Точно так же, как доллар используется в качестве валюты для покупки товаров, клетки используют молекулы АТФ для немедленной работы и проведения химических реакций.

Распад глюкозы во время метаболизма — клеточное дыхание — можно описать уравнением:

[латекс] {C} _ {6} {H} _ {12} {O} _ {6} +6 {O} _ {2} \ rightarrow 6 {CO} _ {2} +6 {H} _ {2} О + энергия [/ латекс]

Производство углеводов (фотосинтез)

Растения и некоторые другие виды организмов производят углеводы в процессе фотосинтеза.Во время фотосинтеза растения превращают световую энергию в химическую энергию, превращая молекулы углекислого газа (CO ₂ ) в молекулы сахара, такие как глюкоза. Поскольку этот процесс включает в себя создание связей для синтеза большой молекулы, для его продолжения требуется ввод энергии (света). Синтез глюкозы путем фотосинтеза описывается этим уравнением (обратите внимание, что оно является обратным предыдущему уравнению):

[латекс] 6CO_ {2} +6 {H} _ {2} O + энергия \ rightarrow {C} _ {6} {H} _ {12} {O} _ {6} + 6O_ {2} [/ латекс]

В рамках химических процессов растений молекулы глюкозы могут объединяться с другими типами сахаров и превращаться в них.В растениях глюкоза хранится в форме крахмала, который может снова расщепляться на глюкозу посредством клеточного дыхания, чтобы поставлять АТФ.

углеводов | OpenStax Biology 2e

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете делать следующее:

• Обсудить роль углеводов в клетках и во внеклеточном материале животных и растений
• Объясните классификацию углеводов
• Перечислить общие моносахариды, дисахариды и полисахариды

Большинство людей знакомы с углеводами, одним типом макромолекул, особенно когда речь идет о том, что мы едим.Чтобы похудеть, некоторые люди придерживаются «низкоуглеводной» диеты. Спортсмены, напротив, часто «нагружают углеводы» перед важными соревнованиями, чтобы у них было достаточно энергии для соревнований на высоком уровне. На самом деле углеводы являются неотъемлемой частью нашего рациона. Зерновые, фрукты и овощи являются естественными источниками углеводов, которые обеспечивают организм энергией, в частности, за счет глюкозы, простого сахара, который является компонентом крахмала и ингредиентом многих основных продуктов питания. Углеводы также выполняют другие важные функции у людей, животных и растений.

Молекулярные структуры

Стехиометрическая формула (CH ₂ O) _n , где n — количество атомов углерода в молекуле, представляющих углеводы. Другими словами, соотношение углерода, водорода и кислорода в молекулах углеводов составляет 1: 2: 1. Эта формула также объясняет происхождение термина «углевод»: компонентами являются углерод («углевод») и компоненты воды (отсюда «гидрат»). Ученые классифицируют углеводы на три подтипа: моносахариды, дисахариды и полисахариды.

Моносахариды

Моносахариды (моно- = «один»; sacchar- = «сладкий») представляют собой простые сахара, наиболее распространенным из которых является глюкоза. В моносахаридах количество атомов углерода обычно составляет от трех до семи. Большинство названий моносахаридов оканчиваются суффиксом -ose. Если сахар имеет альдегидную группу (функциональная группа со структурой R-CHO), это альдоза, а если у него есть кетонная группа (функциональная группа со структурой RC (= O) R ‘), это кетоза. В зависимости от количества атомов углерода в сахаре они могут быть триозами (три атома углерода), пентозами (пятью атомами углерода) и / или гексозами (шестью атомами углерода).(Рисунок) иллюстрирует моносахариды.

Рис. 1. Ученые классифицируют моносахариды на основе положения их карбонильной группы и количества атомов углерода в основной цепи. Альдозы имеют карбонильную группу (обозначена зеленым цветом) на конце углеродной цепи, а кетозы имеют карбонильную группу в середине углеродной цепи. Триозы, пентозы и гексозы имеют трех-, пяти- и шестиуглеродные скелеты соответственно.

Химическая формула глюкозы: C ₆ H ₁₂ O ₆ .У человека глюкоза является важным источником энергии. Во время клеточного дыхания из глюкозы выделяется энергия, и эта энергия помогает вырабатывать аденозинтрифосфат (АТФ). Растения синтезируют глюкозу, используя углекислый газ и воду, а глюкоза, в свою очередь, обеспечивает потребности растений в энергии. Люди и другие животные, которые питаются растениями, часто хранят избыток глюкозы в виде катаболизированного (клеточное разрушение более крупных молекул) крахмала.

Галактоза (входит в состав лактозы или молочного сахара) и фруктоза (содержится в сахарозе, во фруктах) — другие распространенные моносахариды.Хотя глюкоза, галактоза и фруктоза имеют одинаковую химическую формулу (C ₆ H ₁₂ O ₆ ), они различаются структурно и химически (и являются изомерами) из-за разного расположения функциональных групп вокруг асимметричного углерода. . Все эти моносахариды имеют более одного асимметричного углерода ((рисунок)).

Art Connection

Рис. 2. Глюкоза, галактоза и фруктоза — это гексозы. Они являются структурными изомерами, то есть имеют одинаковую химическую формулу (C6h22O6), но другое расположение атомов.

Что это за сахара, альдоза или кетоза?

Глюкоза, галактоза и фруктоза представляют собой изомерные моносахариды (гексозы), что означает, что они имеют одинаковую химическую формулу, но имеют немного разные структуры. Глюкоза и галактоза — это альдозы, а фруктоза — кетоза.

Моносахариды могут существовать в виде линейной цепи или кольцевых молекул. В водных растворах они обычно находятся в кольцевой форме ((рисунок)). Глюкоза в кольцевой форме может иметь два разных расположения гидроксильных группы (ОН) вокруг аномерного углерода (углерод 1, который становится асимметричным в процессе образования кольца).Если гидроксильная группа находится ниже углерода номер 1 в сахаре, она находится в положении альфа ( α ), а если она выше плоскости, она находится в положении бета ( β ).

Рис. 3. Пять и шесть углеродных моносахаридов находятся в равновесии между линейной и кольцевой формами. Когда кольцо образуется, боковая цепь замыкается в положении α или β. Фруктоза и рибоза также образуют кольца, хотя они образуют пятичленные кольца в отличие от шестичленного кольца глюкозы.

Дисахариды

Дисахариды (ди- = «два») образуются, когда два моносахарида подвергаются реакции дегидратации (или реакции конденсации или синтеза дегидратации). Во время этого процесса гидроксильная группа одного моносахарида соединяется с водородом другого моносахарида, высвобождая молекулу воды и образуя ковалентную связь. Ковалентная связь образуется между молекулой углевода и другой молекулой (в данном случае между двумя моносахаридами). Ученые называют это гликозидной связью ((Рисунок)).Гликозидные связи (или гликозидные связи) могут быть альфа- или бета-типа. Альфа-связь образуется, когда группа ОН на углероде-1 первой глюкозы находится ниже плоскости кольца, а бета-связь образуется, когда группа ОН на углероде-1 находится выше плоскости кольца.

Рис. 4. Сахароза образуется, когда мономер глюкозы и мономер фруктозы соединяются в реакции дегидратации с образованием гликозидной связи. При этом теряется молекула воды. По соглашению атомы углерода в моносахариде нумеруются от концевого углерода, ближайшего к карбонильной группе.В сахарозе гликозидная связь образуется между углеродом 1 в глюкозе и углеродом 2 во фруктозе.

Общие дисахариды включают лактозу, мальтозу и сахарозу ((рисунок)). Лактоза — это дисахарид, состоящий из мономеров глюкозы и галактозы. Это естественно в молоке. Мальтоза, или солодовый сахар, представляет собой дисахарид, образующийся в результате реакции дегидратации между двумя молекулами глюкозы. Наиболее распространенным дисахаридом является сахароза или столовый сахар, который состоит из мономеров глюкозы и фруктозы.

Рисунок 5. Общие дисахариды включают мальтозу (зерновой сахар), лактозу (молочный сахар) и сахарозу (столовый сахар).

Полисахариды

Длинная цепь моносахаридов, связанных гликозидными связями, представляет собой полисахарид (поли- = «много»). Цепь может быть разветвленной или неразветвленной, и она может содержать разные типы моносахаридов. Молекулярная масса может составлять 100000 дальтон или более в зависимости от количества соединенных мономеров. Крахмал, гликоген, целлюлоза и хитин являются основными примерами полисахаридов.

Растения хранят крахмал в виде сахаров. В растениях эти сахара содержат амилоза и смесь амилопектов (оба полимера глюкозы). Растения способны синтезировать глюкозу, и они накапливают избыток глюкозы сверх своих непосредственных энергетических потребностей в виде крахмала в различных частях растений, включая корни и семена. Крахмал в семенах обеспечивает питание зародыша во время его прорастания, а также может служить источником пищи для людей и животных. Ферменты расщепляют крахмал, потребляемый людьми.Например, амилаза, присутствующая в слюне, катализирует или расщепляет этот крахмал на более мелкие молекулы, такие как мальтоза и глюкоза. Затем клетки могут поглощать глюкозу.

Глюкозный крахмал состоит из мономеров, которые соединены α 1-4 или α 1-6 гликозидными связями. Цифры 1-4 и 1-6 относятся к числу атомов углерода двух остатков, которые соединились с образованием связи. Как показано на рисунке, неразветвленные цепи мономера глюкозы (только α, 1-4 связи) образуют крахмал; тогда как амилопектин представляет собой разветвленный полисахарид ( α 1-6 связей в точках ветвления).

Рис. 6. Амилоза и амилопектин — две разные формы крахмала. Неразветвленные мономерные цепи глюкозы содержат амилозу посредством α 1-4 гликозидных связей. Неразветвленные мономерные цепи глюкозы содержат амилопектин за счет гликозидных связей α 1-4 и α 1-6. Из-за способа соединения субъединиц цепи глюкозы имеют спиральную структуру. Гликоген (не показан) похож по структуре на амилопектин, но имеет более сильную разветвленность.

Гликоген — это форма хранения глюкозы у людей и других позвоночных, состоящая из мономеров глюкозы.Гликоген является животным эквивалентом крахмала и представляет собой сильно разветвленную молекулу, обычно хранящуюся в клетках печени и мышц. Когда уровень глюкозы в крови снижается, гликоген расщепляется, чтобы высвободить глюкозу — процесс, который ученые называют гликогенолизом.

Целлюлоза — самый распространенный природный биополимер. Целлюлоза в основном состоит из клеточной стенки растений. Это обеспечивает структурную поддержку клетки. Дерево и бумага в основном целлюлозные по своей природе. Мономеры глюкозы содержат целлюлозу, которая β 1-4 гликозидных связей связывает ((рисунок)).

Рис. 7. В целлюлозе мономеры глюкозы связаны в неразветвленные цепи β 1-4 гликозидными связями. Из-за способа соединения субъединиц глюкозы каждый мономер глюкозы переворачивается относительно следующего, что приводит к линейной волокнистой структуре.

Как показано на рисунке, каждый второй мономер глюкозы в целлюлозе перевернут, и мономеры плотно упакованы в виде вытянутых длинных цепей. Это придает целлюлозе жесткость и высокую прочность на разрыв, что так важно для растительных клеток.В то время как пищеварительные ферменты человека не могут разрушить связь β 1-4, травоядные животные, такие как коровы, коалы и буйволы, способны с помощью специализированной флоры в их желудке переваривать растительный материал, богатый целлюлозой, и использовать его. это как источник пищи. У некоторых из этих животных определенные виды бактерий и простейших обитают в рубце (часть пищеварительной системы травоядных) и секретируют фермент целлюлазу. В аппендиксе пасущихся животных также содержатся бактерии, переваривающие целлюлозу, что придает ей важную роль в пищеварительной системе жвачных животных.Целлюлазы могут расщеплять целлюлозу на мономеры глюкозы, которые животные используют в качестве источника энергии. Термиты также способны расщеплять целлюлозу из-за присутствия в их телах других организмов, выделяющих целлюлазы.

Углеводы выполняют различные функции у разных животных. Членистоногие (насекомые, ракообразные и другие) имеют внешний скелет, экзоскелет, который защищает их внутренние части тела (как мы видим у пчелы на (Рисунок)). Этот экзоскелет состоит из биологической макромолекулы хитина, представляющей собой полисахаридсодержащий азот.Он состоит из повторяющихся звеньев N-ацетил- β -d-глюкозамина, которые представляют собой модифицированный сахар. Хитин также является основным компонентом клеточных стенок грибов. Грибы не являются ни животными, ни растениями и образуют собственное царство в области Эукарии.

Рис. 8. У насекомых есть твердый внешний скелет, сделанный из хитина, типа полисахарида. (кредит: Луиза Докер)

Связи в карьере

Дипломированный диетолог

Ожирение является проблемой здравоохранения во всем мире, и многие болезни, такие как диабет и болезни сердца, становятся все более распространенными из-за ожирения.Это одна из причин, почему люди все чаще обращаются за советом к зарегистрированным диетологам. Зарегистрированные диетологи помогают планировать программы питания для людей в различных условиях. Они часто работают с пациентами в медицинских учреждениях, разрабатывая планы питания для лечения и профилактики заболеваний. Например, диетологи могут научить пациента с диабетом, как контролировать уровень сахара в крови, употребляя в пищу правильные типы и количества углеводов. Диетологи также могут работать в домах престарелых, школах и частных клиниках.

Чтобы стать дипломированным диетологом, нужно получить как минимум степень бакалавра в области диетологии, питания, пищевых технологий или в смежных областях. Кроме того, зарегистрированные диетологи должны пройти программу стажировки под присмотром и сдать национальный экзамен. Те, кто занимается диетологией, проходят курсы по питанию, химии, биохимии, биологии, микробиологии и физиологии человека. Диетологи должны стать экспертами в области химии и физиологии (биологических функций) пищи (белков, углеводов и жиров).

Польза углеводов

Полезны ли углеводы? Некоторые часто говорят людям, которые хотят похудеть, что углеводы — это плохо, и им следует избегать их. Некоторые диеты полностью запрещают потребление углеводов, утверждая, что низкоуглеводная диета помогает людям быстрее похудеть. Однако углеводы были важной частью рациона человека на протяжении тысячелетий. Артефакты древних цивилизаций свидетельствуют о наличии пшеницы, риса и кукурузы в хранилищах наших предков.

В рамках хорошо сбалансированной диеты мы должны дополнять углеводы белками, витаминами и жирами. С точки зрения калорийности грамм углеводов обеспечивает 4,3 ккал. Для сравнения, жиры дают 9 Ккал / г, менее желательное соотношение. Углеводы содержат растворимые и нерастворимые элементы. Нерастворимая часть, клетчатка, в основном состоит из целлюлозы. Волокно имеет множество применений. Он способствует регулярному опорожнению кишечника за счет увеличения объема и регулирует уровень потребления глюкозы в крови. Клетчатка также помогает вывести из организма лишний холестерин.Волокно связывается с холестерином в тонкой кишке, затем присоединяется к холестерину и предотвращает попадание частиц холестерина в кровоток. Затем холестерин покидает организм через кал. Богатые клетчаткой диеты также играют защитную роль в снижении риска рака толстой кишки. Кроме того, еда, содержащая цельнозерновые и овощи, дает ощущение сытости. В качестве непосредственного источника энергии глюкоза расщепляется в процессе клеточного дыхания, в результате чего образуется АТФ, энергетическая валюта клетки.Не потребляя углеводы, мы сокращаем доступность «мгновенной энергии». Исключение углеводов из рациона — не лучший способ похудеть. Низкокалорийная диета, богатая цельнозерновыми, фруктами, овощами и нежирным мясом, вместе с большим количеством упражнений и большим количеством воды — более разумный способ похудеть.

Ссылка на обучение

Чтобы получить дополнительную информацию об углеводах, изучите «Биомолекулы: углеводы» с помощью этой интерактивной анимации.

Сводка раздела

Углеводы — это группа макромолекул, которые являются жизненно важным источником энергии для клетки и обеспечивают структурную поддержку растительным клеткам, грибам и всем членистоногим, включая омаров, крабов, креветок, насекомых и пауков. Ученые классифицируют углеводы как моносахариды, дисахариды и полисахариды в зависимости от количества мономеров в молекуле. Моносахариды связаны гликозидными связями, которые образуются в результате реакций дегидратации, образуя дисахариды и полисахариды с удалением молекулы воды для каждой образованной связи.Глюкоза, галактоза и фруктоза — обычные моносахариды; тогда как обычные дисахариды включают лактозу, мальтозу и сахарозу. Крахмал и гликоген, примеры полисахаридов, являются формами хранения глюкозы в растениях и животных соответственно. Длинные полисахаридные цепи могут быть разветвленными или неразветвленными. Целлюлоза является примером неразветвленного полисахарида; тогда как амилопектин, составляющий крахмал, представляет собой сильно разветвленную молекулу. Хранение глюкозы в виде полимеров, таких как крахмал или гликоген, делает ее немного менее доступной для метаболизма; однако это предотвращает его утечку из клетки или создание высокого осмотического давления, которое может привести к поглощению клеткой чрезмерного количества воды.

Art Connections

(Рисунок) Что это за сахара, альдоза или кетоза?

Показать решение

(Рисунок) Глюкоза и галактоза — альдозы. Фруктоза — это кетоза.

Обзорные вопросы

Пример моносахарида ________.

1. фруктоза
2. глюкоза
3. галактоза
4. все вышеперечисленное

Примеры целлюлозы и крахмала:

1. моносахариды
2. дисахаридов
3. липидов
4. полисахариды

Стенки растительных клеток содержат что из перечисленного в избытке?

1. крахмал
2. целлюлоза
3. гликоген
4. лактоза

Лактоза представляет собой дисахарид, образующийся в результате образования ________ связи между глюкозой и ________.

1. гликозидный; лактоза
2. гликозидный; галактоза
3. водород; сахароза
4. водород; фруктоза

Что из перечисленного не является ролью углеводов во внеклеточном матриксе?

1. защитить внутренние органы насекомого от внешних травм
2. предотвращает лизис растительных клеток после полива растений
3. сохраняет форму спор грибка
4. обеспечивают энергию для движения мышц

Бесплатный ответ

Опишите сходства и различия между гликогеном и крахмалом.

Показать решение

Гликоген и крахмал — полисахариды. Они являются формой хранения глюкозы. Гликоген хранится у животных в печени и мышечных клетках, тогда как крахмал хранится в корнях, семенах и листьях растений. Крахмал имеет две разные формы: неразветвленную (амилоза) и разветвленную (амилопектин), тогда как гликоген представляет собой один тип сильно разветвленной молекулы.

Почему люди не могут переваривать пищу, содержащую целлюлозу?

Показать решение

Гликозидная связь β 1-4 в целлюлозе не может быть разрушена пищеварительными ферментами человека.Травоядные животные, такие как коровы, коалы и буйволы, способны переваривать траву, богатую целлюлозой, и использовать ее в качестве источника пищи, потому что бактерии и простейшие в их пищеварительной системе, особенно в рубце, выделяют фермент целлюлазу. Целлюлазы могут расщеплять целлюлозу на мономеры глюкозы, которые могут использоваться животным в качестве источника энергии.

Изобразите кетозную и альдозную формы моносахарида с химической формулой C ₃ H ₆ O ₃ . Как структура моносахарида меняется от одной формы к другой в организме человека?

Показать решение
Организм человека переключает углеводы между их альдозной и кетозной формами с помощью семейства ферментов, называемых изомеразами.Триоза кетозы называется дигидроксиацетоном, и у нее есть кислород, связанный двойной связью с центральным углеродом:

Альдоза называется глицеральдегидом, и кислород может иметь двойную связь с первым или третьим углеродом молекулы:

Глоссарий

углевод

биологическая макромолекула, в которой отношение углерода к водороду и к кислороду составляет 1: 2: 1; углеводы служат источниками энергии и структурной опорой в клетках и образуют клеточный экзоскелет членистоногих

целлюлоза

полисахарид, который составляет клеточную стенку растений; обеспечивает структурную поддержку ячейки

хитин

вид углеводов, образующих внешний скелет всех членистоногих, включая ракообразных и насекомых; он также образует клеточные стенки грибов

дисахарид

два мономера сахара, которые связывает гликозидная связь

гликоген

запасенных углеводов у животных

гликозидная связь

связь, образованная реакцией дегидратации между двумя моносахаридами с удалением молекулы воды

моносахарид

единичное звено или мономер углеводов

полисахарид

длинная цепь моносахаридов; могут быть разветвленными и неразветвленными

крахмал

запасы углеводов в растениях

3 Углеводы и клетчатка | Потребности в питательных веществах нечеловеческих приматов: второе пересмотренное издание

Паулини, И., Т. Мехта и А. Харгис. 1987. Изменения структуры кишечника у африканских зеленых мартышек после длительного кормления псиллиумом или целлюлозой. J. Nutr. 117: 253-266.

Пичард Г. и П. Ван Сост. 1977. Растворимость белков кормов для жвачных животных. Стр. 91-98 в Proc. Cornell Nutr. Конф. Итака, Нью-Йорк: Корнельский университет.

Попович Д.Г., Диренфельд Э.С. 1997. Питание. в «Управление горилл в неволе: руководство по животноводству», «План выживания видов горилл», J. Ogden and D. Wharton, Eds.Являюсь. Доц. Zoos Aquar.

Попович Д.Г., Д.Дж.А. Дженкинс, C.W.C. Кендалл, Э. Диренфельд, Р. В. Кэрролл, Н. Тарик и Э. Видген. 1997. Рацион западных низинных горилл имеет значение для здоровья людей и других гоминоидов. J. Nutr. 127: 2000-2005.

Пауэр, M.L. и O.T. Офтедал. 1996. Различия среди содержащихся в неволе каллитрихидов в пищеварительной реакции на пищу жевательной резинки. Являюсь. J. Primatol. 40: 131-144.

Проский, Л., Н-Г. Asp, I. Furda, I., J.H. Деврис, Т.Ф. Швейцер и Б. Ф. Харланд. 1985. Определение общего количества пищевых волокон в пищевых продуктах и ​​пищевых продуктах: совместное исследование. J. Assoc. Выключенный. Анальный. Chem. 68: 677-679.

Reiser, S., D.E. Михаэлис, Дж. Патни и Дж. Холлфриш. 1975. Влияние кормления сахарозой на транспорт сахаров в кишечнике у двух линий крыс. J. Nutr. 105: 894-905.

Робертсон, Дж. Б. и П. Дж. Хорват. 1992. Моющий анализ пищевых продуктов. Стр. 49-52 в Справочнике CRC по диетической клетчатке в питании человека, 2 ^nd ed., Г.А. Spiller, Ed. Бока-Ратон: CRC Press.

Робертсон, Дж. Б. и П. Дж. Ван Сост. 1981. Система анализа детергентов и ее применение к продуктам питания человека. Стр. 123-158 в разделе «Анализ пищевых волокон в продуктах питания», W.P.T. Джеймс и О. Теандр, ред. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Марсель Деккер.

Роджерс, M.E., F. Maisels, E.A. Уильямсон, М. Фернандес и C.E.G. Тутин. 1990. Рацион горилл в заповеднике Лопе, Габон: анализ питания. Oecol. 84: 326-339.

Rylands, A.B.1993. Экология тамаринов льва, Leontopithecus : некоторые внутриродовые различия и сравнения с другими каллитрихидами. Стр. 296–313 в «Мартышки и тамарины: систематика, поведение и экология», A.B. Рилэндс, Эд. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

Райлендс, А.Б., Д.С. де Фариа. 1993. Среда обитания, экология кормления и размер ареала обитания представителей рода C allithrix . Стр. 262–272 в «Мартышки и тамарины: систематика, поведение и экология», А. Рилэндс, Эд.Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

Ryttig, K.R., A.R. Лидс и С. Рёсснер. 1990. Пищевые волокна в борьбе с избыточным весом. Стр. 87-100 в книге «Перспективы диетических волокон — обзоры и библиография», Vol. 2, А. Лидс, Эд. Лондон: John Libbey & Co., Ltd.

Sachslehner, A., G. Foidl, N. Foidl, G. Gubitz, and D. Haltrich. 2000. Гидролиз изолированного кофейного маннана и кофейного экстракта маннаназами Sclerotium rolfsii . J. Biotech. 80: 127-134.

Э. Сакагути, К. Судзуки, С. Котера, А. Эхара. 1991. Переваривание клетчатки и время удерживания перевариваемого вещества у макак и колобусов. Стр. 671-674 в приматологии сегодня. Лондон: Elsevier Science Publ.

Салли, Дж. Дж. И У. Ф. Брайсон. 1957. Дефицит витамина А у хомяка. J. Dent. Res. 36: 935-944.

Salyers, A.A., J.R. Vercellotti, S.E.H. Уэст и Т.Д. Уилкинс. 1977 г. Ферментация муцина и растительных плойсахаридов штаммами Bacteroides из толстой кишки человека.Прил. Environ. Microbiol. 33: 319-322.

Шацкин, А., Э. Ланца, Д. Корл, П. Ланс, Ф. Ибер, Б. Каан, М. Шике, Дж. Вайсфельд, Р. Берт, М. Р. Купер, Дж. У. Кикендалл и Дж. Кэхилл. 2000. Отсутствие эффекта диеты с низким содержанием жиров и высоким содержанием клетчатки на рецидивы колоректальных аденом. Исследовательская группа по профилактике полипов. N.E. J. Med. 20: 1149-1155.

Schneeman, B.O. 1990. Поглощение макроэлементов. Стр. 157-166 в «Пищевые волокна: химия, физиология и влияние на здоровье», Д. Кричевский, К.Бонфилд и Дж. Андерсон, ред. Нью-Йорк: Пленум Пресс.

Смит, Д. 1969. Удаление и анализ общих неструктурных углеводов из растительной ткани. College Agr. & Life Sci. Res. Отчет № 41, Унив. Висконсин, Мэдисон.

Саутгейт, Д.А.Т. и Х. Энглист. 1985. Пищевые волокна: химия, физические свойства и анализ. Стр. 31-55 в «Диетическая клетчатка, продукты с низким содержанием клетчатки и болезни», H. Trowell, D. Burkitt и K. Heaton, Eds. Лондон: Academic Press.

Спиллер, Г.А. 1992. Определение пищевых волокон. Стр. 15-18 в Справочнике CRC по диетической клетчатке в питании человека, 2 ^nd ed., G.A. Spiller, Ed. Бока-Ратон: CRC Press.

Стивен А. 1985. Запор. Стр. 133–144 в «Диетическая клетчатка, продукты с низким содержанием клетчатки и болезни», H. Trowell, D. Burkitt и K. Heaton, Eds. Лондон: Academic Press.

Стивен А.М. и Дж. Х. Каммингс. 1980. Механизм действия пищевых волокон в толстой кишке человека. Nature 284: 283-284.

Стерлинг, Э.J., E.S. Диренфельд, К.Дж. Эшборн и A.T.C. Файстнер. 1994. Рацион питания, состав пищи и потребление питательных веществ в диких и содержащихся в неволе популяциях Daubentonia madagascariensis . Folia Primatol. 62: 1-3, 115-124.

Стивенс, Б.Дж.Х., Р.Р. Селвендран, К.Е. Бейлисс и Р. Тернер. 1988. Разложение материала клеточной стенки яблочных и пшеничных отрубей фекальными бактериями человека in vitro. J. Sci. Food Agri. 44: 151-166.

Стивенс, C.E., and I.D. Юм. 1995. Сравнительная физиология пищеварительной системы позвоночных, 2 ^nd ed.Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Cambridge Univ. Нажмите.

Streett, J.W., and A.M. Йонас. 1980. Непереносимость лактозы у длиннохвостой макаки ( Macaca arctoides ) — отчет о клиническом случае. Лаборатория. Anim. Sci. 30: 1: 80-84.

Сугано, М. И Икеда, К. Имаидзуми, Я.-Ф. Лу. 1990. Пищевые волокна и абсорбция липидов. Стр. 137-156 в «Пищевые волокна: химия, физиология и влияние на здоровье», Д. Кричевский, К. Бонфилд и Дж. У. Андерсон, ред. Нью-Йорк: Пленум Пресс.

Szepesi, B. 1996.Углеводы. Стр. 33-43 в Present Knowledge in Nutrition, 7 ^th ed., E.E. Ziegler and L.J. Filer, Jr., Eds. Вашингтон, округ Колумбия: Междунар. Life Sci. Inst. Нажмите.

Taiz, L., and E. Zeiger. 1998. Физиология растений, 2 ^nd изд. Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Assoc., Inc.

Троуэлл, Х. 1990. Пищевой продукт с обедненным клетчаткой крахмалом и NIDDMdiabetes. Стр. 283–286 в «Пищевые волокна: химия, физиология и влияние на здоровье», Д. Кричевский, К. Бонфилд и Дж. У. Андерсон, ред.Нью-Йорк: Пленум Пресс.

Ван Сост, П.Дж. 1994. Экология питания жвачных животных, 2 ^nd ed. Итака, Нью-Йорк: Cornell Univ. Нажмите.

Ван Сост, П.Дж., Дж. Б. Робертсон и Б.А. Льюис. 1991. Способы получения пищевых волокон, нейтральных детергентных волокон и некрахмальных полисахаридов в отношении питания животных. J. Dairy Sci. 74: 3583-3597.

Vellayan, S. 1981. Химический состав и усвояемость натуральных и домашних продуктов питания Lar gibbon ( Hylobates lar ) в Малайзии.M. Sc. Диссертация, Univ. Pertanian, Malaysia (Serdang), цитируется Davies, A.G., J.O. Калдекотт, Д.Дж. Чиверс. 1983. Натуральные продукты как руководство по питанию приматов Старого Света. Стандарты обращения с лабораторными животными. Совместный симпозиум UFAW / LASA, Лондон.

Vonk, H.J. and J.R.H. Западный. 1984. Сравнительная биохимия и физиология ферментативного пищеварения. Academic Press, Лондон. 501 с.

Уотерман, П.Г., и Г.М. Чух. 1981. Влияние веществ, снижающих усвояемость, в листьях на выбор пищи некоторыми Colobinae.Малайзия. Прил. Биол. 10: 147-162.

Уотерман, П.Г., и К.М. Kool. 1994. Выбор пищевых продуктов Colobine и химия растений. Стр. 251-284 в Colobine Monkeys: их экология, поведение и эволюция, A.G. Davies and J.F. Oates, Eds. Кембридж, Массачусетс: Издательство Кембриджского университета.