Виды органических веществ — роль и строение
Органические вещества — это вещества, которые входят в состав живых организмов и образуются только при их участии. Как правило, все живые существа содержат органические вещества. К органическим веществам относятся белки, жиры и углеводы, которых насчитывается около 10 миллионов.
Виды органических веществ, классификация
Белки
Белки — это строительные блоки жизни. Они жизненно важны для нашего существования и присутствуют в каждом организме на Земле. Белки — наиболее распространенные молекулы, встречающиеся в клетках. На самом деле они составляют больше сухого вещества клетки, чем жиры, углеводы и все другие молекулы вместе взятые. Белок состоит из одной или нескольких полипептидных цепей, и каждая полипептидная цепь построена из более мелких молекул, называемых «аминокислотами». Существует в общей сложности 20 аминокислот, которые могут быть организованы триллионами различных способов для создания белков, выполняющих огромное разнообразие функций. Белки являются наиболее распространенными органическими компонентами человеческого организма и во многих отношениях наиболее важными. Они составляют от 10 до 30 % клеточной массы и являются основными структурными материалами организма. Белки жизненно важны для многих функций организма. На поверхности клеток некоторые белки соединяются с углеводами, превращаясь в гликопротеины. Они позволяют клеткам реагировать на определенные молекулы, которые связываются с ними. Белки включают биологические катализаторы (ферменты), сократительные белки мышц и гемоглобин крови. В человеческом организме насчитывается более 200 000 типов белков, полный набор которых известен как протеом.
Все белки содержат атомы углерода, водорода, кислорода и азота, а также небольшое количество серы. Двадцать распространенных аминокислот, как незаменимых, так и несущественных, составляют белки, существующие в организме человека и большинства других живых организмов. Аминокислоты являются строительными блоками белков, состоящими из двух основных групп: аминов и органических кислот. Все аминокислоты абсолютно одинаковы, за исключением одной группы атомов, известной как группа SR аминокислоты. Белки бывают самых разнообразных форм и выполняют широкий спектр функций. Примеры белков включают ферменты, антитела и некоторые гормоны, помогающие ускорить химические реакции, защищающие от болезней и регулирующие активность клеток. Белки также играют важную роль в движении, структурной поддержке, хранении, коммуникации между клетками, пищеварении и транспортировке веществ по организму. Существуют моторные белки, такие как миозин и динеины. Они обладают способностью преобразовывать химическую энергию в движение.
Миозин — это белок, содержащийся в мышцах и вызывающий сокращение мышечных волокон в них. Динеины обеспечивают энергию, приводящую в движение жгутики. Жгутики — это длинные тонкие структуры, прикрепленные снаружи к определенным клеткам (таким, как сперматозоиды), и отвечающие за их подвижность.
Многие белки обеспечивают структурную поддержку определенным частям организма. Кератин, например, является белком, содержащимся во внешних слоях кожи, и делает кожу прочным защитным слоем от внешнего мира. Кератин также является структурным белком, из которого состоят волосы, рога и ногти. Клетки взаимодействуют с окружающей их средой и другими клетками. Рецепторные белки в клеточной мембране получают сигналы извне клетки и передают сообщения в клетку.
Как только сигнал попадает внутрь клетки, он обычно передается между несколькими белками, прежде чем достигнет конечного пункта назначения (чаще всего тоже это белок).
Пищеварение также управляется белками. Ферменты — это белки, которые стимулируют пищеварение, ускоряя химические реакции. Пищеварение — это расщепление пищи из крупных нерастворимых молекул на более мелкие молекулы, которые могут растворяться в воде. Поскольку более мелкие молекулы растворимы в воде, они могут попадать в кровь и транспортироваться по всему организму.
- амилазу — фермент в слюне, расщепляющий крахмал на растворимые сахара;
- липазу — расщепляет жиры и другие липиды;
- пепсин — расщепляет белки в пище.
Жиры
Жиры нерастворимы в воде, но могут растворяться в других липидах, маслах, эфире, хлороформе или спирте. Липиды включают в себя множество соединений, таких как триглицериды, фосфолипиды и стероиды, выполняющие жизненно важные клеточные функции.
Жиры являются наиболее распространенным типом липидов. Они обеспечивают примерно в два раза больше энергии, чем углеводы. Липиды помогают поддерживать температуру тела. Подобно углеводам, молекулы жира также содержат углерод, водород и кислород, но имеют гораздо меньше атомов кислорода, чем углеводы. Некоторые сложные липиды также содержат фосфор.
Жиры — это триглицерид (тип липида), который обычно является твердым при комнатной температуре. Другими типами липидов являются жирные кислоты, глицерин, глицерофосфолипид, сфинголипид, стерол-липид.
По определению, липид представляет собой жирное или воскообразное органическое соединение, которое легко растворимо в неполярном растворителе (например, эфире), но не в полярном растворителе (воде).
В пищевой науке жир и липид считаются одним и тем же веществом. Однако не все липиды являются жирами. Масло также отличается от жира, оно является одним из видов липидов. В отличие от жира, масло не затвердевает при комнатной температуре. Это происходит потому, что масло состоит из коротких или ненасыщенных цепей жирных кислот, которые при комнатной температуре остаются жидкими.
Жиры служат средством накопления энергии для большинства эукариот, а также служат источником пищи. Они обладают самым высоким потенциалом накопления энергии среди макроэлементов и очень химически стабильны, что делает их идеальными для хранения энергии для последующего использования.
Макроэлементы относятся не к размеру молекулы, а к количеству, необходимому для поддержания жизни. Витамины и минералы считаются микроэлементами.
Углеводы
Углеводы — это природные органические соединения, содержащиеся во всех клетках живых организмов и выполняющие важные функции.
Они жизненно важны для жизни на Земле и выполняют целый ряд функций, таких как обеспечение энергией и структурная поддержка. Углевод — это либо сахар, либо полимер сахаров. Полимер — это два или более простых сахара, соединенных вместе.
Углеводы — это молекулы на основе углерода, в которых водород и кислород связаны цепочкой атомов углерода.
Некоторые из более сложных углеводов обеспечивают структурную поддержку и защиту. Клетки растений и грибов имеют клеточные стенки, состоящие из углеводов. Эти клеточные стенки обеспечивают защиту и поддержку клетки и всего организма.
Углеводы также участвуют в межклеточном распознавании. Клетки имеют углеводы на внешней поверхности своих клеточных мембран, которые действуют как рецепторы. Рецепторы могут взаимодействовать с углеводами на мембранах других клеток и помогать клеткам идентифицировать друг друга.
Углеводы обеспечивают большую часть энергии, необходимой клеткам организма, и помогают строить клеточные структуры.
Нуклеиновые кислоты
Нуклеиновые кислоты — это биомолекулы, которые необходимы для каждой формы жизни, присутствующей на земле. Они присутствуют во всех организмах, от мелких вирусов и бактерий до крупных и сложных животных, таких как люди и киты.
Термин «нуклеиновая кислота» используется совместно для обозначения ДНК и РНК. Размеры нуклеиновых кислот варьируются от небольших биомолекул до крупных биополимеров. Они состоят из повторяющихся субъединиц, называемых нуклеотидами.
Две нуклеиновые кислоты различаются по своей структуре, функциям, свойствам и расположению внутри клетки:
1. ДНК, также известная как дезоксирибонуклеиновая кислота, является наиболее важной биологической молекулой, присутствующей в живых клетках. Вся генетическая информация хранится в клетке в виде ДНК. Происшествие ДНК присутствует во всех живых клетках в той или иной форме.
Биологические функции ДНК заключаются в следующем:
- Генетическая информация упакована в клетках в виде ДНК.
- Вся структурная и функциональная информация организма присутствует в форме ДНК.
- ДНК кодирует синтез всех типов белков.
- Генетическая информация передается следующему поколению клеток в виде ДНК.
2. РНК, также известная как рибонуклеиновая кислота, является второй по значимости нуклеиновой кислотой, присутствующей в живых организмах. Это полимер рибонуклеотидов, содержащий рибозу в качестве пентозного сахара.
В большинстве живых клеток ДНК и РНК работают сообща, выполняя свои функции.
РНК также присутствует почти во всех живых клетках. У бактерий он присутствует в цитоплазме клетки, а также в бактериальных рибосомах. Эта кислота в изобилии присутствует в цитоплазме в свободной форме и в составе рибосом. Она синтезируется в ядре из ДНК в процессе транскрипции. Три типа РНК полностью отличаются друг от друга по структуре и функциям:
- Информационная или матричная (иРНК) — РНК служит посредником между ДНК и цитоплазмой. Он переносит генетическую информацию для синтеза белка, присутствующую в ДНК ядра, к рибосомам в цитоплазме клетки.
- Транспортная (тРНК) — этот тип РНК переносит аминокислоты в рибосомы, чтобы их можно было собрать в белки. Информация, содержащаяся в тРНК, преобразуется в аминокислотную последовательность с помощью информационной РНК. Этот тип РНК считывает код на иРНК и переносит эту специфическую аминокислоту в рибосому, чтобы ее можно было включить в белки.
- Рибосомальная (рРНК) — это наиболее распространенная форма РНК, присутствующая в клетках. Он является важным компонентом рибосом, присутствующим в бактериальных и эукариотических клетках. Внутри рибосом рРНК распадается на две субъединицы: большую рибосомную субъединицу и меньшую рибосомную субъединицу. Структура этих двух субъединиц различается у прокариот и эукариот.
Какую играют роль, основные функции
Органические вещества выполняют важные функции в организме:
- Участвуют в построении клеток и тел организмов (структурная и строительная функция).
- Являются запасными веществами (жиры и углеводы).
- Участвуют в транспорте газов (гемоглобин).
- Регулируют функции организма (гормоны).
- Отвечают за окрас и пигментацию (хлорофилл, антоцианы, меланин).
- Защитная (меланин, метилмеркаптан).
- Участвуют в фотосинтезе (хлорофилл).
- Являются ферментами (белки).
- Несут генетическую информацию (нуклеиновые кислоты).
- Энергетическая функция (при окислении органических веществ выделяется энергия).
- Двигательная (белки образуют реснички, жгутики, мышцы).
Таблица с примерами для 5 класса
| Органическое вещество | Роль | Примеры |
| Белки | Входит в состав крови, обеспечивает транспорт кислорода и обмен веществ | Гемоглобин, пепсин |
| Углеводы | Обеспечивают организм энергией | Целлюлоза, сахароза |
| Жиры | Обладают защитной функцией, обеспечивают организм энергией и запасом питательных веществ | Глицерин, жирные кислоты |
| ДНК, РНК |
Учитель непонятно объясняет предмет?
Источник
1. Органические вещества
Все органические соединения обязательно содержат углерод и водород . В их состав могут входить атомы кислорода , азота , галогенов , серы .
Органические вещества составляют основную часть всех живых организмов. Белки , жиры , углеводы являются органическими соединениями.
Природный газ , нефть , каменный уголь , торф также состоят из органических веществ.
Примеры природных органических веществ, которые использует человек: сахар , крахмал , уксусная кислота , каучук , жиры , древесина .
Мы используем огромное количество синтетических органических веществ, которые в природе никогда не существовали ( полиэтилен , капрон , лавсан и многие другие).
Источник