Подробное решение страница стр.89 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Захаров В.Б., Мамонтов С.Г. Углубленный уровень 2015
ВОПРОСЫ и ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ
Вопрос 1. Что такое жиры?
Жиры - это эфиры высокомолекулярных жирных кислот и трехатомного спирта глицерина. Характерной особенностью жиров является их гидрофобность - нерастворимость в воде.
Вопрос 2. Опишите химический состав жиров и фосфолипидов.
Важнейшими представителями сложных липидов являются фосфолипиды. Это – липиды, содержащие помимо жирных кислот и спирта остаток фосфорной кислоты. В их состав входят азотистые основания (чаще всего холин + OH – или этаноламин HO-CH2-CH2-NH2), остатки аминоксилот и другие компоненты. В зависимости от спирта, входящего в состав молекулы, фосфолипид относится либо к глицерофосфолипидам (в роли спирта выступает глицерин), либо к сфингофосфолипидам, в состав которого входит сфингозин. Молекулы фосфолипидов содержат неполярные гидрофобные уголеводородные радикалы – «хвосты» и полярную гидрофильную «головку» (остатки фосфорной кислоты и азотистого основания), что определяет способность фосфолипидов формировать биологические мембраны. Входя в состав клеточных оболочек, фосфолипиды играют существенную роль для их проницаемости и обмена веществ между клетками и внутриклеточным пространством.
Вопрос 3. Какие функции выполняют жиры и липоиды? Какими физическими свойствами обусловлена строительная функция фосфолипидов?
Жиры и липоиды выполняют следующие функции:
1. Пластическая. Фосфолипиды образуют клеточные мембраны.
2. Энергетическая. При окислении 1 г жиров выделяется 38,9 кДж (9,3 ккал) энергии.
3. Жиры являются растворителями для гидрофобных веществ, например витаминов (А, D, Е).
4. Резервная. Жировые включения капли жира в цитоплазме клетки.
5. Терморегуляция. За счет плохой теплопроводности жировая ткань может служить теплоизолятором.
6. Защитная. Рыхлая жировая ткань при механическом повреждении предохраняет подлежащие органы от травмы.
Вопрос 4. В каких клетках и тканях наиболее велико количество жиров? Зачем эти клетки синтезируют и накапливают большое количество жиров?
Содержание жиров в клетках колеблется от 5 до 15%. Однако в клетках жировой ткани их количество может достигать 90% сухого веса. Много жиров в семенах и плодах растений.
Вопрос 5. В чём заключается регуляторная роль жиров?
Регуляторная функция заключается в том, что жиры входят в состав гормонов, витаминов, а также участвуют в движении нервных импульсов.
Вопрос 6. Что такое холестерин? Каково его значение в клетке и организме?
Холестерин – одно из важных веществ в организме. Он входит в состав всех клеточных мембран в тканях и органах. Это вещество является предшественником кортикостероидных и половых гормонов, желчных кислот, витамина D и других.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ
Вопрос 1. Чем определяется специфичность деятельности биологических катализаторов — ферментов? Как вы представляете себе роль воды в работе ферментов?
Ферменты – это биологические катализаторы белковой природы, оказывающие влияние на скорость химической реакции, но не входящие в состав ее конечных продуктов.
В 1902 г. Генри выдвинул предположение, что действие ферментов заключается в образовании комплекса с молекулой субстрата, которое представляет собой обратимый процесс. Комплекс фермент-субстрат соответствует промежуточному соединению или переходному состоянию в теории промежуточных соединений. Затем этот комплекс распадается и регенерирует фермент. Этот процесс описывается уравнением
E + S = ES = E + P
где E-фермент, S-субстрат, ES-комплекс, a P-продукт реакции. Это уравнение впервые предложили Михаэлис и Ментен в 1913 г., и поэтому оно получило название уравнения Михаэлиса - Мептен.
Согласно существующим воззрениям, молекула субстрата связывается с областью на поверхности фермента, которая называется активным центром. Активность этого центра повышается в присутствии витаминов и некоторых минеральных веществ. За активность ферментов особенно ответственны различные микроэлементы, в частности d-переходиые металлы, как, например, медь, марганец, железо и никель.
Активность некоторых ферментов очень зависит от наличия коферментов. Коферментами являются относительно небольшие органические молекулы, которые связываются с активными центрами фермента. Роль таких коферментов часто выполняют витамины группы В.
Вопрос 2. Каков механизм действия рецепторов клеточной поверхности? В чём вы видите биологический смысл воздействия различных веществ на клетку через рецепторы, а не непосредственно на процессы обмена веществ?
К рецепторным молекулам клеточных поверхностей относятся и антитела, обладающие способностью связывать специфический антиген и вызывать либо иммунный ответ клетки, либо ее толерантность. Воздействие на рецепторы лежит в основе многих патогенных воздействий на клетку. Так, у нервных клеток имеются рецепторы к холерному и столбнячному токсинам. Токсин может связываться с рецепторами к физиологическим регуляторам. Так, яд кураре (яд для стрел, употребляемый индейцами в Южной Америке) связывает рецепторы ацетилхолииа, а он и агглютинин зародышей пшеницы в жировых клетках реагируете рецепторами инсулина, оказывая инсулиноподобный эффект.
В экспериментах с иммунокомпетентными клетками - лимфоцитами установлен интересный феномен сброса рецептора с клетки. Положение белка-рецептора в мембране клетки не является постоянным, он как бы плавает в ней, медленно перемещаясь в плоскости мембраны. В ходе этих перемещений ранее разобщенные рецепторы и антирецепторы (структуры мембраны, способные реагировать с рецептором, инактивируя его) могут сблизиться и прореагировать посредством своих внеклеточных участков. Следствием будет формирование агрегатов рецепторов данного типа и последующий сброс их с клеточной поверхности.
Вопрос 3. Как моносахариды объединяются в полимеры? Какие химические связи определяют пространственную конфигурацию полисахаридов?
Некоторые углеводы представляют собой природные полимеры, состоящие из многих сотен и даже тысяч моносахаридных звеньев, входящих в состав одной макромолекулы. Поэтому такие вещества получили название полисахариды. Наиболее важными среди полисахаридов являются крахмал и целлюлоза. Оба они образуются в растительных клетках из глюкозы, основного продукта процесса фотосинтеза.
Моносахаридный остаток способен образовывать одну гликозидную связь с соседним моносахаридом, но может предоставить несколько гидроксильных групп для присоединения других моносахаридов. В соответствии с этим, как и в случае олигосахаридов, молекулы полисахаридов могут быть линейными или разветвленными.
Вопрос 4. Какие моносахариды входят в состав ди- и полисахаридов?
В состав дисахаридов и полисахаридов входят глюкоза и фруктоза.
Вопрос 5. В чём заключается биологическое значение липоидов? Охарактеризуйте роль холестерина в организации клеточных мембран и в организме в целом.
Жиры выполняют термозащитную роль - определенная часть жира, сгорая в легких, идет на согревание вдыхаемого холодного воздуха. Жиры являются источником образования эндогенной воды. При окислении 100 г нейтрального жира образуется около 107 г воды. Это образование воды из жира играет исключительно важную роль у жителей аридной зоны и некоторых животных (верблюды, дельфины, овцы и др.).
Пластическая функция липидов в организме осуществляется главным образом фосфолипидами и холестерином, участвующими в построении биологических мембран и липидного микроокружения мембранолокализованных ферментов, создавая оптимальные условия для функционирования этих ферментов. Жиры используются в синтезе стероидных гормонов, желчных кислот и простагландинов.