CUKROWCE - węglowodany (sacharydy)

- MONOSACHARYDY (jednocukry) - cukry proste (najprostsze cukrowce rozpuszczalne w wodzie):

- TRIOZY C3

- TETROZY C4

- PENTOZY C5: ryboza, dezoksyryboza

- HEKSOZY C6: glukoza, fruktoza, galaktoza

- HEPTOZY C7

WŁAŚCIWOŚCI I ROLA MONOSACHARYDÓW:

Jednocukry charakteryzują się słodkim smakiem, dobrą rozpuszczalnością w wodzie, brakiem rozpuszczalności w rozpuszczalnikach lipidowych. Ze względu na rozpuszczalność w wodzie wpływają na ciśnienie osmotyczne komórek. Łatwo przechodzą przez błony i dlatego stanowią formę wchłaniania oraz transportu przez krew u zwierząt i człowieka. Są głównym materiałem energetycznym. Fruktoza występuje w nektarze kwiatów i wielu owocach.

- OLIGOSACHARYDY (dwucukry) - najprostsze z nich to disacharydy rozpuszczalne w wodzie:

- LAKTOZA - GLUKOZA + GALAKTOZA

- MALTOZA - GLUKOZA + GLUKOZA

- SACHAROZA - GLUKOZA + FRUKTOZA

- POLISACHARYDY (wielocukry) - są nierozpuszczalne w wodzie, więc nie mają wpływu na ciśnienie osmotyczne. Są zbudowane z kilkudziesięciu lub kilkuset cząsteczek cukrów prostych połączonych wiązaniami; funkcja zapasowa.

- SKROBIA (C6H12O6)n - jest materiałem zapasowym roślin, odkłada się w dużych ilościach w bulwach, nasionach.

- GLIKOGEN - stanowi materiał zapasowy zwierząt.

- CELULOZA - należy do podstawowych składników ściany komórkowej.

Cukrowce mają znaczenie:

- energetyczne (glukoza)

- zapasowe (skrobia, glikogen)

- budulcowe (celuloza, chityna)

 

TŁUSZCZOWCE - lipidy dzielimy na:

- TŁUSZCZE WŁAŚCIWE: (PROSTE)

Są estrami kwasów tłuszczowych i glicerolu. Tłuszcze te nie rozpuszczają się w wodzie. Większość tłuszczy zwierzęcych ma konsystencję stałą, podczas gdy rośliny syntetyzują głównie oleje. Większość z nich pełni funkcję zapasową, ale również funkcję termoizolacji (u kręgowców stałocieplnych).

- TŁUSZCZE ZŁOŻONE:

- FOSFOLIPIDY zawierają w swoim składzie resztę fosforanową, budują błony.

- GLIKOLIPIDY są utworzone z części lipidowej i cukrowej, tworzą warstwę na błonie komórkowej.

- WOSKI stanowią mieszaninę różnych substancji. Pełnią funkcję ochronną (zabezpieczają liście i owoce), stanowią materiał budulcowy gniazd pszczół itp.

- LIPIDY IZOPRENOWE (cholesterol), uczestniczy w tworzeniu błon biologicznych.

ZNACZENIE LIPIDÓW:

- ... Przejdź Dalej.

Patrycja Markowska - Deszcz

energetyczne, zapasowe (nasiona roślin oleistych)

- termoizolacyjne (tłuszczowa warstwa podskórna)

- ochronne (woski pokrywające owoce itp.)

- budulcowe (fosfolipidy i cholesterol w błonach biologicznych)

- regulacyjne (kwasy żółciowe, witamina A i D).

- lecznicze

 

BIAŁKA - proteina

Podstawową jednostką budowy cząsteczki białka jest AMINOKWAS. Charakterystyczną cechą aminokwasów jest posiadanie grupy karboksylowej i aminowej oraz węgla.

Grupa karboksylowa - COOH

Grupa aminowa - NH2

 

COOH

|

R - C - NH2 Budowa aminokwasu

|

H

W skład białek wchodzi 20 różnych aminokwasów, które mogą łączyć się ze sobą w dowolny sposób. Aminokwasy łączą się ze sobą wiązaniami kowalencyjnymi typu peptydowego. Wiązanie peptydowe powstaje przez połączenie się grupy karboksylowej jednego aminokwasu z grupą aminową drugiego aminokwasu.

Białka o podobnym składzie aminokwasowym, ale o innej kolejności ich ułożenia wykazują różną aktywność molekularną.

PODZIAŁ BIAŁEK:

- BIAŁKA PROSTE (zbudowane wyłącznie z aminokwasów). Są one składnikiem tkanek stałych i płynów ustrojowych, mięśni, mleka, nasion, tkanek oporowych.

- BIAŁKA ZŁOŻONE posiadają poza aminokwasami tzw. składniki niebiałkowe.

FUNKCJE BIAŁEK:

- ROLA BUDULCOWA - proteiny współtworzą wszystkie organella komórkowe będące składnikiem protoplastru.

- ROLA WZMACNIAJĄCA - kolagen występujący w tkance łącznej oporowej, mięśniach, ścięgnach oraz skórze właściwej nadaje im elastyczność.

- ROLA KATALITYCZNA - wszystkie katalizatory przyspieszające reakcje biochemiczne w żywych komórkach są białkami.

- ROLA TRANSPORTOWA - wiele białek błonowych spełnia rolę przenośników umożliwiających przemieszczanie odpowiednich substancji na bliskie odległości.

- ROLA LOKOMOTORYCZNA - dzięki białkom możliwy jest ruch w żywym organiźmie (np. ruch mięśni, cytoplazmy, wici plemnika).

- ROLA REGULATOROWA - białka wpływają na różnorodne procesy biochemiczne i fizjologiczne.

- ROLA NERWOWA - białka receptory umieszczone w komórkach zmysłowych są odpowiedzialne za odbiór i przesyłanie różnych sygnałów ze środowiska.

- ROLA ODPORNOŚCIOWA

Sacharydy (węglowodany, cukrowce)

Cukry i skrobia służą jako źródło energii, celuloza jest elementem strukturalnym ścian komórkowych, otaczających komórkę roślinną. Zbudowane są z C, O, H, występujących najczęściej w stosunku: 1 atom C : 2 atomy H : 1 atom O (CH2O)n. Węglowodany, czyli ilościowy stosunek H i O taki sam, jak w wodzie (2:1), zatem są "wodzianami węgla". Węglowodany mogą być zbudowane z:

1 jednostki cukrowej - monosacharydy

2 jednostek cukrowych - disacharydy

wielu jednostek cukrowych- polisacharydy.

 

Monosacharydy - cukry proste, których cząstki zawierają najczęściej od 3 do 7 atomów C. Na przykład:

triozy - aldehyd glicerynowy, dihydroksyaceton

pentozy - ryboza, deoksyryboza (składniki kwasów nukleinowych)

heksozy - glukoza, fruktoza, galaktoza.

 

Glukoza (C6H12O6) - najpowszechniejszy w metabolizmie istot żywych. Glony i rośliny wytwarzają ją z CO2 i H2O, wykorzystując, jako źródło energii światło słoneczne. W trakcie oddychania komórkowego wiązania w jej cząstce zostają rozerwane i uwalnia się energia potrzebna w energochłonnych procesach życiowych. Służy też jako materiał do syntezy innych związków organicznych. Glukoza jest również bardzo istotna w procesach metabolicznych, a jej stężenie we krwi ludzi zwierząt wyższych jest utrzymywana na stałym poziomie dzięki mechanizmom homeostatycznym.

W cząstce glukozy każdy atom C, oprócz jednego, ma dołączoną grupą wodorotlenową; ten "samotny" łączy się podwójnym wiązaniem z tlenem, tworząc grupę karbonylową. Znajduje się ona na końcu 6-węglowego łańcucha, czyli glukoza jest aldehydem, a jeżeli znajdziemy ją w środku, to monosacharyd jest ketonem.

Glukoza i fruktoza są izomerami strukturalnymi ( te same wzory cząsteczkowe, a inny układ atomów w cząstce). I to powoduje, że mają odmienne właściwości chemiczne (np. fruktoza jest słodsza).

Glukoza i galaktoza są zarazem heksozami i aldehydami. Mają odmiennie ułożone podstawniki wokół atomu C-4.

Cząsteczki są trójwymiarowe, co nie pozostaje bez związku z ich właściwościami. Dlatego wzory przestrzenne ułatwiają zrozumienie zależności między strukturą a funkcją cząsteczek. W a -glukozie grupa wodorotlenowa leży pod płaszczyzną pierścienia, a w b -glukozie - nad płaszczyzną.

 

Disacharydy - zbudowane są z 2 połączonych kowalencyjnie monosacharydów. Wiązanie pomiędzy dwoma jednostkami nazywa się wiązaniem glikozydowym. ... Przejdź Dalej.

Kichająca małpa

Powstaje między atomem C-1 jednej cząstki a C-4 drugiej. Maltoza składa się z 2 jednostek a -glukozy. Sacharoza (cukier do słodzenia) - jedna glukoza + jedna fruktoza. Laktoza (cukier obecny w mleku) to glukoza + galaktoza.

Disacharydy mogą ulegać hydrolizie, czyli rozszczepieniu na dwie jednostki monosacharydowe z przyłączeniem cząstki H2O, np.:

maltoza + H2O - - - - - - - - - - (R) glukoza + glukoza

 

sacharoza + H2O - - - - - - - - - - (R) glukoza + fruktoza.

 

Polisacharydy - zalicza się do nich skrobię, glikogen i celulozę (błonnik). Makrocząsteczki polisacharydów składają się z wielu powtarzających się jednostek monosacharydowych, najczęściej glukozy. Ich liczba może dochodzić do kilku tysięcy. Łańcuchy polisacharydowe mogą być utworzone przez różne izomery glukozy, których cząsteczki połączone są w różny sposób (rozgałęzione lub proste). Wszystkie różnice decydują o odmiennych właściwościach poszczególnych cukrów.

 

Skrobia - substancja zapasowa roślin, budulec - a -glukozy (monomery połączone wiązaniami a , czyli 1(R) 4). Ma 2 formy: amyloza (cząstki nierozgałęzione) i amylopektyna (powszechna, około 1000 jednostek glukozy, łańcuchy rozgałęzione co 20-25 jednostek, a w miejscach rozgałęzień wiązania między C-1 jednej a C-6 drugiej). Rośliny magazynują skrobię w plastydach.

Glikogen - materiał zapasowy tkanek zwierzęcych. Jego cząsteczki są silnie rozgałęzione i łatwiej rozpuszczalne w wodzie, aniżeli skrobi. Glikogen gromadzi się głównie w wątrobie i mięśniach.

 

Celuloza - najpospolitszy węglowodan na Ziemi. Ponad 50% węgla drzewnego zawarte jest w celulozie. Drewno ma jej 50%, a bawełna 90%. Komórki roślinne otoczone są ścianą z głównym składnikiem - celulozą. jest ona nierozpuszczalnym polisacharydem utworzonym, podobnie jak skrobia, z cząstek glukozy, połączonych innym typem wiązań. Składa się z cząstek b -glukozy połączonych wiązaniami b (1(R) 4). nie da się go rozszczepić przez enzymy hydrolityczne rozszczepiające wiązania a . Ludzie i zwierzęta nie mogą jej wykorzystywać jako substancji odżywczej. Jednak jest ona niezbędna w naszym pożywieniu, gdyż ułatwia prawidłowe funkcjonowanie układu pokarmowego. Mikroorganizmy, które potrafią rozszczepiać jej cząsteczki żyją w układzie krów i owiec.

 

Pochodne węglowodanów - wiele z nich pełni istotną rolę biologiczną. Glukozamina i galaktozamina powstały przez zastąpienie grupy wodorotlenowej (--OH) grupą aminową (--NH2).

Węglowodany mogą łączyć się też z białkami, tworząc glikoproteiny, które występują na powierzchni komórek eukariotycznych. Większość białek wydzielanych przez komórkę stanowią glikoproteiny. Sacharydy mogą łączyć się też z lipidami, tworząc glikolipidy, związki obecne na powierzchni komórek zwierzęcych, uczestniczące w oddziaływaniach międzykomórkowych.

Lipidy (tłuszczowce)

Są bardzo zróżnicowaną grupą związków o konsystencji stałej (łój) lub ciekłej (oliwa), w zasadzie nierozpuszczalnych w wodzie. Tak jak węglowodany zbudowane są z C, H i O, Względna zawartość O, w porównaniu z C i H jest w lipidach mniejsza niż w sacharydach. O uczestniczy w tworzeniu hydrofilowych (powinowactwo do wody) grup funkcyjnych, więc lipidy o mniejszej ilości O gorzej rozpuszczają się w wodzie. Wśród lipidów najważniejszymi grupami są:

tłuszcze obojętne (właściwe)

fosfolipidy

sterydy

karotenoidy (pomarańczowe i żółte barwniki roślinne)

woski.

Służą jako źródło energii, stanowią strukturalne elementy błon plazmatycznych, niektóre są ważnymi hormonami.

 

Tłuszcze obojętne (właściwe) - powszechne lipidy w organizmach, są najekonomiczniejszą formą zapasową paliwa energetycznego. Spalenie 1 g tłuszczu daje 2x więcej energii, niż ze spalenia 1 g węglowodanów. Sacharydy i białka mogą zostać przekształcone w tłuszcze i zmagazynowane w takowej tkance.

Cząsteczka tłuszczu obojętnego zbudowana jest z cząstki glicerolu, połączonej z 1, 2 lub 3 cząstkami kwasów tłuszczowych. Glicerol to 3-węglowy alkohol z 3 grupami --OH. Kwasy tłuszczowe - związki zbudowane z długich łańcuchów węglowodorowych, mających na jednym końcu grupę karboksylową (--COOH). Około 30 kwasów występuje w różnych lipidach lub związkach lipidowych.. Kwasy zawierające parzystą liczbę atomów C to kwas masłowy (zjełczałe masło; 4 atomy C), kwas oleinowy (18 atomów C).

 

Nasycone kwasy tłuszczowe zawierają maksymalną możliwą liczbę atomów H, a w kwasach nienasyconych pomiędzy atomami C występuje przynajmniej 1 wiązanie podwójne. Kwasy wielonienasycone - więcej niż 1 wiązanie podwójne. Olej to NNKT (w temperaturze pokojowej - ciecz), a NKT w takiej to ciało stałe.

Jeżeli z glicerolem połączy się 1 cząstka kwasu tłuszczowego -monoacyloglicerol, 2 to diacyglicerol, a 3 - triacyloglicerol. Połączone są one z glicerolem wiązaniem estrowym.

 

Fosfolipidy - uczestniczą w budowie błon cytoplazmatycznych. Cząsteczki ich mającharakter amfipatyczny; jeden z końców ma właściwości hydrofilowe, a drugi hydrofobowe. Ogólnie cząstka fosfolipidu składa się z cząstki glicerolu + 2 cząstki kwasów tłuszczowych + grupa fosforanowa + cząstka organiczna (zwykle z atomem azotu -choliną).

Charakter hydrofobowy ma część z kwasami tłuszczowymi - nierozpuszczalny w wodzie. Natomiast hydrofilowy mają glicerol, fosforan i zasad azotowa (wszystko zjonizowane i rozpuszczalne w wodzie). Amfipatyczne właściwości wymuszają to, że hydrofilowe głowy cząstek ustawione są w kierunku otaczającej ich wody, a hydrofobowe ogony w kierunku przeciwnym. Błony plazmatyczne zbudowane są z podwójnej warstwy fosfolipidowej (ogony w środku, a głowy na zewnątrz).

 

Karotenoidy - zaliczane są do lipidów z racji swej nierozpuszczalności w wodzie i oleistej konsystencji. Uczestniczą one w fotosyntezie, a zbudowane są z 5-węglowych monomerów (jednostek izoprenowych).

Przez rozszczepienie na pół cząstki karotenu (żółty) powstają 2 cząstki witaminy A. Retinal (pochodna witaminy A) jest czuły na światło i obecny w siatkówce. Uczestniczy w procesie widzenia u przedstawicieli 3 różnych linii rozwojowych zwierząt: mięczaków, owadów i kręgowców. Jego obecność w 3 typach oczu świadczy o szczególnym przystosowaniu tego karotenoidu do recepcji światła.

 

Sterydy - zrąb cząstki sterydów tworzą 4 połączone ze sobą pierścienie ( 3 z nich mają po 6 atomów C, a 4 - 5 atomów C). Łańcuchy boczne dołączone do pierścieni są różne w poszczególnych sterydach. Synteza sterydów to złożona reakcja łączenia się jednostek izoprenowych.

Ważne funkcje biologiczne pełnią sterydy:

cholesterol - strukturalny składnik błon komórkowych zwierzęcych; w błonach roślinnych występuje inny związek, podobny do cholesterolu

sole żółciowe - emulgują tłuszcze w jelicie, dzięki czemu może nastąpić ich enzymatyczna hydroliza

męskie i żeńskie hormony płciowe

hormony kory nadnerczy

Hormony sterydowe regulują przebieg wielu procesów metabolicznych u kręgowców.

Białka

Odgrywają kluczową rolę. Pełnią funckję podstawowych składników stukturalnych komórek i tkanek, dlatego procesy wzrostu i odnowy oraz utrzymywania organizmów przy życiu zależą od obecności pewnych białek. Wiele z nich to enzymy, regulujące przebieg tysięcy różnorodnych reakcji chemicznych w układach żywych.

Zestaw białek to klucz funkcji danej komórki. Rózne są liczba, rodzaj i rozmieszczenie. Węglowodany,niezależnie od gatunku w jakim występują, zbudowane są jednakowo, natomiast białka cechuje specyficzność gatunkowa. Obecność specyfycznych białek decyduje o różnicach między gatunkami. Lecz niektóre białka wykazują specyficzność osobniczą (nieznaczne różnice u poszczególnych przedstawicieli tego samego gatunku). Tylko organizmy identyczne genetycznie mają dokładnie te same białka.

 

Aminokwasy - wskład cząstek białkowych wchodzą: C, H, O, N i często S i to one wchodzą w skład aminokwasów, stanowiących podjednostki, które łącząc się ze sobą tworzą cząstki białek. W białkach występuje powszechnie około 21 rodzajów aminokwasów. U większości z nich występują grupa aminowa (--NH2) i grupa karboksylowa, które dołączone są do asymetrycznego atomu C (a ). Aminokwasy różnią się właśnie tym dołączonym do C a łańcuchem bocznym (oznaczany: R). W glicynie, nakprostszym z aminokwasów jest nim atom H, a w alaninie

Aminokwasy

1. Metabolizm aminokwasów w organizmie (deaminacja i transaminacja).

2. Reakcje barwne aminokwasów:

• reakcja ksantoproteinowa,

• reakcja Fola (cystynowa).

Ćwiczenie 3

Peptydy, białka

1. Reakcja między aminokwasami - powstawanie wiązania peptydowego.

1. Klasyfikacja białek ze względu na:

• budowę,

• funkcję,

• właściwości odżywcze.

2. Trawienie białek w organizmie (rola katepsyn i peptydaz).

3. Wykrywanie wiązań peptydowych w białkach i peptydach - reakcja biuretowa Piotrkowskiego.

4. Reakcje strącania białek.

• solami metali ciężkich,

• denaturacja cieplna białek.

Ćwiczenie 4

Węglowodany

1. Klasyfikacja i przykłady cukrowców.

2. Trawienie skrobi.

3. Reakcja na wykrywanie skrobi.

4. Wykrywanie pentoz - reakcja Biala.

Ćwiczenie 5

Węglowodany - ciąg dalszy

1. Metabolizm glukozy i glikogenu.

2. Regulacja hormonalna poziomu glukozy we krwi.

3. Oznaczanie stężenia glukozy we krwi.

Ćwiczenie 6

Kolokwium

Ćwiczenie 7

Enzymy

1. Budowa i funkcja enzymów.

2. Rola kinazy kreatynowej w syntezie ATP.

3. Hydroliza enzymatyczna skrobi.

Ćwiczenie 8

Enzymy - ciąg dalszy

1. Czynniki wpływające na aktywność enzymów

• wpływ temperatury na aktywność amylazy ślinowej,

• aktywatory i inhibitory amylazy ślinowej.

Ćwiczenia 9

Tłuszczowce

1. Glicerol i kwasy tłuszczowe jako składowe wybranych tłuszczów.

2. Klasyfikacja tłuszczowców.

3. Trawienie i metabolizm tłuszczów.

4. Oznaczanie stężenia trójglicerydów we krwi.

---