Në të kaluarën, shkencëtarët i ndanë të gjitha substancat në natyrë në ato me kusht të pajetë dhe të gjalla, përfshirë mbretërinë e kafshëve dhe bimëve në mesin e këtyre të fundit. Substancat e grupit të parë quhen minerale. Dhe ato që hynë në të dytën u quajtën substanca organike.
Çfarë do të thotë kjo? Klasa e substancave organike është më e gjera në mesin e të gjitha komponimeve kimike të njohura për shkencëtarët modernë. Pyetjes se cilat substanca janë organike mund të përgjigjet si më poshtë - këto janë komponime kimike që përfshijnë karbon.
Ju lutemi vini re se jo të gjitha komponimet që përmbajnë karbon janë organike. Për shembull, korbidet dhe karbonatet, acidi karbonik dhe cianidet, oksidet e karbonit nuk përfshihen.
Pse ka kaq shumë substanca organike?
Përgjigja për këtë pyetje qëndron në vetitë e karbonit. Ky element është kurioz në atë që është në gjendje të formojë zinxhirë nga atomet e tij. E megjithatë lidhja e karbonit është shumë e qëndrueshme.
Përveç kësaj, në komponimet organike, ajo shfaq një valencë të lartë (IV), d.m.th. aftësia për të krijuar lidhje kimike me substanca të tjera. Dhe jo vetëm i vetëm, por edhe i dyfishtë dhe madje i trefishtë (përndryshe - shumëfish). Ndërsa shumëzimi i lidhjes rritet, zinxhiri i atomeve bëhet më i shkurtër dhe stabiliteti i lidhjes rritet.
Dhe karboni është gjithashtu i pajisur me aftësinë për të formuar struktura lineare, të sheshta dhe tre-dimensionale.
Kjo është arsyeja pse substancat organike në natyrë janë kaq të ndryshme. Ju lehtë mund ta kontrolloni vetë: qëndroni para një pasqyre dhe shikoni me kujdes reflektimin tuaj. Secili prej nesh është një udhëzues në këmbë për kiminë organike. Mendoni për këtë: të paktën 30% e masës së secilës prej qelizave tuaja janë përbërje organike. Proteinat që ndërtuan trupin tuaj. Karbohidratet që shërbejnë si një "karburant" dhe një burim energjie. Yndyrnat që ruajnë rezervat e energjisë. Hormonet që kontrollojnë organet dhe madje edhe sjelljen tuaj. Enzimat që shkaktojnë reaksione kimike brenda jush. Dhe madje edhe "kodin burimor", fillesat e ADN-së janë të gjitha komponime organike të bazuara në karbon.
Përbërja e substancave organike
Siç thamë në fillim, materiali kryesor ndërtimor për lëndën organike është karboni. Dhe pothuajse çdo element, i kombinuar me karbon, mund të formojë komponime organike.
Në natyrë, hidrogjeni, oksigjeni, azoti, squfuri dhe fosfori janë më shpesh të pranishëm në përbërjen e substancave organike.
Struktura e substancave organike
Shumëllojshmëria e substancave organike në planet dhe shumëllojshmëria e strukturës së tyre mund të shpjegohen me tiparet karakteristike të atomeve të karbonit.
Mos harroni se atomet e karbonit janë të afta të formojnë lidhje shumë të forta me njëri -tjetrin duke u lidhur në zinxhirë. Rezultati është molekula të qëndrueshme. Si lidhen saktësisht atomet e karbonit në një zinxhir (të rregulluar në një zigzag) është një nga karakteristikat kryesore të strukturës së tij. Karboni mund të kombinohet si në zinxhirë të hapur ashtu edhe në zinxhirë të mbyllur (ciklik).
Alsoshtë gjithashtu e rëndësishme që struktura e kimikateve të ndikojë drejtpërdrejt në vetitë e tyre kimike. Mënyra se si atomet dhe grupet e atomeve në një molekulë ndikojnë njëra mbi tjetrën gjithashtu luan një rol të rëndësishëm.
Për shkak të veçorive strukturore, llogaria e të njëjtit lloj të përbërjeve të karbonit shkon në dhjetëra dhe qindra. Për shembull, merrni parasysh komponimet e karbonit të hidrogjenit: metan, etan, propan, butan, etj.
Për shembull, metani është CH 4. Një kombinim i tillë i hidrogjenit me karbon në kushte normale është në një gjendje grumbullimi të gaztë. Kur oksigjeni shfaqet në përbërje, formohet një lëng - alkool metil CH 3 OH.
Jo vetëm substancat me përbërje të ndryshme cilësore (si në shembullin e mësipërm) shfaqin veti të ndryshme, por substancat me të njëjtën përbërje cilësore janë gjithashtu të afta për këtë. Një shembull është aftësia e ndryshme e metanit CH 4 dhe etilenit C 2 H 4 për të reaguar me bromin dhe klorin. Metani është i aftë për reagime të tilla vetëm kur nxehet ose nën dritën ultravjollcë. Dhe etileni reagon edhe pa ndriçim dhe ngrohje.
Konsideroni këtë opsion: përbërja cilësore e përbërjeve kimike është e njëjtë, përbërja sasiore është e ndryshme. Atëherë vetitë kimike të përbërjeve janë të ndryshme. Siç është rasti me acetilenin C 2 H 2 dhe benzenin C 6 H 6.
Roli jo më i vogël në këtë larmi luhet nga vetitë e tilla të substancave organike, "të lidhura" me strukturën e tyre, si izomerizmi dhe homologjia.
Imagjinoni që keni dy substanca në dukje identike - të njëjtën përbërje dhe të njëjtën formulë molekulare për t'i përshkruar ato. Por struktura e këtyre substancave është thelbësisht e ndryshme, prandaj ndryshimi në vetitë kimike dhe fizike. Për shembull, formula molekulare C 4 H 10 mund të shkruhet si dy substanca të ndryshme: butani dhe izobutani.
Ne po flasim për izomerët- komponimet që kanë të njëjtën përbërje dhe peshë molekulare. Por atomet në molekulat e tyre janë rregulluar në një renditje të ndryshme (strukturë e degëzuar dhe e pa degëzuar).
Lidhur me homologji Ashtë një karakteristikë e një zinxhiri të tillë të karbonit në të cilin çdo anëtar i mëvonshëm mund të merret duke shtuar një grup CH2 në atë të mëparshëm. Çdo seri homologe mund të shprehet me një formulë të përgjithshme. Dhe duke ditur formulën, është e lehtë të përcaktohet përbërja e ndonjërit prej anëtarëve të serisë. Për shembull, homologët e metanit përshkruhen me formulën C n H 2n + 2.
Ndërsa shtohet "ndryshimi homologjik" CH2, lidhja midis atomeve të substancës rritet. Merrni serinë homologe të metanit: katër anëtarët e parë të tij janë gazra (metan, etan, propan, butan), gjashtë të tjerat janë lëngje (pentan, heksan, heptan, oktan, nonane, dekan), dhe më pas substanca në gjendje të ngurtë të vijon grumbullimi (pentadecane, eicosan, etj). Dhe sa më e fortë të jetë lidhja midis atomeve të karbonit, aq më e lartë është pesha molekulare, pika e vlimit dhe pika e shkrirjes së substancave.
Cilat klasa të substancave organike ekzistojnë?
Substancat organike me origjinë biologjike përfshijnë:
- proteina;
- karbohidratet;
- acidet nukleike;
- lipidet.
Tri pikat e para mund të quhen gjithashtu polimere biologjike.
Një klasifikim më i detajuar i kimikateve organike mbulon substanca jo vetëm me origjinë biologjike.
Hidrokarburet përfshijnë:
- komponimet aciklike:
- hidrokarbure të ngopura (alkane);
- hidrokarbure të pangopura:
- alkene;
- alkine;
- alkadienet.
- lidhjet ciklike:
- komponimet karbociklike:
- aliciklike;
- aromatike
- komponimet heterociklike.
- komponimet karbociklike:
Ekzistojnë gjithashtu klasa të tjera të përbërjeve organike në të cilat karboni kombinohet me substanca të tjera përveç hidrogjenit:
- alkoole dhe fenole;
- aldehide dhe ketone;
- acidet karboksilike;
- estere;
- lipide;
- karbohidratet:
- monosakaride;
- oligosakaride;
- polisakaridet.
- mukopolisaharidet.
- amine;
- aminoacidet;
- proteina;
- acidet nukleike.
Formulat e substancave organike sipas klasës
Shembuj të substancave organike
Siç e mbani mend, në trupin e njeriut, lloje të ndryshme të substancave organike janë baza e themeleve. Këto janë indet dhe lëngjet tona, hormonet dhe pigmentet, enzimat dhe ATP, dhe shumë më tepër.
Në trupat e njerëzve dhe kafshëve, proteinat dhe yndyrnat kanë përparësi (gjysma e masës së thatë të qelizave shtazore janë proteina). Në bimë (afërsisht 80% e masës së qelizave të thata) - për karbohidratet, kryesisht ato komplekse - polisakaridet. Përfshirë celulozën (pa të cilën nuk do të kishte letër), niseshte.
Le të flasim për disa prej tyre në më shumë detaje.
Për shembull, rreth karbohidratet... Nëse do të ishte e mundur për të marrë dhe matur masat e të gjitha substancave organike në planet, do të ishin karbohidratet ato që do të fitonin këtë konkurs.
Ato shërbejnë si një burim energjie në trup, janë materiale ndërtimi për qelizat, dhe gjithashtu kryejnë një furnizim me substanca. Amidoni përdoret për këtë qëllim për bimët, glikogjeni për kafshët.
Përveç kësaj, karbohidratet janë shumë të ndryshme. Për shembull, karbohidratet e thjeshta. Monosakaridet më të zakonshme në natyrë janë pentozat (përfshirë deoksiribozën, e cila është pjesë e ADN -së) dhe heksozën (glukozën me të cilën jeni njohur).
Sa për tullat, në një kantier të madh ndërtimi të natyrës, polisakaridet janë ndërtuar nga mijëra dhe mijëra monosakaride. Pa to, ose më mirë, pa celulozë, niseshte, nuk do të kishte bimë. Dhe kafshët pa glikogjen, laktozë dhe chitin do ta kishin të vështirë.
Le të hedhim një vështrim nga afër proteina... Natyra është mjeshtri më i madh i mozaikëve dhe enigmave: nga vetëm 20 aminoacide në trupin e njeriut, formohen 5 milion lloje të proteinave. Proteinat gjithashtu kanë shumë funksione vitale. Për shembull, ndërtimi, rregullimi i proceseve në trup, mpiksja e gjakut (ka proteina të veçanta për këtë), lëvizja, transporti i substancave të caktuara në trup, ato janë gjithashtu një burim energjie, në formën e enzimave ato veprojnë si një katalizator për reagimet, sigurojnë mbrojtje. Antitrupat luajnë një rol të rëndësishëm në mbrojtjen e trupit nga ndikimet negative të jashtme. Dhe nëse ka një çrregullim në rregullimin e mirë të trupit, antitrupat, në vend që të shkatërrojnë armiqtë e jashtëm, mund të veprojnë si agresorë ndaj organeve dhe indeve të vetë trupit.
Proteinat gjithashtu ndahen në të thjeshta (proteina) dhe komplekse (proteide). Dhe ato kanë veti të qenësishme vetëm për ta: denatyrimi (shkatërrimi, të cilin e keni vënë re më shumë se një herë kur keni zier një vezë të zier) dhe renaturim (kjo pronë përdoret gjerësisht në prodhimin e antibiotikëve, koncentrateve të ushqimit, etj.).
Ne nuk do të injorojmë dhe lipidet(yndyrnat). Në trupin tonë, ato shërbejnë si një burim rezervë energjie. Si tretës, ato ndihmojnë në rrjedhën e reaksioneve biokimike. Merrni pjesë në ndërtimin e trupit - për shembull, në formimin e membranave qelizore.
Dhe disa fjalë më shumë për komponimet organike të tilla kurioze si hormonet... Ata janë të përfshirë në reaksionet biokimike dhe metabolizmin. Këto hormone të vogla i bëjnë burrat burra (testosteron) dhe gra gra (estrogjen). Ato na bëjnë të lumtur ose të trishtuar (hormonet tiroide luajnë një rol të rëndësishëm në ndryshimet e humorit, dhe endorfinat japin një ndjenjë lumturie). Dhe ata madje përcaktojnë nëse ne jemi "buf" apo "larks". Pavarësisht nëse jeni të gatshëm të studioni vonë ose preferoni të zgjoheni herët dhe të bëni detyrat e shtëpisë para shkollës, nuk është vetëm rutina juaj e përditshme ajo që vendos, por edhe disa hormone të veshkave.
Përfundim
Bota e lëndës organike është vërtet e mahnitshme. Mjafton të thellohesh pak në studimin e tij për të të hequr frymën nga ndjenja e farefisnisë me gjithë jetën në Tokë. Dy këmbë, katër ose rrënjë në vend të këmbëve - ne të gjithë jemi të bashkuar nga magjia e laboratorit kimik të Nënës Natyrë. Ai detyron atomet e karbonit të lidhen së bashku, të reagojnë dhe të krijojnë mijëra komponime të tilla kimike të ndryshme.
Tani keni një udhëzues të shpejtë për kiminë organike. Sigurisht, jo të gjitha informacionet e mundshme janë paraqitur këtu. Ju mund të keni nevojë të sqaroni disa pika vetë. Por gjithmonë mund të përdorni rrugën e përshkruar nga ne për kërkimin tuaj të pavarur.
Ju gjithashtu mund të përdorni përkufizimin e lëndës organike, klasifikimin dhe formulat e përgjithshme të përbërjeve organike dhe informacionin e përgjithshëm rreth tyre të dhënë në artikull për t'u përgatitur për mësimet e kimisë në shkollë.
Na tregoni në komente seksionin e kimisë (organike ose inorganike) që ju pëlqen më shumë dhe pse. Mos harroni të "ndani" artikullin në rrjetet sociale në mënyrë që shokët tuaj të klasës gjithashtu ta përdorin atë.
Ju lutemi raportoni nëse gjeni ndonjë pasaktësi ose gabim në artikull. Ne të gjithë jemi njerëz dhe të gjithë bëjmë gabime ndonjëherë.
faqe, me kopjim të plotë ose të pjesshëm të materialit, kërkohet një lidhje me burimin.
Komponimet organike.
Substancat organike janë përbërës të rëndësishëm dhe të nevojshëm të qelizës, ato janë furnizuesit e energjisë, pa të cilat manifestimi i çdo forme të aktivitetit jetësor është i pamundur; ato formojnë strukturat e qelizës.
Proteinat janë polimere të aminoacideve.
Ekzistojnë 20 aminoacide të pavarura që përbëjnë proteinat.
Funksionet e proteinave:
Ndërtim
Katalitik
Sinjali
Energjia
Mbrojtëse
Motor
Transporti
Proteinat janë një pjesë thelbësore e të gjitha qelizave. Në jetën e të gjithë organizmave, proteinat janë të një rëndësie të madhe. Proteina përmban karbon, hidrogjen, azot, disa proteina gjithashtu përmbajnë squfur. Aminoacidet luajnë rolin e monomereve në proteina. Çdo aminoacid ka një grup karboksil (-COOH) dhe një grup amino (-NH2). Prania e grupeve acidike dhe bazike në një molekulë përcakton reaktivitetin e tyre të lartë. Një lidhje e quajtur peptid lind midis aminoacideve të lidhura, dhe përbërja që rezulton e disa aminoacideve quhet një peptid. Një përbërës i një numri të madh të aminoacideve quhet polipeptid. Në proteina, ka 20 aminoacide që ndryshojnë nga njëri -tjetri në strukturën e tyre. Proteina të ndryshme formohen duke kombinuar aminoacidet në sekuenca të ndryshme. Shumëllojshmëria e madhe e gjallesave përcaktohet kryesisht nga ndryshimet në përbërjen e proteinave të tyre.
Në strukturën e molekulave të proteinave, dallohen katër nivele të organizimit:
Struktura parësore është një zinxhir polipeptidik i aminoacideve të lidhura në një sekuencë specifike nga lidhjet peptide kovalente (të forta).
Struktura dytësore është një zinxhir polipeptid i shtrembëruar në një spirale. Në të, lidhjet hidrogjenore dobët të forta lindin midis sytheve ngjitur. Së bashku, ato sigurojnë një strukturë mjaft të fortë.
Struktura terciare është e çuditshme, por për secilën proteinë, një konfigurim specifik - një globul. Ajo mbahet së bashku nga lidhje hidrofobike dobët të forta ose forca kohezioni midis radikalëve jo-polarë, të cilët gjenden në shumë aminoacide. Për shkak të bollëkut të tyre, ato sigurojnë qëndrueshmëri të mjaftueshme të makromolekulave të proteinave dhe lëvizshmërisë së saj. Struktura terciare e proteinave mbështetet gjithashtu nga lidhjet kovalente S-S që lindin midis radikaleve të aminoacidit që përmban squfur-cisteina, të largëta nga njëra-tjetra.
Për shkak të kombinimit të disa molekulave të proteinave, formohet një strukturë kuaternare. Nëse zinxhirët peptidë palosen në formën e një spirale, atëherë proteina të tilla quhen globulare. Kur zinxhirët polipeptidikë palosen në tufa filamentesh, ato quhen proteina fibrilare.
Shkelja e strukturës natyrore të një proteine quhet denatyrim. Mund të shkaktohet nga nxehtësia, kimikatet, rrezatimi, etj. Denaturimi mund të jetë i kthyeshëm (shkelje e pjesshme e strukturës kuaternare) dhe e pakthyeshme (shkatërrimi i të gjitha strukturave).
Funksionet e proteinave:
1. katalitike (enzimatike) - prishja e lëndëve ushqyese në traktin tretës, fiksimi i karbonit gjatë fotosintezës, pjesëmarrja në reaksionet e sintezës së matricës;
2. transporti - transporti i joneve përmes membranave qelizore, transporti i oksigjenit dhe dioksidit të karbonit nga hemoglobina, transporti i acideve yndyrore me albuminën e serumit;
3. mbrojtëse - antitrupat që sigurojnë mbrojtjen imune të trupit; fibrinogjeni dhe fibrini mbrojnë trupin nga humbja e gjakut;
4. strukturore - keratina e flokëve dhe thonjve, kolagjeni i kërcit, tendinat, indet lidhëse;
5. proteina kontraktuese - tkurrëse të muskujve: aktina dhe miozina;
6. receptori - një shembull është fitokromi - një proteinë e ndjeshme ndaj dritës që rregullon reaksionin fotoperiodik në bimë, dhe opsin - një përbërës i rodopsinës - një pigment që gjendet në qelizat e retinës.
Kimia e qelizave
Ka rreth 100 elementë kimikë në koren e tokës, por vetëm 16 prej tyre janë të nevojshëm për jetën. Më të zakonshmet në organizmat e gjallë janë katër elementë: hidrogjeni, karboni, oksigjeni dhe azoti (ato përbëjnë rreth 98% të masës së qelizave. Funksione të rëndësishme në qelizë kryhen nga elementë të tillë si natriumi, kalciumi, klori, fosfori, squfuri , hekur, magnez. pjesa e tyre përbën rreth 1% të masës qelizore - kjo është makronutrientët... Pjesa tjetër e elementeve, të tilla si zinku, bakri, jodi, fluori, përmbahen në organizmat e gjallë në sasi shumë të vogla (jo më shumë se 0.02%) dhe i përkasin grupit të elementëve gjurmë.
Të gjithë elementët kimikë në trup janë në formën e joneve ose janë pjesë e substancave inorganike ose organike.
Substanca inorganike
Nga përbërjet inorganike, mbi të gjitha në trup është ujë - nga 60 në 95% të masës totale ( përmbajtja e ujit varet nga lloji i qelizave: në qelizat e smaltit të dhëmbëve rreth 10%, dhe në qelizat e kandil deti deri në 98%)... Mesatarisht, në qelizat e një organizmi shumëqelizor, uji përbën rreth 80% të peshës trupore.
Uji është një tretës i mirë dhe shumica e reaksioneve kimike në qelizë ndodhin midis substancave të tretura në ujë. Depërtimi i substancave në qelizë dhe ekskretimi i produkteve metabolike është i mundur vetëm në një formë të tretur.
Shumica e substancave inorganike në qelizë janë në formën e joneve ose kripërave. Më të rëndësishmet në jetën e qelizës janë jonet si K +, Na +, Ca 2+. Kripërat minerale të patretshme, të tilla si kripërat e kalciumit dhe silikonit, i japin forcë kockave të vertebrorëve dhe predhave të molusqeve.
Çështje organike
Substancat organike përbëjnë mesatarisht 20-30% të masës qelizore të një organizmi të gjallë. Këto përfshijnë polimere biologjike - proteina, acide nukleike, karbohidrate, yndyrna, si dhe një numër molekulash të vogla - hormone, vitamina, pigmente, aminoacide, ATP, etj.
Proteina
Proteinat përbëjnë 50-80% të masës së thatë të qelizës. Pavarësisht nga diversiteti i tyre, të gjitha proteinat janë ndërtuar nga vetëm 20 aminoacide të ndryshme.
Për nga përbërja e tyre, proteinat ndahen në të thjeshta dhe komplekse. Proteina të thjeshta përbëhet vetëm nga aminoacidet. Proteina komplekse përveç aminoacideve, ato përmbajnë komponime të tjera organike: proteinat që përmbajnë acide nukleike quhen nukleoproteina, lipide - lipoproteina, karbohidrate - glikoproteina
Funksionet e proteinave:
1. Funksioni i ndërtimit: proteinat janë pjesë e të gjitha membranave qelizore dhe organeleve qelizore.
2. Funksioni katalitik (enzimatik): pothuajse të gjitha reaksionet kimike në qelizë katalizohen nga enzimat. Nga natyra e tyre, të gjitha enzimat janë proteina dhe, kështu, janë proteinat që përcaktojnë rrjedhën e të gjitha reaksioneve kimike të nevojshme për ekzistencën e një organizmi.
3. Funksioni motorik i organizmave të gjallë sigurohet nga proteina të veçanta kontraktuese (ndezja e qerpikëve, rrahja e flagelës, tkurrja e muskujve).
4. Funksioni transportues i proteinave konsiston në transferimin e elementeve kimike ose substancave biologjikisht aktive në inde dhe organe të ndryshme (proteinat bartëse sigurojnë transferimin e substancave të nevojshme për qelizën përmes membranës, hemoglobina mbart oksigjen me rrjedhjen e gjakut në të gjithë trupin) Me
5. Funksioni mbrojtës i proteinave është lidhja dhe neutralizimi i substancave të huaja për trupin. Për shembull, kur substancat e huaja ose mikroorganizmat hyjnë në trup, qelizat e bardha të gjakut (leukocitet) formojnë proteina të veçanta - antitrupa që janë të aftë të neutralizojnë agjentët e huaj.
6. Funksioni energjetik: proteinat shërbejnë si burim energjie në qelizë. Kur prishet 1 g proteinë, lëshohet 17.6 kJ energji, e cila është e nevojshme për shumicën e proceseve vitale në qelizë.
7. Funksioni rregullues: disa hormone janë të një natyre proteinike (insulinë, tiroksinë). Hormonet ndikojnë në metabolizmin e trupit, zhvillimin e indeve dhe organeve. Në nivelin qelizor, shumë procese rregullohen nga proteina të veçanta rregullatore.
8. Funksioni toksik: helmet biologjike (toksinat) janë të një natyre proteinike. Toksinat prodhohen nga disa mikroorganizma, bimë dhe kafshë (helmi i gjarprit, toksina e difterisë).
Karbohidratet
Karbohidratet janë ndërtuar nga vetëm tre elementë - O, C, N.
Në qelizat shtazore, karbohidratet përbëjnë vetëm 1-5%, ndërsa në qelizat bimore, përmbajtja e tyre mund të arrijë 90% të peshës së thatë (zhardhokët e patates).
Karbohidratet klasifikohen në karbohidrate të thjeshta dhe komplekse. Karbohidratet e thjeshta quhen monosakaridet... Nëse dy monosakaride kombinohen në një molekulë, atëherë një përbërje e tillë quhet disakarid... Disakaridet përfshijnë sheqer, i cili përbëhet nga dy molekula - glukoza dhe fruktoza. Karbohidratet komplekse, të formuara nga shumë monosakaride, quhen polisakaridet. Monomeri i polisakarideve të tilla si niseshte, glikogjen, celulozë është një monosakarid - glukozë.
Funksionet e karbohidrateve:
1. Ndërtimi. Për shembull, celuloza formon muret e qelizave bimore, chitin kompleks polisakarid është një përbërës strukturor i skeletit të jashtëm të artropodëve.
2. Energjia. Karbohidratet luajnë rolin e burimit kryesor të energjisë në qelizë (kur oksidohen 1 g karbohidrate, lirohen 17.6 kJ energji). Polisakaridet si niseshte dhe glikogjen ruhen në qeliza si substanca magazinimi dhe shërbejnë si rezervë energjie.
| Funksion i përgjithshëm | Karbohidrate | Funksioni i karbohidrateve |
| Energjia | Glukoza | Shërben si burim energjie për frymëmarrjen qelizore. |
| Maltozë | Shërben si burim energjie në mbirjen e farave. | |
| Sakroze | Produkti kryesor i fotosintezës në bimë (burimi i energjisë). | |
| Fruktoza | Ofron energji për shumë procese biologjike në trup. | |
| Strukturore (plastike) | Celulozë | Siguron qëndrueshmërinë e membranave të qelizave bimore. |
| Chitin | Siguron forcën e strukturave integruese të kërpudhave dhe artropodëve. | |
| Riboza dhe deoksiriboza | Ata janë elementët strukturorë të acideve nukleike ADN, ARN. | |
| Mbrojtëse | Heparin | Ndërhyn në mpiksjen e gjakut në qelizat e kafshëve. |
| Çamçakëz dhe mukus | Në bimë, ato formohen kur indet dëmtohen, ato kryejnë një funksion mbrojtës. | |
| Magazinimi | Laktoza | Shtë pjesë e qumështit të gjitarëve. |
| Niseshte | Formon substanca rezervë në indet e bimëve. | |
| Glikogjen | Formon një furnizim me polisaharide në qelizat shtazore. |
Lipidet
Lipidet (yndyrnat) janë përbërës të acideve yndyrore me peshë të lartë molekulare dhe alkoolit trihidrik të glicerinës. Yndyrnat nuk treten në ujë - ato janë hidrofobike. Përmbajtja e yndyrës në qelizë është 5-15% e masës së lëndës së thatë (në qelizat e indit dhjamor deri në 90%).
Grupet funksionale mund t'i bashkëngjiten molekulave të lipideve: mbetjet e acidit fosforik (fosfolipidet), karbohidratet (glikolipidet), proteinat (lipoproteinat). Substancat e ngjashme në veti me lipidet, por që nuk përmbajnë acide yndyrore, quhen lipoide. Këto përfshijnë steroid (pjesë e biliare, kryejnë funksionet e hormoneve seksuale) dhe terpenet (pjesë e vajrave esenciale të bimëve, klorofil, etj.).
Funksionet e lipideve:
1. Funksioni i ndërtimit: lipidet janë baza e membranave qelizore (75-95% e tyre janë fosfolipide).
2. Funksioni i energjisë: akumulimi në qelizat e indit dhjamor të kafshëve, në farat dhe frutat e bimëve, yndyrnat shërbejnë si burim rezervë i energjisë. Kur prishet 1 g yndyrë, lëshohet 38.9 kJ.
3. Funksioni i ruajtjes (në shkretëtirë, për shumë kafshë, yndyrnat janë burim uji: kur oksidohen 100 g yndyrë, lirohen 107 g ujë).
4. Funksioni i termorregullimit. Yndyra ka përçueshmëri të dobët termike. Në disa kafshë (vula, balena), ajo depozitohet në indin dhjamor nënlëkuror dhe mbron trupin nga hipotermia.
5. Funksioni rregullues: disa lipide përfshihen në rregullimin e proceseve metabolike (vitamina, pararendës të hormoneve).
Biologji Ligjërata 4-5
Struktura e qelizës
Të gjitha gjallesat përbëhen nga qeliza, ose janë organizma njëqelizorë. Fjala "qelizë" është një përkthim nga fjala latine cellula (qelizë, dhomë). Termi u prezantua nga R. Hooke për të përcaktuar qelizat që ai vëzhgoi nën një mikroskop në një prerje tape. Vetëm më vonë përmbajtja e gjallë e qelizave të tilla filloi të quhej qeliza.
Një qelizë është një njësi elementare strukturore dhe funksionale e organizmave të gjallë, sepse në natyrë nuk ka sisteme më të vogla që do të kishin të gjitha, pa përjashtim, shenja të gjallesave:
Metabolizmi
Rritja, zhvillimi
Riprodhimi i llojit të tyre
Përgjigje ndaj ndikimeve të jashtme (nervozizëm)
Aftësia për të lëvizur
Kështu, qeliza është niveli më i ulët i organizimit të materies së gjallë.
Nga fillimi i shekullit XIX. idetë për strukturën qelizore janë bërë të përhapura dhe të njohura. Në vitet 30 të shekullit XIX. Robert Brown- një shkencëtar skocez zbuloi një bërthamë në qelizat e bimëve. Pastaj bërthamat u gjetën edhe në qeliza të tjera. Krahasimi i vëzhgimeve të qelizave bimore dhe shtazore zbuloi ngjashmëri në strukturën dhe organizimin e tyre. Në të njëjtën kohë, u formuluan dispozitat kryesore të teorisë së qelizave.
Aktualisht pozicioni i qelizës teo riet janë formuluar si më poshtë:
1. Qeliza është njësia themelore strukturore dhe funksionale e jetës. Të gjithë organizmat përbëhen nga qeliza, jeta e një organizmi është për shkak të ndërveprimit të qelizave përbërëse të tij.
2. Qelizat e të gjithë organizmave janë të ngjashme në përbërjen kimike, strukturën dhe funksionet e tyre
3. Të gjitha qelizat e reja formohen duke ndarë qelizat origjinale.
4. Të gjitha qelizat përbëhen nga 3 pjesë kryesore:
Membranë qelizore
Citoplazma
· Bërthama e qelizës ose analoge funksionale e saj.
Ekzistojnë dy lloje kryesore të strukturës qelizore, të cilat ndryshojnë nga njëra -tjetra në një numër karakteristikash themelore. ajo qelizat prokariote dhe eukariote.
Mikroorganizmat që kanë një bërthamë të vërtetë quhen eukariote. Këto përfshijnë kërpudha mikroskopike, maja, alga dhe protozoa. Mikroorganizmat që nuk kanë një bërthamë të përcaktuar mirë quhen prokariot. Këto përfshijnë bakteret dhe algat blu-jeshile (cianobakteret).
Një qelizë e gjallë e çdo organizmi përbëhet nga 25-30% përbërës organikë.
Komponentët organikë përfshijnë polimere dhe molekula relativisht të vogla - pigmente, hormone, ATP, etj.
Qelizat e organizmave të gjallë ndryshojnë në strukturë, funksion dhe përbërje biokimike. Sidoqoftë, secili grup i substancave organike ka një përkufizim të ngjashëm gjatë rrjedhës së biologjisë dhe kryen të njëjtat funksione në çdo lloj qelize. Përbërësit kryesorë janë yndyrnat, proteinat, karbohidratet dhe acidet nukleike.
Në kontakt me
Lipidet
Lipidet janë yndyrna dhe substanca të ngjashme me yndyrën... Ky grup biokimik dallohet nga tretshmëria e mirë në substancat organike, por në të njëjtën kohë është i patretshëm në ujë.
Yndyrnat mund të jenë të ngurta ose të lëngshme. E para është më tipike për yndyrnat shtazore, e dyta për yndyrnat bimore.
Funksionet e yndyrave janë si më poshtë:
Karbohidratet
Karbohidratet janë substanca organike monomerike dhe polimerike që përmbajnë karbon, hidrogjen dhe oksigjen. Kur ato prishen, qeliza merr një sasi të konsiderueshme energjie.
Nga përbërja kimike, dallohen klasat e mëposhtme të karbohidrateve:
Krahasuar me qelizat shtazore, perimet përmbajnë më shumë karbohidrate në përbërjen e tyre. Kjo është për shkak të aftësisë së qelizave bimore për të riprodhuar karbohidratet gjatë fotosintezës.
Funksionet kryesore të karbohidrateve në një qelizë të gjallë janë energjike dhe strukturore.
Funksioni i energjisë karbohidratet reduktohen në akumulimin e rezervave të energjisë dhe lirimin e tyre sipas nevojës. Qelizat bimore grumbullojnë niseshte gjatë sezonit në rritje, i cili depozitohet në zhardhokët dhe llamba. Në organizmat e kafshëve, ky rol luhet nga glikogjeni polisakarid, i cili sintetizohet dhe grumbullohet në mëlçi.
Funksioni strukturor karbohidratet kryhen në qelizat bimore. Pothuajse i gjithë muri qelizor i bimëve përbëhet nga polisakaridi i celulozës.
Proteina
Proteinat - substanca organike polimerike, të cilat zënë një vend kryesor si për nga sasia në një qelizë të gjallë ashtu edhe për nga rëndësia e tyre në biologji. E gjithë masa e thatë e një qelize shtazore përbëhet nga rreth gjysma e proteinave. Kjo klasë e përbërjeve organike është jashtëzakonisht e larmishme. Ka rreth 5 milion proteina të ndryshme vetëm në trupin e njeriut. Ato jo vetëm që ndryshojnë nga njëra -tjetra, por gjithashtu kanë dallime nga proteinat e organizmave të tjerë. Dhe e gjithë kjo shumëllojshmëri kolosale e molekulave të proteinave është ndërtuar nga vetëm 20 lloje të aminoacideve.
Nëse një proteinë ndikohet nga faktorët termikë ose kimikë, shkatërrimi i lidhjeve hidrogjenike dhe bisulfide ndodh në molekulat. Kjo çon në denatyrim të proteinave dhe ndryshime në strukturën dhe funksionin e membranës qelizore.
Të gjitha proteinat mund të ndahen afërsisht në dy klasa: globulare (këto përfshijnë enzima, hormone dhe antitrupa), dhe fibrilare - kolagjen, elastin, keratin.
Funksionet e proteinave në një qelizë të gjallë:
Acidet nukleike
Acidet nukleike janë thelbësore në strukturën dhe funksionimin e duhur të qelizave. Struktura kimike e këtyre substancave është e tillë që ju lejon të ruani dhe transmetoni informacion në lidhje me strukturën e proteinave të qelizave sipas trashëgimisë. Ky informacion transmetohet në qelizat bijë, dhe në secilën fazë të zhvillimit të tyre, formohet një lloj i caktuar i proteinave.
Meqenëse shumica dërrmuese e veçorive strukturore dhe funksionale të qelizës janë për shkak të përbërësit të tyre të proteinave, qëndrueshmëria që dallon acidet nukleike është shumë e rëndësishme. Nga ana tjetër, zhvillimi dhe gjendja e organizmit në tërësi varet nga qëndrueshmëria e strukturës dhe funksioneve të qelizave individuale.
Ekzistojnë dy lloje të acideve nukleike - acidi ribonukleik (ARN) dhe acidi deoksiribonukleik (ADN).
ADN -ja është një molekulë polimer që përbëhet nga një palë spirale nukleotide. Çdo monomer i një molekule të ADN -së përfaqësohet si një nukleotid. Nukleotidet përmbajnë baza azotike (adeninë, citozinë, timinë, guaninë), një karbohidrate (deoksiribozë) dhe një mbetje të acidit fosforik.
Të gjitha bazat azotike janë të lidhura me njëra -tjetrën në një mënyrë të përcaktuar rreptësisht. Adenina gjendet gjithmonë kundër timinës, dhe guanina - kundër citozinës. Kjo lidhje selektive quhet komplementaritet dhe luan një rol shumë të rëndësishëm në formimin e strukturës së proteinave.
Të gjithë nukleotidet ngjitur janë të lidhur me njëri -tjetrin nga mbetja e acidit fosforik dhe deoksiriboza.
Acidi ribonukleik ka ngjashmëri të madhe me acidin deoksiribonukleik. Dallimi qëndron në faktin se në vend të timinës, uracili bazë nitrogjenik është i pranishëm në strukturën e molekulës. Në vend të deoksiribozës, ky përbërës përmban ribozën e karbohidrateve.
Të gjithë nukleotidet në zinxhirin ARN janë të lidhur përmes një mbetje fosfori dhe ribozë.
Nga struktura e tij ARN mund të jetë e vetme ose e dyfishtë... Në një numër virusesh, ARN -të me dy fije kryejnë funksionet e kromozomeve - ato janë bartës të informacionit gjenetik. Me ndihmën e ARN-së me një fije, transferohet informacioni në lidhje me përbërjen e molekulës së proteinave.
Komponimet organike përbëjnë mesatarisht 20-30% të masës qelizore të një organizmi të gjallë. Këto përfshijnë polimere biologjike - proteina, acide nukleike dhe karbohidrate, si dhe yndyrna dhe një numër molekulash të vogla - hormone, pigmente, ATP dhe shumë të tjera.
Llojet e ndryshme të qelizave përmbajnë sasi të ndryshme të përbërjeve organike. Në qelizat bimore, karbohidratet komplekse - polisakaridet - mbizotërojnë, te kafshët - më shumë proteina dhe yndyrna. Sidoqoftë, secili prej grupeve të substancave organike në çdo lloj qelize kryen funksione të ngjashme.
Lipidet - të ashtuquajturat yndyrna dhe substanca të ngjashme me yndyrën (lipoidet). Substancat e lidhura karakterizohen nga tretshmëria në tretësit organikë dhe tretshmëria (relative) në ujë.
Ka yndyrna vegjetale që kanë një konsistencë të lëngshme në temperaturën e dhomës dhe kafshë që janë të ngurta.
Funksionet e lipideve:
Strukturore - fosfolipidet janë pjesë e membranave qelizore;
Magazinimi - yndyrnat grumbullohen në qelizat e vertebrorëve;
Energjia - një e treta e energjisë së konsumuar nga qelizat e vertebrorëve në qetësi formohet si rezultat i oksidimit të yndyrave, të cilat përdoren gjithashtu si burim uji;
Mbrojtëse - shtresa nënlëkurore e yndyrës mbron trupin nga dëmtimet mekanike;
Izolues i nxehtësisë - yndyra nënlëkurore ndihmon për të mbajtur ngrohtë;
Izolues elektrik - mielina e sekretuar nga qelizat Schwann izolon disa neurone, gjë që përshpejton shumë transmetimin e impulseve nervore;
Ushqyes - acidet biliare dhe vitamina D formohen nga steroidet;
Lubrifikues - dylli mbulojnë lëkurën, leshin, pendët e kafshëve dhe i mbrojnë ata nga uji; gjethet e shumë bimëve janë të mbuluara me lulëzim dylli; dylli përdoret nga bletët në ndërtimin e huallëve;
Hormonal - hormoni veshkor - kortizoni dhe hormonet seksuale janë lipidike në natyrë, molekulat e tyre nuk përmbajnë acide yndyrore.
Kur prishet 1 g yndyrë, lëshohet 38.9 kJ energji.
Karbohidratet
Karbohidratet përmbajnë karbon, hidrogjen dhe oksigjen. Karbohidratet e mëposhtëm dallohen. Kur ndahet 1 g një substancë, lëshohet 17.6 kJ energji.
Monosakaridet, ose karbohidratet e thjeshta, të cilat, në varësi të përmbajtjes së atomeve të karbonit, kanë emrat e triozës, pentozës, heksozës, etj. Pentozat - riboza dhe deoksiriboza - janë pjesë e ADN -së dhe ARN -së. Heksoza - glukoza - shërben si burimi kryesor i energjisë në qelizë.
Polisakaridet- polimere, monomerët e të cilëve janë monosakaride heksoze. Më të njohurit nga disakaridet (dy monomerë) janë saharoza dhe laktoza. Polisakaridet më të rëndësishme janë niseshteja dhe glikogjeni, të cilat shërbejnë si substanca rezervë për qelizat bimore dhe shtazore, si dhe celuloza, përbërësi strukturor më i rëndësishëm i qelizave bimore.
Bimët kanë një larmi më të madhe të karbohidrateve sesa kafshët, pasi ato janë në gjendje t'i sintetizojnë ato në dritë gjatë fotosintezës. Funksionet më të rëndësishme të karbohidrateve në qelizë: energjike, strukturore dhe ruajtëse.
Roli energjik është se karbohidratet shërbejnë si burim energjie në qelizat bimore dhe shtazore; strukturore - muri qelizor në bimë është pothuajse tërësisht i përbërë nga polisakaridi i celulozës; ruajtje - niseshte shërben si produkt rezervë i bimëve. Ai grumbullohet në procesin e fotosintezës gjatë sezonit të rritjes dhe në një numër bimësh depozitohet në zhardhokë, bulba, etj. Në qelizat shtazore, ky rol luhet nga glikogjeni, i cili depozitohet kryesisht në mëlçi.
Proteina
Ndër substancat organike, proteinat zënë vendin e parë, si në sasi ashtu edhe në vlerë. Tek kafshët, ato përbëjnë rreth 50% të masës së thatë të qelizës. Në trupin e njeriut, ka rreth 5 milion lloje të molekulave të proteinave që ndryshojnë jo vetëm nga njëra -tjetra, por edhe nga proteinat e organizmave të tjerë. Pavarësisht nga kjo shumëllojshmëri dhe kompleksitet i strukturës, proteinat janë ndërtuar nga vetëm 20 aminoacide të ndryshme. Një pjesë e proteinave që përbëjnë qelizat e organeve dhe indeve, si dhe aminoacidet që hynë në trup, por nuk u përdorën në sintezën e proteinave, i nënshtrohen dekompozimit me lëshimin e 17.6 kJ energji për 1 g substancë.
Proteinat kryejnë shumë funksione të ndryshme në trup: ndërtimi (ato janë pjesë e formacioneve të ndryshme strukturore); mbrojtëse (proteina speciale - antitrupat - janë në gjendje të lidhin dhe neutralizojnë mikroorganizmat dhe proteinat e huaja), etj. Përveç kësaj, proteinat përfshihen në mpiksjen e gjakut, duke parandaluar gjakderdhjen e rëndë, kryejnë funksione rregullatore, sinjalizuese, motorike, energjetike, transportuese (transferimi i disa substanca në trup) ...
Funksioni katalitik i proteinave është jashtëzakonisht i rëndësishëm. Termi "katalizë" do të thotë "i palidhur", "lëshim". Substancat e klasifikuara si katalizatorë përshpejtojnë transformimet kimike, dhe përbërja e vetë katalizatorëve pas reagimit mbetet e njëjtë siç ishte para reagimit.
Enzimat
Të gjitha enzimat që veprojnë si katalizatorë janë substanca të një natyre proteinike; ato përshpejtojnë reaksionet kimike në qelizë dhjetëra dhe qindra mijëra herë. Aktiviteti katalitik i një enzime nuk përcaktohet nga e gjithë molekula e saj, por vetëm nga një pjesë e vogël e saj - një qendër aktive, veprimi i së cilës është shumë specifike. Një molekulë enzimë mund të përmbajë disa qendra aktive.
Disa molekula enzimash mund të përbëhen vetëm nga proteina (për shembull, pepsina) - një përbërës, ose e thjeshtë; të tjerat përmbajnë dy përbërës: një proteinë (apoenzimë) dhe një molekulë të vogël organike të quajtur koenzimë. U zbulua se vitaminat funksionojnë si koenzima në qelizë. Nëse marrim parasysh se asnjë reagim në një qelizë nuk mund të kryhet pa pjesëmarrjen e enzimave, bëhet e qartë se vitaminat janë me rëndësi parësore për funksionimin normal të qelizës dhe të gjithë organizmit. Mungesa e vitaminave zvogëlon aktivitetin e atyre enzimave në të cilat bëjnë pjesë.
Aktiviteti i enzimave varet drejtpërdrejt nga veprimi i një numri faktorësh: temperatura, aciditeti (pH e mediumit), si dhe nga përqendrimi i molekulave të substratit (substanca në të cilën ato veprojnë), vetë enzimat dhe koenzimet ( vitamina dhe substanca të tjera që përbëjnë koenzimet) ...
Një proces i veçantë enzimatik mund të stimulohet ose të shtypet nga veprimi i substancave të ndryshme biologjikisht aktive, të tilla si hormonet, ilaçet, stimuluesit e rritjes së bimëve, substancat toksike, etj.
Vitamina
Vitamina - substanca organike biologjikisht aktive me peshë të ulët molekulare - përfshihen në metabolizmin dhe shndërrimin e energjisë në shumicën e rasteve si përbërës të enzimave.
Nevoja ditore e njeriut për vitamina është miligramë, madje edhe mikrogramë. Janë të njohura më shumë se 20 vitamina të ndryshme.
Burimi i vitaminave për njerëzit është ushqimi, kryesisht me origjinë bimore, në disa raste - dhe shtazore (vitamina D, A). Disa vitamina sintetizohen në trupin e njeriut.
Mungesa e vitaminave shkakton një sëmundje - hipovitaminozën, mungesën e tyre të plotë - mungesën e vitaminës dhe një tepricë - hipervitaminozën.
Hormonet
Hormonet - substanca të prodhuara nga gjëndrat endokrine dhe disa qeliza nervore - neurohormone. Hormonet janë në gjendje të përfshihen në reaksionet biokimike, duke rregulluar proceset metabolike (metabolizmi dhe energjia).
Karakteristikat karakteristike të hormoneve: koha e ekzistencës në trup (disa minuta ose orë).
Acidet nukleike
Ekzistojnë 2 lloje të acideve nukleike: ADN (acid deoksiribonukleik) dhe ARN (acid ribonukleik).
ATF - acid trifosforik adenozinë, një nukleotid i përbërë nga baza nitrogjenike e adeninës, riboza e karbohidrateve dhe tre molekula të acidit fosforik.
Struktura është e paqëndrueshme, nën ndikimin e enzimave ajo shndërrohet në ADP - acid difosforik adenozinë (një molekulë e acidit fosforik është ndarë) me lëshimin e 40 kJ energji. ATP është një burim i vetëm energjie për të gjitha reaksionet qelizore.
Veçoritë e strukturës kimike të acideve nukleike sigurojnë mundësinë e ruajtjes, transferimit dhe transmetimit të informacionit në lidhje me strukturën e molekulave të proteinave nga trashëgimi në qelizat bija, të cilat sintetizohen në secilin ind në një fazë të caktuar të zhvillimit individual.
Acidet nukleike sigurojnë ruajtjen e qëndrueshme të informacionit trashëgues dhe kontrollojnë formimin e proteinave përkatëse të enzimës, dhe proteinat enzimatike përcaktojnë tiparet kryesore të metabolizmit të qelizave.
