2.3: Біологічно важливі макромолекули

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

Розуміння хімії в 3D

Натисніть на зображення вище, щоб запустити моделювання.
Вибираємо «Справжні молекули».
Клацніть на «Показати кути зв'язку».
- Ви також можете скасувати прапорець «Показувати одинокі пари».
Перетягніть атоми, щоб зрозуміти 3-D форму.
Виберіть CH ₄ зі спадного меню молекул.
- СН ₄ - метан, найпростіша органічна молекула.
- Зверніть увагу на обмеження фізичного простору, зайнятого атомами, коли ви перетягуєте атоми навколо.
- Пам'ятайте про ці кути зв'язку та обмеження, коли ми досліджуємо органічну хімію.
- Перемикання між «Model» та «Real» проілюструє, чи на положення атомів впливають інші фактори, яких ми не бачимо.
Виберіть NH ₄ зі спадного меню.
- NH ₄ - аміак, полярний розчинник.
- NH ₄ НЕ є органічною молекулою.
- Перемикайте самотні пари, щоб побачити, як ці електрони відіграють певну роль у позиціонуванні атомів.
Виберіть СО ₂ зі спадного списку.
- Дослідіть цю неорганічну молекулу, щоб візуалізувати вплив подвійних зв'язків на геометрію.

Органічна хімія

Живі істоти складаються з органічних молекул, що складаються в основному з елементів вуглецю і водню. Молекули водню і вуглецю (іменовані вуглеводнями) мають властивість бути неполярними. Ще 70- 90% клітин складаються з води (полярного з'єднання). Полярні речовини змішуються з іншими полярними речовинами. Аналогічним чином неполярні речовини взаємодіють з іншими неполярними сполуками. Полярні і неполярні сполуки незмішуються (не здатні змішуватися).

Так як клітини тримати від розвалюється в рідкому середовищі?

Функціональні групи - це скупчення атомів в групі, які надають нову «функцію» з'єднанню, до якого вони прикріплені. Вуглеводні в клітині мають прикріплені до них функціональні групи, які дозволяють їм взаємодіяти з водним середовищем клітини. Ці функціональні групи також визначають тип молекули, вона заснована на характеристиках цих груп.

таблиця

Функціональні групи. Функціональні групи зазвичай зустрічаються в органічних сполуках. R - це хімічний заповнювач, який може бути чим завгодно (як вуглеводневий ланцюг). Функціональні групи в цій таблиці - це ті, які додають вуглеводневим ланцюгам полярні або заряджені властивості. Двонаправлені стрілки вказують на те, що ці функціональні групи динамічно іонізуються і досягають рівноваги в розчині.

Як зібрані макромолекули?

Поширеними органічними сполуками живих організмів є вуглеводи, білки, ліпіди та нуклеїнові кислоти. Кожна з них - макромолекули або полімери, виготовлені з менших субодиниць, званих мономерами. Зв'язок між цими субодиницями утворюються процесом, званим синтезом зневоднення. Цей процес вимагає енергії; молекула води видаляється (зневоднення) і між субодиницями утворюється ковалентний зв'язок. Оскільки утворюється нова молекула води, це також називають конденсацією. Навпаки, де вода та енергія використовуються для розщеплення полімерів на простіші мономери, називається гідролізом (гідроліз - вода, лізис - для розриву або розщеплення).

полімеризація

Формування полімерів. Реакції зневоднення приєднуються до мономерів. Гідроліз розщеплює полімери.

Де ми знаходимо макромолекули?

Етикетка харчування ілюструє розпад хімічних компонентів макаронів і сиру. Це не обмежується макромолекулами, обговорюваними тут. Такі предмети, як залізо і натрій - це іони, які важливі для функції клітини.

Додаткові ресурси

Вуглеводи http://www.visionlearning.com/en/library/Biology/2/Carbohydrates/61
Ліпіди http://www.visionlearning.com/en/library/Biology/2/Lipids/207/reading
Жири та білки http://www.visionlearning.com/en/library/Biology/2/Fats-and-Proteins/62

Лексика

Вуглеводи
Зниження цукру
Полімерні
Мономер
Моносахарид
дисахарид
Полісахарид

Синтез зневоднення
Гідроліз
Зменшення
Альдегід
Кетон
Ліпідний