Органічні речовини

Органічні речовини. вуглеводи

Переходячи до розгляду органічних речовин, не можна не відзначити значення вуглецю для життя. Вступаючи в хімічні реакції, вуглець утворює міцні ковалентні зв'язки, обобществляя чотири електрона. Атоми вуглецю, з'єднуючись між собою, здатні утворювати стабільні ланцюги і кільця, службовці скелетами макромолекул. Вуглець також може утворювати кратні ковалентні зв'язки з іншими вуглецевими атомами, а також з азотом і киснем. Всі ці властивості забезпечують унікальну різноманітність органічних молекул.

Макромолекули, що становлять близько 90% маси зневодненої клітини, синтезуються з простіших молекул, званих мономерами. Існують три основні типи макромолекул: полісахариди, білки і нуклеїнові кислоти; мономерами для них є, відповідно, моносахариди, амінокислоти і нуклеотиди.

Вуглеводами називають речовини із загальною формулою C x (H2O) y. де x і y - натуральні числа. Назва «вуглеводи» говорить про те, що в їх молекулах водень і кисень знаходяться в тому ж відношенні, що і в воді.

У тваринних клітинах міститься невелика кількість вуглеводів, а в рослинних - майже 70% від загальної кількості органічних речовин.

Вуглеводи діляться на прості (моносахариди) і складні (дисахариди і полісахариди). Моносахариди мають загальну формулу (CH2O) n. де n змінюється від 3 до 9. Найпоширеніші моносахариди - глюкоза і фруктоза, які мають формулу (CH2O) 6. Всі моносахариди мають солодкий смак, кристалізуються і легко розчиняються у воді.

Сахароза - звичайний цукор з магазину

Моносахариди грають роль проміжних продуктів в процесах дихання і фотосинтезу, беруть участь в синтезі нуклеїнових кислот, коферментів, АТФ і полісахаридів, служатісточнікамі енергії, що вивільняється при окисленні в процесі дихання. Похідні моносахаридів - цукрові спирти, цукрові кислоти, дезоксисахара і аміноцукри - мають важливе значення в процесі дихання, а також використовуються при синтезі ліпідів, ДlНК і інших макромолекул.

Дисахариди утворюються в результаті реакції конденсації між двома моносахаридами. Іноді вони використовуються в якості запасних поживних речовин. Найбільш поширеними з них є мальтоза (глюкоза + глюкоза), лактоза (глюкоза + галактоза) і сахароза (глюкоза + фруктоза) .Лактоза міститься тільки в молоці. Сахароза (тростинний цукор) найбільш поширена в рослинах; це і є той самий «цукор», який ми зазвичай вживаємо в їжу.

Полісахариди складаються з моносахаридів. Великі розміри роблять їх молекули практично нерозчинними в воді; вони не впливають на клітину і тому зручні як запасні речовини. При необхідності вони можуть бути перетворені назад в цукру шляхом гідролізу.

Крохмаль (полімер глюкози) запасається в клітинах у вигляді так званих крохмальних зерен. Еквівалентом крохмалю в тваринному організмі є глікоген (у хребетних він міститься в печінці і м'язах). Крохмаль і глікоген грають роль резерву їжі і енергії.

Особливо багато крохмалю в бульбах картоплі, а також в насінні бобових і злаків

Целюлоза - основний компонент стінок рослинних клітин і найпоширеніше на Землі органічна речовина

Целюлоза також є полімером глюкози. У ній укладено близько 50% вуглецю, що міститься в рослинах. За загальній масі на Землі целюлоза займає перше місце серед органічних сполук. Форма молекули (довгі ланцюги з виступаючими назовні -OH-групами) забезпечує міцне зчеплення між сусідніми ланцюгами. При всій своїй міцності, макрофібрілли, що складаються з таких ланцюгів, легко пропускають воду і розчинені в ній речовини і тому служать ідеальним будівельним матеріалом для стінок рослинної клітини. Целюлоза - цінне джерело глюкози, проте для її розщеплення необхідний фермент целлюлаза, порівняно рідко зустрічається в природі. Тому в їжу целюлозу вживають тільки деякі тварини (наприклад, жуйні). Велико і промислове значення целюлози - з цієї речовини виготовляють бавовняні тканини і папір.

Іноді прості цукри вступають в реакцію з цукровими спиртами і кислотами. Утворені при цьому речовини близькі до полісахаридів і носять назву мукополісахаридів. Муреин грає роль структурного компонента в клітинах прокаріотів. Хітин близький до целюлозі; він зустрічається у деяких форм грибів, а також як важливий компонент зовнішнього скелета деяких тварин. Глікопротеїни і гліколіпіди визначають антигенні властивості клітин. Гіалуронова кислота і хондроитинсульфат - важливі компоненти сполучної тканини хребетних. Камеді і слизу мають важливу захисну функцію в організмах рослин і тварин.

Хітин є основним компонентом зовнішнього скелета членистоногих