Classificazione dei lipidi semplici e complessi. Biologia al Liceo Lipidi specie

Carboidrati- composti organici, la cui composizione nella maggior parte dei casi è espressa dalla formula generale C N(H2O) M (N E M≥ 4). I carboidrati si dividono in monosaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi.

Monosaccaridi- i carboidrati semplici, a seconda del numero di atomi di carbonio, si dividono in triosi (3), tetrosi (4), pentosi (5), esosi (6) ed eptosi (7 atomi). I più comuni sono i pentosi e gli esosi. Proprietà dei monosaccaridi- si dissolve facilmente in acqua, cristallizza, ha un sapore dolce e può presentarsi sotto forma di isomeri α o β.

Ribosio e desossiribosio appartengono al gruppo dei pentosi, fanno parte dei nucleotidi dell'RNA e del DNA, dei trifosfati ribonucleosidici e dei trifosfati desossiribonucleosidici, ecc. Il desossiribosio (C 5 H 10 O 4) differisce dal ribosio (C 5 H 10 O 5) in quanto al secondo atomo di carbonio ha un atomo di idrogeno, piuttosto che un gruppo ossidrile come il ribosio.

Glucosio o zucchero d'uva(C 6 H 12 O 6), appartiene al gruppo degli esosi, può esistere sotto forma di α-glucosio o β-glucosio. La differenza tra questi isomeri spaziali è che nel primo atomo di carbonio dell'α-glucosio il gruppo idrossile si trova sotto il piano dell'anello, mentre nel β-glucosio è sopra il piano.

Il glucosio è:

1. uno dei monosaccaridi più comuni,
2. la fonte di energia più importante per tutti i tipi di lavoro che si verificano nella cellula (questa energia viene rilasciata durante l'ossidazione del glucosio durante la respirazione),
3. monomero di molti oligosaccaridi e polisaccaridi,
4. una componente essenziale del sangue.

Fruttosio o zucchero della frutta, appartiene al gruppo degli esosi, più dolci del glucosio, presenti in forma libera nel miele (più del 50%) e nella frutta. È un monomero di molti oligosaccaridi e polisaccaridi.

Oligosaccaridi- carboidrati formati a seguito di una reazione di condensazione tra diverse (da due a dieci) molecole di monosaccaridi. A seconda del numero di residui monosaccaridi, si distinguono disaccaridi, trisaccaridi, ecc. I disaccaridi sono i più comuni. Proprietà degli oligosaccaridi- sciogliersi in acqua, cristallizzare, il sapore dolce diminuisce all'aumentare del numero di residui monosaccaridici. Il legame che si forma tra due monosaccaridi si chiama glicosidico.

Saccarosio, o zucchero di canna, o di barbabietola, è un disaccaride costituito da residui di glucosio e fruttosio. Contenuto nei tessuti vegetali. È un prodotto alimentare (nome comune - zucchero). Nell'industria, il saccarosio viene prodotto dalla canna da zucchero (gli steli ne contengono il 10-18%) o dalle barbabietole da zucchero (gli ortaggi a radice contengono fino al 20% di saccarosio).

Maltosio o zucchero di malto, è un disaccaride costituito da due residui di glucosio. Presente nei semi di cereali in germinazione.

Lattosio o zucchero del latte, è un disaccaride costituito da residui di glucosio e galattosio. Presente nel latte di tutti i mammiferi (2-8,5%).

Polisaccaridi sono carboidrati formati come risultato della reazione di policondensazione di molte (diverse dozzine o più) molecole di monosaccaridi. Proprietà dei polisaccaridi— non si dissolvono o si dissolvono male in acqua, non formano cristalli chiaramente formati e non hanno un sapore dolce.

Amido(C6H10O5) N- un polimero il cui monomero è α-glucosio. Le catene polimeriche dell'amido contengono regioni ramificate (amilopectina, legami 1,6-glicosidici) e regioni non ramificate (amilosio, legami 1,4-glicosidici). L'amido è il principale carboidrato di riserva delle piante, è uno dei prodotti della fotosintesi e si accumula in semi, tuberi, rizomi e bulbi. Il contenuto di amido nei chicchi di riso arriva fino all'86%, nel grano fino al 75%, nel mais fino al 72% e nei tuberi di patata fino al 25%. L'amido è il principale carboidrato cibo umano (enzima digestivo - amilasi).

Glicogeno(C6H10O5) N- un polimero il cui monomero è anche α-glucosio. Le catene polimeriche del glicogeno assomigliano alle regioni dell'amilopectina dell'amido, ma a differenza di esse si ramificano ancora di più. Il glicogeno è il principale carboidrato di riserva degli animali, in particolare dell'uomo. Si accumula nel fegato (contenuto fino al 20%) e nei muscoli (fino al 4%) ed è una fonte di glucosio.

(C6H10O5) N- un polimero il cui monomero è il β-glucosio. Le catene polimeriche della cellulosa non si ramificano (legami β-1,4-glicosidici). Il principale polisaccaride strutturale delle pareti cellulari vegetali. Il contenuto di cellulosa nel legno arriva fino al 50%, nelle fibre di semi di cotone fino al 98%. La cellulosa non viene scomposta dai succhi digestivi umani, perché manca l'enzima cellulasi, che rompe i legami tra i β-glucosi.

Inulina- un polimero il cui monomero è il fruttosio. Riserva di carboidrati delle piante della famiglia delle Asteraceae.

Glicolipidi- sostanze complesse formate come risultato della combinazione di carboidrati e lipidi.

Glicoproteine- sostanze complesse formate combinando carboidrati e proteine.

Funzioni dei carboidrati

Struttura e funzioni dei lipidi

Lipidi non ne ho uno solo caratteristiche chimiche. Nella maggior parte dei benefici, dare determinazione dei lipidi, dicono che questo è un gruppo collettivo di composti organici insolubili in acqua che possono essere estratti dalla cellula con solventi organici: etere, cloroformio e benzene. I lipidi possono essere suddivisi in semplici e complessi.

Lipidi semplici La maggior parte sono rappresentati da esteri di acidi grassi superiori e alcol trivalente glicerolo - trigliceridi. Acidi grassi hanno: 1) un gruppo uguale per tutti gli acidi - un gruppo carbossilico (-COOH) e 2) un radicale per il quale differiscono l'uno dall'altro. Il radicale è una catena di numeri variabili (da 14 a 22) di gruppi -CH 2 -. A volte un radicale di acido grasso contiene uno o più doppi legami (-CH=CH-), ad esempio l'acido grasso è chiamato insaturo. Se un acido grasso non ha doppi legami, viene chiamato ricco. Quando si forma un trigliceride, ciascuno dei tre gruppi ossidrili del glicerolo subisce una reazione di condensazione con un acido grasso per formare tre legami estere.

Se prevalgono i trigliceridi acidi grassi saturi, poi a 20°C sono solidi; vengono chiamati grassi, sono caratteristici delle cellule animali. Se prevalgono i trigliceridi acidi grassi insaturi, poi a 20 °C sono liquidi; vengono chiamati oli, sono caratteristici delle cellule vegetali.

1 - trigliceride; 2 - legame estere; 3 - acido grasso insaturo;
4 — testa idrofila; 5 - coda idrofobica.

La densità dei trigliceridi è inferiore a quella dell'acqua, quindi galleggiano nell'acqua e si trovano sulla sua superficie.

Includono anche i lipidi semplici cere- esteri di acidi grassi superiori e alcoli ad alto peso molecolare (solitamente con un numero pari di atomi di carbonio).

Lipidi complessi. Questi includono fosfolipidi, glicolipidi, lipoproteine, ecc.

Fosfolipidi- trigliceridi in cui un residuo di acido grasso è sostituito da un residuo di acido fosforico. Partecipa alla formazione delle membrane cellulari.

Glicolipidi- vedi sopra.

Lipoproteine- sostanze complesse formate come risultato della combinazione di lipidi e proteine.

Lipidi- sostanze simili ai grassi. Questi includono carotenoidi (pigmenti fotosintetici), ormoni steroidei (ormoni sessuali, mineralcorticoidi, glucocorticoidi), gibberelline (sostanze per la crescita delle piante), vitamine liposolubili (A, D, E, K), colesterolo, canfora, ecc.

Funzioni dei lipidi

Funzione	Esempi e spiegazioni
Energia	La funzione principale dei trigliceridi. Quando 1 g di lipidi viene scomposto, vengono rilasciati 38,9 kJ.
Strutturale	Fosfolipidi, glicolipidi e lipoproteine ​​partecipano alla formazione delle membrane cellulari.
Magazzinaggio	I grassi e gli oli sono sostanze nutritive di riserva negli animali e nelle piante. Importante per gli animali che vanno in letargo durante la stagione fredda o che effettuano lunghi viaggi in zone dove non sono presenti fonti di cibo. Gli oli di semi vegetali sono necessari per fornire energia alla piantina.
Protettivo	Strati di grasso e capsule di grasso forniscono un'ammortizzazione per gli organi interni. Strati di cera vengono utilizzati come rivestimento idrorepellente su piante e animali.
Isolamento termico	Il tessuto adiposo sottocutaneo impedisce il deflusso del calore nello spazio circostante. Importante per mammiferi acquatici o mammiferi che vivono in climi freddi.
Normativa	Le gibberelline regolano la crescita delle piante. L'ormone sessuale testosterone è responsabile dello sviluppo dei caratteri sessuali secondari maschili. L'ormone sessuale estrogeno è responsabile dello sviluppo dei caratteri sessuali secondari femminili e regola il ciclo mestruale. I mineralcorticoidi (aldosterone, ecc.) controllano il metabolismo del sale marino. I glucocorticoidi (cortisolo, ecc.) partecipano alla regolazione del metabolismo dei carboidrati e delle proteine.
Fonte d'acqua metabolica	Quando 1 kg di grasso viene ossidato, vengono rilasciati 1,1 kg di acqua. Importante per gli abitanti del deserto.
Catalitico	Le vitamine liposolubili A, D, E, K sono cofattori degli enzimi, ad es. Queste stesse vitamine non hanno attività catalitica, ma senza di esse gli enzimi non possono svolgere le loro funzioni.

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Vai a lezioni n. 3“Struttura e funzioni delle proteine. Enzimi"

Carboidrati - questi sono composti organici formati da tre elementi chimici: carbonio, idrogeno e ossigeno. Alcuni contengono anche azoto o zolfo. La formula generale dei carboidrati è Cm(H2O)n.

Si dividono in tre classi principali: monosaccaridi, oligosaccaridi (disaccaridi) e polisaccaridi.

Monosaccaridi - Questi sono i carboidrati più semplici con 3-10 atomi di carbonio. La maggior parte degli atomi di carbonio nella molecola del monosaccaride sono associati a gruppi alcolici e uno è associato a un gruppo aldeidico o chetonico.

Glucosio (zucchero d'uva) è presente in tutti gli organismi, compreso il sangue umano, poiché costituisce una riserva energetica e fa parte del saccarosio, del lattosio, del maltosio, dell'amido, della cellulosa e di altri carboidrati. Fruttosio (zucchero della frutta) si trova in massima concentrazione nella frutta, nel miele e nelle radici della barbabietola da zucchero. Non solo prende parte attiva ai processi metabolici, ma fa anche parte del saccarosio.

Monosaccaridi - sostanze cristalline, dal sapore dolce e altamente solubile in acqua.

Agli oligosaccaridi includono carboidrati formati da diversi residui monosaccaridici. Sono per lo più cristallini, altamente solubili in acqua e dal sapore dolce. A seconda della quantità di questi residui si distinguono disaccaridi (due residui monosaccaridici), trisaccaridi (tre), ecc.

I disaccaridi includono saccarosio, lattosio e maltosio. Saccarosio (zucchero di barbabietola o di canna) è costituito da residui di glucosio e fruttosio V si trova negli organi di stoccaggio di alcune piante. Soprattutto molto saccarosio si trova nelle radici delle barbabietole da zucchero e della canna da zucchero, da cui vengono ottenute industrialmente. Lattosio o zucchero del latte,formato da residui di glucosio e galattosio, si trova nel latte materno e vaccino. Maltosio (zucchero di malto) è costituito da due unità di glucosio. Si forma durante la scomposizione dell'amido nei semi delle piante e nel sistema digestivo umano.

Polisaccaridi sono biopolimeri i cui monomeri sono residui di monosaccaridi. Questi includono amido, glicogeno, cellulosa, chitina, ecc. Il monomero di questi polisaccaridi è il glucosio.

Amido è la baseuna sostanza di riserva significativa delle piante, che si accumula in semi, frutti, tuberi, rizomi e altri organi di conservazione. Una reazione qualitativa all'amido è una reazione con lo iodio, in cui l'amido diventa blu-viola.

Glicogeno (amido animale) è un polisaccaride di riserva di animali e funghi, che nell'uomo si accumula in maggiore quantità nei muscoli e nel fegato. Le molecole di glicogeno hanno un grado di ramificazione maggiore rispetto alle molecole di amido.

Cellulosa, o fibra, - il principale polisaccaride di supporto delle piante. Le molecole di cellulosa non ramificate formano fasci che fanno parte delle pareti cellulari delle piante. Viene utilizzato nella produzione di tessuti, carta, alcol e altre sostanze organiche.

Chitina è un polisaccaride il cui monomero è un monosaccaride contenente azotoa base di glucosio. Fa parte delle pareti cellulari dei funghi e dei gusci degli artropodi.

I polisaccaridi sono sostanze polverose non zuccherateinsapore e insolubile in acqua.

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Funzioni dei carboidrati

I carboidrati forniscono energia plastica (costruzione) nella cellulafunzioni genetiche, di conservazione e di supporto. Costituiscono le pareti cellulari delle piantee funghi. Valore energetico La scomposizione di 1 g di carboidrati è di 17,2 kJ. Glucosio, fruttosio, saccarosio, amido e glicogeno sono sostanze di deposito. I carboidrati possonofanno parte anche di complessi lipidi e proteine, formando glicolipidi e glicoproteine.

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Lipidi

Lipidi è un gruppo chimicamente eterogeneo di sostanze idrofobiche. Queste sostanze non si sciolgono in acqua, ma possono dissolversi in solventi organici.
In acqua formano emulsioni. I lipidi sono untuosi al tatto e molti di essi lasciano segni caratteristici che non si essiccano sulla carta. Insieme a proteine ​​e carboidrati, lo sonouno dei componenti principali delle cellule. Il contenuto di lipidi nelle diverse cellule non è lo stesso; ce n'è soprattutto molto nei semi e nei frutti di alcune piante, nel fegato e nel cuore.

In base alla loro struttura chimica, i lipidi si dividono in grassi, cere, steroidi, fosfolipidi, glicolipidi, ecc.

Grassi, o triacilgliceroli,sono esteri dell'alcool trivalente glicerolo e degli acidi grassi superiori. La molecola di grasso ha due proprietà, poiché il residuo di glicerolo forma una "testa" idrofila e i residui di acidi grassi formano "code" idrofobiche.

La maggior parte degli acidi grassi contiene 14-22 atomi di carbonioparenti dell'atomo. Tra questi ci sono sia saturi chee insaturi, cioè contenenti doppi legami.

Steroidi hanno molecole con diversi cicli. Questi includono un componente essenziale delle membrane cellulari: il colesterolo (colesterolo), gli ormoni estradiolo e testote ferro, vitamina D.

Fosfolipidi - lipidi polari. Oltre ai residui di glicerolo e di acidi grassi, essihanno un residuo di acido ortofosforico. I fosfolipidi sono la base delle membrane cellulari e forniscono le loro proprietà barriera.

Cere - questi sono esteri di acidi grassi superiori e alcoli ad alto peso molecolare. Nelle piante formano un film sulla superficie degli organi: foglie, frutti. Queste connessioniproteggere gli organi terrestri delle piante dall'eccessiva perdita di umidità, impedire la penetrazione di agenti patogeni, ecc. Negli insetti coprono il corpo o servono a costruire favi.

Glicolipidi sono anche componenti delle membrane, ma il loro contenuto è piccolo.La parte non lipidica dei glicolipidi comprende un residuo di carboidrati.

Funzioni dei lipidi.

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Magazzinaggio – i grassi sono immagazzinati nei tessuti degli animali vertebrati.

Energia – metà dell’energia consumata dalle cellule dei vertebrati a riposo si forma a seguito dell’ossidazione dei grassi. I grassi vengono utilizzati anche come fonte d'acqua. L'effetto energetico derivante dalla scomposizione di 1 g di grasso è di 39 kJ, ovvero il doppio dell'effetto energetico derivante dalla scomposizione di 1 g di glucosio o proteine.
Protettivo – lo strato di grasso sottocutaneo protegge il corpo dai danni meccanici.
Strutturale – I fosfolipidi fanno parte delle membrane cellulari.
Isolamento termico – il grasso sottocutaneo aiuta a trattenere il calore.
Isolante elettrico – la mielina, secreta dalle cellule di Schwann (formano le guaine delle fibre nervose), isola alcuni neuroni, il che accelera notevolmente la trasmissione degli impulsi nervosi.
Nutriente – alcune sostanze di tipo lipidico aiutano a costruire la massa muscolare e a mantenere il tono corporeo.
Lubrificante – le cere ricoprono la pelle, la lana, le piume e le proteggono dall’acqua. Le foglie di molte piante sono ricoperte da un rivestimento ceroso; la cera viene utilizzata nella costruzione dei favi.
Ormonale – ormone surrenale – il cortisone e gli ormoni sessuali sono di natura lipidica.

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COMPITI TEMATICI

Parte A

A1. Un monomero polisaccaridico può essere:
1) amminoacido
2) glucosio
3) nucleotide
4) cellulosa

A2. Nelle cellule animali, i carboidrati di riserva sono:
1) cellulosa
2) amido
3) chitina
4) glicogeno

A3. La maggior parte dell'energia verrà rilasciata durante la scissione:
1) 10 g di proteine
2) 10 g di glucosio
3) 10 g di grassi
4) 10 g di amminoacido

A4. Quale funzione non svolgono i lipidi?
1) energia
2) catalitico
3) isolante
4) immagazzinamento

A5. I lipidi possono essere sciolti in:
1) acqua
2) soluzione sale da cucina
3) acido cloridrico
4) acetone

Parte B

B1. Seleziona le caratteristiche strutturali dei carboidrati
1) sono costituiti da residui di amminoacidi
2) sono costituiti da residui di glucosio
3) sono costituiti da atomi di idrogeno, carbonio e ossigeno
4) alcune molecole hanno una struttura ramificata
5) sono costituiti da residui di acidi grassi e glicerolo
6) sono costituiti da nucleotidi

B2. Seleziona le funzioni che i carboidrati svolgono nel corpo
1) catalitico
2) trasporto
3) segnale
4) costruzione
5) protettivo
6) energia

VZ. Selezionare le funzioni che i lipidi svolgono nella cellula
1) strutturale
2) energia
3) stoccaggio
4) enzimatico
5) segnale
6) trasporto

B4. Abbina il gruppo di composti chimici al loro ruolo nella cellula:

RUOLO DEI COMPOSTI NELLA CELLULA	COMPOSTO
A) si scompone rapidamente rilasciando energia B) sono la principale sostanza di riserva di piante e animali C) sono una fonte per la sintesi degli ormoni D) formano uno strato termoisolante negli animali D) sono una fonte di acqua aggiuntiva per i cammelli E) fanno parte del tegumento degli insetti	1) carboidrati 2) lipidi

Parte C

C1. Perché il corpo non accumula glucosio, ma amido e glicogeno?

Prova 2

La parte 1 contiene 10 attività (A1-10). Per ogni compito ci sono 4 possibili risposte, una delle quali è corretta.

Parte 1

A 1. Monosaccaride, la cui molecola contiene cinque atomi di carbonio

1. glucosio

2. fruttosio

3. galattosio

4. desossiribosio

Un 2. Legame chimico collegando il glicerolo e i residui di acidi grassi superiori in una molecola di grasso

1. polare covalente

2. covalente non polare

4. idrogeno

A 3. Il monomero di amido e cellulosa è

1. glucosio

2. glicerina

3. nucleotide

4. amminoacido

A 4. In quale sostanza si sciolgono i lipidi?

3. soluzione salina

4. acido cloridrico

A 5. La resistenza invernale delle piante aumenta con l'accumulo nelle cellule:

1. amido

3. zuccheri

4. sali minerali

A 6. Quali alimenti contengono la maggiore quantità di carboidrati necessari a una persona?

1. nel formaggio e nella ricotta

2. pane e patate

3. carne e pesce

4. olio vegetale

R 7. I prodotti finali del glicogeno nella cellula sono

1. ATP e acqua

2. ossigeno e anidride carbonica

3. acqua e anidride carbonica

4. ATP e ossigeno

R 8. Il carboidrato immagazzinato in una cellula animale è

1. amido

2. glicogeno

3. cellulosa

A 9. Succo che non contiene enzimi, ma facilita l'assorbimento dei grassi nell'intestino tenue

1. succo gastrico

2. succo pancreatico

3. succo intestinale

R 10. Negli esseri umani, i carboidrati alimentari iniziano ad essere digeriti

1. duodeno

2. cavità orale

3. stomaco

4. intestino crasso

La parte 2 contiene 8 compiti (B1-B8): 3 – con una scelta di tre risposte corrette su sei, 3 – per corrispondenza, 2 – per stabilire la sequenza di processi biologici, fenomeni, oggetti.

Parte 2

B 1. Lipidi presenti solo negli animali

1. colesterolo

2. lipoproteine

3. trigliceridi

4. fosfolipidi

5. acidi biliari

6. testosterone

B 2. I monosaccaridi sono

2. saccarosio

3. lattosio

4. glucosio

5. maltosio

6. galattosio

B3. Composti organici complessi che contengono una componente di carboidrati nella loro molecola

1. ribonucleotidi

2. fosfolipidi

3. desossiribonucleotidi

4. amminoacidi

5. adenosina trifosfato

6. colesterolo

B 4. Forme dei carboidrati nelle cellule vegetali e animali

Carboidrati cellulari

UN) cellule vegetali 1. glicogeno

B) cellule animali 2. amido

3. cellulosa

4. eparina

B 5. Stabilire una corrispondenza tra la caratteristica e la sostanza organica

Caratteristiche Materia organica

1. Sono costituiti da carbonio, idrogeno e ossigeno A. Carboidrati

2. Bassa conduttività termica B. Grassi

3. Formano biopolimeri - polisaccaridi

4. Fornire interazione tra celle dello stesso tipo

5. Sono tutti non polari

6. Praticamente insolubile in acqua

Q 6. Abbina i carboidrati al gruppo di carboidrati a cui appartengono.

Nome dei carboidrati Gruppo dei carboidrati

1.Glucosio A. monosaccaridi

2. Saccarosio B. Disaccaridi

3. Galattosio B. Polisaccaridi

4. Amido

5. Maltosio

6. Lattosio

D 7. Disporre i monosaccaridi in ordine crescente in base al numero di atomi di carbonio nella loro molecola

1. diidrossiacetone (chetosio)

2. glucosio

3. elitrosa treose

5. glucosamina

6. telaio-O

D 8. Disporre i grassi in ordine crescente di atomi di carbonio nella loro molecola

1. tripalmitina

2. tristearina

3. trilaurina

4. tricaprilina

5. trimiristina

La parte 3 contiene 6 attività. Dai una breve risposta libera al compito C 1 e dai una risposta completa e dettagliata ai compiti C2-C6.

Parte 3

C 1. Che ruolo svolgono i fosfolipidi e i glicolipidi per gli organismi viventi?

C 2. Indicare il numero di frasi in cui sono stati commessi errori. Spiegateli.

1. I carboidrati sono composti di carbonio e idrogeno.

2. Esistono tre classi di carboidrati: monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi.

3. I monosaccaridi più comuni sono il saccarosio e il lattosio.

4. Sono solubili in acqua e hanno un sapore dolce.

5. Quando 1 g di glucosio viene scomposto, vengono rilasciati 35,2 kJ di energia

C 3. Quali sono le funzioni dei carboidrati nelle cellule vegetali?

C 4. Spiegare perché la funzione di immagazzinamento è svolta dai polisaccaridi e non dai monosaccaridi?

Risposte:

Parte 1

A1-4 A6-2

A2-1 A7-3

A3-1 A8-2

A4-2 A9-4

A5-3 A10-2

Parte 2

B1-13 4

В2-1 4 6

V3-13 5

B4-A23, B14

B5-A 1 3 4, B 2 5 6

V6-A1 3, B 2 5 6, V 4

V7-1 3 4 2 5 6

V8-4 3 5 1 2

Parte 3

C 1. Fosfolipidi e glicolipidi sono componenti delle membrane cellulari.

Con 2. 1. carbonio e acqua.

3. disaccaridi.

5. 17,6 kJ

C 3. 1. Monosaccaridi e disaccaridi svolgono una funzione energetica.

2. L'amido è un nutriente di riserva.

3. La cellulosa fa parte delle pareti cellulari.

C 4. 1. Poiché i polisaccaridi sono insolubili in acqua, non hanno un effetto osmotico o chimico sulla cellula.

2. Allo stato solido e disidratato hanno un volume minore e una massa utile maggiore.

3. Meno accessibile a batteri e funghi patogeni, poiché questi organismi assorbono il cibo anziché ingoiarlo.

4. Se necessario, vengono facilmente convertiti in monosaccaridi.

LIPIDI - questo è un gruppo eterogeneo di composti naturali, completamente o quasi completamente insolubili in acqua, ma solubili in solventi organici e tra loro, che producono acidi grassi ad alto peso molecolare dopo idrolisi.

In un organismo vivente, i lipidi svolgono varie funzioni.

Funzioni biologiche dei lipidi:

1) Strutturale

I lipidi strutturali formano complessi complessi con proteine ​​e carboidrati, da cui sono costruite le membrane delle cellule e le strutture cellulari, e partecipano a una varietà di processi che si verificano nella cellula.

2) Riserva (energia)

I lipidi di riserva (principalmente i grassi) costituiscono la riserva energetica dell'organismo e partecipano ai processi metabolici. Nelle piante si accumulano principalmente nei frutti e nei semi, negli animali e nei pesci - nei tessuti grassi sottocutanei e nei tessuti che circondano gli organi interni, nonché nel fegato, nel cervello e nei tessuti nervosi. Il loro contenuto dipende da molti fattori (tipo, età, alimentazione, ecc.) e in alcuni casi costituisce il 95-97% di tutti i lipidi secreti.

Contenuto calorico di carboidrati e proteine: ~ 4 kcal/grammo.

Contenuto calorico dei grassi: ~ 9 kcal/grammo.

Il vantaggio dei grassi come riserva energetica, a differenza dei carboidrati, è la loro idrofobicità: non sono associati all'acqua. Ciò garantisce la compattezza delle riserve di grasso: vengono immagazzinate in forma anidra, occupando un piccolo volume. La fornitura media di triacilgliceroli puri per una persona è di circa 13 kg. Queste riserve potrebbero essere sufficienti per 40 giorni di digiuno in condizioni moderate. attività fisica. Per confronto: riserve totali glicogeno nel corpo - circa 400 g; durante il digiuno, questa quantità non è sufficiente nemmeno per un giorno.

3) Protettivo

Il tessuto adiposo sottocutaneo protegge gli animali dal raffreddamento e gli organi interni dai danni meccanici.

La formazione di riserve di grasso nel corpo dell'uomo e di alcuni animali è considerata un adattamento all'alimentazione irregolare e alla vita in un ambiente freddo. Gli animali che vanno in letargo per lungo tempo (orsi, marmotte) e che sono adattati a vivere al freddo (trichechi, foche) hanno una riserva di grasso particolarmente ampia. Il feto non ha praticamente grasso e appare solo prima della nascita.

Un gruppo speciale in termini di funzioni in un organismo vivente sono i lipidi protettivi delle piante: cere e loro derivati, che coprono la superficie di foglie, semi e frutti.

4) Una componente importante delle materie prime alimentari

I lipidi sono una componente importante del cibo, determinandone in gran parte il valore nutrizionale e il gusto. Il ruolo dei lipidi in vari processi tecnologici alimentari è estremamente importante. Il deterioramento del grano e dei suoi prodotti trasformati durante lo stoccaggio (irrancidimento) è principalmente associato a cambiamenti nel suo complesso lipidico. I lipidi isolati da numerose piante e animali costituiscono le principali materie prime per l'ottenimento dei più importanti prodotti alimentari e tecnici (olio vegetale, grassi animali, tra cui burro, margarina, glicerina, acidi grassi, ecc.).

2 Classificazione dei lipidi

Non esiste una classificazione generalmente accettata dei lipidi.

È più appropriato classificare i lipidi in base alla loro natura chimica, alle funzioni biologiche e anche in relazione a determinati reagenti, ad esempio gli alcali.

In base alla loro composizione chimica, i lipidi vengono solitamente divisi in due gruppi: semplici e complessi.

Lipidi semplici – esteri di acidi grassi e alcoli. Questi includono grassi , cere E steroidi .

Grassi – esteri del glicerolo e degli acidi grassi superiori.

Cere – esteri di alcoli superiori della serie alifatica (con una lunga catena di carboidrati di 16-30 atomi di C) e acidi grassi superiori.

Steroidi – esteri di alcoli policiclici e acidi grassi superiori.

Lipidi complessi – contengono oltre agli acidi grassi e agli alcoli altri componenti di varia natura chimica. Questi includono fosfolipidi e glicolipidi .

Fosfolipidi - si tratta di lipidi complessi in cui uno dei gruppi alcolici non è associato all'AF, ma all'acido fosforico (l'acido fosforico può essere collegato a un composto aggiuntivo). A seconda dell'alcol incluso nei fosfolipidi, questi si dividono in glicerofosfolipidi (contengono l'alcol glicerolo) e sfingofosfolipidi (contengono l'alcol sfingosina).

Glicolipidi – si tratta di lipidi complessi in cui uno dei gruppi alcolici è associato non agli FA, ma ad una componente carboidratica. A seconda del componente carboidrato che fa parte dei glicolipidi, questi si dividono in cerebrosidi (contengono un monosaccaride, un disaccaride o un piccolo omooligosaccaride neutro come componente carboidratico) e gangliosidi (contengono un eterooligosaccaride acido come componente carboidratico).

A volte in un gruppo indipendente di lipidi ( lipidi minori ) secernono pigmenti liposolubili, steroli e vitamine liposolubili. Alcuni di questi composti possono essere classificati come lipidi semplici (neutri), altri - complessi.

Secondo un'altra classificazione, i lipidi, a seconda della loro relazione con gli alcali, sono divisi in due grandi gruppi: saponificabile e insaponificabile. Il gruppo dei lipidi saponificati comprende lipidi semplici e complessi che, interagendo con gli alcali, si idrolizzano per formare sali di acidi ad alto peso molecolare, chiamati “saponi”. Il gruppo dei lipidi insaponificabili comprende composti che non sono soggetti a idrolisi alcalina (steroli, vitamine liposolubili, eteri, ecc.).

In base alle loro funzioni in un organismo vivente, i lipidi sono suddivisi in strutturali, di stoccaggio e protettivi.

I lipidi strutturali sono principalmente fosfolipidi.

I lipidi di stoccaggio sono principalmente grassi.

Lipidi protettivi delle piante - cere e loro derivati, che ricoprono la superficie di foglie, semi e frutti, animali - grassi.

GRASSI

Il nome chimico dei grassi è acilgliceroli. Questi sono esteri del glicerolo e degli acidi grassi superiori. "Acile" significa "residuo di acido grasso".

A seconda del numero di radicali acilici, i grassi si dividono in mono-, di- e trigliceridi. Se la molecola contiene 1 radicale di acido grasso, il grasso si chiama MONOACILGLICEROLO. Se la molecola contiene 2 radicali di acidi grassi, il grasso si chiama DIACILGLICEROLO. Nel corpo umano e animale predominano i TRIACILGLICEROLI (contengono tre radicali di acidi grassi).

I tre ossidrili del glicerolo possono essere esterificati sia con un solo acido, come il palmitico o l'oleico, sia con due o tre acidi diversi:

I grassi naturali contengono principalmente trigliceridi misti, compresi residui di vari acidi.

Poiché l'alcol in tutti i grassi naturali è lo stesso: glicerolo, le differenze osservate tra i grassi sono dovute esclusivamente alla composizione degli acidi grassi.

Nei grassi ne sono stati trovati più di quattrocento acidi carbossilici di varie strutture. Tuttavia, la maggior parte di essi è presente solo in piccole quantità.

Gli acidi contenuti nei grassi naturali sono acidi monocarbossilici, costituiti da catene di carbonio non ramificate contenenti un numero pari di atomi di carbonio. Gli acidi contenenti un numero dispari di atomi di carbonio, aventi una catena di carbonio ramificata o contenenti porzioni cicliche sono presenti in piccole quantità. Le eccezioni sono l'acido isovalerico e un certo numero di acidi ciclici presenti in alcuni grassi molto rari.

Gli acidi più comuni nei grassi contengono da 12 a 18 atomi di carbonio, come vengono spesso chiamati acidi grassi. Molti grassi contengono piccole quantità di acidi a basso peso molecolare (C 2 -C 10). Nelle cere sono presenti acidi con più di 24 atomi di carbonio.

I gliceridi dei grassi più comuni contengono quantità significative di acidi insaturi contenenti 1-3 doppi legami: oleico, linoleico e linolenico. L'acido arachidonico contenente quattro doppi legami è presente nei grassi animali; gli acidi con cinque, sei o più doppi legami si trovano nei grassi dei pesci e degli animali marini. La maggior parte degli acidi insaturi dei lipidi hanno una configurazione cis, i loro doppi legami sono isolati o separati da un gruppo metilenico (-CH 2 -).

Di tutti gli acidi insaturi contenuti nei grassi naturali, l'acido oleico è il più comune. In molti grassi, l'acido oleico costituisce più della metà massa totale acidi e solo pochi grassi ne contengono meno del 10%. Molto diffusi sono anche altri due acidi insaturi, l'acido linoleico e linolenico, anche se presenti in quantità molto minori rispetto all'acido oleico. Gli acidi linoleico e linolenico si trovano in quantità notevoli negli oli vegetali; Per gli organismi animali sono acidi essenziali.

Tra gli acidi saturi, l'acido palmitico è diffuso quasi quanto l'acido oleico. È presente in tutti i grassi, alcuni dei quali contengono il 15-50% del contenuto acido totale. Gli acidi stearico e miristico sono ampiamente utilizzati. L'acido stearico si trova in grandi quantità (25% o più) solo nei grassi di deposito di alcuni mammiferi (ad esempio il grasso delle pecore) e nei grassi di alcune piante tropicali, come il burro di cacao.

È opportuno dividere gli acidi contenuti nei grassi in due categorie: acidi maggiori e minori. I principali acidi grassi sono acidi il cui contenuto di grassi supera il 10%.

Proprietà fisiche dei grassi

Di norma, i grassi non resistono alla distillazione e si decompongono anche se vengono distillati a pressione ridotta.

Il punto di fusione, e quindi la consistenza dei grassi, dipende dalla struttura degli acidi che li compongono. I grassi solidi, cioè i grassi che fondono a temperatura relativamente elevata, sono costituiti prevalentemente da gliceridi di acidi saturi (stearico, palmitico), mentre gli oli che fondono a temperatura più bassa e sono liquidi densi contengono quantità significative di gliceridi di acidi insaturi (oleico, linoleico , linolenico).

Poiché i grassi naturali sono miscele complesse di gliceridi misti, non si sciolgono ad una certa temperatura, ma in un certo intervallo di temperature, e vengono prima ammorbiditi. Per caratterizzare i grassi, di solito viene utilizzato temperatura di solidificazione, che non coincide con il punto di fusione: è leggermente inferiore. Alcuni grassi naturali sono solidi; altri sono liquidi (oli). La temperatura di solidificazione varia notevolmente: -27 °C per l'olio di lino, -18 °C per l'olio di girasole, 19-24 °C per lo strutto vaccino e 30-38 °C per lo strutto bovino.

La temperatura di solidificazione del grasso è determinata dalla natura degli acidi che lo costituiscono: maggiore è il contenuto di acidi saturi, maggiore è.

I grassi sono solubili in etere, derivati ​​polialogeno, solfuro di carbonio, idrocarburi aromatici (benzene, toluene) e benzina. I grassi solidi sono scarsamente solubili nell'etere di petrolio; insolubile in alcool freddo. I grassi sono insolubili in acqua, ma possono formare emulsioni stabilizzate in presenza di tensioattivi (emulsionanti) come proteine, saponi e alcuni acidi solfonici, principalmente in ambiente leggermente alcalino. Il latte è un'emulsione naturale di grassi stabilizzata dalle proteine.

Proprietà chimiche dei grassi

I grassi subiscono tutte le reazioni chimiche caratteristiche degli esteri, ma il loro comportamento chimico presenta una serie di caratteristiche associate alla struttura degli acidi grassi e del glicerolo.

Tra le reazioni chimiche che coinvolgono i grassi si distinguono diversi tipi di trasformazioni.

I lipidi, sostanze simili ai grassi, sono componenti che prendono parte ai processi vitali del corpo umano. Esistono diversi gruppi che svolgono funzioni principali del corpo, come la formazione dei livelli ormonali o il metabolismo. In questo articolo spiegheremo in dettaglio cos'è e qual è il suo ruolo nei processi vitali.

I lipidi sono composto organico, che comprende grassi e altre sostanze simili ai grassi. Partecipano attivamente al processo di struttura cellulare e fanno parte delle membrane. Influiscono sulla permeabilità delle membrane cellulari e sull'attività enzimatica. Influenzano la creazione di connessioni intercellulari e vari processi chimici nel corpo. Insolubili in acqua, ma si dissolvono in solventi organici (come benzina o cloroformio). Inoltre, ci sono tipi liposolubili.

Questa sostanza può essere di origine vegetale o animale. Se parliamo di piante, la maggior parte di esse si trova nelle noci e nei semi. Di origine animale si trovano principalmente nel tessuto sottocutaneo, nervoso e cerebrale.

Classificazione dei lipidi

I lipidi sono presenti in quasi tutti i tessuti del corpo e nel sangue. Esistono diverse classificazioni, di seguito presentiamo le più comuni, in base alle caratteristiche di struttura e composizione. Secondo la loro struttura, sono divisi in 3 grandi gruppi, a loro volta suddivisi in gruppi più piccoli.

Il primo gruppo è semplice. Includono ossigeno, idrogeno e carbonio. Si dividono nelle seguenti tipologie:

1. Alcoli grassi. Sostanze contenenti da 1 a 3 gruppi idrossilici.
2. Acidi grassi. Trovato in vari oli e grassi.
3. Aldeidi grasse. La molecola contiene 12 atomi di carbonio.
4. Trigliceridi. Sono proprio questi i grassi che si depositano nei tessuti sottocutanei.
5. Basi della sfingosina. Si trovano nel plasma, nei polmoni, nel fegato e nei reni e si trovano nei tessuti nervosi.
6. Cere. Questi sono esteri di acidi grassi e alcoli ad alto peso molecolare.
7. Idrocarburi saturi. Hanno esclusivamente legami singoli, con atomi di carbonio in stato di ibridazione.

Capitolo II. LIPIDI

§ 4. CLASSIFICAZIONE E FUNZIONI DEI LIPIDI

I lipidi sono un gruppo eterogeneo di composti chimici insolubili in acqua, ma altamente solubili in solventi organici non polari: cloroformio, etere, acetone, benzene, ecc., cioè La loro proprietà comune è l'idrofobicità (idro - acqua, fobia - paura). A causa dell'ampia varietà di lipidi, darne di più definizione precisaè impossibile per loro. I lipidi nella maggior parte dei casi sono esteri di acidi grassi e alcuni alcol. Si distinguono le seguenti classi di lipidi: triacilgliceroli, ovvero grassi, fosfolipidi, glicolipidi, steroidi, cere, terpeni. Esistono due categorie di lipidi: saponificabili e insaponificabili. I saponificanti comprendono sostanze contenenti un legame estere (cere, triacilgliceroli, fosfolipidi, ecc.). Gli insaponificabili includono steroidi e terpeni.

Triacilgliceroli o grassi

I triacilgliceroli sono esteri dell'alcool trivalente glicerolo

e acidi grassi (carbossilici superiori). Formula generale gli acidi grassi hanno la forma: R-COOH, dove R è un radicale idrocarburico. Gli acidi grassi naturali contengono da 4 a 24 atomi di carbonio. Ad esempio, diamo la formula di uno degli acidi stearici più comuni nei grassi:

CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -COOH

In generale, la molecola della triacilgicerina può essere scritta come segue:

Se il triacioglicerolo contiene residui di vari acidi (R 1 R 2 R 3), l'atomo di carbonio centrale nel residuo di glicerolo diventa chirale.

I triacilgliceroli sono apolari e quindi praticamente insolubili in acqua. La funzione principale dei triacilgliceroli è l’immagazzinamento di energia. Quando 1 g di grasso viene ossidato, vengono rilasciati 39 kJ di energia. I triacilgliceroli si accumulano nel tessuto adiposo che, oltre a immagazzinare il grasso, svolge una funzione di isolamento termico e protegge gli organi dai danni meccanici. Maggiori informazioni sui grassi e sugli acidi grassi troverete nel paragrafo successivo.

Interessante da sapere! Il grasso che riempie la gobba del cammello serve, prima di tutto, non come fonte di energia, ma come fonte d'acqua formata durante la sua ossidazione.

Fosfolipidi

I fosfolipidi contengono regioni idrofobiche e idrofile e quindi hanno anfifilico proprietà, cioè sono in grado di dissolversi in solventi non polari e formare emulsioni stabili con acqua.

I fosfolipidi, a seconda della presenza di glicerolo e alcoli sfingosina nella loro composizione, sono suddivisi in glicerofosfolipidi E sfingofosfolipidi.

Glicerofosfolipidi

La struttura della molecola glicerofosfolipidica si basa su acido fosfatidico, formato da glicerolo, due acidi grassi e acidi fosforici:

Nelle molecole di glicerofosfolipidi, una molecola polare contenente HO è attaccata all'acido fosfatidico mediante un legame estere. La formula dei glicerofosfolipidi può essere rappresentata come segue:

dove X è il residuo di una molecola polare contenente HO (gruppo polare). I nomi dei fosfolipidi si formano a seconda della presenza dell'uno o dell'altro gruppo polare nella loro composizione. Glicerofosfolipidi contenenti un residuo di etanolamina come gruppo polare,

HO-CH 2 -CH 2 -NH 2

sono chiamate fosfatidiletanolammine, un residuo di colina

– fosfatidilcoline, serina

– fosfatidilserine.

La formula della fosfatidiletanolamina è simile alla seguente:

I glicerofosfolipidi differiscono tra loro non solo per i gruppi polari, ma anche per i residui di acidi grassi. Contengono acidi grassi sia saturi (solitamente costituiti da 16–18 atomi di carbonio) che insaturi (solitamente contenenti 16–18 atomi di carbonio e 1–4 doppi legami).

Sfingfosfolipidi

Gli sfingofosfolipidi sono simili nella composizione ai glicerofosfolipidi, ma al posto del glicerolo contengono l'aminoalcol sfingosina:

o diidrosfingazina:

Gli sfingofosfolipidi più comuni sono le sfingomieline. Sono formati da sfingosina, colina, acido grasso e acido fosforico:

Le molecole sia dei glicerofosfolipidi che degli sfingofosfolipidi sono costituite da una testa polare (formata da acido fosforico e un gruppo polare) e due code idrocarburiche non polari (Fig. 1). Nei glicerofosfolipidi, entrambe le code non polari sono radicali di acidi grassi; negli sfingofosfolipidi, una coda è un radicale di acido grasso, l'altra è una catena idrocarburica dell'alcol sfingazina.

Riso. 1. Rappresentazione schematica di una molecola di fosfolipide.

Quando agitati in acqua, i fosfolipidi si formano spontaneamente micelle, in cui le code non polari sono raccolte all'interno della particella e le teste polari si trovano sulla sua superficie, interagendo con le molecole d'acqua (Fig. 2a). Anche i fosfolipidi sono in grado di formarsi doppi strati(Fig. 2b) e liposomi– bolle chiuse circondate da un doppio strato continuo (Fig. 2c).

Riso. 2. Strutture formate da fosfolipidi.

La capacità dei fosfolipidi di formare un doppio strato è alla base della formazione delle membrane cellulari.

Glicolipidi

I glicolipidi contengono una componente di carboidrati. Questi includono i glicosfingolipidi, che contengono, oltre ai carboidrati, alcol, sfingosina e un residuo di acido grasso:

Essi, come i fosfolipidi, sono costituiti da una testa polare e due code non polari. I glicolipidi si trovano sullo strato esterno della membrana e sono parte integrante i recettori assicurano l’interazione cellulare. Ce ne sono soprattutto molti nel tessuto nervoso.

Steroidi

Gli steroidi sono derivati ciclopentanoperidrofenantrene(Fig. 3). Uno dei rappresentanti più importanti degli steroidi è colesterolo. Nell'organismo si trova sia allo stato libero che allo stato legato, formando esteri con acidi grassi (Fig. 3). Nella sua forma libera, il colesterolo fa parte delle membrane del sangue e delle lipoproteine. Gli esteri del colesterolo sono la sua forma di conservazione. Il colesterolo è il precursore di tutti gli altri steroidi: ormoni sessuali (testosterone, estradiolo, ecc.), ormoni surrenalici (corticosterone, ecc.), acidi biliari (acido desossicolico, ecc.), vitamina D (Fig. 3).

Interessante da sapere! Il corpo adulto contiene circa 140 g di colesterolo, la maggior parte si trova nel tessuto nervoso e nelle ghiandole surrenali. Ogni giorno nel corpo umano entrano 0,3-0,5 g di colesterolo e ne viene sintetizzato fino a 1 g.

Cera

Le cere sono esteri formati da acidi grassi a catena lunga (numero di carbonio 14–36) e alcoli monovalenti a catena lunga (numero di carbonio 16–22). Consideriamo ad esempio la formula di una cera formata da alcool oleico e acido oleico:

Le cere svolgono una funzione prevalentemente protettiva; trovandosi sulla superficie di foglie, steli, frutti e semi, proteggono i tessuti dall'essiccamento e dalla penetrazione dei microbi. Coprono la pelliccia e le piume di animali e uccelli, proteggendoli dall'umidità. Cera d'api serve come materiale da costruzione per le api durante la creazione dei favi. Nel plancton, la cera funge da principale forma di accumulo di energia.

Terpeni

I composti terpenici sono basati su residui di isoprene:

I terpeni includono oli essenziali, acidi resinici, gomma, caroteni, vitamina A e squalene. Ad esempio, ecco la formula dello squalene:

Lo squalene è il componente principale della secrezione delle ghiandole sebacee.