Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.4: біохімічні сполуки

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    5542

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Вуглеводи в достатку

    Що спільного у всіх цих продуктів? Всі вони складаються в основному з великих з'єднань, званих вуглеводами, часто іменуються «вуглеводами». Всупереч поширеній думці, вуглеводи є важливою частиною здорового харчування. Вони також є одним з чотирьох основних класів біохімічних сполук.

    Вуглеводи хлібні зерна
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Зерновий продукт харчовий

    Хімічні сполуки живих істот

    Сполуки, знайдені в живих істотах, відомі як біохімічні сполуки. Біохімічні сполуки складають клітини та інші структури організмів і здійснюють життєві процеси. Вуглець є основою всіх біохімічних сполук, тому вуглець необхідний для життя на Землі. Без вуглецю життя, як ми знаємо, не могло існувати.

    Чому вуглець такий основний для життя? Причина - здатність вуглецю утворювати стійкі зв'язки з багатьма елементами, в тому числі і самим собою. Ця властивість дозволяє вуглецю утворювати величезну різноманітність дуже великих і складних молекул. Насправді в живих істотах майже 10 мільйонів сполук на основі вуглецю!

    Більшість біохімічних сполук - це дуже великі молекули, звані полімерами. Полімер побудований з повторюваних одиниць менших сполук, званих мономерами. Мономери схожі на окремі намистини на нитці бісеру, а вся нитка - полімерна. Нитки бісеру, зображені нижче, - це прості моделі полімерів в біохімічних сполуках.

    Фіо де Конта намистини на нитці
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Fio de conta: Намистини на нитці схожі на утворення полімерів з повторюваних одиниць, званих мономерами.

    Класи біохімічних сполук

    Хоча в живих істотах Землі існують мільйони різних біохімічних сполук, всі біохімічні сполуки містять елементи вуглецю, водень і кисень. Деякі містять лише ці елементи; інші містять також додаткові елементи. Величезна кількість біохімічних сполук можна згрупувати всього в чотири основні класи: вуглеводи, ліпіди, білки та нуклеїнові кислоти.

    Вуглеводи

    До вуглеводів відносяться цукру і крохмалі. Ці сполуки містять тільки елементи вуглецю, водень і кисень. Функції вуглеводів у живих істотах включають забезпечення енергією клітин, накопичення енергії та формування певних структур, таких як клітинні стінки рослин. Мономер, що становить великі вуглеводні сполуки, називається моносахаридом. Цукрова глюкоза, представлена хімічною моделлю нижче, є моносахаридом. Він містить шість атомів вуглецю (С) і кілька атомів водню (H) і кисню (O). Тисячі молекул глюкози можуть з'єднуватися разом, утворюючи такий полісахарид, як крохмаль.

    D Ланцюг глюкози 2D Фішер
    Малюнок\(\PageIndex{3}\): Модель молекули моносахариду (глюкози). Глюкоза має 6 вуглецю, що утворюють кістяк. Кожен вуглець має загалом 4 зв'язку. Кожен зв'язок з'єднує вуглець з атомом вуглецю, водню або кисню.

    Ліпіди

    До ліпідів відносяться жири і масла. Вони містять в першу чергу елементи вуглецю, водень і кисень, хоча деякі ліпіди містять додаткові елементи, такі як фосфор. Функції ліпідів у живих істотах включають зберігання енергії, формування клітинних мембран та перенесення повідомлень. Ліпіди складаються з повторюваних одиниць, які з'єднуються разом, утворюючи ланцюги, звані жирними кислотами. Більшість природних жирних кислот мають нерозгалужену ланцюжок парного числа (як правило, від 4 до 28) атомів вуглецю.

    Білки

    Білки включають ферменти, антитіла і багато інших важливих сполук в живих істотах. Вони містять елементи вуглецю, водень, кисень, азот, сірку. Функції білків дуже численні. Вони включають допомагаючи клітинам підтримувати свою форму, складаючи м'язи, прискорюючи хімічні реакції та перенесення повідомлень та матеріалів. Мономери, що входять до складу великих білкових сполук, називаються амінокислотами. Існує 23 різних амінокислот, які об'єднуються в довгі ланцюги (звані поліпептидами), утворюючи будівельні блоки величезного масиву білків у живих істотах.

    Нуклеїнові кислоти

    До нуклеїнових кислот відносяться молекули ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) і РНК (рибонуклеїнова кислота). Вони містять елементи вуглецю, водень, кисень, азот, фосфор. Їх функції в живих істотах - кодувати інструкції з виготовлення білків, допомагати виробляти білки та передавати інструкції від батьків потомству. Мономером, що входять до складу нуклеїнових кислот, є нуклеотид. Всі нуклеотиди однакові, за винятком компонента, званого азотною основою. Існує чотири різні азотні основи, і кожен нуклеотид містить одну з цих чотирьох основ. Послідовність азотних основ в ланцюгах нуклеотидів в ДНК і РНК становить код синтезу білка, званий генетичним кодом. Анімація нижче представляє дуже складну структуру ДНК, яка складається з двох ланцюгів нуклеотидів.

    обертається молекула ДНК
    Малюнок\(\PageIndex{4}\): Ця модель ДНК, що обертається, показує складність цієї дволанцюгової нуклеїнової кислоти. Існує багато різних атомів, що роблять структуру подвійної спіралі.

    Рецензія

    1. Чому вуглець так важливий для життя на Землі?
    2. Які бувають біохімічні сполуки?
    3. Опишіть різноманітність біохімічних сполук, і поясніть, як вони класифікуються.
    4. Визначте два види вуглеводів. Які основні функції цього класу біохімічних сполук?
    5. Які ролі відіграють ліпіди в живих істотах?
    6. Фермент амілаза міститься в слині. Це допомагає розщеплювати крохмалі в продуктах на більш прості молекули цукру. Який тип біохімічної сполуки, на вашу думку, є амілаза?
    7. Поясніть, як ДНК і РНК містять генетичний код.
    8. Які три елементи присутні в кожному класі біохімічної сполуки?
    9. Для кожного з наступних термінів (нуклеїнова кислота; амінокислота; моносахарид; білок; нуклеотид; полісахарид)
      1. Визначте, мономер це або полімер.
      2. Зіставте кожен мономер зі своїм правильним полімером.
      3. Визначте, який клас біохімічної сполуки представлений кожною парою мономер/полімер.
    10. Глюкоза - мономер або полімер? Поясніть свою відповідь.
    11. Який один елемент міститься в білках і нуклеїнових кислотах, але не в вуглеводах?
    12. Опишіть взаємозв'язок між білками і нуклеїновими кислотами.
    13. Чому, на вашу думку, важливо харчуватися дієтою, яка містить баланс вуглеводів, білків та жирів?

    Дізнатися більше

    https://bio.libretexts.org/link?16728#Explore_More

    У відео нижче розглядається важливість елемента вуглецю.

    Перегляньте відео нижче, щоб дізнатися більше про полімери та мономери.

    Атрибуції

    1. Зернові продукти Скотта Бауера USDA, публічне надбання через Wikimedia Commons
    2. Fio de conta Толуайе, випущений у суспільне надбання через Wikimedia Commons
    3. Глюкоза Бен; Ікразуул, суспільне надбання через Wikimedia Commons
    4. ДНК, обрізана Спіффістаном, випущена у суспільне надбання через Wikimedia Commons
    5. Текст адаптований з біології людини CK-12 ліцензований CC BY-NC 3.0