Органічні молекули. Біополімери
![](https://mozok.click/uploads/fotos/2017/biology2017/biology2017-7.jpg)
Мал. 3.1. Хімічний склад клітин
Органічні речовини живих організмів
Крім
неорганічних до складу клітин живих організмів входять органічні
речовини. Це ті речовини, які утворюються тільки в живих організмах
(мал. 3.1).
Органічних
речовин у світі набагато більше, ніж неорганічних. Зараз їх нараховують
уже більше 25 млн і постійно відкривають або створюють нові. З
попередніх розділів біології ви дізналися, що органічні речовини
містяться в живих організмах, які ми споживаємо в їжу. Різні речовини
містяться в них у різній кількості (мал. 3.2).
Ви вже знаєте, що всі органічні речовини поділяють на чотири основні
![](https://mozok.click/uploads/fotos/2017/biology2017/biology2017-8.jpg)
Мал. 3.2. Живі організми містять багато органічних речовин
групи:
білки, вуглеводи, ліпіди й нуклеїнові кислоти. До складу всіх цих
речовин обов’язково входять атоми Карбону, Гідрогену й Окси-гену.
Органічні речовини можуть містити також атоми Нітрогену (обов’язкові
компоненти білків та нуклеїнових кислот), Фосфору (компоненти
нуклеїнових кислот), Сульфуру (наявні в білках, але відсутні в
нуклеїнових кислотах).
Особливості будови органічних речовин
Молекули органічних речовин відрізняються від молекул неорганічних речовин і між собою особливостями будови.
Особливості будови молекул органічних речовин
Містять
ланцюжки атомів Карбону, до яких приєднуються атоми Гідрогену та інших
елементів. Ці ланцюжки часто називають «скелетом» молекули.
![](https://mozok.click/uploads/fotos/2017/biology2017/biology2017-9.jpg)
Часто мають великий розмір та масу. Наприклад молекулярна маса води — 18, а білка міозину — 500000.
![](https://mozok.click/uploads/fotos/2017/biology2017/biology2017-11.jpg)
Існують
у кількох формах, які можуть легко перетворюватися одна на
одну. Наприклад, різні кінці довгих органічних молекул можуть
взаємодіяти між собою й утворювати кільцеві форми молекул. Лінійна форма
молекули глюкози (зліва) та кільцева форма молекули глюкози (справа).
![](https://mozok.click/uploads/fotos/2017/biology2017/biology2017-12.jpg)
Можуть відрізнятися між собою за кількістю ланок у карбоновому ланцюжку.
![](https://mozok.click/uploads/fotos/2017/biology2017/biology2017-10.jpg)
![](https://mozok.click/uploads/fotos/2017/biology2017/biology2017-13.jpg)
Навіть незначна зміна взаємного розташування атомів у молекулі органічної речовини перетворює її на іншу речовину.
![](https://mozok.click/uploads/fotos/2017/biology2017/biology2017-14.jpg)
Значною
мірою особливості будови органічних молекул зумовлені властивостями
атомів Карбону, який може утворювати чотири однакові зв’язки. Такі
зв’язки дають можливість утворювати молекули, які легко розгалужуються і
можуть мати велику довжину. А невеликий розмір самого атома робить ці
зв’язки досить міцними. Силіцій, наприклад, який є наступним елементом
IV групи у Періодичній таблиці Д. І. Менделєєва після Карбону, такі
ланцюжки утворює набагато гірше, в першу чергу, через те, що його атом
має більший радіус і він утворює набагато слабші хімічні зв’язки.
Мономери й полімери
великі
молекули органічних речовин часто називають макромолекулами (від грец.
macro — великий). У більшості випадків вони складаються з великої
кількості однакових (або майже однакових) ланок. Ці ланки називають
мономерами (від грец. mono — один). А речовини, молекули яких
складаються з таких мономерів, називають полімерами (від грец. poli —
багато) (мал. 3.3). використовують також назву «біо-полімери» —
полімери, які вироблені живими організмами.
Біополімери
Біополімери
наявні в усіх групах органічних речовин. З білками-полімерами ви добре
знайомі з курсу біології людини. Це гемоглобін, який транспортує кисень у
крові, ферменти, які здійснюють процес травлення (амілаза, пепсин), і
гормони (інсулін, глюкагон).
Найбільш
поширеними біополімерами на нашій планеті є вуглеводи целюлоза
(виробляється рослинами) і хітин (виробляється грибами й комахами). РНК і
ДНК є прикладами полімерів нуклеїнових кислот. А статеві гормони людини
естроген і тестостерон — це полімерні ліпіди.
![](https://mozok.click/uploads/fotos/2017/biology2017/biology2017-15.jpg)
Білок — це біополімер, який складається з амінокислот
![](https://mozok.click/uploads/fotos/2017/biology2017/biology2017-16.jpg)
Нуклеїнові кислоти складаються з нуклеотидів
![](https://mozok.click/uploads/fotos/2017/biology2017/biology2017-17.jpg)
Полісахарид (амілопектин) складається з моносахаридів (молекул глюкози)
Мал. 3.3. Схема будови макромолекул
Целюлоза
становить основу клітинних стінок рослин, але не сама, а разом з
лігніном. Лігнін теж є біополімером, але з іншої групи органічних
речовин (ароматичні вуглеводні). Молекули лігніну мають тривимірну
будову і складаються з дуже розгалужених макромолекул. Така структура
надає комплексу молекул лігніну і целюлози схожості з будовою
залізобетону. При цьому волокна целюлози відіграють роль сталевої
арматури, а молекули лігніну заповнюють простір між ними, як бетон.
Таким чином, целюлоза і лігнін разом утворюють природний композитний
матеріал.
Деякі
біополімери завдяки своїй будові мають дивовижні властивості. Одним з
таких полімерів є павутина. Її виробляють представники павукоподібних.
Зважаючи на її склад, павутина належить до білків. Але вона не є
суцільною ниткою, а має структуру, як у каната, — сплетена з багатьох
мікроволокон. Максимальне навантаження, яке витримує павутина, становить
2,7 ГПа. Цей самий показник для сталі — 1,5 ГПа.
Не
менш дивною речовиною є шовк, який виробляють комахи. він теж є білком і
схожий за складом на павутину. Хоча міцність його менша. А от довжина
шовкової нитки вражає. вона може становити від 800 до 1000 метрів.
Основними
групами органічних речовин у живих організмах є білки, вуглеводи,
ліпіди (жири) і нуклеїнові кислоти. Значна частина органічних речовин є
біополімерами. їх молекули складаються з великої кількості маленьких
молекул мономерів, які поєднуються між собою.
Немає коментарів:
Дописати коментар