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Carboidrati e il loro ruolo nell'attività cellulare

Carboidrati e il loro ruolo nell'attività cellulare


1. Quali sostanze carboidratiche conosci?
2. Qual è il ruolo dei carboidrati in un organismo vivente?

Carboidrati e loro classificazione.

I carboidrati, o saccaridi, fanno parte delle cellule di tutti gli organismi viventi. Il contenuto di carboidrati nelle cellule animali è dell'1-5% e in alcune cellule vegetali può raggiungere il 90%.

Esistono tre classi principali di carboidrati: monosaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi.

Monosaccaridi (monos greci - uno) - sostanze incolori e cristalline, facilmente solubili in acqua e con un sapore dolce.

Tra i monosaccaridi, il ribosio, il desossiribosio, il glucosio, il fruttosio e il galattosio sono i più importanti per gli organismi viventi (figura 8).

Il ribosio fa parte di RNA, ATP, vitamine del gruppo B, un certo numero di enzimi.

Il desossiribosio fa parte del DNA. Il glucosio (zucchero d'uva) è un monomero di polisaccaridi (amido, glicogeno, cellulosa). È nelle cellule di tutti gli organismi. Il fruttosio fa parte degli oligosaccaridi, come il saccarosio. Nella forma libera contenuta nelle cellule vegetali.

Il galattosio si trova anche in alcuni oligosaccaridi, come il lattosio.

Gli oligosaccaridi (gli oligos greci - un po ') sono formati da due (chiamati poi disaccaridi) o da diversi monosaccaridi legati covalentemente tra loro con un legame glicosidico.La maggior parte degli oligosaccaridi sono solubili in acqua e hanno un sapore dolce.

Tra gli oligosaccaridi, i disaccaridi sono i più diffusi: saccarosio (zucchero di canna), maltosio (zucchero maltato), lattosio (zucchero del latte) (figura 9).

I polisaccaridi (polisaccaridi greci) sono polimeri e consistono di un numero indefinitamente grande (fino a diverse centinaia di migliaia) di residui di molecole monosaccaridiche legate da legami covalenti. Questi includono amido, glicogeno, cellulosa, chitina, ecc. È interessante notare che l'amido, il glicogeno e la cellulosa, che svolgono un ruolo importante negli organismi viventi, sono costruiti con monomeri di glucosio, ma i legami nelle loro molecole sono diversi. Inoltre, le catene non si ramificano nella cellulosa e si ramificano più fortemente nel glicogeno che nell'amido (figura 10).

Con un aumento del numero di monomeri, la solubilità dei polisaccaridi diminuisce e il sapore dolce scompare.
Alcuni carboidrati sono in grado di formare complessi con proteine ​​(glicoproteine) e lipidi (glicolipidi).
Funzioni dei carboidrati. La funzione principale dei carboidrati - energia. Durante la loro scissione enzimatica e l'ossidazione delle molecole di carboidrati, l'energia viene rilasciata, il che garantisce l'attività vitale dell'organismo. Con una ripartizione completa di 1 g di carboidrati, vengono rilasciati 17,6 kJ.

I carboidrati svolgono la funzione di conservazione.

Con un eccesso, si accumulano nella cellula come sostanze di stoccaggio (amido, glicogeno) e, se necessario, vengono utilizzate dal corpo come fonte di energia. L'aumento della scissione dei carboidrati si verifica, ad esempio, durante la germinazione dei semi, il lavoro muscolare intenso, il digiuno prolungato.

La funzione strutturale o di costruzione dei carboidrati è molto importante. Sono usati come materiale da costruzione. Quindi, la cellulosa grazie alla sua speciale struttura è insolubile in acqua e ha un'elevata resistenza. In media, il 20-40% del materiale delle cellule vegetali è cellulosa e le fibre di cotone sono quasi pura cellulosa, motivo per cui vengono utilizzate per produrre tessuti.

La chitina fa parte delle pareti cellulari di alcuni protozoi e funghi. Come componente importante dello scheletro esterno, la chitina si trova in alcuni gruppi di animali, ad esempio negli artropodi.

I carboidrati svolgono una funzione protettiva.

Ad esempio, le gengive (resine rilasciate durante il danneggiamento di tronchi e rami di piante, come prugne, ciliegie) che impediscono la penetrazione di agenti patogeni nelle ferite, sono derivate dai monosaccaridi.

Le pareti cellulari solide di artropodi unicellulari e chitinosi integument, che comprendono carboidrati, svolgono anche funzioni protettive.

I carboidrati. Monosaccaridi. Oligosaccaridi. Polisaccaridi.

1. Quali carboidrati sono chiamati mono-, oligo-e polisaccaridi?
2. Quali sono le funzioni dei carboidrati negli organismi viventi?
3. Perché i carboidrati sono considerati le principali fonti di energia nella cellula?

Di solito in una cellula di organismi animali è contenuto circa l'1% di carboidrati, nelle cellule del fegato il loro contenuto raggiunge il 5% e nelle cellule vegetali - fino al 90%. Pensa e spiega perché.

I carboidrati derivano dagli alcoli polivalenti e sono composti da carbonio, idrogeno e ossigeno. I chimici definiscono questi composti come idrossialdeidi poliidrici o idrossiclati poliidrici. Il nome "carboidrati", sebbene sia obsoleto, è ancora ampiamente utilizzato fino ad oggi, anche nella letteratura scientifica. Questa classe di composti prende il nome perché la maggior parte di essi ha lo stesso rapporto di idrogeno e ossigeno in una molecola come nell'acqua. La formula generale dei carboidrati è Сn (Н2О) m, dove n non è inferiore a 3, Tuttavia, non tutti i composti appartenenti alla classe di carboidrati corrispondono a questa formula.

Kamensky A. A., Kriksunov E. V., Pasechnik V. V. Biologia Grade 10
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Quali cellule sono più ricche di carboidrati?

Quali cellule sono più ricche di carboidrati?

I carboidrati sono sostanze organiche costituite da idrogeno, carbonio e ossigeno. La loro funzione più importante è l'energia, e sono i carboidrati che sono le principali fonti di energia nell'organismo degli animali. Nelle cellule animali, queste sostanze sono estremamente piccole, solo fino al 5% in peso.

Le cellule vegetali sono un vero magazzino di carboidrati e il loro contenuto può raggiungere il 90% della massa secca. Le più ricche di carboidrati sono patate, legumi, cereali e semi.

3.2.2. Molecole organiche - carboidrati

Pagina di soluzione dettagliata p.86 su livello di biologia di approfondimento per alunni della 10a classe, autori Zakharov V.B., Mamontov S.G. Livello approfondito 2015

  • La cartella di lavoro di biologia di Gdz per il grado 10 può essere trovata qui

DOMANDE E COMPITI PER LA RIPETIZIONE

Domanda 1. Quali composti chimici sono chiamati carboidrati?

I carboidrati sono composti organici con la formula generale Сn (Н20) m.

Domanda 2. Elencare i tipi di cellule più ricchi di carboidrati.

Le cellule vegetali sono più ricche di carboidrati, dove il loro contenuto raggiunge talvolta il 90% della massa secca (cellule di tuberi di patata, semi). Nelle cellule animali il contenuto di carboidrati non supera il 2-5%.

Domanda 3. Descrivi i monosaccaridi e fornisci loro esempi.

I carboidrati semplici sono chiamati monosaccaridi. A seconda del numero di atomi di carbonio nella molecola, sono chiamati triosi - 3 atomi, tetrosi - 4 atomi, pentosi - 5 atomi ed esosi b atomi di carbonio nella molecola.

Dei sei monosaccaridi di carbonio, il glucosio, il fruttosio e il galattosio, che sono attivamente coinvolti nei processi metabolici, sono i più importanti. Dei monosaccaridi a cinque carbonio - desossiribosio e ribosio, che sono rispettivamente parte del DNA e dell'RNA.

Domanda 4. Che cosa sono i disaccaridi? Dare esempi.

I disaccaridi sono composti chimici formati da due molecole di monosaccaridi. Ad esempio, lo zucchero alimentare - saccarosio consiste in una molecola di glucosio e una molecola di fruttosio.

Domanda 5. Quali sono le caratteristiche strutturali dei polisaccaridi?

I polisaccaridi hanno un alto peso molecolare. Sono caratterizzati da un livello superiore di organizzazione strutturale macromolecolare caratteristico di sostanze ad alto peso molecolare. Insieme alla struttura primaria, ad es. determinato dalla sequenza di residui monomerici, un ruolo importante è giocato dalla struttura secondaria definita dalla disposizione spaziale della catena macromolecolare.

Domanda 6. Che cos'è un semplice monomero carboidrato di amido, glicogeno, cellulosa?

Il monomero di questi polisaccaridi è glucosio. Allo stesso tempo, l'amido e il glicogeno sono polimeri ramificati e la cellulosa è lineare.

Domanda 7. Elenca ed espandi le funzioni dei carboidrati.

I carboidrati svolgono le seguenti funzioni:

1. Energia. Il glucosio è la principale fonte di energia nel corpo. Quando brucia, 1 g di glucosio produce 17,6 kJ (4,2 kcal) di energia.

2. Segnale. I carboidrati sono parte dei recettori della glicoproteina estesi sulla superficie della membrana cellulare.

H. Riserva. I carboidrati forniscono un apporto di nutrienti nella cellula sotto forma di granuli di amido o di glicogeno.

4. Plastica. I carboidrati formano la parete cellulare delle piante (cellulosa), i funghi (chitina); forma lo scheletro chitinoso esterno degli artropodi.

quali sono i più ricchi di carboidrati?

le cellule?
Le cellule vegetali sono più ricche di carboidrati, raggiungendo in alcuni casi il 90% della massa secca (ad esempio nei tuberi di patata, nei semi)

prodotti ad alto contenuto (40 - 60 g)
pane, segale, grano, fagioli, piselli, cioccolato, halva e dolci.

prodotti con contenuto moderato (11 - 20 g)
ricotta dolce, gelato, patate, barbabietole, uva, mele, succhi di frutta.

prodotti con basso contenuto (5 - 10 g)
zucchine, cavoli, carote, zucca, frutta: anguria, melone, pera, pesche, albicocche, arance, mandarini, ecc.

I carboidrati. lipidi

I carboidrati.

I carboidrati si trovano nelle cellule animali in una piccola quantità (circa l'1% in peso di sostanza secca); nelle cellule del fegato e dei muscoli ci sono più (fino al 5%). Le cellule vegetali sono molto ricche di carboidrati: in foglie secche, semi, frutti, tuberi di patata, quasi il 70%.

I carboidrati sono composti organici complessi, composti da atomi di carbonio, ossigeno e idrogeno.

Ci sono carboidrati semplici e complessi. I carboidrati semplici sono chiamati monosaccaridi. I carboidrati complessi sono polimeri in cui i monosaccaridi svolgono il ruolo di monomeri. Un disaccaride è formato da due monosaccaridi, un trisaccaride è formato da tre e un polisaccaride da molti.

Tutti i monosaccaridi sono sostanze incolori, ben solubili in acqua. Quasi tutti hanno un piacevole sapore dolce. I monosaccaridi più comuni sono glucosio, fruttosio, ribosio e desossiribosio. Il sapore dolce di frutta e bacche, così come il miele, dipende dal loro contenuto di glucosio e fruttosio. Il ribosio e il desossiribosio fanno parte degli acidi nucleici e dell'ATP.

Di- e trisaccaridi, come i monosaccaridi, si dissolvono bene in acqua, hanno un sapore dolce. Con un aumento del numero di unità monomeriche, la solubilità dei polisaccaridi diminuisce, il sapore dolce scompare.

Dei disaccaridi, della barbabietola (o della canna) e dello zucchero del latte sono importanti, dei polisaccaridi, dell'amido (nelle piante), del glicogeno (negli animali) e della fibra (cellulosa) sono diffusi. Il legno è cellulosa quasi pura. I monomeri di questi polisaccaridi sono glucosio.

Il ruolo biologico dei carboidrati.

I carboidrati svolgono il ruolo di una fonte di energia necessaria per la cellula per svolgere varie forme di attività. Per l'attività cellulare - movimento, secrezione, biosintesi, luminescenza, ecc. - l'energia è necessaria. Ricco di energia, struttura complessa, i carboidrati subiscono una profonda scissione nella cellula e, come risultato, si trasformano in composti semplici, poveri di energia - anidride carbonica (IV) e acqua (CO2 e H2O). Durante questo processo, l'energia viene rilasciata. Dividendo 1 g di carboidrati, vengono rilasciati 17,6 kJ.

Oltre all'energia, i carboidrati svolgono una funzione di costruzione. Ad esempio, le pareti di cellulosa sono composte da cellule vegetali.

Lipidi.

I lipidi si trovano in tutte le cellule di animali e piante. Fanno parte di molte strutture cellulari.

I lipidi sono sostanze organiche che sono insolubili in acqua ma solubili in benzina, etere, acetone.

Dei lipidi, i più comuni e noti sono i grassi. Il contenuto di grasso nelle cellule è solitamente piccolo: 5-10% (di sostanza secca). Ci sono, tuttavia, cellule in cui circa il 90% di grassi. Negli animali, queste cellule sono sotto la pelle, nelle ghiandole mammarie, l'omento. Il grasso si trova nel latte di tutti i mammiferi. In alcune piante, una grande quantità di grasso si concentra in semi e frutti, ad esempio in girasole, canapa, noce.

Oltre ai grassi, altri lipidi sono presenti nelle cellule, ad esempio la lecitina, il colesterolo. I lipidi includono alcune vitamine (A, D) e ormoni (per esempio, il sesso).

Il significato biologico dei lipidi è ampio e diversificato. Notiamo prima di tutto la loro funzione di costruzione. I lipidi sono idrofobi. Lo strato più sottile di queste sostanze fa parte delle membrane cellulari. L'importanza del più comune dei lipidi - il grasso - come fonte di energia è grande. I grassi possono essere ossidati nella cellula in monossido di carbonio (IV) e acqua. Durante la scomposizione del grasso, viene liberata una quantità di energia due volte maggiore rispetto alla ripartizione dei carboidrati. Gli animali e le piante immagazzinano il grasso nel magazzino e lo spendono nel corso della vita. Un elevato contenuto di grassi nei semi è necessario per garantire l'energia della piantina fino a quando non passa all'alimentazione personale.

Va notato inoltre il valore del grasso come fonte di acqua. Da 1 kg di grasso durante la sua ossidazione si formano quasi 1,1 kg di acqua. Questo spiega come alcuni animali riescano a fare abbastanza a lungo senza acqua. I cammelli, ad esempio, facendo la transizione attraverso un deserto senz'acqua, non possono bere per 10 - 12 giorni. Orsi, marmotte di bosco e altri animali in letargo non bevano per più di due mesi. L'acqua necessaria per l'attività vitale, questi animali ricevono come risultato dell'ossidazione dei grassi. Oltre alle funzioni strutturali ed energetiche, i lipidi svolgono funzioni protettive; il grasso ha una bassa conduttività termica. Si deposita sotto la pelle, formando accumuli significativi in ​​alcuni animali. Così, in Cina, lo spessore dello strato di grasso sottocutaneo raggiunge 1 m, che consente a questo animale di vivere nell'acqua fredda dei mari polari.

carboidrati

I carboidrati sono sostanze organiche naturali la cui formula contiene carbonio e acqua. I carboidrati sono in grado di dare al nostro corpo l'energia necessaria per la sua piena attività. Con la loro struttura chimica, i carboidrati sono divisi in semplici e complessi.

  1. 1 I carboidrati semplici includono i carboidrati contenuti nel latte; frutta e dolci - mono - e oligosaccaridi.
  2. 2 I carboidrati complessi sono composti come amido, glicogeno e cellulosa. Si trovano in cereali, mais, patate e cellule animali.

Alimenti ricchi di carboidrati:

L'importo stimato per 100 g di prodotto è indicato.

Fabbisogno giornaliero di carboidrati

Per sentirsi a proprio agio, è necessario che ogni cellula del nostro corpo riceva il tasso di energia richiesto. Senza questo, il cervello non sarà in grado di svolgere le sue funzioni di coordinamento dell'analitica e, quindi, non trasferirà il comando appropriato ai muscoli, che sarà anche inutile. In medicina, questa malattia si chiama chetosi.

Per evitare ciò, è indispensabile includere nella dieta quotidiana la quantità richiesta di carboidrati. Per una persona che conduce uno stile di vita attivo, la loro quantità giornaliera non dovrebbe essere inferiore a 125 grammi.

Se il tuo stile di vita è meno attivo, è consentita una minore quantità di carboidrati, ma la loro quantità non dovrebbe essere inferiore a 100 grammi al giorno.

Il bisogno di carboidrati aumenta:

Essendo le principali fonti di energia che entrano nel corpo con il cibo, i carboidrati vengono principalmente utilizzati durante l'attività fisica e mentale attiva. Di conseguenza, durante i carichi di produzione gravi, la richiesta di carboidrati è massima. Aumenta la necessità di carboidrati e durante la gravidanza, così come durante l'allattamento.

La necessità di carboidrati è ridotta:

Bassa produttività del lavoro, uno stile di vita passivo riduce il consumo energetico del corpo e, di conseguenza, la necessità di carboidrati. Trascorrere il fine settimana davanti alla TV, leggere romanzi o fare lavori sedentari che non richiedono energia seria, puoi tranquillamente ridurre la quantità di carboidrati nelle percentuali massime consentite, senza danneggiare il corpo.

Digeribilità dei carboidrati

Come accennato in precedenza, i carboidrati sono divisi in semplici e complessi. Secondo il grado di digeribilità - carboidrati veloci, lenti e non digeribili.

Il primo include carboidrati come glucosio, fruttosio e galattosio. Questi carboidrati appartengono alla classe dei cosiddetti monosaccaridi e vengono rapidamente assorbiti dall'organismo. Prodotti contenenti carboidrati a digestione veloce: miele, caramello, banane, cioccolato, datteri, ecc.

Il carboidrato più importante per noi è il glucosio. È lei che è responsabile per l'approvvigionamento energetico del corpo. Ma se chiedi cosa succede al fruttosio e al galattosio, non preoccuparti, non sono invano. Sotto l'influenza delle reazioni fisico-chimiche che avvengono nel corpo, vengono nuovamente trasformate in molecole di glucosio.

Ora per i carboidrati complessi. Come accennato in precedenza, sono contenuti nelle cellule animali e nei tessuti vegetali e di solito vengono assorbiti lentamente. I carboidrati vegetali, a loro volta, sono divisi in digeribili e indigesti. Digestible è l'amido, che consiste in molecole di glucosio, disposte in un modo speciale, in modo che la loro scissione richieda più tempo.

La cellulosa, nonostante appartenga anche ai carboidrati, non fornisce energia per il nostro corpo, poiché è una parte insolubile di una cellula vegetale. Tuttavia, prende anche una parte attiva nel processo digestivo.

Probabilmente hai visto sugli scaffali di negozi, farmacie o distributori di droghe che contengono fibre di rete. Che è la cellulosa vegetale, che agisce come un pennello, pulendo le pareti del nostro apparato digerente da ogni sorta di inquinamento. Il glicogeno si trova anche da solo. Rilasciato secondo necessità, svolge il ruolo di una sorta di accumulo di glucosio, che si deposita in forma granulare nel citoplasma delle cellule del fegato e nel tessuto muscolare. Quando la porzione successiva di carboidrati entra nel corpo, alcuni di questi vengono immediatamente convertiti in glicogeno, per così dire "per un giorno di pioggia". Ciò che non è stato trasformato in molecole di glicogeno viene riciclato, il cui scopo è generare energia.

Proprietà utili dei carboidrati e dei loro effetti sul corpo

I carboidrati non sono solo un'eccellente fonte di energia per il corpo, ma entrano anche nella struttura delle membrane cellulari, depurano il corpo dalle tossine (cellulosa), partecipano alla protezione del corpo da virus e batteri, svolgendo un ruolo importante nella creazione di una forte immunità. Utilizzato in vari tipi di produzione. Nell'industria alimentare, ad esempio, vengono utilizzati amido, glucosio e sostanze pectiche. La cellulosa viene utilizzata per la produzione di carta, tessuti e anche come additivo alimentare. Gli alcoli, ottenuti dalla fermentazione dei carboidrati, sono utilizzati in medicina e in farmacologia.

Quali carboidrati preferire?

Nella dieta, è necessario rispettare la proporzione di carboidrati digeribili veloci e lenti. I primi sono buoni nel caso in cui è necessario ottenere rapidamente una certa quantità di energia destinata a svolgere un particolare lavoro. Ad esempio, per preparare in modo rapido e migliore gli esami. In questo caso, puoi mangiare una certa quantità di carboidrati rapidamente digeribili (miele, cioccolato, caramelle, ecc.). Usa carboidrati "veloci" e atleti durante le esibizioni e dopo, per un rapido recupero.

Se il lavoro può richiedere molto tempo, allora in questo caso è meglio usare carboidrati "lenti". Poiché, per la loro divisione richiede più tempo, il rilascio di energia si allungherà per l'intero periodo di lavoro. Se in questo caso, per utilizzare carboidrati digeribili, inoltre, nella quantità necessaria per svolgere un lavoro a lungo termine, può accadere che sia irreparabile.

L'energia viene rilasciata rapidamente e in modo massiccio. E una grande quantità di energia incontrollabile è come un fulmine globulare che può causare danni irreparabili alla salute. Spesso il sistema nervoso soffre di un tale rilascio di energia, in cui può verificarsi una chiusura elementare, come nelle reti elettriche convenzionali. In questo caso, inizia a fallire e la persona si trasforma in una creatura nervosa che non è in grado di eseguire azioni precise che coinvolgono le capacità motorie delle mani.

Proprietà pericolose di carboidrati e precauzioni

Segni di carenza di carboidrati nel corpo

Depressione, apatia, rottura possono essere i primi segnali di una carenza di carboidrati nel corpo. Se la nutrizione non viene normalizzata regolando la dieta con la quantità richiesta di carboidrati, la condizione può peggiorare. Il prossimo stadio è la distruzione delle proteine ​​del corpo vitale. Tutto questo è causato da danni tossici al cervello, che soffrono di carenza di carboidrati. I medici chiamano questa malattia chetosi.

Segni di eccesso di carboidrati nel corpo

Iperattività, eccesso di peso, tremori nel corpo e incapacità di concentrarsi possono indicare un eccesso di carboidrati nel corpo. Prima di tutto, il sistema nervoso soffre di un eccesso di carboidrati.

Il secondo organo che soffre di una sovrabbondanza di energia è il pancreas. Si trova nell'ipocondrio sinistro. Il corpo della ghiandola è una formazione allungata di 14-22 cm di lunghezza e 3-9 cm di larghezza e oltre a produrre succo pancreatico, ricco di enzimi necessari per la digestione, partecipa anche al metabolismo dei carboidrati. Ciò è dovuto alle cosiddette isolette di Langengarts, che coprono l'intera superficie esterna della ghiandola. Producono una sostanza chiamata insulina in comune. È questo ormone pancreatico che risponde a se una persona ha problemi con i carboidrati o meno.

L'uso frequente ed eccessivo di alimenti che aumentano i livelli di insulina nel sangue (carboidrati "veloci") può causare diabete di tipo II, ipertensione e malattie cardiovascolari.

Qual è l'indice glicemico?

Oggi, molta attenzione è rivolta all'indice glicemico del cibo. Molto spesso questi dati vengono utilizzati da atleti e altre persone che sognano di essere sani e in buona forma. L'indice glicemico (GI) è un indicatore di quanto cibo aumenta i livelli di zucchero nel sangue. Per il valore assoluto preso glucosio, con GI uguale al 100%. Gli alimenti contenenti carboidrati semplici spesso appartengono a prodotti ad alto indice glicemico, mentre i prodotti a base di carboidrati complessi hanno solitamente un IG basso.

Molti di voi conoscono una malattia chiamata diabete. Fortunatamente, alcuni lo hanno superato, mentre altre persone devono bere iniezioni di insulina per molti anni. Questa malattia è causata da una quantità insufficiente di insulina ormonale nel corpo.

Cosa succede quando la quantità di glucosio è superiore al livello richiesto? Porzioni aggiuntive di insulina vengono inviate per la sua elaborazione. Ma è necessario tener conto che le isole di Langengarts, che sono responsabili della sua produzione, hanno una caratteristica sgradevole. Quando l'insulina contenuta nell'una o nell'altra isola si precipita a incontrare una porzione di carboidrati, l'isola stessa si restringe e più non produce insulina.

Sembrerebbe che al suo posto dovrebbero arrivare altre isole che hanno continuato la sua grande missione. Ma no, come risultato dell'ecologia moderna, il nostro corpo ha perso la capacità di produrre nuove isole. Pertanto, per non prendere il diabete, al culmine della tua vita, non dovresti mangiare grandi quantità di carboidrati rapidamente digeribili. È meglio pensare a quei carboidrati che non ti danneggeranno, e il loro uso ti porterà un buon umore e uno stile di vita attivo per molti anni.

Carboidrati nella lotta per l'armonia e la bellezza

Coloro che desiderano rimanere magri e in forma, i nutrizionisti raccomandano di mangiare carboidrati lentamente digeribili, che si trovano nelle verdure, compresi i legumi, in alcuni frutti e cereali. Questi prodotti sono più a lungo assorbiti dal corpo e, di conseguenza, una sensazione di sazietà per lungo tempo.

Per quanto riguarda il valore energetico dei carboidrati, viene calcolato come segue.

Poiché 1 grammo di carboidrati è in grado di produrre energia nella quantità di 4.1 chilocalorie, quindi con uno stile di vita attivo (la norma giornaliera è di 125 grammi), una persona riceverà 512,5 kilocalorie dai carboidrati consumati. Una persona meno attiva avrà bisogno solo di 410 chilocalorie, con un tasso di carboidrati giornaliero di 100 grammi.

Carboidrati e salute

Di seguito vi presentiamo un elenco esemplare di prodotti a cui dovremmo prestare particolare attenzione. Questi sono carboidrati lentamente digeribili che possono portare il massimo beneficio alla vostra salute.

In primo luogo abbiamo porridge di farina d'avena, riso e grano saraceno. Quindi passare la segale e il pane integrale dalla farina grossa. Successivamente, la nostra lista continua piselli e fagioli. E finisce con patate e pasta di grano duro.

Per quanto riguarda i carboidrati "veloci", invece di torte e pasticcini, mangia una banana, un paio di datteri, uvetta o un cucchiaio di grano saraceno o miele di tiglio. Questa quantità sarà sufficiente per eseguire un breve, ma richiede un sacco di lavoro di energia.

Bene, stiamo completando e speriamo che la tua mente e il senso delle proporzioni salveranno la tua salute per molti anni. Salute e longevità per te!

Abbiamo raccolto i punti più importanti sui carboidrati in questa illustrazione e saremo grati se condividi un'immagine su un social network o blog, con un link a questa pagina:

1 cellule di cui gli organi di animali sono ricchi di carboidrati

Cos'è la denaturazione delle proteine?

La perdita di una molecola proteica nella sua organizzazione strutturale si chiama denaturazione. La denaturazione può essere reversibile se la struttura primaria della proteina non viene distrutta. In questo caso, quando vengono ripristinate le condizioni normali (temperatura, acidità, ecc.), Si verifica la rinaturazione.

Funzioni proteiche

Quali funzioni proteiche conosci?

1. Catalitico. Tutti i catalizzatori biologici - gli enzimi - hanno una natura proteica.

2. Plastica (costruzione). Le proteine ​​fanno parte della membrana cellulare e formano le strutture non a membrana della cellula (ad esempio, il citoscheletro) e parte della sostanza extracellulare.

3. Trasporto. Ad esempio, l'emoglobina trasporta l'ossigeno nel sangue, nelle membrane cellulari ci sono proteine ​​di trasporto speciali che trasferiscono attivamente alcune sostanze nella cellula.

4. Regolamentazione. Alcuni ormoni hanno una natura proteica - insulina, ormoni pituitari.

5. Segnale. Sulla superficie esterna della membrana cellulare, ci sono molti recettori specifici di una natura glicoproteica che percepiscono influenze esterne (ormoni) o determinano la natura dell'interazione cellulare con il virus.

6. Motore. Tutti i tipi di movimento sono forniti da specifiche proteine ​​contrattili (actina, miosina, proteine ​​dei microtubuli del fuso di divisione).

7. Protettivo. In risposta all'introduzione di sostanze estranee (antigeni) da parte delle cellule del sangue (leucociti), vengono sintetizzate proteine ​​speciali - anticorpi.

8. Energia. Quando si scinde 1 g di proteine, vengono rilasciati 17,6 kJ di energia (4,2 kcal).

carboidrati

Quali composti chimici sono chiamati carboidrati?

Carboidrati - Composti organici di formula generale Cn(H2O)m.

Contenuto di carboidrati nelle cellule

Quali cellule sono più ricche di carboidrati?

Le cellule vegetali sono più ricche di carboidrati, dove il loro contenuto raggiunge talvolta il 90% della massa secca (cellule di tuberi di patata, semi). Nelle cellule animali il contenuto di carboidrati non supera il 2-5%.

monosaccaridi

Cosa sono i monosaccaridi? Dare esempi.

I carboidrati semplici sono chiamati monosaccaridi. A seconda del numero di atomi di carbonio in una molecola, sono chiamati triosi - 3 atomi, tetrosi - 4 atomi, pentosi - 5 atomi ed esosi - 6 atomi di carbonio in una molecola.

Dei sei monosaccaridi di carbonio, il glucosio, il fruttosio e il galattosio sono i più importanti, partecipando attivamente ai processi metabolici. Dei monosaccaridi a cinque carbonio - desossiribosio e ribosio, che sono rispettivamente parte del DNA e dell'RNA.

disaccaridi

Cosa sono i disaccaridi? Dare esempi.

I disaccaridi sono composti chimici formati da due molecole di monosaccaridi. Ad esempio, lo zucchero alimentare - saccarosio consiste in una molecola di glucosio e una molecola di fruttosio.

Amido monomero, glicogeno, cellulosa

Quale semplice carboidrato serve come monomero di amido, glicogeno, cellulosa?

Il monomero di questi polisaccaridi è glucosio. Allo stesso tempo, l'amido e il glicogeno sono polimeri ramificati e la cellulosa è lineare.

Funzioni di carboidrati

Specificare le funzioni dei carboidrati.

1. Energia. Il glucosio è la principale fonte di energia nel corpo. Quando brucia, 1 g di glucosio produce 17,6 kJ (4,2 kcal) di energia.

2. Segnale. I carboidrati sono parte dei recettori della glicoproteina estesi sulla superficie della membrana cellulare.

3. Riserva. I carboidrati forniscono un apporto di nutrienti nella cellula sotto forma di granuli di amido o di glicogeno.

4. Plastica. I carboidrati formano la parete cellulare delle piante (cellulosa), i funghi (chitina); forma lo scheletro chitinoso esterno degli artropodi.

Quali sono i grassi? Descrivi la loro composizione chimica.

I grassi sono esteri di acidi grassi ad alto peso molecolare e glicerina triatomica. Una caratteristica dei grassi è la loro idrofobicità - insolubilità in acqua.

Funzione grassa

Che funzioni fanno i grassi?

1. Plastica. I fosfolipidi formano le membrane cellulari.

2. Energia. L'ossidazione di 1 g di grasso rilascia 38,9 kJ (9,3 kcal) di energia.

3. I grassi sono solventi per sostanze idrofobiche, come le vitamine (A, D, E).

4. Riserva. Incluse grasse - gocce di grasso nel citoplasma della cellula.

5. Termoregolazione. A causa della scarsa conduttività termica, il tessuto adiposo può fungere da isolante termico.

6. Protettivo. Il tessuto grasso allentato con danni meccanici protegge gli organi sottostanti da lesioni.

Carboidrati semplici: funzioni nella cellula

Per mantenere una vita normale, una persona ha bisogno di consumare proteine, grassi e carboidrati. E nessun elemento non può prendere e smettere di prendere. La mancanza di ciascuno di essi può portare a gravi conseguenze o addirittura alla morte.

Cosa sono i carboidrati

Cosiddette sostanze organiche costituite da molecole di zucchero. Questi composti prendono il loro nome a causa della loro composizione: carbonio e acqua, che sono collegati tra loro. Diversamente sono chiamati saccaridi. A seconda del numero di molecole di zucchero, sono suddivisi in monosaccaridi, disaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi.

Quali cellule sono le più ricche in loro? I carboidrati più ricchi sono le piante: il contenuto di zuccheri è dell'80% e negli animali non supera il 3%.

I saccaridi svolgono un ruolo importante. Le loro missioni principali sono:

  • energia;
  • la costruzione;
  • recettore;
  • protezione;
  • a magazzino;
  • regolamentare;
  • metabolica.

Di conseguenza, la loro importanza nel suo complesso è visibile, senza di loro è impossibile immaginare l'esistenza di animali e piante. E qual è il ruolo dei carboidrati nella cellula? Quali sono le loro principali missioni: costruzione ed energia? Considera di più.

costruzione

Costruire, o strutturale, è la funzione principale dei carboidrati, che è che è un materiale da costruzione per le cellule. Quali carboidrati svolgono nella missione di costruzione cellulare? Coinvolge cellulosa, chitina, ribosio e desossiribosio.

Ad esempio, nei funghi e negli artropodi, la chitina svolge la funzione di costruzione e la cellulosa (polisaccaride) nelle piante. Quindi, viene data la forza della gabbia. Il contenuto di cellulosa vegetale raggiunge il 40%, quindi mantengono bene la loro forma. La funzione strutturale del maltosio è quella di assicurare la formazione di nuove cellule di semi germinanti.

Ribosio e desossiribosio sono coinvolti nella costruzione di molecole come RNA, DNA, ATP e altri. La formazione di nuove molecole avviene costantemente e con la distruzione della vecchia energia libera viene rilasciato. Quando si costruisce una membrana di citoplasma, la funzione recettoriale dei carboidrati si manifesta anche, cioè, i segnali vengono trasmessi dal mondo esterno.

Pertanto, la funzione di costruzione dei carboidrati è di grande importanza per tutti i processi, oltre che per l'energia.

Funzione energetica

Questo è il ruolo principale di tali composti organici, e solo loro forniscono più energia. Così, con il decadimento di 1 grammo, vengono rilasciate 4,1 kcal (38,9 kJ) e 0,4 grammi di acqua. Nessun altro elemento cellulare può dare tale energia, quindi forniscono a tutto il corpo la quantità necessaria di esso. Sono loro che mantengono il tono, danno vitalità ed energia e, cosa più importante, permettono agli organismi di esistere.

La missione energetica è svolta da maltosio, saccarosio, fruttosio e glucosio. Servono come fonti di respirazione cellulare, energia per la germinazione dei semi, fotosintesi e altri importanti processi biologici.

Tale energia consente a una persona di impegnarsi attivamente nello sport, nell'attività mentale e anche di partecipare a molti sistemi vitali:

  • scambio di gas;
  • escretore;
  • circolatorio;
  • costruzione e altri.

Pertanto, senza l'approvvigionamento energetico, una persona non può esistere normalmente.

protettivo

La funzione protettiva è molto importante. In quasi tutti gli organi ci sono delle ghiandole che secernono un segreto. E lui, a sua volta, per la maggior parte consiste di zuccheri. Questo segreto protegge gli organi interni, come gli organi escretori o del tratto digestivo, da fattori esterni come i microbi, chimici o meccanici.

La protezione è fornita, per la maggior parte, da monosaccaridi - eparina, chitina, gomma e muco. Quindi, questo è il ruolo principale dei monosaccaridi. Ad esempio, una semplice chitina monosaccaride è una shell del guscio di artropodi e funghi. Eparina svolge la missione di un anticoagulante. Inoltre, le piante hanno i loro meccanismi di protezione - spine e spine, che consistono in cellulosa. Gomma e muco si verificano in lesioni del guscio della pianta, per formare uno strato protettivo in luoghi di lesioni.

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Il ruolo dello stoccaggio è direttamente correlato al ruolo energetico degli zuccheri. Dopo tutto, l'energia che entra nel corpo non viene spesa completamente, parte di essa viene depositata. Durante una "situazione di emergenza", viene rilasciato, ad esempio, durante una carestia o una malattia, per combattere il virus.

I seguenti composti sono destinati a questo:

  • amido (inulina) - trovato nelle piante;
  • la cellulosa si trova anche nelle piante;
  • lattosio - nel latte dei mammiferi;
  • glicogeno (grasso animale) - negli animali e nell'uomo.

Il grasso di cammello non è solo una riserva di energia necessaria, ma può anche essere diviso in acqua.

Quindi, i polisaccaridi aiutano a mantenere i normali mezzi di sostentamento.

Con esso si intende la capacità dei saccaridi di regolare la quantità di alcune sostanze nel corpo. Ad esempio, il glucosio, che è contenuto nel sangue, regola l'omeostasi e la pressione osmotica. E la fibra, che è scarsamente assorbita dal corpo umano, ha una struttura grossolana, irritando così i recettori dello stomaco e muovendosi più velocemente in esso.

Manifestato nella capacità dei monosaccaridi di essere sintetizzati in elementi importanti per il supporto vitale - polisaccaridi, nucleotidi, amminoacidi e altri. Tutto ciò è vitale, quindi gli alimenti contenenti carboidrati dovrebbero sempre essere nella dieta.

Alimenti con un sacco di saccaridi

Vale la pena ricordare che nelle piante i saccaridi vengono sintetizzati durante la fotosintesi, ma negli animali non compaiono da soli. Prendi la dose desiderata solo attraverso il cibo.

La maggior quantità di saccaridi si trova nello zucchero raffinato e nel miele. Zucchero e carboidrati interi raffinati, e il miele contiene glucosio e fruttosio - fino all'80% della massa totale.

Il loro alto contenuto di prodotti vegetali. La più grande quantità di frutta, bacche, verdure, ortaggi a radice. Un'ampia percentuale di contenuto in pasta, dolci, prodotti a base di farina e prodotti fermentati (birra).

È importante ricordare che i saccaridi, soprattutto quelli veloci, sono fonti di obesità nel corpo umano. Pertanto, dovrebbero essere consumati in quantità molto limitate, ad esempio, dolci e prodotti da forno, è meglio rimuoverli dalla dieta o ridurli al minimo.

Il ruolo dei carboidrati nella vita delle cellule

Carboidrati: le loro funzioni, ovvero, dove sono contenuti

risultati

I composti di carboidrati svolgono un ruolo importante, senza di essi, la vita semplicemente cesserà di esistere. Le piante sintetizzano durante la fotosintesi usando clorofille. Ma gli esseri umani e gli animali non li sintetizzano, motivo per cui è necessario consumare la quantità giornaliera di cibo. La maggior parte di essi si trova in frutta, bacche, pane, dolciumi. E lo zucchero puro è zucchero.

Testo del libro "Biologia, Biologia generale, livello di profilo, grado 10 - Nikolai Sonin"

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Pagato, ma non so cosa fare dopo?

I carboidrati, o saccaridi, sono sostanze organiche con la formula generale Cn(H2O)m. La maggior parte dei carboidrati numero di molecole d'acqua corrisponde al numero di atomi di carbonio. Pertanto, queste sostanze sono state chiamate carboidrati.

In una cellula animale, i carboidrati si trovano in quantità non superiori a 1-2, a volte il 5%. Le cellule vegetali sono più ricche di carboidrati, dove il loro contenuto raggiunge in alcuni casi il 90% del peso secco (tuberi di patata, semi, ecc.). I carboidrati sono semplici e complessi.

I carboidrati semplici sono chiamati monosaccaridi. A seconda del numero di atomi di carbonio in una molecola, i monosaccaridi sono chiamati triosi (3 atomi), tetrosi (4), pentosi (5) o esosi (6 atomi di carbonio). Dei sei monosaccaridi di carbonio - esosi - il glucosio, il fruttosio e il galattosio sono i più importanti. Il glucosio è contenuto nel sangue (0,08-0,12%). I pentosi - ribosio e desossiribosio - fanno parte degli acidi nucleici e dell'ATP.

Se due monosaccaridi sono combinati in una molecola, questo composto è chiamato disaccaride. I disaccaridi comprendono lo zucchero alimentare - saccarosio, ottenuto da canna o barbabietola da zucchero, che consiste in una molecola di glucosio e una molecola di fruttosio e zucchero del latte, formato da molecole di glucosio e galattosio.

I carboidrati complessi formati da molti monosaccaridi sono chiamati polisaccaridi. I monomeri di tali polisaccaridi come amido, glicogeno, cellulosa, sono glucosio. I polisaccaridi, di regola, sono polimeri ramificati.

I carboidrati svolgono due funzioni principali: la costruzione e l'energia. Ad esempio, la cellulosa forma le pareti delle cellule vegetali; Il polisaccaride complesso della chitina è il principale componente strutturale dello scheletro esterno degli artropodi. La chitina ha anche una funzione di costruzione nei funghi.

I carboidrati svolgono il ruolo della principale fonte di energia nella cellula. Nel processo di ossidazione, 1 g di carboidrati viene rilasciato 17,6 kJ. L'amido nelle piante e il glicogeno negli animali, depositato nelle cellule, serve come riserva di energia - la funzione di stoccaggio dei carboidrati.

1. La maggior quantità di carboidrati si trova nelle cellule vegetali.

2. I monosaccaridi sono la principale fonte di energia per la maggior parte degli organismi viventi.

3. Il polisaccaride - cellulosa - è incluso nelle pareti cellulari dei procarioti e delle piante.

4. La chitina forma lo scheletro esterno degli artropodi e le pareti cellulari dei funghi.

Domande per la ripetizione e le attività

1. Quali composti chimici sono chiamati carboidrati?

2. Quali cellule sono più ricche di carboidrati?

3. Che cosa sono i monosaccaridi? Dare esempi.

4. Che cosa sono i disaccaridi? Dare esempi.

5. Quale carboidrato semplice funge da monomero di amido, glicogeno, cellulosa?

6. Elencare le funzioni dei carboidrati.

Usando il vocabolario delle intestazioni "Terminologia" e "Sommario", traduci gli elementi "Punti di ancoraggio" in inglese.

I grassi (lipidi) sono composti di acidi grassi ad alto peso molecolare e glicerolo di alcol triidridico. I grassi non si dissolvono in acqua, sono idrofobici (dal greco Hydor - acqua e fobos - paura). Ci sono sempre altre sostanze complesse simili al grasso idrofobiche chiamate lipidi nelle cellule.

Il contenuto di grasso nella cella varia dal 5-15% in peso di sostanza secca. Nelle cellule del tessuto adiposo, la quantità di grasso aumenta al 90%. Accumulando nelle cellule del tessuto adiposo degli animali, nei semi e nei frutti delle piante, il grasso funge da riserva di energia.

Il ruolo dei grassi è importante anche come solventi di composti organici idrofobi necessari per il normale decorso delle trasformazioni biochimiche nel corpo.

Fig. 3.5. Struttura grassa: trigliceridi nella parte superiore, fosfolipidi nella parte inferiore - la base delle membrane cellulari

I grassi e i lipidi svolgono anche una funzione di costruzione, fanno parte delle membrane cellulari (Fig. 3.5). A causa della sua scarsa conduttività termica, il grasso è in grado di svolgere la funzione di isolante termico. In alcuni animali (foche, balene), si deposita nel tessuto adiposo sottocutaneo, che nelle balene forma uno strato fino a 1 m di spessore.

Una delle principali funzioni del grasso è l'energia. Durante la scissione di 1 g di grasso in CO2 e H2Viene rilasciata una grande quantità di energia - 38,9 kJ e 1,2 g di acqua.

La formazione di alcuni lipidi precede la sintesi di numerosi ormoni, ad esempio gli ormoni surrenali. Di conseguenza, queste sostanze sono inerenti alla funzione di regolazione dei processi metabolici.

La forma di composizione organica è in media dal 20 al 30% della composizione cellulare in un organismo vivente. Includono vari biopolimeri - proteine, acidi nucleici, carboidrati, oltre a grassi, enzimi, pigmenti, ATF, ecc. Diversi tipi di cellule sono formati da quantità diverse di questi composti organici. Pertanto, i carboidrati prevalgono nelle cellule vegetali, mentre le cellule animali includono più proteine ​​e grassi. Tuttavia, è un ruolo preciso nelle cellule di tutti gli organismi.

1. I fosfolipidi sono la base delle membrane biologiche.

2. Poiché i grassi solventi forniscono penetrazione nel corpo delle sostanze liposolubili, come le vitamine D, E, A.

Domande per la ripetizione e le attività

1. Quali sono i grassi?

2. Descrivi la loro composizione chimica.

3. Quali sono le funzioni del grasso?

4. In quali cellule e tessuti è la maggiore quantità di grasso?

Usando il vocabolario delle intestazioni "Terminologia" e "Sommario", traduci gli elementi "Punti di ancoraggio" in inglese.

Per ogni termine indicato nella colonna di sinistra, selezionare la definizione corrispondente indicata nella colonna di destra in russo e inglese.

La scelta è corretta.

Problemi per la discussione

Cosa determina la specificità dell'attività dei catalizzatori biologici - enzimi?

Qual è il meccanismo d'azione dei recettori di superficie cellulare?

Come si combinano i monosaccaridi in polimeri?

Quali monosaccaridi sono parte di di- e polisaccaridi?

Qual è il significato biologico dei lipidi?

Il valore degli acidi nucleici nella cellula è molto grande. Le caratteristiche della loro struttura chimica forniscono la capacità di immagazzinare, trasferire e trasferire per eredità alle cellule figlie le informazioni sulla struttura delle molecole proteiche, che sono sintetizzate in ciascun tessuto in una determinata fase dello sviluppo individuale.

Poiché la maggior parte delle proprietà e delle caratteristiche sono dovute alle proteine, è chiaro che la stabilità degli acidi nucleici è la condizione più importante per il normale funzionamento delle cellule e di tutti gli organismi. Qualsiasi cambiamento nella struttura degli acidi nucleici comporta cambiamenti nella struttura delle cellule o l'attività dei processi fisiologici in essi, influenzando così la vitalità.

Lo studio della struttura degli acidi nucleici, che è stato inizialmente stabilito dal biologo americano J. Watson e dal fisico inglese F. Crick, è estremamente importante per comprendere l'ereditarietà dei caratteri negli organismi e gli schemi di funzionamento delle singole cellule e dei sistemi cellulari - tessuti e organi.

Esistono due tipi di acidi nucleici: DNA e RNA.

Acido desossiribonucleico - DNA. Il DNA è un polimero biologico costituito da due catene polinucleotidiche collegate tra loro. Il DNA è un polimero con un peso molecolare molto elevato.

I monomeri che costituiscono ciascuna delle catene del DNA sono chiamati nucleotidi (figura 3.6). Sono composti organici complessi che includono basi azotate: adenina (A) o timina (T), citosina (C) o guanina (D), zuccheri pentaidrico - pentosi - desossiribosio, dopo di che è stato nominato e il DNA stesso, così come il residuo acido fosforico. Una molecola può contenere 10 8 o più nucleotidi.

In ogni catena, i nucleotidi sono interconnessi formando legami fosfodiestere tra il desossiribosio e il residuo dell'acido fosforico del successivo nucleotide. Due catene sono combinate in una singola molecola con l'aiuto di legami idrogeno che sorgono tra le basi azotate che formano i nucleotidi che formano catene differenti. Il numero di tali legami tra diverse basi azotate è disuguale e, come risultato, possono essere collegati solo a coppie: la base azotata A di una catena di polinucleotidi è sempre associata a T dell'altra catena, e G con tre legami idrogeno con la base azotata C della catena polinucleotidica opposta. Questa capacità di combinare selettivamente nucleotidi, a seguito della quale si formano le coppie A - T e G - C, si chiama complementarità (figura 3.7). Se la sequenza di basi in una catena è nota (ad esempio, T-C-A-T-G), quindi a causa del principio di complementarità (complementarità), sarà anche nota la sequenza di basi della catena opposta (A-G-T-A-C).

Fig. 3.6. La struttura del nucleotide

Fig. 3.7. Connessione complementare delle catene polinucleotidiche del DNA

Le catene nucleotidiche formano eliche volumetriche destrorse di 10 paia di basi in ogni turno. La sequenza della connessione dei nucleotidi di una catena è opposta a quella nell'altra, cioè le catene che costituiscono una molecola di DNA sono multidirezionali o antiparalleli. I gruppi nucleotidico zucchero-fosfato sono all'esterno e all'interno sono contenuti i nucleotidi complementari. Le catene si girano l'una attorno all'altra, così come attorno ad un asse comune e formano una doppia elica (Fig. 3.8). Questa struttura della molecola è principalmente supportata da legami a idrogeno.

Quando combinato con alcune proteine ​​- istoni - aumenta il grado di spiralizzazione della molecola. La molecola si ispessisce e si accorcia (figura 3.9). L'ulteriore spirale raggiunge il massimo, c'è una spirale di livello superiore - una super spirale. In questo caso, la molecola diventa distinguibile nel microscopio ottico come un corpo allungato e ben dipinto: il cromosoma.

Funzioni del DNA L'acido desossiribonucleico svolge funzioni estremamente importanti per il mantenimento e la riproduzione della vita.

Primo, è l'immagazzinamento di informazioni ereditarie, che è racchiuso nella sequenza di nucleotidi di una delle sue catene. La più piccola unità di informazioni genetiche è costituita da tre nucleotidi consecutivi, una tripletta. La sequenza di triplette nella catena polinucleotidica determina la sequenza di amminoacidi nella molecola proteica. Le triplette disposte una dopo l'altra causando la struttura di una catena polipeptidica sono un gene.

Fig. 3.8. Doppia elica di Watson e Creek

Fig. 3.9. DNA Supercoil Formation

La seconda funzione del DNA è la trasmissione di informazioni ereditarie di generazione in generazione. Viene effettuato a causa della riduplicazione della molecola materna e della successiva distribuzione delle molecole figlie tra le cellule discendenti (si veda il Capitolo 5). È la struttura a doppio filamento delle molecole di DNA che determina la possibilità della formazione di molecole di figlia assolutamente identiche durante la ridistribuzione.

Infine, il DNA partecipa come una matrice nel processo di trasferimento delle informazioni genetiche dal nucleo al citoplasma al sito di sintesi proteica. Allo stesso tempo, su una delle sue catene, secondo il principio di complementarità, una molecola di RNA messaggero viene sintetizzata dai nucleotidi dell'ambiente circostante la molecola.

Acido ribonucleico - RNA. L'RNA, così come il DNA, è un polimero i cui monomeri sono nucleotidi. Le basi azotate dei tre nucleotidi sono le stesse di quelle che fanno parte del DNA (adenina, guanina, citosina), la quarta, l'uracile, è presente nella molecola di RNA invece che nella timina. I nucleotidi di RNA differiscono dai nucleotidi del DNA e dalla struttura del carboidrato nella loro composizione: al posto del desossiribosio, includono un altro pentoso - ribosio. In una catena di RNA, i nucleotidi sono collegati formando legami tra il ribosio di un nucleotide e il residuo di acido fosforico di un altro.

L'RNA trasporta informazioni sulla sequenza di amminoacidi nelle proteine, cioè sulla struttura delle proteine, dai cromosomi al luogo della loro sintesi e partecipa alla sintesi delle proteine. La struttura distingue tra RNA a doppio filamento e RNA a filamento singolo. Gli RNA a doppia elica sono i custodi delle informazioni genetiche in un certo numero di virus (vedi Capitolo 5), cioè svolgono le funzioni dei cromosomi.

Fig. 3.10. Struttura di t RNA: A, B, C, D - aree del composto complementare, D - area del composto con aminoacido, E - anticodon

Esistono diversi tipi di RNA a filamento singolo. I loro nomi sono dovuti alla funzione o alla posizione nella cella.

La maggior parte dell'RNA citoplasmatico (fino all'80-90%) è l'RNA ribosomiale (p-RNA) contenuto nei ribosomi. Le molecole di RRNA sono relativamente piccole e consistono di 3-5 mila nucleotidi.

Le molecole di RNA messaggero (i-RNA) possono consistere di 300-30.000 nucleotidi. La lunghezza dell'RNA dipende dalla lunghezza del segmento di DNA a cui sono stati sintetizzati.

Transport RNA (tRNA) include 76-85 nucleotidi ed esegue diverse funzioni (Fig. 3.10). Forniscono aminoacidi al posto della sintesi proteica, "riconoscono" (secondo il principio di complementarità) una tripletta di mRNA corrispondente all'amminoacido trasferito, svolgono l'esatto orientamento dell'amminoacido sul ribosoma.

Codice genetico Un'enorme quantità di combinazioni uniche di amminoacidi selezionati dall'evoluzione viene riprodotta sintetizzando gli acidi nucleici con una sequenza di basi azotate che corrisponde alla sequenza di aminoacidi nelle proteine. Ogni amminoacido nella catena polipeptidica corrisponde a una combinazione di tre nucleotidi - una tripletta - questo è il codice della tripletta. Pertanto, l'amminoacido cisteina corrisponde alla tripletta di ACA, valina - CAA, lisina - TTT, ecc. (Fig. 3.11). Pertanto, alcune combinazioni di nucleotidi e la sequenza della loro posizione nella molecola del DNA sono il codice che porta informazioni sulla struttura della proteina.

Il codice include tutte le possibili combinazioni di tre (su quattro) basi azotate. Tali combinazioni possono essere 4 3 = 64, mentre solo 20 amminoacidi sono codificati. Di conseguenza, alcuni amminoacidi sono codificati da diverse triplette. Questo codice di ridondanza è di grande importanza per aumentare l'affidabilità della trasmissione di informazioni genetiche. Ad esempio, gli aminoacidi arginina possono corrispondere alle triplette di HCA, GCT, GCC, ecc. È chiaro che la sostituzione casuale del terzo nucleotide in queste terzine non influenzerà la struttura della proteina sintetizzata.

Ogni molecola di DNA, composta da milioni di coppie nucleotidiche, contiene informazioni sulla sequenza di aminoacidi in centinaia di diverse proteine. In che modo, quindi, è la parte della molecola del DNA che trasporta informazioni sulla struttura di una proteina delimitata da altri siti? Vi sono terzine, la cui funzione è di avviare la sintesi di una catena polinucleotidica, e terzine, che fermano la sintesi, cioè servono come "segni di punteggiatura". Una delle proprietà principali del codice è la sua specificità. Non ci sono casi in cui la stessa tripletta corrisponderebbe a più di un amminoacido. Il codice è universale per tutti gli organismi viventi e non si sovrappone mai, cioè le triplette che codificano gli aminoacidi - i codoni del DNA sono trascritti - sono trasmessi come informazioni di triplette (codoni) e RNA - sempre nel loro insieme. Quando si leggono le informazioni da una molecola di DNA, è impossibile utilizzare la base azotata di una tripletta in combinazione con le basi di un'altra tripletta.

Affinché la proteina possa essere sintetizzata, le informazioni sulla sequenza di aminoacidi nella sua struttura primaria devono essere consegnate ai ribosomi. Questo processo include due fasi: trascrizione e traduzione.

Fig. 3.11. Il codice genetico nella sequenza del codone del DNA: fenilalanina, leu - leucina, eli - isoleucina, met - metionina, valotina, tirosina, tirosina, istidina, gln - glutammina, lisina - lisina, asn - asparagina, glu - glutammina acido, cis - cisteina, tri - triptofano, arg - arginina, ser - serina, glicolina, pro - prolina, tre - treonina, ala - alanina, acido asp - aspartico. Stop - la fine della sintesi di una proteina specifica

Gli acidi nucleici sono biopolimeri complessi, che assicurano le proprietà più importanti degli esseri viventi - ereditarietà e variabilità. Il DNA sta trasportando informazioni ereditarie, avvolto in catene. Questa informazione è realizzata nel processo di sintesi di specifiche molecole di albumina. A loro volta, proteine ​​di sostanze organiche specifiche.

1. Gli acidi nucleici si trovano prevalentemente nel nucleo della cellula.

2. L'acido desossiribonucleico è un polimero lineare irregolare costituito da due catene polinucleotidiche.

3. Le informazioni ereditate sono contenute nella sequenza nucleotidica del DNA.

4. La reduplicazione del DNA assicura la trasmissione di informazioni ereditarie di generazione in generazione.

Domande per la ripetizione e le attività

1. Che cosa sono gli acidi nucleici?

2. Quali semplici composti organici servono come componente elementare degli acidi nucleici?

3. Quali tipi di acidi nucleici conosci?

4. In che modo le strutture delle molecole di DNA e RNA sono diverse?

5. Quali sono le funzioni del DNA?

6. Quali tipi di RNA sono presenti nella cellula?

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Problemi per la discussione

Qual è il ruolo biologico delle molecole di DNA a doppio filamento che fungono da custode delle informazioni ereditarie?

Quale processo è alla base della trasmissione di informazioni ereditarie di generazione in generazione? dal nucleo al citoplasma al posto della sintesi proteica?

Principali disposizioni

La struttura delle molecole della materia vivente comprende quasi tutti gli elementi chimici, ma il 98% delle molecole organiche è costituito da C, H, O, N, S e P.

L'acqua come solvente polare funge da mezzo in cui avvengono tutte le trasformazioni biochimiche.

Polimeri biologici lineari irregolari - le proteine ​​svolgono molte funzioni, tra le quali le più importanti sono catalitiche e plastiche.

Carboidrati: i monosaccaridi e i polisaccaridi sono principalmente una fonte di energia per i processi chimici nel corpo. Nelle piante e nei procarioti, la cellulosa polisaccaridica fa parte delle pareti cellulari.

I grassi sono la base di tutte le membrane cellulari biologiche di organismi procarioti ed eucarioti. Anche il ruolo energetico dei lipidi e la loro capacità di dissolvere i composti idrofobici sono importanti.

L'acido desossiribonucleico è un polimero biologico il cui monomero è un nucleotide. Il DNA - il custode dell'informazione ereditaria - è coinvolto nel suo trasferimento di generazione in generazione e nel luogo della sintesi proteica.

Con la partecipazione di RNA è l'implementazione di informazioni genetiche.

Aree problematiche

Qual è il materiale ereditario per alcuni virus non DNA? Come è l'implementazione delle informazioni genetiche in questi organismi?

Perché in alcuni animali la principale fonte di energia non è il glucosio, ma il grasso?

Qual è il valore delle vitamine e di altri composti organici a basso peso molecolare nell'attività vitale degli organismi?

Aspetti applicati

Quali sono gli attuali modi per risolvere i problemi dell'ingegneria genetica?

Come possono le funzioni catalitiche delle molecole proteiche essere utilizzate nell'economia nazionale?

assegnazioni

Descrivi le proprietà del codice genetico.

Quali sono i modi per trasferire informazioni genetiche nei sistemi biologici?

Capitolo 4. Metabolismo - la base dell'esistenza di organismi viventi

Crescita, riproduzione, mobilità, eccitabilità, capacità di rispondere ai cambiamenti nell'ambiente esterno - tutte queste proprietà di una persona vivente sono in definitiva inestricabilmente legate a certe trasformazioni chimiche, senza le quali nessuna di queste manifestazioni di attività vitale potrebbe essere realizzata.

Nelle cellule, i processi di sintesi biologica sono in corso. Con l'aiuto di enzimi da semplici sostanze a basso peso molecolare si formano complessi composti molecolari alti: le proteine ​​sono sintetizzate da aminoacidi, carboidrati complessi da monosaccaridi, basi complesse da azoto e zuccheri, nucleotidi e di loro acidi nucleici. La combinazione di reazioni di biosintesi si chiama scambio di plastica o assimilazione. Il processo opposto di sintesi è la dissimilazione - una serie di reazioni di divisione. La scissione di composti altamente molecolari libera l'energia necessaria per le reazioni della sintesi biologica.

Le reazioni biosintetiche differiscono nelle specie e nella specificità individuale. La struttura di grandi molecole organiche sintetizzate è determinata dalla sequenza di nucleotidi nel DNA, cioè il genotipo. I processi metabolici assicurano la costanza dell'ambiente interno del corpo - l'omeostasi - in condizioni di esistenza in continua evoluzione.

Processi di sintesi - metabolismo plastico e reazioni di decomposizione, a seguito delle quali l'energia accumulata nei legami macroergici dell'ATP è subordinata a questo compito. Le sostanze sintetizzate sono utilizzate nel processo di crescita per costruire le cellule e i loro organoidi e per sostituire le molecole esaurite o distrutte. Tutte le reazioni di sintesi vanno con l'assorbimento di energia.

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